Estudo das emissões de biogás em aterro de resíduos sólidos urbanos no semiárido brasileiro. - GUEDES, Maria Josicleide Felipe. (2018)
O biogás gerado pela biodegradação anaeróbia dos Resíduos Sólidos Urbanos (RSU) se configura como uma fonte alternativa de energia, entretanto, vem sendo desperdiçado em muitos aterros sanitários, na forma de emissões de Gases do Efeito Estufa (GEE) à atmosfera. A geração e emissão de gases são influenciadas por fatores associados às características operacionais dos aterros e dos resíduos, bem como aqueles relacionados às condições meteorológicas locais; os quais podem interferir na quantidade e qualidade dos gases gerados. Nessa perspectiva, o estudo das emissões de biogás se constitui em uma importante contribuição para a gestão de aterros sanitários, permitindo avaliar a eficiência das camadas de cobertura de solo compactado, além de permitir a otimização do sistema de drenagem dos gases e a recuperação energética do metano. Dentro desse contexto, o objetivo desta pesquisa foi estudar as emissões de biogás em aterro de Resíduos Sólidos Urbanos no semiárido brasileiro, no que concerne aos aspectos qualiquantitativos, a fim de gerar uma base de dados para apoiar a gestão sustentável desses empreendimentos. Esse estudo foi conduzido em uma célula de RSU, denominada de Célula 2, que se constitui em um aterro em escala real e está localizada no Aterro Sanitário em Campina Grande-PB. A operação da Célula 2 compreendeu o período entre 27/dezembro/2015 e 8/maio/2016, quando foi executada a camada de cobertura final de solo compactado. A massa total de RSU na Célula 2 foi de, aproximadamente, 62 mil toneladas, com uma taxa média de disposição de resíduos em torno de 465 t.dia-1. A metodologia da pesquisa englobou um plano de monitoramento das emissões de gases na Célula 2, o qual consistiu em medições: i) no sistema de drenagem vertical de biogás; ii) na interface soloresíduo; e iii) na camada de cobertura de solo compactado. Por meio dos resultados obtidos nesta pesquisa, foram verificadas concentrações médias de CH4, nos 9 (nove) drenos verticais (DV) de gases, superiores a 50% no período monitorado. A vazão total de CH4 variou na faixa de 59 a 17 Nm³.h-1, no período de 270 a 570 dias após o encerramento da Célula 2, implicando em uma redução dessa vazão de 70% durante esse intervalo de tempo. A taxa de captação de biogás por tonelada de resíduos aterrados variou de 15 a 4 Nm³.t-1.ano-1 (entre 270 e 570 dias). As emissões superficiais de metano pela camada de cobertura da Célula 2 totalizaram uma vazão inferior a 2 Nm³.h-1, no período de estiagem. Porém, a vazão de CH4 pela camada de cobertura foi significativamente inferior à vazão pelos DVs, correspondendo a um percentual inferior a 9% no período em análise. Os principais fatores que contribuíram para esse desempenho foram o elevado grau de compactação médio obtido para a Célula 2, a ausência de pressões diferenciais de gases na interface solo-resíduo, a eficiência do sistema de drenagem vertical de gases e a baixa permeabilidade do solo à água e ao ar. As estimativas da vazão de CH4 realizadas para a Célula 2, por meio do Landfill Gas Emissions Model, são compatíveis com uma potência máxima de 80 kW, disponível até 2047. Entretanto, as estimativas teóricas de vazão de biogás não refletiram o comportamento dos dados experimentais, visto que, nessas avaliações, não foi identificado o decaimento expressivo da vazão de metano, decorridos 570 dias de monitoramento da Célula 2. Portanto, faz-se necessário estudar possíveis soluções para ativar o potencial energético teórico dos resíduos na célula investigada.