Processamento de CDR em Unidade de Processamento de Resíduo

Existem vários métodos de processamento de RSU para a produção de CDR em uma Unidade de Processamento de Resíduo (UPR). A UPR integra várias unidades de processos comuns à técnica de gestão e segregação de resíduos envolvendo processos mecânicos e de tratamentos biológicos por via seca e úmida. O objetivo da UPR é separar os diferentes tipos de materiais misturados à massa bruta de RSU que, após entrarem na unidade por meio de uma rota única e contínua, dividem-se em diferentes fluxos de materiais homogêneos, restando então, aqueles que serão processados a CDR, para somente então serem encaminhados ao mercado consumidor (ALF-CEMIND, 2012; USEPA, 2014).

Quando essas práticas são aliadas a processos que utilizam tratamento térmico, o resíduo é higienizado e a matéria orgânica em decomposição é estabilizada, facilitando o transporte e a estocagem (ARCHER et al., 2005). Além disso, a UPR pode oferecer configurações e equipamentos de diferentes especificações para alcançar objetivos específicos como: maximizar a recuperação de material reciclado, produzir composto orgânico, estabilizar material para disposição em aterro sanitário, produção de biogás ou mesmo produzir CDR com elevado valor energético (ARCHER, et al., 2005; SEEMANN, 2007).

As tecnologias que eliminam a umidade e o material inerte, e que produzem materiais relativamente homogêneos, com alto poder calórifico, de fácil manuseio e transporte são as desejadas para o mercado de CDR. Os principais parâmetros utilizados na análise do CDR, quando utilizado como combustível, são o poder calorífico, teor de água, cinzas, voláteis, carbono fixo, tamanho de partículas, enxofre e cloro (MAIER et al., 2011).

Segundo Maier et al. (2011), a análise padrão do CDR determina somente os parâmetros básicos sobre a matéria combustível e incombustível e indica o tipo de sistema de combustão mais adequado para a sua queima e, dependendo do sistema de combustão (pulverizado, sistema de grelha, leito fluidizado ou mesmo forno de cimento), é necessário obter ainda informações adicionais para determinar o tipo de comportamento que o combustível irá assumir na câmara de combustão. Ainda Maier et al. (2011), comentam que as informações adicionais, são normalmente focadas no comportamento aerodinâmico das partículas e no tamanho máximo necessário da partícula para se realizar a combustão completa, porém, os mesmos devem ser simulados em modelos computacionais de dinâmica de fluídos já que a alimentação do CDR, o qual tem tamanhos de partículas entre 5 – 30 mm, na câmara de combustão pode diferenciar a dinâmica de aquecimento e a reatividade do combustível.

A produção de CDR de maior qualidade pode se tornar mais comum, devido ao rápido desenvolvimento de tecnologias de processamento. Fora do Brasil, essas tecnologias de processamento de resíduos estão se tornando viáveis economicamente devido às legislações e a forte pressão popular que, além de restringirem a construção de novas unidades de incineração, também batalham para que se diminua a quantidade de RSU enviados ao aterro sanitário (LIFE, 2011). Os maiores produtores de CDR na Europa são Alemanha, Itália, Holanda e Países da Escandinávia (LIFE, 2011).

Dependendo da aplicação, existem várias tecnologias mecânicas utilizadas em UPR que incluem os separadores magnéticos, separadores de corrente de Foucault, classificadores de ar, separadores óticos e ainda, podendo ser empregada a classificação manual (VELIS et al., 2010). Para o tratamento biológico, as técnicas utilizadas são a da digestão anaeróbia e a compostagem aeróbia, sendo possível ainda, utilizar uma combinação das duas técnicas (LOCHAB, 2009). A digestão anaeróbia apresenta uma maior eficiência em termos de digestão (SEEMANN, 2007; DEFRA, 2013). Os diferentes fluxos de saída de uma UPR podem ser observados na Figura 3.1.

Figura 3.1 – Diferentes fluxos de entradas e saídas adotados em uma UPR Fonte: Elaborado pelo Autor.

Em um processo típico de produção de CDR, após a coleta e transporte dos RSU até a UPR, os mesmos são encaminhados inicialmente, a uma peneira rotativa e depois às unidades de segregação e triagem que recuperam diversos materiais com valor econômico agregado. O restante do material, que consiste em grande parte de componentes orgânicos, resíduos biodegradáveis e matérias que não podem ser reciclados por estarem contaminados com alimentos ou que não foram classificados, são triturados em tamanhos preestabelecidos e submetidos a um tratamento biológico para estabilização da fração orgânica e a um pós- tratamento mecânico (ALF-CEMIND, 2012).

A fração mais grosseira, separada após a retirada dos materiais com valor econômico agregado, é rejeitada ou reintroduzida no triturador. A fração média, que consiste de papel, papelão, madeira, plástico e tecido, pode ser queimada diretamente já como combustível ou, então, após o processo de secagem, é densificada por meio da peletização em pequenas

UNIDADE DE PROCESSAMENTO DE RESÍDUOS ENTRADA SAÍDA + + + Composto Biogás Resíduo Estabilizado COMBUSTÍVEL DERIVADO DE RESÍDUO Material Reciclável Rejeito RSU MISTURADOS S RSU RESIDUAIS APÓS SEPARAÇÃO NA FONTE TRATAMENTO MECÂNICO + TRATAMENTO BIOLÓGICO AERÓBIO (Compostagem) Resíduo Digerido Aterro Sanitário Compostagem + Aterro Sanitário TRATAMENTO BIOLÓGICO ANAERÓBIO (Digestão) Incineração Aterro Sanitário

esferas, cilindros ou cubos proporcionando uma fonte mais concisa durante a combustão. A decisão sobre se deve ou não peletizar o CDR é geralmente baseada nas necessidades do usuário e na localização da UPR em relação ao mercado consumidor (EC, 2003). As diferentes formas de comercialização do CDR podem ser observadas na Figura 3.2

Figura 3.2 – Formas de comercialização do CDR Fonte: Powermax (2015)

Nasrullah et al. (2014) estudaram o balanço de material em uma UPR de tratamento mecânico para produção de CDR a partir de RSU alcançando um resultado em que aproximadamente 60% de todo material processado era transformado em CDR e em que 75% da energia gasta na planta era devido a produção do CDR.

Os valores específicos de produção de CDR e o respectivo processo de tratamento envolvido a partir de 1.000 kg de RSU bruto foram levantados para alguns países europeus no trabalho realizado pela ALF-CEMIND (2012): Áustria 230 kg (tratamento mecânico e biológico), Bélgica 400-500 kg (tratamento mecânico e biológico), Países Baixos 350 kg (tratamento mecânico) e Reino Unido 220-500 kg (tratamento mecânico).

Segundo Mckelvie (2008), os custos estimados para a implantação de uma UPR básica operando 100.000 toneladas por ano de RSU é de cerca de £ 35 milhões. Para unidades de

UPR completas, operando com 180.000 toneladas ano, o custo de instalação chega a £ 50 milhões. A variação do custo de produção do CDR varia de acordo com a complexidade,

a tecnologia envolvida e o grau de mecanização e automação empregada na UPR (DEFRA,

2013). Na Bélgica, o custo para a produção de CDR a partir de RSU é de € 50 - 75 por tonelada (EC, 2003). A Tabela 3.1 mostra o custo típico das despesas operacionais e despesas de capital envolvidas na UPR que utilizam tratamento biológico.

Tabela 3.1 – Custo típico das UPR usando tratamento biológico aeróbio e anaeróbio

Tratamento Biológico Aeróbio Tratamento Biológico Anaeróbio Capacidade (t/ano) Desp. Capital (£/t.ano) Desp. Operacional (£/t) Desp. Capital (£/t.ano) Desp. Operacional (£/t) <50.000 70-150 Até 140 160-420 A partir de 23 >50.000 28-225 20-69 107-278 16-69

Fonte: Adaptado de DEFRA (2013)