Autor(es):
Marques, Helder Filipe Correia 
Data: 2008
Identificador Persistente: http://hdl.handle.net/10400.22/2540
Origem: Repositório Científico do Instituto Politécnico do Porto
Assunto(s): Aterro sanitário; Valorização energética; Biogás; Resíduos sólidos urbanos; Landfill; Energy recovery; Biogas; Municipal solid wastes
Descrição
Actualmente, a sociedade depara-se com um enorme desafio: a gestão dos resíduos
sólidos urbanos. A sua produção tem vindo a aumentar devido à intensificação das
actividades humanas nas últimas décadas. A criação de um sistema de gestão dos
resíduos é fundamental para definir prioridades nas acções e metas para que haja uma
prevenção na produção de resíduos.
Os resíduos sólidos urbanos quando dispostos de forma inadequada podem provocar
graves impactos ambientais, tendo sido neste trabalho demonstrado que através de uma
gestão eficiente destes é possível aproveitar o potencial energético do biogás e
consequentemente diminuir o consumo de combustíveis fósseis reduzindo o impacto
ambiental.
Os aterros sanitários devem funcionar como a ultima etapa do sistema de tratamento dos
resíduos sólidos urbanos e são uma alternativa a ter em conta se forem tomadas todas
as medidas necessárias. Estima-se que os aterros sejam responsáveis pela produção de
6-20% do metano existente e que contribuam com 3-4% da produção anual de gases
efeito de estufa provenientes de actividades antropogénicas1. É, portanto, fundamental
proceder a uma impermeabilização do solo e à criação de condições para recolha do
biogás produzido durante a decomposição dos resíduos.
Foi estimada a produção de biogás, de acordo com o modelo “LandGEM”, no entanto
comparando esta produção com a produção medida pelo explorador, constatou-se uma
diferença significativa que pode ser justificada pelo: modo de funcionamento do aterro
(longos períodos de paragem); desvio dos resíduos rapidamente biodegradáveis para
valorização; a existência de uma percentagem superior ao normal de oxigénio no biogás;
a utilização de escórias e cinzas, e a correspondente redução da humidade devido ao
compactamento exercido sobre os resíduos durante a sua deposição.
Visto tratar-se de um estudo de viabilidade económica da valorização do biogás, foram
propostos três cenários para a valorização do biogás. O 1º cenário contempla a
instalação de um sistema gerador de energia para comercialização junto da Rede
Eléctrica Nacional. O 2º Cenário contempla a instalação de um sistema alternativo de
alimentação à caldeira da central de valorização energética de forma a substituir o
combustível utilizado actualmente. E o 3º Cenário vem de encontro com os resultados
observados actualmente onde se verifica uma reduzida produção/recolha de biogás no
aterro. Assim é proposto um sistema gerador de energia que garanta o auto-consumo da
exploração do aterro (26 MWh/ano). Qualquer um dos cenários apresenta uma VAL negativa o que leva a concluir que não são viáveis.
No entanto, através da análise de sensibilidade, verificamos que estes são claramente
afectados por factores como o benefício e o investimento anual, concluindo-se que com
alterações nos factores de cálculo, como por exemplo, um aumento no consumo de
combustível auxiliar da caldeira (2º cenário), ou com um aumento da factura eléctrica (3º
cenário), ou com o aumento do tempo de retorno do investimento inicial(1º cenário), os
projectos podem-se tornar viáveis.
Por fim importa referir que independentemente da valorização é fundamental continuar a
eliminar a máxima quantidade de metano produzida para tentar diminuir o impacto que
este tem sobre o ambiente. Nowadays, society is facing a huge challenge: the management of urban solid waste. Its
production has increased due to the intensification of human activities in the last few
decades. Creating A system of waste management is essential to set priorities in the
actions and targets, so that there is a prevention of waste generation.
Urban solid waste, when improperly disposed, can cause serious environmental impacts,
being showed in this work that through efficient management of these it is possible to
make use of the energy potential of biogas and consequently reduce the use of fossil fuels
by reducing the environmental impact.
Landfills should work as the last stage of the urban solid waste treatment system, and are
an alternative to take into account if taken all necessary measures. It is estimated that
landfills are responsible for the production of 6-20% of methane, and that contributes with
3-4% of annual production of greenhouse effect gases from anthropogenic activities2.
Therefore, it is essential to carry out a sealing of the soil and creating the conditions for
collection of biogas produced during waste decomposition.
It was estimated the production of biogas, according to the "LandGEM" model, however
comparing this production with the one measured by the farmer, there was a significant
difference that can be explained by: landfill mode of operation (long stopping periods);
deviation of biodegradable waste quickly to recovery; the existence of a higher than
normal percentage of oxygen in the biogas; the use of slag and ash and the
corresponding reduction of moisture due to close exercised over the waste during his
deposition.
Being a liability study of the economic recovery of biogas, were offered three scenarios for
the recovery of biogas. The 1st scenario includes the installation of a power generator
system for marketing to the REN. The 2nd scenario includes the installation of an
alternative system of power to the plant boiler energy recovery to replace the fuel used
today. And the 3rd scenario comes from the results seen today where there is a reduced
production / collection of biogas in the landfill, so it is proposed a power generator system
to guarantee the self-consumption of the operation of landfill (26 MWh / year). All of the
scene showed a negative NPV which leads to the conclusion that they are not viable.
However, through the sensitivity analysis, it was showed that these are clearly affected by
factors such as the annual benefit and investment, concluding that with changes in the
calculation of factors, such as an increase in fuel consumption of the auxiliary boiler (2nd scenario) , or an increase of the electric bill (3rd scenario), or with an increase of time of
the initial investment (1st scenario) the projects may become viable.
Finally it should be noted that, regardless of recovery, it is essential to continue removing
the maximum amount of methane produced to try to reduce the impact it has on the
environment.
