Use este identificador para citar ou linkar para este item:
http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/32451| Título: | Potencial energético do biogás: estudo de caso do esgoto doméstico do Oeste Paranaense |
| Título(s) alternativo(s): | Energy potential of biogas: case study of domestic sewage in the West of Paranaense |
| Autor(es): | Torres, Murilo Kalil |
| Orientador(es): | Santos Junior, Elias Lira dos |
| Palavras-chave: | Energia elétrica Metano Água - Purificação - Tratamento biológico Electric power Methane Water - Purification - Biological treatment |
| Data do documento: | 23-Nov-2022 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Medianeira |
| Citação: | TORRES, Murilo Kalil. Potencial energético do biogás: estudo de caso do esgoto doméstico do Oeste Paranaense. 2023.Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Ambiental) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Medianeira, 2022. |
| Resumo: | A falta de diversidade na matriz energética brasileira tem se mostrado preocupante, principalmente em momentos de crise hídrica, como a que ocorreu em 2021, diante desse fato, aliada a demanda da população por energia elétrica, faz-se necessário avaliar o cenário de geração de energia de um ponto de vista mais heterogêneo. O esgoto doméstico presente em estações de tratamento de esgoto, quando submetido à um processo de digestão anaeróbia, gera um complexo gasoso chamado biogás, esse gás apresenta em sua composição uma concentração de aproximadamente 70% de metano (CH4), o qual tem um poder calorífico significativo, possibilitando sua utilização como combustível em motores de combustão interna, turbinas e microturbinas a gás. Por isso, o presente trabalho teve como objetivo avaliar o potencial de geração de energia elétrica a partir do biogás produzido em estações de tratamento de esgoto doméstico do Oeste paranaense. O objeto de estudo para essa pesquisa foram os 50 municípios pertencentes a mesorregião Oeste do Paraná. Os dados iniciais para os cálculos foram provenientes dos bancos de dados do Sistema Nacional de Informações sobre Saneamento e da Agência Nacional de Águas e Saneamento Básico. A metodologia adotada para a estimativa da produção de metano e do potencial de geração de energia elétrica foi descrita por Chernicharo et al. (1999), sendo utilizado a ferramenta Excel para a aplicação das equações descrita pelo modelo. Os resultados foram dispostos em três cenários distintos: o primeiro cenário trata dos municípios do Oeste do Paraná que apresentam tratamento anaeróbio do esgoto doméstico produzido pela população, o segundo cenário trata dos municípios que não apresentam qualquer sistema de tratamento de esgoto doméstico, gerando assim avaliações e considerações hipotéticas caso houvesse sistemas anaeróbios para o tratamento do efluente doméstico desses municípios, e por fim o terceiro cenário, o qual trata dos municípios que apresentam sistemas de tratamento de esgoto, porém esses não são anaeróbios, o que permite demonstrar um cenário hipotético caso essas estruturas de tratamento de esgoto já existentes fossem estritamente anaeróbias. Para o primeiro cenário foi possível perceber que Cascavel é o município com maior potencial de geração de energia elétrica, contando com 1,2713 MWh. Já no segundo cenário, Capitão Leônidas Marques foi o município que apresentou o maior potencial de produção energética, contando com 0,0530 MWh. Por fim, no terceiro cenário o município de Foz do Iguaçu apresentou o maior potencial de geração de energia elétrica, gerando aproximadamente 1,1616 MWh. Avaliando os resultados foi possível perceber que os valores do potencial de geração de energia elétrica estão intimamente relacionados com os índices populacionais. Ao final da pesquisa foi possível concluir que o cenário de produção de energia elétrica ainda é prematuro, uma vez que o potencial de geração de energia elétrica é significativamente inferior a demanda energética de cada município, porém a pesquisa serve como ferramenta para que sejam avaliadas possíveis melhoras nas técnicas e tecnologias de aproveitamento energético do biogás proveniente de estações de tratamento de esgoto anaeróbias. |
| Abstract: | The lack of diversity of the Brazilian energy matrix has been something to worry about the last years, especially in times of water crisis, such as what happened in 2021, given this fact, combined with a demand for energy for electricity, it is necessary to evaluate the scenario of power generation from a more heterogeneous point of view. The complex of sewage stations, when presented in a sewage treatment of its composition, with a gas treatment called in its composition, a sewage treatment process in its composition, with approximately 70% of methanegas, which has a calorific value, guaranteeing its use as fuel in engines for internal use, turbines and gas microturbines. Therefore, the present research aimed to evaluate the potential for generating electricity from biogas produced in domestic sewage treatment plants in western of the state of Paraná. The object of study for this research were the 50 municipalities belonging to the western mesoregion of Paraná. The initial data came from the National Sanitation Information System and National Agency databases. A methodology developed for a methane production budget and electricity generation potential was described by Chernicharo et al. (1999), being Excel used for the application of the tools of the mathematic model. The results were arranged in three different scenarios: the first scenario deals with the municipalities in the West of Paraná that present anaerobic treatment of domestic sewage produced by the population, the second scenario deals with the municipalities that do not have any domestic sewage treatment system, thus generating evaluations and hypothetical considerations if there were anaerobic systems for the treatment of domestic effluent in these municipalities, and finally the third scenario, which deals with municipalities that have sewage treatment systems, but these are not anaerobic, which allows demonstrating a hypothetical scenario if these existing sewage treatment structures were strictly anaerobic. For the first scenario, it was possible to perceive that the city of Cascavel is the municipality with the greatest potential for generating electricity, with 1.2713 MWh. In the second scenario, the place called Capitão Leônidas Marques was the municipality that presented the greatest potential for energy production, with 0.0530 MWh. Finally, in the third scenario, the municipality of Foz do Iguaçu presented the greatest potential for generating electricity, generating approximately 1.1616 MWh. Evaluating the results, it was possible to perceive that the values of the electric energy generation potential are closely related to the population indices. At the end of the research, it was possible to conclude that the scenario of electric energy production is still premature, since the potential for electric energy generation is significantly lower than the energy demand of each municipality, but the research serves as a tool to evaluate new possibilities and improvements in techniques and technologies for energy that uses biogas from anaerobic sewage treatment plants. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/32451 |
| Aparece nas coleções: | MD - Engenharia Ambiental |
Arquivos associados a este item:
| Arquivo | Descrição | Tamanho | Formato | |
|---|---|---|---|---|
| potencialenergeticobiogas.pdf | 3,72 MB | Adobe PDF |  Visualizar/Abrir |
Este item está licenciada sob uma Licença Creative Commons
