No dia 03 de maio de 2011, às 16 horas, no Complexo das Comissões, no Auditório Deputado Carlos Eduardo Benevides, desta Casa Legislativa, realizou-se uma palestra com o objetivo de apresentar o Projeto “Bases ecossustentáveis para o desenvolvimento urbano e rural: potencial energético a partir de resíduos sólidos”, de autoria do Senhor Emerson Bezerra, estudante universitário da Universidade Regional do Cariri – URCA. A Presidente da Comissão Deputada Mirian Sobreira iniciou os trabalhos destacando a importancia do tema em pauta e apresentou o palestrante Senhor Emerson Bezerra. A referida Deputada destacou os convidados presentes, representantes da SEMACE; CONPAN; IBAMA; EMBRAPA E UNIFOR. Em seguida, foi iniciada a palestra no qual foi apresentado o citado projeto. ( Ver ao final o conteúdo do projeto) Após a apresentação, a Deputada Mirian Sobreira informou que o palestrante irá apresentá-lo em Genebra, na Suíça, no período de 04 a 09 de setembro de 2011, em que ocorrerá a “Convenção Mundial de Engenheiros”. Serão escolhidos os dez participantes entre os duzentos trabalhos aprovados a nível mundial. No Brasil, foram aprovados dezoito trabalhos a participarem desta convenção e entre estes está este projeto. Em final de maio de 2011 será divulgado o resultado final. Os dez finalistas na convenção serão comtemplados com prêmio em dinheiro e divulgação de seu trabalho em revistas de Engenharia a âmbito mundial. Em seguida, a Deputada parabenizou o palestrante e agradeceu sua presença, como também o palestrante agradeceu a Deputada a oportunidade de apresentar seu projeto nesta comissão da Assembléia Legislativa do Estado do Ceará. Neste contexto, a Deputada Mirian Sobreira disponibilizou inscrições para os convidados presentes dando início ao debate. Ao final, a citada Deputada agradeceu a presença de todos e declarou encerrada a palestra.             BASES ECOSSUSTENTÁVEIS PARA O DESENVOLVIMENTO URBANO E RURAL: POTENCIAL ENERGÉTICO A PARTIR DE RESÍDUOS SÓLIDO     E. Bezerra1, J. Silva2 1 Geopark Araripe, Universidade Regional do Cariri, Crato, Brasil 2 Universidade Regional do Cariri, Missão Velha, Brasil       Resumo: A intensificação de atividades humanas, aliadas ao crescimento desordenado da população e de centros urbanos sem planejamento tem gerado bastante quantidade de resíduos sólidos, estes, considerados um problema para as administrações políticas devido aos riscos ambientais e sanitários que representam, assim como às constantes demandas por espaço físico e gastos públicos sem qualquer retribuição vantajosa. Pelo mesmo motivo, e aos constantes avanços tecnológicos, a demanda mundial por energia está cada vez mais alta e desafiadora,   uma vez que é necessário abastecer as cidades, movimentar a economia e ainda preservar o meio ambiente. Esses são um dos maiores desafios da humanidade e engenharia. Por outro lado, comunidades rurais são criadas ou ampliadas, necessitando também de abastecimento elétrico e dificultando redes de transmissão a estas áreas distantes das cidades. Neste estudo é avaliado o potencial de geração de energia elétrica por biomassa no futuro Aterro Sanitário do Cariri e na comunidade rural de Riacho Fundo, na cidade de Crato, Brasil, e verificado a viabilidade da implantação de uma Usina termoelétrica a biogás e uma Unidade de Auto-abastecimento Elétrico - UAE, respectivamente. A aplicação de tecnologias e adaptações inovadoras também são objetos do estudo, além da seleção da alternativa mais sustentável e vantajosa produtiva e financeiramente. Palavras-chave: Alternativa, Bases ecossustentáveis, Biomassa, Energia renovável, Resíduos Sólidos. Introdução   Atualmente, o petróleo é a substância mais consumida para a geração de energia no mundo, porém a biomassa é uma fonte utilizada bem antes da descoberta do chamado “ouro negro” e parte da história da humanidade como origem da energia, pois o homem utiliza a lenha como princípio energético desde o início da civilização com a descoberta do fogo.         A biomassa é o material constituído de substâncias derivadas da matéria orgânica existente num ecossistema ou numa população de organismos vivos (animais e vegetais), podendo ser utilizada como combustíveis ou para sua própria manutenção. Na sua definição para a geração de energia, apresenta grandes vantagens sobre os tradicionais combustíveis fósseis, pois embora ambos apresentem a mesma derivação animal e vegetal, a biomassa pode considerar-se um recurso renovável pelo fato de ser uma opção eficiente e naturalmente reabastecida, a princípio, inesgotável, podendo ser encontrada facilmente por todas as partes do mundo em grande variedade de tipos e fontes de obtenção, ao contrário dos combustíveis fósseis que requerem milhões de anos e condições naturais apropriadas para formação. Na questão ambiental, a biomassa emite menos ou nenhum gases poluentes na atmosfera, pois levando em conta que o dióxido de carbono (CO2) emitido em alguns processos de queima dos compostos vegetais já havia sido previamente absorvido pelas plantas que deram origem ao combustível, o balanço de emissões do CO2 é nulo, já outros processos, uma vez controlados e devidamente utilizados, como o biogás, além de permitir o reaproveitamento dos resíduos, captam os gases de efeito estufa que seriam naturalmente lançados a atmosfera e converte em energia limpa. Já os combustíveis fósseis, principalmente o petróleo e o carvão mineral, são altamente poluidores, geram chuva ácida, contaminam o ar, o solo, o mar, os rios e águas subterrâneas durante o processo de extração e como conseqüência dos vazamentos.     Uma prova da dependência mundial por fontes não renováveis de energia são os dados apresentados por [1] quanto a Oferta Interna de Energia (Mundo 2007): 2,2% de Energia Hidráulica e Eletricidade; 5,9% de urânio (U3O8) e derivados; 10,5% de biomassa (incluindo combustíveis renováveis, resíduos sólidos urbanos, energias solar, eólica e geotérmica, entre outras); 20,9% de gás natural; 26,5% de carvão mineral e derivados; e por fim 34% de petróleo e derivados.   A presente pesquisa vem com o objetivo de estudar a alternativa de gerar energia renovável a partir da combustão de biogás proveniente da decomposição de resíduos sólidos urbanos em aterros sanitários, tornando rentáveis as despesas públicas com limpeza urbana e não-poluente o uso de usinas termelétricas, ao mesmo tempo em que mostra uma nova alternativa de suprir a necessidade energética mundial uma vez que utiliza fonte vasta e acessível. É interesse também, abordar questões no contexto rural, no que diz respeito: a criação de unidades de abastecimento próprio partindo da obtenção de energia por meio de biodigestão anaeróbica dos resíduos rurais (podas, fezes animais e humanas). Já em longo prazo, visamos promover a conscientização ambiental da sociedade, cooperação científica e melhoria tecnológica. Em oportunidade posterior, iremos abordar adaptações no processo de seleção e destinação do lixo, criando unidades de valorização de resíduos, onde se fragmenta o material reciclável e vende para indústrias.                     1.Referencial Teórico   O biogás é um tipo de mistura gasosa produzida naturalmente em meio anaeróbico através da ação de bactérias na degradação da matéria orgânica, que são fermentadas dentro de determinados limites de temperatura (30 a 60ºC), teor de umidade e acidez (pH 6 a 8). Sua produção é possível a partir de uma grande variedade de resíduos orgânicos como os de atividade humana (fezes, urina, lixo doméstico), resíduos de produção vegetal (restos de cultura e podas) e animais (esterco e urina), lodo de esgoto, entre outros. Comumente, é produzido artificialmente com o uso de um equipamento chamado biodigestor anaeróbico.   Este combustível apresenta um conteúdo energético elevado, uma vez que seu poder calorífico varia entre 5.000 e 7.000 Kcal/m3. Segundo [2], o biogás é composto principalmente por hidrocarbonetos e tipicamente por 60% de metano (CH4), 35% de dióxido de carbono (CO2) e 5% de uma mistura de nitrogênio (N2), hidrogênio (H2), oxigênio (O2), gás sulfídrico (H2S), amônia (NH3), monóxido de carbono (CO) e aminas voltáveis. Dependendo da eficiência do processo, o biogás chega a conter entre 40% e 80% de metano, onde o grau de pureza e quantidade de CH4 irão influenciar no poder calorífico do biogás, em que este altamente purificado pode alcançar até 12.000 Kcal/m3.   Em termos práticos e para efeito de comparação, a Tabela 1 apresenta o equivalente energético médio de diversas fontes de energia em relação a 1 (um) metro cúbico de biogás.         Tabela 1: Correspondência do poder combustível do biogás a outros combustíveis usuais. (Figueiredo, 2007 apud Cardoso Filho, 2001, p. 27)       1.1. Contexto histórico do biogás O biogás, também denominado gás de pântanos, foi descoberto por Shirley em 1667. Já no ano de 1776, Alessandro Volta indicou a presença do metano no gás de pântanos. Em 1883, Ulysses Gayon, aluno de Louis Pasteur, na França, realizou uma mistura de estrume e água, a 35ºC, em um processo de fermentação anaeróbica e obteve 100 litros de gás/m3 de matéria. Foi então que em 1884, ao apresentar os trabalhos do seu aluno à Academia de Ciências, Louis Pasteur observou que a fermentação podia formar uma fonte de aquecimento e iluminação [2].         Nas décadas de 50 e 60, Índia e China foram os primeiros países a utilizar o processo de biodigestão, sendo que desenvolveram seus próprios modelos de biodigestores. A tecnologia da digestão anaeróbia foi levada ao Brasil com a crise do petróleo na década de 70.   Hoje, 51 anos após a sua primeira utilização do modelo de biodigestão, a China com, aproximadamente, 462,9 milhões de suínos, correspondente a metade do rebanho mundial, é o país que mais desenvolveu o biogás a nível rural, visando atender principalmente energia para o cozimento e iluminação doméstica, além de tentar reduzir suas emissões de gases estufa. Desde 2002, só o Fundo Internacional para o Desenvolvimento da Agricultura – IFAD (agência das Nações Unidas) mantém um projeto no país que já disponibilizou mais de 23 mil biodigestores para 30 mil famílias em mais de 3,1 mil vilas. Acredita-se que haja mais de 8 milhões de unidades na China.   1.2. O biogás quanto as matérias-primas abrangidas pelo estudo. Aterros Sanitários: O aterro sanitário é a forma de disposição final de resíduos sólidos urbanos (orgânico + reciclável) no solo através do seu confinamento em camadas cobertas com terra, atendendo às normas operacionais, de modo a evitar danos ou riscos à saúde pública e à segurança, minimizando os impactos ambientais [3]. A matéria-prima é trazida por caminhões, disposta, compactada por tratores e coberta com solo em valas (Método Trincheira), rampas (Método de Rampa ou Escavação Progressiva) ou topografias planas (Método de Área). A opção por um desses métodos depende de características físicas e geográficas da área e do volume de lixo disposto. Daí, formam-se câmaras, nas quais é produzido o biogás extraído por sistema de compressão ligado a poços de coleta e tubos condutores e conduzidos até sistema de purificação. O sistema de coleta possui tubos verticais perfurados e cobertos com rede para evitar a entrada do material disposto ou indesejado. Em alguns casos usa-se membrana protetora para conservar a biodigestão e retenção do     gás. Além disto, os aterros podem ter equipamentos chamados “flares” para queima do excesso do biogás, para uso durante os períodos de manutenção dos equipamentos, ou ainda sistemas de recuperação energética para conversão do mesmo em energia elétrica.   Biodigestores: É uma câmara fechada onde é colocado material orgânico para decomposição. Pode ser um tanque coberto por manta impermeável de PVC (Polyvinyl chloride), o qual, com exceção dos tubos de entrada e de saída, é totalmente vedado, criando um ambiente anaeróbico (sem a presença de oxigênio). Quanto a sua forma de abastecimento, os biodigestores são classificados em: batelada e contínuos. Os biodigestores em batelada recebem o carregamaneto da matéria orgânica, que somente é substituido após o período adequado à biodigestão de todo o lote. Os biodigestores contínuos são cosntruídos de tal forma que podem ser abastecidos diariamente, permitindo que a cada entrada de substrato orgânico a ser processado, exista saída de material já tratado [4]. Nesse modelo a matéria-prima utilizada são resíduos de produção vegetal (restos de cultura e podas), dejetos animais e humanos (esterco e urina). Vejamos alguns modelos de biodigestores na Figura 1.             Figura 1: Modelos de biodigestores.   Ao final de todo processo de decomposição o material se transforma em biofertilizante, que apresenta alta qualidade para uso agrícola, com teores médios de 1,5 a 2% de nitrogênio (N), 1 a 1,5 % de fósforo (P) e 0,5 a 1% de potássio (K). Trata-se de uma adubo orgânico, isento de agentes causadores de doenças e pragas às plantas e contribui de forma extraordinária no reestabelecimento do teor de húmus do solo, funcionando como melhorador de suas propriedades químicas, físicas e biológicas, que tem importante papel na sua estruturação e fixação de nitrogênio atmosférico. Na agricultura pode ser aplicado diretamente no solo em forma líquida ou seca. Para aplicação direta nas plantas, coloca-se um litro de biofertilizante para cada 10 litros de água, passa-se a mistura por uma peneira fina e realiza-se a aplicação. Os efeitos do biofertilizante no controle de pragas e doenças de plantas têm sido bem evidenciados. Efeitos fungistático, bacteriostático e repelente sobre insetos já foram constatados [4].   2.Materiais e Métodos     A metodologia utiliza neste trabalho foi o estudo de caso por comparação, iniciado teoricamente com base em publicações científicas, teses e dissertações de pós-graduação, junto com a literatura disponível sobre estudos semelhantes implantados. Dessa forma, foi feito o levantamento do estado da arte do biogás, além da determinação de pontos principais a serem tratados e etapas seguintes, como: identificação de áreas e coleta de dados.   2.1. Identificação das áreas para a implementação do estudo.   Estabelecer critérios e a influência dos mesmos na seleção de áreas apropriadas para a implementação do estudo foi o primeiro passo. Dentre estes, os critérios de maior consideração e primordial para que a cidade ou região fosse selecionada, são: ter características urbanas e rurais, produção de grande quantidade de resíduos sólidos e dificuldades no gerenciamento destes, assim como, estar prestes a receber um aterro sanitário. A partir dos critérios com segunda maior influência, como: a proximidade do grupo técnico da pesquisa, áreas ambientais protegidas legalmente, mas afetadas pelo extrativismo vegetal e manejo agrícola inadequados, deficiência energética e a necessidade de fontes alternativas de energia que supram a demanda, a Região Metropolitana do Cariri foi selecionada.     De acordo com [5], esta região composta por nove municípios (Barbalha, Caririaçu, Crato, Farias Brito, Jardim, Juazeiro do Norte, Missão Velha, Nova Olinda e Santana do Cariri) abrange uma área de 5.025,7 km2, e população de 539.383 habitantes no ano de 2007. Sua estrutura geológica, predominantemente de 80% de embasamento sedimentar, pluviometria média anual variando de 950 a 1.100mm e recursos hídricos numerosos que vão desde 293 fontes naturais de água até 5 aqüíferos (Missão Velha, Exu, Santana, Mauriti e Aluvial), 3 rios (Carás, Batateiras e Salamanca) e 2 reservatórios (açudes Manoel Balbino e Thomas Osterne), fazem com que a exploração agrícola seja relativamente significativa, tendo o setor agropecuário uma participação de 3,9% no PIB da região no ano de 2007, ou o equivalente a R$ 89.623.443,00.   O relevo tabuliforme, formado por um planalto que abriga a Floresta Nacional do Araripe, e depressões periféricas cobertas por vegetação de caatinga arbórea/arbustiva densa fez com que o desenvolvimento da região ficasse naturalmente zoneado, com as cidades ao centro, distantes a pelo menos 8 km das áreas de encosta, formando um aglomerado de área urbana e deixando a floresta, área destinada a preservação ambiental, isolada ao topo e encostas do planalto. Porém, com o decorrer dos anos e a elevação das taxas de urbanização (sendo em todos os municípios superiores a 60%) e de crescimento populacional a 1,49% ao ano na região, as áreas de várzeas e de encostas menos íngremes (área de floresta), caracterizada por solos de média a alta fertilidade natural, bem drenados e medianamente profundos, foram sendo degradadas pela atividade agrícola, produção de lenha, construções irregulares e exploração de áreas de recreação com a existência de clubes recreativos e balneários. Assim, comunidades rurais se estabeleceram e a população rural passou a apresentar taxas de crescimento e sinais de estagnação entre as cidades. Em 2000, a lenha teve uma produção de 26.879t e em 2007, a população rural já estava em 122.414 habitantes.     Merece destaque, a destinação de resíduos sólidos urbanos na Região Metropolitana do Cariri, que é realizada em lixões a céu aberto, localizados próximos a cursos d’água ou de unidades de conservação, contribuindo para a poluição dos recursos hídricos superficiais e subterrâneos pelo aporte do chorume, além da disseminação de vetores de doenças e da degradação dos valores paisagísticos. Para suprir a produção regional de lixo e tentar amenizar os problemas ambientais gerados por esse, o Governo do Estado do Ceará iniciou pesquisas para a construção de um Aterro Sanitário no Cariri, do tipo consorciado, que irá permitir a utilização e divisão dos recursos gastos para manter o aterro entre as 9 cidades da região mais a cidade de Altaneira.   Por esses motivos citados anteriormente na breve caracterização, a Região Metropolitana do Cariri foi uma das áreas pretendidas na primeira etapa, seguindo os critérios de maior peso, assim como outras 11 regiões espalhadas por todo território do estado brasileiro do Ceará. Porém, a partir dos critérios de segunda maior relevância, a Região do Cariri foi escolhida, uma vez que os pesquisadores e centros operacionais (laboratórios e universidades) se encontram na região, e a mesma necessita de maiores intervenções ambientais, sociais e energéticas geradas pelo seu acelerado desenvolvimento. Na sua zona rural, a comunidade escolhida foi Riacho Fundo, localizada no Distrito de Santa Fé na cidade de Crato, cuja é marcada pelo desmatamento da Floresta Nacional do Araripe, predominando a expansão irregular da produção agropecuária (Figura     2) e o extrativismo vegetal ilegal para a produção de lenha e carvão vegetal. Além de intervenções constantes do Instituto Brasileiro de Meio Ambiente – IBAMA, a comunidade fica a, aproximadamente, 16 km do centro comercial de Crato, com difícil acesso por única estrada irregular de areia e transporte limitado, o que inviabiliza as redes de transmissão elétrica e torna isolada a vida das pessoas da comunidade.   2.2. Coleta de dados   A partir da identificação da área a ser trabalhada, o segundo passo foi desenvolver um questionário para ser aplicado na forma de entrevista com a população envolvida (catadores de lixo, produtores rurais e funcionários da limpeza urbana). Os questionários foram formulados em dois modelos: rural e urbano, ambos com perguntas simples para fácil compreensão e caracterização dos entrevistados sobre dados pessoais (nomes, idades, sexos, formações acadêmicas e estados civis), econômicos (renda e sua origem, participação em programas sociais do governo e atividades profissionais desenvolvidas), sociais (moradia e sua infra-estrutura, opiniões) e de interesse do projeto em caso rural, uma vez que os dados referentes ao contexto urbano foram repassados pelos órgãos governamentais municipais e estaduais. No caso do questionário rural, aplicado com a comunidade de Riacho Fundo (Figura 3), os dados de interesse do projeto abordavam a quantidade, tipo e custo da matéria-prima utilizada para obter energia térmica (lenha, carvão ou gás liquefeito de petróleo), consumo mensal de energia elétrica na residência (conferida a partir do boleto de pagamento emitido pela distribuidora de energia elétrica), quantidade e tipo de criação pecuária, se houver. Ao final da aplicação dos questionários, foram colhidas assinaturas dos entrevistados para demonstrar que informações passadas eram verídicas. Com isso obtivemos a caracterização da comunidade e resultados.       Figura 2: Comunidade de Riacho Fundo em meio a Floresta Nacional do Araripe; Figura 3: Abordagem na comunidade de Riacho Fundo em 2009 para a aplicação dos questionários rurais.           3. Resultados e Discussões A partir da metodologia escolhida e avaliação dos questionários aplicados em 2009 pôde-se obter dados estatísticos da comunidade rural do Riacho Fundo nunca investigados anteriormente e que poderão servir de referência para estudos posteriores, como: população de 108 habitantes, em que 92% desenvolve alguma atividade agropecuária em casa, 16% cursa ou tem nível superior, 40% participa de algum programa social do governo, 0% tem sistema de esgoto ou coleta de lixo e 36% tem acesso à água encanada, sem falar nos 414 animais pecuários.   A etapa seguinte é estimar dados do(s) biodigestor (es). O seu volume em m3 é obtido pelo o produto do VC (Volume de Carga introduzida diariamente no equipamento: m3/dia) e do TRH (Tempo de Retenção Hidráulica ou o tempo necessário para a mistura ser digerida: dias), como mostra a fórmula: Volume do Biodigestor = VC x TRH. A carga trata-se dos dejetos + água. Ver Tabela 2.   Tabela 2: Cálculo da carga e biogás diários a partir dos 414 animais de Riacho Fundo.   Espécies Animais A B* C = A x B D* E*   Número de Animais Esterco por animal (kg) Total de esterco (kg) m3 de biogás/kg de esterco Relação Esterco:Água (kg:l) Porco 34 4 136 0,075-0,089 1:1,3 Caprino/Ovino 168 0,5 85 0,040-0,061 1:4-5 Vaca 50 7 350 0,040-0,049 1:1 Vaca leiteira 50 25 1.250 0,040 1:1 Bezerro 20 2 40 0,040 1:1 Boi 25 15 375 0,040 1:1 Galinha 67 0,25 16,75 0,090 1:1,3 TOTAL 414 animais - 2.252,75 kg 95,71 m3 2.553,58 l     * Valores pré-estabelecidos para cada espécie de animal. [2]   O Volume de Carga (coluna C+E na Tabela 2) encontrado foi de 4.806,33 l/dia, mas considerando que as fezes têm, em média, 75% de água na sua composição, iremos considerar a densidade (ρ) das fezes igual à densidade da água que corresponde a 1kg/l, para então, encontramos o mesmo valor, desta vez, em metros cúbicos, que resulta em 4,81 m3/dia.   Segundo [4], o Tempo de Retenção Hidráulica em relação às espécies é: 45 dias para caprino/ovino, 35 dias para bovinos/suínos, e 60 dias para aves. Para tanto, como na comunidade rural escolhida pelo estudo em questão abriga todas as espécies citadas anteriormente, encontramos o TRH do biodigestor a partir da média aritmética simples do TRH das espécies, chegando ao valor de 47dias.             Contudo, caso construído único biodigestor, o seu volume deve ser de 226,07 m3, mas por questões de tamanho, eficiência e operacionalidade é preferível construir 47 equipamentos, cada um com capacidade para armazenar 4,81m3 de carga e produzir 95,71 m3 de biogás, permitindo que quando as 47 unidades estejam carregadas a comunidade produza: 4.498,37 m3 de biogás, 6.432 kWh, ou 64,26 botijões de 13 kg (31,5 l) de Gás Liquefeito de Petróleo (com base na Tabela 1) atendendo assim a sua demanda de energia elétrica diária que em 2009 era de 55,17 KWh ou suprir as necessidades dos moradores de gás sem preciso o corte de árvores.   A chamada unidade de abastecimento próprio corresponde a todo um sistema contínuo, que consiste em: primeiro, a construção de uma unidade de confinamento de animais, denominada de curral, para abrigar os 414 animais separados por espécie e que, atualmente, são criados soltos, para então obter os 2.252,75 kg de esterco diários; segundo, uma central de biodigestão, onde ficaram os 47 biodigestores do modelo chinês com volume de 4,81m3; terceiro, um reservatório de biofertilizante, com capacidade para 16,90 m3 (25% do total de dejetos gerados por mês em metros cúbicos) para a forma sólida e 127,30 m3 (total de água acrescentada aos dejetos por mês em metros cúbicos + 75% do total de dejetos gerados por mês em metros cúbicos) para a forma líquida; quarto, uma unidade de compressão de biogás constituída por um tanque de baixa pressão, uma bala de alta pressão e um compressor; e por fim, um Laboratório de testes do biogás e derivados equipado para realizar os testes de utilização do biogás para energia elétrica e/ou gás, além da qualidade do biofertilizante. Para implantação de uma dessas unidades na comunidade, a mesma terá que passar por estas adaptações sugeridas.   Na área urbana, com dados estatísticos da região e a quantidade de resíduos sólidos urbanos produzidos nas cidades de Crato, Juazeiro do Norte e Barbalha, os três municípios maiores da Região Metropolitana do Cariri com cerca de 74,85% da população e 84,51% do PIB da região, dividimos a quantidade de resíduos gerados diariamente em cada uma das três cidades pela sua respectiva população e encontramos um valor estimado da quantidade de lixo gerado por cada habitante. Com isso, fizemos a média aritmética simples dos valores encontrados para cada cidade e então consideramos o valor obtido de 0,61 kg/habitante x dia, média padrão para todas os 10     municípios atendidos pelo aterro sanitário, e conseqüentemente, encontramos a quantidade de resíduos sólidos gerados pelos outros 7, como mostra a Tabela 3.                         Tabela 3: Lixo produzido diariamente pelas cidades enquadradas no projeto do aterro sanitário.     R   * Valores alcançados pela média aritmética (Lixo Diário de Crato + Lixo Diário de Juazeiro do Norte + Lixo Diário de Barbalha) ÷ 3 ¨ Valores estabelecidos por pesquisas anteriores.   Segundo a Pesquisa e Desenvolvimento da Superintendência de Tecnologias Alternativas Energéticas da Companhia Energética de Minas Gerais – Cemig, uma tonelada de lixo corresponde a 200 m3 de biogás gerados por dia, onde cada metro cúbico de biogás corresponde a 6 kWh de energia elétrica/dia. Com bases nestes dados o Aterro Sanitário do Cariri, com suas 336,7 t/dia, poderá gerar diariamente: 67.320 m3 de biogás, ou o equivalente a 403,92 MWh de energia elétrica e R$ 224.983,44, caso seja vendida a Companhia Energética do Ceará – COELCE pelo preço do seu KWh que custa R$ 0,55703, sem falar nas 23. 562 toneladas de CO2 (35% do biogás) que corresponderia a € 235.620 em créditos de carbono.   O Perfil Básico Regional [5] afirma que 170.248 consumidores da Região Metropolitana do Cariri consumiram no ano de 2008: 394.587 MWh de energia elétrica, e o potencial do Aterro Sanitário do Cariri seria de gerar por ano 147.430,80 MWh de energia elétrica ou seja o correspondente a 37,36% da demanda da região, valor representativo. Vale ressaltar, que o processo de obtenção de biogás proveniente de aterros utiliza como matéria-prima resíduos orgânicos e recicláveis conjuntamente, mas considerando que 55% dos resíduos gerados é de matéria orgânica e somente este é responsável por 92% do biogás gerado em aterros, sugerimos uma idéia simples e inovadora: antes de implantar o Aterro Sanitário no Cariri, implantar um projeto de coleta seletiva nas dez cidades da região para então gerar biogás somente a apartir do lixo orgânico, aumentando assim os       níveis de produção de gás, uma vez que o material orgânico disposto terá o espaço do local antes ocupado por materiais pouco produtíveis, e permitindo que os lixos inorgânicos sejam destinados a unidades de valorização de resíduos para reciclagem ou a fragmentação de alguns materiais (plástico, borracha, vidro) para vender a indústrias locais.   Conclusões   Este trabalho mostrou que uma gestão eficaz dos resíduos sólidos é capaz tornar produtivo o sistema que anteriormente só gerava custos. Mostrou ainda, possibilidades de gerar energia no meio rural aproveitando fezes e promovendo o desenvolvimento sustentável, poupando despesas com redes de transmissão de eletricidade para estas áreas, muitas vezes afastadas das unidades de abastecimento. Conclui-se, que o estudo de caso realizado comprova a teoria com base em casos reais e que os dados alcançados mostram-se satisfatórios para implantação de uma Usina Termelétrica a biogás no futuro Aterro Sanitário no Cariri e de uma unidade auto-abastecimento elétrico na comunidade de Riacho Fundo; que assim como os projetos: São José do Governo do Estado do Ceará que fornece mecanização agrícola e abastecimento de água para associações rurais de todo o estado, e Biodiesel do Governo Federal Brasileiro que produz biocombustíveis a partir do óleo da mamona, o estudo apresentado pode ser uma alternativa viável e ambientalmente correta para também ser difundida pela Região Nordeste do Brasil e substituir os projetos de construção de usinas nucleares na região até 2014 e o Luz para Todos, que leva transmissões de energia elétrica até áreas rurais. Pensando a longo prazo, as pequenas cidades com características rurais podem se tornar auto-suficiente em energia elétrica com a aplicação do estudo.     “A maioria dos sistemas de produção e pessoas consomem energia elétrica e geram resíduos, mas como todo resíduo acumula alguma forma de energia, podemos converter o resíduo em energia e viver de forma energeticamente equilibrada.” E. Bezerra   Referências [1]Empresa de Pesquisa Energética, EPE e Ministério de Minas e Energia, MME, 2010, Balanço Energético Nacional 2010 – Ano base 2009: Resultados Preliminares, Disponível em: << http://www.cogen.com.br/paper/2010/Resultados_Pre_BEN_2010.pdf>>pp. 8-53. [2]Pecora, V., 2006, Implantação de uma unidade demonstrativa de geração de energia elétrica a partir do biogás de tratamento do esgoto residencial da USP – Estudo de Caso, Dissertação, pp. 15-152. [3]Figueiredo, N. J. V. de, 2007, Utilização do biogás de aterro sanitário para geração de energia elétrica e iluminação a gás – Estudo de caso, Monografia, pp. 17-87. [4]Winrock, Instituto, 2008, Manual de treinamento em biodigestão, Disponível em: <   winrock.org.br/media/biodigestionmanualv2.pdf>> (2), pp. 1-18. [5]Instituto de Pesquisa e Estratégia Econômica do Ceará, IPECE, 2010, Plano Básico Regional 2009 – Região Metropolitana do Cariri, Disponível em: << http://www2.ipece.ce.gov.br/estatistica/perfil_regional/Perfil_Regional_R9.pdf>>, pp. 5-11.       SEGUNDA PALESTRA REALIZADA PELA COMISSÃO DE CIÊNCIA, TECNOLOGIA E ENSINO SUPERIOR - CCTES DA ASSEMBLEIA LEGISLATIVA DO ESTADO DO CEARÁ . No dia 03 de maio de 2011, às 16 horas, no Complexo das Comissões, no Auditório Deputado Carlos Eduardo Benevides, desta Casa Legislativa, realizou-se uma palestra com o objetivo de apresentar o Projeto “Bases ecossustentáveis para o desenvolvimento urbano e rural: potencial energético a partir de resíduos sólidos”, de autoria do Senhor Emerson Bezerra, estudante universitário da Universidade Regional do Cariri – URCA. A Presidente da Comissão Deputada Mirian Sobreira iniciou os trabalhos destacando a importancia do tema em pauta e apresentou o palestrante Senhor Emerson Bezerra. A referida Deputada destacou os convidados presentes, representantes da SEMACE; CONPAN; IBAMA; EMBRAPA E UNIFOR. Em seguida, foi iniciada a palestra no qual foi apresentado o citado projeto. ( Ver ao final o conteúdo do projeto) Após a apresentação, a Deputada Mirian Sobreira informou que o palestrante irá apresentá-lo em Genebra, na Suíça, no período de 04 a 09 de setembro de 2011, em que ocorrerá a “Convenção Mundial de Engenheiros”. Serão escolhidos os dez participantes entre os duzentos trabalhos aprovados a nível mundial. No Brasil, foram aprovados dezoito trabalhos a participarem desta convenção e entre estes está este projeto. Em final de maio de 2011 será divulgado o resultado final. Os dez finalistas na convenção serão comtemplados com prêmio em dinheiro e divulgação de seu trabalho em revistas de Engenharia a âmbito mundial. Em seguida, a Deputada parabenizou o palestrante e agradeceu sua presença, como também o palestrante agradeceu a Deputada a oportunidade de apresentar seu projeto nesta comissão da Assembléia Legislativa do Estado do Ceará. Neste contexto, a Deputada Mirian Sobreira disponibilizou inscrições para os convidados presentes dando início ao debate. Ao final, a citada Deputada agradeceu a presença de todos e declarou encerrada a palestra. BASES ECOSSUSTENTÁVEIS PARA O DESENVOLVIMENTO URBANO E RURAL: POTENCIAL ENERGÉTICO A PARTIR DE RESÍDUOS SÓLIDO E. Bezerra1, J. Silva2 1 Geopark Araripe, Universidade Regional do Cariri, Crato, Brasil 2 Universidade Regional do Cariri, Missão Velha, Brasil Resumo: A intensificação de atividades humanas, aliadas ao crescimento desordenado da população e de centros urbanos sem planejamento tem gerado bastante quantidade de resíduos sólidos, estes, considerados um problema para as administrações políticas devido aos riscos ambientais e sanitários que representam, assim como às constantes demandas por espaço físico e gastos públicos sem qualquer retribuição vantajosa. Pelo mesmo motivo, e aos constantes avanços tecnológicos, a demanda mundial por energia está cada vez mais alta e desafiadora, uma vez que é necessário abastecer as cidades, movimentar a economia e ainda preservar o meio ambiente. Esses são um dos maiores desafios da humanidade e engenharia. Por outro lado, comunidades rurais são criadas ou ampliadas, necessitando também de abastecimento elétrico e dificultando redes de transmissão a estas áreas distantes das cidades. Neste estudo é avaliado o potencial de geração de energia elétrica por biomassa no futuro Aterro Sanitário do Cariri e na comunidade rural de Riacho Fundo, na cidade de Crato, Brasil, e verificado a viabilidade da implantação de uma Usina termoelétrica a biogás e uma Unidade de Auto-abastecimento Elétrico - UAE, respectivamente. A aplicação de tecnologias e adaptações inovadoras também são objetos do estudo, além da seleção da alternativa mais sustentável e vantajosa produtiva e financeiramente. Palavras-chave: Alternativa, Bases ecossustentáveis, Biomassa, Energia renovável, Resíduos Sólidos. Introdução Atualmente, o petróleo é a substância mais consumida para a geração de energia no mundo, porém a biomassa é uma fonte utilizada bem antes da descoberta do chamado “ouro negro” e parte da história da humanidade como origem da energia, pois o homem utiliza a lenha como princípio energético desde o início da civilização com a descoberta do fogo. A biomassa é o material constituído de substâncias derivadas da matéria orgânica existente num ecossistema ou numa população de organismos vivos (animais e vegetais), podendo ser utilizada como combustíveis ou para sua própria manutenção. Na sua definição para a geração de energia, apresenta grandes vantagens sobre os tradicionais combustíveis fósseis, pois embora ambos apresentem a mesma derivação animal e vegetal, a biomassa pode considerar-se um recurso renovável pelo fato de ser uma opção eficiente e naturalmente reabastecida, a princípio, inesgotável, podendo ser encontrada facilmente por todas as partes do mundo em grande variedade de tipos e fontes de obtenção, ao contrário dos combustíveis fósseis que requerem milhões de anos e condições naturais apropriadas para formação. Na questão ambiental, a biomassa emite menos ou nenhum gases poluentes na atmosfera, pois levando em conta que o dióxido de carbono (CO2) emitido em alguns processos de queima dos compostos vegetais já havia sido previamente absorvido pelas plantas que deram origem ao combustível, o balanço de emissões do CO2 é nulo, já outros processos, uma vez controlados e devidamente utilizados, como o biogás, além de permitir o reaproveitamento dos resíduos, captam os gases de efeito estufa que seriam naturalmente lançados a atmosfera e converte em energia limpa. Já os combustíveis fósseis, principalmente o petróleo e o carvão mineral, são altamente poluidores, geram chuva ácida, contaminam o ar, o solo, o mar, os rios e águas subterrâneas durante o processo de extração e como conseqüência dos vazamentos. Uma prova da dependência mundial por fontes não renováveis de energia são os dados apresentados por [1] quanto a Oferta Interna de Energia (Mundo 2007): 2,2% de Energia Hidráulica e Eletricidade; 5,9% de urânio (U3O8) e derivados; 10,5% de biomassa (incluindo combustíveis renováveis, resíduos sólidos urbanos, energias solar, eólica e geotérmica, entre outras); 20,9% de gás natural; 26,5% de carvão mineral e derivados; e por fim 34% de petróleo e derivados. A presente pesquisa vem com o objetivo de estudar a alternativa de gerar energia renovável a partir da combustão de biogás proveniente da decomposição de resíduos sólidos urbanos em aterros sanitários, tornando rentáveis as despesas públicas com limpeza urbana e não-poluente o uso de usinas termelétricas, ao mesmo tempo em que mostra uma nova alternativa de suprir a necessidade energética mundial uma vez que utiliza fonte vasta e acessível. É interesse também, abordar questões no contexto rural, no que diz respeito: a criação de unidades de abastecimento próprio partindo da obtenção de energia por meio de biodigestão anaeróbica dos resíduos rurais (podas, fezes animais e humanas). Já em longo prazo, visamos promover a conscientização ambiental da sociedade, cooperação científica e melhoria tecnológica. Em oportunidade posterior, iremos abordar adaptações no processo de seleção e destinação do lixo, criando unidades de valorização de resíduos, onde se fragmenta o material reciclável e vende para indústrias. 1.Referencial Teórico O biogás é um tipo de mistura gasosa produzida naturalmente em meio anaeróbico através da ação de bactérias na degradação da matéria orgânica, que são fermentadas dentro de determinados limites de temperatura (30 a 60ºC), teor de umidade e acidez (pH 6 a 8). Sua produção é possível a partir de uma grande variedade de resíduos orgânicos como os de atividade humana (fezes, urina, lixo doméstico), resíduos de produção vegetal (restos de cultura e podas) e animais (esterco e urina), lodo de esgoto, entre outros. Comumente, é produzido artificialmente com o uso de um equipamento chamado biodigestor anaeróbico. Este combustível apresenta um conteúdo energético elevado, uma vez que seu poder calorífico varia entre 5.000 e 7.000 Kcal/m3. Segundo [2], o biogás é composto principalmente por hidrocarbonetos e tipicamente por 60% de metano (CH4), 35% de dióxido de carbono (CO2) e 5% de uma mistura de nitrogênio (N2), hidrogênio (H2), oxigênio (O2), gás sulfídrico (H2S), amônia (NH3), monóxido de carbono (CO) e aminas voltáveis. Dependendo da eficiência do processo, o biogás chega a conter entre 40% e 80% de metano, onde o grau de pureza e quantidade de CH4 irão influenciar no poder calorífico do biogás, em que este altamente purificado pode alcançar até 12.000 Kcal/m3. Em termos práticos e para efeito de comparação, a Tabela 1 apresenta o equivalente energético médio de diversas fontes de energia em relação a 1 (um) metro cúbico de biogás. Tabela 1: Correspondência do poder combustível do biogás a outros combustíveis usuais. (Figueiredo, 2007 apud Cardoso Filho, 2001, p. 27) 1.1. Contexto histórico do biogás O biogás, também denominado gás de pântanos, foi descoberto por Shirley em 1667. Já no ano de 1776, Alessandro Volta indicou a presença do metano no gás de pântanos. Em 1883, Ulysses Gayon, aluno de Louis Pasteur, na França, realizou uma mistura de estrume e água, a 35ºC, em um processo de fermentação anaeróbica e obteve 100 litros de gás/m3 de matéria. Foi então que em 1884, ao apresentar os trabalhos do seu aluno à Academia de Ciências, Louis Pasteur observou que a fermentação podia formar uma fonte de aquecimento e iluminação [2]. Nas décadas de 50 e 60, Índia e China foram os primeiros países a utilizar o processo de biodigestão, sendo que desenvolveram seus próprios modelos de biodigestores. A tecnologia da digestão anaeróbia foi levada ao Brasil com a crise do petróleo na década de 70. Hoje, 51 anos após a sua primeira utilização do modelo de biodigestão, a China com, aproximadamente, 462,9 milhões de suínos, correspondente a metade do rebanho mundial, é o país que mais desenvolveu o biogás a nível rural, visando atender principalmente energia para o cozimento e iluminação doméstica, além de tentar reduzir suas emissões de gases estufa. Desde 2002, só o Fundo Internacional para o Desenvolvimento da Agricultura – IFAD (agência das Nações Unidas) mantém um projeto no país que já disponibilizou mais de 23 mil biodigestores para 30 mil famílias em mais de 3,1 mil vilas. Acredita-se que haja mais de 8 milhões de unidades na China. 1.2. O biogás quanto as matérias-primas abrangidas pelo estudo. Aterros Sanitários: O aterro sanitário é a forma de disposição final de resíduos sólidos urbanos (orgânico + reciclável) no solo através do seu confinamento em camadas cobertas com terra, atendendo às normas operacionais, de modo a evitar danos ou riscos à saúde pública e à segurança, minimizando os impactos ambientais [3]. A matéria-prima é trazida por caminhões, disposta, compactada por tratores e coberta com solo em valas (Método Trincheira), rampas (Método de Rampa ou Escavação Progressiva) ou topografias planas (Método de Área). A opção por um desses métodos depende de características físicas e geográficas da área e do volume de lixo disposto. Daí, formam-se câmaras, nas quais é produzido o biogás extraído por sistema de compressão ligado a poços de coleta e tubos condutores e conduzidos até sistema de purificação. O sistema de coleta possui tubos verticais perfurados e cobertos com rede para evitar a entrada do material disposto ou indesejado. Em alguns casos usa-se membrana protetora para conservar a biodigestão e retenção do gás. Além disto, os aterros podem ter equipamentos chamados “flares” para queima do excesso do biogás, para uso durante os períodos de manutenção dos equipamentos, ou ainda sistemas de recuperação energética para conversão do mesmo em energia elétrica. Biodigestores: É uma câmara fechada onde é colocado material orgânico para decomposição. Pode ser um tanque coberto por manta impermeável de PVC (Polyvinyl chloride), o qual, com exceção dos tubos de entrada e de saída, é totalmente vedado, criando um ambiente anaeróbico (sem a presença de oxigênio). Quanto a sua forma de abastecimento, os biodigestores são classificados em: batelada e contínuos. Os biodigestores em batelada recebem o carregamaneto da matéria orgânica, que somente é substituido após o período adequado à biodigestão de todo o lote. Os biodigestores contínuos são cosntruídos de tal forma que podem ser abastecidos diariamente, permitindo que a cada entrada de substrato orgânico a ser processado, exista saída de material já tratado [4]. Nesse modelo a matéria-prima utilizada são resíduos de produção vegetal (restos de cultura e podas), dejetos animais e humanos (esterco e urina). Vejamos alguns modelos de biodigestores na Figura 1. Figura 1: Modelos de biodigestores. Ao final de todo processo de decomposição o material se transforma em biofertilizante, que apresenta alta qualidade para uso agrícola, com teores médios de 1,5 a 2% de nitrogênio (N), 1 a 1,5 % de fósforo (P) e 0,5 a 1% de potássio (K). Trata-se de uma adubo orgânico, isento de agentes causadores de doenças e pragas às plantas e contribui de forma extraordinária no reestabelecimento do teor de húmus do solo, funcionando como melhorador de suas propriedades químicas, físicas e biológicas, que tem importante papel na sua estruturação e fixação de nitrogênio atmosférico. Na agricultura pode ser aplicado diretamente no solo em forma líquida ou seca. Para aplicação direta nas plantas, coloca-se um litro de biofertilizante para cada 10 litros de água, passa-se a mistura por uma peneira fina e realiza-se a aplicação. Os efeitos do biofertilizante no controle de pragas e doenças de plantas têm sido bem evidenciados. Efeitos fungistático, bacteriostático e repelente sobre insetos já foram constatados [4]. 2.Materiais e Métodos A metodologia utiliza neste trabalho foi o estudo de caso por comparação, iniciado teoricamente com base em publicações científicas, teses e dissertações de pós-graduação, junto com a literatura disponível sobre estudos semelhantes implantados. Dessa forma, foi feito o levantamento do estado da arte do biogás, além da determinação de pontos principais a serem tratados e etapas seguintes, como: identificação de áreas e coleta de dados. 2.1. Identificação das áreas para a implementação do estudo. Estabelecer critérios e a influência dos mesmos na seleção de áreas apropriadas para a implementação do estudo foi o primeiro passo. Dentre estes, os critérios de maior consideração e primordial para que a cidade ou região fosse selecionada, são: ter características urbanas e rurais, produção de grande quantidade de resíduos sólidos e dificuldades no gerenciamento destes, assim como, estar prestes a receber um aterro sanitário. A partir dos critérios com segunda maior influência, como: a proximidade do grupo técnico da pesquisa, áreas ambientais protegidas legalmente, mas afetadas pelo extrativismo vegetal e manejo agrícola inadequados, deficiência energética e a necessidade de fontes alternativas de energia que supram a demanda, a Região Metropolitana do Cariri foi selecionada. De acordo com [5], esta região composta por nove municípios (Barbalha, Caririaçu, Crato, Farias Brito, Jardim, Juazeiro do Norte, Missão Velha, Nova Olinda e Santana do Cariri) abrange uma área de 5.025,7 km2, e população de 539.383 habitantes no ano de 2007. Sua estrutura geológica, predominantemente de 80% de embasamento sedimentar, pluviometria média anual variando de 950 a 1.100mm e recursos hídricos numerosos que vão desde 293 fontes naturais de água até 5 aqüíferos (Missão Velha, Exu, Santana, Mauriti e Aluvial), 3 rios (Carás, Batateiras e Salamanca) e 2 reservatórios (açudes Manoel Balbino e Thomas Osterne), fazem com que a exploração agrícola seja relativamente significativa, tendo o setor agropecuário uma participação de 3,9% no PIB da região no ano de 2007, ou o equivalente a R$ 89.623.443,00. O relevo tabuliforme, formado por um planalto que abriga a Floresta Nacional do Araripe, e depressões periféricas cobertas por vegetação de caatinga arbórea/arbustiva densa fez com que o desenvolvimento da região ficasse naturalmente zoneado, com as cidades ao centro, distantes a pelo menos 8 km das áreas de encosta, formando um aglomerado de área urbana e deixando a floresta, área destinada a preservação ambiental, isolada ao topo e encostas do planalto. Porém, com o decorrer dos anos e a elevação das taxas de urbanização (sendo em todos os municípios superiores a 60%) e de crescimento populacional a 1,49% ao ano na região, as áreas de várzeas e de encostas menos íngremes (área de floresta), caracterizada por solos de média a alta fertilidade natural, bem drenados e medianamente profundos, foram sendo degradadas pela atividade agrícola, produção de lenha, construções irregulares e exploração de áreas de recreação com a existência de clubes recreativos e balneários. Assim, comunidades rurais se estabeleceram e a população rural passou a apresentar taxas de crescimento e sinais de estagnação entre as cidades. Em 2000, a lenha teve uma produção de 26.879t e em 2007, a população rural já estava em 122.414 habitantes. Merece destaque, a destinação de resíduos sólidos urbanos na Região Metropolitana do Cariri, que é realizada em lixões a céu aberto, localizados próximos a cursos d’água ou de unidades de conservação, contribuindo para a poluição dos recursos hídricos superficiais e subterrâneos pelo aporte do chorume, além da disseminação de vetores de doenças e da degradação dos valores paisagísticos. Para suprir a produção regional de lixo e tentar amenizar os problemas ambientais gerados por esse, o Governo do Estado do Ceará iniciou pesquisas para a construção de um Aterro Sanitário no Cariri, do tipo consorciado, que irá permitir a utilização e divisão dos recursos gastos para manter o aterro entre as 9 cidades da região mais a cidade de Altaneira. Por esses motivos citados anteriormente na breve caracterização, a Região Metropolitana do Cariri foi uma das áreas pretendidas na primeira etapa, seguindo os critérios de maior peso, assim como outras 11 regiões espalhadas por todo território do estado brasileiro do Ceará. Porém, a partir dos critérios de segunda maior relevância, a Região do Cariri foi escolhida, uma vez que os pesquisadores e centros operacionais (laboratórios e universidades) se encontram na região, e a mesma necessita de maiores intervenções ambientais, sociais e energéticas geradas pelo seu acelerado desenvolvimento. Na sua zona rural, a comunidade escolhida foi Riacho Fundo, localizada no Distrito de Santa Fé na cidade de Crato, cuja é marcada pelo desmatamento da Floresta Nacional do Araripe, predominando a expansão irregular da produção agropecuária (Figura 2) e o extrativismo vegetal ilegal para a produção de lenha e carvão vegetal. Além de intervenções constantes do Instituto Brasileiro de Meio Ambiente – IBAMA, a comunidade fica a, aproximadamente, 16 km do centro comercial de Crato, com difícil acesso por única estrada irregular de areia e transporte limitado, o que inviabiliza as redes de transmissão elétrica e torna isolada a vida das pessoas da comunidade. 2.2. Coleta de dados A partir da identificação da área a ser trabalhada, o segundo passo foi desenvolver um questionário para ser aplicado na forma de entrevista com a população envolvida (catadores de lixo, produtores rurais e funcionários da limpeza urbana). Os questionários foram formulados em dois modelos: rural e urbano, ambos com perguntas simples para fácil compreensão e caracterização dos entrevistados sobre dados pessoais (nomes, idades, sexos, formações acadêmicas e estados civis), econômicos (renda e sua origem, participação em programas sociais do governo e atividades profissionais desenvolvidas), sociais (moradia e sua infra-estrutura, opiniões) e de interesse do projeto em caso rural, uma vez que os dados referentes ao contexto urbano foram repassados pelos órgãos governamentais municipais e estaduais. No caso do questionário rural, aplicado com a comunidade de Riacho Fundo (Figura 3), os dados de interesse do projeto abordavam a quantidade, tipo e custo da matéria-prima utilizada para obter energia térmica (lenha, carvão ou gás liquefeito de petróleo), consumo mensal de energia elétrica na residência (conferida a partir do boleto de pagamento emitido pela distribuidora de energia elétrica), quantidade e tipo de criação pecuária, se houver. Ao final da aplicação dos questionários, foram colhidas assinaturas dos entrevistados para demonstrar que informações passadas eram verídicas. Com isso obtivemos a caracterização da comunidade e resultados. Figura 2: Comunidade de Riacho Fundo em meio a Floresta Nacional do Araripe; Figura 3: Abordagem na comunidade de Riacho Fundo em 2009 para a aplicação dos questionários rurais. 3. Resultados e Discussões A partir da metodologia escolhida e avaliação dos questionários aplicados em 2009 pôde-se obter dados estatísticos da comunidade rural do Riacho Fundo nunca investigados anteriormente e que poderão servir de referência para estudos posteriores, como: população de 108 habitantes, em que 92% desenvolve alguma atividade agropecuária em casa, 16% cursa ou tem nível superior, 40% participa de algum programa social do governo, 0% tem sistema de esgoto ou coleta de lixo e 36% tem acesso à água encanada, sem falar nos 414 animais pecuários. A etapa seguinte é estimar dados do(s) biodigestor (es). O seu volume em m3 é obtido pelo o produto do VC (Volume de Carga introduzida diariamente no equipamento: m3/dia) e do TRH (Tempo de Retenção Hidráulica ou o tempo necessário para a mistura ser digerida: dias), como mostra a fórmula: Volume do Biodigestor = VC x TRH. A carga trata-se dos dejetos + água. Ver Tabela 2. Tabela 2: Cálculo da carga e biogás diários a partir dos 414 animais de Riacho Fundo. Espécies Animais A B* C = A x B D* E* Número de Animais Esterco por animal (kg) Total de esterco (kg) m3 de biogás/kg de esterco Relação Esterco:Água (kg:l) Porco 34 4 136 0,075-0,089 1:1,3 Caprino/Ovino 168 0,5 85 0,040-0,061 1:4-5 Vaca 50 7 350 0,040-0,049 1:1 Vaca leiteira 50 25 1.250 0,040 1:1 Bezerro 20 2 40 0,040 1:1 Boi 25 15 375 0,040 1:1 Galinha 67 0,25 16,75 0,090 1:1,3 TOTAL 414 animais - 2.252,75 kg 95,71 m3 2.553,58 l * Valores pré-estabelecidos para cada espécie de animal. [2] O Volume de Carga (coluna C+E na Tabela 2) encontrado foi de 4.806,33 l/dia, mas considerando que as fezes têm, em média, 75% de água na sua composição, iremos considerar a densidade (ρ) das fezes igual à densidade da água que corresponde a 1kg/l, para então, encontramos o mesmo valor, desta vez, em metros cúbicos, que resulta em 4,81 m3/dia. Segundo [4], o Tempo de Retenção Hidráulica em relação às espécies é: 45 dias para caprino/ovino, 35 dias para bovinos/suínos, e 60 dias para aves. Para tanto, como na comunidade rural escolhida pelo estudo em questão abriga todas as espécies citadas anteriormente, encontramos o TRH do biodigestor a partir da média aritmética simples do TRH das espécies, chegando ao valor de 47dias. Contudo, caso construído único biodigestor, o seu volume deve ser de 226,07 m3, mas por questões de tamanho, eficiência e operacionalidade é preferível construir 47 equipamentos, cada um com capacidade para armazenar 4,81m3 de carga e produzir 95,71 m3 de biogás, permitindo que quando as 47 unidades estejam carregadas a comunidade produza: 4.498,37 m3 de biogás, 6.432 kWh, ou 64,26 botijões de 13 kg (31,5 l) de Gás Liquefeito de Petróleo (com base na Tabela 1) atendendo assim a sua demanda de energia elétrica diária que em 2009 era de 55,17 KWh ou suprir as necessidades dos moradores de gás sem preciso o corte de árvores. A chamada unidade de abastecimento próprio corresponde a todo um sistema contínuo, que consiste em: primeiro, a construção de uma unidade de confinamento de animais, denominada de curral, para abrigar os 414 animais separados por espécie e que, atualmente, são criados soltos, para então obter os 2.252,75 kg de esterco diários; segundo, uma central de biodigestão, onde ficaram os 47 biodigestores do modelo chinês com volume de 4,81m3; terceiro, um reservatório de biofertilizante, com capacidade para 16,90 m3 (25% do total de dejetos gerados por mês em metros cúbicos) para a forma sólida e 127,30 m3 (total de água acrescentada aos dejetos por mês em metros cúbicos + 75% do total de dejetos gerados por mês em metros cúbicos) para a forma líquida; quarto, uma unidade de compressão de biogás constituída por um tanque de baixa pressão, uma bala de alta pressão e um compressor; e por fim, um Laboratório de testes do biogás e derivados equipado para realizar os testes de utilização do biogás para energia elétrica e/ou gás, além da qualidade do biofertilizante. Para implantação de uma dessas unidades na comunidade, a mesma terá que passar por estas adaptações sugeridas. Na área urbana, com dados estatísticos da região e a quantidade de resíduos sólidos urbanos produzidos nas cidades de Crato, Juazeiro do Norte e Barbalha, os três municípios maiores da Região Metropolitana do Cariri com cerca de 74,85% da população e 84,51% do PIB da região, dividimos a quantidade de resíduos gerados diariamente em cada uma das três cidades pela sua respectiva população e encontramos um valor estimado da quantidade de lixo gerado por cada habitante. Com isso, fizemos a média aritmética simples dos valores encontrados para cada cidade e então consideramos o valor obtido de 0,61 kg/habitante x dia, média padrão para todas os 10 municípios atendidos pelo aterro sanitário, e conseqüentemente, encontramos a quantidade de resíduos sólidos gerados pelos outros 7, como mostra a Tabela 3. Tabela 3: Lixo produzido diariamente pelas cidades enquadradas no projeto do aterro sanitário. R * Valores alcançados pela média aritmética (Lixo Diário de Crato + Lixo Diário de Juazeiro do Norte + Lixo Diário de Barbalha) ÷ 3 ¨ Valores estabelecidos por pesquisas anteriores. Segundo a Pesquisa e Desenvolvimento da Superintendência de Tecnologias Alternativas Energéticas da Companhia Energética de Minas Gerais – Cemig, uma tonelada de lixo corresponde a 200 m3 de biogás gerados por dia, onde cada metro cúbico de biogás corresponde a 6 kWh de energia elétrica/dia. Com bases nestes dados o Aterro Sanitário do Cariri, com suas 336,7 t/dia, poderá gerar diariamente: 67.320 m3 de biogás, ou o equivalente a 403,92 MWh de energia elétrica e R$ 224.983,44, caso seja vendida a Companhia Energética do Ceará – COELCE pelo preço do seu KWh que custa R$ 0,55703, sem falar nas 23. 562 toneladas de CO2 (35% do biogás) que corresponderia a € 235.620 em créditos de carbono. O Perfil Básico Regional [5] afirma que 170.248 consumidores da Região Metropolitana do Cariri consumiram no ano de 2008: 394.587 MWh de energia elétrica, e o potencial do Aterro Sanitário do Cariri seria de gerar por ano 147.430,80 MWh de energia elétrica ou seja o correspondente a 37,36% da demanda da região, valor representativo. Vale ressaltar, que o processo de obtenção de biogás proveniente de aterros utiliza como matéria-prima resíduos orgânicos e recicláveis conjuntamente, mas considerando que 55% dos resíduos gerados é de matéria orgânica e somente este é responsável por 92% do biogás gerado em aterros, sugerimos uma idéia simples e inovadora: antes de implantar o Aterro Sanitário no Cariri, implantar um projeto de coleta seletiva nas dez cidades da região para então gerar biogás somente a apartir do lixo orgânico, aumentando assim os níveis de produção de gás, uma vez que o material orgânico disposto terá o espaço do local antes ocupado por materiais pouco produtíveis, e permitindo que os lixos inorgânicos sejam destinados a unidades de valorização de resíduos para reciclagem ou a fragmentação de alguns materiais (plástico, borracha, vidro) para vender a indústrias locais. Conclusões Este trabalho mostrou que uma gestão eficaz dos resíduos sólidos é capaz tornar produtivo o sistema que anteriormente só gerava custos. Mostrou ainda, possibilidades de gerar energia no meio rural aproveitando fezes e promovendo o desenvolvimento sustentável, poupando despesas com redes de transmissão de eletricidade para estas áreas, muitas vezes afastadas das unidades de abastecimento. Conclui-se, que o estudo de caso realizado comprova a teoria com base em casos reais e que os dados alcançados mostram-se satisfatórios para implantação de uma Usina Termelétrica a biogás no futuro Aterro Sanitário no Cariri e de uma unidade auto-abastecimento elétrico na comunidade de Riacho Fundo; que assim como os projetos: São José do Governo do Estado do Ceará que fornece mecanização agrícola e abastecimento de água para associações rurais de todo o estado, e Biodiesel do Governo Federal Brasileiro que produz biocombustíveis a partir do óleo da mamona, o estudo apresentado pode ser uma alternativa viável e ambientalmente correta para também ser difundida pela Região Nordeste do Brasil e substituir os projetos de construção de usinas nucleares na região até 2014 e o Luz para Todos, que leva transmissões de energia elétrica até áreas rurais. Pensando a longo prazo, as pequenas cidades com características rurais podem se tornar auto-suficiente em energia elétrica com a aplicação do estudo. “A maioria dos sistemas de produção e pessoas consomem energia elétrica e geram resíduos, mas como todo resíduo acumula alguma forma de energia, podemos converter o resíduo em energia e viver de forma energeticamente equilibrada.” E. Bezerra Referências [1]Empresa de Pesquisa Energética, EPE e Ministério de Minas e Energia, MME, 2010, Balanço Energético Nacional 2010 – Ano base 2009: Resultados Preliminares, Disponível em: << http://www.cogen.com.br/paper/2010/Resultados_Pre_BEN_2010.pdf>>pp. 8-53. [2]Pecora, V., 2006, Implantação de uma unidade demonstrativa de geração de energia elétrica a partir do biogás de tratamento do esgoto residencial da USP – Estudo de Caso, Dissertação, pp. 15-152. [3]Figueiredo, N. J. V. de, 2007, Utilização do biogás de aterro sanitário para geração de energia elétrica e iluminação a gás – Estudo de caso, Monografia, pp. 17-87. [4]Winrock, Instituto, 2008, Manual de treinamento em biodigestão, Disponível em: < winrock.org.br/media/biodigestionmanualv2.pdf>> (2), pp. 1-18. [5]Instituto de Pesquisa e Estratégia Econômica do Ceará, IPECE, 2010, Plano Básico Regional 2009 – Região Metropolitana do Cariri, Disponível em: << http://www2.ipece.ce.gov.br/estatistica/perfil_regional/Perfil_Regional_R9.pdf>>, pp. 5-11.