Aplicação de biocarvão de resíduos de açaí e madeira em camadas de cobertura de aterro sanitário para a redução de emissões de gases de efeito estufa

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: ALMEIDA, Alice Jadneiza Guilherme de Albuquerque
• Orientador(a): JUCÁ, José Fernando Thomé
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Pernambuco
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pos Graduacao em Engenharia Civil
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Engenharia Civil; Aterros sanitários urbanos; Emissões de biogás; Camadas de cobertura finais; Biocarvão
• Link de acesso: https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/55531

A emissão descontrolada de gases advindos de aterros sanitários é uma preocupação constante, que atinge os âmbitos local e global, uma vez que o lançamento de biogás (composto essencialmente por dióxido de carbono e por metano) na atmosfera é um dos principais fatores que contribuem para o desequilíbrio do efeito estufa. Como forma de minimizar os impactos ambientais, a aplicação de tecnologias e processos podem aperfeiçoar os métodos de disposição de resíduos, permitir o aproveitamento desses gases, assim como diminuir a quantidade de biomassa depositada em aterros sanitários. Neste contexto o presente trabalho tem como proposta apresentar uma alternativa para o controle de emissões fugitivas em aterros sanitários, utilizando resíduos provenientes do processamento do açaí e restos de madeira de poda decorrentes das atividades de manutenção de centros urbanos, de forma a minimizar os impactos ambientais e agregar valor aos resíduos. Desta maneira foi realizada a produção de biocarvão com essas biomassas que iriam ser descartadas, para aplicação em misturas de solo, e sua posterior utilização em camadas de cobertura finais de aterros sanitários para retenção do biogás. Para analisar a relevância da temática em aplicações de biocarvões em camadas de cobertura finais de aterros sanitários, foi realizado inicialmente um estudo bibliométrico sobre o tema ao longo dos últimos 10 anos em todo o mundo. No âmbito prático e laboratorial foi realizada a produção de biocarvão de caroço de açaí e de resíduos de madeira, com o uso de um gaseificador. Foi feita a mistura desses biocarvões (relação 3% em massa/massa) com solo. O estudo experimental foi realizado por meio de: caracterização física das amostras de solo natural e misturas com biocarvões (granulometria, massa específica real dos grãos, limites de consistência); caracterização microestrutural dos biocarvões (Microscopia, MEV, Infravermelho e Difração de DRX) e caracterização geotécnica do solo natural e das misturas (compactação, resistência ao cisalhamento, permeabilidade à água e ao gás e curva característica). Após os ensaios geotécnicos foi realizado a montagem de três colunas, uma com solo puro e outras duas com as misturas de solo com os diferentes biocarvões e observado o seu comportamento quando submetidas à um fluxo de gás metano. A aplicação de biocarvão ao solo propiciou ao material um aumento no índice de vazios e, consequentemente, um aumento na sua porosidade. Tal fator fez com que as amostras com biocarvões apresentassem uma maior retenção de água, com permeabilidade ao ar e a água da ordem de 10-8 m/s para condição de umidade ótima. Esse aumento na capacidade de retenção de água, propiciado pelos biocarvões, é por sua vez um ponto favorável para aterros sanitários, pois pode contribuir para a redução da ocorrência de fissuras (decorrentes do processo de secagem do solo) nas camadas de cobertura e, consequentemente, redução de emissões fugitivas, fator relevante principalmente em aterros localizados em áreas áridas, onde há baixa intensidade pluviométrica. A inserção dos biocarvões ao solo não apresentou alteração considerável nas propriedades geotécnicas, sendo este um ponto relevante para a sua aplicação em aterros. Quanto aos ensaios de colunas, a inserção do biocarvão de açaí ao solo natural garantiu uma eficiência na adsorção de 96,8% na retenção de metano enquanto o biocarvão de resíduos de madeira apresentou uma eficácia de 98,5% na retenção de metano, sendo o biocarvão de resíduos de madeira o que apresentou melhor rendimento na adsorção de gases, quando comparado com o solo natural. Diante desses resultados, a aplicação de misturas de solo com biocarvões sugere ser uma alternativa para a solução dessas duas problemáticas urgentes, sugerindo o aproveitamento energético de biomassa e o controle de emissões fugitivas em aterros sanitários.