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Um projeto para transformar lixo orgânico em combustível

Publicado por 
novaescola
Objetivo(s) 

- Avaliar as opções tecnológicas para o aproveitamento econômico do lixo, particularmente a utilização de micro-organismos.
- Elaborar um projeto de transformação do lixo orgânico em fertilizantes e/ou combustíveis em cidades de médio porte.

Conteúdo(s) 

- Reciclagem.
- Compostagem.
- Biodegradação.
- Micro-organismos e o meio ambiente.
- Matéria orgânica e inorgânica.

 

Ano(s) 
Tempo estimado 
Duas aulas
Material necessário 

Reportagem de VEJA:

Cópias da reportagem “A transformação do lixo em riqueza” (Veja, ed. 2241, de 02 de novembro de 2011) para todos os alunos; computadores com acesso à internet.

Materiais de apoio que podem orientar a pesquisa da turma

Texto sobre compostagem
IBGE. Pesquisa Nacional sobre Saneamento básico 
A questão do lixo urbano e a geografia
Página de empresa que fornece tecnologia de biogás obtido de aterros sanitários

Desenvolvimento 
1ª etapa 

Seus alunos sabem que é possível transformar a matéria orgânica em combustíveis ou em fertilizantes? Conheça as cidades que fizeram do lixo o "luxo" e convide os alunos a elaborar um projeto para transformar resíduos em riqueza

Explique aos alunos que as próximas aulas serão dedicadas a estudar meio ambiente, ação humana e sustentabilidade, com foco especial para a questão do lixo. Questione a turma sobre o valor econômico dos resíduos produzidos pelo homem e polemize: se é lixo e está sendo descartado, é razoável levantar essa questão? Conte que existem tecnologias para transformar os resíduos em mercadorias e pergunte se a turma conhece algumas delas.

Com base nas respostas dos estudantes, pondere que, do ponto de vista econômico, transformar resíduos em mercadorias envolve uma relação de custo e benefício. Há um custo envolvendo o transporte e o beneficiamento dos resíduos em relação ao benefício gerado pelo valor do bem produzido. Comente que além das novas tecnologias existe um custo muito importante que a cada dia se impõe: é o custo ambiental. Em seguida, discuta essa questão com a classe: o como se compõe e qual seria o valor do custo ambiental?

Como exemplos, cite que grandes metrópoles à beira do mar, como Nova York, nos Estados Unidos, ou o Rio de Janeiro, arcam com custos altíssimos para transportar o lixo para regiões cada vez mais distantes. Outras arcam com custos igualmente enormes quando criam lixões a céu aberto, degradando o ambiente. Destaque que o custo gerado pela mitigação dos problemas pode ser muito alto. Lembre a turma dos problemas gerados pela construção de um shopping center e de condomínios sobre uma região que foi um lixão, na zona norte da cidade de São Paulo. Os prejuízos gerados pelo embargo do comércio na região, além da ameaça à segurança da população que ali vive superam o investimento no tratamento e reciclagem dos resíduos antes depositados nesta região.

Com base nessas informações, os alunos devem concluir que o lixo pode ser uma oportunidade de geração de riquezas para as cidades brasileiras por, pelo menos, dois motivos importantes: 1. Um grande número de cidades, particularmente as de médio porte (com mais de 200 mil habitantes) não possuem um sistema eficiente de coleta de lixo. Assim, esse material não é aproveitado. 2. O Brasil apresenta alta taxa de crescimento e o enriquecimento da sociedade implica em aumento da produção de resíduos.

Considere, com a ajuda da turma, possíveis formas de se racionalizar o aproveitamento do lixo. O primeiro ponto é separar lixo orgânico e inorgânico. A parte inorgânica deverá ser a parte mais seca constituída de materiais biologicamente não degradáveis acrescidos eventualmente de papeis e madeira seca. Conte que, na separação, esta parte do lixo é dividida em setores como metais, vidro, cerâmicas e papeis. Esclareça que estes materiais já são bastante reutilizados ou reciclados por usinas e indústrias voltadas para este fim.

A parte orgânica do lixo, contudo, ainda não teve a devida valorização econômica. Com base nessa informação, pergunte à classe: o que se espera encontrar no lixo orgânico? Os resíduos orgânicos, tomando-se como referência o lixo doméstico, são compostos de materiais como o pó de café e chá, cabelos, restos de alimentos, cascas e bagaços de frutas e verduras, ovos, legumes, alimentos estragados, ossos, aparas e podas de jardim. Você também deve questionar os alunos sobre que tipo de riqueza pode ser extraída deste tipo de resíduo.

A partir das hipóteses dos alunos, mostre que, basicamente, podem se obter combustíveis e fertilizantes do lixo orgânico e que neste processo de transformação da matéria orgânica os micro-organismos têm um papel especial. São eles que convertem a matéria orgânica em metano ou álcool e que convertem a matéria orgânica em material humificado (que contém ácido húmico, resultante da decomposição da matéria orgânica e utilizado como fertilizante).

Lembre o grupo da importância dos micro-organismos no processo de transformação do lixo orgânico. Processos fermentativos transformam moléculas orgânicas mais complexas em moléculas orgânicas menores, gerando como subproduto álcool ou metano. No caso dos aterros sanitários existe uma grande produção de metano, cujo aproveitamento ainda está aquém do seu potencial. Conclua a aula mostrando que existe uma tecnologia nova, ainda sem aplicação comercial, mas com grandes possibilidades. Trata-se da produção de etanol (álcool combustível) a partir do lixo orgânico. O processo tem algumas etapas: o lixo é superaquecido para a obtenção de gás, que, então, é usado para alimentar bactérias anaeróbicas (biocatalizadoras) que produzem o etanol.

Para finalizar, conte aos alunos que na próxima aula eles irão realizar um trabalho que envolve planejar um modo eficaz de ser fazer a biotransformação de resíduos.

2ª etapa 

Para começar, relembre os conteúdos trabalhados na aula anterior e fale sobre o processo de transformação da matéria orgânica em energia ou em fertilizantes utilizados pela indústria. Distribua cópias da reportagem de Veja para todos os alunos e solicite que façam uma leitura coletiva.

Em seguida, divida a sala em grupos de quatro ou cinco alunos e proponha que elaborem um projeto de biotransformação dos resíduos orgânicos do lixo urbano. O objetivo é que os alunos pensem em algo que leve em conta a viabilidade econômica para transformar o lixo em fertilizantes e/ou combustíveis.
Inicialmente cada grupo deverá encontrar uma cidade de médio porte (entre 200 e 700 mil habitantes) que possua uma baixíssima taxa de coleta de lixo. Para tanto, leve a turma à sala de informática e oriente os grupos a consultarem a Pesquisa Nacional sobre Saneamento Básico, do IBGE, disponível em http://abr.io/1VQr. Na sequência, o trabalho deverá contemplar as seguintes etapas:

I. Escolha do município e descrição da forma como a cidade destina o lixo urbano, com base na reportagem de Veja e na pesquisa do IBGE.

II. Avaliação da geografia do município em função da montagem de aterros sanitários e de usinas de beneficiamento do lixo para a obtenção de combustível. O grupo deverá avaliar as dificuldades impostas pela topografia e o uso das áreas no entorno da cidade para agricultura e as áreas de preservação ambiental.

III. Avaliação de custos. Com base na porcentagem padrão de lixo orgânico em relação ao inorgânico produzido na cidade, os grupos devem fazer a estimativa da produção de cada tipo de lixo para estimar a quantidade de matéria prima disponível para a produção de biogás ou álcool e fertilizantes. Os alunos podem tomar como base os dados conhecidos de uma cidade semelhante (e aí vale um momento de troca entre os grupos) e fazer a adaptação dos dados para a cidade escolhida.

IV. Escolha e descrição de uma tecnologia para o aproveitamento do lixo urbano.

V. Estimativa de ganho. Com base nos valores de venda de etanol, fertilizante e biogás, fazer uma estimativa do lucro do negócio. O consumo de combustível pode ter como base o consumo geral de álcool per capita no Brasil. A mesma estimativa pode ser feita com base no consumo de fertilizantes. O consumo de metano não precisa ser considerado neste caso.

Observação: as estimativas podem ser obtidas com o auxílio de casos ou municípios onde tais tecnologias já são paliçadas e onde já existem estudos de demanda e viabilidade econômica da atividade.

Você deve acompanhar a confecção dos trabalhos dos grupos, que devem ser organizados em cartazes ou em uma apresentação de slides, utilizando programas como o Power Point. Explique que os resultados deverão ser apresentados ao restante da sala na próxima aula, em forma de seminário.

Avaliação 

Leve em conta os objetivos propostos no início deste plano de aula e observe a participação dos alunos nas atividades de pesquisa e nas discussões em sala. A apresentação dos projetos em forma de seminário servirá como síntese dos principais conceitos aprendidos pela classe. Espera-se que os alunos compreendam que existem formas de se aproveitar os resíduos orgânicos para gerar riquezas de modo sustentável para as cidades.

Créditos:
Ricardo Paiva
Formação:
Professor de Biologia do Colégio Santa Cruz, de São Paulo
Autor Nova Escola

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