ÁREA: Iniciação Científica
TÍTULO: ANÁLISE DE RISCO NA OBTENÇÃO DO POTENCIAL DE GERAÇÃO DE METANO E DA POTÊNCIA ELÉTRICA ÚTIL A PARTIR DO APROVEITAMENTO ENERGÉTICO DO BIOGÁS PRODUZIDO NO ATERRO SANITÁRIO DE GOIÂNIA
AUTORES: DIAS, S.A.J. (IFGOIAS) ; DOMINGUES, E.G. (IFGOIAS)
RESUMO: RESUMO: Este trabalho tem como principal objetivo a aplicação de ferramentas de análise de risco, no intuito de quantificar as variáveis aleatórias envolvidas na geração de energia a partir do biogás em aterros sanitários. O estudo é feito utilizando-se de processos estocásticos adequados associados ao Método Simulação de Monte Carlo. Para a quantificação do potencial de metano produzido é utilizado o Método de Decaimento de Primeira Ordem. Dentro deste contexto, tornar-se-á possível fazer um estudo mais fidedigno da viabilidade econômica deste tipo de empreendimento. Um estudo de caso para o aterro sanitário de Goiânia será apresentado.
PALAVRAS CHAVES: palavras chaves: biogás, energias renováveis, aterro sanitário
INTRODUÇÃO: INTRODUÇÃO: A busca por fontes alternativas se tem intensificado nos últimos anos. Isto se deve ao fato de que as atuais fontes de produção de energia normalmente causam sérios impactos sócio-ambientais, devido às alterações climáticas. Dentre as mais diversas fontes alternativas de energia, que podem diversificar e incrementar a matriz energética atualmente existente no Brasil (FARRET, 2006), pode-se citar, entre outras, a biomassa produzida por resíduos sólidos urbanos, depositados em aterros sanitários.
Através do Mecanismo de Desenvolvimento Limpo (MDL), projetos com reduções certificadas de emissões de gases de efeito estufa podem gerar créditos de carbono. Desta forma, a utilização do gás metano produzido em aterros sanitários para a geração de energia enquadra-se nos quesitos de desenvolvimento sustentável, tendo em vista a grande quantidade de emissão de metano que deixaria de ser lançada na atmosfera (ASG, 2000).
Dentro deste contexto, este trabalho faz um levantamento do potencial de geração de metano e de energia elétrica produzida a partir do aproveitamento energético do biogás, gerado em aterros sanitários. A metodologia de análise a ser apresentada considera as variáveis de risco (aleatórias) presentes no processo e que afetam a análise de viabilidade econômica destes empreendimentos.
MATERIAL E MÉTODOS: MATERIAIS E MÉTODOS: O metano gerado em aterros sanitários pode ser quantificado de forma determinística, utilizando-se desde métodos mais sofisticados, que levam em consideração os vários fatores que afetam a produção do biogás, até métodos que só fazem uma aproximação grosseira considerando apenas a quantidade de lixo depositada no aterro (CETESB/SMA, 2002; ENSINAS, 2003).
Dentre as metodologias determinísticas, apresentadas na literatura atinente, o Método de Decaimento de Primeira Ordem (ENSINAS, 2003; IPCC, 1996) é o método mais completo e o que mais se aproxima da realidade. Devido a estes motivos, foi o método utilizado neste trabalho para a quantificação do metano produzido, pois leva em consideração a cinética de geração do biogás ao longo do tempo e os vários fatores que influenciam a sua taxa de geração, tais como: quantidade e composição de lixo, condições climáticas locais, entre outros.
A análise determinística pode levar a resultados errôneos e insatisfatórios, haja vista que algumas das variáveis envolvidas na produção do biogás em aterros sanitários são de natureza aleatória. Dentre elas estão a quantidade de lixo e a temperatura da zona anaeróbia, que podem ser previstas utilizando processos estocásticos adequados associados ao método de simulação de Monte Carlo (DOMINGUES, 2003; JORION, 1997).
RESULTADOS E DISCUSSÃO: RESULTADOS E DISCUSSÕES:Foi realizado um levantamento dos dados históricos da população e da quantidade de lixo depositada no aterro sanitário de Goiânia e nestes foi aplicado um processo estocástico associado a métodos de simulação, permitindo a geração de 2000 cenários possíveis para simular o comportamento destas variáveis ao longo do tempo. A simulação foi feita para um período de análise de 21 anos, que corresponde ao tempo de duração do projeto em que é possível a obtenção dos créditos de carbono. Através destas, foram alcançadas informações relativas à quantificação do potencial de geração de metano e potência útil disponível a partir do aproveitamento energético do biogás produzido no aterro sanitário da cidade de Goiânia.
Os dois primeiros gráficos da Figura 1 ilustram, respectivamente, os resultados de simulações para os 2000 cenários gerados para as variáveis aleatórias “população de Goiânia” e “quantidade de lixo depositada no aterro”. O terceiro gráfico mostra um cenário de cada variável onde é possível verificar a correlação existente entre elas.
A quantificação do potencial de geração de metano e da potência elétrica útil,são apresentados na Figura 2.
Foi considerado que a energia elétrica será produzida a partir de motores de combustão interna (rendimento considerado igual a 33%). Os cenários foram obtidos utilizando-se do processo estocástico Movimento Geométrico Browniano associado ao método de Monte Carlo Estruturado. Na quantificação do metano, foi utilizado o Método de Decaimento de Primeira Ordem. O potencial de geração do metano foi levantado a partir do ano de 2009 até o ano 2050, considerando que o ano de fechamento do aterro é 2029.
CONCLUSÕES: CONCLUSÕES:Os resultados apresentados mostram a presença de risco no processo, devido às variáveis aleatórias envolvidas na geração de energia a partir do uso de biogás em aterros sanitários. Com facilidade, podem ser observados os melhores e piores casos possíveis. Os maiores valores encontrados para a produção de metano ocorrem no ano de fechamento do aterro (2030) e pode variar entre 20.000 e 100.000 (103 m3 de metano). Neste mesmo ano a variação da potência elétrica útil disponível se encontra na faixa entre 6 a 32 MW em 2030, caindo para a faixa de 2 a 9,7 MW em 2050.
AGRADECIMENTOS: AGRADECIMENTOS:Meus sinceros agradecimentos ao Prof. Dr. Elder Geraldo Domingues, por dar-me credibilidade e por sua paciência, confiança e colaboração.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS:ASG - Aterro Sanitário de Guaratinguetá. Projeto Básico. Abril. 2000. 60p. BANDEIRANTE - Empresa Bandeirante de Energia. Site disponível em: <http://www.bandeirante.com.br>.
CETESB. Programa de gerenciamento de resíduos sólidos domiciliares e de serviço de saúde – Prolixo da CETESB – Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental de São Paulo, 1992.
DOMINGUES, Elder Geraldo. Análise de Risco para Otimizar Carteiras de Ativos Físicos em Geração de Energia Elétrica. Tese de doutorado - Universidade Federal de Itajubá, Instituto de Engenharia Elétrica, 2003
ENSINAS, A.V. Estudo da geração de biogás no aterro sanitário delta em Campinas - SP. Campinas. Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica. 2003.
FARRET, FELIX A. Integration of Alternative Sources of Energy.Johm Wiley & Sons, Inc., New Jersey, 2006.
IPCC - International Panel On Climate Change. Guidelines for National Greenhouse Inventories: Reference Manual (Vol.3), 1996. Disponível em http://www.ipccnggip.iges.or.jp/public/gl/invs6
JORION P., Value at Risk: the new benchmark for controlling market risk. McGraw-Hill Companies, Inc, 1997.
