Avaliação da produção de biogás a partir da co-digestão de resíduos sólidos orgânicos

Autores

DOI:

https://doi.org/10.6008/CBPC2179-6858.2021.003.0025

Palavras-chave:

Co-digestão anaeróbia, Resíduos alimentares, Grama esmeralda, Biogás

Resumo

A co-digestão anaeróbia de resíduos alimentares e grama configura-se como uma alternativa competitiva para o tratamento da fração orgânica dos resíduos sólidos urbanos, tendo em vista o contexto de insuficiente e quase nula valorização desta fração no Brasil, contrariando a legislação vigente e considerando-se, também,  a típica elevada proporção de matéria orgânica nos resíduos em âmbito nacional e internacional. Sob este panorama, o presente artigo buscou avaliar a produção de biogás proveniente da co-digestão de resíduos alimentares e grama esmeralda (Zoysia japonica) em 3 proporções (1:1; 2:1 e 3:1, assumindo como referência 500 ml) em temperatura mesofílica (38ºC) durante 21 dias. Avaliou-se o teor de sólidos presente na massa digerida, comparando-se com a produção de biogás e a redução de matéria orgânica biodegradável. Os resultados foram analisados estatisticamente por meio de uma análise de variância, com um nível de significância de 5%. Concluída a co-digestão, o Tratamento 2 (ou seja, a proporção de 2:1 de grama em relação ao resíduo alimentar) apresentou os melhores resultados no que tange à geração de biogás; isto resultou na produção máxima de biogás, que foi de 1.800 Nml de biogás acumulado ou 33 Nml por grama de sólido volátil (SV). Verificação importante, pois mostra a viabilidade inerente ao uso de resíduos de grama no processo de gestão sustentável dos resíduos sólidos, norteando a proporção ideal a ser utilizada para se obter uma melhor produção de biogás. Os resultados mostram que é oportuna a realização de  mais estudos, buscando otimizar ainda mais a produção de biogás, visto que a produção obtida nos ensaios ainda está abaixo do potencial de geração por co-digestão de resíduos alimentares e podas de grama, conforme dados da literatura, que indicam valores da ordem de 500-600 Nml por g.SV. A produção menor de biogás observada no experimento decorre, provavelmente, do acúmulo de ácidos graxos voláteis, que inibe a ocorrência do processo de digestão por completo, tendo em vista que o pH da massa digerida apresentou condições ácidas (pH de 4,07±0,22). Esta constatação é corroborada pela eficiência de remoção orgânica, que se manteve em 51%, em média, para o tratamento em questão, indicando que apenas metade do potencial que poderia ser biometanizado foi, de fato, transformado em biogás.

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Biografia do Autor

Fernanda de Marco de Souza, Universidade de São Paulo

Graduada em Gestão Ambiental pela Escola de Artes Ciências e Humanidades - Universidade de São Paulo (EACH/USP). Mestranda do Programa de Pós-Graduação em Sustentabilidade (EACH/USP). Possui como áreas de interesse a Gestão Sustentável de Resíduos Orgânicos e Efluentes, Desenvolvimento Sustentável aplicado a campi universitários, Saneamento Ambiental e Educação.

Joyce Meneses da Silva Jaeger, Universidade de São Paulo

Estudante de Gestão Ambiental da Universidade de São Paulo.

Ednilson Viana, Universidade de São Paulo

Graduado em Licenciatura em Ciências Biológicas pela Universidade Estadual Paulista (UNESP) (1992). Mestre em Ciências pelo Instituto de Química de São Carlos-USP (1994). Doutor em Saneamento pela Escola de Engenharia de São Carlos-USP (1999). Pós-doutorado em saneamento pela Engenharia Civil da Universidade Federal de São Carlos (2001). Pós-doutorado pela Universidade Nova de Lisboa (2014). Pós-doutorado pela University of Wisconsin (2018). Atualmente é professor livre docente na Universidade de São Paulo campus EACH. Orientou mais de 70 trabalhos entre projetos de formatura, mestrado, doutorado e pós doutorado nacional e internacional. Desenvolve trabalhos em Gestão Sustentável de Resíduos Sólidos, onde se destaca a linha de valorização de resíduos orgânicos com foco na biometanização e compostagem. 

Giovano Candiani, Universidade Federal de São Paulo

Bacharel em Ecologia pela Universidade Estadual Paulista (Unesp) - Campus Rio Claro e em Ciências Biológicas pelo Centro Universitário FIEO (UNIFIEO) - Osasco (SP). Especialista (pós-graduação lato sensu) em Educação Ambiental pela Faculdade de Saúde Pública na Universidade de São Paulo (USP). Mestre em Biodiversidade Vegetal e Meio Ambiente pelo Instituto de Botânica, Secretaria do Meio Ambiente - Governo de São Paulo. Doutor em Energia pela Universidade Federal do ABC (UFABC) - Campus Santo André (SP). Trabalhou (14 anos) como Analista Ambiental Sênior na empresa Essencis Soluções Ambientais S.A. segmento de gestão ambiental de resíduos sólidos urbanos e industriais, empreendimentos de valorização ambiental e energética de resíduos e aterros sanitários. Pós-Doutor em Gestão Ambiental pela Escola de Artes, Ciências e Humanidades (EACH) USP - Leste na Universidade de São Paulo (USP). Atualmente é professor adjunto na Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP) - Campus Diadema (SP) - Instituto de Ciências Ambientais, Químicas e Farmacêuticas - Departamento de Ciências Biológicas - Setor de Ciências Ambientais, atuando na área de Ciências Humanas/Gestão Ambiental. Linhas de pesquisa: gestão ambiental, gestão de resíduos sólidos urbanos, aterros sanitários, biogás e metano, licenciamento ambiental e estudos de impacto ambiental (EIA-Rima). E-mail: giovanocandiani@gmail.com; gcandiani@unifesp.com

André Felipe Simões, Universidade de São Paulo

Livre docente da USP. Possui graduação em Engenharia Metalúrgica pela Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro (1994), Mestrado em Engenharia Metalúrgica com ênfase em Ciência dos Materiais - PUC/RJ (1998), Doutorado em Planejamento Energético pela Universidade Federal do Rio de Janeiro (2003) e Pós-Doutorado em Planejamento de Sistemas Energéticos pela Universidade Estadual de Campinas - UNICAMP (2006). Obteve a Livre-Docência, pela USP, em 2013, com tese defendida na área de "Mudanças Climáticas e a Agenda Brasileira de Infraestrutura Energética". É Professor Doutor Associado da Universidade de São Paulo - USP -, em regime de Dedicação Integral à Docência e à Pesquisa (RDIDP). Atua como docente do Curso de Bacharelado em Gestão Ambiental da Escola de Artes, Ciências e Humanidades da Universidade de São Paulo (EACH/USP). Entre 2011 e 2013, foi Coordenador do referido curso de graduação da EACH/USP e membro titular da Comissão de Graduação da EACH. Atua também como Prof. Dr. do Programa de Pós-Graduação em Energia - IEE/USP (professor credenciado), do Programa de Pós-Graduação em Sustentabilidade da EACH/USP (professor credenciado) e do PPg em Mudança Social e Participação Política também na EACH/USP. Entre 2006 e 2011, foi professor doutor credenciado no Programa de Planejamento de Sistemas Energéticos da UNICAMP. Publicou, até o momento, mais de 130 trabalhos científicos originais, considerando manuscritos científicos em periódicos nacionais ou internacionais arbitrados, livros, capítulos de livro, e resumos ampliados. Orientou (trabalhos defendidos de modo exitoso, no caso), até o momento, 7 dissertações de mestrado e 4 teses de doutorado, além de mais de 30 trabalhos de Iniciação Científica (IC) e de conclusão de curso de Graduação (TCC) na UFRJ, na UNICAMP e, principalmente, na USP. Participou, até o momento, sempre como membro da Delegação Brasileira, de 5 Conferências das Partes da Convenção-Quadro das Nações Unidas sobre a Mudança do Clima (UNFCCC), assessorando, pela perceptiva científica, os diplomatas do país no âmbito das negociações político-climáticas internacionais. Por conta de atuação em 27 projetos de pesquisa/consultoria de fomento nacional e/ou internacional, possui experiência na área de Planejamento Energético e Ambiental. Macro temas dos projetos já desenvolvidos: Negociações Internacionais voltadas à Mitigação e à Adaptação das Mudanças Climáticas, Geopolítica da Energia, Matriz Energética, Energias Renováveis, Eficiência Energética, Gases de Efeito Estufa, Desenvolvimento Sustentável no Brasil e no Mundo, Universalização do Acesso à Energia Elétrica, Petróleo, Transportes e Engenharia Ambiental. Eventualmente, atua como Assessor Científico da FAPESP. Integrante do Fórum Brasileiro de Mudanças Climáticas (FBMC) e do Painel Brasileiro de Mudanças Climáticas (PBMC). A pedido da UNFCCC, Revisor do 5o (5AR) e, atualmente, do 6o (6AR) Relatório de Avaliação do IPCC. Revisor parecerista dos periódicos "Energy Policy", "Climate and Development", "Regional Environmental Change", e "Journal of Environmental Management". Em abril de 2015, conquistou o Prêmio Vale-Capes de Ciência e Sustentabilidade. Durante a COP 23, realizada em Bonn, na Alemanha, em 2017, ministrou palestra em evento oficial das Nações Unidas. Durante a COP 24, realizada em Katowice, na Polônia, em 2018, ministrou palestra focada no tema "Generation and consumption of energy in Brazil in the context of mitigation of climate change" no âmbito de evento sob a chancela da UNFCCC. Em outubro de 2019, com apoio da CAPES e da USP, atuou como Professor Visitante Sênior no Center of Global Sustainability of the Maryland University (CGS/UMD), nos Estados Unidos da América. Membro da Rede Global Advances in Cleaner Production (ACPN Network). Expert Reviewer of the Academic Exchange Information Centre - AEIC/China. Em 2020, atuou por 6 meses com Prof. Visitante do Climate and Energy College da Universidade de Melbourne, na Austrália. 

Homero Fonseca Filho, Universidade de São Paulo

Possui graduação em Engenharia Agronômica pela Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz - ESALQ da Universidade de São Paulo - USP (1984), especialização em Heveicultura ? Produção de Borracha Natural pela Universidade Federal Rural da Amazônia (1985), aperfeiçoamento em Produção Agrícola Sustentável pela University of Newcastle Upon Tyne, Inglaterra (1993), mestrado em Agronomia - Fitotecnia (Agroecologia), também pela ESALQ/USP (1993), doutorado em Geociências e Meio Ambiente pelo Instituto de Geociências e Ciências Exatas - IGCE da Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho - UNESP (1999), certificação em Educação Virtual pela Simon Fraser University, Canadá (2006), pós-doutorado e especialização em Infraestrutura de Dados Espaciais e sua implementação com ferramentas abertas pela Universidad Politécnica de Madrid (2010) e estágio de pesquisa de pós-doutorado no Depto de Engenharia Geomática da Universidad de Concepción no Chile (2018). Em 1984 iniciou a vida profissional. Trabalhou na Superintendência da Borracha do Ministério da Indústria e Comércio entre 1984 e 1987, na Universidade Federal de Lavras de 1987 a 2002, tendo prestado colaboração na Universidade Federal de São Carlos entre 1999 e 2001. Foi Professor Titular na Faculdade Municipal Professor Franco Montoro em 2002. Ingressou na Universidade de São Paulo (USP) em 2002, como Professor Doutor do Departamento de Engenharia de Transportes (Área de Informações Espaciais) da Escola Politécnica (POLI), onde permaneceu até 2007. Atualmente é Professor Doutor e ex-Coordenador do Bacharelado em Gestão Ambiental, professor, pesquisador e orientador (mestrado e doutorado) no Programa de Pós-Graduação em Sustentabilidade da Escola de Artes, Ciências e Humanidades - EACH (USP/LESTE) e colaborador do Programa de Pós-Graduação em Ambiente, Saúde e Sustentabilidade da Faculdade de Saúde Pública da USP, bem como colaborador do Programa de Pós-graduação em Têxtil e Moda da EACH/USP. Realiza pesquisas e projetos nas áreas de Geoprocessamento, Sistemas de Informações Geográficas, Sensoriamento Remoto, Cartografia e Infraestrutura de Dados Espaciais aplicados à resolução de problemas ambientais, das Ciências Florestais e Agronômicas, Agricultura Sustentável e Agroecologia. Aplica essas Geotecnologias como ferramenta de apoio ao Desenvolvimento Sustentável e à Sustentabilidade. É membro do Grupo de Pesquisas em Resíduos, Energia, Saúde e Ambiente (RESA). É membro e líder do Grupo de Estudos e Pesquisas em Infraestrutura de Dados Espaciais (GEPIDE) e do Laboratório de Computação Geoespacial (LaCoGeo), todos da EACH/USP. É o coordenador da ?Red Internacional de Sostenibilidad Ambiental? e membro da ?Red IDEAIS - Asistentes Inteligentes para las Infraestruturas de Datos Espaciales?

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Publicado

2021-01-06

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