Instituída por meio da Lei nº 12.305/10, a Política Nacional de Resíduos Sólidos (PNRS) chegou ao ano de 2015 com pouco a comemorar. Os resultados referentes ao ano de 2014, em que a PNRS entrou em sua plena vigência, não foram suficientes para mudar a cultura de lixo no Brasil, de acordo com a Associação Brasileira de Empresas de Limpeza Pública e Resíduos Especiais. Mais de 40% do lixo produzido no Brasil ainda tem destino inadequado. Entre 2003 e 2014, a produção de lixo no país aumentou em 29% nos últimos dez anos – enquanto o crescimento populacional foi de apenas 6%.

Imagem meramente ilustrativa - © WALTER ZERLA/cultura/Corbis

Imagem meramente ilustrativa – © WALTER ZERLA/cultura/Corbis

Diante desse cenário, pesquisas que propõem soluções para o problema do lixo se fazem não apenas necessárias, mas urgentes. Na Universidade Federal de Itajubá (UNIFEI), um grupo coordenado pelo professor Electo Eduardo Silva Lora no Núcleo de Excelência em Geração Termelétrica e Distribuída (NEST/UNIFEI) publicou artigo que trata da avaliação técnico-econômica da gaseificação de resíduos sólidos urbanos para a geração de eletricidade nos municípios do Brasil.

Uma das conclusões da pesquisa, que contou com apoio da FAPEMIG, CNPq e Capes, é que o processo de gaseificação, ou seja, a transformação dos resíduos sólidos urbanos em um gás combustível contendo hidrogênio (H2), monóxido de carbono (CO), metano (CH4), etc., pode ser utilizada em motores de combustão interna, acoplados a geradores elétricos, para a geração de eletricidade com viabilidade econômica para municípios com mais de 200 mil habitantes.

A gaseificação pode ser definida com uma queima parcial de um determinado combustível orgânico. Na gaseificação é introduzida uma quantidade de ar menor do que a requerida pela estequiometria da reação química para a queima total, portanto, não se produz CO2 e H2O, como na incineração completa dos resíduos sólidos, mas gases combustíveis como o CO (monóxido de carbono), H2 (hidrogênio) e CH4 (metano), além de outros hidrocarbonetos (denominados de alcatrões), além de partículas (material particulado).

De acordo com o doutorando em engenharia mecânica e membro do grupo de pesquisa Mateus Rocha, poderiam ser atendidas 133 cidades do Brasil, totalizando 85 milhões de habitantes. A potência instalada nessas cidades seria equivalente a 63 MW, o que corresponde ao atendimento de 22% da população (do total de 85 milhões). Mas essa é apenas a primeira etapa da pesquisa. “Como a tecnologia de gaseificação ainda está em desenvolvimento, nós não conhecemos nenhuma iniciativa sobre a sua utilização. A segunda etapa envolve a engenharia aplicada, visando ao desenvolvimento da tecnologia, através do projeto e testes práticos”, explica o doutorando.

O PNRS estabeleceu que os municípios são obrigados a dar uma destinação correta aos resíduos sólidos urbanos em aterros sanitários e não mais em lixões a céu aberto. Mas na impossibilidade de destinação em aterros, os resíduos devem passar por outros processos para eliminação de seu potencial poluidor e redução do imenso volume produzido. Algumas dessas soluções são a incineração ou gaseificação. Rocha acredita que a gaseificação pode se tornar viável a curto-prazo:

“Já se vê alguma sinalização nesse sentido, alguns municípios da região metropolitana de São Paulo, como Arujá, Mogi das Cruzes, Guararema, Salesópolis e Biritiba Mirim, firmaram um contrato de intenções para a implantação de uma usina de incineração de resíduos sólidos. Além disso, o grande ABC, Diadema, Mauá, Ribeirão Pires e Rio Grande da Serra também já assinaram um acordo para a construção de uma segunda unidade de incineração, portanto essas tecnologias que no passado eram economicamente e ambientalmente inviáveis, atualmente estão se tornando atrativas”.

A solução ambiental passa também por um importante desafio social, que é a conscientização da sociedade e dos gestores de municípios acerca da relação problemática que desenvolvemos com o lixo. Rocha alerta que o Brasil produz 62 milhões de toneladas de resíduos sólidos por ano, dos quais cerca de 89% são coletados e mais de 40% têm destinação inadequada, em lixões e aterros controlados. Os municípios, apoiados pelos seus cidadãos, devem ser responsáveis pelo gerenciamento dos seus resíduos, praticando a coleta seletiva e a reciclagem, e promovendo a adequação e a diversificação de seus sistemas.

“Na dimensão política, algumas questões ainda precisam ser resolvidas. Por exemplo, recentemente, o Senado Federal prorrogou o prazo para a adequação completa dos municípios na Lei 12.305/10 para 2018, dessa maneira, algumas cidades no Brasil ainda continuarão a dispor seus resíduos sólidos em locais inapropriados”, lamenta o pesquisador. O objetivo do Núcleo de Excelência  em Geração Termelétrica e Distribuída (NEST) da UNIFEI é justamente ajudar no desenvolvimento de tecnologias que possam contribuir com esse quadro, ainda que sejam implantadas apenas no futuro.

Gaseificação para geração de eletricidade

Atualmente, o grupo de pesquisa NEST está realizando um projeto de Pesquisa e Desenvolvimento (P&D) financiado pela CEMIG/ANEEL (Projeto GT °418 – Gaseificação de Resíduos Sólidos Urbanos para a Geração de Eletricidade) que visa projetar, construir e operar uma planta piloto de gaseificação de resíduos sólidos urbanos. O projeto consiste em fazer a triagem e separação dos materiais recicláveis (vidros, plásticos, metais) e encaminhar o material remanescente (papel e matéria orgânica) para a um secador para a extração da umidade. Em seguida, os compostos secos são triturados para a redução da granulometria do material, visando à fabricação de briquetes, que é o combustível usado no gaseificador. Esse briquete produzido através da compactação de resíduos de matéria orgânica e papel prensado é denominado de Combustível Derivado de Resíduos (CDR).

Galpão onde será instalada a planta piloto de gaseificação de resíduos sólidos urbanos, no município de Itajubá/MG, próximo ao aterro sanitário municipal.

Galpão onde será instalada a planta piloto de gaseificação de resíduos sólidos urbanos, no município de Itajubá/MG, próximo ao aterro sanitário municipal.

O gás combustível produzido a partir dessa iniciativa, denominado gás de síntese, deve obrigatoriamente passar por um sistema de limpeza para a remoção dos contaminantes presentes (SOx, NOx, partículas, alcatrões, etc.), restando apenas H2, CO e CH4, que possuem um elevado potencial energético. Em seguida, esse gás é queimado em um motor de combustão interna que é acoplado a um gerador elétrico. “Dessa forma, se produz eletricidade que pode ser conectada à rede elétrica”, explica Mateus Rocha.

As etapas de triagem do material, secagem, trituração, fabricação dos briquetes, combustão do gás em motores e a geração de eletricidade em geradores elétricos são processos que possuem equipamentos disponíveis no mercado para diversos tipos de tamanhos e capacidades, com diferentes categorias de eficiências. Segundo o doutorando, o grande gargalo tecnológico se encontra nos processos de gaseificação e limpeza do gás produzido. “Esses processos não são triviais do ponto de vista tecnológico e precisam ser bem estudados, porque sua operação é complexa, de tal maneira que eles são bastante sensíveis à variação de carga do sistema”, conclui.

O artigo citado no início do texto foi publicado no periódico Energy Conversion and Management, da editora Elsevier, e está disponível neste link.

Imagem de destaque meramente ilustrativa. © WALTER ZERLA/cultura/Corbi