O sistema de cobertura de um aterro sanitário é um dos mecanismos para evitar ou minimizar
a emissão do biogás produzido para a atmosfera. Porém, ao longo do tempo e em contato com
as condições ambientais, a cobertura pode ter sua eficiência reduzida. As emissões fugitivas
são influenciadas por alguns parâmetros tais como tipo e qualidade do sistema de cobertura,
tipo, densidade e teor de umidade do solo usado na cobertura, presença de caminhos
preferenciais de fluxo (fissuras na camada), bem como técnica operacional do aterro. Em
unidades de disposição que reaproveitam o metano, a quantificação das emissões fugitivas
permite avaliar a eficiência dos sistemas de cobertura e de extração de biogás e otimizar seu
reaproveitamento. Este trabalho avaliou as emissões fugitivas de metano pelo sistema de
cobertura de um aterro sanitário de grande porte localizado em uma região de clima tropical,
por meio de ensaios de placa de fluxo estática, realizados em zonas trincadas e não trincadas,
em dois períodos de pluviosidade distinta. A área de estudo foi delimitada em uma célula do
Aterro Sanitário Metropolitano Centro – ASMC (Salvador – Ba), que constitui a maior
unidade de disposição final de resíduos sólidos urbanos (RSU) do estado da Bahia. Também
foram realizados ensaios de caracterização da cobertura, um levantamento das trincas da área,
coleta de dados sobre histórico de disposição de resíduos, precipitação diária, sucção aplicada
e vazão de biogás nos drenos. Por meio de uma análise estatística foram obtidos coeficientes
de correlação entre a emissão fugitiva e as variáveis independentes associadas (precipitação,
umidade e massa específica seca do solo, sucção média diária aplicada nos drenos da área,
sucção diária aplicada no dreno mais próximo ao ponto ensaiado e distância entre estes
últimos) e propostos modelos de estimativa das emissões fugitivas considerando a ocorrência
de zonas trincadas e não trincadas. A aplicação do histórico de disposição de resíduos no
modelo de decaimento de primeira ordem e o levantamento da vazão de metano nos drenos de
biogás permitiram calcular a geração e o reaproveitamento de metano na área,
respectivamente, durante o período de análises. As emissões fugitivas de metano medidas nos
ensaios variaram de 0 a 355,55 g/m2
.dia, situando-se na faixa de valores encontrados para
camadas de cobertura semelhantes a que foi investigada neste estudo. No período chuvoso,
houve um aumento das emissões nos pontos localizados em zonas trincadas, ocasionado pelo
aumento da umidade do solo e direcionamento do fluxo gasoso para os caminhos
preferenciais. Considerando um modelo linear, as correlações entre as variáveis não
explicaram a mudança de comportamento das emissões fugitivas, uma vez que poucas
apresentaram valores com significância. Modelos exponenciais explicaram a variação das
emissões em áreas trincadas e não trincadas, com R2
ajustado de 0,86 e 0,82, respectivamente.
Para isso foi necessário um número elevado de variáveis independentes. Conforme estes
modelos, as emissões fugitivas representaram, em média, 12% do metano produzido (soma
das emissões fugitivas e da vazão reaproveitada) na área durante o período de análises. Neste
período, a produção de metano na área de estudo correspondeu a 56% do valor estimado pelo
modelo de decaimento de primeira ordem, indicando que as emissões fugitivas não
constituem o único fator que vem causando a redução da produtividade na usina termoelétrica
do ASMC.
The cover system of a sanitary landfill is one of the mechanisms to avoid or minimize the
emission of biogas produced in landfills to the atmosphere. However, its long term efficiency
can significantly decrease due to the weathering wetting/drying cycles over time. Fugitive
emissions are influenced by some parameters of the cover layer such as dry density and
moisture content, presence of preferential flow paths (shrinkage tension cracks) as well as
operational techniques of the landfill. In disposal units that reuse methane, the quantification
of fugitive emissions allows to evaluate the efficiency of the cover systems and optimize the
extraction of biogas. This paper evaluated the fugitive emissions of methane by the cover
system of a large sanitary landfill located in a tropical region, by means of static flux chamber
tests carried out in cracked and non-cracked zones. Tests were performed in periods with high
and low rainfall. The study area was delimited in a cell of the Metropolitan Center Sanitary
Landfill (MCSL - Salvador - BA), which is the largest final disposal unit of municipal solid
waste (MSW) in the state of Bahia. Cover characterization tests, a survey of the cracks in the
area, data collection about the waste disposition history, daily precipitation, applied gas
suction and biogas flow in the drains have also been carried out. Through a statistical analysis
were obtained correlation coefficients between fugitive emission and the associated
independent variables (precipitation, moisture content and dry density of the soil, daily
average gas suction in the drains, daily suction applied to the nearest drain and distance
between the point tested and the nearest drain) and proposed models for the estimation of
fugitive emissions considering the occurrence of cracked and non-cracked areas. The
application of waste disposition history in first-order decay model and the surveying of
methane flow in biogas drains allowed to calculate the methane generation and methane
recovered in the area, respectively, during the period of analyses. The fugitive emissions of
methane measured in the tests ranged from 0 to 355 g/m2
.day. These values are comparable
with the range of values found for similar cover layers in another landfills. During the rainy
season, there was an increase in emissions in points located in cracked areas. This was caused
by the increase in the soil moisture and the fact that soils cracks act as preferential flow paths.
Considering a linear model, the correlations between the variables did not explain the
emissions behavior in field, since few presented values with significance. Exponential models
explained the variation of emissions in cracked and non-cracked areas, with adjusted R2
of
0.86 and 0.82, respectively. For which a large number of independent variables were required.
According to these models, the fugitive emissions accounted for, on average, 12% of the
methane produced (sum of fugitive emissions and recovered gas) in the area during the period
of analysis. In this period, the production of methane in the study area accounted for 56% of
the predicted value by first-order decay model, indicating that the fugitive emissions are not
the only factors that have been causing the reduction of productivity in the MCSL
thermoelectric plant.
