Apresentação das equações básicas utilizadas na modelagem
da geração de biogás, incluindo discussão sobre os
parâmetros das equações;
EPA (LandGEM)
ACM 01 (UNFCCC)
IPCC (GPG 2000)
João Wagner Silva Alves
Assessor da Presidência da CETESB
•SECRETARIA DO
• MEIO AMBIENTE
LandGEM
Empregado nos projetos de Carbon Trade (EUA) e no México
onde:
Q = Quantidade total de biogás gerado (m3)
k = taxa de decaimento do resíduo orgânico (ano-1)
M = Massa de resíduos depositada no local ao ano (t/ano)
Lo = volume de biogas por massa de resíduo (m3_biogas/t_resíduo)
t = tempo desde a deposição do resíduo (ano)
n = número total de anos considerados
ACM001 - UNFCCC
Empregado nos projetos de Créditos de Carbono do Protocolo de Quioto
onde:
BE = Emissão de metano evitada (TCO2equivalente)
 = fator de correção de incertezas (0,9)
f = fração de metano destruida
GWP = Potencial de aquecimento global (21)
OX = fator de oxidação (0,1)
F = fração de metano no biogás (0,5)
DOCf = Fração degradável do resíduo que decompõe
MCF = Fator de correção de metano
Wi,x = Quantidade de resíduoevitada (t)
DOC = Fração de carbono orgânico degradável no resíduo (tC/t_resíduo)
k = taxa de decaimento do resíduo orgânico (ano-1)
x = tempo desde a deposição do resíduo (ano)
y = ano de estimativa
IPCC (GPG – 2000)
Empregado nos inventários nacionais de emissões de gases de efeito estufa
Q = (k . A . MSWt(x) . MSWf(x) . L0(x). e – (k t) – R(x) ). (1-OX)
onde:
Q: vazão de metano [GgCH4/ano]
k: constante de decaimento [%]
A: fator de normalização de soma [%]
MSWt: RSM gerado [Gg/ano ou 1000t/ano]
MSWf: Fração de RSM disposto em aterro [%]
L0: Fator de emissão de metano [GgCH4/GgRSM]
t: tempo [ano]
R: metano recuperado [GgCH4]
OX: fator de oxidação [%]
Comparação algébrica
IPCC (GPG – 2000)
Q = (k . A . MSWt(x) . MSWf(x) . L0(x). e – (k( t-x)) – R(x) ). (1-OX)
ACM001 - UNFCCC
LandGEM
L0 = 16/12 . F. DOCf . MCF . DOC
Forma geral
Q = a.e-kt
1  e  kt
A=
k
Q = (k . A . MSWt(x) . MSWf(x) . L0(x). e – (k (t-x)) – R(x) ). (1-OX)
100%
75%
50%
25%
0%
1970
1990
2010
2030
2050
Q = (k . A . MSWt(x) . MSWf(x) . L0(x). e – (k (t-x)) – R(x) ). (1-OX)
Q = (k . A . MSWt(x) . MSWf(x) . L0(x). e – (k (t-x)) – R(x) ). (1-OX)
Q = (k . A . MSWt(x) . MSWf(x) . L0(x). e – (k (t-x)) – R(x) ). (1-OX)
k: a constante de decaimento depende
o tipo de resíduo, da temperatura e
umidade da região onde foi depositado o
resíduo
MAP: precipitação média de chuvas
MAP > 1000 mmchuva/ano => k = 0,17
MAP < 1000 mmchuva/ano => k = 0,065
Q = (k . A . MSWt(x) . MSWf(x) . L0(x). e – (k (t-x)) – R(x) ). (1-OX)
A: fator de normalização de soma [%]
 kt
A = 1 e
k
Q = (k . A . MSWt(x) . MSWf(x) . L0(x). e – (k (t-x)) – R(x) ). (1-OX)
Rx = Taxa anual de disposição média dos resíduos [GgRSM/ano]
RSM: Resíduos sólidos urbanos
MSWt . MSWf = Rx = TaxaRSM . Popurb
MSWt = Quantidade total de RSM gerado [GgRSM/ano]
MSWf = Fração de RSM destinada ao aterro [%]
Rx = Quantidade de RSM aterrada [GgRSM/ano]
TaxaRSM = Taxa de geração de RSM por habitante [kgRSM/hab.dia] ou
[GgRSM/1000hab.ano]
Popurb = População urbana [hab] ou [1000hab]
Estimativa populacional (decenal)
Popb  Popa .(1  i) (ba)
Popa = População urbana municipal no ano inicial
i = Índice de crescimento populacional do período
i=
(
Popb 1/(b a )
)
1
Popa
a= ano inicial da década
b = ano
Dados populacionais dos municípios brasileiros (IBGE no MUNINET, 2008)
Dados: 1970, 1980, 1991, 2000 e 2005 (estimado).
Taxa de Resíduo Sólido Municipal (RSM) coletado
(CETESB, não datado.)
Para 1970
Pop >1.000.000 hab
1.000.000 > Pop > 500.000 hab
500.000 > Pop >100.000 hab
Pop < 100.000 hab
→ 0,7kg/hab.dia
→ 0,6kg/hab.dia
→ 0,5kg/hab.dia
→ 0,4kg/hab.dia
Taxa de Resíduo Sólido Municipal (RSM) coletado nas
regiões brasileiras (ABRELPE, 2007):
Norte: RSM
Nordeste: RSM
Centro-oeste: RSM
Sudeste: RSM
Sul: RSM
= 0,000433.Popurb + 0,5064 [kgRSM/hab] R2=86%
= 0,000254.Popurb + 0,7054 [kgRSM/hab] R2=79%
= 0,000384.Popurb + 0,6136 [kgRSM/hab] R2=85%
= 0,000216.Popurb + 0,5864 [kgRSM/hab] R2=66%
= 0,000357.Popurb + 0,5015 [kgRSM/hab] R2=73%
Regressão do RSM anual (70 a 2005):
Supondo que em 70 vale CETESB e que em 2007 vale ABRELPE:
RSMx = RSM1970 + (RSM2005 – RSM1970) . (x – 1970)
(2005 – 1970)
Q = (k . A . MSWt(x) . MSWf(x) . L0(x). e – (k (t-x)) – R(x) ). (1-OX)
L0: Fator de emissão de metano [GgCH4/GgRSM]
L0 = MCF . DOC . DOCf . F . 16/12 [GgCH4/GgRSM]
MCF: Fator de correção de metano referente aos locais de disposição[%]
Qualidade de operação do aterro:
Aterro sanitário
=> MCF = 1
Aterro com mais de 5m de profundidade
= > MCF = 0,8
Aterro com menos de 5m de profundidade => MCF = 0,4
Aterro com classificação desconhecida
=> MCF = 0,6
Q = (k . A . MSWt(x) . MSWf(x) . L0(x). e – (k (t-x)) – R(x) ). (1-OX)
L0: Fator de emissão de metano [GgCH4/GgRSM]
L0 = MCF . DOC . DOCf . F . 16/12 [GgCH4/GgRSM]
DOC = (0,4 . A) + (0,17 . B) + (0,15 . C) + (0,3 . D) [GgC/GgRSM]
A: papéis e têxteis
B: resíduos de jardim, parque e outros putrecíveis não comida
C: resíduos de comida
D: madeira e palha
Q = (k . A . MSWt(x) . MSWf(x) . L0(x). e – (k (t-x)) – R(x) ). (1-OX)
L0: Fator de emissão de metano [GgCH4/GgRSM]
L0 = MCF . DOC . DOCf . F . 16/12 [GgCH4/GgRSM]
DOCf = Fração assimilada do DOC (DOCf) [%]
DOCf = 0.014T + 0.28 (= 0,77)
Onde:
T = temperatura [oC] = 35 oC
Qualquer mudança nesta estimativa deve ser baseada em dados bem
documentados.
Q = (k . A . MSWt(x) . MSWf(x) . L0(x). e – (k (t-x)) – R(x) ). (1-OX)
L0: Fator de emissão de metano [GgCH4/GgRSM]
L0 = MCF . DOC . DOCf . F . 16/12 [GgCH4/GgRSM]
F : fração de CH4 no biogás [%]
16/12: relação de massa entre C e CH4
Q = (k . A . MSWt(x) . MSWf(x) . L0(x). e – (k (t-x)) – R(x) ). (1-OX)
R: metano recuperado [GgCH4/ano]
OX: fator de oxidação [%]
Contato
João Wagner Silva Alves - [email protected]
CETESB – Companhia Ambiental do Estado de São Paulo
Assessoria da Presidência da CETESB
Tel. 55 11 3133 3156
Fax. 55 11 3133 4058
http://homologa.ambiente.sp.gov.br/proclima/default.asp
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