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Segundo Williams (2005, p. 245-248), uma alternativa aos Aterros Sanitários (AS), que são dominantes no tratamento de resíduos na maioria dos países, resíduos que possuam materiais combustíveis podem ser incinerados ou queimados. A incineração consiste na oxidação do material combustível existente nos resíduos com o intuito de produzir calor, vapor de água, oxigénio, nitrogénio e dióxido de carbono. Para o tratamento dos gases emitidos para a atmosfera, provenientes da combustão, é necessário sistemas de limpeza bastante dispendiosos, complexos e extensos. Embora exista legislação para este processo, a Directiva da CE de Incineração de Resíduos ou EC Waste Incineration Directive, existe também oposição pública à incineração de resíduos. A incineração continua a ser uma via pouco prioritária para o destino dos RSU, na maioria dos países europeus. Contudo, devido à necessidade económica os incineradores modernos possuem recuperação de energia, feita através de turbinas a vapor de altas temperaturas e de sistemas de aquecimento. Para alguns resíduos comerciais e industriais perigosos e low throughput(?), a recuperação de energia torna-se um objectivo secundário e a incineração passa a ser a forma de eliminação. A incineração apresenta algumas vantagens comparativamente com os AS:

• Os resíduos são reduzidos a cinzas (um produto biologicamente estéril) que para os resíduos sólidos municipais é aproximadamente 10% do seu volume pré-queimado e 33% de seu peso pré-queimado.

• Pode ser usada como fonte de baixo custo pois produz vapor utilizado posteriormente para: gerar energia eléctrica, aquecer processos industriais ou água quente para o aquecimento urbano, conservando os valiosos recursos energéticos primários.

• É a melhor opção ambiental para muitos resíduos perigosos, tais como altamente inflamáveis, voláteis, tóxicos e resíduos infecciosos.

• Pode ser normalmente realizada perto do ponto de recolha de resíduos. Sendo que o número de aterros sanitários próximos ao ponto de geração de resíduos é cada vez menor sendo necessário haver transporte de resíduos a longas distâncias.

• Não produz metano, ao contrário do aterro. O metano é um gás que provoca o efeito estufa e contribui de maneira significativa para o aquecimento global.

• Os resíduos das cinzas podem ser usados para recuperação de materiais ou como agregados secundários para a construção.

Contudo, também possui desvantagens em relação aos mesmos:

• Geralmente há custos muito mais elevados e longos períodos de recuperação, devido ao elevado investimento de capital.

• Há, por vezes, falta de flexibilidade na escolha de eliminação de resíduos, pois a incineração apenas é escolhida se o custo de capital elevado do incinerador for vinculado nos contratos de longo prazo.

• O incinerador é projectado sobre a base de um certo valor calorífico dos resíduos. A remoção de materiais como papel e plástico para reciclagem pode reduzir o valor global calorífico dos resíduos e, consequentemente, pode afectar o desempenho do incinerador.

• Apesar de incineradores modernos cumprir a legislação em vigor emissões há algum interesse público que os níveis emitidos ainda pode ter um efeito adverso sobre a saúde.

• O processo de incineração produz ainda resíduos que precisam ser geridos.

Processo de Incineração

Os elementos constituintes do método de tratamento denominado incineração são: o incinerador, os dispositivos e equipamentos de controlo, de registo e de vigilância, e os sistemas de alimentação de resíduos, de combustíveis, e de ar. Pode ter ou não a recuperação do calor produzido por combustão. Este processo baseia-se em processos térmicos, todos eles com o objectivo de reduzir os resíduos sólidos urbanos (RSU) transformando-os, quer em materiais inertes, quer em materiais e energia. Cerca de 80% do peso e 90% do volume é o resultado esperado deste processo. (Levy et al., 2006, p. 292)

Tabela 1 - Processos térmicos para a recuperação da energia. (Fonte: Levy et al., 2006, p. 292)

A combustão é o processo mais generalizado da incineração que transforma os vários resíduos, sem tratamento prévio, em produtos sólidos, líquidos e gasosos, com libertação de energia sob a forma de calor. Esta energia é transmitida sob a forma de condução, convecção e radiação para o combustível de alimentação, para os resíduos e para o sistema de incineração e/ou armazenada nos resíduos da combustão. Em termos gasosos são emitidos, principalmente, $CO_{2}$, $NO_{x}$, $SO_{2}$, $pH$ e $H_{2}O$ e em termos sólidos, existe recuperação de cinzas. Outros gases, que não cumprem as condições de combustão completa ideais, são produzidos devido ás variações da quantidade dos elementos contidos nos RSU. A quantidade de oxigénio, $O_{2}$, presente na combustão leva a: combustão estequiométrica, isto é, combustão completa; combustão com excesso de ar, ou seja, combustão completa com adição de ar; e, combustão com falta de ar, ou seja, gaseificação ou combustão incompleta. De forma a garantir uma combustão completa na incineração, é aplicado uma taxa de ar de 40% a 100% (consoante o tipo de RSU e o modelo do incinerador) superior às condições estequiométricas, devido às variações do poder calorífico dos resíduos. Sendo ainda possível aproveitar o excesso de ar na câmara de combustão para ajudar a satisfazer a regras dos três T: temperatura, turbulência e tempo. Isto é, a melhoria da mistura de RSU e a regularização da temperatura é devido ao excesso de ar presente. A temperatura não deve ser menor que os 800ºC para evitar emissões de odores. Se for maior que 980ºC há uma diminuição das dioxinas, furanos e outras partículas orgânicas. O tempo necessário para haver combustão completa dos RSU depende essencialmente do tipo de forno. E, por fim, a turbulência garante uma oxidação homogénea e mais eficaz de todos os resíduos. (Levy et al., 2006, p. 293).

Figura 1 - Valores óptimos para os três T. (Fonte: Levy et al., 2006, p. 294)

Poder calorífico dos RSU

O local onde o RSU é recolhido é uma condicionante para a sua constituição. Ou seja, numa zona residencial há uma maior frequência de embalagens e resíduos fermentáveis, enquanto que numa zona comercial o papel e o cartão são predominantes. Os RSU podem-se dividir em uma fracção combustível constituída por papel e cartão (materiais celulósicos) e uma fracção de produtos com elevado poder calorifico (plásticos, pneus e têxteis). A tabela 2 indica o poder calorífico de alguns materiais (Levy et al., 2006, p. 295).

Tabela 2 - Poder calorífico de alguns materiais. (Fonte: Levy et al., 2006, p. 295)

Elementos como o carbono, o oxigénio, o azoto, o enxofre e o hidrogénio, são os principais constituintes do RSU. Cintudo têm também metais pesados na sua composição, como indica a tabela 3. (Levy et al., 2006, p. 295)

Tabela 3 - Percentagens de metais pesados nos RSU. (Fonte: Levy et al., 2006, p. 295)

Tipos de incineradores

Segundo Levy et al. (2006, p. 296) existem quatro tipos de incineradores com combustão por excesso de ar: forno ciclone, incinerador de leito fundido, incinerador com sistema de combustão em massa e incinerador com fornalhas múltiplas. Sendo que todos eles podem receber no seu sistema de alimentação RSU proveniente das recolhas, selectiva ou não, sem transformação prévia. Contudo, é importante salientar que a desidratação de RSU antes de se iniciar o processo é importante pois permite reduzir a quantidade de combustível necessário para manter a combustão.

Incineradores com sistema de combustão em massa. Possuidor de uma grelha móvel, este tipo de incinerador recebe RSU que são encaminhados para a fornalha e caindo as cinzas no final. Por baixo da grelha, o ar é injectado através da camada de RSU incandescente.

Incineradores de leito fundido. Após a fluidificação de uma camada de areia, com cerca de 75 cm de espessura, esta é aquecida para haver destruição dos RSU. Possuidor de um cilindro, com o 2,7m a 7,5m de diâmetro, onde é injectado o ar sob a forma de pressão (entre os 80 e os 135 Pa) nos vários tubos da base, fluidificando a areia e produzindo um aumento de 80 a 100%. A temperatura varia entre os 750ºC e os 900ºC, o que pode levar à introdução directa dos RSU na areia. As cinzas e os gases são evacuados pelo cimo do forno, onde há controlo de poluição do ar.