Nova tecnologia vai minimizar o impacto negativo dos resíduos da exploração de carvão

O Centro de Fotónica Aplicada (CAP) do INESC TEC iniciou recentemente um projeto europeu que tem por base a instalação de sensores de fibras óticas em escombreiras resultantes da exploração de carvão em autocombustão para monitorizar à distância os cenários evolutivos associados ao processo de combustão. O objetivo é contribuir para a redução do impacto ambiental causado por estes materiais, prevenir a ocorrência de outros processos de autocombustão e os riscos ambientais e humanos associados. É a primeira vez que uma tecnologia do género é proposta como solução para este problema. O sistema remoto e distribuído de monitorização de temperatura e deteção de gases em escombreiras de carvão em autocombustão vai ser testado a partir do segundo semestre deste ano na freguesia de São Pedro da Cova, em Gondomar.

INESC TEC lidera projeto europeu de monitorização ambiental com fibras óticas

Os incêndios em camadas ou escombreiras de carvão constituem uma problemática ambiental caracterizada pela emissão de gases tóxicos, matéria particulada e pela condensação de produtos neoformados, responsáveis pela poluição da água e solos das áreas envolventes. A ignição destes incêndios pode ter causas naturais ou antropogénicas, sendo responsáveis por poluição atmosférica, chuvas ácidas, movimentos de terras, destruição de flora, fauna e infraestruturas humanas e pelo aparecimento de problemas de saúde. As questões associadas às escombreiras de carvão em autocombustão tem vindo a ser objeto de estudo dos Geólogos e, mais recentemente, tem tido um crescente interesse em todo o mundo devido às diversas ocorrências e ao reconhecido impacto ambiental negativo.

No Espaço Sudoeste Europeu (SUDOE), a combustão de turfas, carvão e escombreiras de carvão constitui uma problemática já identificada em Espanha e no Norte de Portugal, sendo esta região portuguesa a mais preocupante. Só na região Norte do nosso país subsistem mais de 20 escombreiras na bacia Carbonífera do Douro, resultantes da exploração de carvão. Parte destas escombreiras localiza-se perto de centros urbanos, o que constitui um grave perigo ambiental.

Com esta nova tecnologia baseada em fibra ótica, que está a ser implementada pelo CAP em parceria com a Universidade do Porto (Departamento de Geociências, Ambiente e Ordenamento do Território da Faculdade de Ciências), Universidade de Alcalá e Universidade Pública de Navarra (de Espanha) e ainda Universidade de Limoges (em França), vai ser possível monitorizar continuamente as escombreiras de forma a prever as fases da combustão ativa e reunir informações relevantes (T, emissão de gases) para um conhecimento detalhado da sua dinâmica.

Tecnologia em fibra ótica é a mais segura
A tecnologia recebe dados resultantes da monitorização da emissão de gases e da temperatura da escombreira, que são posteriormente tratados por modelos geológicos adequados, tais como a elaboração de mapas de temperaturas e de emissão de gases. Os sensores em fibra ótica têm características particularmente adequadas às exigências de monitorização associadas a estas escombreiras de carvão, onde normalmente a estrutura sensora tem que suportar elevadas temperaturas e ambientes quimicamente agressivos.

A utilização de tecnologia em fibra ótica garante segurança (pois é feita remotamente), análise da informação em tempo real e leitura multiponto. Desta forma evita-se a necessidade de se considerar um canal de comunicação adicional para propósitos de telemetria. Essa dupla funcionalidade permite considerar a instalação em regiões extensas de redes complexas de sensores, sem exigência de alimentação elétrica, e utilizando-se somente uma unidade de iluminação/fotodeteção/processamento de sinal.

Aquilo que se pretende é o controlo contínuo das escombreiras e a identificação de prováveis cenários evolutivos, tornando possível a implementação de medidas corretivas/preventivas que minimizem o impacto causado pelos processos da combustão.

Tecnologia também pode ser aplicada em centrais termoelétricas

Desde há muito que se reconheceu a importância da monitorização contínua das escombreiras de resíduos de carvão mas, por norma, as tecnologias de sensorização existentes não eram adequadas. Hoje em dia a fibra ótica possibilita a realização de sistemas de monitorização destes materiais. Devido à dualidade caraterística da fibra ótica (simultaneamente um canal de comunicação e um elemento de deteção), a tecnologia de fibra ótica é particularmente apropriada para esta aplicação.

São Pedro da Cova (Gondomar) foi a localidade escolhida para testar, a partir do segundo semestre deste ano, o protótipo em fibra ótica. Espera-se que, após o teste e validação deste piloto, a nova tecnologia de monitorização venha a ter aplicação em larga escala. Este sistema pode também ser utilizado na monitorização de pilhas de armazenamento de carvão em centrais termoelétricas.

O projeto ECOAL – MGT (Ecological Management of Coal Waste Piles in Combustion), orçado em 900 mil euros, é cofinanciado pela União Europeia, com fundos FEDER, no âmbito do programa SUDOE. Da equipa do CAP, que coordena o projeto, fazem parte José Manuel Baptista (responsável), José Luís Santos, Ireneu Dias, João Ferreira, Pedro Jorge e Orlando Frazão.