O mercado brasileiro de energia eólica vem se destacando no cenário mundial, mesmo entre economias como China, Estados Unidos e Índia, que tradicionalmente têm concentrado investimentos no setor. Por aqui, estima-se um incremento do setor de 40% ao ano até 2016, enquanto a taxa média de crescimento anual do mercado em geral está próxima de 8% para os próximos cinco anos. As projeções são do Conselho Global de Energia Eólica (Global Wind Energy Council – GWEC).

As instalações de usinas da fonte no mundo devem somar algo em torno dos 500 GW até 2016, segundo o Global Wind Report 2011, com 255GW construídos entre 2012 e 2016. O relatório do GWEC aponta boas perspectivas para o setor neste ano, quando a indústria espera instalar 46 GW em nova capacidade.

Fonte: JORNAL DA ENERGIA

Os resíduos decorrentes da atividade humana é hoje uma das mais graves ameaças ao meio-ambiente. O próprio sistema econômico no qual estamos inseridos promove o crescimento continuo de resíduos. Desta maneira, a disposição e o tratamento adequados destes resíduos tornam-se imprescindíveis à preservação dos recursos naturais e à própria saúde humana.

Por outro lado, a constatação do aquecimento global impulsiona a busca por soluções de geração de energia limpa, que evitem a emissão de gases de efeito estufa.

Desta forma, o aproveitamento energético de resíduos urbanos se mostra como uma alternativa extremamente eficaz na minimização destes dois problemas: promove um tratamento adequado do lixo, enquanto reduz as emissões de metano provenientes da decomposição da matéria orgânica e produz energia limpa. Além disso, a implantação de usinas termoelétricas movidas a lixo pode evitar a necessidade de geração de energia através de combustíveis fosseis.

Atualmente, as duas principais tecnologias para geração de energia elétrica a partir de resíduos urbanos são: através da captação e queima do biogás produzido nos aterros sanitários e pela incineração direta do lixo.

A seguir serão descritos, de acordo com a bibliografia citada, os sistemas de geração de energia elétrica através da queima de biogás em aterros sanitários e pela incineração direta do lixo.

O Sistema de Captação e Queima de Biogás em Aterros Sanitários

O biogás é formado a partir da decomposição anaeróbica dos resíduos orgânicos dispostos em aterros sanitários, com a seguinte composição: 40-55% de metano, 35-50% de dióxido de carbono, 0-20% de nitrogênio. O poder calorífico do biogás é de aproximadamente 5.800 kcal/m3.

No aterro sanitário, o lixo é depositado sobre o terreno e recoberto com camadas do solo do próprio local, isolando-o do meio ambiente. Formam-se então câmaras, nas quais é produzido o gás e liberado o chorume, que é captado através de tubulações e escoado para tanques de tratamento. Os gases liberados durante a decomposição dos resíduos são captados e podem ser utilizados como fonte de energia.

Um sistema padrão de coleta do biogás de aterro é composto por poços de coleta e tubos condutores, sistema de compressão e sistema de purificação do biogás. A coleta de gás normalmente começa após uma porção do aterro ser fechada. Existem duas configurações de sistemas de coleta: poços verticais e trincheiras horizontais, sendo que os poços verticais são o tipo mais usado de coleta. As trincheiras podem ser apropriadas para aterros profundos e podem ser usadas nas áreas de aterro ativo. Independente do sistema de coleta usado, cada uma das pontas do tubo é conectada a uma tubulação lateral que transporta o gás para um coletor principal. O biogás é succionado do aterro por compressores, que comprimem o gás antes de entrar no sistema de recuperação energética. O tamanho, tipo e número de compressores necessários dependerão da taxa do fluxo de gás e do nível de compressão desejado, que pode ser determinado pelo equipamento de conversão energética. Além disto, a maioria dos aterros sanitários com sistema de recuperação energética possui flare para queima do excesso do biogás ou para uso durante os períodos de manutenção dos equipamentos.

Quando o biogás (quente) produzido pelo aterro passa pela tubulação, acaba resfriando formando então um condensado. Caso não se remova esse condensado o sistema de coleta pode ser bloqueado interrompendo, então, o processo de recuperação de energia. O controle do condensado tem início no sistema de coleta onde são utilizados conectores e tubos inclinados para permitir a drenagem em tanques e após a coleta o condensado é removido. Os métodos para disposição do condensado são: descarga no sistema público de esgoto, sistema de tratamento local, e recirculação para o aterro sanitário.

As tecnologias convencionais para a transformação energética do biogás são os motores de combustão interna, turbinas a gás (ciclo aberto) e turbinas com utilização de vapor (ciclo combinado). Existem também tecnologias emergentes como as células de combustíveis que, ainda em fase de desenvolvimento e aperfeiçoamento, pode ser considerada uma tecnologia promissora.

A grande vantagem do aproveitamento energético do biogás em aterros sanitários é a eliminação da emissão de metano oriundo da decomposição da matéria orgânica, que tem alto poder de aquecimento global. As desvantagens desta tecnologia são: uso de grandes áreas para construção do aterro sanitário; o processo de conversão do lixo em energia é pouco eficiente; há risco de explosão e vazamento de chorume.

As vantagens do método de incineração direta do lixo são: redução do volume requerido para disposição do lixo; eficiência na transformação do lixo em energia; evita a construção de aterros sanitários e possíveis emissões de metano e formação de chorume; a geração de energia elétrica é feita sem ruídos e sem odores. Como desvantagens, podemos citar: inviabilidade do processo com resíduos de menor poder calorífico e aqueles clorados; alto custo e dificuldade de aceitação da população.

De acordo com os resultados obtidos podemos concluir que, apesar do custo mais elevado, o processo de incineração do lixo com aproveitamento energético apresenta mais vantagens em relação à alternativa de captação do biogás, como maior eficiência na conversão de energia e menores impactos ambientais, principalmente por eliminar a necessidade de construção de aterros sanitários.

No entanto, uma cidade que já possui um aterro sanitário, o aproveitamento energético do biogás deve ser visto como uma forma de amenizar seus efeitos negativos, evitando a emissão de metano na atmosfera e proporcionando melhorias ambientais e sociais.

Fonte: Artigo de minha autoria tomando como base um Estudo de Viabilidade numa cidade brasileira.