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
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.
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.
Introdução A CTR Nova Iguaçu tem um Aterro Sanitário, cuja operação iniciou em janeiro de 2003 e recebe cerca de 2.000 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
Introdução O Lixão de Seropédica operou por mais de 50 anos, ocupando uma área total de aproximadamente 30.000 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)
METODOLOGIA
Metodologia 1 ENSAIOS COM PLACA DE FLUXO NAS CAMADAS DE COBERTURA (adaptado de Maciel, 2003).
Metodologia 2 EMISSÕES ATRAVÉS DOS DRENOS DO SISTEMA IMPLANTADO (MARIANO, 2008) Equipamento de leitura da concentração e leitura da temperatura externa
RESULTADOS
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.
Nova Iguaçu Seropédica
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.
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
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
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
Resultados Medidas de gás em Seropédica - DRENOS Medidas em 3 dos drenos existentes foram realizadas no mês de novembro de 2012. 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.
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.
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.
Thank You ACKNOWLEDGEMENTS ritteruerj@gmail.com ana.oliveira09@gmail.com LES (UERJ), CAPES (PROCAD), CNPQ, HAZTEC