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Variação da resistividade elétrica e relações com a produção de biogás em aterro sanitário

Resumo: Os aterros sanitários possuem um grande potencial energético, no entanto o aproveitamento brasileiro dessa fonte de energia ainda é inexpressivo. Uma quantidade expressiva de matéria orgânica é disposta nos aterros sanitários regularmente, a qual serve de matéria prima para a produção de biogás. A degradação anaeróbia da matéria orgânica libera o biogás, constituído basicamente por gás metano (CH4), gás carbônico (CO2) e vapor d’agua (H2O). Um dos principais fatores responsáveis pela dificuldade de ordem técnica ao planejamento de coleta deste recurso é a manutenção da taxa produtiva de CH4 nos aterros sanitários. Estudos geofísicos são ferramentas auxiliares que ajudam na investigação dos materiais em subsuperfície. A geofísica aplicada consiste num conjunto de métodos e técnicas com amplo uso em estudos ambientais. A eletrorresistividade é um dos métodos geofísicos mais utilizados dentro dos estudos ambientais e tem por finalidade facilitar a identificação e caracterização dos materiais presentes no solo (gás, óleo, rocha, etc.). O presente trabalho avalia eventuais relações entre vazão de biogás quantificada em drenos na superfície de uma célula de resíduos em aterro sanitário, com padrões característicos de resistividade elétrica em profundidade. O dreno de maior vazão (117m3 /h) em profundidade foi caracterizado por valores de resistividade elétrica entre 8000.m e 100.000.m, em contraste com valores abaixo de 2000.m que caraterizaram em subsuperfície o dreno de menor vazão (37m3 /h), além de vazões e resistividade elétrica intermediárias, atribuídos ao predomínio de áreas com acúmulo ou geração de biogás no domínio de captação dos drenos.

Introdução: A atual crise energética enfrentada pelo Brasil e por outros países alinhados ao crescente interesse na geração de energia limpa e sustentável por meio de recursos renováveis coloca em evidência tecnologias energéticas que geram menores impactos ambientais e que possuam redução das emissões antrópicas de carbono, colaborando para a redução do aquecimento global (IPCC, 1996). Dentro dessa nova percepção, os aterros sanitários aparecem como importantes objetos de estudo considerando seu potencial de geração de subcompostos energéticos. A degradação da matéria orgânica em aterros gera efluentes, como o chorume e o biogás, sendo esse último passível de ser usado como matéria prima para geração de energia (CETESB/SMA, 2006). O biogás é uma mistura gasosa majoritariamente composta por metano (CH4) e gás carbônico (CO2) proveniente da degradação anaeróbia da matéria orgânica dos resíduos sólidos. É um gás de alto potencial de aproveitamento energético em termos nacionais, considerando que mais da metade do resíduo sólido brasileiro é composto por matéria orgânica (CETESB/SMA, 2006). Existem várias metodologias internacionais para estimar o volume de produção de biogás em projetos de aproveitamento energético (IPCC, 1996; USEPA,1996; LAQUIDARA et al., 1986; TCHOBANOGLOUS et al., 1993; OONK E BOOM, 1995). As características climáticas do Brasil (elevada temperatura e precipitação) e a alta quantidade de matéria orgânica e biodegradabilidade dos resíduos domiciliares gerados no país, faz com que a geração de biogás seja mais elevada ao comparar com a geração de biogás dos países de clima frio. Em termos comparativos, no Brasil o processo de geração de biogás é intensificado nos primeiros anos e num curto período de tempo entra em estagnação (CASTRO E BELLO, 2010). Dessa forma, os modelos matemáticos internacionais disponíveis são insatisfatórios para as análises brasileiras, pois não propõem parâmetros indicadores de estágios de degradação de matéria orgânica e de atividade biológica. A geofísica reúne métodos de investigação indireta capazes de identificar as áreas de acúmulo de gás em subsuperficie. O parâmetro físico da resistividade elétrica é bastante usado em perfilagem de poço, principalmente para detalhamento em campos petrolíferos, pois é capaz de estimar parâmetros litológicos como porosidade, permeabilidade, tipos de rocha, presença de óleo ou gás de acordo com o alto valor de resistividade elétrica obtido em campo (ASQUITH & GIBSON, 1982; ELLIS & SINGER, 2008). 11 O método da Eletrorresistividade é eficiente para estudos de diagnósticos ambientais. A assinatura geoelétrica característica de contaminantes líquidos enriquecidos em sais provenientes da decomposição de resíduos orgânicos indicam baixos valores de resistividade elétrica. Assim, de acordo com os valores obtidos de resistividade elétrica é possível caracterizar o material no subsolo. Muitos trabalhos de aplicação do método de eletrorresistividade elétrica em aterros visam a delimitação da pluma de contaminação por vazamento de chorume no solo e na água subterrânea (BORTOLIN, 2009; MONDELLI, 2008) Alguns trabalhos já desenvolvidos em aterros sanitários puderam correlacionar parâmetros geoquímicos, valores de resistividade elétrica e idade de fechamento das valas permitindo estimar as fases predominantes de degradação da matéria orgânica (GEORGAKI et al., 2008; MOREIRA et al., 2009), que recomendam a eletrorresistividade como uma ferramenta indicada em estudos de emissão de biogás em aterros sanitários, com vantagens significativas em termos de custo e área de cobertura. Apesar de estudos descreverem o emprego de métodos geofísicos no diagnóstico ambiental de aterros, poucos são os trabalhos que visam determinar relações entre resistividade elétrica e biogás em aterros (GEORGAKI et al., 2008; MOREIRA et al., 2011). Portanto, esse projeto visa uma análise do potencial de aplicação do método geofísico da eletrorresistividade como ferramenta para caracterização de áreas com acúmulo de biogás, por meio de medidas de resistividade elétrica em arranjo tomográfico 2D, para cruzamento com medidas diretas de vazão de biogás em uma célula de resíduos desativada, no aterro sanitário do município de Rio Claro (SP).

Autora: Ana Carolina Teixeira Gonsalez.

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