1)    Parceiros envolvidos na Pesquisa

O governo alemão através da GIZ GmbH, empresa alemã de utilidade pública, firmou com o governo brasileiro em setembro 1996 um Acordo Básico de Cooperação Técnica. No Brasil a Secretaria Nacional de Saneamento Ambiental do Ministério das Cidades e a GIZ coordenarão o Projeto Brasil – Alemanha de Fomento ao Aproveitamento Energético de Biogás no Brasil (PROBIOGÁS), nesta pesquisa a empresa Rotária do Brasil foi escolhida como executora e a Universidade de Minas Gerais através do Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental - DESO com a coordenação do Prof. Carlos Augusto de Lemos Chernicharo, será responsável pelo acompanhamento e avaliação das informações visando obtenção de elementos conclusivos sobre a geração de biogás e seu aproveitamento energético a partir das plantas com reatores anaeróbicos para tratamento de esgoto doméstico.

2)    Identificação do objeto a ser estudado

Os sistemas de tratamento de esgotos domésticos através de reatores anaeróbios têm se tornado numa alternativa quase indispensável nas plantas de tratamento no Brasil, quer seja com o uso individual ou consorciado à outras unidades, com grandes vantagens decorrentes da baixa geração de lodo, baixo índice de mecanização, simplicidade operacional, pouco requisito de área e consumo de energia praticamente nulo além de boa eficiência na remoção da matéria orgânica quando bem concebido e operado(da ordem de 70 a 80%), no Brasil pelas temperaturas elevadas o metabolismo é mais acelerado ocasionando ganhos de eficiência.

A Sanesul, como grande usuária e experiência na operação de modelos anaeróbios como unidades de tratamento, além dos resultados alcançados com estes sistemas, foi escolhida juntamente com oito empresas de saneamento do País para participarem desta pesquisa que poderá dar indicativos seguros de aproveitamento do biogás como fonte energética e até encontrar soluções técnicas para melhoria dos processos de tratamento anaeróbios, visando ganhos de eficiência neste particular.

No Estado de MS, foi escolhida pela Sanesul juntamente com técnicos da Secretaria Nacional de Saneamento e empresa Rotária, a Estação de Tratamento de Esgoto Guaxinim em Dourados, pela sua capacidade de tratamento (120 L/s) e também pela eficiência encontrada naquela planta.

Além da possibilidade de avaliar os parâmetros referenciados na literatura sobre a geração de biogás e seu aproveitamento energético, também avaliar as perdas de metano dissolvido no efluente dos reatores e variações sazonais e fatores decorrentes na produção de biogás em escala plena, fatores estes desconhecidos nas plantas em operação no Brasil.

3)    Justificativa para implantação do Projeto

A utilização da energia a partir do biogás nas plantas de tratamento com reatores anaeróbios para esgoto doméstico é bastante praticada em alguns países (com destaque para Alemanha, EUA e Índia), no Brasil esta tecnologia é praticamente incipiente, sendo em alguns casos adotada em reatores de granja de suínos. Nas plantas de tratamento com reatores o biogás é simplesmente queimado a fim de reduzir o efeito estufa devido ao metano e em grande parte das mesmas o gás gerado é descartado diretamente na atmosfera sem queima.

O gás metano tem grande poder calorífico e isto transformado em energia pode ser aproveitado para iluminação das instalações das ETEs, movimentação de equipamentos eletromecânicos e até para rede pública, dependendo do potencial de cada ETE, através de convênios com a concessionária de energia. Estes aproveitamentos do potencial energético, ainda mais no Brasil, onde atualmente este insumo é um fator significativo no custo operacional das empresas, está então atrelado ao conceito de sustentabilidade e também de preservação do meio ambiente. Não dispomos de informações sobre o potencial energético das plantas com sistemas anaeróbios considerando os vários modelos disponíveis de reatores em várias regiões do País. Sendo então esta pesquisa de suma importância para subsidiar no conhecimento das variáveis envolvidas e assim contribuir imensamente para o aproveitamento do poder calorífico do gás metano, proveniente dos sistemas de tratamento anaeróbios, para geração de energia elétrica.

4)    Desenvolvimento do projeto na Sanesul e parâmetros a serem avaliados na ETE Guaxinim

A Sanesul, como empresa escolhida para implantação do projeto na ETE Guaxinim através do contrato Nº 028/2013 com a LOG Engenharia, adaptou o leiaute do projeto de coleta de biogás na ETE Guaxinim(em operação desde1994), e dispõe de três Reatores Anaeróbios de Lodo Fluidizado – RALF. A LOG Engenharia ficou também com a responsabilidade de implantar todas as instalações civis e do processo de transporte de biogás produzido nos reatores, medidor, válvulas, queimador, bombas e sensores para avaliação da DQO do afluente e efluente, instalações elétricas e comando, sendo que e o sistema de lógica foi desenvolvido em conjunto com os fornecedores dos mesmos.

Os serviços foram concluídos em dezembro de 2014, e as informações sobre os parâmetros, definidas no projeto já estão sendo transmitidas por telemetria a partir de março de 2015, sendo que a meta é que seja feita a avaliação por no mínimo 12 meses.

Para a execução dos trabalhos, a LOG Engenharia participou com dois técnicos em um treinamento juntamente com outros das demais empresas envolvidas com o projeto, nas instalações da ETE Padilha Sul, em Curitiba, operada pela SANEPAR. Também foram treinados na fábrica de montagem de tubulações e equipamentos específicos.

Parâmetros que estão sendo medidos na ETE Guaxinim

Os parâmetros básicos que estão sendo medidos na ETE que integra a pesquisa são:

• Vazão de esgotos afluente a ETE;


• Demanda Química de Oxigênio (DQO), na entrada e saída dos RALF’s;


• Vazão de biogás;


• Concentração de metano no biogás.

Os parâmetros serão medidos por equipamentos online, ver fotos, sendo que as medições serão feitas no mínimo durante doze meses consecutivos a fim de avaliar as variações na produção e qualidade do biogás em consonância com as diferentes cargas orgânicas, levando em consideração a temperatura, chuvas, etc. Os equipamentos são de propriedade da UFMG.

Com base nos resultados das medições em dez ETE's operadas pelas nove Empresas operadoras, para os parâmetros mencionados, será possível estabelecer correlações com fatores que possam influenciar tanto quantitativamente como qualitativamente na produção de biogás, a exemplo da temperatura, dos tipos de unidades de tratamento adotados pelas Empresas, regime de chuvas no período analisado, etc.

5)    Metas a serem atingidas

·         Estabelecimento de faixas de biogás por m³ de esgoto tratado pelos reatores e o respectivo percentual de gás metano, etc.

·         Estabelecimento de parâmetros regionalizados para a geração de biogás.

·         Desenvolvimento de software simplificado para avaliação do potencial de geração de energia a partir do gás metano gerado pelos reatores anaeróbios.

·         Indicação de melhorias para a ETE Guaxinim, que possam ser adotadas em outras ETE's no MS e até no Brasil.

·         Apoio à criação de melhores práticas visando elevar o desempenho energético para o setor de saneamento do Brasil.

·         Agregar fundamentos no desenvolvimento de melhores projetos e procedimentos operacionais à serem aplicados para as novas plantas que se utilizam de reatores anaeróbios para tratamento de esgoto doméstico.

6)    Andamento do Projeto

Conforme estabelecido pela Sanesul, caberá à LOG Engenharia os cuidados no acompanhamento e manutenção do processo implantado, sendo que a Sanesul dará o suporte financeiro e fará avaliação do sistema de forma rotineira, trabalhado junto a DESA da UFMG, Secretaria  Nacional de Saneamento Ambiental e Rotária, através do comitê editorial, tendo em vista a necessidade de zelar pela qualidade dos trabalhos técnicos e relatórios que serão produzidos. A Empresa Rotária será responsável também pelo recebimento online, processamento e manutenção do banco de dados bem como a emissão do relatório final consolidando os resultados da pesquisa.

Apresentamos o leiaute do processo implantado na ETE Guaxinim e também documentário fotográfico do sistema implantado na mencionada ETE pela LOG Engenharia.





Vista aérea da ETE Guaxinim em Dourados MS (vê-se acima o três RALF’s com capacidade de 40 L/s cada).





Desenho esquemático do projeto implantado, sem a coleta de amostra de esgoto bruto e tratado para avaliação da DQO e composição dos gases.





Coleta de biogás em um dos reatores anaeróbios





Vê-se a esquerda a tubulação de chegada de esgoto afluente e efluente dos RALF’s para análise de DQO(ver sensor de inox à esquerda). Acima o sistema de programação e indicador de DQO e a direita o painel de comandos(com CLP’s) que aciona de forma temporizada o ligamento e desligamento das bombas do afluente e efluente de esgoto.





A esquerda, vê-se o painel que exibe a composição do biogás, volume, pressão e temperatura.





Vê-se o comando do sistema de queima de gás metano, contendo alertas e temperatura, e a esquerda GLP para manter o sistema com queima contínua, caso haja alguma interrupção na alimentação de gás metano por algum motivo.





Vista do cercado para abrigo do sistema de medição de biogás, sensor de temperatura e pressão, também o abrigo do painel e do queimador de gás metano

Outra vista do cercado das instalações com destaque para o abrigo do painel de comando e das demais unidades componentes