Made available in DSpace on 2014-06-12T17:34:40Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo2189_1.pdf: 5687930 bytes, checksum: 65754882e2db14c430f4f0fd45158983 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2008 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / O avanço no entendimento dos processos de biodegradação em resíduos sólidos, impulsionado pelo desenvolvimento de técnicas experimentais de laboratório e campo específicas, tem permitido o desenvolvimento de ferramentas numéricas refinadas que vem sendo cada vez mais difundidas no meio técnico e descrevem de forma mais detalhada o processo de geração de biogás (considerando a heterogeneidade do material e o processo de degradação microbiológico). Para a solução de um modelo matemático desta natureza, são utilizados programas computacionais baseados em técnicas numéricas como o método das diferenças finitas e o método dos elementos finitos. No presente estudo, adotou-se o Moduelo 3, que foi desenvolvido pela Universidad de Cantabria/ España. Trata-se de um programa de diferenças finitas que resolve simultaneamente os problemas de geração de gás, lixiviado e a estimativa do recalque, podendo ser aplicado em casos teóricos, experimentos de laboratório, aterros experimentais e reais. O foco deste estudo consiste na calibração e aplicação do Moduelo 3 em dois lisímetros e um aterro experimental existentes no Aterro da Muribeca/PE. Para os casos estudados, a calibração do módulo hidrológico e de biodegradação foi realizada ajustando os dados simulados aos experimentais de vazão e composição de lixiviado e biogás. A calibração do modelo nos lisímetros foi realizada de forma satisfatória, avaliando-se o comportamento e valores de vazão de lixiviado em função dos principais parâmetros do modelo, tais como a capacidade de campo e permeabilidade dos resíduos. O módulo de biodegradação foi calibrado em função das constantes cinéticas de hidrólise e metanogênese, comparando-se os resultados simulados de DBO e DQO do lixiviado com os valores experimentais. No aterro experimental, foram realizados procedimentos semelhantes aos lisímetros para o ajuste do módulo hidrológico, considerando também outras variáveis como o volume de caminhos preferenciais. Neste experimento, consegui-se um bom ajuste da composição do lixiviado (em termos de DBO e DQO) e da geração de biogás coletado pelo sistema de drenagem

Made available in DSpace on 2014-06-12T17:42:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2011 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / A determinação do potencial de geração de gases em aterros sanitários de resíduos sólidos, em geral, pode ser realizada a partir de modelos matemáticos obtidos com base em experimentos, o que já vem ocorrendo desde os anos 70, com o objetivo de avaliar o potencial de geração de gás a partir de resíduos sólidos urbanos (RSU), quantificando também a biodegradabilidade dos resíduos. A heterogeneidade dos resíduos sólidos urbanos é um fator de extrema relevância para a modelagem computacional do comportamento dinâmico de aterros sanitários. A grande dificuldade consiste na representação desta heterogeneidade e nos parâmetros necessários para definir o perfil de degradação dos resíduos depositados em um aterro. Aliado a isto, tem-se a dificuldade de representação da geração de gás em aterros sanitários por modelos matemáticos comercialmente existentes e seu acoplamento aos modelos que representem adequadamente o comportamento térmico, hidráulico, mecânico e químicobiológico. Desta forma, o presente trabalho consiste na implementação do modelo matemático de decaimento de primeira ordem multicomponente, definido pelo IPCC (2006), para simular numericamente a geração de biogás em aterros sanitários de resíduos sólidos urbanos. A implementação foi feita no código em elementos finitos CODE_BRIGHT (COupled DEformation of BRIne Gas and Heat Transport), originalmente utilizado para resolver problemas de fenômenos acoplados termoquímico- hidro-mecânicos em meios porosos multifásicos, permitindo a realização de uma análise do fluxo de líquido e gás no meio poroso, assim como a influência de alguns parâmetros geotécnicos na geração de fluxo de biogás em um aterro. Neste trabalho o modelo implementado foi validado pela comparação dos resultados da simulação de geração de biogás em um problema sintético com os resultados obtidos e apresentados por FIRMO (2011), sendo também aplicado à simulação numérica bidimensional e tridimensional de geração de biogás e fluxo de água e gás no Aterro Experimental localizado no Aterro da Muribeca â Brasil

Submitted by Daniella Sodre (daniella.sodre@ufpe.br) on 2015-04-10T14:21:50Z No. of bitstreams: 2 TESE Alessandra Lee Barbosa Firmo.pdf: 5891703 bytes, checksum: 8757ac807155466d5e195ef525335be4 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-04-10T14:21:50Z (GMT). No. of bitstreams: 2 TESE Alessandra Lee Barbosa Firmo.pdf: 5891703 bytes, checksum: 8757ac807155466d5e195ef525335be4 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2013-07-02 / CNPq / O avanço no entendimento dos processos de biodegradação em resíduos sólidos urbanos (RSU), impulsionado pelo desenvolvimento de técnicas experimentais de laboratório e campo específicas, tem permitido o desenvolvimento de ferramentas numéricas que podem descrever de forma mais detalhada o processo de geração de biogás em um aterro (considerando a heterogeneidade do material, características e operação do local) e as alterações que podem acontecer no meio poroso ao longo do processo de biodegradação. Para a solução de um modelo matemático desta natureza, programas computacionais baseados em técnicas numéricas como o método dos elementos finitos podem ser desenvolvidos e adaptados para diversas situações. Neste trabalho, primeiramente foram utilizados modelos usuais para analisar a geração de biogás em um aterro experimental no qual foi observado que os modelos multicomponentes melhor representaram a geração de biogás, desde que os parâmetros de entrada sejam adotados cautelosamente. Em seguida, os parâmetros de entrada do modelo multicomponente foram estudados através de experimentos de laboratório com condições iniciais e de controle mais definidas, como os experimentos BMP (Biochemical Methane Potential) e reatores piloto, analisando o efeito da composição dos resíduos e inoculação com lodo anaeróbio. Com os dados experimentais, foi possível determinar o potencial de geração de biogás e metano e a velocidade de degradação dos resíduos sob as condições de cada experimento. Assim, estes dados experimentais foram analisados e utilizados como dados de entrada em um programa computacional em elementos finitos desenvolvido in house (CODE_BRIGHT), no qual foi implementado o modelo multicomponente IPCC (2006), que melhor representou o comportamento da geração de biogás em todos os experimentos. Os dados experimentais e o modelo computacional desenvolvidos neste estudo permitiram analisar o comportamento da geração de biogás em um sistema controlado de biodegradação, simulando as condições de um biodigestor simplificado (simulando casos 2D) e do aterro experimental (caso 3D). Neste último, foi considerado o sistema de drenagem vertical existente conseguindo representar o comportamento do fluxo de biogás semelhante ao encontrado em campo. Assim, cerca de 40% do total do biogás gerado foi captado pelo sistema de drenagem e outra parte foi emitido pela camada de cobertura ou acumulado no meio. Por fim, também foi possível analisar a distribuição espacial e temporal da pressão de gás, de líquido e temperatura no aterro experimental, representando seu comportamento dinâmico no qual normalmente não é examinado de forma detalhada em um aterro real.

Esta dissertação visa estimar o potencial de energia elétrica do biogás, conhecido também como gás de aterro, gerado por resíduos sólidos urbanos (RSU) no Brasil. A estimativa foi aplicada para todos os 5.565 municípios do Brasil. O método utilizado para estimar a geração de biogás foi o IPCC 2000 (First Order Decay - FOD), pois leva em consideração inúmeros parâmetros, como a composição da matéria orgânica no aterro, teor de umidade do lixo, grau de compactação, temperatura no interior do aterro. Adicionalmente, este método é o mais difundido mundialmente e é o mesmo método utilizado para inventários de Gases de Efeito Estufa no Brasil, permitindo, dessa forma, comparações entre os estudos. No método, foram empregados os dados dos censos do IBGE 1970, 1980, 1991, 2000, 2010 de forma a representar fielmente o crescimento populacional e possibilita estimar a quantidade de resíduos sólidos gerados para todos os anos estudados. No estudo, foram analisados três cenários distintos representando diferentes tendências na gestão de resíduos no Brasil (cenários de referência, otimista e pessimista). O potencial elétrico do biogás no Brasil de acordo com o Cenário de referência para 2013 é de 983 MW, representando 1,6 % da potência elétrica instalada atual e para o ano de 2020, o potencial é de 1.602 MW. Concluindo o estudo, foram realizadas análises financeira e de sensibilidade em três diferentes projetos para avaliação da viabilidade de cada projeto. / This dissertation aims to estimate the potential for energy recovery from landfill gas through municipal solid waste (MSW) in Brazil. The survey was carried out in all 5,565 municipalities in Brazil. The used method to estimate the generation of landfill gas was the IPCC 2000 (First Order Decay - FOD) because it takes into account several parameters, such as: the type of organic matter, the waste moisture content, degree of compaction and temperature inside the landfill. Additionally, this method is the most widespread in the world and it is the same method used in greenhouse gases inventories in Brazil, thus allowing comparisons between these studies. In the method, data from national census of 1970, 1980, 1991, 2000, 2010 was used in order to accurately represent the population growth and allows estimating the amount of solid waste generated in every year. The study analyzed three different scenarios representing different trends in the solid waste management in Brazil (reference, optimistic and pessimistic scenarios). The electrical potential of landfill gas in Brazil (in the reference scenario) in 2013 is 983 MW, representing 1.6% of the current installed capacity and for 2020, the electrical potential is 1,602 MW. Concluding this study, a financial and sensitivity analysis as carried out on three different projects to evaluate the feasibility of each project.

Esta dissertação visa estimar o potencial de energia elétrica do biogás, conhecido também como gás de aterro, gerado por resíduos sólidos urbanos (RSU) no Brasil. A estimativa foi aplicada para todos os 5.565 municípios do Brasil. O método utilizado para estimar a geração de biogás foi o IPCC 2000 (First Order Decay - FOD), pois leva em consideração inúmeros parâmetros, como a composição da matéria orgânica no aterro, teor de umidade do lixo, grau de compactação, temperatura no interior do aterro. Adicionalmente, este método é o mais difundido mundialmente e é o mesmo método utilizado para inventários de Gases de Efeito Estufa no Brasil, permitindo, dessa forma, comparações entre os estudos. No método, foram empregados os dados dos censos do IBGE 1970, 1980, 1991, 2000, 2010 de forma a representar fielmente o crescimento populacional e possibilita estimar a quantidade de resíduos sólidos gerados para todos os anos estudados. No estudo, foram analisados três cenários distintos representando diferentes tendências na gestão de resíduos no Brasil (cenários de referência, otimista e pessimista). O potencial elétrico do biogás no Brasil de acordo com o Cenário de referência para 2013 é de 983 MW, representando 1,6 % da potência elétrica instalada atual e para o ano de 2020, o potencial é de 1.602 MW. Concluindo o estudo, foram realizadas análises financeira e de sensibilidade em três diferentes projetos para avaliação da viabilidade de cada projeto. / This dissertation aims to estimate the potential for energy recovery from landfill gas through municipal solid waste (MSW) in Brazil. The survey was carried out in all 5,565 municipalities in Brazil. The used method to estimate the generation of landfill gas was the IPCC 2000 (First Order Decay - FOD) because it takes into account several parameters, such as: the type of organic matter, the waste moisture content, degree of compaction and temperature inside the landfill. Additionally, this method is the most widespread in the world and it is the same method used in greenhouse gases inventories in Brazil, thus allowing comparisons between these studies. In the method, data from national census of 1970, 1980, 1991, 2000, 2010 was used in order to accurately represent the population growth and allows estimating the amount of solid waste generated in every year. The study analyzed three different scenarios representing different trends in the solid waste management in Brazil (reference, optimistic and pessimistic scenarios). The electrical potential of landfill gas in Brazil (in the reference scenario) in 2013 is 983 MW, representing 1.6% of the current installed capacity and for 2020, the electrical potential is 1,602 MW. Concluding this study, a financial and sensitivity analysis as carried out on three different projects to evaluate the feasibility of each project.

Made available in DSpace on 2014-06-12T17:35:56Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo2268_1.pdf: 5156431 bytes, checksum: c475c2500dfd0c8de301baa2cbf3b444 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2008 / A produção de biogás em aterros de resíduos sólidos tem sido considerada um fator de extrema importância ambiental e econômica, despertando o interesse de diversas áreas do conhecimento. No entanto, diferentes fatores podem influenciar na biodegradação dos resíduos e consequentemente na geração de biogás. No presente trabalho, foram estudadas as influências dos metais pesados (Zn, Mn e Fe), da idade dos resíduos (recém chegados ao aterro, 1 ano e 7 anos) e da umidade (20, 40, 60 e 80%) sobre a geração de biogás. Para tanto, foram utilizados biorreatores e o ensaio do potencial bioquímico de metano (ensaio BMP), que avalia a capacidade de biodegradação dos resíduos por meio da produção total de biogás. O grau de biodegradabilidade dos resíduos orgânicos da Muribeca foi obtido através da relação (Celulose+Hemicelulose)/Lignina e indicou presença de matéria orgânica facilmente degradável nos resíduos mais novos. O metal Zn não mostrou influência significativa sobre a geração de biogás nas duas concentrações estudadas (3 e 7mg/L). Por outro lado, houve influência mais expressiva dos metais Mn e Fe apenas nas maiores concentrações utilizadas, respectivamente 7 e 20 mg/L. É possível que e a baixa inibição do Fe nas concentrações inferiores a 20mg/L e a atuação do Zn, de maneira geral, como estimulador da biodegradação, tenha ocorrido devido às participações desses metais como elementos químicos essenciais e constituintes enzimáticos de processos anaeróbios. Em relação às amostras de lixo com diferentes idades, a amostra de aproximadamente 7 anos apresentou baixo potencial de geração de biogás, coerente com os padrões de resíduos considerados já estabilizados. O estudo das condições extremas de umidade mostrou que valores de baixa umidade (20%) dificultaram a degradação dos resíduos, enquanto que valores elevados (80%) favoreceram a degradação. De modo geral, o potencial de geração de biogás dos resíduos do aterro da Muribeca obtido foi de 120,52 Nm3/tonSV. Com base nesses dados, pode-se sugerir que o ensaio BMP se apresenta como excelente ferramenta experimental para a obtenção de curvas características de geração de biogás em aterros de resíduos sólidos urbanos, e os parâmetros estudados podem interferir na avaliação do potencial de biogás dos resíduos, inibindo ou estimulando a biodegradação

Made available in DSpace on 2016-05-02T13:54:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 OmarJoaodaMataDissertacao.pdf: 976126 bytes, checksum: 616780a10a223756893e1ab9f6ac26d1 (MD5) Previous issue date: 2012-06-05 / The purpose of this study was to measure biogas emission from a monitored landfill in the city of Betim, State of Minas Gerais, in southeast Brazil, and determine parameters for the application of mathematical models to evaluate methane production and the possible generation of energy for the specific Betim region. The study was conducted at the city sanitary landfill. With 500,000 inhabitants, and producing 300 tons of residues a day, Betim started to operate its sanitary landfill in 2002 and is expected to close it in 2012. The system of disposition and treatment of garbage includes the landfill, manure treatment ponds and a composting yard. It receives domestic and commercial waste from the city and the remains of pruning and weeding. The residues from pruning and weeding, restaurants and garbage trucks are transformed into organic matter on the composting yard. The gas consists of 50%-60% of methane generated by decomposition of the organic matter by bacteria, and also of carbon dioxide, hydrogen, oxygen, hydrogen sulphide, ammonia, carbon monoxide, water and small percentages of other elements. Several collections and analyses were carried out and compared with different measurement estimates of the biogas capturing system of sanitary landfills by different methods: World Bank WB; Intergovernmental Panel on Climate Change IPCC; and United States Environment Protection Agency USEPA, with the aim of finding parameters to evaluate the data obtained. The comparison of our data with the curves foreseen with the methods above, and the results provided by the laboratory, made it possible to validate the theoretical models. / O objetivo deste estudo foi medir a emissão de biogás a partir de um aterro monitorado na cidade de Betim, Estado de Minas Gerais, no sudeste do Brasil, e determinar parâmetros para a aplicação de modelos matemáticos para avaliar a produção de metano ea geração de energia possível para o Betim região específica. O estudo foi realizado no aterro sanitário da cidade. Com 500.000 habitantes, e produzindo 300 toneladas de resíduos por dia, Betim começou a operar seu aterro sanitário em 2002 e deverá ser concluída em 2012. O sistema de disposição e tratamento de lixo inclui o aterro sanitário, lagoas de tratamento de chorume e um pátio de compostagem. Ele recebe lixo doméstico e comercial da cidade e os restos de poda e capina. Os resíduos de poda e capina, restaurantes e caminhões de lixo são transformados em matéria orgânica no pátio de compostagem. O gás é constituído por 50% -60% de metano gerado pela decomposição da matéria orgânica por bactérias, e também de dióxido de carbono, oxigênio, hidrogênio, sulfureto de hidrogênio, amoníaco, monóxido de carbono, água e pequenas percentagens de outros elementos. Várias coleções e análises foram realizados e comparados com estimativas de medição diferentes das biogás captura sistema de aterros sanitários por meio de métodos diferentes: Banco Mundial - BM; Painel Intergovernamental sobre Mudança do Clima - IPCC, e Estados Unidos Agência de Proteção Ambiental - EPA, com o objetivo de encontrar parâmetros para avaliar os dados obtidos. A comparação dos nossos dados com as curvas previstas com os métodos acima, e os resultados fornecidos pelo laboratório, tornou possível para validar os modelos teóricos.