Exploração dos resíduos alimentares e podas urbanas como combustível alternativo em processos térmicos para geração sustentável de energia

Abstract

RESUMO

O consumo excessivo de recursos naturais agrava o desperdício de alimentos, um problema socioambiental no Brasil. Além disso, a poda, embora seja essencial para as cidades, gera grandes volumes de resíduos orgânicos, demandando estratégias eficientes de aproveitamento. Nesse contexto, este estudo avaliou os resíduos alimentares (RA), coletados em um centro de abastecimento em São Luís – MA, as podas urbanas (PU), coletadas em uma praça pública na capital maranhense, e as proporções destes (75%PU:25%RA, 50%PU:50%RA e 25%PU:75%RA), em termos do potencial bioenergético. Propondo, assim, uma investigação inédita quanto à valorização sinérgica entre resíduos. A metodologia envolveu o pré-tratamento das biomassas, análises físico-químicas, morfológicas e térmicas. A análise imediata identificou, para todas as amostras (puras e misturas), valores médios das composições: teores de umidade (≈ 4,0%), materiais voláteis (> 80,0%), carbono fixo (> 8,0%) e cinzas (≈ 7,9%). A análise elementar encontrou, para todas as amostras, percentuais de carbono e oxigênio superiores a 40,0%, hidrogênio ≈ 6,0%, e nitrogênio entre ≈ 7,0 e ≈ 9,0%. Determinou-se que os valores de Poderes Caloríficos Superior (PCS), Inferior (PCI) e Útil (PCU) foram mais elevados para as amostras ricas em PU. A densidade energética indicou boas condições de armazenamento e transporte para as amostras com maiores quantidades de RA. As imagens de MEV (Microscopia Eletrônica de Varredura) e os valores de Índice de Cristalinidade (%IC) detectaram estruturas com altos níveis de irregularidades e elevada amorficidade para todas as biomassas. A Espectroscopia de Energia Dispersiva (EED) exibiu baixas quantidades de metais alcalinos e alcalinos-terrosos. Do FTIR (Espectroscopia no Infravermelho por Transformada de Fourier), comprovou-se a presença dos principais constituintes da biomassa lignocelulósica. A análise térmica estipulou o melhor perfil de combustão para a amostra de 75%PU:25%RA (com

maiores percentuais de voláteis e carbono fixo e menor quantidade de massa residual pós- combustão em comparação às outras amostras), enquanto a pirólise foi destaque em 100%RA

(maior produção de biochar) e 50%PU:50%RA (maior produção de syngas). Ao transformar resíduos urbanos em energia, este estudo impulsiona para um futuro sustentável, onde cidades convertem passivos ambientais em ativos energéticos limpos, alinhando gestão de resíduos, inovação tecnológica e transição energética justa às urgentes agendas ambientais globais.