Aproveitamento energético a partir de pré-processamento de resíduos: análise panorâmica comparativa com foco nos casos de Brasil e Alemanha
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Publication Date: | 2025 |
Format: | Doctoral thesis |
Language: | por |
Source: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP |
Download full: | https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/106/106133/tde-05062025-143117/ |
Summary: | A partir da Lei Federal nº 12.305 , promulgada em 2010, institui-se no Brasil a Política Nacional de Resíduos Sólidos (PNRS), a qual contempla a recuperação energética de resíduos sólidos no país e que, embora tenha instituído dentre uma das metas a eliminação de todos os lixões do país até março de 2014, é possível constatar que grande parte dos municípios brasileiros ainda utiliza esta forma de destinação final. As diretrizes da PNRS estabelecem a mínima destinação possível de resíduos aos aterros sanitários, de forma a reduzir o volume à sua menor fração a fim de recuperá-los energeticamente, e, concomitantemente, fomentando uma destinação final ambientalmente adequada destes resíduos. Com isso, o pré-processamento de resíduos sólidos urbanos (RSU), com vistas à aplicação como combustível alternativo em indústrias, tem se mostrado uma alternativa de reaproveitamento energético diante da problemática de resíduos, com capacidade de transformar materiais de alto poder calorífico em insumos de processos industriais. Neste contexto, empreendeu-se, no âmbito do desenvolvimento desta Tese de Doutorado, a uma análise a respeito da produção de Combustível Derivado de Resíduos (CDR) no Brasil, de forma a se identificar, pela perspectiva de aproveitamento energético, os principais desafios e oportunidades inerentes à área de resíduos sólidos no país. Concomitantemente, objetivou-se propor melhorias a este setor tendo como modelo de referência práticas bemsucedidas de tratamento e pré-processamento de resíduos adotadas na Alemanha. Neste sentido, a presente pesquisa focou atenções, centralmente, em aspectos regulatórios e tecnológicos. A rota metodológica alicerçou-se em uma abordagem qualiquantitativa, a partir de revisão bibliográfica e na realização de estudos de campo a partir de visitas técnicas às instalações de tratamento de RSU e coprocessamento, tanto no Brasil quanto na Alemanha, o que permitiu a observação, in situ, das variáveis capazes de influenciar o objeto de análise. Foi observado a partir das visitas de campo na Alemanha, que as frações mais leves (< 25 mm) dos resíduos préprocessados são as mais desejáveis para aplicação em fornos de cimento, porque podem atingir um valor calorífico mais alto, enquanto as frações mais pesadas apresentam desempenho de queima inferior, tornando-se cinzas. No Brasil, observou-se o pré-processamento de resíduos a partir de CDR tem apresentado bom desempenho na atividade de coprocessamento em cimenteiras, tendo potencial de substituir, ainda que parcialmente (aproximadamente 35%), o coque de petróleo. Entretanto, embora a linearização da economia fragilize os instrumentos legais e impeça a ampliação do setor, para continuar a haver desenvolvimento da atividade no país são necessários contratos de longo prazo, parcerias e implementação de padronização de qualidade. |
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Aproveitamento energético a partir de pré-processamento de resíduos: análise panorâmica comparativa com foco nos casos de Brasil e AlemanhaEnergy use from waste pre-processing: Comparative panoramic analysis focusing on the cases of Brazil and Germanyaproveitamento energéticoCombustível derivado de resíduos (CDR)energy recoveryRefuse derived fuel (RDF)waste managementwaste-to-energywaste-toenergy, gerenciamento de resíduosA partir da Lei Federal nº 12.305 , promulgada em 2010, institui-se no Brasil a Política Nacional de Resíduos Sólidos (PNRS), a qual contempla a recuperação energética de resíduos sólidos no país e que, embora tenha instituído dentre uma das metas a eliminação de todos os lixões do país até março de 2014, é possível constatar que grande parte dos municípios brasileiros ainda utiliza esta forma de destinação final. As diretrizes da PNRS estabelecem a mínima destinação possível de resíduos aos aterros sanitários, de forma a reduzir o volume à sua menor fração a fim de recuperá-los energeticamente, e, concomitantemente, fomentando uma destinação final ambientalmente adequada destes resíduos. Com isso, o pré-processamento de resíduos sólidos urbanos (RSU), com vistas à aplicação como combustível alternativo em indústrias, tem se mostrado uma alternativa de reaproveitamento energético diante da problemática de resíduos, com capacidade de transformar materiais de alto poder calorífico em insumos de processos industriais. Neste contexto, empreendeu-se, no âmbito do desenvolvimento desta Tese de Doutorado, a uma análise a respeito da produção de Combustível Derivado de Resíduos (CDR) no Brasil, de forma a se identificar, pela perspectiva de aproveitamento energético, os principais desafios e oportunidades inerentes à área de resíduos sólidos no país. Concomitantemente, objetivou-se propor melhorias a este setor tendo como modelo de referência práticas bemsucedidas de tratamento e pré-processamento de resíduos adotadas na Alemanha. Neste sentido, a presente pesquisa focou atenções, centralmente, em aspectos regulatórios e tecnológicos. A rota metodológica alicerçou-se em uma abordagem qualiquantitativa, a partir de revisão bibliográfica e na realização de estudos de campo a partir de visitas técnicas às instalações de tratamento de RSU e coprocessamento, tanto no Brasil quanto na Alemanha, o que permitiu a observação, in situ, das variáveis capazes de influenciar o objeto de análise. Foi observado a partir das visitas de campo na Alemanha, que as frações mais leves (< 25 mm) dos resíduos préprocessados são as mais desejáveis para aplicação em fornos de cimento, porque podem atingir um valor calorífico mais alto, enquanto as frações mais pesadas apresentam desempenho de queima inferior, tornando-se cinzas. No Brasil, observou-se o pré-processamento de resíduos a partir de CDR tem apresentado bom desempenho na atividade de coprocessamento em cimenteiras, tendo potencial de substituir, ainda que parcialmente (aproximadamente 35%), o coque de petróleo. Entretanto, embora a linearização da economia fragilize os instrumentos legais e impeça a ampliação do setor, para continuar a haver desenvolvimento da atividade no país são necessários contratos de longo prazo, parcerias e implementação de padronização de qualidade.Federal Law No. 12.305 established Brazil\'s National Solid Waste Policy (PNRS) in 2010, which includes the energy recovery of solid waste in the country. Although one of its goals is the closure of dumpsites by March 2014, it can be seen that most Brazilian municipalities still use this form of final disposal. The PNRS guidelines establish the minimum waste disposal in landfills in order to reduce it to its smallest fraction the volume to recover it energetically, while at the same time promoting an environmentally appropriate final waste. Therefore, the preprocessing of municipal solid waste has proved to be an alternative of energy recovery regarding the waste destination, with the capacity to transform high calorific value (HCV) materials into inputs for industrial processes. In this context, this PhD thesis analyzed refuse-derived fuel (RDF) production in Brazil in order to identify the main challenges and opportunities inherent in the country\'s solid waste sector from an energy use perspective. At the same time, the aim is to propose improvements to this sector, using successful waste treatment and pre-processing practices adopted in Germany. In this sense, this research focused on regulatory and technological aspects. The methodological route was based on a qualitative-quantitative approach, based on a literature review and several field studies based on an operator survey that was carried out at MSW treatment and co-processing facilities in both Brazil and Germany, which allowed for on-site observation of the variables capable of influencing the object of analysis. The survey conducted in Germany showed that the lighter fractions (< 25 mm) of preprocessed waste are the most desirable for application in cement kilns, because they can reach a higher calorific value, while the heavier fractions have a lower burning performance, becoming ash. In Brazil, it has been observed that the pre-processed waste has performed well in the coprocessing activity in cement plants, with the potential to replace petroleum coke, although partially (approximately 35%). However, although the linearization of the economy weakens the legal instruments and prevents the sector from expanding, long-term contracts, partnerships and the implementation of quality standardization are necessary in order to continue to develop the activity in the country.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPSimões, André FelipeGuerreiro, Érica Machado da Silva2025-05-06info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/106/106133/tde-05062025-143117/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2025-06-09T17:19:02Zoai:teses.usp.br:tde-05062025-143117Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212025-06-09T17:19:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false |
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