Proposta para o aproveitamento de biogás na obtenção de créditos de carbono em aterro sanitário e compostagem com aeração horizontal em camadas

Abstract

As oportunidades do processo de digestão anaeróbia, em aterros sanitários, controlados e sistemas de compostagem, são ligadas à formação de biogás através da biodegradação da matéria orgânica (MO) em ambiente predominantemente anaeróbio. O aterro da Caturrita, localizado na cidade de Santa Maria, possui cerca de 467.929 toneladas de resíduos depositados em uma de suas células. A recuperação total do CH4 desta quantidade de resíduo entre 2013 e 2033, considerando um rendimento na captação de gases de 70%, foi calculada em 17.529.657 m3. O total da receita estimada para o mesmo período, admitindo uma comercialização conservadora de créditos de carbono e energia elétrica, foi de USD 2.131.458 , isto é, um faturamento mensal de USD 8.881. No caso da compostagem, onde podem ocorrer ambientes anaeróbios, o sistema de ponteiras horizontais em camadas utilizado experimentalmente apresentou indícios de diminuição da geração de CH4 com vantagem em relação à compostagem com ponteiras verticais. Para isso, utilizaram-se taxas de aeração de 0,557 m³ ar.d-1.kg-1 de MO em peso seco (PS), com o monitoramento da temperatura interna e da umidade das leiras. As variações das perdas de cargas calculadas para as tubulações da leira experimental com ponteiras horizontais ficaram entre 1,56% e 2,56%, com a temperatura interna máxima em 70,8°C, diferentemente da leira com ponteiras verticais que atingiu uma máxima de 47,1°C, ambas para umidades superiores a 50%. O custo por metro para a implantação em escala real equivale a USD 21,22, considerando o uso de materiais alternativos, mas com resistência mecânica e térmica adequados. Observou-se na leira experimental com ponteiras horizontais proposta a diminuição do NH4 + concomitantemente à elevação do NO3 em menor tempo que na leira com ponteiras verticais. Além disso, com a proposta do sistema de aeração alternativo, a emissão de CH4 seria pouco significativa, pois o processo é basicamente aeróbio. Para a compostagem com ponteiras verticais utilizado na empresa, considerando apenas a emanação de CH4, estima-se o custo ambiental entre USD 2.059 e USD 75.841 por ano para uma quantidade processada de 50.000 t de resíduos agroindustriais. Para o aterro da Caturrita, o custo ambiental pode ser estimado entre USD 7.733 e USD 52.287 por ano. Com uma recuperação de 70% de CH4, através de queima ou conversão em energia elétrica, o custo ambiental máximo estimado cairia para USD 15.686 para a quantidade estimada e disposta no aterro da Caturrita entre 1999 e 2008 de 467.929 toneladas.

The anaerobic digestion process opportunities, about controlled landfills and composting systems, are related to a biogas formation process through the biodegradation of organic substances in a predominantly anaerobic environment. The Caturrita’s landfill, located in Santa Maria – RS - Brazil, has around 467,929 tons of deposited residues in one of its cells. The recovery of methane between 2013 and 2033, considering an availability of 70%, was estimated at 17,529,657 m³. Admitting the carbon credits and electric energy commercialization, during the same period, was estimated and would result in USD 2,131,438, that is, a monthly profits of USD 8,881. In a composting system, where anaerobic environments may occur, the horizontal pipelines system used showed that the CH4 production decreased with advantage in relation to vertical pipelines. For this experiment, Organic matter (OM) was aerated at a rate of 0.557 m3 air·d-1·kg-1, as determined by dry weight (DW), and the internal temperature and humidity of the windrows were monitored. The calculated variation of the pressure loss for the pipelines in the experimental widrow with horizontal pipelines proposal was between 1.56% and 2.56% at a maximum internal temperature of 70.8°C, unlike the windrow with vertical pipelines, which reached a maximum temperature of 47.1°C. In both systems, the humidity was greater than 50%. The cost per metre for commercial scale implementation is equivalent to USD 21.22, considering the use of alternative materials with the necessary mechanical and thermal resistance values. It was observed in the experimental pile with horizontal pipelines proposal the reduction of NH4 + simultaneously to the elevation of NO3 in less time than in the pile with vertical pipelines. Furthermore, with the alternative aeration system, the CH4 emission would be insignificant, because the process is essentially aerobic. For composting system with vertical pipelines used in the company, considering only the emanation of CH4, the environmental cost can be estimated between USD 2,059 and USD 75,841 per year for an amount of 50,000 t of processed agribusiness residues. For Caturrita’s landfill, the environmental cost can be estimated between USD 7,733 and USD 52,287 per year. With a CH4 recovery of 70%, by burning or conversion into electrical energy, the maximum estimated environmental cost would fall to USD 15,686 for the estimated quantity and disposed of in landfill Caturrita between 1999 and 2008 of 467,929 tons.