Lixos: Aterro sanitário é caro e custoso; o oposto do singás
RESUMO – Neste artigo, inovador e oportuno, procuramos apresentar as melhores soluções tecnológicas - realmente eficazes há mais de 50 anos na Europa, Asia e EUA, embora ainda inexistentes por aqui - para excelentes limpezas ambientais locais/regionais e com bem menos investimentos, baixíssimos custos operacionais diários e boas receitas liquidas), principalmente, pelas corretas destinações dos Lixos Urbanos e Rurais e outros resíduos sujos ou limpos (em especial dos RSU - Resíduos Sólidos urbanos), incluindo gerações de muita energias elétricas e/ou produções de muito vapor industrial próprios ou a vender (projetos isolados ou grupais/cooperativos/agroindustriais etc..), tudo via tecnologias para produzir rapidamente e de forma segura muito singás (gás de síntese) em maquinas especiais de minis, pequenos a grande portes e em aços especiais. Também, procuramos comparar de forma honesta e técnica, os valores a investir mais os custos operacionais e os resultados financeiros de tais futuras gerações acima para singás com as atuais e correntes destinações bem mais para os aterros sanitários municipais.
Como curiosidades, tal singás já foi muito usado na forma de gasogênio veicular na segunda guerra, quando quase todos os derivados de petróleo eram apenas para os tanques e demais maquinas (todo o singás=gasogênio era produzido somente a partir de carvão). Também, quem é do interior certamente conheceu os famosos e rudimentares “fogões de lata de querosene com trempe única” em plena e barata substituição a lenha e ao GLP. Faziam-se com um prego alguns pequenos furos laterais na parte de cima e por onde entrava um pouco de ar fundamental e a funcionar como comburente direcionado; furava-se com um facão, parcialmente (rasgos) o metal da tampa superior redonda/trempe e escamoteável; introduzia-se, de forma inversa e temporariamente, uma garrafa de cerveja vazia (depois retirável) e apenas para funcionar como canal central injetor de biomassas e onde ocorrerá a fundamental pirolise basal já em prováveis 350º C no fundo e após a singaseificação, provavelmente em até 650º C e já no topo; enterrava-se nas laterais da garrafa e socava-se o máximo volume possível de pôs-de-serra já bem secos (até 10% umidade) e bem finos (máximo 2 cm) e de madeiras sem dar mal cheiros nem muita fumaça quando em processamentos; retirava-se a garrafa; jogava-se um fosforo aceso no fundo em um pouco de querosene despejada ou numa pequena tocha de tecido ou algodão e até numa pequena lata de sardinha no fundo; fechava-se a tampa superior; aguardava-se uns 3 minutos para iniciar a liberação superior do singás mesmo que em pequenos volumes e baixa pressão; cozinhava-se por até umas 8 horas seguidas na mono trempe, à medida em que ocorria a pirolise bem lenta do pó-de-serra de alta qualidade e bem comprimido nas laterais do buraco da garrafa e de baixo para cima. Somente não havia como resfriar, lavar, purificar e nem como transportar ou estocar tal singás. Depois, alguns descobriram como paralisar/frear, temporariamente, o processo e extinguindo a pirolise lenta ao amarrarem um plástico largo na tampa/trempe superior mais na parte lateral superior de forma a bem tamparem/vedarem todos os furos de entrada de ar mais da saída do singás.
ARTIGO -
Embora em grande moda de implantações e usos no Brasil atual (aqui ainda se trata de assunto tabu e perigoso e que até os tribunais de contas, a imprensa especializada, os ambientalistas sérios e alguns políticos locais ou regionais têm muito medo de divulgar e/ou de analisar e/ou de denunciar, temendo as possíveis e até possivelmente recorrentes consequências ou repercussões, algumas possíveis ou já bem conhecidas) implantar um aterro sanitário de qualquer qualidade e custos nos municípios pode ser muito perigoso e descontentar muito os eleitores (até como possível fonte direta de muita corrupção até legalizada). Em tais aterros sempre há necessidade de investimentos caríssimos como veremos abaixo; idem com elevadíssimos custos operacionais diários como se verá a seguir; isto sem gerar receitas, mas somente despesas diárias/horarias; com curta vida útil e que deveriam ser altamente questionáveis pelos cidadãos e ambientalistas (pois com grandes riscos ambientais, vez que biogás, produzido ao BEM aterrar tais lixos brutos ou pré-catados/sobras orgânicas das coletas seletivas de metais, vidros, madeiras, pasta fedorenta/chorumes mesmo que das centrais de reciclagens cooperativadas, privadas ou mistas etc.., também contém até 65% de metano, ante somente até 8% de hidrogênio, portanto, quase que uma bomba incendiária somada mais uma grande bomba socioambiental)
Assim, todos sabemos que pode não ser uma boa opção implantar tais aterros sanitários, pois há anos há melhores sistemas e projetos de gaseificação muito mais baratos, mais eficientes, bem testados, bem operando e produzindo bons a altos lucros – não somente custos - no exterior, em especial na Europa e na Asia. E não se tratam de antigos projetos de biogás riquíssimo em metano e pobre em hidrogênio e a ser produzido com fezes animais/humanas e resíduos de processamentos etc. nos antigos biodigestores e que ocupam grandes áreas e que também são muito arriscados, mas plantas para produzir singás riquíssimo em hidrogênio (até 45%) e pobre em metano (até 10%) e por singaseificadores rápidos, seguros, pouco poluentes e em aços especiais.
Assim, embora na moda atual dos municípios, bem aterrar (enterrar legalmente e de forma adequada, profunda e bem isolada no fundo, laterais e por cima) lixos brutos ou os excessos orgânicos – “pasta fedorenta”- das centrais de reciclagens ou os resíduos de processamentos ou as sobras agroindustriais/ceasas etc.., esta pode ser, sem dúvidas (e sem deméritos e nada pessoal contra, pois há – e ainda haverá – muitos e muitos municípios e Governos que os comprem, instalem e gerenciem e até universidades, professores, consultores, técnicos, fabricantes de equipamentos e até ambientalistas que os aprovem e os defendam), a pior escolha ambiental e socioeconômica atual das cidades, dos Governos mais dos seus políticos e dirigentes, pois além da curtíssima vida útil dos chamados "ATERROS SANITÁRIOS MODERNOS" (vida útil de somente 8 a 13 anos ou até derramar e/ou começar a vazar e/ou a contaminar os solos, subsolos e aguadas vizinhas e/ou profundas), os valores a investir na sua construção e na sua manutenção podem ser chamados de exorbitantes, ainda mais quando confrontados com os baixos resultados socioambientais reais e, principalmente, pelas não produções de receitas, mas somente de elevados custos e diários/horários, como veremos a seguir.
Mesmo com as populações locais pouco sabendo e, realmente, pouco, ou quase nada, participando/fiscalizando -, os valores a investir são facilmente comprováveis, pois são elevadíssimos (entre R$ 15,0 milhões e R$ 525,0 milhões/01 aterro, conforme a população a atender - vide a seguir), além do que tais aterros nunca geram receitas e ainda têm custo operacional diário elevadíssimo (de R$ 90,00 a R$ 160,00 para aterrar adequadamente apenas 01 tonelada), tudo quando, realmente, obedecem as exigências e normas ambientais vigentes e isto incluso os custos com transportes.
Em 2009, conforme diagnostico completo elaborado pela FGV (Fundação Getúlio Vargas) para o BNDES, a construção de um aterro de grande porte, e com capacidade para receber 2 mil toneladas/dia de lixo, provindos de uma população de cerca de 2,5 milhões de pessoas não saia por menos de R$ 525,8 milhões (igual a cerca de US$ 100,0 milhões pelo câmbio atual). Vide dados completos acerca no Estudo do BNDES https://web.bndes.gov.br/bib/jspui/bitstream/1408/3041/2/Estimativa%20de%20investimentos%20em%20aterros%20sanitarios_P.pdf .
Neste estudo REGIONAL inicial do BNDES - ainda desconsiderando as curtas vidas uteis mais os elevadíssimos custos diários dos corretos e legais aterramentos por cada tonelada entrante no aterro sanitário bem localizado e bem construído (tabela 17) - com dados da FGV mais da ABETRE Associação Brasileira de Tratamento de Resíduos - o menor aterro considerado para 100 t/dia provindos de até 100 mil habitantes/dia de cidade de médio porte ou na soma de algumas vizinhas (cerca de 10 t/hora em 10 horas de deposição sem riscos operacionais noturnos) já se tinha valores totais a investir de R$ 52,4 milhões (cerca de US$ 10,0 milhões pelo câmbio atual e não o da época) e no maior considerado – para 2.000 t/dia de cidade de grande porte com até 2,0 milhões/habitantes ou soma de algumas de médio porte, mas vizinhas (igual a 200,0 t/hora em 10 horas) os valores a investir, a época, alcançavam elevados R$ 525,8 milhões (cerca de US$ 100,0 milhões pelo câmbio atual e não o da época).
Ainda acerca vide os links em português: 1) https://licitacao.com.br/index.php/precos-iniciais-de-aterro-assustam-mas-o-prefeito-diz-que-valores-deverao-cair/; 2) https://liberal.com.br/cidades/americana/engep-vence-licitacao-com-mais-que-o-dobro-do-preco-por-tonelada-1379149/; 3) https://www.itapolis.sp.leg.br/imprensa/noticias/0/18/0/946.
Em Itápolis - SP, vide link acima em 2021, tal custo diário por tonelada era de R$ 152,00/t, pois, além dos R$ 105,00/t para aterramento dos resíduos domiciliares, há o custo de R$ 47,00 de transporte por tonelada. Trata-se de cidade bem pequena e que produz apenas 26,0 toneladas diárias de lixo doméstico bruto (01 a 02 caminhões), mas que o aterro iria obrigar o desembolso ao dia de aproximadamente R$ 3.952,00 à época para o transporte mais o aterramento adequado dos resíduos.
Quase mantendo os orçamentos em termos de valores, em meados de 2021, um aterro sanitário de médio porte – para atender diariamente a população de 1,0 milhão de pessoas – ficava na casa de R$ 236,5 milhões – igual a cerca de US$ 47,0 milhões pelo câmbio atual -, com capacidade para aterrar 800 toneladas/dia, lembrando que, em geral, 01 habitante produz de 0,8 kg/dia até 1,2 kg/dia de lixos brutos, conforme a renda e o local. Também a qualidade e tipo de lixo divergem muito da mesma forma. Já municípios com população de 200 mil habitantes têm a opção de investir R$ 52,4 milhões para uma capacidade de APENAS 100 toneladas/dia. Vide em: http://www.oim.tmunicipal.org.br/abre_documento.cfm?arquivo=_repositorio/_oim/_documentos/46D719DD-B23E-CE61-F08E86D0722CC1CA13022013110809.pdf&i=2274 .
Aí vem a pergunta essencial, até quando e como a atabalhoada Lei Ambiental de destinos dos RSU de 2010 (Lei 12.305 que instituiu a Política Nacional de Resíduos Sólidos) está colaborando para isto? Se ela exigia muito e rapidamente, por que não apontou as fontes de recursos para tanto? Idem, por que nada apontou para os requisitos técnicos e operacionais para tanto e muito menos as exigências industriais e mercadológicas, mesmo sabendo que seria um mercado novo no Brasil e a ser muito canibalizado/até corruptível, o que até poderia piorar a situação ambiental futura?
POR OUTRO LADO, e, em contraponto tecnológico-energético e socioeconômico ambiental, há uns 50 anos na velha Europa (sobretudo Alemanha e países baixos) mais na Asia (com destaques para o Japão, China e Índia) já há outras melhores opções tecnológicas bem mais baratas, muito mais eficientes e altamente lucrativas para todos, pois bem destinadas a processarem tais lixos urbanos e outros diversos resíduos, detritos, sobras e até plásticos derivados de gás ou de petróleo. Tratam-se da singaseificação rápida e constante de tais RSU e outros detritos ou resíduos sujos e/ou limpos – tudo em ambiente fechados (os mais novos ocorrem em máquinas em aço de alta resistência, os singaseificadores em suas diversas formas de processamentos e direções controladas das injeções das matérias-primas sujas ou limpas acima e com pequena injeção localizada de vapor e ou ar natural e até um pouco de oxigênio). Tais maquinas conseguem processar os resíduos acima mais fezes animais, humanas, resíduos de alimentos e de cozinhas, resíduos de processamentos agroindustriais, ceasas, chão de fabricas, sobras de madeiras, pós-de-serra, cascas, palhas, pneus velhos, borrachas, couros, tecidos, plásticos duros, PET, podas de jardins, de ruas e de gramados etc.
Quando usados somente lixos municipais e/ou biomassas e/ou fezes animais e humanas e/ou pneus velhos/borrachas e/ou plásticos duros - ainda a transformar obrigatoriamente nos bons RDF - vide após - as exigências iniciais são ter o tamanho máximo de 30 mm mais a umidade menor do que 20% e um bom nível calorifico mínimo bruto e inicial de 2.500 kcal/kg (a ampliar para o mínimo necessário de 3.000 kcal/kg quando já transformados em RDF). Nesta condição, os modernos pequenos/médios singaseificadores chineses, indianos e norte-americanos - construídos em aço e em leito fluido e circulante - precisam de apenas 1,0 kg a 1,5 kg para gerar 1,0 KWh de eletricidade liquida.
Operacionalmente, tudo ocorre para a produção continua de eletricidade e/ou vapor industrial – por baixíssimos custos e promovendo adicionalmente uma excelente e até gigante limpeza ambiental local ou microrregional isolado, grupal, agroindustrial ou cooperativo -, tudo isto a partir de lixo urbano ou rural ou fezes humanas/animais etc.., somente brutos (desde que bem preparados previamente, com nossas tecnologias exclusivas, e para reduzir a umidade inicial de 50% (lixos brutos) a 80% (esgotos, lodos e RLU) e para os necessários até 16% de umidade e com até 3 cm e/ou bem misturados com biomassas locais ou vizinhas, como cascas de arroz e de soja ou de café/cacau/coco, palhas diversas, pós-de-serras, sobras CEASAS, chão de fábricas, frigoríficos etc..
Empresas externas de grande renome, responsabilidade e experiencia internacional energética e ambiental se dedicam intensamente há anos a fabricarem, testarem, implantarem e operarem tais maquinas singaseificadoras de diversos portes, tipos e custos. Todas têm a características de promoverem uma gigante limpeza ambiental – muito mais barata ante tais aterros, biodigestores e incineradores e com longa vida útil (30 a 50 anos) -, ao tempo que proporcionam grandes e imediatos lucros constantes e confiáveis aos seus donos; também propiciam grandes economias aos municípios implantadores e idem grandes vitorias políticas e respeitos de todos os dirigentes e técnicos que lutaram por elas.
Destacam-se, mundialmente, entre os 80 maiores fabricantes dos singaseificadores de diversos portes/diferentes tecnologias/custos/resultados e desde 2000 (vide sites de cada sempre procurando pelo nome mais pelas palavras inglesas “gasifier project”), a saber: 1) Alemanha e Países baixos – Lurgi, Fraunhofer, ECN-Bivikin, Foster Weller, Milena, UHDE; 2) EUA: Westinghouse-Alter NG, Siemens, GE, Thrive Systems, GEK - All Power Labs Berkeley, Victory Gasworks, Vulcan Gasifier; 3) Japão – Mitsubishi, Itochu-Hitachi; 4) Inglaterra: Outotec, Cutec, Stak : 5) Espanha: Eqtec, Garringer; 6) Italia – Pyromak, Entrade; 7) China: Haiqi, Fengyu, Shuliy, Wuxi, Powermax; 8) India: Ankur, Chandepur, Trilhion, Husk Power.
Assim, embora não existentes no Brasil, nos EUA, Alemanha, Espanha e China há singaseificadores completos (mas, processando apenas RDF, como acima descrito, o que exige ampliar o orçamento inicial já postos no Brasil em mais 20% a 30% em US$) tais médios, grandes e gigantes singaseificadores das empresas citadas acima são muitos eficientes, mas ainda caríssimos (entre Us$ 3,5 milhão/01 MWh e Us$ 6,0 milhões/01 MWh/4 t. hora de lixo bruto - postas no interior do Brasil, mas ainda a acrescentar + 20% a + 30% para se chegar ao tal RDF interno -, tudo conforme a qualidade do lixo e o local. Também, esses de grande porte são muito pesados, pois tem até 70% de ferro fundido, e pouco aço especial, o que não só dificultaria, como encareceria muito os fretes e os transportes até o interior do nosso País.
Contudo, beneficamente, na China, na Índia e nos EUA há singaseificadores menores, até mais eficazes quanto e bem mais baratos (para 01 a 05 pequenos municípios vizinhos) e que podem ser montados por nós, de forma completa e realmente eficaz e com garantias, no interior do Brasil por até Us$ 1,8 milhão/01 MWh/5 t. hora de lixo bruto e somente por nos bem preparado com maquinas especiais nacionais - iguais a 30% do orçamento - sendo os 70% iniciais e no máximo a serem pagos em 90 dias nas aquisições dos singaseificadores mais dos demais itens a serem importados legalmente de nosso fornecedor confiável chinês e já postos no Brasil.
Vide no link a seguir artigo em inglês mais detalhado sobre esta nova tecnologia revolucionaria proposta para a América do Sul e outros países (já existentes há uns 50 anos na velha Europa) mais outros detalhes técnicos e de custos/resultados: https://www.researchgate.net/publication/262770436_A_comparison_of_catalysts_zeolite_and_calcined_dolomite_for_gas_production_from_pyrolysis_of_municipal_solid_waste_MSW?enrichId=rgreq-963b2967a1887e26255fc8918cc8c08d-XXX&enrichSource=Y292ZXJQYWdlOzI2Mjc3MDQzNjtBUzo1ODg4NTY5NDAzMzEwMTBAMTUxNzQwNTg0Mzk1Mw%3D%3D&el=1_x_2&_esc=publicationCoverPdf
Assim, ao meu ver, todos os tipos e formas de bem solucionar - bem limpando rapidamente/realmente e gerando bons lucros e não somente custos diários e investimentos iniciais elevadíssimos – deveriam ser bem melhores pesquisados e já muito fabricados aqui (País agrícola e com muito mais resíduos, sobras, detritos; grande população de baixa renda e muito produtora de lixos e com grandes dificuldades locais de transportes e processamentos/aterramentos).
Volto a citar que são singaseificadores completos e não simples pirolisadores iniciais nem os nefastos incineradores apenas para queima térmica e geração errônea/produção de vapor, insustentáveis, que já deveriam ter sido proibidos, inclusive na área rural.
Técnica e operacionalmente, vide no link ao final (inglês), cientistas da Índia apontam que o uso continuado do calcário dolomítico como catalizador rapidíssimo, funcionando como uma lava incandescente e constante no fundo de singaseificadores em leito fixo (recomendamos bem mais os singaseificadores em leito flutuante, do qual tenho 3 pedidos de patentes em andamento) não só aumentou muito a velocidade de processamentos, como ampliou bastante a produção de singás de alta qualidade, tudo isto via a queima/explosão adicionais e internas de grandes volumes de alcatrão mais de lignina e de glicerina loira, provindos da pirolise rápida e fechada (embora sendo apenas uma reação inicial e básica para a total singaseificação a seguir no topo) de tais resíduos descartáveis acima e proporcionando o alcance de temperaturas ainda medianas de 650º - 750º C no topo do singaseificador (a singaseificação volumétrica ideal somente ocorre a partir de 600º C) . Quanto mais elevada for a temperatura interna, melhor será a qualidade e a pureza do singás, a resfriar e a purificar imediatamente e a seguir para queima imediata em moto-geradores específicos, mais do ciclo diesel-otto, ou serem injetados nos “fire tubes” (vide seguir como aquecedores de água para a geração imediata DSG ou continuada via fluidos térmicos circulantes e estocáveis para a geração rankine). O calcáreo dolomítico citado acima como catalisador potente realmente proporciona que o alcatrão e os outros itens possam atuar como um 2º combustível interno, pois explodindo no topo da máquina e ampliando a temperatura ao máximo e quase nada liberando de resíduos poluentes em tal singás, o que muito reduz seus custos de resfriamento mais de limpeza e que amplia a sua velocidade e eficácia.
Também, tenho propostas – pedidos de patentes das máquinas em andamento – para projetar, instalar e manter usinas muito mais baratas, muito eficientes e gigantes limpadoras ambientais imediatas e que, inclusive, podem somar de forma hibrida horaria com outras fontes geradoras, como a eólica de pequenas torres ou vórtices hídricos artificiais e sem quedas ou PCHs baratas e apenas por correntezas (todas por até 24 horas/dia) e até com a solar fotovoltaica, esta apenas diurna e com somente 03 a 05 pequenas baterias ao pé, mas coletando e fornecendo por 8-12 horas/dia e a serem somadas com a produção noturna de singás de lixo para gerar eletricidade noturna com moto-geradores a singás (ou gás de síntese com até 45% de h2 limpo e somente até 8% de metano) e em substituição total aos moto geradores a diesel (caríssimos e altamente poluentes) ou a biogás/aterros sanitários (teor de até 65% de metano e apenas 5% de h2, ou seja, possivelmente altamente contaminantes e de elevados riscos locais) ou mesmo a gás natural (igual acima) inclusive em termoelétricas mesmo que vagalumes.
Em tempo, também detenho um recente pedido de patente em andamento em que usarei singaseificadores em leito circulante também com dolomita incandescente para alcançar a mesma termia de até 900º C, mas que pretendo roubar (70%), como nos conhecidos chiller de absorção térmica para reaquecer agua quente ou outros líquidos quentes (não os para refrigeração), via 02 serpentinas ascendentes com 3 m de altura do meio ao topo e em 3 polegadas de largura/fluxos soldadas/encavaladas ascendentemente nas paredes externas e no topo (em um tanque vertical em aço nobre AISI 316 e para cerca de 30 mil litros como os atuais e já semiprontos em aço grosso como nos atuais para transportes de leite e/ou de combustíveis, onde seriam processados até 30,0 t/hora de lixo bruto rural ou urbano por 20 horas/dia (tipo uma pasta e já com 16,0% umidade) e proveniente de até 800 mil -1.000 mil habitantes vizinhos de baixa-media renda - igual a 45,0 t/hora de lixo bruto e ainda com 50% umidade - e, ao final, gerando entre 15,0 MWh - 20,0 MWh/unidade e continuadamente, processando até 30 t/hora com 16% umidade), com tais serpentinas contendo fluido térmico circulante e reaquecendo (HTF = “heat transfer fluids’, como o LANX 500 ou Therminol VP 2, totalmente sustentáveis vindos de fertilizantes, ou óleos vegetais renováveis como o de soja) e que depois levarão 3-4 horas para resfriar externamente (bem estocados em tanques baratos de concreto com pastilhas térmicas), mesmo produzindo uns 12 ciclos completos de vapor-condensado-agua para a geração elétrica rankine, tudo até que resfrie e precise reentrar na mesma máquina para reaquecer (por exe.: na usina solar heliotérmica Ivanpah da Google no deserto de Mojave – EUA e para até 450º C - já se conseguiu gerar por até 80 ciclos acima e perpetuando a tal geração por até 7 horas antes do HTF precisar entrar e reaquecer).
Em outra minha proposta com mais detalhes técnicos a seguir (orçamento total integral, 100% nacional e já no interior, possível de até Us$ 1,1 milhão/1,0 MWh/processando 4,0 t/hora lixo bruto com 50% umidade máxima - muito bem preparado somente por nos - e a ser completada, testada, nacionalizada, pré-patenteada a finalizar e ainda a prototipar/medir/testar/acertar/melhorar etc.., e cfe. a qualidade local do lixo e/ou RSU e/ou biomassa e/ou resíduos), a produção de singás reduziria para uns 20-30% dos volumes totais previstos acima, mas este seria queimado externamente em “fire tubes” = tubos de fogo, para aquecimento adicional de ainda mais uns 20% de vapor energético e/ou para uso industrial.
ADENDO -
Dados técnicos e de custos e resultados da tecnologia produtora de singás – ainda inexistente no Brasil, mas muito usada de forma barata há mais de 50 anos na Europa, Asia e EUA (até para gasogênio veicular na guerra e a partir de carvão) - e para promover excelente e muito lucrativa limpeza ambiental rápida, continuada local ou regional MAIS muita geração de energia elétrica/vapor industrial, tudo com baixos investimentos iniciais e mínimos custos operacionais diários (em plantas isoladas/grupais/agroindustriais/cooperativadas), próprios ou a vender - e a partir de muitos lixos brutos, fezes, sobras, resíduos, biomassas cultivadas ou como cascas/palhas, pneus velhos, plásticos, podas de jardins, gramados e de arvores de ruas etc..
A singaseificação rápida não processa diretamente os lixos urbanos/rurais, fezes, biomassas e outros resíduos/sobras/detritos, mas única e diretamente apenas os RDF finais (“Refuse-Derived Fuel”), espécie de combustível de resíduos (no Brasil alguns são mais conhecidos como CDR Combustível Derivados de Resíduos). Tais RDF de alta qualidade testável/comprovável serão os obtidos somente a partir de lixos, biomassas, fezes etc. brutas e úmidas (vide em https://en.wikipedia.org/wiki/Refuse-derived_fuel e antes muito bem preparados, vez que nenhuma máquina singaseifica lixo bruto e outros resíduos com pneus velhos, plásticos, matéria-orgânica etc.. diretamente, exceto casca de arroz e algumas palhas) e para a geração elétrica continuada e barata e/ou produção de vapor industrial barato.
Em termos temporais, um singaseificador simples para processar até 40 kg/h de RDF de boa qualidade consegue produzir cerca de 80 Nm3/h de singás (igual a 100 m3/hora e a 1,6 m3/minuto, = 1,6 mil litros/minuto pressionado, em local com temperatura média anual de 35º C; altitude de 350 m e com umidade média anual de 65%). Este volume equivalera a cerca de 74 m3/hora, igual a 1,3 m3/minuto. Já um moto-gerador a singás puro ou misto - os mais usados (5% de diesel para o arranque inicial e nos picos de demanda) - importado e para gerar 20 KWh líquidos consome apenas entre 18,0 m3/hora e 50,0 m3/hora conforme a qualidade, iguais, respectivamente, a 0,35 m3/minuto e a 0,82 m3/minuto, de singás. Se fosse gerar somente a partir de GLP seriam apenas 7,0 m3 hora de consumo para 20 Kwh, mas bem mais caros e altamente poluentes.
Objetiva-se nos singaseificadores mais simples e de pequeno porte, a boa produção mínima de 2,0 m3 (=2,3 NM3) de singás de boa qualidade com o processamento rápido (até 5 minutos) de cada 1,0 kg de lixos, fezes, resíduos, palhas, biomassas, borrachas, plásticos ou outros resíduos etc.., desde que já bem transformados, previamente, em RDF vide a seguir. Ou seja, cada 1,0 t de RDF bem processado, obtido a partir de lixos, fezes, biomassas, pneus velhos, plásticos, podas etc. (em geral, a relação é de 2,2 kg -3,2 kg/1,0 kg conforme a qualidade do lixo bruto e o local) pode produzir até 2,0 mil m3 de singás de boa qualidade. Em termos de potencial para a geração elétrica, no caso do singás cada 1,0 m3 consegue gerar entre 3,5 e 5,5 KWh brutos (fora até 85% de perdas geradoras e transmissoras), ante 6,5 KWh do biogás dos biodigestores. De forma liquida, cada 1,0 m3 de singás produzido em 3 bar, contendo no mínimo 28% de h2 e produzido com bons RDF, consegue gerar de 1,5 a 3,0 KWh de eletricidade.
Comparativamente, no caso do GLP rico, cada botijão caseiro com 13,0 kg contem 5,2 m3 de gás medianamente pressionado entre 2 e 8 bar, ante de 3 a 6 bar do singás nos modernos singaseificadores.
Como os moto-geradores a singás exigem pelo menos 1.000 kcal/m3 para gerar, para produzir um bom singás com pelo menos 1.050 kcal/m3 exige-se que o RDF bem preparado, a partir de diversas matérias-primas e resíduos, sujos ou limpos, tenha pelo menos o valor calorifico de 3.000 kcal/kg e isto numa umidade máxima de 16%, vez que a eficiência do processo é de 70%.
Também, sem me estender tecnicamente (tenho muitos artigos publicados aqui acerca), informo que o objetivo é obter-se grandes volumes de singás já frio e limpo e com bom poder calorifico inicial – PCI médio de pelo menos 3.500 kcal/kg, ante 7.000-9000 kcal/kg do gás natural e 11.000 kcal/kg dos GLP, o que se compensa pelos volumes bem maiores de singás a colher e até pressionar. Os PCI também são conhecidos como PCU - Poder Calorifico Util.
Ocorre que o lixo bruto das comunidades de baixa renda, em geral, reduz entre 20% e 30% o seu volume diário (para 700 a 900 gramas/habitante/dia) e é mais pobre calorificamente (contém apenas entre 800 kcal/kg e 1.100 kcal/kg se ainda com 50% de umidade, mas possivelmente ampliando até uns 50% para até 2.000 kcal/kg, quando já transformados em RDF com 16% de umidade, mas ainda na metade da riqueza mínima exigida), pois contem bem mais orgânicos e menos papeis, embalagens e plásticos, o que dificulta muito as suas reciclagens e as coletas e vira, invariavelmente, as famosas pastas fedorentas/chorumes dos aterros e das lagoas de decantação, aliás uma grande mentira ambiental e já tolerada até pelos ambientalistas. Já nas classes de maiores rendas, a riqueza calorifica do lixo ainda bruto e com umidade média final de 50% chega a 2.300 kcal/kg (ampliando para até 3.500 kcal/kg-4.200 kcal/kg, quando transformados em RDF com 16% de umidade) e nos países ricos até ultrapassa isto (muito mais papelões, plásticos, pet, embalagens longa-vida, uht etc..).
É bom comparar-se tais níveis caloríficos nacionais descritos acima com os apresentados ao final pelos prof. da Universidade de Salamanca – Espanha, estes, acho, que bem mais confiáveis e já como RDF.
Também, para compensar-se estas pequenas dificuldades calorificas iniciais nas regiões mais pobres do Brasil (o que pode ampliar o custo em até mais 20%) - quando do nosso preparo especial e da nossa produção de RDF customizado - inicialmente, bem mede-se a umidade e o poder calorifico de cada bairro ou vila, depois bem classifica-se e bem mistura-se, de forma customizada, o lixo bruto de toda cidade até se conseguir o mínimo de 3.000 kcal/kg necessários no mix. Se ainda não obtidos tais níveis mínimos requeridos de PCI – Poder Calorifico Inferior deve-se introduzir/somar, em termos de peso e muito bem medidos e preparados antes, entre 30% e 50% dos itens a seguir descritos, como de plásticos mais duros e/ou de sobras de madeiras e/ou até de pneus velhos (estes como uma excelente destino ambiental e gerador de boas receitas adicionais conforme as outras leis federais vigentes para as corretas destinações de pneus velhos e de borrachas), todos com moda de 3.800 kcal/kg a 4.500 kcal/kg – vide a seguir.
Mesmo as podas de gramados e de arvores bem processadas para RDF podem conter até 3.800 kcal/kg, o que muito auxilia as Prefeituras e os condomínios em seus manejos florestais/jardineiras e em suas limpezas, inclusive ambientais.
Lembrando que o Poder Calorifico Inferior final (PCI) de cada item a seguir em Kcal/kg (com até 60% de umidade inicial) pode ampliar no mínimo 30% até 70% quando forem transformados nos pequenos e ricos RDF e com apenas 16% de umidade final, vejamos os níveis caloríficos médios dos detritos mais comuns e a serem usados como possíveis fontes enriquecedoras do lixo urbano já pobre energeticamente ou muito orgânico (como as sobras de Ceasas/restaurantes ou rejeitos/resíduos frigoríficos ou resíduos de chão-de-fábrica etc..) a bem transformar em RDF e após singaseificar até para gerar muita eletricidade própria e/ou aquecimentos a usar nos locais e/ou a vender: 1) Palha de arroz com densidade de 130 kg/m3 e PCI de 3.300 kcal/kg; 2) Casca de soja com densidade de 160 kg/m3 e PCI de 3.300 kcal/kg; 3) Casca de coco seco, idem 58 kg/m3 e PCI de 4.000 kcal/kg; 4) Palha de café, idem 144 kg/m3 e PCI de 3.800 kcal/kg; 5) Casca de cacau, idem de 65 kg/m3 e PCI de 3.900 kcal/kg; 6) Bagaço de cana, idem de kg/m3 e PCI de 3.200 kcal/kg; 7) Poda de grama de jardim, idem de 70 kg/m3 e PCI de 3.800 kcal/kg; 8) Podas de arvores de jardins com até 20% umidade inicial e com PCI de 4.050 kcal/kg; 9) Podas de arvores de ruas com até 20% de umidade inicial com PCI de 4.500 kcal/kg.
Outrossim, em geral, o RDF bem preparados e com até 16% de umidade e pequeno tamanho são bem melhores do que o lixo municipais brutos (MSW) tem ao dobro do poder calorifico mínimo dos lixos ou outros resíduos brutos que lhes deram origens. Vide na pág. 15 do diagnostico muito bem embasado de Prof. eméritos do Departamento de Engenharia Química da Universidade de Salamanca - Espanha em 2011 e disponível em https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-00762973/document , inclusive com medições do PCI (no caso LCV em inglês) em diversos países pobres e ricos.
Os poderes caloríficos mínimos ou máximos dos lixos brutos, resíduos, biomassas etc.., apresentados a seguir, e bem pesquisados pela Universidade de Salamanca acima são bastante superiores (até o triplo) de algumas citações técnicas apresentadas anteriormente em trabalhos por professores e consultores no Brasil, onde, como dissemos, não há usinas deste tipo e algumas medições locais de conteúdo, da qualidade e possíveis dos poderes caloríficos dos lixos brutos e de tais resíduos são caras e somente efetivadas em nível de campo e laboratórios pelos arrojados técnicos de empresas especializadas como a Praxair/White Martins ou a Linde.
Em média (tabela 3 do link em inglês acima), a parte somente orgânica dos lixos municipais tem Poder Calorifico Superior (GCV) de 3.562 kcal/kg (=14.905 kj/kg), ante 3.522 kcal/kg (= 14.739 kj/kg) dos papeis e papelões; de 5.495 kcal/kg (= 22.995 kj/kg) dos plásticos PET; de 9.847 kcal/kg (= 41.203 kj/kg) do mix de plásticos; de 10.887 kcal/kg (= 45.552 kj/kg) de itens muito celulósicos como galhos, gramados etc..; de 5.090 kcal/kg (= 21.298 kj/kg) dos têxteis e de 4.499 kcal/kg (= 18.825 kj/kg) dos resíduos de madeiras com pouca celulose.
Em complemento, na tabela 4 ao final do mesmo diagnostico acima em inglês vê-se que o Poder Calorifico Inferior do RDF já com até 22 % de umidade (no nosso, a umidade máxima será de 16%) é de 5.272 kcal/kg (= 22.061 kj/kg), ante 4.224 kcal/kg (=17.677 kj/kg) de riqueza do MSW que lhe deu origem e ainda com 47% de umidade média.
FIM
