Integração de sistemas de produção de biogás em estações de tratamento de esgotos com estratégia para a resiliência urbana em face às mudanças climáticas

• Ano de defesa: 2025
• Autor(a) principal: Pereira, Brenda Natália
• Orientador(a): Gomes, Luciana Paulo
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade do Vale do Rio dos Sinos
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil
• Departamento: Escola Politécnica
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Biogás; Estação de tratamento de esgoto; Digestão anaeróbia; Resiliência urbana
• Palavras-chave em Inglês: Biogas; Wastewater treatment; Anaerobic digestion; Urban resilience
• Área do conhecimento CNPq: ACCNPQ::Engenharias::Engenharia Civil
• Link de acesso: http://repositorio.jesuita.org.br/handle/UNISINOS/13734

As projeções populacionais para 2054 indicam um total de 9,9 bilhões de pessoas no planeta, sendo que mais da metade estará concentrada em áreas urbanas. Esse cenário impõe desafios à infraestrutura das cidades, exigindo soluções inovadoras e sustentáveis para atender à crescente demanda em espaços limitados. As Estações de Tratamento de Esgotos (ETEs) desempenham papel essencial nesse contexto e, quando utilizam processos anaeróbios, geram metano como subproduto. Esse gás possui potencial de aquecimento global aproximadamente 28 vezes superior ao dióxido de carbono, mas pode ser convertido em energia térmica, elétrica, mecânica ou combustível veicular. O aproveitamento do metano em ETEs representa uma alternativa para geração descentralizada de energia renovável, contribuindo para a redução de emissões de gases de efeito estufa, economia circular, diminuição de odores e viabilidade ambiental e financeira desses empreendimentos. Este trabalho teve como objetivo estimar o potencial de geração de biogás em quatro ETEs localizadas no Rio Grande do Sul — Morada dos Eucaliptos (Novo Hamburgo), Vicentina (São Leopoldo), Tega (Caxias do Sul) e Serraria (Porto Alegre) — além de calcular a emissão evitada de gases de efeito estufa e a energia elétrica passível de ser gerada a partir do metano. Os resultados mostraram variações entre as ETEs, com destaque para a ETE Serraria, que obteve a maior produção específica de metano por quilograma de DQO removida (0,232 m³ CH₄/kg DQO) e maior capacidade de geração energética (17.057,14 kWh/dia). A ETE Tega apresentou valores negativos de metano aproveitável devido à diluição do esgoto pelo sistema de drenagem pluvial. A estimativa de emissão evitada mostrou reduções expressivas, especialmente na ETE Serraria, que apresentou redução líquida de mais de 51 mil toneladas de CO₂ equivalente por ano. Portanto, o aproveitamento energético do metano pode tornar as ETEs menos dependentes da rede elétrica e mais preparadas para responder a eventos extremos e instabilidades, contribuindo para a resiliência urbana e se alinhando aos compromissos de sustentabilidade e adaptação climática.