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modelo pre projeto
Tipologia: Manuais, Projetos, Pesquisas
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ALINE KOTZ MÔNICA SCHMITZ SABRINA MATIELLO
Pré-projeto do trabalho de conclusão de curso, apresentado como requisito essencial e parcial à obtenção do Grau de Tecnólogo, no Curso Superior de Tecnologia em Gestão Ambiental, promovido pela UTFPR - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Campus Medianeira.
Orientador
Coordenador do Curso Superior de Tecnologia em Gestão Ambiental
Medianeira, 21 de maio de 2010.
Este projeto tem por finalidade a realização de um estudo sistemático para avaliar a viabilidade da geração de energia e venda de créditos de carbono, a partir de resíduos gerados pela atividade de suinocultura, a qual se apresenta como um significativo potencial poluidor. Para esta modalidade, caso não sejam direcionados para um tratamento adequado, os dejetos podem se tornar nocivos ao meio ambiente. Atualmente, a emissão de gases tem causado preocupação quanto à problemática do aquecimento global e torna-se necessária a substituição dos combustíveis fósseis por energias renováveis. Evitar o lançamento de excrementos sem tratamento previne nascentes e lençóis freáticos da contaminação, precavendo a poluição do solo e também atmosférica. Com o objetivo de colaborar com uma solução mais sustentável para a qualidade ambiental, propomos um estudo da potencialidade energética do biogás e um possível enquadramento no modelo do Mecanismo de Desenvolvimento Limpo (MDL).
Palavras-chave: Suinocultura, Biogás, bioenergia, créditos de carbono, Mecanismos de Desenvolvimento Limpo, efeito estufa.
A atual temática ambiental e os impactos das atividades no ambiente têm assumido um destaque crescente, onde se torna fundamental uma conscientização que possibilite a mudança de atitudes e a adoção de uma postura que tenha como foco principal a busca pelo equilíbrio ambiental e desenvolvimento sustentável. Alguns fenômenos acontecem naturalmente, como é o caso do efeito estufa. Os gases permitem que a atmosfera funcione como uma estufa natural, deixando a radiação proveniente do sol entrar e manter a temperatura do planeta. (PERCORA, 2006). Se não existisse o efeito estufa, a temperatura da terra seria 30 graus inferiores à de hoje e o planeta estaria coberto de gelo. No entanto, atividades humanas têm provocado um aumento desordenado na concentração atmosférica desses gases, ocasionando o aquecimento global e mudanças climáticas. Calcula-se que eles podem alterar nos próximos cem anos, um aumento da temperatura média do planeta, entre 1,4 e 5,8°C. (CENAMO, 2005). A suinocultura é considerada uma atividade preocupante devido à geração de grandes volumes de dejetos com elevada concentração de matéria orgânica e os riscos de contaminações. De acordo Schultz (2007), O lançamento dos dejetos na natureza, sem tratamento prévio, pode causar desequilíbrios ambientais, proliferação de vetores e o aumento de doenças vinculadas à água e ao solo. O potencial poluidor dos dejetos suínos é alto, tornando-se indispensável também, o manejado adequado para controlar os gases produzidos no processo de fermentação dos excrementos, os quais contribuem para o efeito estufa. As vantagens da utilização do biogás quando convertido em energia elétrica estão relacionadas às emissões evitadas, utilizando uma fonte renovável e a eficiência dos sistemas de conversão. (PERCORA, 2006) É imprescindível o desenvolvimento de projetos efetivos que evitem as emissões de metano para a atmosfera para mitigar as mudanças do clima. (ICLEI, 2009).
Uma das mais graves agressões humanas esta ocorrendo na atmosfera. Atividades antropogênicas estão despejando enormes quantidades de gases todos os anos, colaborando para o aumento descontrolado da temperatura da superfície do planeta. A suinocultura se apresenta como uma fonte potencialmente poluidora pela emissão do biogás. Quando emitido para atmosfera, pode trazer conseqüências negativas para o meio ambiente. O metano presente, proveniente da digestão anaeróbia dos dejetos suínos, é 21 vezes mais poluidor que o dióxido de carbono. A utilização do biogás como fonte de energia, fomenta a redução das emissões do metano, o que contribui no aspecto ambiental, econômico e social, pois, pode-se reduzir os custos na propriedade, utilizá-lo como insumo com o biofertilizante gerado e ainda o aproveitamento desse recurso se torna passível de comercialização de créditos de carbono. Estimar a quantidade de metano contido no biogás emitido é essencial para analisar o seu potencial energético, a partir desse estudo pode-se verificar a possibilidade de implementação de um mecanismo de desenvolvimento limpo o qual colabora para o desenvolvimento sustentável.
4.1 Objetivos gerais
Estimar a produção de biogás na microbacia do Rio São João e avaliar sua eficiência para geração de energia e com a emissão de gases evitada, verificar a viabilidade da venda de créditos de carbono como projeto de MDL.
4.2 Objetivos específicos
Conferir os impactos da suinocultura para o meio ambiente; Estimar através da adaptação de um modelo matemático, a produção de biogás, a partir de dejetos suínos nas propriedades rurais da microbacia; Estudar o potencial energético do biogás; Esmiuçar a influência das mudanças climáticas no planeta; Verificar os benefícios do uso do biofertilizante produzido; Avaliar o potencial de redução da emissão de gases produzidos pelos dejetos; Calcular o rendimento da venda de créditos de carbono.
anaeróbios dos sistemas de armazenamento ou tratamento dos dejetos. (SINOTTI, 2005). Para controlar e reduzir a degradação ambiental é fundamental que sejam reduzidos o volume e a concentração dos resíduos gerados, seguidos de um tratamento e destino adequado dos mesmos. Uma boa alternativa para diminuir os efeitos indesejados do uso de dejetos no ambiente, é a sua fermentação em um biodigestor. (SCHULTZ, 2007). O autor lembra, contudo, que o tratamento biológico dos dejetos suínos consiste em submeter os sólidos e os líquidos a condições técnicas que facilitam a ação de microrganismos como bactérias e fungos, estabelecendo a reciclagem natural dos materiais orgânicos. Em termos de produção de biogás, os dejetos de suínos possuem um bom potencial energético tendo em vista, que mais de 70% dos sólidos totais são constituídos pelos sólidos voláteis, que são o substrato dos microrganismos produtores de biogás.( DIESEL et al, 2002). Além da utilização como energia pode ser aproveitado o biofertilizante, também denominado de efluente, pois, já se encontra completamente “curado”, não possui odor, não é poluente e não cria moscas. Pode ser aplicado diretamente no solo na forma líquida ou desidratada, dependendo das condições locais. (COMASTRI FILHO, 1981, grifo do autor).
De acordo com a Embrapa (1981), o biogás, ou gás metano pode ser definido como:
[...]um gás incolor, altamente combustível, que produz chama azul-clara e queima com um mínimo de poluição. É o produto final da fermentação anaeróbica de dejetos animais, de resíduos vegetais e de lixo residencial e industrial, em condições adequadas de umidade. É uma mistura gasosa combustível, de alto poder calorífico, composta basicamente de dois gases, o metano (CH 4 ), que representa 60-70% restantes da mistura, e o gás carbônico (CO 2 ) que representa os 40-30% restantes. Outros gases (nitrogênio, N; hidrogênio, H e gás sulfídrico, H 2 S) participaram da mistura em proporções menores. A qualidade do biogás é uma função da
percentagem de metano da mistura. Quanto maior for à percentagem de metano, melhor será o biogás. A emissão de biogás contribui para o agravamento do aquecimento global e provoca impactos negativos ao meio ambiente e para a sociedade. Provoca odores desagradáveis pela emissão de gases fétidos e tóxicos, devido à concentração de compostos de enxofre presentes no gás além de uma pequena, mas não desprezível presença de bactérias responsáveis pela digestão anaeróbia dos resíduos orgânicos. (COELHO et al, 2008) É a porcentagem de metano que confere ao biogás um alto poder calorífico, Segundo Barrera (1993), pode variar de 5.000 a 7.000 kcal por metro cúbico. Para Percora (2006), a mistura gasosa produzida pode ser utilizada como combustível, o qual, além de seu alto poder calorífico, de ser uma ótima alternativa para o aproveitamento do lixo orgânico, de não produzir gases tóxicos durante a queima, ainda deixa como resíduo um lodo que é um excelente biofertilizante. Utilizar dejetos de animais como matéria-prima, não apresenta nenhum problema, pois suas fezes já contêm bactérias metanogênicas. Para o uso do biogás como combustível deve-se estabelecer uma relação entre o biogás, com determinado teor de metano, e o ar, de modo a possibilitar uma queima eficiente. O metano (CH 4 ), não tem cheiro, cor ou sabor, mas outros gases presentes no biogás conferem-lhe um ligeiro odor de vinagre ou de ovo podre. (LIMA, 2007). Conforme Percora (2006), podemos reduzir o metano emitido para a atmosfera através da captura, seguido da queima. Isto pode ser feito pela sua simples combustão com o objetivo de prevenir sua emissão. Pode-se também recuperar o metano como fonte de energia evitando-se assim a queima de quantidade equivalente de combustível fóssil. Em ambos os casos o dióxido de carbono é formado. A utilização do biogás em termos ambientais representa uma melhoria global no rendimento do processo. As duas principais alternativas para o aproveitamento energético do biogás são a conversão em energia elétrica e o aproveitamento térmico. (PERCORA, 2006).
Uma maneira de controlar essas adversidades é utilizar a energia de maneira mais eficiente, ou substituir os recursos energéticos derivados de combustíveis fósseis por outros com menores emissões de gases por kWh consumido, como é o caso das fontes renováveis. (PERCORA, 2006). Barrera (1993), compartilha desse ponto de vista ao afirmar que “grande parte da energia depositada em resíduos agrícolas é simplesmente desperdiçada, lançada na forma de gases e calor para a atmosfera, através da decomposição”. Na zona rural uma atividade importante do ponto de vista ambiental é o manejo e disposição dos dejetos suínos, devido ao alto potencial poluidor, sendo que a utilização do biogás como fonte renovável e sustentável de energia, permite reduzir a emissão de gases efeito estufa e diversificar a matriz energética nacional. (BECK, 2007) Para Amaral (2004), o uso energético do metano do biogás é uma medida fundamental para mitigar o efeito estufa, pois, “evita que o metano seja lançado na atmosfera, já que, com a combustão, o metano vai a CO2, e este, como gás de efeito estufa, tem poder 21 vezes menor que o metano”. Segundo Cenamo (2005), pode-se captar esses gases com a instalação dos biodigestores e através da queima na geração de energia, resultando em benefícios ao meio ambiente e energia a custo zero para o produtor, redução das emissões de GEEs para a atmosfera e em receita com venda de créditos de carbono para os potenciais investidores. No meio rural o biogás pode atender quase todas às necessidades energéticas básicas, tais como: cozimento, iluminação e geração de energia elétrica para diversos fins. Pode utilizar como adubo para o solo o biofertilizante, um efluente resultante da fermentação anaeróbia da matéria orgânica, na ausência de oxigênio, por um determinado período de tempo. (DIESEL et al, 2002).
Como proposta para os problemas ambientais, foi estabelecida a Convenção Quadro das Nações Unidas sobre Mudança do Clima, que, em 1997, criou o acordo conhecido como Protocolo de Kyoto. (CENAMO, 2005). Para Gonçalves (2008) esse acordo estabelece metas de redução de emissão dos gases do efeito estufa para países desenvolvidos e cria instrumentos de flexibilização dessas metas, entre os quais se destaca o mecanismo de desenvolvimento limpo (MDL). O único do qual o Brasil pode participar. Conforme explica Bassetto et al (2006), o Brasil não tem obrigação de reduzir suas emissões, mas tem potencial para implantação de projetos de MDL. O MDL determina que os países do Anexo I que não consigam atingir integralmente suas metas de redução, podem adquirir os chamados “créditos de carbono” de projetos localizados em outros países em desenvolvimento, como, por exemplo, do Brasil. (CENAMO, 2005). Ainda segundo o autor citado, os projetos de MDL podem ser divididos em duas categorias: Projetos de redução de emissão, geralmente associados ao deslocamento de emissões oriundas da queima de combustíveis e/ou captura e queima de metano; Projetos de remoção de CO 2 atmosférico ou “seqüestro de carbono”, relacionados à captação e estocagem de carbono em ecossistemas florestais. (grifo do autor) Uma atividade do setor agrícola que tem chamado grande atenção no contexto do Mecanismo de Desenvolvimento Limpo é o tratamento de dejetos suínos e a captação do biogás produzido para geração de energia. Geralmente os dejetos são descartados diretamente no meio ambiente sem nenhum controle das emissões de gases resultantes do processo de decomposição. (CENAMO, 2005).
FCM2 = fator de conversão do metano para tratamento de dejetos em lagoa de armazenamento; DCH4 = densidade do metano (0,67 kg m-3) na temperatura de 20 oC e a 1 atm de pressão; SV = sólidos voláteis excretados por dia (kg animal-1 dia-1) para o ano; RSV = redução relativa de sólidos voláteis na segunda lagoa de estocagem, percentual; Bo = capacidade de produção máxima para o dejeto por animal para uma população de animais definida, m^3 de CH4 kg-1, e Ny = população de animais definida por ano.
De acordo com IPARDES (2009),Missal é um município brasileiro localizado no oeste do estado do Paraná. Sua população estimada em 2004 era de 10. habitantes. Seu territorio tem 380.759 km^2. Se encontra em uma altitude de 320 metros, latitude 25 º 05 ' 31 '' S e longitude 54 º 14 ' 51 '' W. Possui um clima subtropical úmido mesotérmico, com temperatura média inferior de 18°C. Sua bacia hidrográfica é composta pelos rios: Rio Branco, Rio São Vicente, São João e Ocoy.
Imagem de satélite da microbacia do Rio São João.
MISSAL
ITAIPULÂNDIA
Fonte: Google Earth (2010).
ETAPA Maio Junho Julho Agosto Setembro Outubro Novembro 6.1 X 6.2 X X X X X X 6.3 X X 6.4 X X X 6.5 X X 6.6 X X X 6.7 X
Os estudos para levantamento de informações que serão realizados na microbacia do Rio São João têm como objetivo compreender a viabilidade do uso do biogás para geração de energia a fim de sugerir esse processo com um projeto de mecanismo de Desenvolvimento limpo para um melhor desempenho sócio- ambiental. Esperamos contribuir para a melhora da qualidade ambiental da região, visando reduzir o numero de dejetos lançados de forma inadequada. Propor uma utilização de maneira sustentável dos excrementos suínos, reduzindo assim, os custos com energia e insumos na região, prevenindo a poluição da água do solo e do ar da microbacia regional, e garantindo assim o equilíbrio e a integração das atividades de suinocultura com a vizinhança e o meio ambiente.
