Análise de sistemas de geração de energia usando resíduos sólidos urbanos : estudos de caso.

Abstract

As altas taxas de industrialização e de urbanização mundiais propiciam um consumo desenfreado e crescente de mercadorias, o que acarreta na geração de resíduos sólidos urbanos (RSU). Durante o processo de decomposição da matéria orgânica dos resíduos, há formação de biogás que pode ser utilizado na geração de energia elétrica e térmica por meio de máquinas térmicas. Esse trabalho apresenta o estudo de três casos analisando sistemas de geração de energia através de resíduos sólidos urbanos. O primeiro caso é a análise técnica de um sistema de geração de energia usando biogás de aterro sanitário com 3 motores a Diesel e uma turbina a gás. Este estudo é realizado para quatro cidades mineiras que devido aos aportes populacionais e consequentemente geração de metano, as potências geradas seguem a ordem crescente de Betim, Uberaba, Uberlândia e Contagem. O segundo caso trata-se de um estudo do desempenho de microturbinas a gás utilizando biogás oriundo de resíduos sólidos urbanos para geração de energia elétrica sendo a análise de sensibilidade realizada através da variação da razão de pressão do compressor e da temperatura na entrada da turbina para diferentes valores de eficiência do compressor, da turbina e do regenerador. Esta análise possibilita encontrar os melhores pontos de eficiência para o ciclo regenerativo, que é a temperatura de 1200 K na entrada da turbina, razão de pressão de 4 e eficiência do compressor, da turbina e do regenerador de 0,80, 0,83 e 0,85 respectivamente. Já o terceiro caso é uma análise técnica de um sistema de geração de energia através do uso de resíduos sólidos urbanos e caldeira mass burning para as cidades de Belo Horizonte e Betim, sendo os resultados de Belo Horizonte os mais satisfatórios devido ao seu maior índice populacional conseguindo gerar 9,6 MWel para o ciclo Rankine com superaquecimento. Os cenários comprovam a viabilidade em termos de eficiência energética e a sustentabilidade da utilização de resíduos sólidos urbanos na geração de energia.