Formação
do Gás de Lixo
A
transformação da massa de resíduos de um aterro sanitário em gases não é um
processo simples, principalmente por conta da diversidade de materiais que a compõem
e pelas interações físico-químicas e biológicas que ocorrem com o passar do
tempo. As atividades microbiológicas têm grande influência na produção de
biogás em aterros sanitários. No entanto, outros mecanismos como a
volatilização e as reações químicas também exercem um papel importante na
formação de metano, agindo isoladamente ou associado à microbiologia . A
produção de gás em aterro sanitário, na sua fase de decomposição dos RS, pode
ser dividida em quatro ou cinco fases.
1ª fase:
A primeira etapa da decomposição é aeróbia, isto é, ocorre com presença de
oxigênio. Nessa etapa, as bactérias aeróbias consomem oxigênio enquanto
metabolizam as cadeias de carboidratos complexos, Com p osi ção do Gás (% em
volume) 62 proteínas e lipídios que estão contidos nos resíduos orgânicos. O
primeiro gás produzido é o dióxido de carbono (CO2). No início dessa etapa, há
uma grande quantidade de nitrogênio que declina rapidamente, à medida que o
processo vai transcorrendo. Essa etapa pode durar dias ou meses, dependendo da
quantidade de oxigênio presente no resíduo quando depositado no aterro. A
quantidade de oxigênio dependerá da maneira como o resíduo foi depositado e, se
houve ou não compactação. BIDONE & POVINELLI (1999) descrevem como uma
etapa de ajustamento inicial e LIMA (2004), como etapa aeróbia. Nessa etapa,
segundo LIMA (2004) a temperatura do meio se eleva para o estágio mesofílico em
função do comportamento exotérmico das bactérias aeróbias, podendo ainda,
dependendo das condições de contorno, atingir o estágio termofílico, com
valores variando entre 45ºC e 68ºC.
2ª fase: A segunda fase inicia-se após o
oxigênio ter sido consumido. Nessa· fase, as bactérias convertem os
compostos criados pelas bactérias aeróbias em ácido acético, lático, fórmico e
álcoois, tais como metano e etanol. Tornando o ambiente totalmente ácido. Esses
ácidos misturam-se com a umidade presente nos aterros, causando a dissolução de
nutrientes e liberando nitrogênio e fósforo, disponíveis para o crescimento de
diversas bactérias no aterro. Os gases produzidos são o dióxido de carbono e o
hidrogênio. Caso ocorra o revolvimento da massa de resíduos ou a introdução, de
alguma maneira, de oxigênio no aterro, os processos microbiológicos retornam
para a primeira fase. De acordo com BIDONE & POVINELLI (1999), essa fase é
dividida em duas: a fase de transição, em que ocorre o estabelecimento das
condições de óxido-redução, e a fase de formação de ácidos, com predominância
de ácidos orgânicos voláteis. Segundo LIMA (2004), é denominada como fase
ácida, na qual o pH varia de 5,2 a 6,8 e a temperatura diminui para 29 a 45 ºC.
3ªfase: Esta fase também é caracterizada por
um ambiente anaeróbio,· inicia-se quando certas espécies
de bactérias consomem os ácidos produzidos na segunda fase e forma-se o
acetato, um ácido orgânico. Nesse processo o ambiente se torna neutro,
possibilitando o estabelecimento das bactérias produtoras de metano. As
bactérias metanogênicas e as bactérias acidogênicas são simbióticas ou
apresentam mutualismo positivo. As acidogênicas criam compostos para as
metanogênicas consumirem. As bactérias metanogênicas consomem carbono e acetato
que são tóxicos para a maioria das bactérias acidogênicas. Nessa fase que então
se inicia a produção do metano com a redução da quantidade de dióxido de
carbono produzido. BIDONE & POVINELLI (1999) definem-na como fermentação
metânica e LIMA (2004), como metânica instável. Segundo os autores (op.cit), o
pH sobe e estabilizase na faixa de 6,8 a 7,2, e a temperatura estabiliza-se
próximo de 30ºC.
4ª
fase: Etapa final que se inicia quando a taxa de composição e de produção de
gás no aterro se mantém relativamente constantes. Usualmente, nessa fase, o gás
do aterro contém, em volume, 45% a 60% de metano, 40% a 60% de dióxido de
carbono, e 2% a 9% de outros gases. 63 Essa fase é denominada por BIDONE &
POVINELLI (1999) como maturação final, caracterizada por estabilização da
atividade biológica, escassez de nutrientes, paralisação da produção de gás,
predominância de condições ambientais naturais, aumento do valor do potencial
redox com aparecimento de O2 e espécies oxidadas, conversão lenta dos materiais
orgânicos resistentes aos microorganismos em substância húmicas complexadas com
metais. LIMA (2004) define como fase metânica estável. A temperatura é inferior
a 30ºC (próxima do ambiente), o pH estabiliza-se entre 7,0 e 7,2 e o potencial
redox varia em torno de -330 a -600 mV. Segundo CRAWFORD & SMITH* apud
AGENCY FOR TOXIC SUBSTANCES AND DISEASE REGISTRY (ATSDR, 2006) um resíduo que é
disposto num aterro é capaz de emitir gás por 50 anos ou mais, porém um aterro
ao atingir a quarta fase, é capaz de produzir gás a uma taxa constante por mais
de 20 anos. Pelo fato de os aterros serem heterogêneos e de todo o resíduo não
ser depositado ao mesmo tempo, as fases descritas acima ocorrem simultaneamente
em diferentes áreas e profundidades de um aterro ativo ou recentemente fechado.
A separação entre fases torna-se difícil quando o aterro está ativo e resíduos
novos são adicionados aos antigos. Após o encerramento do aterro e devido à
presença de resíduos em diferentes fases de degradação, este tende a ser
impulsionado para a quarta fase, mantendo-se nela por um longo período de tempo.
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