Resumo

Com a finalidade de produzir energia, este estudo propôs avaliar o aproveitamento de gás metano produzido em dois diferentes modelos de estação de tratamento de esgoto para populações variando entre 50.000 e 500.000 habitantes. Os modelos adotados foram um sistema com reator anaeróbio do tipo UASB (upflow anaerobic sludge blanket) seguido de Lodos Ativados, e o outro um Lodos Ativados com Digestão Anaeróbia do lodo. Para realizar o trabalho, foram dimensionados os sistemas de tratamento, os custos de implantação dos projetos, os custos de operação dos sistemas e a projeção de receita com o serviço de tratamento de esgoto. A análise econômica dos modelos de tratamento de esgoto, sem o sistema de geração de energia, revelou que para os sistemas de 50.000 habitantes a geração de energia não é viável. A análise econômica também apontou que todos os projetos de geração de energia têm viabilidade para implantação nas escalas pretendidas, sendo o modelo com reatores UASB mais indicado nas escalas de 100.000 e 500.000 habitantes. Para escalas entre 200.000 e 400.000 habitantes os projetos com digestão anaeróbia de lodo proporcionam um retorno maior que os projetos com reatores UASB.

Introdução

Um país em desenvolvimento possui diversos desafios para manter a infraestrutura necessária para continuar crescendo, passando desde o suprimento de energia até as dinâmicas obras de saneamento básico. O Brasil possui cerca de 204 milhões de habitantes (BRASIL, 2014) espalhados em um território extenso, o que torna ainda mais complexa a elaboração de planos integrados para prover toda a infraestrutura básica.

A falta de saneamento básico, principalmente de tratamento de esgotos, é uma questão ainda mais séria do que o suprimento de energia. Enquanto 97,8% dos brasileiros possuem luz em suas residências, apenas 39% de todos os esgotos gerados possuem algum tipo de tratamento (BRASIL, 2014). Estes números indicam o grande avanço do setor elétrico, mas mostram também a precariedade dos serviços de saneamento no Brasil.

Ainda assim, não é simples separar a questão energética da situação do saneamento básico, pois a matriz energética brasileira é fortemente alicerçada no uso dos recursos hídricos, ou seja, só temos energia quando temos água, que é a mesma que utilizamos para abastecer nossas cidades.

Em um cenário de escassez de chuvas é difícil prever a extensão das perdas, pois são afetados diversos setores da economia. Não somente pelos incrementos nas tarifas de energia, mas pela dificuldade em continuar a atividade produtiva sem água disponível. Mais além, a crise hídrica nos leva a vislumbrar novas oportunidades, desenvolver novos processos e quebrar paradigmas, para adaptação ao período conturbado.

Com a oportunidade de adoção de novos conceitos, é chance de repensar o atual ciclo do saneamento, onde o tratamento de esgotos é visto como um passivo pelo consumo da água. Na realidade, os efluentes domésticos são uma fonte bastante diversificada de recursos, podendo ser reutilizada a água do seu tratamento e até extraída energia durante o processo. Ainda podemos ressaltar que a produção de esgotos é uma constante, o que faz deles uma fonte de recursos estável e desperdiçada diariamente.

Muitas vezes por desconhecimento ou por fatores culturais deixa-se de aproveitar o real potencial desses efluentes. O tratamento de esgotos domésticos gera uma extensa gama de subprodutos que podem ser aproveitados de maneiras distintas, caso seja aplicada a tecnologia adequada. A produção de energia em Estações de Tratamento de Esgoto tem sido largamente estudada por pesquisadores ao redor do mundo inteiro, com a expectativa de tornar as unidades autossustentáveis do ponto de vista energético. Nessa linha, espera-se minimizar a dependência das empresas de saneamento do setor energético, seja em função do suprimento, ou da variação nas tarifas das companhias distribuidoras, passando a ser uma meta a eficiência energética de suas unidades.

O objetivo principal deste trabalho é mostrar a viabilidade técnica e econômica de Estações de Tratamento de Esgoto por meio da cogeração com biogás, em diferentes escalas do suprimento de energia, para determinação do modelo ideal de aplicação nas unidades.

Autores: Rodrigo Alves dos Santos Pereira e Magali Christe Cammarota.