domingo, 5 de abril de 2015

Entendendo o processo de decomposição do lixo no aterro

Aterrar, como o próprio nome sugere, significa o ato de cobrir com terra. Só pela etimologia da palavra, conseguimos ter uma ideia básica do significado dos tão falados “Aterros Sanitários”. Porém, eles não são tão simples quanto se imagina, e quando colocamos a Bioquímica no meio então... aí que o “buraco fica mais embaixo”, literalmente. Eles são um método de deposição de grande parte dos resíduos sólidos que são eliminados pelo homem, onde se escava um buraco, e camadas de lixo se alternam a camadas de terra. São uma medida alternativa à deposição nos lixões, que visam ocupar o menor espaço possível, e, principalmente, causar o menor impacto ao meio.

O conhecimento bioquímico se faz necessário para entender o processo de degradação do lixo depositado nos aterros sanitários, e essa decomposição ocorre através das seguintes fases:

     Ajustamento inicial

Início do processo de estabilização – por meio do oxigênio;
As bactérias fermentativas são responsáveis pela produção de enzimas que hidrolisam celulose, hemicelulose e pectina, transformando-os em compostos de cadeia simples.

     Transição

Formação do chorume e de ácidos orgânicos voláteis;
Condições de óxido-redução;
Transição da fase que se utiliza oxigênio, para a fase que não utiliza.

        Formação dos ácidos

Diminuição do pH;
Produção de nitrogênio e fósforo, que darão suporte para o crescimento da biomassa;
As bactérias acetogênicas produtoras de hidrogênio promovem o balanceamento de hidrogênio no meio ambiente desses micro-organismos;
Já as bactérias acetogênicas consumidoras de hidrogênio fermentam compostos precursores de metano.

            Fermentação metânica

Conversão de ácidos em metano e gás carbônico;
As bactérias metanogênicas se reproduzem e formam metano;
Já as bactérias redutoras de sulfato produzem acetato, hidrogênio e sulfitos que serão utilizados pelas metanogênicas.
    
     Maturação final

Estabilização da atividade biológica;
Diminuição de nutrientes com parada da produção de gás.

Referências Bibliográficas
BEATO, Leonardo. ATERRO SANITÁRIO: MICROBIOLOGIA E BIOQUIMICA. Disponível em: <http://slideplayer.com.br/slide/290388/>. Acesso em: 05 abr. 2015.

11 comentários:

  1. Grupo D
    É importante destacar que a fermentação dos resíduos sólidos produz o metano, um gás que pode ser aproveitado de farias formas. Um projeto importante foi criado pelo ministério do meio ambiente, que objetiva o aproveitamento energético do biogás produzido pela degradação dos resíduos é converte-lo em uma forma de energia útil tais como: eletricidade, vapor, combustível para caldeiras ou fogões, combustível veicular ou para abastecer gasodutos com gás de qualidade. Independente do uso final do biogás produzido no aterro, deve-se projetar um sistema padrão de coleta tratamento e queima do biogás: poços de coleta, sistema de condução, tratamento (inclusive para desumidificar o gás), compressor e flare com queima controlada para a garantia de maior eficiência de queima do metano. Existem diversos projetos de aproveitamento energético no Brasil, como nos aterros Bandeirantes e São João, no município de São Paulo, que já produzem energia elétrica.
    http://www.mma.gov.br/cidades-sustentaveis/residuos-solidos/politica-nacional-de-residuos-solidos/aproveitamento-energetico-do-biogas-de-aterro-sanitario Acessado em 10 de abril de 2015.

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  2. GRUPO L

    É importante ressaltar também os impactos do chorume. O chorume é uma substância líquida resultado do processo de degradação e solubilização de resíduos sólidos provenientes de lixões e aterros sanitários. Viscoso e com cheiro bastante forte, é altamente poluente já que é composto por diversas substâncias, incluindo matéria orgânica, metais pesados e outros produtos tóxicos, além de excrementos humanos e animais. Além disso, tem um grande potencial de atrair vetores de doenças. Como agente poluente, pode causar sérios danos ao meio ambiente, pois além da baixa biodegradabilidade, possui metais pesados os quais os organismos são incapazes de eliminar, acumulando-os. Vale ressaltar inclusive que ao circular pelo solo, o chorume carrega microrganismos, metais pesados, nitratos e fosfatos, entre muitas outras substâncias. Dessa forma, é possível que o líquido atinja o lençol freático (reservatório de água subterrânea proveniente da água da chuva infiltrada no solo), poluindo-o. Quando o lençol freático é contaminado pelo chorume, as águas superficiais, como rios, lagos e minas também são poluídas, uma vez que são abastecidas por ele. Com a contaminação da água, as espécies aquáticas e as plantações irrigadas também são acometidas.

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  3. GRUPO A
    Como já citado ao longo da postagem, as bactérias exercem um papel importante na decomposição do lixo no aterro sanitário. Na fermentação metânica há a conversão de ácidos em metano e gás carbônico. As bactérias metanogênicas se reproduzem e formam metano; já as bactérias redutoras de sulfato produzem acetato, hidrogênio e sulfitos que serão utilizados pelas metanogênicas.
    Dentre os microrganismos participantes da degradação da matéria orgânica podemos citar: bactérias fermentativas que são importantes nos estágios iniciais da digestão aeróbica, responsáveis pela produção de enzimas que hidrolizam compostos de cadeias complexas (celulose, hemicelulose, pectina), transformando-os em compostos de cadeias simples, seu crescimento, metabolismo e fisiologia ainda não são completamente conhecidos.

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  4. GRUPO J
    Já que o metano é largamente produzido pela fermentação do lixo no aterro sanitário, é de extrema importância estimar sua quantidade gerada nesses aterros. O modelo de decaimento de primeira ordem é usado como uma primeira aproximação que é recomendada pela EPA (USEPA, 1996; 1998; 2005) e pelo IPCC (IPCC, 2006), visando a determinar a emissão de CH4 em aterros sanitários, conforme se observa na Equação 1 (q = L0 . k . e^kt ), em que q é a taxa específica de geração de metano (m^3 de CH4/ano Mg-resíduo), L0 é o potencial de geração de CH4 (m3 CH4/Mg-resíduo), k é a taxa constante de geração de CH4 por ano e t é o tempo de disposição do resíduo (ano). Para obtenção do valor de k, Machado et al. (2009) recomendam utilizar a Equação 2 (L0(t) = L0 . e^kt ), fazendo uso de valores de potenciais de CH4 remanescentes - L0(t) relativos à amostras de resíduos de diferentes tempos de aterramento.

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    1. Fonte: http://www.meau.ufba.br/site/publicacoes/potencial-bioquimico-de-metano-em-residuos-solidos-urbanos-do-aterro-sanitario-metropoli

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  5. Grupo H
    Vale lembrar que em um aterro sanitário não existe a contaminação do lençol freático e do solo pelo chorume ou qualquer resíduo. Antes da deposição do lixo o solo é impermeabilizado e selado com argila e mantas de PVC. Alem disso, no aterro necessariamente existem sistemas de coleta e descarte para material tóxico, como o chorume, e em alguns casos de biogás, que pode ser utilizado como combustível termoelétrico.

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  6. Grupo H
    Vale lembrar que em um aterro sanitário não existe a contaminação do lençol freático e do solo pelo chorume ou qualquer resíduo. Antes da deposição do lixo o solo é impermeabilizado e selado com argila e mantas de PVC. Alem disso, no aterro necessariamente existem sistemas de coleta e descarte para material tóxico, como o chorume, e em alguns casos de biogás, que pode ser utilizado como combustível termoelétrico.

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  7. Grupo I
    A produção energética nos aterros sanitários se torna interessante dentro do contexto de geração descentralizada, dado que os aterros são comumente construídos em locais próximos as cidades geradoras de resíduos. Desta forma, a energia (ou até mesmo o gás), produzido nestes aterros poderia ser comercializado para consumo em unidades próximas ao aterro. Porém, há alguns entraves relacionados à essa produção energética. Um dos entraves é a viabilidade econômica. Um estudo realizado pela professora Regina Barros, integrante do grupo de estudos em energias renováveis (GEER) do Instituto de Recursos Naturais da Universidade Federal de Itajubá, estima que a viabilidade econômica deste tipo de aproveitamento só é assegurada para cidades com mais de 200.000 habitantes contribuintes de resíduos, dessa forma, a imensa maioria das cidades brasileiras, mesmo que construam aterros coletivos, não podem utilizar essa produção energética.

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  8. Muito interessante o post. Uma coisa que me chamou a atenção foi a utilidade do biogás. Segundo a agencia de notícias Agência Estado (2003), além da oportunidade de gerar energia elétrica, para diversificar a matriz energética com uma alternativa descentralizada, a utilização do biogás de aterros contribui para diminuir as consequências das mudanças climáticas, já que o gás metano, produzido pelos resíduos sólidos, é mais nocivo que o gás carbônico (CO2) na formação do efeito estufa. Com isso, projetos de aproveitamento desse recurso são passíveis de comercialização de créditos no Mecanismo de Desenvolvimento Limpo, previsto no Protocolo de Kioto. Como um dado estatístico, Segundo Zulauf (2004), o potencial de energia elétrica a partir do biogás do Brasil era superior a 350 MW, em 2005. Teoricamente, este potencial deve crescer ano a ano na proporção do crescimento populacional e do crescimento econômico. Nos Estados Unidos e países da Europa, o potencial instalado de geração de energia com biogás e aterros é estimado em cerca de 1.200 MW e 500 MW, respectivamente, segundo a agência ambiental Norte Americana - USEPA (EPA apud ZULAUF, 2004 p.39).
    SILVA, E. P; CAVALIERO, C.K.N. Perspectivas para as fontes renováveis de energia no Brasil.
    ENSINAS, A. V. Estudo da geração de biogás no aterro sanitário Delta em Campinas - SP. 2003. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) – Faculdade de Engenharia Mecânica, Universidade Estadual de Campinas, Campinas, 2003.

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  9. Opa, tema importante e super correlacionado com a bioquímica, ein? Um aterro sanitário bem administrado pode gerar grandes benefícios sociais e econômicos. Mas, para que esses depósitos sejam encarados dessa forma, é preciso investimento em administração dos serviços de limpeza pública e destinação adequada dos rejeitos. Mesmo assim, em grande parte do Brasil, ainda predominam os lixões (64% dos municípios, segundo o IBGE). Para estimular mudanças nessa tendência negativa em nosso país, é preciso que as vantagens em implantar aterros, bem como de gerenciá-los corretamente, sejam divulgadas e ressaltadas. Segundo a Associação Brasileira de Empresas de Limpeza Pública – ABRELP, em termos de custo x benefício, os aterros sanitários são a melhor forma de destinação do lixo urbano, pois é uma destinação final sanitária, adequada e completa; recebe quase todos os tipos de lixo; protege o meio-ambiente e a saúde pública; é uma solução econômica com baixos investimentos iniciais de implantação, quando comparados a outros processos; é um processo de implantação rápida; possibilita a recuperação de terrenos degradados; elimina problemas sociais, estéticos, de segurança e, como já citado aqui, possibilita o aproveitamento do biogás se projetado para essa finalidade. (:

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  10. Ótimo post, galera! As bactérias acetogênicas, citadas por vocês, têm função de produzirem acetato, CO2 e H2, que são substratos que são metabolizados pelas arquéias metanogênicas. Como vocês também já disseram, há dois tipos de bactérias acetogências: o primeiro grupo é de bactérias acetogênicas produtoras de hidrogênio obrigatórias (ou acetogênicas redutoras de prótons), que produzem ácido acético, CO2 e H2 a partir de uma grande variedade de substratos, dentre eles: ácidos graxos intermediários (propionato e butirato), álcoois ou outros ácidos orgânicos maiores (valerato, isovalerato, palmitato). O segundo grupo de bactérias acetogênicas são as homoacetogênicas, que são anaeróbias e catalisam a formação de acetato a partir de CO2 e H2. Assim como as metanogênicas, estas bactérias também podem contribuir para a manutenção de um ambiente com baixa pressão de H2.

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