BIA - IFPI Campus Teresina Central Mestrado Mestrado em Engenharia dos Materiais - Teresina Central
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Tipo: Dissertação
Título: Potencial de geração de bioenergia a partir da fração orgânica dos resíduos sólidos domiciliares do aterro sanitário de Teresina - PI
Título(s) alternativo(s): Potential for ioenergy generation from the organic fraction of household solid waste from the Teresina Landfill-PI
Autor: Alves, Sandra Maria Borges Costa
Orientador(a): Paz, Gilvan Moreira da
metadata.dc.contributor.advisor-co1: Cavalcante, Reinaldo Fontes
metadata.dc.contributor.referee1: Soares, Roberto Arruda Lima
metadata.dc.contributor.referee2: Gomes, Helder Pontes
metadata.dc.contributor.referee3: Sousa, Mauro César de Brito
Resumo: Os aterros sanitários são potenciais geradores de biogás que podem ser utilizados para fins energéticos, representando uma alternativa viável, sustentável, visto que, o seu uso permite a geração de energia limpa e colabora para o equilíbrio ambiental no mundo. Este trabalho visa estimar o potencial de geração de bioenergia a partir da fração orgânica dos resíduos sólidos domiciliares (RSD) do Aterro Sanitário Municipal de Teresina (PI), tomando como base para estudo os dados gravimétricos desses resíduos, disponibilizados pela Secretaria Municipal de Desenvolvimento Urbano e Habitação (SEMDUH). Para o estudo populacional, foram aplicados quatro métodos matemáticos: aritmético, geométrico, logístico e de taxa decrescente de crescimento. Entre os métodos analisados, o logístico apresentou maior compatibilidade com os dados do IBGE, estimando uma população de saturação de 917.475 habitantes por volta de 2040, sendo, portanto, adotado para subsidiar as projeções de geração de resíduos domiciliares do município. A média anual de geração de resíduos sólidos domiciliares (RSD), no período de 2020 a 2040, foi estimada em 195.364 toneladas, resultando em um volume acumulado de 4.102.645 toneladas até o ano de 2040. Para o cálculo da geração de metano a partir do volume de resíduos projetados, utilizou-se a metodologia estabelecida pelo Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (IPCC). A geração anual máxima de metano estimada para o aterro, no período de 2021 a 2050, está prevista para 2031, ano subsequente ao encerramento de suas atividades, com 8.194.909 m³ de CH₄, dos quais 5.736.436 m³ de CH₄ representa a fração efetivamente coletada. A menor projeção anual de metano captado corresponde ao ano de 2021, com 649.317 m³ de CH4. No que se refere à conversão energética, estima-se que a potência máxima seja alcançada em 2031, com 3,26 MW, sendo 0,91 MW a parcela disponível para a geração de energia elétrica, resultando em uma produção anual de 6.260 MWh. Por outro lado, a menor potência disponível está projetada para o ano de 2021, correspondendo a 0,1 MW, o que implica uma geração anual de 709 MWh. A geração mensal varia de 59 MWh, em 2021, a 522 MWh, em 2031, quantidade suficiente para atender à demanda energética mensal do próprio aterro, que é de 12 MWh. Os títulos de créditos de carbono gerados de 2021 a 2050 por meio do aproveitamento energético totalizaram 4.440 toneladas de CO2, enquanto aqueles provenientes da simples queima do gás, no mesmo período, somaram 795.511 toneladas de CO2. Embora em menor quantidade, os títulos créditos de carbono provenientes do aproveitamento energético, além de maior valor econômico e ambiental, apresentam a vantagem de suprir a demanda de energia elétrica do aterro. Portanto, a pesquisa evidencia o potencial energético dos resíduos sólidos domiciliares do aterro sanitário de Teresina (PI) para a geração de energia elétrica, contribuindo para a promoção de soluções sustentáveis na agenda climática brasileira. Contudo, faz-se necessária a avaliação da viabilidade econômica e ambiental da implantação de sistemas de aproveitamento do biogás para essa finalidade.
Abstract: purposes. They represent a viable, sustainable alternative, as their use allows for the generation of clean energy and contributes to global environmental balance. This study aims to estimate the potential for bioenergy generation from the organic fraction of household solid waste (HSW) from the Teresina Municipal Sanitary Landfill (Piauí), using gravimetric data from this waste, provided by the Municipal Secretariat of Urban Development and Housing (SEMDUH). Four mathematical methods were applied to the population study: arithmetic, geometric, logistic, and decreasing growth rate. Among the methods analyzed, the logistic method showed the greatest compatibility with IBGE data, estimating a saturation population of 917,475 inhabitants by 2040. Therefore, it was adopted to support projections for household waste generation in the municipality. The average annual generation of household solid waste (HSW) from 2020 to 2040 was estimated at 195,364 tons, resulting in a cumulative volume of 4,102,645 tons by 2040. The methodology established by the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) was used to calculate methane generation based on the projected waste volume. The maximum annual methane generation estimated for the landfill from 2021 to 2050 is projected for 2031, the year after its closure, with 8,194,909 m³ of CH₄, of which 5,736,436 m³ of CH₄ represents the fraction actually collected. The lowest annual projection of methane captured corresponds to 2021, with 649,317 m³ of CH₄. Regarding energy conversion, maximum power is estimated to be reached in 2031, at 3.26 MW, with 0.91 MW being available for electricity generation, resulting in an annual production of 6,260 MWh. On the other hand, the lowest available power is projected for 2021, corresponding to 0.1 MW, implying an annual generation of 709 MWh. Monthly generation ranges from 59 MWh in 2021 to 522 MWh in 2031, sufficient to meet the landfill's own monthly energy demand of 12 MWh. Carbon credits generated from 2021 to 2050 through energy recovery totaled 4,440 tons of CO2, while those from simple gas flaring, in the same period, totaled 795,511 tons of CO2. Although in smaller quantities, carbon credits from energy recovery, in addition to their greater economic and environmental value, offer the advantage of meeting the landfill's electricity demand. Therefore, the research highlights the energy potential of household solid waste from the Teresina (PI) landfill for generating electricity, contributing to the promotion of sustainable solutions in the Brazilian climate agenda. However, it is necessary to assess the economic and environmental feasibility of implementing biogas recovery systems for this purpose.
Palavras-chave: Aterro sanitário
Bioenergia
Biogás
Créditos de carbono
Cnpq: CNPQ::ENGENHARIAS
metadata.dc.language: por
País: Brasil
Editor: Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Piauí
Sigla: IFPI
Unidade: Campus Teresina Central
metadata.dc.publisher.program: PPGEM
Citação: ALVES, Sandra Maria Borges Costa. Potencial de geração de bioenergia a partir da fração orgânica dos resíduos sólidos domiciliares do aterro sanitário de Teresina - PI. Orientador: Gilvan Moreira da Paz. 2025. 104 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Materiais) - Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Piauí, Campus Teresina Central, 2025.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: https://bia.ifpi.edu.br/jspui/handle/123456789/5038
Data do documento: 2025
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