A EMISSÃO DE BIOGÁS ATRAVÉS DA CAMADA DE COBERTURA FINAL DO ATERRO DA CTR NOVA IGUAÇU E DO LIXÃO DE SEROPÉDICA - RIO DE JANEIRO

Transcrição

1 A EMISSÃO DE BIOGÁS ATRAVÉS DA CAMADA DE COBERTURA FINAL DO ATERRO DA CTR NOVA IGUAÇU E DO LIXÃO DE SEROPÉDICA - RIO DE JANEIRO Ana Carolina AV E. de Oliveira, UERJ Elisabeth Ritter, UERJ Camille Ferreira Mannarino, UERJ Patricia Constantino, UERJ

2 Introdução As emissões de gases, especialmente metano, do setor de resíduos são de cerca de 18% das emissões antropogênicas globais e tem aumentado nos países em desenvolvimento (Bogner, 2007). Projetos que façam a recuperação de gás são fundamentais, mas pode ocorrer emissões de 10 a 20% através de camada, mesmo com drenos de captação instalados. O conceito tradicional de camada de cobertura apresenta características de construção e materiais, que pode levar em consideração a minimização da geração de lixiviado e que promova a retenção do biogás ou oxidação do metano. Portanto, as camadas de cobertura podem reduzir as emissões para a atmosfera, especialmente em casos em que a exploração do biogás não é tecnicamente e economicamente viável.

3 Objetivo Avaliar as emissões de biogás que ocorrem através: das camadas de cobertura intermediária e final e dos drenos instalados no Aterro da CTR de Nova Iguaçu e no Lixão de Seropédica, localizados na área metropolitana da cidade do Rio de Janeiro.

4 Introdução A CTR Nova Iguaçu tem um Aterro Sanitário, cuja operação iniciou em janeiro de 2003 e recebe cerca de tons RSU por dia. No Brasil, foi o primeiro projeto a receber a certificação para gerar energia através da captura e destruição de biogás, Projeto NovaGerar. CTR Nova Iguaçu

5 Introdução O Lixão de Seropédica operou por mais de 50 anos, ocupando uma área total de aproximadamente m². Ele recebeu somente resíduos domiciliar, de varrição e poda, e não recebeu resíduos de serviço de saúde, totalizando cerca de 40 tons por dia. Não havia sistema de captação e drenagem de lixiviado e gases. Em 2012 o lixão foi remediado e fechado. Lixão de Seropédica (Fral, 2011)

6 METODOLOGIA

7 Metodologia 1 ENSAIOS COM PLACA DE FLUXO NAS CAMADAS DE COBERTURA (adaptado de Maciel, 2003).

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9 Metodologia 2 EMISSÕES ATRAVÉS DOS DRENOS DO SISTEMA IMPLANTADO (MARIANO, 2008) Equipamento de leitura da concentração e leitura da temperatura externa

10 RESULTADOS

11 Resultados Caracterização do solo O solo das duas áreas é similar, uma areia com argila e silte, com classificação SC, pelo Sistema Unificado. Com índice de plasticidade (IP) de 12,2% e 13,5% E Atividade de 0,76 (inativa) para Nova Iguaçu e 1,25 (ativa) para Seropédica Os resultados de ensaio de compactação com Proctor Normal indicaram peso específico máximo de 17,44 kn/m 3 e umidade ótima de 15,40% para Nova Iguaçu e 18,37 kn/m 3 e 14,67% para Seropédica.

12 Nova Iguaçu Seropédica

13 Resultados Medidas de gás em Nova Iguaçu - DRENOS Os gráficos apresentam as medidas realizadas em dias diferentes. Altas concentrações em torno de 45% de metano e 40% de gás carbônico foram medidas, e os mesmos valores foram observados ao longo do ano.

14 Resultados Medidas de gás em Nova Iguaçu Todos os ensaios de placa de fluxo foram realizados com o sistema de extração ativo. As concentrações de metano na camada de cobertura intermediária de 35 cm foram baixas nos ensaios efetuados, atingindo um máximo de 6,8 % de CH 4. Os valores de CO 2 são similares aos do metano. Teste Data Concentração final na placa de fluxo (%) Temperatura Final ( C) CH 4 CO 2 O 2 Interna Externa Tempo de teste (min) T 1 17/10/12 0,1 0,4 17,3 30,9 29,8 60 T 2 17/10/12 4,6 5,2 13,4 37,9 31,2 100 T 3 12/11/12 6,8 6,6 16,0 32,9 31,0 85 T4 12/11/12 0,7 2,6 17,2 32,6 31,0 65 T 5 12/11/12 0,1 0,0 16,7 38,7 31,3 60 T 6 12/11/12 2,6 2,6 16,7 35,2 32,1 60

15 Resultados Medidas de gás em Nova Iguaçu Os dois pontos que apresentaram fluxos mais altos de metano e gás carbônico foram T2 e T3. O local T5 teve acúmulo de água no dia do teste, apresentando portanto uma alta umidade, e emissão zero. Medidas de grau de compactação variaram de 81 a 97%. Em outras pesquisas de aterros brasileiros os valores de GC variaram de 82 % a 117 % (Catapreta, 2008; Maciel, 2009 e Lopes et al. 2012). Test Flux (J CH 4 ) g/m 2.di a Flux (J CO2) g/m 2.dia GC% γs campo /γs Max X100% = T 1 0,74 8,21 96 T 2 20,11 7,87 92 T 3 35,23 6,06 96 T 4 6,66 3,98 91 T 5 0,00 1,95 97 T 6 19,51 5,91 81

16 Resultados Medidas de gás em Seropédica As concentrações de gases na camada de cobertura do Lixão remediado são praticamente inexistentes, variando entre ZERO e 0,4% of CH 4. Para CO 2 o mesmo foi observado. Observa-se ainda que o grau de compactação é em torno de 88%. Os fluxos de CH 4 e CO 2 também apresentam valores baixos. Test Concentration final the Flux chamber (%) Flux (J CH 4 ) g/m 2.dia Flux (J CO 2 ) g/m 2.dia GC% γs campo /γs Max X100% = CH 4 CO 2 O 2 T 1 0,1 0,4 17,3 0,7 8,2 91,45 T 2 0,0 0,4 16,1 0,0 7,8 88,18 T 3 0,0 0,4 15,1 0,7 6,0 88,18 T 4 0,0 0,1 15,3 0,0 4,0 87,09 T 5 0,1 0,2 14,8 1,4 3,9 88,18 T 6 0,3 0,2 15,1 2,1 5,9 86,55

17 Resultados Medidas de gás em Seropédica - DRENOS Medidas em 3 dos drenos existentes foram realizadas no mês de novembro de Os gráficos mostram a variação da concentração de gás ao longo do tempo de ensaio. A concentração de CH 4 varia entre 5,8% e 34,6%. As medidas de CO 2 variaram de 8 a 40%. São concentrações significativas, considerando que não ocorre nenhum tipo de tratamento ou aproveitamento deste gás.

18 Resultados e Discussões Medidas de Gás em Seropédica Portanto, os resultados obtidos nestas medidas indicaram a não existência de fluxo através da camada de cobertura, possivelmente pela presença dos drenos, que mostraram valores significativos. Por outro lado, a camada de cobertura foi projetada com uma espessura de 1,10m, e com uma fina camada de composto e grama, remetendo as camadas metanotróficas. No entanto, observações realizadas em campo indicaram que a camada deve estar com cerca de 2 m de espessura.

19 CONCLUSÕES 1) O fluxo de CH 4 and CO 2 através das camadas de cobertura existentes foi baixo tanto para o Aterro de Nova Iguaçu, que tem um sistema ativo de extração com queima do gás, como para o Lixão de Seropédica, que não tinha sistema de extração ativo na época do ensaio; 2) Os ensaios foram realizados em um único mês, e portanto, outros ensaios devem ser realizados ao longo do ano para avaliar as condições climáticas; 3) As metodologias utilizadas através da placa de fluxo e medidas nos drenos mostraram-se adequadas para a realização de ensaios, cujos procedimentos foram simples; 4) O método da placa de fluxo pode ser usado como instrumento de acompanhamento nos projetos de extração ativa de gás, indicando locais com maior emissão fugitiva e propiciar eventuais correções no projeto, como instalação de novos poços; 5) O sistema de extração ativa é eficiente para prevenir as emissões fugitivas através da camada de cobertura de Nova Iguaçu, na sub-área analisada; entretanto, mais medidas ao longo do ano são necessárias.

20 Thank You ACKNOWLEDGEMENTS LES (UERJ), CAPES (PROCAD), CNPQ, HAZTEC