Processos de cogeração nas ETAR: tecnologia que contribui para a sustentabilidade ambiental e energética

5 June, 2023

Artigo de Fernando Díaz, Diretor de Infraestruturas da Incatema, por ocasião da celebração do Dia Mundial do Ambiente.

Num mundo em que os recursos naturais são cada vez mais escassos e as preocupações ambientais são crescentes, as estações de tratamento de águas residuais (ETAR) desempenham um papel fundamental na preservação dos ecossistemas e da saúde pública. Estas instalações são essenciais para tratar as águas residuais antes de serem reintroduzidas no ambiente, garantindo assim que não ocorra poluição prejudicial.

Um dos fatores a ter em conta na economia circular é o grande potencial das ETAR na produção e utilização de energia a partir do biogás gerado no tratamento do lodo, o que, de um ponto de vista económico e ambiental, é muito atrativo, uma vez que, por um lado, os custos de gestão dos resíduos são minimizados e, por outro, a utilização dos resíduos gerados tem um impacto positivo no ambiente.

Durante as diferentes fases do tratamento das águas residuais numa ETAR é gerado lodo. Nessa digestão anaeróbia (na ausência de oxigénio), o lodo produzido é submetido a um processo através de organismos anaeróbios, que resulta na produção de metano (CH4) e dióxido de carbono (CO2).

O gás metano, altamente inflamável, pode ser aproveitado na obtenção de energia através de combustão em motores, turbinas ou caldeiras, quer isoladamente quer misturado com outros combustíveis. Além disso, pode ser utilizado como biocombustível nas próprias instalações, ou pode ser utilizado para produzir energia térmica e elétrica.

Por esta razão, as ETAR são instalações ideais para acolher processos de cogeração, entendendo-se por cogeração a produção e utilização conjunta de dois ou mais tipos diferentes de energia, normalmente energia térmica e energia elétrica, a partir do mesmo combustível. A tecnologia de cogeração mais utilizada nas ETAR é a desenvolvida através de um motor alternativo. Neste tipo de sistema, o gás (que funciona como combustível) é introduzido para realizar uma reação de combustão na qual uma grande quantidade de energia térmica é libertada e convertida em energia mecânica e eléctrica.

Graças ao processo de cogeração, as estações de tratamento de águas residuais utilizam a energia térmica produzida para manter a temperatura do digestor anaeróbio e para aquecer o lodo antes do processo de desidratação. Além disso, a electricidade gerada pode ser utilizada para o funcionamento da estação de tratamento de águas residuais, aumentando a sua eficiência e o seu compromisso ambiental. É utilizada para o autoconsumo da ETAR e o excedente, se produzido, é vendido à rede elétrica.

Por conseguinte, em vez de se limitarem a libertar o biogás na atmosfera, as ETAR podem utilizá-lo para gerar eletricidade e calor através de um sistema de cogeração, o que, por si só, é um benefício: em primeiro lugar, reduz a dependência de fontes das energia convencionais, como o carvão ou o gás natural, ao aproveitar um recurso renovável e disponível localmente, como o biogás.

Em segundo lugar, uma vez que o processo permite que as ETAR sejam autossuficientes do ponto de vista energético, obtêm-se poupanças significativas nos custos de energia e instalações economicamente mais eficientes. Por último, mas não menos importante, são obtidos benefícios socioeconómicos adicionais para as comunidades locais onde estas ETAR estão localizadas, uma vez que geram emprego para a manutenção e operação destes sistemas de cogeração. É por isso que os sistemas de cogeração nas ETAR podem ser um excelente exemplo de como a tecnologia e a inovação contribuem para a sustentabilidade ambiental e energética.