Transcrição

1 Digestão Anaeróbia Metodologia de Desenvolvimento

2 Indíce

3 Sumário Enquadramento A gestão de resíduos orgânicos encontra-se cada vez mais sujeita a condições restritivas, apresentando como medida mais urgente o desvio da deposição deste tipo de resíduos em aterro sanitário. Esta medida decorre de uma imposição da União Europeia, através da Directiva 1999/31/CE do Conselho, de 26 de Abril, referente aos resíduos urbanos biodegradáveis destinados a aterro, reflectindo-se em metas quantitativas de redução para anos de referência. Esta realidade reflecte-se em constrangimentos não só para os sistemas de gestão de resíduos, que vêm a deposição deste tipo de resíduos em aterro limitada, mas também para os produtores de resíduos que se vêm confrontados com a necessidade de encontrar outro tipo de soluções. No seguimento do manual Valorização de Resíduos Orgânicos em que se refere que os processos de digestão anaeróbia apresentam-se como soluções interessantes do ponto de vista económico e ambiental para o tratamento dos resíduos biodegradáveis, e numa perspectiva de facilitar o desenvolvimento de projectos deste tipo, são disponibilizadas neste documento algumas linhas de orientação para a implementação de sistemas de tratamento deste tipo. O documento encontra-se estruturado segundo sete capítulos, sendo que, no primeiro capítulo se faz um breve enquadramento da gestão de resíduos orgânicos a nível nacional. No segundo capítulo enunciam-se brevemente as principais vantagens e constrangimentos de sistemas de tratamento por digestão anaeróbia, assim como são abordadas questões relacionadas com a tecnologia, enquanto no terceiro capítulo são expostas as principais questões relacionadas com a recolha de resíduos orgânicos com particular incidência nos resíduos urbanos biodegradáveis. No quarto capítulo são referidos aspectos a considerar na selecção do local onde se poderá implementar o digestor. No quinto capítulo indicam- -se os principais pontos-chave para uma avalização técnico-económica de um sistema de tratamento deste tipo. O capítulo sexto recai sobre a necessidade de obtenção de licenças e autorizações. E por fim, no sétimo capítulo são apresentadas as principais conclusões. A gestão de resíduos encontra-se cada vez mais sob restrições crescentes, em especial no que concerne aos resíduos orgânicos. A União Europeia, consciente dos impactos negativos decorrentes da deposição de resíduos orgânicos em aterro sanitário, impôs metas de diminuição, nomeadamente, uma redução percentual, em peso, de deposição em aterro da fracção biodegradável para 75% em 2006, 50% em 2009 e 35% em 2016, face aos valores registados em Cada Estado-Membro é responsável por implementar medidas que permitam o alcance dessas metas. Portugal não é excepção, e após a transposição da directiva para o direito português, através do decreto-lei nº 152/2002, de 23 de Maio 2002, foi elaborada a "Estratégia Nacional para a Redução dos Resíduos Urbanos Biodegradáveis destinados a Aterros, de forma a dar resposta às exigências impostas. O primeiro passo a considerar numa estratégia de valorização de resíduos orgânicos é a definição pormenorizada dos objectivos a atingir e do enquadramento no qual o projecto se insere. Uma autarquia, ou uma empresa responsável pela gestão de resíduos a nível municipal, poderá ser confrontada com a necessidade de encerramento do aterro sanitário local ou com a obrigatoriedade de desviar uma determinada quantidade de resíduo orgânico das infra-estruturas existentes. Por outro lado, mesmo não existindo a necessidade, ou a obrigatoriedade, de desenvolvimento de projectos de valorização orgânica, as entidades competentes poderão entender que a criação de iniciativas nesta temática é do interesse da comunidade e, nesse sentido, terá que ser definida uma estratégia para o tratamento dos resíduos orgânicos. Definidos os objectivos nos quais se enquadra o projecto, a solução tecnológica a adoptar não deverá ser imediatamente tomada. É imperativa a análise das várias alternativas existentes, e de que forma se enquadram nos objectivos dos promotores. A escolha não deverá, à partida, recair necessariamente sobre uma solução centralizada de elevada complexidade tecnológica e de grande dimensão ou, em contraponto, numa solução distribuída e de pequena dimensão. De facto, existe a necessidade de manter em aberto todas as soluções possíveis que, ao serem confrontadas com as restrições de ordem técnica, financeira, logística e ambiental, vão sendo progressivamente valorizadas ou eliminadas de acordo com a adequação das soluções às restrições existentes. A adopção de soluções mistas, como por exemplo um projecto de digestão anaeróbia integrado com iniciativas de compostagem doméstica, deverá, de igual forma, ser considerada. Nesse sentido, o segundo passo a tomar num projecto de valorização orgânica deverá ser a definição das variáveis do problema. As possíveis localizações, o universo de produtores, o grau de dispersão ou concentração da produção, o tipo de território (urbano, rural ou misto), as restrições financeiras, técnicas ou ambientais são questões fundamentais a ter em conta logo de início para que o projecto apresente uma garantia de sucesso. Uma última questão a ter em conta numa fase de definição da estratégia é o estudo, a discussão e a visita a projectos já realizados. Só desta forma será possível constatar as barreiras existentes, perceber porque determinadas soluções não funcionaram, confrontar

4 06 07 soluções que, muito embora idênticas, proporcionaram resultados distintos em termos de sucesso, e todo um conjunto de problemas e soluções que se podem facilmente observar da prática e do funcionamento de inúmeros projectos já realizados em toda a Europa. Matéria Orgânica BIOGÁS Assumindo que dos métodos de tratamento de resíduos orgânicos disponíveis, a digestão anaeróbia se trata do método menos utilizado em Portugal, apesar de apresentar elevado valor ambiental e económico, elege-se esta tecnologia como tema do presente documento. Nesse sentido, serão apresentadas linhas de orientação para a implementação de sistemas de digestão anaeróbia, abrangendo os principais aspectos, desde o processo de recolha do resíduo até ao próprio licenciamento do projecto. Pré-tratamento DIGESTÃO ANAERÓBICA Digerido Fracção sólida Compostagem 2. Processo e tecnologia Fracção líquida Aterro Composto A digestão anaeróbia consiste num processo em que os resíduos orgânicos sofrem um processo de degradação, por acção de microrganismos anaeróbios, na total ausência de Recirculação Fertilizante para irrigação ETAR oxigénio. Trata-se de um processo que ocorre naturalmente quando as condições envolventes o propiciam e apresenta como um dos principais produtos o metano, gás com elevado Figura 1: Processo de digestão anaeróbia potencial energético. A acção humana, através da construção de digestores anaeróbios, recria as condições naturais de forma controlada. O processo de degradação ocorre por acção combinada de diferentes populações microbianas, Queimador Desperdício de energia anaeróbias facultativas ou anaeróbias obrigatórias, segundo três etapas principais: Tabela 1: Etapas da digestão anaeróbia Hidrólise e acidogénese Acetogénese Metanogénese São as duas primeiras etapas do processo, ocorrendo a hidrólise de matéria complexa em compostos mais simples. Os produtos finais principais desta etapa são ácidos gordos voláteis, dióxido de carbono e hidrogénio. Em alguns processos industriais o processo de hidrólise é efectuado numa etapa preliminar de forma a degradar os hidratos de carbono, antes da matéria ser adicionada ao digestor. Este método possibilita um maior rendimento na produção de metano e reduz o tempo de digestão. Nesta etapa, as bactérias acetogénicas são responsáveis pela decomposição dos produtos da acidogénese. Os principais produtos deste processo são o acetato, o hidrogénio e o dióxido de carbono. As bactérias metanogénicas concretizam a fase final do processo, convertendo o ácido acético, o hidrogénio e o dióxido de carbono em metano. Estas bactérias podem ainda usar como substrato o metanol e outros compostos. Neste processo, parte da matéria biodegradável é transformada em biogás, gás essencialmente constituído por metano e dióxido de carbono, resultando o excedente na produção de composto com possível valor comercial. BIOGÁS Queima em caldeira Queima em cogeração Utilização no processo de digestão Aquecimento ambiente Outros Grupos motor-gerados Turbinas Micro-turbinas Energia térmica Utilização no processo de digestão Aquecimento ambiente Outros Energia eléctrica Utilização interna Exportada para o Sistema Eléctrico Nacional Figura 2: Produção de energia térmica e/ou eléctrica a partir do biogás proveniente da digestão anaeróbia

5 08 09 Não obstante alguns resultados menos encorajadores obtidos em alguns processos, por diversos motivos, existem já diversas experiências ocorridas em países desenvolvidos, tais como Dinamarca, Alemanha e Suiça que têm apresentado resultados francamente positivos. A implementação deste tipo de sistemas, comporta um grupo de vantagens significativas, entre as quais se destacam: > Criação de valor a partir de resíduos orgânicos, oriundo da venda de energia renovável e da possível venda de composto; > Uso deste tipo de energia em substituição de energia proveniente de combustíveis fósseis; > Redução das emissões de gases de efeito de estufa comparativamente a outros métodos de tratamento; > Redução da poluição de solos e meio hídrico associada ao tratamento de efluentes e resíduos de explorações de agro-pecuária e indústria alimentar, com grandes cargas orgânicas; > Solução que permite alcançar as metas exigidas em Directiva Comunitária de redução de deposição de resíduos orgânicos em aterro sanitário; > Tecnologia um potencial de adaptação às diversas especificações de cada projecto. Não obstante, existem, no entanto, alguns aspectos que devem ser alvo de particular atenção, por terem implicações directas na viabilidade económica do projecto, como é o caso de: > Baixa tarifa de venda de energia eléctrica produzida a partir de processos de digestão anaeróbia; > Garantia de alimentação de matéria orgânica constante, assim como avaliação da influência da do tipo de matéria orgânica na qualidade final de composto; > O biogás pode ter muitas utilizações, no entanto, mediante a sua utilização final, poderá ter que sofrer um tratamento. A digestão anaeróbia é um método adequado para o tratamento de resíduos de instalações pecuárias, indústrias agro-alimentares, estações de tratamento de águas residuais, produtores agrícolas e para tratamento de resíduos orgânicos em sistemas de gestão de resíduos. Um processo de tratamento por digestão anaeróbia tem na tecnologia uma forma de adaptação a diferentes necessidades processuais. Tabela 2: Determinação da tecnologia do processo (Fonte: German Biogas Association) Húmido Mesofílico Reactor simples Descontínuo (batch) Humidade ou Temperatura ou Fases de fermentação ou Tipo de sistema ou Seco Termofílico Reactores em série Contínuo Existem dois tipos básicos de reactores que podem ser utilizados para processos de digestão anaeróbia, batch e contínuo. Num processo batch ou descontínuo, a matéria orgânica é introduzida na totalidade no reactor, ficando retida durante um determinado período de tempo até ao final da degradação. Isto implica que as diferentes fases de degradação ocorram sequencialmente e que a produção de biogás se processe de forma descontínua. Num processo contínuo, a matéria orgânica está continuamente a ser adicionada ao reactor com consequente saída contínua de matéria tratada, permitindo que o volume se mantenha constante ao longo do tempo. Nesse sentido as reacções ocorrem simultaneamente produzindo biogás de forma contínua. Sistema Descontínuo (Batch) Sistema Contínuo Biogás 1) 2) 3) Biogás Biogás 1) 2) 3) Figura 3: Sistema de digestão anaeróbica em descontínuo e contínuo (Fonte: Guia Técnico do Biogás) Biogás Existem três modelos principais de digestores anaeróbios em batch: reactor simples de apenas uma fase, reactor batch de duas fases (neste caso a metanogénese ocorre apenas no segundo reactor) e reactor batch híbrido com UASB. Na figura seguinte expõem-se alguns modelos de digestores anaeróbios em contínuo, sem que se pretenda efectuar uma análise extensiva dos mesmos. De referir que actualmente, existem no mercado diversos modelos de digestores anaeróbios, com características diversas, o que confere a esta tecnologia uma invulgar adaptabilidade a ambientes e necessidades distintas. O CSTR trata-se do modelo de digestor anaeróbio mais utilizado que se caracteriza pela ininterrupta alimentação do digestor assim como pela contínua saída de efluente do mesmo. A agitação proporciona as condições de mistura fundamentais ao funcionamento adequado do sistema. Devido às suas características é adequado para o tratamento de resíduos concentrados, com elevado teor de sólidos e de material grosseiro, facilitando a manutenção da biomassa estável no interior do digestor.

6 10 11 Reactor de mistura completa (CSTR) Gás O reactor de contacto é semelhante ao CSTR, no entanto, apresenta um sistema de separação e recirculação de lama. O processo de um UASB consiste na formação de densos Um outro factor relevante na selecção da tecnologia a aplicar é o teor de humidade dos resíduos. A digestão pode ser efectuada mediante diferentes teores de humidade: digestão por via húmida, com uma percentagem de sólidos inferior a 15% e digestão por via seca, com percentagem de sólidos compreendida entre 25 a 30% Estes intervalos apresentam implicações a nível tecnológico e económico: uma maior percentagem de sólidos propicia grânulos de microrganismos que devido à sua densidade a utilização de reactores mais pequenos e de menor investimento enquanto que uma maior Gás apresentam facilidade de sedimentação e proporcionam percentagem de água possibilita melhores condições de mistura, no entanto, implica maior Reactor de contacto Sedimentação e reciclagem uma grande área activa para contacto com o substrato, aumentando o rendimento do processo. Este modelo de reactor tem capacidade para tratar elevadas cargas orgânicas de natureza solúvel. necessidade de consumo de energia e maiores reactores para a mesma quantidade de resíduos. Apesar de o principal pólo consistir no digestor em si, existem infra-estruturas de pré e póstratamento que são necessárias ao funcionamento do sistema, entre as quais, locais de Reactor de leito de lamas de fluxo ascendente (UASB) Gás O modelo fluxo-pistão caracteriza-se pela entrada do resíduo no digestor por um dos lados provocando a deslocação de todo o conteúdo do digestor, culminando com uma saída do lado oposto da mesma quantidade de resíduo tratado. O biogás formado fica retido na recepção e deposição de resíduos (já referidos), contentor de biogás, entre outros. Reactor de fluxo em pistão (plug-flow) Gás cobertura de tela. Figura 4: Modelos de digestores anaeróbios com biomassa em suspensão (Fonte: Guia Técnico do Biogás) Os modelos de digestores anaeróbios podem ainda ser agrupados segundo o número de fases do processo, apenas um reactor ou reactores em série. Um tratamento de resíduos por digestão anaeróbia em reactores em série permite a separação das fases de hidrólise da fase de metanogénese. Este método pode apresentar vantagens, essencialmente no que diz respeito à eficiência do processo, aumentando a produção de metano. Isto devese ao facto de os microrganismos de ambas as fases apresentarem necessidades ambientais distintas. Os microrganismos responsáveis por efectuar a hidrólise e acidogénese têm adaptabilidade a meios com propriedades ácidas. O mesmo não acontece com as metanogénicas, que exigem um ambiente neutro. Correcção de ph Digestão facultativa Metanogénese Gás Os reactores em série apresentam ainda uma possibilidade de atribuir às diferentes fases de degradação gamas de temperatura distintas, ocorrendo Termofílica Mesofílica Gás no primeiro reactor uma fase termofílica do processo e no segundo reactor uma fase mesofílica. As condições termofílicas do primeiro reactor são indicadas para eliminação de microrganismos patogénicos e aumento da remoção de sólidos voláteis. Digestão facultativa Metanogénese

7 3. Potencial de recolha de resíduos orgânicos A recolha dos resíduos a tratar pode apresentar diferentes níveis de complexidade, desde a simples recolha num mesmo local como poderá ser o caso de um digestor anaeróbio construído numa ETAR para tratamento das próprias lamas, como a complicada logística associada a um sistema de recolha selectiva de resíduos urbanos biodegradáveis. Devido à sua complexidade será nesta vertente que nos iremos debruçar. Os Sistemas de Gestão de Resíduos e os Municípios vêem-se cada vez mais confrontados com a necessidade de tomar medidas que permitam o alcance das metas de redução de deposição em aterro de resíduos biodegradáveis. A estratégia passa obrigatoriamente pelo encaminhamento destes resíduos para outros processos de tratamento. Nesse sentido, a criação ou obtenção de uma base de dados pode reverter-se num instrumento facilitador, na medida em possibilita a agregação de informação relevante de forma organizada. Aconselha-se a realização de um contacto, directo ou indirecto, com os produtores de resíduos através de um processo de inquirição/informação. O processo deve decorrer mediante a selecção de uma amostra representativa. A determinação do número de produtores constituintes da amostra irá variar segundo a categoria do produtor em questão, quer em termos de percentagem de amostragem, quer em termos de meios a utilizar para a aquisição de dados. No caso da digestão anaeróbia, a estratégia de arranque exige a definição da forma mais eficaz e eficiente de obter esses mesmos resíduos, em quantidade e qualidade satisfatória para o cumprimento das metas assumidas. Um processo de tratamento de resíduos por digestão anaeróbia exige garantias de abastecimento. De facto, uma quebra no abastecimento de resíduos orgânicos à central poderá ser responsável por complicações processuais impeditivas da sua viabilidade. Nessa perspectiva, e tratando-se de resíduos urbanos biodegradáveis, a avaliação da produção e da disponibilidade de resíduos constitui uma fase crítica do processo. Entenda-se produção como a quantidade de resíduos orgânicos efectivamente produzida e disponibilidade de resíduos como a quantidade de resíduos que se encontra disponível para recolha. De notar que, no último caso, a disponibilidade encontra-se directamente relacionada com a qualidade dos resíduos pretendida e com a colaboração efectiva dos produtores com o sistema. A recolha de resíduos pode ocorrer de duas formas distintas, recolha selectiva ou recolha indiferenciada, com consequentes implicações a nível económico e qualitativo. Se na primeira solução a qualidade do resíduo se encontra mais salvaguardada, já a recolha indiferenciada, apesar de exigir um processo de triagem, se distingue por uma maior simplicidade logística de recolha. É necessário conhecer as implicações financeiras e técnicas de cada solução, impondo-se um conhecimento prévio da disponibilidade na região assim como dos possíveis cenários de recolha associados Avaliação da disponibilidade de resíduos A obtenção de resultados pode seguir diversas abordagens, entre as quais se destacam: Inquirição à distância A presente metodologia centra-se na obtenção da informação pretendida através do preenchimento de questionários por parte dos produtores, sem que exista qualquer tipo de contacto entre os promotores do projecto e os produtores de resíduos orgânicos. Telefone Este tipo de abordagem deve ser usada apenas com questionários pouco extensos. Tratase, no entanto, de um meio importante para confirmação de informação obtida por outro método de inquirição. Carta, fax ou correio electrónico Este procedimento centra-se no envio de questionários aos produtores de resíduos, trazendo ao processo uma simplicidade logística, mas apresentando, no entanto, um elevado grau de incerteza no que diz respeito à obtenção de resultados. Inquirição presencial A presente metodologia centra-se na obtenção de dados através da colocação de agentes no terreno, que se deslocam aos locais de produção de resíduos, estabelecendo contacto directo com os produtores. A avaliação da disponibilidade de resíduos exige o conhecimento do universo de recolha e a compilação de uma série de dados correspondentes que permitam, no caso da recolha selectiva, aferir sobre: > Localização e quantidades de resíduos; > Natureza dos resíduos; > Tipo de acondicionamento no local de produção; > Disponibilidade dos produtores para participação. Entrevista com marcação Para o conjunto de grandes produtores o método utilizado recai na entrevista presencial, tendo por objectivo aumentar a taxa de sucesso na recolha dos dados e a fiabilidade dos resultados. Deve ser tido em consideração que os resultados obtidos por parte destes produtores são de grande relevância, uma vez que é recomendável maximizar a recolha de resíduos em grandes produtores de forma a reduzir os percursos dos circuitos de recolha.

8 14 15 Inquirição presencial sistemática Este método caracteriza-se pela definição de roteiros com elevado número de pequenos/médios produtores. A entrevista é realizada no local de produção de resíduos, tal como acontece com os grandes produtores, o que poderá facilitar a obtenção de respostas com um maior grau de fiabilidade, no entanto, não inclui marcação prévia Estratégias de recolha A recolha selectiva exige um trabalho exaustivo inicial com o intuito de efectuar o correcto dimensionamento do sistema de recolha e tratamento dos resíduos. Nesse sentido, é aconselhável a realização de um estudo que determine: Conjugação dos dois métodos anteriores O presente método apresenta-se como uma conjugação de todos os métodos referidos nas metodologias anteriores, reflectindo a experiência da equipa da ENERGAIA no procedimento de análise de produção de resíduos orgânicos em Vila Nova de Gaia e Santa Maria da Feira. A inquirição por carta apresenta-se como um método com pequena taxa de sucesso. Independentemente da criação de canais facilitadores tais como o envio de envelopes de resposta sem franquia, os resultados podem ser inferiores às expectativas. As inquirições presenciais, efectuadas por técnicos nos próprios locais de produção, apresentam resultados muito satisfatórios, com evidências de um conhecimento claro, por parte dos produtores, das quantidades de resíduos produzidos na sua actividade. Este método comporta ainda uma vantagem no que diz respeito à posterior participação dos produtores num processo de recolha selectiva, uma vez que os técnicos colocados no terreno constituem um elemento de ligação entre o promotor do projecto e os produtores de resíduos, possibilitando o esclarecimento de dúvidas e apresentando uma atitude incentivadora. Adicionalmente, este contacto directo com os produtores permitirá ao promotor perceber as principais dificuldades encontradas no terreno e desenvolver acções para agir em conformidade. O recurso à via telefónica, destinada essencialmente apenas à confirmação de dados e marcação de entrevistas com grandes produtores, pode revelar-se como um instrumento com particular interesse para produtores com pouca disponibilidade para entrevistas presenciais. Conclui-se que o presente método se apresenta como o mais adequada, uma vez que possibilita a conjugação de recursos humanos, materiais e económicos de forma equilibrada, garantindo resultados satisfatórios. > Dimensionamento da frota de transporte, assim como a definição das rotas e pontos de recolha adequados. > Definição das periodicidades de recolha. > Caracterização dos equipamentos de acondicionamento de resíduos no local de produção e no seu transporte. > Mecanismos de monitorização do nível de qualidade dos resíduos obtidos. Não obstante a liberdade de cada promotor para definir a sua estratégia são mencionados de seguida alguns aspectos que podem ser instrumentos facilitadores da estratégia de recolha: - Formação aos produtores Para que a colaboração dos produtores seja feita com eficácia, devem existir campanhas de formação e sensibilização sobre a matéria em questão. Só assim, serão compreendidos os motivos da separação e os melhores procedimentos a seguir. - Distribuição gratuita de todo o material necessário A distribuição gratuita do equipamento necessário para o acondicionamento dos resíduos no local de produção, contentores ou sacos, consiste num factor facilitador de adesão ao programa. Todos os factores de higiene, em particular no que diz respeito à lavagem de contentores, se for esse o caso, pode também ser assegurada pelo promotor. - Recursos materiais para o transporte Mediante o tipo de acondicionamento de resíduos no local de produção, a logística associada ao seu transporte também terá que ser avaliada. A título de exemplo considere-se a possibilidade de troca de contentores, nomeadamente a substituição do recipiente usado por um devidamente limpo. Este método implicará um elevado grau de ocupação espacial nos camiões de recolha, no entanto, resolve a questão da limpeza dos contentores. Não obstante o facto de um processo de recolha selectiva apresentar, à partida, uma maior garantia de qualidade de resíduo, não deve ser excluída a recolha indiferenciada como método com logística mais simples. A conciliação de ambos os métodos pode também ser uma possibilidade.

9 Localização A localização de um sistema de valorização por digestão anaeróbia, tal como qualquer outro No caso de se tratar de um processo com recolha indiferenciada, encontram-se já estabelecidos os percursos de recolha e estão já definidos os recursos materiais e humanos relacionados com o transporte dos resíduos. No entanto, será necessário um cuidado processo de triagem a jusante de forma a viabilizar processualmente o sistema. Estes equipamentos de triagem comportam, invariavelmente, um investimento. Será ainda necessário conjugar a quantidade necessária de resíduos orgânicos para abastecimento do sistema com o necessário encaminhamento dos outros tipos de resíduos para outras plataformas de tratamento (no caso de não se situarem nas mesmas instalações) Mercado de resíduos Actualmente, os resíduos orgânicos dos pequenos produtores são, regra geral, recolhidos pelo sistema de recolha municipal de resíduos sólidos urbanos e, os resíduos de grandes produtores, são encaminhados, pelo próprio ou empresa por ele subcontratada, directamente para o local de tratamento, com o consequente pagamento de taxas de deposição. Esta realidade expõe no mínimo duas possibilidades de mercado de resíduos: - Continuidade do pagamento de taxas 1 por parte dos produtores de resíduos de forma a financiar o seu tratamento. A taxa de deposição deve, no entanto, ser apelativa, para que os produtores/detentores se sintam motivados a proceder ao encaminhamento dos resíduos para o sistema de digestão anaeróbia em detrimento de outros métodos de tratamento. - Recolha gratuita dos resíduos por parte do promotor do projecto de digestão anaeróbia, libertando capital aos produtores. Esta possibilidade pode funcionar como factor encorajador de participação activa no sistema de recolha, uma vez que os produtores verão os encargos actuais com a gestão de resíduos reduzidos. Esta medida pode, no entanto, representar um factor negativo no que diz respeito à necessidade de incentivo de redução da produção de resíduos. sistema de tratamento, apresenta grande influência, a todos os níveis, na viabilidade do projecto. Esse efeito é particularmente claro no que diz respeito aos circuitos de recolha a definir e ainda nas interacções com a vizinhança. Nessa perspectiva, é prudente uma análise cuidada de todas as possibilidades de localização. A existência de infra-estruturas de recepção, triagem e armazenamento de resíduos num local abrangido pela região alvo, não deve ser descurado, avaliando-se a possibilidade de aproveitamento dessas mesmas infra-estruturas, com consequente redução de custos de investimento facilitando a viabilidade económica do sistema. No caso de se tratar de um território sem qualquer tipo de estruturas de tratamento de resíduos, a localização mais indicada para o sistema de valorização estará directamente relacionada com a opção de centralização do sistema relativamente aos locais de produção dos resíduos orgânicos. Em traços gerais, para a avaliação da melhor localização devem ser tomados em consideração os seguintes aspectos: > Quantidades de resíduo de qualidade disponíveis numa área razoavelmente próxima, de forma a minimizar os custos de transporte e facilitar a logística. > Possibilidade de venda de electricidade e calor, pelo que a proximidade de indústrias com necessidades de abastecimento de calor é um factor relevante. > Boas condições locais para a recepção e armazenamento dos resíduos e construção de todas as infra-estruturas necessárias. > Possibilidade de efectuar o tratamento de águas residuais. > Minimizar possíveis problemas com a vizinhança. > Boas possibilidades de expansão no futuro, o que implica além de disponibilidade de área, a existência de quantidade de resíduos suficiente numa área próxima. > Possibilidade de aproveitamento de infra-estruturas já existentes. > Minimização de impacto visual. 5. Viabilidade técnica e económica Num projecto de digestão anaeróbia é necessário proceder a uma análise de viabilidade técnica e económica, que estará dependente da dimensão e consequente complexidade da estrutura. Projectos de grande escala como a digestão anaeróbia centralizada, exigem, invariavelmente um planeamento detalhado que inclua o tipo e quantidades de resíduos (1) Actualmente existem dois valores de taxas de deposição: Pequenos produtores (onde se inclui o sector doméstico) neste caso o pagamento das taxas é efectuada pela autarquia, no entanto os munícipes efectuam o pagamento de uma taxa de lixo juntamente com a factura da água. Grandes produtores neste caso o produtor paga uma taxa de deposição por tonelada de resíduo depositada. disponíveis e garantias de abastecimento, a garantia de escoamento de produtos e ainda a definição de toda a logística e transporte.

10 18 19 No caso de venda de composto a garantia do cumprimento de normas de qualidade leva a um aumento da confiança dos consumidores no produto final e aumenta as possibilidades de diversificação das suas aplicações, assim como apresenta maior garantia de venda. Estas normas técnicas asseguram que o composto não representa risco para o ambiente e saúde pública. A sua utilização assegura e complementa as vantagens ambientais do sistema ao possibilitar o retorno de nutrientes ao solo. A energia térmica obtida através de um sistema de digestão anaeróbia pode ter como possíveis aplicações o aquecimento do próprio digestor e das instalações auxiliares, reduzindo os custos da entidade. A venda deste tipo de energia a entidades situadas nas imediações dos sistema de tratamento pode ser uma possibilidade, no entanto, não é prática comum em Portugal. A energia eléctrica obtida através de um sistema de digestão anaeróbia terá como finalidade suprir as necessidades de energia eléctrica das instalações tornando-a auto-suficiente, e o excedente de energia poderá ser vendido à rede de distribuição com uma tarifa de energia renovável. Existe ainda a possibilidade de venda à rede nacional de toda a energia eléctrica produzida a tarifa de energia renovável, e compra da energia necessária ao funcionamento do sistema. Custos associados ao projecto Receitas do projecto As principais receitas de um projecto deste tipo são essencialmente provenientes dos produtos da digestão, assim como taxas de deposição, quando existentes. Numa perspectiva de possibilitar o escoamento de todos os produtos resultantes, e tal como referido anteriormente, é necessário proceder ao desenvolvimento dos mercados de cada produto. Em resumo, e apesar da especificidade de cada caso concreto, um processo de digestão anaeróbia apresenta as seguintes fontes de receita: - Venda de energia eléctrica com tarifa de energia renovável - Venda de energia térmica (ou redução dos custos associados à compra) - Venda de composto - Venda de fertilizante líquido - Taxas de deposição de resíduos (em casos de DA centralizada) - Redução das despesas de deposição de resíduos (em casos de DA de pequena escala) Cada projecto de digestão anaeróbia apresentará especificidades diferentes, com evidências a nível processual e económico, motivo pelo qual cada projecto necessita de um estudo de viabilidade técnica e económico. Para o efeito deve sempre recorrer-se de aconselhamento técnico especializado. Os custos associados a um projecto de digestão anaeróbia incluem o investimento inicial, desenvolvimento de projecto, operação e manutenção e ainda custos com acções de formação. 6. Autorização e licenciamento Custos de investimento Envolve essencialmente os custos associados às infra-estruturas. Uma vez que se tratam de projectos com elevada durabilidade, os níveis de exigência de qualidade de materiais devem ser elevados, o que pode aumentar os custos associados. Todas as infra-estruturas envolventes devem também ser contabilizadas nos custos de investimento inicial, tais como as infra-estruturas necessárias para efectuar a ligação à rede. Um processo de digestão anaeróbia, por se tratar de um método de tratamento de resíduos, encontra-se sujeito a um processo de autorização e licenciamento. Adicionalmente, e numa perspectiva de rentabilização do sistema, a produção de energia implica também a passagem por um processo de licenciamento. Custos de desenvolvimento de projecto Envolve essencialmente custos associados a despesas de consultadoria técnica, legal e de planeamento, despesas legais, despesas administrativas de ligação eléctrica à rede e ainda das licenças necessárias. Custos de operação e manutenção Envolve essencialmente despesas com recursos humanos, seguros, transportes, medições de controlo de poluição assim como outros custos de operação. Estes tipos de custos são dependentes da tecnologia utilizada e das condições de operação. Custos de formação Os operadores envolvidos devem receber formação em segurança, implicações ambientais e financeiras do projecto, para que todas as operações sejam efectuadas tendo em vista impactos mínimos a todos os níveis Gestão de resíduos Um projecto de uma operação de gestão de resíduos deve conter os elementos definidos no anexo II da Portaria nº 961/98, de 10 de Novembro. O referido anexo da portaria é alusivo a qualquer operação de gestão de resíduos, com excepção dos aterros sanitários, motivo pelo qual, o requerente deve ter em especial atenção os elementos que se aplicam à operação em causa. Qualquer processo de gestão de resíduos encontra-se sujeito a autorização prévia por parte das autoridades competentes. Segundo o exposto na Portaria nº 961/98 de 10 de Novembro, no caso de operações de gestão de resíduos que se encontram sujeitas a licenciamento industrial, cuja coordenação seja da competência dos organismos tutelados pelo Ministério da Economia, o requerimento de autorização é entregue na delegação regional da economia, conjuntamente com o processo de licenciamento industrial.

11 20 21 Nos casos em que as operações de gestão de resíduos estejam sujeitas a licenciamento industrial cuja coordenação seja de organismos não tutelados pelo Ministério da Economia, o requerimento de autorização é entregue no organismo coordenador do licenciamento conjuntamente com o processo de licenciamento industrial. Nos casos em que as operações de gestão de resíduos apenas estejam sujeitas a um processo de autorização, o requerimento de autorização é entregue no Instituto de Resíduos ou direcção regional de ambiente competente, conforme definido no artigo 9.º do Decreto-Lei nº 239/97. Para as diferentes operações de gestão de resíduos estão estabelecidos diferentes requisitos de licenciamento. As operações de recolha e transporte de resíduos encontram-se sujeitas a licença específica, mediante a perigosidade dos materiais em causa, no âmbito de transporte rodoviário. No caso de operações de armazenagem, tratamento, valorização e eliminação de resíduos, e de acordo com o disposto no Decreto-Lei nº 239/97, de 9 de Setembro, estas estão sujeitas a autorização prévia, segundo os requisitos estabelecidos no âmbito da Portaria nº 961/98, de 10 de Novembro. Nos termos legais, a autorização prévia deve ser requerida na fase de projecto. Encontram-se sujeitos a avaliação de impacto ambiental, nos termos previstos no Decreto- Lei nº 69/2000 de 3 de Maio de 2000, os projectos incluídos nos anexos I e II do referido diploma e que dele fazem parte integrante, assim como projectos que, em função das suas especiais características, dimensão e natureza, devam ser sujeitos a avaliação. A decisão de autorização compete ao Ministro de Economia ou ao Director Geral de Energia, no caso de instalações com potência superior ou inferior a 1 MW, respectivamente. O Decreto-Lei n.º 312/2001, define o regime de gestão da capacidade de recepção da energia eléctrica nas redes do Sistema Eléctrico de Serviço Público, proveniente de centros electroprodutores do Sistema Eléctrico Independente. O processo ordinário para atribuição do ponto de recepção assenta na autorização concedida pela Direcção-Geral de Geologia e Energia, após um pedido de informação prévia efectuado pelos interessados, entre os dias 1 e 15 do 1º mês de cada quadrimestre, sobre a capacidade de recepção da rede do SEP. A ligação da instalação de produção à rede receptora será feita por um ramal construído por iniciativa da entidade proprietária da instalação de produção, o qual ficará a fazer parte da rede receptora. Essa ligação será feita a expensas dessa entidade, quando para seu uso exclusivo. Se o ramal é originariamente de uso partilhado por mais de um produtor pertencente ao Sistema Eléctrico Independente (Decreto-Lei nº 182/95) os encargos com a construção dos troços de linha comuns serão repartidos na proporção da potência a contratar. No que diz respeito à remuneração de venda de energia eléctrica ao SEP, deve ser consultado o Decreto-Lei n.º 33-A/2005, que altera o Decreto-Lei nº 189/88, de 27 de Maio, onde se encontram revistos os factores para cálculo do valor da remuneração pelo fornecimento da energia produzida em centrais renováveis entregue à rede do Sistema Eléctrico Português (SEP) e definidos os procedimentos para atribuição de potência disponível na mesma rede e prazos para obtenção da licença de estabelecimento para centrais renováveis. No caso de se tratar de produção para autoconsumo, a actividade é regulada pelo Decreto Produção de energia Numa perspectiva de Prevenção e Controlo Integrados da Poluição, todas as actividades abrangidas pelo Decreto-Lei nº 194/2000 deverão ser alvo de licenciamento ambiental, com o objectivo de estabelecer medidas destinadas a evitar ou, quando tal não for possível, a reduzir as emissões dessas actividades para o ar, a água ou o solo, a prevenção e controlo do ruído e a produção de resíduos, tendo em vista alcançar um nível elevado de protecção do ambiente no seu todo. Lei nº 68/2002, de 25 de Março. Segundo o diploma, a energia produzida destina-se maioritariamente a consumo próprio, no entanto, é possível a entrega de excedente a terceiros ou à rede pública. Com um processo de licenciamento mais simples, este enquadramento apenas é possível quando a potência a entregar à rede pública, em cada ponto de recepção, não exceda os 150 kw, e ainda obriga que pelo menos 50% da energia eléctrica produzida seja destinada a consumo próprio ou de terceiros. A energia eléctrica produzida num processo de digestão anaeróbia pode ter três tipos de aplicações: Produção apenas para utilização interna Produção em regime especial Micro-produção para auto-consumo No caso de produção em regime especial, os processos de autorização das instalações de produção de energia eléctrica a partir de fontes de energia renovável são instruídos pela Direcção Geral de Geologia e Energia (DGGE). O promotor da instalação deverá apresentar o respectivo pedido de autorização na DGGE, o qual será acompanhado do projecto das instalações e demais elementos previstos nas diversas disposições legais aplicáveis. 7. Conclusão A digestão anaeróbia consiste num método de tratamento de resíduos orgânicos com elevado potencial, que contribuirá para o alcance das metas de redução de deposição de resíduos orgânicos em aterro sanitário. Trata-se de um processo de tratamento com diversos pontos positivos, entre os quais se destacam a criação de valor económico e ambiental, assim como a sua adaptabilidade às diversas especificações de cada projecto.

12 Glossário A digestão anaeróbia é um método aplicável ao tratamento de resíduos de instalações pecuárias, indústrias agro-alimentares, estações de tratamento de águas residuais, produtores agrícolas e para tratamento de resíduos urbanos biodegradáveis. A recolha dos resíduos representa um dos factores mais críticos de todo o processo. No que diz respeito à implementação de projectos de digestão anaeróbia para tratamento de resíduos orgânicos a nível regional, existe a necessidade de estabelecer prioridades de recolha que sejam adequadas ao público-alvo e aos objectivos que se pretendam alcançar. O método de recolha a promover deverá então ser avaliado, contemplando as suas implicações a nível processual e económico. A recolha indiferenciada apresentará certamente uma diminuição da qualidade dos resíduos com as suas implicações a nível da qualidade dos produtos do processo. Não obstante, pode tratar-se de uma opção interessante por apresentar maior simplicidade logística na recolha. Em contraponto, a organização de um processo de recolha selectiva constitui um dos factores críticos para o sucesso dos sistemas de valorização dos resíduos orgânicos, sejam eles domésticos, comunitários ou centralizados. Nesse sentido é fundamental adaptar as soluções ao público-alvo sem esquecer a realidade do território (zona urbana, rural ou mista). A solução pode passar pela criação de circuitos de recolha selectiva que privilegiem a localização dos grandes produtores e zonas de maior concentração de resíduos. O método de deposição no caso de produtores urbanos pode passar pela recolha porta-a-porta ou pela disponibilização de ecopontos. No caso de recolha porta-a-porta o fornecimento gratuito de contentores individuais ajustado à produção individual de cada entidade poderá ser um instrumento facilitador do processo de separação. A entrada em funcionamento de um sistema de recolha selectiva deste tipo de resíduo exige o estabelecimento de uma campanha de sensibilização com objectivos muito precisos e orientada a cada grupo de produtores específicos, privilegiando o contacto directo e o envolvimento dos produtores. Em particular, na situação dos grandes produtores a elaboração de um esquema de tarifas de tratamento de resíduo que promova a participação dos produtores de resíduos industriais, das autarquias e dos restantes operadores de resíduos, constituirá um factor de incentivo à participação voluntária. Por fim, refira-se que um projecto de valorização da fileira orgânica dos resíduos, em particular na componente da recolha selectiva, apresenta um nível de complexidade elevado e é recomendável que o projecto seja idealizado a médio prazo. Necessariamente devem ser tidos em consideração os aspectos relacionados com a adaptação, necessariamente lenta, a novas formas de separação dos resíduos por parte dos produtores. Aterro sanitário Instalação projectada para deposição final de resíduos. Este tipo de infra-estrutura é controlada durante o seu funcionamento e após o seu encerramento, de forma a serem minimizados os efeitos sobre a saúde pública e o ambiente. Dependendo do tipo de resíduos confinados em aterro, existe maior ou menor produção de biogás e lixiviados. Biogás O biogás é uma mistura de gases, em que os principais constituintes são o metano e o dióxido de carbono, ambos gases de efeito de estufa. Esta mistura gasosa é produzida como resultado da decomposição anaeróbia de matéria orgânica, pelo que pode ser obtida através de sistemas de digestão anaeróbia e aterros sanitários. Degradação anaeróbia Decomposição da matéria orgânica complexa em compostos mais simples, pela acção de microrganismos anaeróbios, na ausência de oxigénio. Digestão anaeróbia Processo de mineralização da matéria orgânica na ausência de oxigénio, processado dentro de um digestor próprio para o efeito. A digestão anaeróbia é caracterizada pela produção de biogás que permite a geração de energia térmica e eléctrica, e produção de composto que pode ser utilizado como correctivo de solos. Digestor Unidade física onde a acção das bactérias é induzida e acelerada para transformar e estabilizar a matéria orgânica. Com a degradação da matéria orgânica vai ocorrer a formação de biogás. Efeito estufa Aquecimento natural da atmosfera terrestre através de reacções químicas do dióxido de carbono e de outros gases. Com a actividade humana, este efeito é acelerado, provocando alterações climáticas. Estas alterações resultam num aumento da temperatura média do planeta, no aumento do nível das águas do mar, no degelo de glaciares, entre outros fenómenos. Estação de transferência Instalação de deposição temporária de resíduos com o objectivo de os preparar para serem transportados para outro local de tratamento. ETAR s Estações de tratamento de águas residuais domésticas ou urbanas. Um processo de digestão anaeróbia, por se tratar de um método de tratamento de resíduos, encontra-se sujeito a um processo de licenciamento, por parte das autoridades competentes. Adicionalmente, a produção de energia térmica e eléctrica a partir do processo, exige o desencadeamento de um pedido de autorização, que variará mediante o tipo de produção, regime especial ou produção para auto-consumo. Fertilizante Substância mineral ou orgânica, natural ou sintética, que contém um ou mais compostos azotados, utilizada na agricultura para favorecer o crescimento e produtividade das plantas. No caso de fertilizantes obtidos a partir de processos de compostagem ou digestão anaeróbia, a utilização do composto resultante encontra-se restrita a determinadas situações estabelecidas por lei.

13 24 25 Gases de efeito de estufa Segundo o protocolo de Quioto são considerados gases de efeito de estufa: dióxido de carbono (CO2), metano (CH4), óxido nitroso (N2O), hidrofluorcarbonos (HFCs), perfluorcarbonos (PFCs) e hexafluoreto de enxofre (SF6). Resíduos Industriais Banais (RIB s) Resíduos gerados em actividades industriais, bem como os que resultem das actividades de produção e distribuição de electricidade, gás e água, desde que sejam considerados não perigosos. Lamas de depuração Lamas provenientes de estações de tratamento de águas residuais domésticas ou urbanas e de outras estações de tratamento de águas residuais de composição similar, lamas de fossas sépticas e de outras instalações similares e as lamas provenientes de estações de tratamento de águas residuais de actividades agro-pecuárias. Metano Gás incolor e inflamável, que resulta da decomposição anaeróbia dos compostos orgânicos. É um dos principais componentes do biogás e do gás natural. Resíduos Sólidos Urbanos (RSU) Resíduos sólidos produzidos nas habitações, estabelecimentos comerciais ou industriais e unidades prestadoras de cuidados de saúde, desde que, em qualquer dos casos, a produção diária não exceda os 1100 litros por produtor. Sistema de gestão de resíduos Sistema responsável pelas operações de recolha, transporte, armazenagem, tratamento, valorização e eliminação dos resíduos, incluindo a monitorização dos locais de deposição após o seu encerramento, bem como o planeamento dessas operações. Protocolo de Quioto Acordo internacional entre diversos países, celebrado em 1997, na cidade Quioto, no Japão, visando a diminuição substancial das concentrações dos principais gases de efeito de estufa. Cada país é responsável pela elaboração de estratégias que permitam atingir as metas impostas. O protocolo entrou em vigor em Fevereiro de Reactor batch Reactor fechado em que a matéria orgânica é introduzida no início, ficando retida durante um determinado período de tempo até ao final da degradação. No final do processo o reactor é reaberto e retirada toda a matéria tratada. Reactor contínuo Reactor em que a matéria orgânica está continuamente a ser adicionada com consequente saída contínua de matéria tratada, permitindo que o volume se mantenha constante ao longo do tempo. Tratamento Processos físicos, térmicos, químicos ou biológicos, incluindo a separação, que alteram as características dos resíduos de forma a reduzir o seu volume ou perigosidade, e facilitar a sua manipulação ou melhorar a sua valorização. Valorização Qualquer das operações que permitam o reaproveitamento dos resíduos. A valorização energética consiste na utilização dos resíduos combustíveis para produção de energia através de incineração directa. A valorização orgânica consiste na utilização da fracção orgânica contida nos resíduos para produção de composto, através de processos de compostagem, ou para produção de composto e biogás, nos processos de digestão anaeróbia. Recolha selectiva Recolha dos resíduos separadamente por tipo de material, através da sua deposição e recolha em ecopontos e ecocentros e/ou métodos de recolha ao domicílio (porta-a-porta). Resíduos biodegradáveis / orgânicos Resíduos constituídos por matéria putrescível, passível de degradação aeróbia ou anaeróbia, como por exemplo os resíduos alimentares e de jardim, lamas de depuração, papel, entre outros. Resíduos indiferenciados Mistura de todo o tipo de resíduos, vulgarmente conhecido por lixo.

14 9. Bibliografia > AREAC - Agência Regional de Energia e Ambiente do Centro > Leffertstra, Harold; A prefeasibility study of a biogas demonstration plant in the Entre Douro e Vouga Region in Northern Portugal ; October 2003 > British Biogen; Anaerobic Digestion of farm and food processing residues good practice guidelines > Instituto Nacional de Resíduos > IEA (199); Benign Energy? The Environmental IMplications of Renewables > Emissão e Controlo de Gases com Efeito de estufa em Portugal, (2000) Universidade Nova de Lisboa > Methane Capture and Use Waste Management Workbook ; Australian Greenhouse Office, 1997 > EEA European Environmental Agency; Biodegradable municipal waste management in Europe ; Topic report 15/2001, 2002 > Technology portfolio of urban waste water treatment and sludge management ; European Commission Framework Programme IV > Guia Técnico do Biogás, (2000) Centro para a Conservação da Energia > Anaerobic Digestion Technologies for energy recovery from industrial wastewater a study in Indian context ; > Curso de tratamento de esgotos, EEA - Empresa de Engenharia Ambiental, Lda. > Agência de Protecção do Ambiente dos Estados Unidos da América > P. Vandevivere, L. De Baere and W. Verstraete; Types of anaerobic digesters for solid wastes ; > Shefali Verma; Anaerobic digestion of biodegradable organics in municipal solid wastes ; 2002; > Shihwu Sung and Harikishan Santha; Performance of temperature-phased anaerobic digestion (TAPD) System treating dairy cattle wastes