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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.
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