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Apresentação das equações básicas utilizadas na modelagem da geração de biogás, incluindo discussão sobre os parâmetros das equações; EPA (LandGEM) ACM.

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1 Apresentação das equações básicas utilizadas na modelagem da geração de biogás, incluindo discussão sobre os parâmetros das equações; EPA (LandGEM) ACM 01 (UNFCCC) IPCC (GPG 2000) João Wagner Silva Alves Assessor da Presidência da CETESB SECRETARIA DO MEIO AMBIENTE

2 onde: Q = Quantidade total de biogás gerado (m 3 ) k = taxa de decaimento do resíduo orgânico (ano -1 ) M = Massa de resíduos depositada no local ao ano (t/ano) Lo = volume de biogas por massa de resíduo (m 3 _biogas/t_resíduo) t = tempo desde a deposição do resíduo (ano) n = número total de anos considerados LandGEM Empregado nos projetos de Carbon Trade (EUA) e no México

3 ACM001 - UNFCCC Empregado nos projetos de Créditos de Carbono do Protocolo de Quioto onde: BE = Emissão de metano evitada (TCO2equivalente) = fator de correção de incertezas (0,9) f = fração de metano destruida GWP = Potencial de aquecimento global (21) OX = fator de oxidação (0,1) F = fração de metano no biogás (0,5) DOCf = Fração degradável do resíduo que decompõe MCF = Fator de correção de metano Wi,x = Quantidade de resíduoevitada (t) DOC = Fração de carbono orgânico degradável no resíduo (tC/t_resíduo) k = taxa de decaimento do resíduo orgânico (ano -1 ) x = tempo desde a deposição do resíduo (ano) y = ano de estimativa

4 onde: Q: vazão de metano [GgCH 4 /ano] k: constante de decaimento [%] A: fator de normalização de soma [%] MSWt: RSM gerado [Gg/ano ou 1000t/ano] MSWf: Fração de RSM disposto em aterro [%] L 0 : Fator de emissão de metano [GgCH 4 /GgRSM] t: tempo [ano] R: metano recuperado [GgCH 4 ] OX: fator de oxidação [%] Q = (k. A. MSWt(x). MSWf(x). L 0 (x). e – (k t) – R(x) ). (1-OX) IPCC (GPG – 2000) Empregado nos inventários nacionais de emissões de gases de efeito estufa

5 Q = (k. A. MSWt(x). MSWf(x). L 0 (x). e – (k( t-x)) – R(x) ). (1-OX) IPCC (GPG – 2000) ACM001 - UNFCCC LandGEM Comparação algébrica Q = a.e -kt Forma geral L 0 = 16/12. F. DOCf. MCF. DOC A =

6 Q = (k. A. MSWt(x). MSWf(x). L 0 (x). e – (k (t-x)) – R(x) ). (1-OX)

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9 k: a constante de decaimento depende o tipo de resíduo, da temperatura e umidade da região onde foi depositado o resíduo MAP: precipitação média de chuvas MAP > 1000 mm chuva /ano => k = 0,17 MAP k = 0,065 Q = (k. A. MSWt(x). MSWf(x). L 0 (x). e – (k (t-x)) – R(x) ). (1-OX)

10 A: fator de normalização de soma [%] A = Q = (k. A. MSWt(x). MSWf(x). L 0 (x). e – (k (t-x)) – R(x) ). (1-OX)

11 Rx = Taxa anual de disposição média dos resíduos [GgRSM/ano] RSM: Resíduos sólidos urbanos MSWt. MSWf = Rx = TaxaRSM. Pop urb MSWt = Quantidade total de RSM gerado [GgRSM/ano] MSWf = Fração de RSM destinada ao aterro [%] Rx = Quantidade de RSM aterrada [GgRSM/ano] TaxaRSM = Taxa de geração de RSM por habitante [kgRSM/hab.dia] ou [GgRSM/1000hab.ano] Popurb = População urbana [hab] ou [1000hab] Q = (k. A. MSWt(x). MSWf(x). L 0 (x). e – (k (t-x)) – R(x) ). (1-OX)

12 Estimativa populacional (decenal) Pop a = População urbana municipal no ano inicial i = Índice de crescimento populacional do período i = a= ano inicial da década b = ano Dados populacionais dos municípios brasileiros (IBGE no MUNINET, 2008) Dados: 1970, 1980, 1991, 2000 e 2005 (estimado).

13 Taxa de Resíduo Sólido Municipal (RSM) coletado (CETESB, não datado.) Para 1970 Pop >1.000.000 hab 0,7kg/hab.dia 1.000.000 > Pop > 500.000 hab 0,6kg/hab.dia 500.000 > Pop >100.000 hab 0,5kg/hab.dia Pop < 100.000 hab 0,4kg/hab.dia

14 Taxa de Resíduo Sólido Municipal (RSM) coletado nas regiões brasileiras (ABRELPE, 2007): Norte: RSM = 0,000433.Pop urb + 0,5064 [kgRSM/hab] R 2 =86% Nordeste: RSM = 0,000254.Pop urb + 0,7054 [kgRSM/hab] R 2 =79% Centro-oeste: RSM = 0,000384.Pop urb + 0,6136 [kgRSM/hab] R 2 =85% Sudeste: RSM = 0,000216.Pop urb + 0,5864 [kgRSM/hab] R 2 =66% Sul: RSM = 0,000357.Pop urb + 0,5015 [kgRSM/hab] R 2 =73%

15 Regressão do RSM anual (70 a 2005): Supondo que em 70 vale CETESB e que em 2007 vale ABRELPE: RSM x = RSM 1970 + (RSM 2005 – RSM 1970 ). (x – 1970) (2005 – 1970)

16 L 0 : Fator de emissão de metano [GgCH 4 /GgRSM] L 0 = MCF. DOC. DOCf. F. 16/12 [GgCH 4 /GgRSM] MCF: Fator de correção de metano referente aos locais de disposição[%] Qualidade de operação do aterro: Aterro sanitário => MCF = 1 Aterro com mais de 5m de profundidade = > MCF = 0,8 Aterro com menos de 5m de profundidade => MCF = 0,4 Aterro com classificação desconhecida => MCF = 0,6 Q = (k. A. MSWt(x). MSWf(x). L 0 (x). e – (k (t-x)) – R(x) ). (1-OX)

17 L 0 : Fator de emissão de metano [GgCH 4 /GgRSM] L 0 = MCF. DOC. DOCf. F. 16/12 [GgCH 4 /GgRSM] DOC = (0,4. A) + (0,17. B) + (0,15. C) + (0,3. D) [GgC/GgRSM] A: papéis e têxteis B: resíduos de jardim, parque e outros putrecíveis não comida C: resíduos de comida D: madeira e palha Q = (k. A. MSWt(x). MSWf(x). L 0 (x). e – (k (t-x)) – R(x) ). (1-OX)

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19 L 0 : Fator de emissão de metano [GgCH 4 /GgRSM] L 0 = MCF. DOC. DOCf. F. 16/12 [GgCH 4 /GgRSM] DOCf = Fração assimilada do DOC (DOCf) [%] DOCf = 0.014T + 0.28 (= 0,77) Onde: T = temperatura [ o C] = 35 o C Qualquer mudança nesta estimativa deve ser baseada em dados bem documentados. Q = (k. A. MSWt(x). MSWf(x). L 0 (x). e – (k (t-x)) – R(x) ). (1-OX)

20 L 0 : Fator de emissão de metano [GgCH 4 /GgRSM] L 0 = MCF. DOC. DOCf. F. 16/12 [GgCH 4 /GgRSM] F : fração de CH 4 no biogás [%] 16/12: relação de massa entre C e CH 4 Q = (k. A. MSWt(x). MSWf(x). L 0 (x). e – (k (t-x)) – R(x) ). (1-OX)

21 R: metano recuperado [GgCH 4 /ano] OX: fator de oxidação [%] Q = (k. A. MSWt(x). MSWf(x). L 0 (x). e – (k (t-x)) – R(x) ). (1-OX)

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23 Contato João Wagner Silva Alves - joaoa@cetesbnet.sp.gov.br CETESB – Companhia Ambiental do Estado de São Paulo Assessoria da Presidência da CETESB Tel. 55 11 3133 3156 Fax. 55 11 3133 4058 http://homologa.ambiente.sp.gov.br/proclima/default.asp SECRETARIA DO MEIO AMBIENTE


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