PRODUÇÃO, PURIFICAÇÃO E APROVEITAMENTO DE BIOGÁS

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O Efeito Estufa é um fenômeno natural que ocorre na atmosfera afim de manter a temperatura adequada para existência de vida no planeta, porém, graças aos GEE, lançados de forma excessiva e inadequada, a temperatura média do planeta vem aumentando gradativamente. Dentre os gases, os que mais poluem, e estão em maior quantidade, são o Dióxido de Carbono (CO2), Metano (CH4) e o Óxido Nitroso (N2O), os quais estão contribuindo nessa implicação ambiental por dois fatores: seu poder de aquecimento molecular e sua concentração na atmosfera. “O poder de aquecimento das moléculas destes gases varia e pode ser mensurado de acordo com um referencial. O elemento utilizado como referência é o CO2, por ser o gás de efeito estufa mais abundante na atmosfera e de maior contribuição no aquecimento global” (Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas, 2001)

De acordo com a USEPA (Agência de Proteção Ambiental Americana), apura-se que cerca de 14% da difusão global de gás metano tem origem em atividades relacionadas à criação animal e estimativas mais hodiernas apontam que o CH4 proveniente de estercos corresponde cerca de 5 a 10% do total de todo o gás produzido globalmente.

As instalações rurais e os resíduos sólidos, dejetos humanos, esterco bovino, suíno, equino, caprino, de aves, esgoto doméstico, vinhaça, plantas herbáceas, rejeitos agrícolas e capins de um modo geral, espalhados, são fontes de emissões de uma expressiva quantidade de gases, sobretudo o CO2, CH4 e N2O, por essas razões, nas regiões, onde o índice de criação animal é consideravelmente grande, há a necessidade de desenvolver técnicas onde a emissão dos gases na atmosfera possa ser reduzida, utilizando-se de fontes de energia renovável, assim, muitos pesquisadores estão levantando estudos a respeito do que fazer com o esterco gerado. Uma opção encontrada foi a de utilizar biodigestores para converter toda essa matéria orgânica em algum subproduto que seja utilizado sem agredir o meio ambiente, como o biogás.

Quando gerado, para ser utilizado de uma maneira mais abrangente e sistemática, o biogás passa por diversas técnicas para sua purificação, afim de aumentar sua eficiência energética, ou seja, ele será energeticamente “amplificado”. Quando purificado a concentração de metano será maior, graças a remoção de dióxido de carbono, sulfito de hidrogênio, alguns outros gases e traços de água, consequentemente o gás fica livre de impurezas, desidratado e dessulfurizado, apresentando características do gás natural.

O biogás já findado pode ser utilizado para geração de energia, através de motores de combustão interna ou sua queima, e o seu resíduo sólido, denominado como lodo, pode ser utilizado como adubo e o efluente pode ser utilizado como biofertilizante ou lançado na corrente de água que rega as plantações.

2. BIODIGESTOR

O biodigestor (Figura 01 e 02) é o local onde irá ocorrer as reações de degradação da biomassa, por bactérias anaeróbicas, sem a presença de oxigênio. Ele é construído abaixo do nível do solo com desígnio de minimizar variações de temperatura (que em certas ocasiões pode levar à interrupção do processo fermentativo) e apresenta, fundamentalmente, uma câmara de fermentação fechada, na qual, resulta o processo de biometanização, que é a conversão da biomassa em metano, sob condições anaeróbicas.

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Figura 01: Biodigestor em funcionamento

Fonte: www.estadao.com/noticias

“Tal aparelho, contudo, não produz o biogás, uma vez que sua função é fornecer as condições propícias para que um grupo especial de bactérias, as metanogênicas, degrade o material orgânico, com a consequente liberação do gás metano” (GASPAR, 2003, p.15).

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Figura 02: Montagem de um Biodigestor

Fonte: www.sinueloagropecuária.com.br

Existem inúmeros tipos de biodigestores, mas, todos, são constituídos, basicamente, de um tanque onde ocorrerá a digestão da biomassa, uma campânula onde o biogás é armazenado e canais tubulares que serão responsáveis pela entrada e saída do efluente no biodigestor, como pode-se verificar na Figura 03.

Relacionado ao seu abastecimento, existem biodigestores de fluxo contínuo e de batelada. Quando ele é de fluxo contínuo, sua alimentação é feita constantemente durante o dia e sua saída é ajustada de acordo com a sua entrada. E quando é por batelada, a biomassa depositada antes do início do processo será retirada por completo finalizando, assim, uma batelada para dar início à próxima.

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Figura 03: Esquema de um biodigestor.

Fonte: http://www.tede.ufsc.br/teses/PGEA0210.pdf

2.1. Biodigestor de Fluxo Contínuo

Um biodigestor de fluxo contínuo é abastecido diariamente, com saída proporcional à entrada. E os mais conhecidos são o modelo indiano e o modelo chinês.

2.1.1. Modelo Indiano

É um dos modelos mais usados. Quando construído, apresenta o formato de um poço, o qual será o local onde ocorrerá a digestão da biomassa, coberto com uma tampa cônica, a qual contém uma campânula flutuante, que controla a pressão e a saída do biogás, como gasômetro (Figura 04).

Uma vantagem da utilização esse modelo, é que a sua campânula mantém a pressão do biogás estável, sem precisar de regular constantemente os aparelhos que utilizam o metano. E uma desvantagem que deve ser levada em conta é o alto custo para a construção da campânula, pois, geralmente, ela é toda construída de ferro, elevando assim o custo para a montagem do biodigestor.

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Figura 04: Vista em corte de um biodigestor, modelo indiano.

Fonte: ORTOLANI, A.F.; BENINCASA, M.; LUCAS JUNIOR, J. Biodigestores rurais, 1991.

2.1.2. Modelo Chinês

Esse modelo é mais simples e econômico, constituído de uma câmara roliça construída de alvenaria com seu teto em formato de abóboda e com sua construção quase toda fincada no solo (Figura 05). Funciona a altas pressões, podendo variar de acordo com a necessidade do uso do biogás. Este