Análise numérica de aterros de resíduos sólidos urbanos: calibração de experimentos em diferentes escalas

Abstract

O avanço no entendimento dos processos de biodegradação em resíduos sólidos, impulsionado pelo desenvolvimento de técnicas experimentais de laboratório e campo específicas, tem permitido o desenvolvimento de ferramentas numéricas refinadas que vem sendo cada vez mais difundidas no meio técnico e descrevem de forma mais detalhada o processo de geração de biogás (considerando a heterogeneidade do material e o processo de degradação microbiológico). Para a solução de um modelo matemático desta natureza, são utilizados programas computacionais baseados em técnicas numéricas como o método das diferenças finitas e o método dos elementos finitos. No presente estudo, adotou-se o Moduelo 3, que foi desenvolvido pela Universidad de Cantabria/ España. Trata-se de um programa de diferenças finitas que resolve simultaneamente os problemas de geração de gás, lixiviado e a estimativa do recalque, podendo ser aplicado em casos teóricos, experimentos de laboratório, aterros experimentais e reais. O foco deste estudo consiste na calibração e aplicação do Moduelo 3 em dois lisímetros e um aterro experimental existentes no Aterro da Muribeca/PE. Para os casos estudados, a calibração do módulo hidrológico e de biodegradação foi realizada ajustando os dados simulados aos experimentais de vazão e composição de lixiviado e biogás. A calibração do modelo nos lisímetros foi realizada de forma satisfatória, avaliando-se o comportamento e valores de vazão de lixiviado em função dos principais parâmetros do modelo, tais como a capacidade de campo e permeabilidade dos resíduos. O módulo de biodegradação foi calibrado em função das constantes cinéticas de hidrólise e metanogênese, comparando-se os resultados simulados de DBO e DQO do lixiviado com os valores experimentais. No aterro experimental, foram realizados procedimentos semelhantes aos lisímetros para o ajuste do módulo hidrológico, considerando também outras variáveis como o volume de caminhos preferenciais. Neste experimento, consegui-se um bom ajuste da composição do lixiviado (em termos de DBO e DQO) e da geração de biogás coletado pelo sistema de drenagem