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Stadler participa do projeto de pesquisa financiado pela União Européia para explorar o potencial da mineração de aterros visando a recuperação de recursos a partir de resíduos

23/07/2020

Os aterros sanitários podem gerar riscos diferentes. Em particular, aterros antigos anteriores à introdução de regulamentos governamentais, que tendem a ser preenchidos com resíduos sólidos municipais e carecem de tecnologia moderna de aterro sanitário, em breve exigirão medidas de remediação dispendiosas para evitar futuros problemas ambientais e de saúde. Na Europa, existem entre 150.000 e 500.000 aterros, dos quais cerca de 90% são aterros “não sanitários” anteriores à Diretiva de Aterro Sanitário da UE de 1999. A mineração aprimorada de aterros sanitários (ELFM, do inglês “Enhanced Landfill Mining“) tem o potencial de fornecer uma solução que pode reduzir drasticamente os futuros custos de remediação e recuperar terras valiosas, desbloqueando recursos preciosos.

O projeto de pesquisa de quatro anos New-Mine, liderado pelo Instituto KU Leuven de Metais e Minerais Sustentáveis SIM2, foi lançado em 2016 para analisar diferentes aspectos da Mineração Avançada de Aterros. Seu objetivo é desenvolver e integrar tecnologias ELFM de ponta e ecológicas para valorizar os aterros da Europa, recuperando recursos como materiais, energia e terra, mitigando futuros riscos ambientais e de saúde e evitando custos significativos de remediação.

O Dr. Lieven Machiels, Coordenador de Ciência e Tecnologia do projeto no Instituto KU Leuven de Metais e Minerais Sustentáveis, explica: “Consideramos a Mineração Apropriada de Aterros Sanitários o elo que falta à Economia Circular. O Plano de Ação para a Economia Circular do acordo Verde Europeu enfoca uma política de “produtos sustentáveis” que prioriza a redução e reutilização de materiais antes de realmente reciclá-los, promovendo a Hierarquia de Resíduos. No entanto, o que ainda não foi abordado é: o que a Europa e outros países do mundo farão com as vastas quantidades de resíduos industriais e de consumo que foram descartados em lixões e aterros sanitários nos últimos 100 anos. Nesse contexto, o ELFM foi proposto como uma abordagem para tratar de como podemos lidar com os resíduos do passado, independentemente da necessidade urgente de evitar a criação e o descarte de novos resíduos no futuro”.

O projeto recebeu financiamento do Programa para Pesquisa e Inovação da União Europeia “Horizon 2020” e envolve oito universidades européias, bem como a Stadler e outras empresas do setor privado. Quinze estudantes de doutorado foram encarregados de pesquisar novas tecnologias e testá-las em quatro pacotes de trabalho técnico que seguem uma abordagem de cadeia de valor. Os temas são: “Exploração inovadora de aterro sanitário e processamento mecânico”; “Conversão termoquímica solar / plasma / híbrida” e “Reciclagem avançada”. O quarto pacote de trabalho aplica métodos de avaliação com vários critérios para comparar a recuperação / recuperação combinada de recursos, que é o ELFM, com as abordagens “Não fazer nada”, “Correção clássica” e “Mineração clássica de aterros sanitários com coincineração”.

Dr. Lieven Machiels explica: “Na Mineração Clássica de Aterros, o foco está na redução do volume de resíduos, por exemplo, através da incineração e recuperação de terras, enquanto a produção de reciclados é geralmente limitada. No projeto New-Mine, seguimos uma abordagem ELFM visando uma recuperação máxima de recursos. Em vez de queimar a fração leve, produzimos um combustível derivado de resíduo (CDR ou RDF, do inglês “Refuse Derived Fuel“), que é termicamente convertido para produzir um gás sintético e um resíduo vitrificado. Os gases sintéticos podem ser reciclados ainda mais para produzir metano ou hidrogênio, enquanto o resíduo vitrificado pode ser usado para produzir cimento e materiais de construção”.

Tecnologias de processamento mecânico para recuperar recursos de resíduos

A Universidade RWTH Aachen, um dos parceiros do projeto, convidou a Stadler a participar, contribuindo com sua experiência e equipamentos. A empresa teve um papel importante no primeiro pacote de trabalho, dedicado ao processamento mecânico. O objetivo principal era identificar formas de melhorar a qualidade das frações para produzir CDR. Outro objetivo importante foi pesquisar os usos da fração fina, que responde por mais de 50% dos resíduos na mineração de aterros e atualmente não tem utilização. O projeto mostrou que uma separação mecânica adicional da fração fina pode produzir areia para uso como agregado no setor da construção. A fração leve também pode ser usada em um processo de termo-valorização.

A Stadler também contribuiu para o Programa de Treinamento associado ao projeto com um curso sobre “Tecnologia de triagem automatizada para resíduos complexos”, realizado durante o segundo evento da rede New-Mine para os quinze pesquisadores participantes.

Separador balístico Stadler fornece escavações de teste em aterros sanitários

A pesquisa teórica sobre processamento mecânico foi testada em condições reais no aterro de Mont-Saint-Guibert, na Bélgica. Os resíduos do aterro foram escavados e processados.

Ulrich Sigmund, chefe de pesquisa e desenvolvimento da Stadler, descreve o processo: “Um separador balístico STT6000 foi usado na primeira etapa do tratamento mecânico para a recuperação de CDR e outros recuperáveis, como metais e materiais inertes. A máquina separou a produção em três frações – finos, fração rolante 3D e fração plana – que foram tratadas separadamente para investigar outras possibilidades de reciclagem”.

A Dra. Cristina Garcia Lopez, uma das pesquisadoras do projeto New-Mine, acrescenta: “Como o lixo de aterro é um material muito complexo e heterogêneo devido à quantidade de impurezas, o separador balístico nos proporcionou a oportunidade de dosar os resíduos escavados, não classificados e não triturados, em três fluxos de materiais diferentes: potencial CDR, fração 3D e finos. Também nos permitiu classificar os resíduos do aterro em seu tamanho original sem triturar, evitando a perda de pequenas partículas na fração fina – o que exigiu menos etapas. Além disso, a alta alimentação do separador balístico (150 t/h, dependendo da densidade do material) foi bastante interessante, pois a quantidade de resíduos enterrados em aterros sanitários é consideravelmente alta, enquanto a capacidade geral de processamento mecânico é realmente baixa em comparação com a capacidade de escavação”.

Os aterros sanitários apresentam um desafio particular, como explica o Dr. Lieven Machiels: “O nível de umidade dos resíduos depositados em aterros é muito maior do que em resíduos frescos e os resíduos já estão fortemente degradados. O pacote de trabalho 1 analisou como esse material se comporta em todas as etapas do processo de separação mecânica e quais são as propriedades das diferentes frações de saída. Esta pesquisa foi nova e, portanto, seus resultados são importantes para o futuro da mineração em aterros sanitários”.

Dr. mont. Bastian Küppers, também pesquisador do projeto New-Mine, acrescenta: “O tratamento mecânico contínuo do aterro é extremamente desafiador, pois o alto teor de água leva a bloqueios na cadeia de processos e reduz o desempenho de instalações e máquinas. Isto é válido especialmente para frações finas”.

Outro desafio significativo no projeto foi o fato de que os resíduos escavados precisavam ser processados no local, de modo que o Separador Balístico precisou ser instalado em uma fundação temporária de concreto no aterro.

Segundo a Stadler, o seu separador balístico superou todos os desafios, mostrando que pode atuar nessas condições difíceis e confirmando a viabilidade do projeto: “O alto teor de umidade do material foi muito desafiador, porque o material de entrada era composto de blocos de rocha e pedaços de terra de até 100 kg”, diz Ulrich Sigmund.

Christian Nordmann, vice-chefe de pesquisa e desenvolvimento da Stadler, que trabalhou ativamente nos testes na Bélgica, explica: “A máquina é muito robusta devido aos dois acionamentos e à lubrificação central durante a operação. Além disso, os rolamentos são muito bem vedados para que a máquina possa operar ao ar livre. Isso permite que o STT6000 lide com os desafios encontrados no material do aterro escavado, como alta umidade, poeira e impacto. Nos testes, pudemos modelar a separação do material, incluindo distribuições de massa e parâmetros de material das frações derivadas”.

Dr. mont. Bastian Küppers acrescenta: “O separador balístico da Stadler provou ser muito robusto e útil para soltar, separar e precondicionar o material para tratamento”.

“Os testes mostraram que é possível uma nova abordagem para iniciar um processo de reciclagem com uma separação em três frações. Isso economiza desgaste e energia em comparação com os processos padrão com uma combinação de triturador / peneira”, conclui Ulrich Sigmund.

Fundada em 1791, a Stadler dedica-se ao planejamento, produção e montagem de sistemas e componentes de triagem para a indústria de tratamento e reciclagem de resíduos sólidos em todo o mundo. Sua equipe de mais de 450 funcionários oferece um serviço personalizado, desde o projeto conceitual ao planejamento, produção, modernização, otimização, montagem, comissionamento, reformas, desmontagem, manutenção e assistência técnica de componentes para completar os sistemas de reciclagem e classificação. Sua linha de produtos inclui separadores balísticos, correias transportadoras, tambores de triagem e removedores de rótulos.

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