SOLUÇÃO PARA ALCANÇAR ATERRO ZERO: AVALIAÇÃO DO POTENCIAL DE BIOGÁS DO LODO DE ETE DA CAPRICÓRNIO TÊXTIL S/A

Gabryella Mendonça; Capricórnio Têxtil; gabryella.mendonca@capricornio.com.br Ana Luiza Valadares; Capricórnio Têxtil; ana.valadares@capricornio.com.br Thales Figueiredo; Capricórnio Têxtil; thales.figueiredo@capricornio.com.br Renata Barancelli; Geo Biogás; renata.barancelli@geobiogás.tech

Resumo: A produção de resíduos sólidos pelas indústrias têxteis impacta o meio ambiente e causa preocupação para a sociedade. A destinação desses resíduos é em aterro sanitário, e devido à matéria orgânica presente, há grande potencial de síntese de biogás, que pode ser aproveitado para geração de energia elétrica ou produção de Biometano. Assim, realizou-se um estudo em escala laboratorial do potencial de geração de biogás a partir do lodo da ETE da Capricórnio Têxtil S/A. Palavras-chave: Indústria têxtil, resíduo sólido, biogás, energia verde.

INTRODUÇÃO

O setor têxtil é considerado de alto potencial poluidor, devido a geração de uma grande quantidade de efluente e resíduos sólidos, como o lodo gerado na Estação de Tratamento de Efluente (ETE), utiliza grande volume de água e energia elétrica nos seus processos e alto consumo de produtos químicos (SCHNEIDERS et al., 2018). O lodo têxtil possui altos teores de compostos orgânicos e inorgânicos, derivados dos produtos químicos usados no processo, como: corantes, amidos, sulfetos e cloretos. É constituído também por matéria orgânica e fibrilas de algodão. Devido a essa variedade de compostos, é considerado um resíduo complexo, sendo necessário que a sua disposição final seja adequada e consciente, fazendo o melhor aproveitamento para reduzir os impactos ambientais e sociais (VERMOLLEN et al., 2021).

De acordo com a NBR 10.004 – Resíduos Sólidos – Classificação, o lodo têxtil é definido como um material não inerte de Classe IIA. Diante disso, o lodo têxtil é disposto em aterros sanitários, causando um impacto considerável para o meio ambiente e para a sociedade, devido a geração do lixiviado e gases de efeito estufa, considerados os principais poluidores do meio ambiente, além das consequências para a saúde humana (SILVA et al., 2022).

A sustentabilidade é pautada na esfera social, econômica e ambiental, e quando se trata do âmbito social há um longo caminho a ser percorrido para atingir os parâmetros aceitáveis que proporcionem igualdade, considerando o contexto atual de diversas situações de injustiça ambiental (FIGUEIREDO; DE BRITO; CORAZZA, 2019).

Os aterros sanitários são locais que realizam uma gestão considerada adequada de resíduos, contudo, estão diretamente atrelados ao racismo ambiental, que é definido como uma condição que revela a injustiça ambiental em função da desigualdade socioeconômica (OLIVEIRA; TAGLIAFERRO; OLIVEIRA, 2021).

Comunidades desfavorecidas economicamente estão sujeitas a sofrer diretamente os agravantes dos impactos ambientais, fato esse que se aplica, por exemplo, na localização dos aterros sanitários, que são áreas consideradas com baixa ou nenhuma valorização imobiliária, sujeitas a contaminação dos recursos naturais, e com condições precárias de habitação, saúde, educação, entre outros aspectos básicos de direito fundamental de cada indivíduo (BURITY et al., 2019).

Dessa forma, está havendo uma maior conscientização sobre os efeitos negativos da disposição dos resíduos sólidos em aterros sanitários. Consequentemente, o interesse pela geração de energia a partir de resíduos industriais vem se tornando recorrente, não apenas pelos ganhos ambientais e sociais, mas também para aumentar a vida útil das reservas energéticas disponíveis (Nunes et al., 2018). O biogás é produto da decomposição da matéria orgânica realizada por micro- organismos anaeróbicos (sem oxigênio), composto basicamente por metano (CH4) e dióxido de carbono (CO2). Outros gases como nitrogênio (N2), gás sulfídrico (H2S) e oxigênio (O2) podem fazer parte da composição do biogás, mas em menores quantidades. Os subprodutos gerados podem ser usados como fertilizantes, pois há preservação dos nutrientes, tais como NPK (NEPOMOCENO e PONTAROLO, 2022).

Após passar por uma etapa de tratamento para remoção do enxofre, o biogás pode ser utilizado em motogeradores para geração de energia elétrica ou pode seguir para uma unidade de purificação, resultando em uma corrente rica em metano - chamada biometano - e outra rica em CO2, que pode ser capturado para produção de combustíveis renováveis, indústria alimentícia ou CCS (carbono capture storage). O Biometano é um combustível gasoso com elevado teor de metano (mínimo de 90% de CH4, de acordo com a ANP) em sua composição. Esse combustível reúne características que o torna intercambiável com o gás natural em todas as suas aplicações, podendo, inclusive, substituir diesel e GLP.

Sendo assim, o biogás tem potencial para reduzir em até mais de 97% a emissão de particulados e em até 95% a emissão de CO2 quando comparado ao diesel, sendo um importante aliado no cumprimento das metas de descarbonização.

O Brasil é o país com maior potencial de produção de biogás no mundo. De acordo com a Abiogás, são mais de 84 bilhões de Nm³ de biogás que podem ser produzidos anualmente no país a partir de resíduos do segmento sucroenergético, produção agrícola, proteína animal e, saneamento.

Como o acontecimento da COP26, os países participantes, incluindo o Brasil, aceleraram suas agendas verde e destacam o biogás como forte aliado para alcançar as metas estabelecidas. Com o compromisso global de reduzir suas emissões em 30% até 2030, o Brasil assinou recentemente o Decreto que institui a Estratégia Federal de Incentivo ao Uso Sustentável de Biogás e Biometano, com o objetivo de fomentar programas e ações para reduzir as emissões de metano e incentivar o uso de biogás e biometano como fontes renováveis de energia e combustível. Como resultado, a expectativa é aproveitar todo o potencial de produção de biogás do nosso país, que hoje é menos de 4% do que poderia ser. Só em 2021, 2,35 bilhões de Nm³ de biogás foram produzidos por 755 plantas em operação, gerando um aumento de 10% da produção em relação ao ano de 2020 (2,14 bi Nm³/ano), ou seja: aumento da descarbonização do ecossistema sustentável brasileiro a partir da gestão de resíduos.

Dessa forma, o objetivo do presente trabalho é realizar uma análise do potencial de geração de biogás proveniente do lodo têxtil da ETE da Capricórnio Têxtil S/A, mostrando os benefícios econômicos e socioambientais dessa tecnologia.

RESULTADOS E DISCUSSÕES

O potencial de geração de biogás de lodo de ETE da Capricórnio Têxtil foi avaliado pelo Centro de Pesquisas da Geo Biogas & Tech como uma possível parceria de destinação do lodo para geração de biogás em unidade parceira, em fase conceitual.

O lodo prensado, proveniente do filtro prensa da ETE, foi coletado em amostras de 300 g cada, em 9 pontos equidistantes da pilha de lodo, para garantir o máximo de representatividade. A coleta foi feita nos 3 turnos de operação durante 6 dias. As amostras foram submetidas a análise em triplicata de matéria seca, matéria orgânica, proteína total, lipídios, celulose e lignina, de modo a resultar no potencial teórico preliminar de biogás e teor de metano. Para confirmação do potencial e sequência na elaboração das premissas de projeto básico e detalhado, mais ensaios laboratoriais de potencial metanogênico devem ser feitos.

Todas as análises mencionadas seguem metodologia referenciada no Standard Methods for the examination of water and wastewater, 22ª edição, autoria de Eugene W. Rice et. al. e edição da American Public Health Association.

A Figura 1 apresenta os resultados da análise do lodo de ETE da Capricórnio Têxconforme metodologias mencionadas anteriormente.

Figura 1: Resultados das análises de amostras de lodo de ETE da Capricórnio Têxteis: umidade, matéria seca, matéria orgânica, cinzas, carboidratos, proteína, lipídio, biogás e metano.

Cada amostra analisada representa um dia de coleta no processo industrial da Capricórnio e o resultado representa o percentual da amostra “fresca”. Pode-se observar pequena variação nos resultados apresentados devido a variações normais do processo industrial, implicando em amostras mais ou menos úmidas. Quanto menor a umidade, consequentemente, maior a matéria seca e orgânica, e maior a produtividade de biogás.

O resultado observado para o lodo de ETE da Capricórnio Têxtil é de 117 Nm³biogás/tmatéria fresca ou ainda 692 Nm³biogás/tmatéria orgânica, que corresponde a 384 Nm³CH4/ tmatéria orgânica. O biogás pode ser utilizado em motogeradores para produção de energia limpa - sendo possível gerar, aproximadamente, 0,270 MWh/t e uma receita bruta de até em torno de R$ 130,00/t – ou ser utilizado para produção de biometano, o que representa, aproximadamente, 67,3 Nm³biometano/t e uma receita bruta que pode girar em torno de R$ 168,30/t a depender da tarifa do gás natural. Um mix de energia elétrica e biometano também é possível. Além

disso, ao produzir biometano é possível contar com a receita de CBios, que são créditos de descarbonização, em que cada CBio corresponte a 1 tonelada de CO2 que deixa de ser emitida na atmosfera. Não existem muitos trabalhos disponíveis na literatura que avaliem o potencial teórico de produção de biogás de lodo de ETE de indústria têxtil. Entretanto, alguns trabalhos realizam ensaios em reatores piloto, avaliando diferentes condições de reação com foco no tratamento do resíduo e não na máxima eficiência de produção de gás. Um deles é Dias (2020), que avaliou em sua dissertação de mestrado a produção de biogás e remoção de cor de efluente de indústria têxtil, obtendo como resultado uma produção de gás de 160 mLCH4/gDQO, que equivale a 250 Nm³-

CH4/tmatéria orgânica.

CONCLUSÃO

Diante disso, o biogás aparece como uma solução alinhada ao tripé da sustentabilidade, uma vez que aproveita o potencial energético dos resíduos orgânicos, evitando a emissão de gases de efeito estufa; fomenta o desenvolvimento regional; e monetiza o gás que outrora seria emitido na atmosfera contribuindo para o aumento da poluição.

O lodo de ETE da Capricórnio Têxtil analisado pela Geo apresenta potencial de geração de gás maior que a literatura mencionada, sendo comparável ao potencial da torta de filtro, resíduo do segmento sucroenergético e com produção de biogás já comprovada em 3 plantas de biogás em operação da Geo Biogás & Tech. Vale ressaltar que mais análises devem ser feitas a fim de comprovar e atestar o desempenho do resíduo avaliado no presente artigo e auxiliar na elaboração do projeto, tais como minerais, que são de fundamental importância para avaliação de possíveis substâncias que possam vir a prejudicar a biodigestão.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

BURITY, Natália et al. Resíduos sólidos e racismo ambiental: o caso de Jardim Gramacho, Duque de Caxias/RJ. In: XIII ENANPEGE – A geografia brasileira na ciência-mundo: produção, circulação e apropriação do conhecimento, 2019. Anais do VIII Encontro Nacional de Pós-Graduação e Pesquisa em Geografia. São Paulo: 2019, 13 p.

FIGUEIREDO, Aline Campos; DE BRITO, Marcelino Vitor; CORAZZA, Rosana Icassatti. Breve histórico e elementos para análise da injustiça e racismo ambiental no caso do Aterro Sanitário de Macaúbas de Sabará, Minas Gerais, Brasil. Anais do III Simpósio Internacional de Geografia do Conhecimento e da Inovação, p. 126-141, 2019.

INTERNATIONAL RENEWABLE ENERGY AGENCY (IRENA): Biogas For Road Vehicles, 2018. (IRENA, 2018). NEPOMOCENO, Taiane Aparecida Ribeiro; PONTAROLO, Edimar Lia. Panorama brasileiro do aproveitamento energético dos resíduos sólidos urbanos para a geração de biogás em áreas de aterro sanitário. International Journal of Environmental Resilience Research and Science-IJERRS, v. 4, n. 2, p. 1-12, março, 2022.

NUNES, Leonel et al. Economic and environmental benefits of using textile waste for the

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janeiro, 2018. OLIVEIRA, Izabela; TAGLIAFERRO, Evandro; OLIVEIRA, Adauto. Gerenciamento dos resíduos sólidos domiciliares no município de Jales–SP e sua relação para com a política nacional de resíduos sólidos (PNRS). Brazilian Journal of Development, v. 7, n. 1, p. 1147511499, 2021.

SILVA, Elisângela Maria da et al. Ecotoxicidade de resíduos sólidos urbanos e de lixiviado gerado em aterro sanitário. Tese (Doutorado em Engenharia Civil e Ambiental) – Universidade Federal de Campina Grande, Campina Grande, 2022.

SCHNEIDERS, Danieli et al. Tratamento de lodo da indústria têxtil e produção de biogás em reator UASB. Revista AIDIS de Ingeniería y Ciencias Ambientales. Investigación, desarrollo y práctica, v. 11, n. 2, p. 182-201, agosto, 2018. VERMOLLEN, Aturiê Felipe Melo et al. Avaliação da influência da adição de lodo têxtil em propriedades de resistência de um solo tratado com cimento. Trabalho de Conclusão de Curso (Engenharia Civil) - Universidade Federal de Santa Catarina, Joinville, 2021.

DIAS, Heitor Róger Alvez e et al. Co-digestão anaeróbica de efluente têxtil com leve-

dura residual oriunda do processo de fermentação alcoólica visando remoção de

cor e produção de biogás. Dissertação (Mestrado em Hidráulica e Saneamento) – Escola de Engenharia de São Carlos, São Carlos, 2020. Disponível em:https://www.teses.usp.br/ teses/disponiveis/18/18138/tde-16122020-185638/en.php. RICE, Eugene W. Standard Methods for the examination of water and wastewater. 22ª edição. ISBN: 9780875530130. Editora American Public Heath Association, 2012.