ENERGIA ECOLÓGICA A PARTIR DE RESÍDUOS SÓLIDOS-(URE)

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDE - UFCG
CENTRO DE CIÊNCIAS E TECNOLOGIA - CCT
UNIDADE ACADÊMICA DE ENGENHARIA DE PRODUÇÃO - UAEP
Introdução à Ciência dos Materiais
Professor. Dr. Ariosvaldo Alves Barbosa Sobrinho
ENERGIA ECOLÓGICA A PARTIR DE RESÍDUOS SÓLIDOS- USINAS DE RECUPERAÇÃO ENERGÉTICA (URE)
Kaio Emanuel Lima de Matos (kaio.emanuel@estudante.ufcg.edu.br)
Matrícula: 120110716 
Lucas Nascimento de Souza (nascimento.souza@estudante.ufcg.edu.br)
Matrícula: 120111210
Vanessa Borges de Lima ( vanessa.borges@estudante.ufcg.edu.br)
Matrícula: 120110544
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CAMPINA GRANDE - PB
2021
ÍNDICE 
 
1. LEVANTAMENTO HISTÓRICO
2. ENERGIA ECOLÓGICA
2.1 DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL E ENERGIAS RENOVÁVEIS
2.2 SITUAÇÃO DO BRASIL
3. RESÍDUOS SÓLIDOS
4. USINAS DE RECUPERAÇÃO ENERGÉTICA
4.1 RECUPERAÇÃO ENERGÉTICA E AS URE’s
4.2 MÉTODOS DE RECUPERAÇÃO ENERGÉTICA NAS URE’s
5. CONSIDERAÇÕES FINAIS
6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
1 LEVANTAMENTO HISTÓRICO
Desde o princípio, o homem sempre foi dependente da energia. Buscava usá-la para realização de tarefas que garantisse a sua sobrevivência. Até hoje, ela é essencial às atividades diárias como o acender de uma luz, preparar alimentos ou para locomover a grandes distâncias.
Por muito tempo, o mundo passou por sucessivas crises de energia. Desde o século XX, a principal fonte energética, cerca de aproximadamente 80%, ainda é o petróleo e outros combustíveis fósseis. Entretanto, o uso destes recursos causam riscos e danos à saúde da humanidade.
Com o avanço da tecnologia, o crescimento populacional e os hábitos exacerbados de consumo, a geração também teve um aumento significativo. Assim, com a Guerra Fria, o petróleo passou a ser uma importante arma geopolítica até os dias hodiernos.
Em 1973, os países árabes membros da OPEP (Organização dos Países Exportadores de Petróleo) provocaram a primeira crise energética mundial, na qual aumentaram o preço do barril de petróleo, a fim de quebrar e falir as indústrias do mundo inteiro. 
Por conseguinte, alguns países começaram a pensar em outras alternativas naturais para geração de energia limpa e renovável, comumente às iniciativas para preservação ao meio ambiente. Uma dessas alternativas é a Recuperação Energética a partir de resíduos sólidos. Dessa forma, essas fontes renováveis seriam uma solução para o planeta, pois elas são capazes de permanecer disponíveis ao longo dos anos visto que seus recursos se regeneram e não se esgotam. 
2 ENERGIA ECOLÓGICA
A energia ecológica é basicamente toda a energia elétrica obtida através de fontes renováveis e gerada sem grandes impactos ao meio ambiente. O início do uso de fontes de energia alternativas e com baixo custo ambiental se deu pela busca da diminuição dos impactos socioambientais causados pelas fontes de energia tradicionais e pela preservação dos recursos naturais. Entre as principais fontes alternativas e renováveis estão as hidrelétricas, biomassa, geotérmica, solar e eólica. Dessa forma o conceito de energia ecológica se mistura ao de energia sustentável e renovável.
2.1 DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL E ENERGIAS RENOVÁVEIS
A característica do desenvolvimento sustentável é realizar ações que não prejudiquem as gerações futuras, como o sistema de desenvolvimento global, que foca na quantidade de matéria-prima extraída e no impacto ambiental. Portanto, a prática da sustentabilidade defende a necessidade de atender seus desejos sem prejudicar as futuras gerações.
Assim, o desenvolvimento sustentável se baseia na harmonia entre os três eixos básicos: ambiental, social e econômico. Para a sua evolução, tanto as energias renováveis ​​como as sustentáveis ​​são responsáveis ​​por medir o consumo dos recursos naturais, bem como a proteção do meio ambiente para atingir um nível favorável de desenvolvimento ambiental, social e econômico.
2.2 SITUAÇÃO DO BRASIL
No Brasil, o investimento em energia ecológica também deve aumentar. O país já é um dos países que mais utiliza energia renovável em sua matriz energética, principalmente pelo alto nível de participação das hidrelétricas na geração de energia e no consumo de etanol automotivo. Porém, atualmente o país ainda tem muita dependência das hidrelétricas na geração de energia, fazendo com que a falta de chuva nos períodos de seca seja um problema recorrente. 
Nosso país também possui um elevado potencial para gerar energia elétrica a partir da fonte solar, pois dispõe de altos níveis de irradiação solar. Mas este recurso é muito pouco utilizado. Em 2016 apenas 0,01% do total de energia elétrica gerada no país foi proveniente da energia solar. Para termos uma ideia, neste período o Brasil possuía 81 MW de energia solar fotovoltaica instalados, não ficando entre os vinte países líderes mundiais, todos com capacidade de produção instalada superior a 1GW.
Outra energia limpa que cresce muito a cada ano é a energia eólica, sendo importante destacar que a região Nordeste é a grande responsável por esse feito. No Nordeste do Brasil, as condições favoráveis do vento, levaram a geração de energia por fonte eólica a bater recordes nos últimos anos. Por isso, podemos dizer que, hoje, o Nordeste é movido pelo vento! Dos 619 parques eólicos instalados no país, 523 estão localizados nesta região
3 RESÍDUOS SÓLIDOS
Os resíduos são obtidos a partir de diversas atividades humanas e nos mais variados ambientes. Quando a vida útil do material se esgota ou o proprietário não o considera mais proveitoso, ele se torna um resíduo ou, simplesmente, "lixo".
No Brasil, a Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) identifica, através da norma NBR 10.004, resíduos sólidos como:
(...) aqueles resíduos nos estados sólido e semi-sólido que resultam de atividade da comunidade de origem: industrial, doméstica, hospitalar, comercial, agrícola, de serviços e de varrição. Consideram-se também resíduos sólidos os lodos provenientes de sistemas de tratamento de água, aqueles gerados em equipamento e instalações de controle de poluição, bem como, determinados líquidos cujas particularidades tornem inviáveis seu lançamento na rede pública de esgotos ou corpos d’água, ou exijam para isso soluções tecnicamente e economicamente inviáveis em face à melhor tecnologia disponível (ABNT, 1987).
Ainda no mesmo documento da ABNT (NBR 10.004) atualizado em 2004, os resíduos sólidos podem ser classificados quanto a seus riscos potenciais ao meio ambiente à saúde pública (ABNT, 2004):
● 	Resíduos Classe I (perigosos): apresentam riscos à saúde pública ou ao ambiente, possuem propriedades de inflamabilidade, corrosividade, reatividade, toxicidade ou patogenicidade.
● 	Resíduos Classe II A (não perigosos e não inertes): não apresentam características de inflamabilidade, corrosividade, reatividade, toxicidade ou patogenicidade, mas apresentam propriedade de solubilidade em água (acima dos padrões da ABNT), tento possibilidade de haver reação com o meio ambiente.
● 	Classe II B (não perigosos e inertes): aqueles que não têm constituinte algum solubilizado em concentração superior ao padrão de potabilidade da água.
Também podemos os classificar de acordo com sua natureza física (seco ou molhado), por sua composição química (matéria orgânica ou inorgânica) ou em função da origem (fonte geradora).
Conforme a Portaria Interministerial n.º 274, de 30/04/2019, os materiais que podem ser aproveitados para a recuperação energética são:
● 	Resíduos provenientes de atividades domésticas, como restos de comida, materiais higiênicos e plásticos;
● 	Resíduos de limpeza urbana, oriundos de varrição, limpeza de logradouros e vias públicas e demais serviços;
● 	Resíduos comerciais classificados como não perigosos, ou seja, compostos predominantemente de orgânicos, recicláveis e rejeitos.
4 USINAS DE RECUPERAÇÃO ENERGÉTICA
4.1 RECUPERAÇÃO ENERGÉTICA E AS URE’s
O aumento cotidiano da produção de resíduos, que afetam diretamente o meio ambiente, a biodiversidade e a saúde pública, passa a ter solução a partir da recuperação energética. De acordocom o art. 3º da Portaria Interministerial nº 274/19, a recuperação energética “constitui uma das formas de destinação final ambientalmente adequada passível de ser adotada, observadas as alternativas prioritárias de não geração, redução, reutilização, reciclagem e tratamento dos resíduos sólidos” (BRASIL, 2019).
O processo de recuperação energética consiste em aproveitar o alto poder calorífico contido nos resíduos, transformando-os em algum tipo de energia (elétrica ou térmica). Segundo Esmeraldo (2008, n.p) 
(...) a recuperação energética não gera efluentes líquidos e, portanto, não contamina córregos, rios ou o mar. Não passa por degradação biológica nem emite gás metano, gases tóxicos, odores ou ruídos. Assim, as usinas podem ser instaladas próximas às comunidades geradoras de resíduos, permitindo considerável economia com a coleta e o transporte de lixo.
O processo acontece nas Usinas de Recuperação Energética (URE), caracterizadas por “qualquer unidade dedicada ao tratamento térmico de resíduos sólidos urbanos com recuperação de energia térmica gerada pela combustão, com vistas à redução de volume e periculosidade, preferencialmente associada à geração de energia térmica ou elétrica” (BRASIL, 2019). Podem ser encaminhados para as URE’s resíduos de limpeza urbana (advindos da varrição, limpeza de logradouros e vias públicas e outros serviços de limpeza urbana), resíduos domiciliares (originários de atividades domésticas em residências urbanas) e resíduos de estabelecimento comerciais caracterizados como não perigosos (restos orgânicos, restos de madeira, gessos e etc). Por todo o mundo estão espalhadas 2500 usinas de recuperação energética de resíduos sólidos, sendo 100 na América Latina, 500 na Europa e mais de 1600 no continente asiático (EOS, 2021).
4.2 MÉTODOS DE RECUPERAÇÃO ENERGÉTICA NAS URE’s
O processo de recuperação energética pode decorrer de vários métodos, sejam eles térmicos - incineração, gaseificação, pirólise - ou biológicos - aterros sanitários e biodigestores - (ABRELPE, 2015). De acordo com Rossi (2014), a tecnologia a ser utilizada neste processo depende de fatores sociais, econômicos e da viabilidade técnica do método de tratamento. 
Entre os métodos inovadores, estão a gaseificação e a pirólise. Segundo Lopes (2014) a gaseificação é caracterizada através do processo de oxidação parcial de um combustível, sejam eles: carvão, biomassa, petróleo, resíduos e etc. Os resíduos são gaseificados em temperaturas entre 500°C - 1400°C com pressão variada, no entanto, apesar da maioria desses resíduos passarem pela gaseificação, alguns subprodutos são formados como carvão e cinzas. Após triturados, os resíduos sólidos passam pelo reator térmico na câmara de gaseificação, no qual são transformados em gás por causa da alta temperatura. Posteriormente, esse gás entra em combustão ao ser conectado a um gerador elétrico (HENRIQUES, 2004). A pirólise, por sua vez, consiste na degradação térmica do resíduo sólido, na ausência de oxigênio. Esse processo ocorre através da absorção de calor para aquecer a matéria, não existindo diretamente a queima dos resíduos, o que não irá gerar gases tóxicos e nocivos para o ambiente (AIRES et al, 2003). 
Apesar de existirem esses métodos, Luz et al (2017, online) afirmam que “o método de incineração é o processo mais amplamente aplicado mundialmente, devido ao fato de ser possível o tratamento de diversos tipos de resíduos e de as plantas não necessitarem de grandes espaços para instalação”. A incineração ocorre através do processo de queima dos combustíveis derivados de resíduos (CDR) que se transformam, basicamente, em cinzas, gases de combustão e calor. Segundo Brito (2013), esse calor pode ser aproveitado para a geração de eletricidade, como também, as cinzas utilizadas para a produção de cimento e asfaltamento de ruas. Entre as técnicas de incineração, o mais utilizado para a incineração dos resíduos sólidos urbanos é o Sistema de Grelhas. 
Segundo Machado (2015, p. 26), esse sistema “é constituído por 4 compartimentos principais: recepção de resíduos e alimentação do incinerador, câmara de combustão (grelha), sistema de ar, e sistema de descarte de cinzas” e podem ser do tipo: inclinados, fixos ou móveis. O sistema opera na modalidade Mass Burning que
Consiste na incineração de RSU, utilizando-os como combustível em caldeiras dotadas de grelhas mecanizadas que revolvem a massa de resíduos durante o processo de queima. O calor resultante é aproveitado para a geração de vapor que, por sua vez, é utilizado para a produção de energia elétrica (LUZ et al, 2017, online). 
A figura a seguir apresenta um diagrama esquemático do funcionamento de uma URE:
Figura 1: PROCESSO URE (BARUERI - SÃO PAULO)
Fonte: URE BARUERI SP
Filho e Poletto (2017) defendem que o processo de incineração “é uma maneira eficiente de reduzir o volume de lixo e, portanto, a demanda de espaço para aterramento, principalmente, se cinzas residuais provenientes do processo, forem utilizadas como matéria-prima para a construção civil” (p. 410). As URE’s que utilizam a incineração como processo de recuperação de energia, podem ser instaladas próximo aos centros de produção de lixo, resultando na redução de custos sociais e financeiros, entregando a energia a custos mais baratos (FILHO; POLETTO, 2017). 
	No Brasil, a primeira unidade de tratamento térmico dos resíduos sólidos começa a ser construída no ano de 2021 pela FOXX URE BA AMBIENTAL S.A na cidade de Barueri -SP, trazendo inovação tecnológica para o mercado nacional. Diariamente, 870 toneladas de resíduos sólidos urbanos serão transformados em energia elétrica. Essa iniciativa serve de incentivo para o desenvolvimento de novas formas de atuação, ambientalmente corretas, para o setor de resíduos e a diversificação da matriz energética do Brasil (ABREN - WtERT BRASIL, 2021).
5 CONSIDERAÇÕES FINAIS
Os hábitos de consumo da população atual resultam no aumento da quantidade dos Resíduos Sólidos Urbanos. Há anos, a produção de lixo tem se mostrado superior ao crescimento da população (GUARDABASSIO, 2014). A destinação incorreta desses resíduos causam impacto negativo direto no meio ambiente, sendo responsável por vários tipos de poluição. Ao mesmo tempo, há um comprometimento no funcionamento dos aterros sanitários, pois são destinadas grandes quantidades de lixo. Além disso, muitos lugares do Brasil enfrentam a crise hídrica devido a falta de chuva, o que afeta de forma direta as usinas hidrelétricas, prejudicando a geração de energia.
Por isso, faz-se necessário que estratégias sejam implementadas para a destinação dos RSU. Apesar de no Brasil a maior parte dos resíduos sólidos urbanos serem destinados a aterros sanitários, há uma grande iniciativa de implementação das Usinas de Recuperação Energética no país, através de parcerias público-privadas, empresas multinacionais com investimentos bilionários em usinas espalhadas em diversos países. 
A recuperação de energia nas URE’s é uma estratégia ambientalmente correta para o aproveitamento dos resíduos sólidos urbanos para a geração de energia. Com essas usinas, há uma queda dos impactos negativos no meio ambiente, como por exemplo, a redução do gás metano proveniente dos aterros na atmosfera, além de produzir uma energia ecológica renovável, com uma economia circular. Uma tecnologia extremamente a favor do meio ambiente que pode ser instalada perto de centros populacionais, não ocupando muito espaço como os aterros sanitários. 
Entre os métodos usados nas URE’s, Almeida e Ferreira (2009) apontam que a incineração de RSU é uma técnica atrativa, visto que a cada dia, a destinação para aterros fica menos viável, devido ao alto custo para investimento e a operação.
Filho e Poletto (2017, p. 410) afirmam que 
O lixo pode se tornar uma fonte de energia, transformando o que é hoje um problema em solução, pois, a combustão do lixo representa o método mais eficiente para eliminar as emissões de metano que ocorreriam se os RSU fossem destinados aos aterros e a recuperação de energia a partirda queima controlada do lixo pode gerar energia. 
	Assim, percebe-se a importância de que projetos sejam discutidos para a implantação das Usinas de Recuperação de Energia em nosso país, não apenas descartando os resíduos produzidos, mas potencializando o lixo produzido por nossa população. Junto a essa estratégia, fazem-se necessárias ações de conscientização das pessoas em relação à alta produção de lixo, fazendo com que sociedade, Estado e parcerias estejam focados no bem estar do meio ambiente.
6 REFERÊNCIAS
ABRELPE. Panorama dos Resíduos Sólidos no Brasil. p. 92, 2015. Disponível em: < http://www.abrelpe.org.br/Panorama/panorama2015.pdf > Acesso em: 13 de ago. de 2021.
AIRES, R. D. et al. - “Pirólise”, in: III Fórum de Estudos Contábeis, Rio Claro – SP (2003).
BRASIL. PORTARIA INTERMINISTERIAL Nº 274, DE 30 DE ABRIL DE 2019. Disciplina a recuperação energética dos resíduos sólidos urbanos referida no § 1º do art. 9º da Lei nº 12.305, de 2010 e no art. 37 do Decreto nº 7.404, de 2010. Brasília: DOU Diário Oficial da União. Publicado no DOU de 02 de maio de 2019. Disponível em: <https://www.in.gov.br/en/web/dou/-/portaria-interministerial-n%C2%BA-274-de-30-de-abril-de-2019-86235505> Acesso em: 13 de ago. de 2021.
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Entenda a História da Produção de Energia e por que buscamos por Sustentabilidade. QUANTUM ENGENHARIA, 2017. Disponível: < https://www.quantumengenharia.net.br/historia-da-producao-de-energia-sustentabilidade/ > Acesso em 14 de ago. de 2021. 
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FILHO, J. A. P.; POLETTO, G. C. Incineração com Recuperação Energética, uma alternativa para destinação correta do resíduo sólido urbano. REGRAD, UNIVEM/Marília-SP, v. 10, n. 1, p 402-417, out. de 2017. 
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