Pensar ecologicamente, hoje em dia, é uma necessidade inconteste. Afinal, o ritmo atual de produção e consumo atinge níveis gigantescos, o que, consequentemente, gera imensas quantidades de resíduos a serem descartados, ou seja, lixo. Isso faz com que seja preciso encontrar soluções para o descarte industrial e doméstico. Em tal contexto, a usina de plasma tem se firmado como alternativa viável e eficaz.
Ao longo deste artigo, mostramos como o lixo pode ser transformado em energia, conceituamos brevemente o que é o plasma, elucidamos como funciona o processo de transformação desses resíduos em energia pelas usinas de plasma, além de abordar alguns dos principais benefícios e limitações dessa tecnologia. Boa leitura!
O que é plasma e como funciona uma usina de plasma?
O conceito de plasma é originário dos campos de conhecimento da Física e da Química. De acordo com essas disciplinas científicas, o plasma é o quarto estado da matéria, similar a um gás, em cujo interior as partículas passam a ser ionizadas.
A despeito dessa semelhança com o gás (graças a condições comuns a ambos, como a fluibilidade e o baixo nível de densidade), eles não são cientificamente identificáveis. Por exemplo, enquanto o plasma é um excelente condutor elétrico (superando, até mesmo, o cobre) e interage com campos magnéticos, comportamento muito diferente do apresentado pelos gases.
O princípio básico é que, ao aquecer um gás, seu padrão de associação molecular é desfeito. Ademais, tal ato extra de aquecer um gás pode ocasionar o que se chama ionização — isto é, o arranjo de elétrons desses átomos e moléculas de gás. Esse processo, por fim, transforma-os em plasma (que, por sua vez, conta com íons e elétrons positivos ou partículas carregadas).
Entretanto, o que faz com que o plasma — enquanto estado determinado da matéria — se diferencie dos demais? Em primeiro lugar, ele é totalmente distinto (não sendo líquido, sólido ou gasoso) e apresenta propriedades específicas.
Além disso, o plasma não possui volume ou forma definida, fato que o viabiliza como componente de estruturas, como camadas duplas, filamentos e raios.
Quer um exemplo bem claro de plasma? As estrelas. Quanto aos usos práticos, ele pode ser aplicado na fabricação de telas de TV, lâmpadas, lasers etc.
A premissa tecnológica de uma usina consiste em utilizar o plasma para gaseificar resíduos sólidos no interior de reatores e produzir gás de síntese (o chamado biogás), a fim de gerar energia.
Inicialmente, a empresa responsável se ocupa da construção de tochas de plasma e do reator de gaseificação, capaz de operar com temperaturas muito altas, que variam entre 1800°C e 2800 ° C. Nessa reação, os resíduos sólidos são transformados em biogás (composto de nitrogênio, metano e carbono).
Ao sair do reator, esse gás — que deve estar com uma temperatura entre 800°C e 1000°C — é direcionado a uma caldeira capaz de reduzir-lhe a temperatura e produzir calor (e vapor) a 80°C, com vistas a alimentar uma turbina aeroderivativa integrada a um gerador elétrico.
Esse sistema atua sob ciclo combinado. Isso significa que o escapamento da turbina produz gás a 520°C, encaminhando para outra câmara de caldeira, que produz vapor saturado para impulsionar a turbina — que está igualmente ligada a um aparelho chamado paralelismo.
Como funciona o processo de transformação de lixo em energia pela usina de plasma?
O processo de transformação de lixo em energia pela usina de plasma funciona a partir do preenchimento de um sistema bem fechado — e isolado com os resíduos sólidos em questão. É necessário uma grande quantidade de energia para transformar o lixo em plasma.
Em seguida, ao cessar o fornecimento energético, os íons gerados produzem gases e a energia necessária para a sua separação. O gás formado nessa etapa constitui-se de vários tipos de átomos, capazes, por sua vez, de formar diversos outros gases.
Tais gases são filtrados e enviados a uma turbina movida a gás e conectada a um gerador elétrico, capaz de converter a energia térmica em mecânica para, então, ser transformada em eletricidade. Quando deixa essa turbina, o gás apresenta temperatura elevada e, ao atravessar trocadores de calor, aquece a água, vaporizando-a a fim de alimentar outra turbina a vapor.
Toda essa tecnologia se enquadra perfeitamente no cenário contemporâneo que, entre outros elementos, preza pelo desenvolvimento sustentável. Isso, obviamente, dependerá do potencial compromisso que organizações, governos e sociedade em geral estabelecerão em prol de uma matriz energética limpa e economicamente mais eficiente em comparação aos modelos atualmente adotados.
Quais os benefícios dessa tecnologia?
Entre as principais vantagens que o lixo transformando em energia por uma usina de plasma pode gerar, destacam-se:
- produção de resíduos recicláveis;
- preservação do meio ambiente;
- utilização do ar e da eletricidade como combustíveis;
- redução nas emissões de gás metano;
- diminuição do risco de contaminação de águas subterrâneas;
- ausência de elementos que colaboram para o aquecimento global etc.
Embora a usina de plasma apresente diversos benefícios, também há desvantagens, entre as quais encontram-se:
- quantidade de energia necessária (para transformar o lixo em plasma) maior do que a produzida ao final do processo;
- necessidade de investimentos elevados;
- necessidade de uma quantidade mínima de lixo para viabilizar o sistema;
- obrigatoriedade de que a empresa responsável se adéque à Política de Resíduos Sólidos que, entre outras providências, exige que seja retirado do lixo todo o material reciclável.
Sendo assim, é altamente recomendável, dada a sua viabilidade, considerar soluções de aterros, uma vez que são marcadamente mais indicados para o tratamento de resíduos sólidos. Se essa solução for conjugada, por exemplo, a um bom sistema de coleta seletiva, é perfeitamente possível obter excelentes resultados.
Os resíduos remanescentes podem ser destinados a aterros bem projetados, aptos a acondicionar adequadamente esses materiais, com impactos humanos, sociais e ambientais muito mais positivos.
Claramente, a usina de plasma se configura como uma ótima alternativa para os novos tempos: ela é capaz de produzir energia limpa ao mesmo tempo em que reduz o lixo acumulado. Ressalte-se, porém, a existência de certas limitações e desvantagens, o que gera a necessidade de complementar essa tecnologia com outras soluções para assegurar a eficácia no tratamento de resíduos sólidos.
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