Dos Resíduos Sólidos Urbanos à Energia
Alarene Avelino Cabral – Escola Secundária de Mem Martins
Carolina Vieira – Escola Secundária José Gomes Ferreira
ISEL/IPL
Objectivo:
Utilizar resíduos orgânicos recolhidos em casa e em parques para produzir energia, através da avaliação do processo de
tratamento biológico Digestão Anaeróbia, em termos de produção de metano.
Introdução:
Os resíduos sólidos urbanos (RSU) são os lixos que o Homem produz. Estes
podem conter matéria orgânica, papel e cartão, plásticos, vidro, metais, entre
outros. A digestão anaeróbia consiste na conversão microbiológica
(fermentação anaeróbia), com ausência de oxigénio, de substratos orgânicos
em metano, dióxido de carbono e sulfureto de hidrogénio, (principias
constituintes do biogás), através de associações simbióticas entre diferentes
grupos de bactérias. Este processo é constituído por quatro fases: hidrólise,
acidogénese, acetogénese e metanogénese, O biogás é um gás combustível
que pode ser utilizado na produção de energia eléctrica e térmica.
Procedimento Experimental:
1- Determinação dos sólidos totais (ST) dos resíduos recolhidos (frutas,
vegetais e relva), por secagem a 103-105ºC e pesagem até peso constante.
2 – Determinação do pH (potenciometria) dos resíduos, através da adição de 100
mL de água destilada e agitação durante 1h.
3 – Ensaios de digestão anaeróbia. Preparação de três misturas com os
resíduos Mistura 1 – Relva (R), Mistura 2 – fruta e vegetais (FV) e Mistura 3 – FV
+ R (Tabela 1). A cada mistura foi adicionado inóculo (solução contendo
microrganismos anaeróbios) proveniente de um digestão anaeróbio de lamas de
ETAR. As 3 garrafas foram colocadas num banho termoestabilizado a 35ºC
durante dois dias. Durante o período de incubação procedeu-se à determinação
do volume de biogás e à sua caracterização através de cromatografia gasosa.
Resultados:
Tabela 1. Quantidade de substrato e inóculo utilizados nas misturas
Os resíduos sólidos (FV e R) foram caracterizados em termos de ST e pH
(Tabela 2 e 3). Nos ensaios de digestão anaeróbia foi determinado o
volume de biogás (Figura 1) e a sua composição em termos de
percentagem de metano (Tabela 4).
Tabela 2. Determinação dos ST dos resíduos
Resíduos
Frutas e Vegetais
Relva
Sólidos Totais (%)
20,85
27,59
Tabela 3. Determinação de pH dos
resíduos
Resíduos
pH
Fruta e Vegetais
5,48
Relva
5,78
Misturas
Fruta e Vegetais Relva Frutas e Vegetais + relva
Substrato (g)
2,6
2,6
2,6 + 2,6
Inóculo (mL)
200
200
200
Tabela 4. Determinação da percentagem de metano ao longo do tempo de incubação
Substrato
Relva
Frutas e Vegetais
Frutas e Vegetais + Relva
ND- Não detectável
Tempo incubação
1ºDia - %CH4 2ºDia - % de CH4
ND
ND
ND
38
ND
41
Figura 1. Produção de biogás em cada mistura
Conclusão:
Pela análise dos resultados obtidos verifica-se que a mistura de dois substratos
(Frutas e vegetais + relva) exibe a maior produção de biogás e de metano (Figura
1), enquanto a mistura de frutas e vegetais origina a menor produção de biogás.
Podemos concluir que os resíduos estudados tem características adequadas
para serem tratados por digestão anaeróbia, com a consequente produção de
biogás, o qual é considerado uma fonte renovável de produção de energia.
Orientadas por:
Dr.ª Maria Teresa Santos
Agradecimentos:
À Dr.ª Maria Teresa Santos
Ao CEEQ/ISEL e à Ciência Viva
Julho de 2011