Como o lixo é utilizado para produzir energia quais suas vantagens?

A crescente demanda de energia, a elevação do preço dos combustíveis, a poluição ambiental, o fato de o petróleo ser um combustível não renovável e o aumento do desenvolvimento econômico vêm estimulando pesquisas para se descobrir fontes de energia renováveis.

Além disso, outro problema muito importante que a sociedade enfrenta é o acelerado aumento na produção de resíduos sólidos (lixo) e o consequente uso de lixões nos grandes centros urbanos, o que acarreta problemas de saúde e ambientais.

Esses problemas de demanda de energia e do lixo podem ter como uma possível solução uma única fonte: o biogás.

Esse gás é resultado da fermentação anaeróbica (em ausência de oxigênio ou de ar) da biomassa por bactérias. Isso significa que a matéria orgânica, como resíduos agrícolas, madeira, bagaço de cana-de-açúcar, esterco, cascas de frutas e restos animais e vegetais, sofre degradação por bactérias, produzindo o biogás.

Ele é formado basicamente de gás metano (CH4), um gás incolor, inodoro e muito inflamável; além de outros gases, conforme mostrado na tabela abaixo:

Visto que pode ser produzido no lixo, o gás metano é chamado muitas vezes de gasolixo. Nos lixões a céu aberto, o metano e o gás carbônico são liberados para a atmosfera, poluindo o meio ambiente, pois são gases do efeito estufa, além de poderem provocar explosões e mau cheiro.

É por isso que muitos aterros sanitários possuem um sistema de captação dos gases liberados na fermentação do lixo e que são levados para os flares, onde são queimados e o metano se transforma em gás carbônico, que intensifica menos o problema do aquecimento global.

O gás metano é também chamado de gás dos pântanos, porque é formado em regiões alagadiças, com baixa oxigenação, pela decomposição do material orgânico depositado nos lagos. Outro nome que ele recebe é grisu, pois durante a formação das jazidas de carvão na natureza, esse gás é formado simultaneamente nos interstícios do carvão.

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Voltando aos aterros sanitários, é possível tratar, reciclar o lixo, evitar os lixões e ainda produzir o biogás para geração de energia, podendo ser usado para iluminação de residências, aquecimento de água, aquecimento de caldeiras e fornos em usos industriais, como combustível de veículos etc.

A sua produção nos aterros é feita coletando-se os gases do lixo e levando-os para os biodigestores. Isso pode ser feito também na agricultura por meio da biodigestão de resíduos agrícolas, como mostrado na imagem abaixo. O biogás produzido pode ser usado no próprio local e o excedente pode ser vendido para empresas privadas.

Os fatores que afetam a geração de biogás são: a composição do resíduo, umidade, pH, tamanho das partículas, idade do resíduo, temperatura, nutrientes, bactérias, compactação de resíduos, dimensões do aterro (área e profundidade), operação do aterro e processamento de resíduos variáveis.

Portanto, as principais vantagens da produção e utilização do biogás são:

• É renovável (visto que está presente no lixo e no esgoto, é praticamente inesgotável);

• Fontes de matéria-prima são de fácil obtenção;

• Ajudam a evitar os chamados lixões, que trazem doenças e contaminam o solo;

• A reutilização de resíduos orgânicos;

• A redução das emissões de gases do efeito estufa;

• A produção de bio­fertilizante como um subproduto;

• A obtenção de energia térmica e elétrica a baixo custo.

Por Danielle Bohnen

A Biomassa trata-se de um material de origem orgânica, que pode ser vegetal, animal ou microorganismos. É uma fonte de energia, proveniente de produtos e sub-produtos de florestas, resíduos industriais e agrícolas, esgoto doméstico e instalações agropecuárias, biocombustíveis e lixo urbano.

A biomassa é um tipo de matéria utilizada na produção de energia a partir de processos como a combustão de material orgânico produzida e acumulada em um ecossistema, porém nem toda a produção primária passa a incrementar a biomassa vegetal do ecossistema. Parte dessa energia acumulada é empregada pelo ecossistema para sua própria manutenção. Suas vantagens são o baixo custo, é renovável, permite o reaproveitamento de resíduos e é menos poluente que outras formas de energias como aquela obtida a partir da utilização de combustíveis fósseis como petróleo e carvão mineral.

A energia da biomassa, a bioenergia, é renovável, já que é obtida através de processos biológicos. A Biomassa é considerada durável, pois, com o manejo adequado, o ciclo pode ser eficiente com o reflorestamento e replantio. É uma fonte de energia que já conhecida na China e na Índia no início do século, utilizando como matéria prima dejetos de origem humana, animal e vegetal.

A bioenergia tem um papel fundamental para a contribuição ao combate da mudança climática, pois reduz o CO2 na atmosfera e, por isso, diminui o efeito estufa. Além disso, o lixo, cada vez mais volumoso com a evolução do mundo e das tecnologias, pode tornar-se útil e ter um destino eficiente.

A bioenergia pode gerar combustíveis sólidos e líquidos, é também usada a mesma tecnologia utilizada em combustíveis fósseis. E também diminui consideravelmente a importação de energia.

Técnicas

Os resíduos orgânicos pode ser utilizados para a produção de gases para gerar energia. A transformação dá-se através da digestão anaeróbica, ou seja, processo de decomposição feito por microorganismos. Dessa forma, resulta um gás combustível com metano e dióxido de carbono, entre outros gases.

O biogás, resultante do processo de combustão de resíduos da agroindústria e urbanos, como lama, esgoto e lixo, pode ter seu potencial energético para a obtenção de energia térmica e elétrica.

O Bio-óleo é um líquido de coloração escura, obtido pelo processo de pirólise. É utilizado principalmente para a obtenção de aquecimento e energia elétrica.

O resto que sobra no digestor pode ser utilizado como fertilizante. A bioenergia pode ser transformada em eletricidade, combustível e calor.

As técnicas utilizadas para a obtenção da bioenergia são: combustão, gaseificação, pirólise e fermentação.

A combustão trata-se de um processo que libera calor com a queima da biomassa, gerando, assim, a eletricidade.

Já a gaseificação é a conversão de biomassa em gás como combustível. Os principais gases resultantes são o hidrogênio e o monóxido de carbono, que podem ser utilizados na geração de energia na indústria química.

A Pirólise nada mais é do que o aquecimento da biomassa em ausência do oxigênio, que tem o papel de oxidante. O resultado é um gás combustível, um produto líquido e uma substância carbonosa que pode ser convertida em carvão ativado. A pirólise é utilizada para produção de carvão vegetal.

Bio carvão

A Fermentação trata-se da desintegração da biomassa por uma bactéria anaeróbica a fim de resultar em um biogás de metano e dióxido de carbono. Esse biogás é convertido em geração de eletricidade.

Cana-de-açúcar

A Cana-de-açúcar também é matéria prima de biomassa. Muitas usinas de açúcar estão produzindo metano. Utiliza-se todas as partes que sobram, como o gás como combustível para motores das usinas e caminhões, já o bagaço com combustível para venda.

Problemas ambientais

O sistema das usinas de biomassa deve ser aplicado de forma ordenada e eficiente para que não haja impactos ambientais. As usinas que manipulam o carvão, devem tomar o cuidado para não desmatar florestas, pois pode acontecer a formação de desertos pelo corte incontrolado e não-planejado de árvores.

A erosão do solo pode ser consequência desastrosa na exploração da madeira. A própria queima da biomassa, pode poluir o ar com as emissões de gases tóxicos e produção excessiva de calor.

Uma saída, pode ser o reflorestamento, pois florestas plantadas fixam o CO2 durante o período de crescimento.

O Brasil é o país que mais emite gases oriundos do desmatamento, com 58% da extração de petróleo; 16% para a obtenção de lenha; 10% como carvão vegetal; 12% para carvão mineral e 4% de gás natural. Estima-se que seja necessário o reflorestamento de 20 milhões de hectares em 30 anos. As termoelétricas brasileiras Samuel, RO e Balbina, AM, são exemplos de aproveitamento de lenha com a tecnologia adequada para a produção de energia elétrica.

Há também possibilidades, na decomposição da biomassa, de riscos de explosões, contaminação por vazamento com o gás sulfídrico, resultante da igestão da matéria orgânica, contaminação da água, devido as descarte residual. Porém ainda assim, com a aplicacnao adequada, o lixo orgânico pode ser reciclado, tanto o doméstico quanto dejetos provenientes dos esgotos. Dessa forma, ajuda a combater a poluição com a grande quantidade de lixo provenientes das cidades, que são despejados em aterros.

Apesar de haver o reflorestamento de florestas para suprir a biomassa das usinas de carvão, a madeira nativa continuou sendo degragadada. Sua queima é uma das responsáveis pela desertificação de diversos rios, como, por exempo, o assoreamento do São Francisco.

A energia produzida a partir de práticas artesanais, realizadas ainda nos dias de hoje, é feita de forma pouco eficiente, pois a energia original é perdida para a atmosfera sob forma de gases e voláteis. A produção de car√ão vegetal, utilizado com tecnologias mais eficiente somadas com a biomassa produzida com essa finalidade, pode significar um aumento importante da eficiência energética e para criar as condições econômicas para substituir a produção de origem extrativa.

Riscos ocupacionais

Em relação à combustão de lenha, os risco estão ligados a acidentes possíveis no momento do corte da madeira, transporte e processamento. Além de o trabalhador ser obrigado a enfrentar todos os dias, um calor de 70o por doze horas diárias.

Além disso, o metanol, produto resultante, é extremamente tóxico e deve ser manipulado com cuidado.

Fontes:

CEPA

CPFL

ARENA

INEE

Wikipedia

FEM – Unicamp

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