A otimização da produção de energia elétrica em aterros sanitários: o caso Aterro Bandeirantes

Resumo

A questão dos resíduos sólidos no Brasil vem sendo discutida pela sociedade ao longo dos anos. Abrange áreas de saneamento, economia, sociologia, energia e, neste contexto, a engenharia de produção. Resíduos em aterros geram emissões de gases perigosos à população e ao meio ambiente. Este trabalho apresenta o potencial de biogás em aterros de resíduos sólidos urbanos, em função de estimativas realizadas e tomando como base experiências internacionais que não apresentaram resultados satisfatórios. A Alemanha é reconhecida pelas melhores práticas de mitigação do metano (CH4). Utiliza o processo de incineração na gestão dos resíduos sólidos urbanos e industriais, antes da disposição nos aterros. No entanto, é o país da União Europeia que mais gera resíduos domésticos. A incineração de resíduos, amplamente estabelecida por todo o país, gera 86% de potencial de aquecimento global que os biodigestores. Os Estados Unidos têm em operação 375 projetos de valorização do gás de aterro sanitário para produção de energia elétrica e 33 projetos em construção, destes, a maioria com registro em 2012. Existem esforços e iniciativas próprias que valorizam a queima do metano para a geração de energia elétrica. No Brasil, existem poucos projetos de aproveitamento energético do metano. Localizam-se no eixo sul e sudeste sendo que alguns apresentam dificuldades técnicas por conta de falhas na previsão da produção de gás de aterro. Especificamente, o país conta com 3 projetos de valorização de resíduos para produção em larga escala de energia, dentre os quais, o objeto deste estudo de caso, a Usina de Biogás Bandeirantes, em São Paulo. A pesquisa aborda a otimização do antigo aterro sanitário Bandeirantes, que a partir de 2008 passou a gerar energia e a denominar-se como usina, e aponta os estímulos na produção de energia elétrica e de créditos de carbono, a partir da queima do metano. O estudo de caso é um cenário dinâmico que sofreu modificações ao longo do seu ciclo produtivo; inicialmente como um local apenas de acúmulo de resíduos e após muitos anos, passou a gerar eletricidade.
Dentro dessa perspectiva, o trabalho apresenta estudos da valorização de resíduo, como um potencial ainda pouco explorando como insumo energético. Os locais de disposição de resíduos devem fazer parte de sistemas produtivos para fornecimento de energia. Porém, exigem estudos de estimativas complexas. Por meio das simulações, revelaram-se possibilidades de otimização da produção de gás, das quais 1,5 tera watts hora deixaram de ser produzidas. A partir do estudo de caso Aterro Bandeirantes foi possível simular parcialmente o cenário principal, como o potencial de geração de metano, e consequentemente, a valorização deste como energia elétrica. Nas simulações realizadas estimou-se a quantidade de energia elétrica que deixou de ser produzida e uma provável mitigação de toneladas de dióxido de carbono equivalente. O metano é cerca de vinte e uma vezes mais poluente que o dióxido de carbono. Sua destruição ou queima compensa os danos ambientais. O metano convertido em energia elétrica gera créditos de carbono comercializáveis, principalmente nos países desenvolvidos. A falta de históricos dos materiais orgânicos e inorgânicos depositados no aterro, associada ao tipo de clima, à precipitação de chuvas ou à compactação dos solos dificultou as estimativas desse processo produtivo de energia. A simulação possibilitou a parametrização de diferentes condições que afetaram a produção do metano. Ajustes foram incluídos para compensar atrasos e interferências que afetam a cinética do gás. A pesquisa apontou que o ciclo de vida produtivo do aterro Bandeirantes está dividido em 4 fases que representam a dinâmica do aterro: ao longo de 51 anos, passou de lixão, depois como aterro controlado por 11 anos. Com a licença de operação passou a ser aterro sanitário. A partir de 2008, passou a operar como produtor independente e fornecedor de energia elétrica, cuja expectativa desta última fase está estimada para expirar em 2030. O maior pico de produtividade de geração de metano tem registro em 2004, quando ainda operava como aterro sanitário.