João Wagner Silva Alves Assessor da Presidência da CETESB 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

LandGEM Empregado nos projetos de Carbon Trade (EUA) e no México onde: Q = Quantidade total de biogás gerado (m3) 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 (m3_biogas/t_resíduo) t = tempo desde a deposição do resíduo (ano) n = número total de anos considerados

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

Q = (k . A . MSWt(x) . MSWf(x) . L0(x). e – (k t) – R(x) ). (1-OX) IPCC (GPG – 2000) Empregado nos inventários nacionais de emissões de gases de efeito estufa Q = (k . A . MSWt(x) . MSWf(x) . L0(x). e – (k t) – R(x) ). (1-OX) onde: Q: vazão de metano [GgCH4/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 [%] L0: Fator de emissão de metano [GgCH4/GgRSM] t: tempo [ano] R: metano recuperado [GgCH4] OX: fator de oxidação [%]

Q = (k . A . MSWt(x) . MSWf(x) . L0(x). e – (k( t-x)) – R(x) ). (1-OX) Comparação algébrica IPCC (GPG – 2000) Q = (k . A . MSWt(x) . MSWf(x) . L0(x). e – (k( t-x)) – R(x) ). (1-OX) ACM001 - UNFCCC LandGEM L0 = 16/12 . F. DOCf . MCF . DOC A = Forma geral Q = a.e-kt

Q = (k . A . MSWt(x) . MSWf(x) . L0(x). e – (k (t-x)) – R(x) ). (1-OX)

Q = (k . A . MSWt(x) . MSWf(x) . L0(x). e – (k (t-x)) – R(x) ). (1-OX)

Q = (k . A . MSWt(x) . MSWf(x) . L0(x). e – (k (t-x)) – R(x) ). (1-OX)

Q = (k . A . MSWt(x) . MSWf(x) . L0(x). e – (k (t-x)) – R(x) ). (1-OX) 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 mmchuva/ano => k = 0,17 MAP < 1000 mmchuva/ano => k = 0,065

Q = (k . A . MSWt(x) . MSWf(x) . L0(x). e – (k (t-x)) – R(x) ). (1-OX) A: fator de normalização de soma [%] A =

Q = (k . A . MSWt(x) . MSWf(x) . L0(x). e – (k (t-x)) – R(x) ). (1-OX) Rx = Taxa anual de disposição média dos resíduos [GgRSM/ano] RSM: Resíduos sólidos urbanos MSWt . MSWf = Rx = TaxaRSM . Popurb 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]

Estimativa populacional (decenal) Popa = 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).

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

Taxa de Resíduo Sólido Municipal (RSM) coletado nas regiões brasileiras (ABRELPE, 2007): Norte: RSM = 0,000433.Popurb + 0,5064 [kgRSM/hab] R2=86% Nordeste: RSM = 0,000254.Popurb + 0,7054 [kgRSM/hab] R2=79% Centro-oeste: RSM = 0,000384.Popurb + 0,6136 [kgRSM/hab] R2=85% Sudeste: RSM = 0,000216.Popurb + 0,5864 [kgRSM/hab] R2=66% Sul: RSM = 0,000357.Popurb + 0,5015 [kgRSM/hab] R2=73%

Regressão do RSM anual (70 a 2005): Supondo que em 70 vale CETESB e que em 2007 vale ABRELPE: RSMx = RSM1970 + (RSM2005 – RSM1970) . (x – 1970) (2005 – 1970)

Q = (k . A . MSWt(x) . MSWf(x) . L0(x). e – (k (t-x)) – R(x) ). (1-OX) L0: Fator de emissão de metano [GgCH4/GgRSM] L0 = MCF . DOC . DOCf . F . 16/12 [GgCH4/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) . L0(x). e – (k (t-x)) – R(x) ). (1-OX) L0: Fator de emissão de metano [GgCH4/GgRSM] L0 = MCF . DOC . DOCf . F . 16/12 [GgCH4/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) . L0(x). e – (k (t-x)) – R(x) ). (1-OX) L0: Fator de emissão de metano [GgCH4/GgRSM] L0 = MCF . DOC . DOCf . F . 16/12 [GgCH4/GgRSM] DOCf = Fração assimilada do DOC (DOCf) [%] DOCf = 0.014T + 0.28 (= 0,77) Onde: T = temperatura [oC] = 35 oC Qualquer mudança nesta estimativa deve ser baseada em dados bem documentados.

Q = (k . A . MSWt(x) . MSWf(x) . L0(x). e – (k (t-x)) – R(x) ). (1-OX) L0: Fator de emissão de metano [GgCH4/GgRSM] L0 = MCF . DOC . DOCf . F . 16/12 [GgCH4/GgRSM] F : fração de CH4 no biogás [%] 16/12: relação de massa entre C e CH4

Q = (k . A . MSWt(x) . MSWf(x) . L0(x). e – (k (t-x)) – R(x) ). (1-OX) R: metano recuperado [GgCH4/ano] OX: fator de oxidação [%]

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