Este trabalho foi recuperado de uma versão anterior da revista Educação Pública. Por isso, talvez você encontre nele algum problema de formatação ou links defeituosos. Se for o caso, por favor, escreva para nosso email (educacaopublica@cecierj.edu.br) para providenciarmos o reparo.

Aproveitamento energético do biogás a partir de resíduos sólidos

Ana Karina Castro Lima

Mestre em Microbiologia Médica Humana, UERJ, Pós-graduada em Meio Ambiente Executivo, COOPPE-UFRJ

Any Bernstein

Doutora em Biotecnologia, mestre em Bioquímica, professora da Fundação Cecierj

Tatiana Freitas Valle

Arquiteta e Urbanista (UFRJ), Mestre em Meio Ambiente (COPPE)

Geração de resíduos pelos municípios

Os resíduos sólidos passaram a constituir um problema no mundo a partir da Revolução Industrial, quando começou a produção em larga escala. Hoje, com o significativo crescimento populacional das grandes cidades, onde os indivíduos mantêm padrões de consumo insustentáveis de produtos pouco duráveis, aumentaram muito tanto a quantidade quanto a diversidade desses resíduos.

O Estado do Rio de Janeiro possui 92 municípios e uma população estimada de 15.989.929 habitantes (IBGE, 2010). Nele são produzidas diariamente 20.913 toneladas de resíduos sólidos (ABRELPE, 2011). Dentre as municipalidades do estado, 37 depositam seus resíduos em locais inadequados – vazadouros ou aterros controlados – e 65 os descartam em aterros sanitários. A ausência de áreas adequadas para a disposição final dos resíduos e as características intrínsecas deles tornam ainda mais complexa a definição e a implementação de medidas que garantam sua classificação, separação para reciclagem e destinação final ambientalmente adequada. Os problemas associados aos resíduos decorrem não só de sua geração, mas também do tipo de lixo que é produzido (FIGUEIREDO, 1995).

Tal quadro exige de todos os municípios medidas urgentes e adequadas para gerenciar os resíduos sólidos, minimizando assim os impactos ambientais que possam causar, como enchente, poluição do ar, da água e do solo, deslizamento de encostas, transmissão de doenças com contaminação de solos superficiais e mananciais, que tem efeitos desastrosos à saúde da população.

Fontes energéticas

Na matriz energética brasileira, predominam as usinas hidrelétricas, que produzem energia considerada “limpa” do ponto vista ambiental. A escassez de água, aliada ao crescimento da demanda de energia no país, requer que o governo invista no desenvolvimento de fontes energéticas alternativas, com um planejamento técnico competente.

Atualmente, o biogás produzido pela degradação do lixo urbano é um problema complexo para as administrações municipais: passa pela existência de lixões clandestinos ainda em funcionamento, pela implantação de programas e planos municipais de gestão integrada de resíduos sólidos, pela prática da Educação Ambiental e pela vontade política do governo.

O aproveitamento energético do biogás produzido durante o tratamento do lixo urbano pode contribuir para a geração de riquezas, empregos e para o combate à poluição; portanto, é adequado neste momento de transição entre a desativação dos lixões e a instalação de aterros sanitários. Nesses aterros, o biogás é uma alternativa sustentável, por transformar os gases que seriam liberados na atmosfera em energia, com a vantagem adicional de ser um combustível gerado próximo dos consumidores, utilizando uma fonte que é naturalmente gerada pela decomposição dos resíduos em meio anaeróbio.

Este trabalho tem como objetivo discutir algumas vantagens de incrementar a matriz energética brasileira com o uso do biogás como fonte de energia renovável e alternativa ao uso de hidroeletricidade e de combustíveis fósseis.

Os resíduos sólidos no setor de saneamento ambiental

No Brasil, embora tenha sido verificada pequena evolução nos últimos anos, os níveis de atendimento dos serviços de coleta e tratamento de esgotos ainda encontram-se em patamares inferiores ao dos países desenvolvidos e mesmo de outros países em desenvolvimento. De acordo com dados do Sistema Nacional de Informações sobre Saneamento – SNIS (MINISTÉRIO DAS CIDADES, 2008), o índice de atendimento urbano com serviços de coleta de esgoto no Brasil em 2007 foi de apenas 51%; do volume total de esgoto coletado, 61% são tratados, resultando em um índice de tratamento de esgotos de apenas 31%.

A Organização Mundial da Saúde (OMS) ampliou o conceito de saneamento dentro de uma nova concepção, em que o manejo dos resíduos sólidos passaram a fazer parte integrante do sistema de saneamento ambiental:

isto se deveu ao entendimento de que não só o abastecimento de água e o esgotamento sanitário, mas também a correta construção, operação e gestão de instrumentos de drenagem urbana, manejo de resíduos e de controle de vetores são essenciais para a qualidade de vida dos seres humanos, em especial para a grande maioria que vive aglomerada em centros urbanos, e para a preservação do meio ambiente (CASTRO, 2006).

O Brasil possui uma boa legislação sobre saneamento. O que falta mesmo é uma política nacional de resíduos sólidos, com fiscalização e conscientização da população e do Poder Público.

A Lei nº 12.305/10 passou a regulamentar especificamente a destinação final dos resíduos no país, com o objetivo de proteger o meio ambiente e a saúde humana, estabelecendo instrumentos de gestão, como os planos de resíduos sólidos e a coleta seletiva, os sistemas de logística reversa e outras ferramentas relacionadas à implementação da responsabilidade compartilhada pelo ciclo de vida dos produtos. Essa Lei estabelece que o município deve definir em seus planos, em um período de 20 anos, metas que estabeleçam a redução, reutilização, reciclagem e outras que avalie serem adequadas para reduzir a quantidade de resíduos e rejeitos encaminhados para aterro sanitário; o aproveitamento energético dos gases gerados nas unidades de disposição final de resíduos sólidos; eliminação e recuperação de lixões, associadas à inclusão social e à emancipação econômica de catadores de materiais reutilizáveis e recicláveis. Além disso, a PNRS estabelece a eliminação dos lixões até agosto de 2014, e a gestão e gerenciamento de resíduos sólidos deverá observar a seguinte ordem de prioridade: não geração, redução, reutilização, reciclagem, tratamento dos resíduos sólidos e disposição final ambientalmente adequada dos rejeitos.

Classificação dos resíduos sólidos

Por definição, segundo a Lei nº 12.305/10 (Política Nacional de Resíduos Sólidos – PNRS), resíduo sólido é "material, substância, objeto ou bem descartado resultante de atividades humanas em sociedade, a cuja destinação final se procede, se propõe proceder ou se está obrigado a proceder, nos estados sólido ou semissólido, bem como gases contidos em recipientes e líquidos cujas particularidades tornem inviável o seu lançamento na rede pública de esgotos ou em corpos d’água ou exijam para isso soluções técnica ou economicamente inviáveis em face da melhor tecnologia disponível” (BRASIL, 2010).

Os resíduos podem ser classificados quanto à origem (domiciliares, limpeza urbana, estabelecimentos comerciais e seus prestadores de serviços, serviços públicos de saneamento básico, industriais, serviços de saúde, construção civil, resíduos agropastoris, resíduos de serviços de transportes e resíduos de mineração) e quanto à periculosidade (perigosos e não perigosos) (BRASIL, 2010).

  1. Perigosos – aqueles que, em razão de suas características de inflamabilidade, corrosividade, reatividade, toxicidade, patogenicidade, carcinogenicidade, teratogenicidade e mutagenicidade, apresentam significativo risco à saúde pública ou à qualidade ambiental, de acordo com lei, regulamento ou norma técnica.
  2. Não perigosos – aqueles não enquadrados como resíduos domiciliares (originários de atividades domésticas em residências urbanas).

Os resíduos sólidos também podem ser classificados quanto à origem, à natureza e aos potenciais riscos de contaminação. Mansur e Monteiro (1993) agruparam os resíduos sólidos em quatro classes, a partir de suas origens: 1) lixo residencial – gerado pelas atividades diárias em residências; 2) lixo comercial – produzido em estabelecimentos comerciais e de serviços, cujas características dependem das atividades a serem desenvolvidas; 3) lixo público – oriundos dos serviços de limpeza pública urbana, como capina, varrição dos logradouros públicos; 4) lixo de fontes especiais, que, em função de determinadas características peculiares, requerem cuidados especiais em seu acondicionamento, manipulação e disposição final, tais como lixo hospitalar, industrial e radioativo.


Figura 1: Classificação de resíduos sólidos

Resíduos sólidos urbanos

Os resíduos sólidos urbanos (RSU) são aqueles oriundos das atividades de limpeza pública; podem ser subdivididos em resíduos sólidos domiciliares (RSD), englobando lixo residencial, comercial e público; e em resíduos sólidos dos serviços de saúde (RSSS), que são gerados em hospitais, farmácias, clínicas médicas e odontológicas, laboratórios etc.

No Brasil, de acordo com a Associação Brasileira de Empresas de Limpeza Pública e Resíduos Especiais – Abrelpe (2011), são geradas 195.090 toneladas de resíduos por dia. Dessas, 177.995 toneladas são coletadas diariamente, das quais 70% (127.135 toneladas) são referentes a resíduos domiciliares e comerciais.

No gerenciamento dos resíduos sólidos urbanos, em todas as atividades haverá rejeitos. Pode-se conceituar rejeito como tudo aquilo que não se aproveita e necessita de destinação final ou ser disposto em algum local. Nas unidades de triagem haverá materiais que, tecnológica ou comercialmente, não são passíveis de reciclagem, como embalagens compostas de vários materiais, como tecidos, isopor, fraldas descartáveis etc.; nos processos de tratamento térmico haverá geração de escórias e cinzas; e na compostagem poderá, após o peneiramento, haver rejeitos ou até mesmo o próprio composto que não atende às especificações necessárias que deve ser encaminhado para aterros sanitários.

Quando o lixo é depositado, seu potencial contaminante torna-se evidente, uma vez que, após a sua disposição no aterro, inicia o processo de biodegradação, que compreende reações físicas, químicas e biológicas, resultando na formação de chorume e biogás. O chorume, líquido de coloração escura e odor desagradável, possui elevada carga tanto orgânica quanto inorgânica e diversas espécies de microrganismos.

Segundo Lins (2003), o chorume é formado pela decomposição da matéria orgânica presente no lixo. Já os percolados ou lixiviados são formados pela percolação de águas que atravessam a massa de lixo arrastando o chorume e outros materiais em solução e/ou suspensão.

O biogás, por sua vez, é composto em grande parte por gás carbônico e metano, principais responsáveis pelo efeito estufa (PAES, 2003). Esses líquidos, juntamente com os gases, ocupam os interstícios existentes na fase sólida (PAES, 2003).

Tipos de disposição final dos resíduos sólidos

O controle da disposição e tratamento do lixo pode ser feito por vários métodos: incineração, pirólise, compostagem, aterros sanitários e biodigestão.

A destinação final de resíduos sólidos no Brasil se apresenta como o maior problema a ser solucionado para uma gestão ambientalmente adequada dos resíduos. Em 2011, a Abrelpe constatou, na sua amostra de 400 municípios, que 58,1% do total de resíduos coletados seguem para aterros sanitários, porém cerca de 75 mil toneladas diárias ainda têm destinação inadequada.

Os aterros sanitários representam a forma de disposição final mais adequada para os resíduos sólidos urbanos. No entanto, em muitas regiões do Brasil ainda podem ser encontrados aterros controlados e lixões. O depósito de resíduos sólidos a céu aberto ou lixão é uma forma de deposição desordenada sem compactação ou cobertura dos resíduos, o que propicia a poluição do solo, ar e água e a proliferação de vetores de doenças (ZANTA; FERREIRA, 2003). No lixão não há qualquer controle quanto aos tipos de resíduos recebidos, mesmo quando há disposição de dejetos originários de serviços de saúde e de indústrias. Associada aos lixões, observa-se a presença de pessoas que por vezes residem no próprio local (catadores) e a criação de animais para consumo humano (CEMPRE, 2010).


Figura 2: Lixão.
Fonte: http://www.lixo.com.br/

O aterro sanitário é uma forma de disposição final de resíduos sólidos no solo dentro de critérios de engenharia (sistema de drenagem para afastamento das águas da chuva, impermeabilização da área onde os resíduos sólidos serão depositados, drenagem e tratamento do percolado, além de drenagem e queima dos gases gerados) onde se deve confinar seguramente os resíduos, evitando danos ou riscos à saúde pública e minimizando os impactos ambientais (CEMPRE, 2010).

Quando o lixo é depositado no aterro, seu potencial contaminante torna-se evidente, uma vez que inicia o processo de biodegradação, que compreende reações físicas, químicas e biológicas, resultando na formação de chorume e biogás. O chorume possui elevadas cargas orgânica e inorgânica e diversas espécies de microrganismos.


Figura 3: Aterro sanitário.
Fonte: http://www.lixo.com.br/

Melo (2003) comenta que a destinação final de resíduos sólidos em aterros sanitários, quando comparada a outras formas de disposição final, diminui as áreas para sua disposição e permite uma degradação mais rápida e completa dos rejeitos biodegradáveis. Isso se deve ao controle de vários parâmetros. Outro fator positivo na utilização de aterros sanitários para tratamento de resíduos é a diminuição de riscos ambientais, que poderiam ser causados, por exemplo, pela proliferação de vetores de doenças ou contaminação do meio ambiente por efluentes gasosos e/ou líquidos resultantes do processo de biodegradação dos resíduos.

Os aterros sanitários apresentam ainda outras vantagens: baixo custo de manutenção e operação, coleta de biogás produzido durante a fermentação para posterior utilização como combustível, controle de percolado gerado pela atividade microbiana (chorume) e reutilização dos locais de aterramento para a população (construção de parques, campos esportivos etc.) (VILLAS-BÔAS, 1990).

O aterro controlado é outra forma de deposição de resíduo; tem como um dos poucos cuidados a cobertura dos resíduos com uma camada de solo ao final da jornada diária de trabalho, com o objetivo de reduzir a proliferação de vetores de doenças. É similar ao aterro sanitário quanto ao confinamento de resíduos sólidos com cobertura de material inerte na conclusão de cada jornada de trabalho, mas, em geral, não dispõe de sistemas de drenagem e de tratamento dos gases gerados, de impermeabilização da base, nem de tratamento dos percolados (chorume e água da chuva), comprometendo a qualidade das águas subterrâneas (CEMPRE, 2010). Esse método é preferível ao lixão, mas bastante inferior ao aterro sanitário.


Figura 4: Aterro controlado
Fonte: http://www.lixo.com.br/

Aproveitamento energético do biogás

No Brasil, a elevada população e sua concentração em grandes centros urbanos, aliadas à expressiva produção agropecuária e agroindustrial, indicam grande potencial de produção de biogás.

O aproveitamento do conteúdo energético contido nos resíduos sólidos pode ser realizado não apenas com a queima do lixo como combustível em usinas de incineração, mas também por processos de reciclagem, com a venda dos materiais recicláveis, por meio da compostagem e pela recuperação do biogás gerado nos aterros sanitários.

Segundo estimativas do Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE, 2007), 83% da população brasileira vivem em áreas urbanas; mais de 100 milhões de brasileiros (cerca de 54% da população brasileira) vivem em municípios com população superior a cem mil habitantes. Essa concentração espacial da população possibilitaria, teoricamente, que a maior parte dos efluentes domésticos produzidos no Brasil fosse coletada nas aglomerações urbanas por meio de uma rede coletora relativamente densa e tratada em estações de médio e grande porte, permitindo, de acordo com o processo utilizado, o aproveitamento do biogás resultante da digestão anaeróbica da matéria orgânica dos efluentes domésticos.

O país com maior capacidade instalada em biogás, de 1,7GW, é a Alemanha, que possui aproximadamente 4.700 usinas. Os Estados Unidos, a Inglaterra e a Itália também detêm capacidades expressivas instaladas em biogás, com 790MW, 680MW e 220MW, respectivamente Alguns países em desenvolvimento também demonstram crescente interesse pelo combustível. A Tailândia, por exemplo, detém capacidade de 51MW em biogás. A realização do potencial energético brasileiro, num estudo do Ministério do Meio Ambiente de 2010, era de 311MW e colocaria nosso País como um dos maiores geradores dessa energia elétrica do mundo (MMA, 2010).

Biogás gerado por resíduos sólidos urbanos

Segundo Henriques (2004), são produzidos de 100 a 200m3 de biogás por tonelada de RSU decompostos, dependendo de sua composição, condições do meio e operação.

O aproveitamento energético do biogás dos aterros sanitários faz parte do planejamento energético brasileiro, mas não existe legislação específica sobre o tema. O potencial energético do biogás varia em função da presença de metano em sua composição: quanto mais metano, mais rico é o biogás. Quando este é originário de aterros, a proporção de metano é, em média, de 50%; quando é gerado em reatores anaeróbios de efluentes, a concentração média é mais elevada, atingindo 65%. Entretanto, quando comparado com o gás natural (85 a 95% de metano), apresenta menor poder calorífico, em consequência do menor conteúdo de metano. O Boletim do Ministério das Cidades (2008) conceitua que

O biogás é uma mistura gasosa, produzida naturalmente em meio anaeróbico pela ação de bactérias em matérias orgânicas que são fermentadas dentro de determinados limites de temperatura, teor de umidade e acidez, composta basicamente pelos gases metano (CH4), dióxido de carbono (CO2), nitrogênio (N2), hidrogênio (H2), oxigênio (O2) e gás sulfídrico (H2S). Pelas características dos resíduos sólidos do Brasil, o biogás apresenta elevadas concentrações de metano, acima de 55%, e de dióxido de carbono acima de 30% (...). Por conter em sua composição metano e dióxido de carbono, o biogás passa a ser considerado como gás que contribui para a formação do fenômeno conhecido como efeito estufa, um dos responsáveis pelo aquecimento do planeta. Estudos indicam que, considerando um período de 100 anos, 1g de metano contribui 21 vezes mais para a formação do efeito estufa do que 1g de dióxido de carbono. Para a mitigação desses efeitos, o biogás deve ser drenado e queimado, pois sua queima transforma metano em dióxido de carbono e vapor de água.

Tabela 1: Composição básica do biogás
Composição Porcentagem (base seca)
Metano 55 – 75
Dióxido de carbono 25 – 45
Nitrogênio 0 – 3,0
Oxigênio 0 – 0,1
Enxofre, mercaptanas 0 – 1,0
Amônia 0,1 – 1,0
Hidrogênio 0 – 2,0
Monóxido de carbono 0 – 0,2
Gases em menor concentração 0,01 – 0,6

Fonte: Adaptado de Tchobanoglous et al, 1993.

O uso energético do metano do biogás tem grande importância como medida mitigatora do efeito estufa, pois evita que o metano seja lançado na atmosfera, já que, com a combustão, o metano vai a CO2 e este tem poder 21 vezes menor que o metano como gás de efeito estufa.

No Brasil, a partir de 2 de agosto de 2014, os rejeitos deverão, em sua maior parte, ser destinados a aterros sanitários; com isso, o potencial para aproveitamento energético do biogás torna-se muito grande.

A produção de metano aumenta de forma gradual com a disposição dos resíduos no aterro e diminui após o fim da vida útil do aterro. Para saber quanto de energia poderá ser produzida no aterro sanitário, é necessário avaliar a produção de metano durante sua vida útil. Por exemplo: em um aterro de vida útil de 15 anos, o máximo de aproveitamento do metano para geração de energia elétrica ocorre do início do quinto ano de disposição dos resíduos até quatro anos após o encerramento do aterro (COSTA JUNIOR, 2012).

Baseando-se no lixo urbano, cerca de 100 a 200m3 de biogás são produzidos por tonelada de resíduo sólido decomposto ,e estima-se uma potência elétrica gerada, somente pelos resíduos sólidos urbanos no Brasil, de aproximadamente 300MW (HENRIQUES, 2004). De acordo com Jucá et al (2005), o aterro de resíduos sólidos de Muribeca, em Pernambuco, possui capacidade instalada entre de 10 a 13,6MW. A usina termelétrica do Aterro dos Bandeirantes, no Estado de São Paulo, gera 22MW, enquanto no Aterro São João são gerados 24,8MW (ENSINAS, 2003).

De acordo com o Ministério de Ciência e Tecnologia, atualmente, 27 aterros sanitários no Brasil estão com projeto em validação/aprovação no âmbito do MDL (MMA, 2008). Entre os aterros candidatos a um projeto de utilização de biogás já identificados em estudos de pré-viabilidade conduzidos pelo Banco Mundial (BIRD) estão Gramacho (Duque de Caxias-RJ); Muribeca (Recife-PE) e Santa Tecla (Gravataí-RS). No aterro da Muribeca, os resultados da análise econômica indicaram a viabilidade do aproveitamento do gás para queima em condições bem especiais para geração de energia.

Alguns aterros já estão com comercialização de créditos de carbono iniciada, nos termos do MDL: Aterro dos Bandeirantes (São Paulo-SP), Central de Tratamento de Resíduos – CTR/Nova Iguaçu (Nova Iguaçu-RJ), Aterro São João (São Paulo-SP), Aterro Sanitário de Salvador da Bahia ou Aterro Metropolitano Centro (Salvador-BA) e Aterro de Caieiras (Caieiras-SP) (ABRELPE, 2011).

São Paulo foi a primeira cidade do Brasil a aproveitar o biogás como fonte de energia. Vinte e quatro geradores de alta potência queimam todo o gás do lixo. Tomando como referência um fator de capacidade de 80% e tendo em conta o atual consumo médio do consumidor residencial brasileiro, em torno de 150kWh/mês, a geração de energia nos dois aterros paulistanos é suficiente para atender ao consumo de cerca 170 mil domicílios, o equivalente a uma população entre 500 e 600 mil habitantes (EPE 2008). A primeira delas, inaugurada em 2003, dentro do aterro sanitário Bandeirantes, na cidade de São Paulo, com capacidade instalada de 20 MW, foi anunciada, à época, como a maior usina a biogás do mundo. As demais são: São João, também em aterro sanitário da cidade de São Paulo, com potência instalada de 24,6 MW, e Energ Biog, com 30 kW de potência, na cidade de Barueri, região da Grande São Paulo. Além dessas, havia mais sete empreendimentos outorgados, totalizando 109 MW de potência nos Estados de São Paulo, Bahia, Rio de Janeiro, Pernambuco e Santa Catarina (ANEEL, 2008).

Em 2008, a Aneel autorizou a Companhia Paranaense de Energia Elétrica (Copel) a implantar projeto-piloto para a compra da energia excedente produzida em pequenas propriedades rurais do Paraná a partir de dejetos de animais. Chamado Programa de Geração Distribuída com Saneamento Ambiental, o projeto permitirá a utilização do material orgânico resultante da criação de suínos, evitando o seu lançamento em rios e em reservatórios, como o da Usina Hidrelétrica de Itaipu. Os resíduos serão transformados, por meio de biodigestores, em biogás, combustível usado na produção de energia elétrica. Por decisão da Aneel, a potência instalada máxima dos empreendimentos incluídos no programa será de 300kVA (quilovolt-ampère), que equivale a 270 quilowatts (kW). Essa potência é suficiente para abastecer 60 unidades consumidoras residenciais com consumo mensal médio de 150kW (ANEEL, 2008).

Em 2013 foi lançada a primeira usina de biogás do Brasil. Está instalada no Aterro de Gramacho, no Rio de Janeiro, e tem capacidade de produzir anualmente 70 milhões de metros cúbicos de gás verde – o equivalente ao fornecimento de energia a todas as residências e pontos comerciais da capital. Trata-se do maior projeto do mundo em crédito de carbono em aterro sanitário com aprovação da ONU.

A EPE (2007) elaborou o Plano Nacional de Energia – PNE 2030 – tendo como objetivo o planejamento de longo prazo do setor energético do país. É composto de uma série de estudos que buscam dar base para a formulação de políticas energéticas segundo uma perspectiva integrada dos recursos disponíveis. Trata da destinação de resíduos sólidos oriundos dos setores industrial, comercial e residencial que poderiam, após recolhidos, ser reciclados, compostados ou transformados em energia a partir da queima, da gaseificação direta ou pelo biogás (também chamado GDL – gás do lixo) de um aterro energético – ou ainda para um aterro sanitário.

O biogás contém compostos orgânicos voláteis, que são os principais contribuintes para a queda do nível de ozônio e que incluem em seu escopo poluentes tóxicos. Quando o biogás é coletado e queimado em um sistema de obtenção de energia, esses compostos são destruídos, evitando a consequente perda ambiental.

A geração a partir do biogás também tem um significante potencial de reduzir o risco de mudança global do clima. Em alguns países, com os Estados Unidos, o biogás é a maior fonte isolada de emissões antropogênicas de metano, representando 40% dessas emissões a cada ano. Reduzir essas emissões é uma ação importante na luta contra a mudança do clima, pois cada tonelada de metano emitida na atmosfera tem um impacto de aquecimento equivalente a 21 toneladas de dióxido de carbono sobre um período de tempo de 100 anos.

Utilização do biogás em propriedades rurais

A necessidade de ampliação e renovação da matriz energética brasileira faz com que outras fontes de energia limpa e renovável ganhem força no cenário nacional. No âmbito dos resíduos rurais, destaca-se a produção de dejetos suínos e bovinos, que geram enorme transtorno aos produtores e podem ser utilizados para geração de energia elétrica, desde que haja tratamento correto desses resíduos.

O Brasil é o quarto maior produtor mundial de suínos, contando com cerca de 43,2 milhões de cabeças, apresentando-se com grande potencial de resíduos causando sérios problemas ao meio ambiente quando não tratados (IBGE, 2006). Se não tratados adequadamente, a disposição destes dejetos no ambiente causa a poluição de rios e lagos, o que por sua vez acarreta a diminuição da qualidade da água para consumo humano, disseminação de doenças, mortandade de peixes e outros efeitos em cascata.

A suinocultura é uma atividade desenvolvida principalmente em pequenas propriedades rurais, e no Estado do Paraná essa atividade desenvolveu-se empregando mão de obra familiar, sendo fonte de renda e estabilização social dos agricultores.

No Sul do Brasil, várias cooperativas estão incentivando os suinocultores a investir em biodigestores para transformar os dejetos de suínos, um sério problema ambiental na região, em energia. Os biodigestores podem gerar renda adicional aos produtores rurais com a negociação de créditos de carbono. Cada metro cúbico de dejeto suíno gera um quilowatt de energia.

O biodigestor é um tanque protegido do contato com o ar atmosférico em que a matéria orgânica é metabolizada por bactérias anaeróbias (que se desenvolvem em ambiente sem oxigênio). Nesse processo, obtêm-se como subprodutos o biogás, o biofertilizante e um efluente mineralizado. O processo de digestão anaeróbia (biometanização) consiste em um complexo de cultura mista de microrganismos capazes de metabolizar materiais orgânicos complexos, tais como carboidratos, lipídios e proteínas, para produzir metano (CH4), dióxido de carbono (CO2) e material celular.

Enquanto o dejeto original possui alta carga poluidora, contaminando rios, lençóis freáticos e o solo, o resíduo do biodigestor é completamente estabilizado, a carga poluidora é destruída e tanto a parte líquida quanto a parte sólida resultante podem ser utilizadas sem nenhum risco para o ambiente e para a saúde humana para irrigar e fertilizar o solo.


Figura 5: Biodigestor produzindo o biogás a partir de esterco.
Fonte: http://www.enercons.com.br.

O oeste do Paraná é a maior região produtora de suínos do estado, gerando um problema ambiental grave; ali foi desenvolvido um sistema de reciclagem de dejetos de suínos. O programa preparou biodigestores que processam o material, gerando adubo curado – que é vendido como fertilizante de campos agrícolas – e gás metano. Este gás é recolhido das granjas por um gasoduto e levado a uma central termelétrica movida a biogás. A eletricidade gerada supre todas as necessidades dos produtores, e o excedente é vendido para a Itaipu, que o injeta na rede elétrica (NOBRE, 2011).

O biogás produzido pode ter o seu conteúdo energético aproveitado nos sistemas de produção de suínos e aves, em aquecimento, iluminação, geradores de energia elétrica e em motores para transporte de resíduos e de biofertilizante.

A geração de energia usando os dejetos da suinocultura ainda é remota no Brasil, mesmo sendo uma forma de diminuir a poluição e a degradação ambiental ao redor de granjas. Porém o atual sistema é bastante favorável ao desenvolvimento, em função do ciclo de alta de preços do petróleo, combustíveis fósseis e gás natural – fazendo com que essa modalidade de geração torne-se viável, sem contar a crescente pressão para a diminuição da degradação ambiental associada à produção de alimentos (Lemos et al, 2008).

Conclusão

A geração, a coleta, o tratamento e a destinação final dos resíduos sólidos tornaram-se um dos problemas mais graves dos tempos atuais para as administrações municipais. As diretrizes para uma gestão socialmente integrada de resíduos deve contemplar programas que visam à implementação dos 3Rs (redução, reutilização e reciclagem) por meio de programas de coleta seletiva/reciclagem e de Educação Ambiental e que promovam a efetiva participação e conscientização da sociedade na solução dos problemas.

A busca por tecnologias alternativas para o aproveitamento dos resíduos sólidos tem extrema importância devido principalmente à falta de áreas para disposição final de resíduos próximas aos grandes centros urbanos (onde esses resíduos são gerados), ao potencial de aproveitamento energético apresentado pelo lixo urbano brasileiro e à redução de emissões de gases do efeito estufa.

O aproveitamento energético dos resíduos sólidos é um dos objetivos da Política Nacional de Resíduos Sólidos, que prevê a inserção de metas de geração de energia por meio do biogás de aterros sanitários nos Planos Estaduais e Nacional de Resíduos Sólidos. O planejamento de longo prazo do setor energético, com uma visão integrada dos recursos disponíveis, prevê um incremento na matriz energética por meio do uso da biomassa e a geração de energia mediante o aproveitamento do biogás de aterros sanitários.

A técnica de aproveitamento do biogás de aterros sanitários, além de não utilizar novos recursos naturais para produção energética, capta o gás gerado na decomposição de resíduos, que é extremamente poluente e que iria agravar o efeito estufa, sendo então, vantajosa para o meio ambiente.

Em meio às crises energética e econômica do país, as propriedades agrícolas familiares podem reduzir a dependência energética e buscar mais um caminho para sua sustentabilidade energética.

A utilização de biogás na matriz energética tem entre os pontos fortes a redução de gastos com energia elétrica, lenha, melhoria na limpeza interna da granja, redução de odores, menor quantidade de vetores (principalmente moscas), redução nos microrganismos patogênicos e os efeitos benéficos do uso do biofertilizante na agricultura.

Dessa forma, a técnica de aproveitamento do biogás tanto em aterros sanitários quanto nas propriedades rurais de suínos contribui para o meio ambiente.

Referências

ABRELPE – Associação Brasileira de Empresas de Limpeza Pública e Resíduos Especiais (2011). Panorama dos resíduos sólidos no Brasil e no mundo em 2010.

ANEEL – Agência Nacional de Energia Elétrica (2008). Atlas de energia elétrica do Brasil. 3ª ed. Brasília: ANEEL.

BRASIL. MINISTÉRIO DAS CIDADES (2008). Guidance on recuperation of landfill gas from municipal solid waste landfills (World Bank). Disponível em http://www.iban.org.br.

BRASIL (2010). Lei nº 12.305, de 2 de agosto de 2010. Institui a Política Nacional de Resíduos Sólidos Política Nacional de Resíduos Sólidos. Brasília.

BRASIL. MINISTÉRIO DAS CIDADES (2008). Sistema Nacional de Informações sobre Saneamento: diagnóstico dos serviços de água e esgotos – 2007. Brasília.

BRASIL. MINISTÉRIO DO MEIO AMBIENTE (2008). Aproveitamento energético do biogás de aterro sanitário. São Paulo.

BRASIL. MINISTÉRIO DO MEIO AMBIENTE (2010). Estudo sobre o potencial de geração de energia a partir de resíduos de saneamento (lixo, esgoto), visando incrementar o uso de biogás como fonte alternativa de energia renovável. São Paulo.

CASTRO, L. B. (2006). Avaliação do serviço de coleta de resíduos sólidos domiciliares em cidade de médio porte utilizando sistema de informações geográficas e receptores do sistema de posicionamento por satélites. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil). Faculdade de Engenharia Civil. Universidade Federal de Uberlândia. Uberlândia.

CEMPRE (2010). Lixo municipal: manual de gerenciamento integrado. 3ª ed. São Paulo.

COSTA JUNIOR, N. (2012). Análise do projeto de uso do biogás no Aterro Bandeirantes utilizando células a combustível e queimadores registradores de biogás ecoeficientes. Dissertação (mestrado). Departamento de Engenharia Mecânica. Universidade de Taubaté.

EMPRESA DE PESQUISA ENERGÉTICA (EPE) (2007). Plano Nacional de Energia 2030. Brasília.

EMPRESA DE PESQUISA ENERGÉTICA (EPE) (2008). Nota técnica DEN 06/08: avaliação preliminar do aproveitamento energético dos resíduos sólidos urbanos de Campo Grande-MS. Rio de Janeiro.

ENSINAS, A. V. (2003). Estudo da geração de biogás no Aterro Sanitário Delta, em Campinas-SP. Dissertação (Mestrado) Faculdade de Engenharia Mecânica. Universidade Estadual de Campinas, São Paulo.

FIGUEIREDO, P. J. M. (1995). A sociedade do lixo: os resíduos, a questão energética e a crise ambiental. 2ª ed. Piracicaba: Ed. Unimep.

HENRIQUES, R. M. (2004). Aproveitamento energético dos resíduos sólidos urbanos: uma abordagem tecnológica. Dissertação (Mestrado) Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-graduação e Pesquisa de Engenharia (Coppe), Universidade Federal do Rio de Janeiro.

IBGE - Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (2007). Contagem da população 2007. Disponível em http://www.ibge.gov.com.

IBGE - Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (2010). Censo demográfico 2010. Disponível em http://www.ibge.gov.com.

LINS, E. A. M. (2003). A utilização da capacidade de campo na estimativa do percolado gerado no Aterro da Muribeca.Dissertação (Mestrado) Centro de Tecnologia e Geociências, Universidade Federal de Pernambuco, Recife.

MANSUR, G. L.; MONTEIRO, J. H. R. P. (1993). O que é preciso saber sobre limpeza urbana. 2ª ed. Rio de Janeiro.

MELO, M. C. (2003). Uma análise de recalques associada à biodegradação no aterro de resíduos sólidos da Muribeca. Dissertação (Mestrado). Centro de Tecnologia e Geociências, Universidade Federal de Pernambuco, Recife.

NOBRE, A. D. (2011). É possível uma produtiva convivência entre agronegócio e meio ambiente. Revista Política Agrícola.

PAES, R. F. C. (2003). Caracterização do chorume produzido no Aterro da Muribeca-PE.Dissertação (Mestrado). Centro de Ciências e Tecnologia, Universidade Federal de Campina Grande, Paraíba.

VILLAS-BÔAS, D. M. F. (1990). Estudo da microbiota anaeróbia hidrolítica fermentativa em aterro sanitário. Dissertação (Mestrado). Escola de Engenharia. Universidade Federal de São Carlos, São Carlos.

ZANTA, V. M., FERREIRA, C. F. A. (2003). Gerenciamento integrado de resíduos sólidos urbanos. In: CASTILHOS JÚNIOR, A. B. (Coord.). Resíduos sólidos urbanos: aterro sustentável para municípios de pequeno porte. Rio de Janeiro: ABES, Projeto PROSAB.

Publicado em 6 de maio de 2014

Publicado em 06 de maio de 2014