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Eliana Walker
ESTUDO DA VIABILIDADE ECONMICA NA UTILIZAO DE
BIOMASSA COMO FONTE DE ENERGIA RENOVVEL NA
PRODUO DE BIOGS EM PROPRIEDADES RURAIS
Dissertao apresentada ao Programa de Ps-Graduao em Modelagem Matemtica daUniversidade Regional do Noroeste do estado doRio Grande do Sul UNIJU, como requisitoparcial obteno do ttulo de Mestre emModelagem Matemtica
Orientador: Professor Dr. Gideon Villar Leandro
Co-orientador: Professor Dr. Robinson Figueiredo de Camargo
IJU-RS, NOVEMBRO 2009
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2009
UNIJU - UNIVERSIDADE REGIONAL DO NOROESTE DO ESTADO DO
RIO GRANDE DO SUL
DeFEM DEPARTAMENTO DE FSICA, ESTATSTICA E MATEMTICA
DeTEC DEPARTAMENTO DE TECNOLOGIA
PROGRAMA DE PS-GRADUAO EM MODELAGEM MATEMTICA
A Comisso Examinadora, abaixo assinada, aprova a Dissertao
ESTUDO DA VIABILIDADE ECONMICA NA UTILIZAO DE BIOMASSA
COMO FONTE DE ENERGIA RENOVVEL NA PRODUO DE BIOGS EM
PROPRIEDADES RURAIS
Elaborada por
Eliana Walker
Como requisito para a obteno do grau de Mestre em Modelagem matemtica
Comisso Examinadora:
______________________________________________
Prof. Dr. Vicente Celestino Pires Silveira
____________________________________________________
Prof. Dr. Pedro Borges
______________________________________________
Prof. Dr Gideon Villar Leandro
Iju, RS, novembro de 2009
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RESUMO
As pesquisas para utilizao das fontes renovveis de energia esto merecendo cadavez mais ateno na busca de solues para os problemas gerados pelo mundo moderno. Entreesses problemas, a crise energtica traz preocupaes tanto pelo fato de que muitas pessoas,principalmente nas reas rurais, ainda no so beneficiadas pelos recursos energticosdisponveis, quanto pela deficincia crescente verificada no atendimento da demanda cada vezmaior. Este fenmeno por si s suficiente para justificar a necessidade de se buscarem novasfontes. A biomassa teve grande destaque nos ltimos anos, principalmente por reaproveitarmatria orgnica disponvel na natureza ou produzida em locais especficos. Um exemploconcreto o uso de dejetos de sunos para a produo do biogs. Neste caso, utilizado umprocesso biolgico para a formao de biogs atravs de um biodigestor. Para o estudo daviabilidade econmica da instalao de biodigestor contnuo foi desenvolvido um modelomatemtico, utilizando-se do ferramental da pesquisa operacional. Os resultados foramobtidos atravs do software Matlabe Excel e que levam em considerao receitas (a energiaproduzida pela propriedade, o valor de mercado da energia, ...) e custos (o custo para aconstruo das instalaes dos sunos, o custo da construo das lagoas, ...). Os dados foramprocessados com variao da taxa mnima de atratividade, o nmero de sunos, o uso dobiofertilizante, o uso do biogs, e a taxa de juros. As variveis de rentabilidade calculadas sorepresentadas atravs do valor presente lquido, da taxa interna de retorno e do perodo derecuperao do capital. Este estudo mostrou que h aumento na lucratividade quando dautilizao do biofertilizante, sendo ainda a atividade lucrativa sem a sua utilizao. Assimpercebe-se que a atividade da suinocultura acoplada com biodigestores traz bons resultados
para a sociedade como diminuio de poluio e proporcionando lucros financeiros equalidade de vida para os produtores.
Palavras chave: Biodigestor, Sunos, Propriedades Rurais, Viabilidade Econmica.
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ABSTRACT
The researches for uses of renewable energy are increasingly deserve attention aiming
to find solutions to the modern world problems. Among these problems, the energy crisisbrings concerns both for the fact that many people, especially in rural areas, are not benefitedby the available energy resources, as verified by the deficiency in the growing servicedemand. This phenomenon alone is enough to justify the need to seek new sources. Biomasshad great prominence in recent years, primarily by reusing organic material available innature or produced in specific locations. A concrete example is the use of pig slurry for theproduction of biogas. By using pig manure, biogas is produced in a biodigester through abiological process. To study the economic feasibility of installing continuous digester wasdeveloped a mathematical model, using the tools employed in operations research. The resultswere obtained using Matlab and Excel software and taking into account revenue (theenergy produced by the property, the value of the energy market, ...) and costs (the cost for
the construction of pigs facilities, the cost of construction of ponds, ...). The data wereprocessed with a variation of the minimum rate of attractiveness, the number of pigs, the useof biofertilizer, the use of biogas, and the interest rate. The estimated cost variables arerepresented by the net present value, the internal rate of return and payback period of capital.This study showed that higher profitability is when the use of biofertilizer, is still profitablebusiness without their use. Thus it is observed that the activity of digesters coupled with pigsbrings good results for society as reduced pollution and providing financial benefits andquality of life for producers.
Keywords: Biodigester, Pigs, Rural Properties, Economic Feasibility
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LISTA DE FIGURAS
Figura 1: Gerao de energia eltrica - autoproduo.....................................................26
Figura 2: Processo de converso energtica da biomassa ...............................................31
Figura 3: Biodigestor de produo contnua....................................................................52
Figura 4: Biodigestor modelo canadense.........................................................................53
Figura 5: Biodigestor modelo chins...............................................................................53
Figura 6: Biodigestor modelo indiano.............................................................................54
Figura 7: Valor do VPL considerando nmero de sunos e o uso ou no dobiofertilizante...................................................................................................................81
Figura 8: Grfico comparativo do uso total e parcial do biogs considerando variao donmero de sunos .............................................................................................................83
Figura 9: Clculo do VPL para diferentes taxas mnimas de atratividade ......................85
Figura 10: Clculo da TIR variando a taxa mnima de atratividade e o nmero desunos ...............................................................................................................................86
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LISTA DE TABELAS
Tabela 1: Distribuio do rebanho suno Brasileiro ........................................................35
Tabela 2: Evoluo do rebanho suno no Rio Grande do Sul..........................................35
Tabela 3: Relao de consumo de biogs em equipamentos...........................................44
Tabela 4: Parmetros para construo de cenrios..........................................................79
Tabela 5: Cenrio considerando o uso do biofertilizante ou no para k=0,06 ................80
Tabela 6: Cenrio considerando o uso do biofertilizante ou no para k=0,06 ................80
Tabela 7: Cenrio considerando o uso do biofertilizante ou no para k=0,06 ................80
Tabela 8: Cenrio considerando o uso total ou parcial (70%) do biogs para k=0,06 ....82
Tabela 9: Cenrio considerando o uso total ou parcial (70%) do biogs para k=0,06 ....82
Tabela 10: Cenrio considerando o uso total ou parcial (70%) do biogs para k=0,06 ..83
Tabela 11: Cenrio considerando o valor total dos juros (vtj) e o valor total dasprestaes (vtp) para x=1000, 3000 e 5000 sunos e taxa de juros de 6,5% ...................84
Tabela 12: Cenrio considerando o valor total dos juros (vtj) e o valor total dasprestaes (vtp) para x=1000, 3000 e 5000 sunos e taxa de juros de 12% ....................84
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LISTA DE ANEXOS
Anexo A: Artigo apresentado no COBEM 2009.............................................................94
Anexo B: Artigo apresentado no CNMAC 2009 ..........................................................101
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NOTAO E SIMBOLOGIA
C Graus Celsius
Alfa
Abio rea de instalao do biodigestor
ACSURS Associao de Criadores de Sunos do Rio Grande do Sul
Adisp rea disponvel na propriedade para a instalao do sistema de biodigesto e
criao de sunosAinst rea ocupada pelas instalaes dos sunos
Alag rea ocupada pelas lagoas
ANNEL Agncia nacional de energia eltrica
bj Quantidade disponvel dos recursos
Bmo Biodegrabilidade da matria orgnica
C Capital
C2 Fluxo econmico totalCa Custo de alimentao por suno
Cbio Custo do biodigetor
Cgal Custo do galpo
Cger Custo do gerador
CH4 Gs metano
Clag Custo das lagoas
Cman Custo de manutenoCmbio Custo de manuteno do biodigestor
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Cmgal Custo de manuteno do galpo
Cmger Custo de manuteno do gerador
Cmlag Custo de manuteno das lagoas
CO2 Dixido de carbono
Cr Cromo
CT Custos totais
Cu Cobre
Cv Cara volumtrica aceitvel
DBO Carga orgnica
DQO Demanda qumica de oxignio
Ebee Converso do biogs em energia eltricaEcb Eficincia de converso no biodigestor
Ep Energia produzida
Es Espao por suno
f(x) Funo objetivo
FE Fluxo econmico
FEj Fluxo econmico de projeto por perodo
Ge Gasto com energiagj(x) Funes utilizadas nas restries do problema
GLP Gs liquefeito de petrleo
Gs Ganho por suno
H2S Gs sulfdrico
ha Hectare
IBGE Instituto brasileiro de geografia e estatstica
Ig Custo do metro da instalao por cabea de suno por metroII Investimento inicial
J(t) Juros em funo do tempo
k Taxa mnima de atratividade
Kg Quilograma
L Gasto com troca das lonas
L1 Primeira lagoa
m Metro quadrado
m/dia Metro cbico por dia
me Meses
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Mg Magnsio
MW Megawatt
N Nitrognio
Nacl Cloreto de sdio
Ncabpc Nmero de cabeas de sunos
Nf Nmero de funcionrios
NH3 Amnia
Ni Nquel
Pi Gasto com pintura das instalaes
P Fsforo
Pc Valor da energia por KwPCH Pequenas centrais hidreltricas
PERT/COM Tpico da pesquisa operacional
PL Programao linear
PRK Perodo de recuperao do capital
PVC Cloreto de polivinila
Q Vazo do afluente
r Taxa de juros por perodoRbiofertilizante Receita do biofertilizante
Rbiogas Receita do biogs
RDF Combustvel derivado de refugo
RL Receita lquida
RT Receita total
Rvendasui Receita da venda dos sunos
Sf Salrio dos funcionriosSo DBO do afluente
SO2 Enxofre
T Total de horas analisado
t Tempo em anos
TB Tamanho do biodigestor
Ti Tamanho das instalaes
TIR Taxa interna de retorno
TRH Tempo de reteno hidrulica
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trhl Tempo de reteno hidrulica aumentada
V Volume total das lagoas
V1 Volume da lagoa 1
V2 Volume da lagoa 2
Vd Volume de dejetos produzido por suno
Vdd Volume de dejetos por dia
VPL Valor presente lquido
VTJ Valor total dos juros
VTP Valor total das prestaes
x Nmero de sunos
xj Varivel de deciso
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SUMRIO
1 Consideraes iniciais ..................................................................................................14
2 Desenvolvimento sustentvel e energias renovveis....................................................17
2.1 Energia solar ..........................................................................................................19
2.2 Energia elica ........................................................................................................21
2.3 Pequenas centrais hidreltricas..............................................................................21
2.4 Energia da Biomassa..............................................................................................22
3 Obteno de energia da biomassa de dejetos de sunos................................................243.1 Biomassa ................................................................................................................24
3.1.1 Utilizao da biomassa .................................................................................24
3.1.2 Propriedades rurais e a biomassa ..................................................................28
3.1.3 Aproveitamento da biomassa........................................................................30
3.2 Suinocultura ...........................................................................................................34
3.2.1 Suinocultura e o ambiente.............................................................................36
3.3 Biogs ....................................................................................................................413.3.1 Caractersticas do biogs...............................................................................44
3.3.2 Utilizao do biogs......................................................................................45
3.3.3 Formao do biogs ......................................................................................46
3.4 Biodigestor .............................................................................................................49
3.4.1 Tipos de biodigestor......................................................................................52
3.4.1.1 Biodigestor modelo canadense ........................................................52
3.4.1.2 Biodigestor modelo chins...............................................................53
3.4.1.3 Biodigestor modelo indiano.............................................................53
3.4.1 Biofertilizante ...............................................................................................54
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4 Ferramental utilizado no modelo matemtico ..............................................................56
4.1 Modelo matemtico ...............................................................................................56
4.2 Pesquisa operacional ..............................................................................................57
4.3 Modelagem matemtica .........................................................................................58
4.4 Programao linear ................................................................................................60
4.4.1 Programao linear inteira ............................................................................61
4.5 Anlise econmica .................................................................................................62
5 Descrio do modelo matemtico proposto .................................................................64
5.1 Modelo proposto ....................................................................................................64
5.2 Restries do modelo .............................................................................................66
5.2.1 Restrio a respeito do tipo de variveis.......................................................66
5.2.2 Restrio a respeito da gerao de energia ...................................................67
5.2.3 Restrio a respeito do custo de manuteno................................................67
5.2.4 Restrio a respeito da rea utilizada............................................................68
5.2.5 Restrio a respeito do capital inicial investido............................................69
5.3 Anlise de rentabilidade.........................................................................................70
5.4 Dimensionamento das insalaes dos sunos.........................................................73
5.5 Dimensionamento das lagoas ...............................................................................73
5.6 Dimensionamento do biodigestor .........................................................................74
5.7 Determinao do volume do biogs produzido por dia ........................................76
9 Resultados e discusses................................................................................................78
10 Consideraes finais ...................................................................................................8711 Referncias bibliogrficas ..........................................................................................89
12 Anexos ........................................................................................................................93
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1 CONSIDERAES INICIAIS
A energia eltrica indispensvel para a evoluo do modo de vida do ser humano,
possibilitando alternativas de atendimento s suas necessidades e para a adaptao ao
ambiente em que vive. Devido escassez ou dificuldade de obteno de um dado recurso
energtico, o ser humano est sempre em busca de outros meios para obter a energia eltrica
que necessita. A evoluo do mundo, aps o uso da energia eltrica foi surpreendente, de tal
forma que essa energia passou a ser um recurso indispensvel e estratgico para o
desenvolvimento socioeconmico para muitos pases e regies.
Se, por um lado, a energia eltrica ocupa papel fundamental na vida moderna,
dinamizando o desenvolvimento da sociedade em todos os setores econmicos (primrio,
secundrio e tercirio), por outro, os programas de expanso, levando energia aos lugares
mais longnquos, proporcionou uma grande melhora na qualidade de vida no meio rural.
A crise energtica provocada pelo aumento vertiginoso da demanda de energia, passou
a desafiar os pesquisadores a encontrar fontes alternativas que pudessem suprir
satisfatoriamente a defasagem. Entre os resultados destacam-se as fontes chamadas de
energias renovveis, tais como a energia solar, a energia elica, a biomassa, entre outras.
Dentre essas, a biomassa teve grande destaque nos ltimos anos, principalmente por
reaproveitar matria orgnica disponvel na natureza ou produzida em locais especficos. Um
exemplo concreto o uso de dejetos de sunos para a produo do biogs. H projees, com
base em levantamentos feitos em vrios pases, mencionando que a construo de
biodigestores poder promover com sucesso a auto-sustentabilidade de propriedades rurais e
de pequenos condomnios residenciais no futuro.
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A utilizao da suinocultura como fonte de renda tem sido cada vez mais explorada,
pois os dejetos que antes eram vistos somente como poluidores do ambiente, hoje vm sendo
utilizadas como fonte de energia limpa atravs de um equipamento chamado biodigestor.
Souza et al. (2004), determinou o custo e viabilidade de produo de eletricidade gerada a
partir do biogs em uma propriedade rural utilizando como equipamentos de converso de
biogs em eletricidade um motor de combusto acoplado a um gerador eltrico, as variveis
econmicas utilizadas nos clculos foram; o fator de recuperao de capital, tempo de retorno.
Zachow (2000) faz uma reviso bibliogrfica a respeito da produo do biogs dissertando
sobre o que e como se forma o biogs, os sistemas de digesto, a histria do biogs e suas
caractersticas. Bipers (1998) trata os principais assuntos relacionados ao emprego de dejetos
sunos como fertilizante orgnico, tratamento e o uso de leito de cama como alternativa para omanejo de dejetos sunos. Coldebella (2006), avalia a viabilidade econmica do uso do biogs
proveniente das atividades de bovinocultura de leite e suinocultura em propriedades rurais. O
estudo foi baseado em duas propriedades no municpio de Toledo-PR, uma com as atividades
voltadas para bovinocultura de leite com 130 cabeas em regime de confinamento e outra com
as atividades voltadas a suinocultura trabalhando com uma unidade produtora de leites com
um plantel de 1000 matrizes. Para o clculo da viabilidade econmica, o autor considera a
energia eltrica produzida e o uso de biofertilizante. Lindemeyer (2008) em seu trabalho fazuma anlise econmica do uso do biogs como fonte de energia eltrica em uma propriedade
produtora de sunos localizada em Concrdia-SC, e para obter resultados utiliza o programa
Excel. O autor considera os investimentos e as receitas obtidas no projeto para o clculo da
viabilidade econmica.
Neste trabalho foi desenvolvido um modelo matemtico para o estudo da viabilidade
econmica da utilizao de biogs para a produo de energia eltrica em propriedades rurais
que trabalham com criao de sunos em terminao. O modelo desenvolvido foi baseado nas
teorias de programao linear considerando que a funo objetivo seja dada pelo Valor
Presente Lquido. Os resultados foram obtidos atravs do software Matlab e Excel, para a
validao do modelo foram realizadas simulaes com dados encontrados na literatura, assim
como foi feito um estudo de caso que utiliza dados coletados em uma propriedade no
municpio de Ibirub.
O trabalho estruturado em etapas apresentando, no primeiro captulo, uma revisobibliogrfica, no segundo captulo discorre sobre o desenvolvimento sustentvel e aborda as
principais fontes de energias alternativas: a energia solar a energia elica, a energia produzida
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por pequenas centrais hidreltricas e a energia produzida pela biomassa. No captulo 3
aborda-se a biomassa, mas precisamente a respeito da obteno de energia obtida com auxlio
de um biodigestor contnuo utilizando como biomassa os dejetos de sunos, material que
recebe muitas crticas pela poluio que causa quando no tratado. Assim, mostra-se uma
alternativa de aproveitar esses restos e diminuir a poluio causada por eles.
Em seguida o captulo 4 apresenta o ferramental matemtico utilizado para a
construo do modelo matemtico e o captulo 5 o descreve. Juntamente com o modelo
matemtico tambm descrita o mtodo para determinar as dimenses dos equipamentos
necessrios para esta atividade.
O captulo 6 descreve os resultados obtidos com a aplicao do modelo. E, em ltima
instncia, so apresentadas as concluses do trabalho.
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2 DESENVOLVIMENTO SUSTENTVEL E ENERGIAS RENOVVEIS
2.1 Energia eltrica
A energia, nas suas mais diversas formas, absolutamente necessria sobrevivncia
da humanidade. E, mais do que sobreviver, o homem buscou sempre evoluir, encontrando
fontes e maneiras alternativas de adaptao ao ambiente em que vive e que atendessem mais
satisfatoriamente s suas necessidades. Dessa forma, o esgotamento, a carncia ou ainconvenincia de um dado recurso tendem a ser substitudas pelo surgimento de outro(s). Em
termos de auxlio energtico, a eletricidade se tornou uma das formas mais versteis e
convenientes de energia, passando a ser recurso indispensvel e estratgico para o
desenvolvimento socioeconmico das naes.
H apenas 200 anos, o homem utilizava o sol como recurso energtico quase
exclusivo. A madeira era usada, de modo geral, para aquecimento e os animais, para o
transporte. A fotossntese a responsvel para proporcionar direta ou indiretamente estas
espcies de energia. Neste processo, as plantas podem utilizar parte da energia do sol para
converter dixido de carbono e gua em substncias combustveis e alimento. Alm da
energia derivada do sol tambm temos a que se origina do vento e a da gua. Suas aplicaes
mais conhecidas so os moinhos de vento e rodas dgua.
Nos dias atuais, a energia eltrica j chega a quase todo territrio do planeta,
proporcionando desenvolvimento de regies antes desabitadas.
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Mesmo com os avanos tecnolgicos e melhoramentos trazidos pela energia eltrica,
cerca de um tero da populao mundial ainda no tem acesso a esse recurso; dos dois teros
restantes, uma parcela considervel ainda atendida de forma muito precria. No Brasil, a
situao no to crtica, mas ainda muito preocupante. Apesar da fartura de recursos
energticos e da grande extenso territorial do pas, h uma grande diversidade regional e um
grande nmero de pessoas e atividades econmicas em regies com problemas de suprimento
energtico. Como revelado pelo ltimo censo demogrfico, mais de 80% da populao
brasileira vive na zona urbana. A grande maioria desse contingente est na periferia dos
grandes centros urbanos, onde as condies de infra estrutura so deficitrias.
A influncia da questo energtica na busca de um modelo de desenvolvimento da
sustentabilidade pode ser identificada por diversos motivos, dentre os quais, nas
consideraes de Reis (2006), se ressaltam:
O suprimento competente e universal da energia considerado
condio bsica para o desenvolvimento econmico, independentemente do conceito
que se utilize para desenvolvimento. Nesse contexto, o acesso de cada ser humano a
uma quantidade mnima de bens energticos adequada aos atendimentos de suas
necessidades bsicas deve ser considerado como um requisito da sustentabilidade.Esse requisito tem sido enfatizado em todas as aes e discusses relacionadas com
desenvolvimento sustentvel desde a Conferncia de Estocolmo em 1972. Portanto,
natural que a questo energtica, no mbito de um cenrio que tambm incorpora
outros setores de infra-estrutura, tais como transporte, guas, saneamento e
telecomunicaes, deva fazer parte da preocupao estratgica de qualquer pas.
Vrios desastres ecolgicos e humanos das ltimas dcadas tm relao
ntima com atividades associadas energia, ressaltando a necessidade e importncia
de um enfoque adequado e srio da insero ambiental do setor energtico na busca do
desenvolvimento.
Cabe ainda ressaltar a necessidade de uma abordagem holstica e com tratamento
integrado dos aspectos tcnicos, econmicos, ambientais, sociais e polticos para que o setor
energtico se torne sustentvel. A implantao de um planejamento energtico de longo
prazo, assentado na matriz energtica , assim, um passo fundamental at mesmo parapermitir o estabelecimento de polticas energticas e estratgias consistentes a longo prazo.
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Essas estratgias podero nortear a evoluo do setor energtico ao longo do tempo e permitir,
se convenientemente monitoradas, os ajustes necessrios associados a modificaes no
cenrio global ou a emergncias. Isto, sem dvida, um desafio, principalmente num contexto
em que as polticas governamentais no privilegiam o planejamento estratgico a longo prazo.
Atuar para modificar esse estado fundamental para a construo de um modelo sustentvel
de desenvolvimento.
Os impactos da elevao do custo de energia fazem-se sentir com maior intensidade
no setor rural de mais baixa renda, em geral, menos capitalizado e com menores condies de
arcar com essa elevao de custos, tanto no que diz respeito ao consumo domstico quanto
para as atividades de produo.
O grande desafio buscar uma forma de acesso energia eltrica para todos os lares e
as fontes de energias renovveis podem ser uma opo para solucionar tal problema. A
energia solar, a elica e a biomassa, entre outras, so algumas dessas alternativas.
2.2 Energia Solar
Na histria da humanidade, o sol sempre foi reconhecido como a fonte primria da
vida e a ele muitas civilizaes reverenciaram como divindade.
No se deve entender, no entanto, que a energia solar esteja total e exclusivamente
disponvel para o homem e para suas necessidades; boa parte dessa energia responsvel pela
manuteno de processos naturais e vitais. Quase todas as fontes de energia hidrulica,
biomassa, elica, combustveis fsseis e energia dos oceanos so formas indiretas de energia
solar, como ensina o Atlas de Energia Eltrica do Brasil.
A energia solar pode ser utilizada de forma direta ou indireta. As energias de
biomassa, elica, maremotriz, o fenmeno da fotossntese, o crescimento dos seres vivos e
mesmo as fonte no renovveis so, em ltima anlise, uma forma indireta de utilizao deenergia solar.
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A abundncia e a disponibilidade da energia solar em todo o globo terrestre
constituem seguramente o fator predominante que faz residir nela uma promissora esperana
na soluo de um grande nmero de problemas provocados pela crise energtica do incio dos
anos 70. E, por ser uma forma de energia limpa e susceptvel a inmeras aplicaes, constitui
um fabuloso potencial energtico renovvel e inesgotvel na escala humana.
A captao e aproveitamento da energia solar requerem instalaes complexas e
custosas, ao menos para potncias elevadas, principalmente porque ela no se apresenta de
forma concentrada. Alm disso, no local da instalao, esta energia est disponvel de forma
descontnua, sujeita a alternncias peridicas (dia-noite, vero-inverno) e casuais (cu claro-
nebuloso), exigindo o provimento de dispositivos de acumulao, com ulteriores
complicaes e elevando os custos da instalao.
As consideraes econmicas, portanto, ainda no so favorveis a um rpido
desenvolvimento do uso da energia solar uma vez que os elevados custos iniciais de
instalao e as dificuldades associadas disponibilidade descontnua continuam a dificultar
sua utilizao. Por outro lado, porm, a energia solar uma fonte absolutamente pura, no d
origem a fumaa, nem deixa resduos de espcie alguma como o lixo radioativo que
representa a incgnita mais grave impedindo a difuso das centrais nucleares - e tampouco fonte de descargas de gnero algum. Sob este ponto de vista, o aproveitamento da energia
solar constitui a soluo ideal para a proteo do meio ambiente.
preciso ainda ressaltar que os tipos de materiais usados na construo dos
equipamentos solares tais como chapas e tubos de cobre, vidro plano transparente, material
isolante, vedantes, etc., largamente empregados na indstria e em uma infinidade de outras
aplicaes de mercado so os principais responsveis pelos custos elevados. Isto mostra
claramente a necessidade de um desenvolvimento mais adequado da cincia e da tecnologia
solar, que possam simplificar o processo e desenvolver materiais de uso especfico. Esta
uma caminhada necessria quando se pensa na utilizao da energia solar em massa, quer seja
em aplicaes residenciais, quer nas necessidades industriais ou outras possveis finalidades.
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2.3 Energia Elica
O vento outra fonte de energia primria inesgotvel cuja explorao representa
impactos ambientais muito reduzidos. A utilizao de aerogeradoes, instalados
estrategicamente em regies geogrficas com recursos comprovados, faz parte da tecnologia
usada para gerar eletricidade de forma renovvel, aproveitando a energia cintica contida no
vento.
Historicamente, tm-se notcias sobre o aproveitamento da energia dos ventos desde a
antiguidade. Os egpcios acreditavam serem os primeiros a empregar a fora dos ventos. Jpor volta de 2800 a. C., eles iniciaram o uso de velas para complementar a fora dos escravos
para impulsionar os navios. A necessidade de bombear grandes quantidades de gua, como
aconteceu nos Pases Baixos, propiciou o desenvolvimento dos moinhos de vento.
Bezerra (1982) anota que a energia elica existe como resultado dos movimentos das
massas de ar decorrentes da ao da luz solar, gerando um fluxo detentor de considervel
energia, que chamamos de vento. A energia elica, como fora geradora de fora propulsora
para movimentao dos mais variados engenhos idealizados pelo homem, tem sido
empregada desde os primrdios da civilizao. Em tempos mais recentes os cata-ventos ou
mais propriamente as mquinas elicas, constituem uma paisagem comum na zona rural.
Estes fatos bem demonstram que existem alternativas outras que podem contribuir para
reduzir um grande nmero de efeitos decorrentes da crise energtica.
Dois sistemas podem ser utilizados para converter a energia elica em energia til: o
moinho-de-vento - de construo mais simples - para produzir energia mecnica; e o
aerogerador - usado para a produo de eletricidade que atrai muito interesse para o futuro.
2.4 Pequenas Centrais Hidreltricas
De acordo com a resoluo n 394, de 04-12-1998 da ANEEL - Agncia Nacional deEnergia eltrica, PCH (Pequena Central Hidreltrica) toda usina hidreltrica de pequeno
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porte cuja capacidade instalada seja superior a 1 MW e inferior a 30 MW. Alm disso, a rea
do reservatrio deve ser inferior a 3 km. Uma PCH tpica normalmente opera a fio d'gua,
isto , o reservatrio no permite a regularizao do fluxo dgua. Com isso, em ocasies de
estiagem, a vazo disponvel pode ser menor que a capacidade das turbinas, causando
ociosidade.
Entretanto, as PCHs se prestam gerao descentralizada e so instalaes que
resultam em impactos ambientais pouco significativos. Este tipo de hidreltrica utilizada
principalmente em rios de pequeno e mdio porte com desnveis significativos em seu
percurso, capazes de gerar potncia hidrulica suficiente para movimentar as turbinas.
As pequenas centrais hidreltricas, em geral, apresentam grande flexibilidade
operativa. A partida, sincronismo com outras atividades geradoras ou com o sistema eltrico
de potncia e o despacho de carga so tarefas relativamente simples que podem ser
executadas com tranqilidade por uma equipe de operao ou pela seqncia de eventos de
um sistema automatizado.
Por outro lado, Schweig (2008) afirma que as PCHs oferecem economia em matria
de investimentos relacionados transmisso, reduo de perdas de transmisso e auxilia a
estabilidade do sistema eltrico local, estando prximo ao local de consumo. Essas usinas
representam do ponto de vista social, um importante fator de desenvolvimento, pois
aumentam a oferta de energia barata, suprindo a necessidade de comunidades prximas e, at
mesmo, integrando novos consumidores, principalmente os de baixa renda, residentes em
regies mais distantes do sistema eltrico nacional.
2.5 Energia da Biomassa
A tecnologia de utilizao da biomassa para fins energticos, no sculo passado, teve
um desenvolvimento bastante significativo principalmente na Europa.
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ANEEL (2008), define Biomassa como qualquer matria orgnica que possa ser
transformada em energia mecnica, trmica ou eltrica. Dependendo da origem, pode ser
classificada em: florestal (madeira, principalmente), agrcola (soja, arroz e cana-de-acar,
entre outras) e rejeitos urbanos e industriais (slidos ou lquidos, como o lixo). Os derivados
obtidos dependem tanto da matria-prima utilizada (cujo potencial energtico varia de tipo
para tipo) quanto da tecnologia de processamento para obteno dos energticos.
No Brasil o uso mais importante da biomassa est relacionado com o desenvolvimento
da frota de veculos a lcool (de cana-de-acar), que veio a criar uma alternativa mais
promissora e ambientalmente mais adequada que os derivados de petrleo. Razes associadas
a lobbies econmicos e a no-considerao adequada dos custos ambientais colocaram, no
entanto, essa tecnologia em compasso de espera.
O estado de So Paulo grande produtor de biomassa proveniente da cana-de-acar.
Exporta lcool para todo Brasil, sendo a indstria sucroalcooleira, em alguns casos, auto-
suficiente em energia, utilizando o bagao da cana de acar na produo de energia eltrica
Na regio Amaznica, o leo vegetal extrado de vrias plantas largamente utilizado em
caldeiras e motores de combusto interna, para gerao de energia eltrica para atender as
comunidades isoladas. Muitos estados brasileiros tambm se destacam na produo de outrosresduos (biomassa) de grande potencial energtico: no Rio Grande do Sul, Mato Grosso,
Maranho e Par, resduos provenientes da casca de arroz; nos estados do Par e Bahia, o leo
de dend; no Cear e Piau a casca da castanha de caju; na Bahia, Cear e Par, a casca do
coco-da-bahia; no Mato Grasso a madeira, entre outros.
Tanto no mercado internacional quanto no interno, a biomassa hoje considerada uma
das principais alternativas para a diversificao da matriz energtica e a conseqente reduo
da dependncia dos combustveis fsseis. Ela potencialmente uma rica fonte de gerao de
energia eltrica e de biocombustveis - como o biodiesel e o etanol, cujo consumo crescente
em substituio a derivados de petrleo como o leo diesel e a gasolina. Definitivamente, a
biomassa constitui-se em uma das fontes de produo de energia com maior potencial de
crescimento nos prximos anos.
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3. OBTENO DE ENERGIA DA BIOMASSA DE DEJETOS DE SUNOS
3.1 Biomassa
No entender de Rosillo (2005), a biomassa uma fonte renovvel de produo de
energia em escala suficiente para desempenhar um papel expressivo no desenvolvimento de
programas vitais de energias renovveis e na criao de uma sociedade ecologicamente mais
consciente. Embora seja uma fonte de energia primitiva, seu amplo potencial ainda precisa ser
explorado. Depois de um longo perodo de negligncia, o interesse pela biomassa como fonte
de energia renasce e os novos avanos tecnolgicos demonstram que ela pode tornar-se maiseficiente e competitiva. O Brasil pioneiro no ressurgimento de sistemas de energia da
biomassa.
A biomassa pode ser definida de vrias formas, como segue:
Nos comentrios de Mello (2001), fontes de energia de biomassa toda energia
proveniente das plantas, algumas de alta produtividade nos pases tropicais, como a cana-de-
acar, a mandioca, o dend e o babau, que podem se transformar em energia lquida, slida,
gasosa ou eltrica, de forma competitiva e adequada preservao do meio ambiente.
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Schwade (2006), diz que a energia qumica, produzida pelas plantas atravs da
fotossntese, originada da radiao solar, distribuda e armazenada nos corpos dos seres
vivos atravs da cadeia alimentar, por meio dos vegetais que consomem. Essa energia
armazenada chamada de biomassa.
A biomassa pode ser obtida de forma natural, ou seja, produzida pela natureza sem a
interveno do homem, resultado do processo da fotossntese. Tambm, sob a forma residual,
gerada por qualquer tipo de atividade humana, principalmente nos processos produtivos de
setores agrcolas ou ncleos urbanos. Ainda obtida atravs do cultivo de plantaes, como a
cana-de-acar, por exemplo, com a finalidade de produzir biomassa para ser transformada
em combustvel.
3.1.1 Utilizao da biomassa
A expectativa de maior participao da biomassa no suprimento de energia no futuro
pode ser explicada por vrios motivos. Primeiramente, os combustveis obtidos a partir da
biomassa podem substituir mais ou menos diretamente os combustveis fsseis na atual infra-
estrutura de suprimento de energia. As energias renovveis intermitentes, como a elica e a
solar, representam um desafio maneira como a energia distribuda e consumida. Em
segundo lugar, a disponibilidade de terras faz com que os recursos em potencial sejam
abundantes. Em terceiro lugar, o crescimento da populao, a urbanizao e a melhoria dos
padres de vida nos pases em desenvolvimento, fazem aumentar em ritmo acelerado a
demanda por energia.
A figura 1 demonstra de acordo com estudo s realizados pela ANEEL, que a produo
de energia com a utilizao da biomassa vem se destacando:
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Figura 1: Gerao de Energia Eltrica Autoproduo (Total e Participao por Fonte - Brasil 2005)Fonte: Atlas de Energia Eltrica do Brasil 2005
Verifica-se que o total de autoproduo de energia eltrica a partir da biomassa total
(biomassa + bagao de cana) chega a 40,1 %.
Rosillo (2005) observa que a imagem relativamente pobre da biomassa est mudando
devido a trs razes principais, a saber:
Os considerveis esforos feitos nos ltimos anos, por meio de
estudos, demonstraes e plantas-piloto, para se apresentar um quadro mais
realista e equilibrado do uso e do potencial da biomassa.
A crescente utilizao da biomassa como um vetor energtico
moderno, principalmente em pases industrializados.
O crescente reconhecimento dos benefcios ambientais, locais e
globais do uso da biomassa e as medidas necessrias para o controle das
emisses de CO2e enxofre.
A biomassa energtica insere-se em um contexto de descentralizao do
desenvolvimento, de ocupao estratgica do territrio, de valorizao dos recursos
disponveis no espao geoeconmico do continente brasileiro, de incentivo s iniciativas
locais, de abertura de novas perspectivas econmicas para o auto-desenvolvimento, de
promoo social, de reduo de dependncias externas, de democratizao e de preservao
da soberania nacional (Brasil, 1986). Tudo isso leva a crer que, mais que uma simples
alternativa energtica, a biomassa pode constituir a base de um modelo de desenvolvimento
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tecnolgico e industrial auto-sustentado, porque est baseado em dados concretos da realidade
nacional e na integrao do homem a um ambiente econmico em harmonia com seu
ambiente natural.
Ao mesmo tempo em que se preservam usos tradicionais da biomassa, existe um
considervel potencial para a modernizao do uso dos combustveis de biomassa na
produo de vetores energticos convenientes, como eletricidade, gases e combustveis
automotivos. Essa modernizao do uso industrial da biomassa j acontece em muitos pases,
proporcionando inmeros benefcios ambientais e sociais em comparao com os
combustveis fsseis, quando produzida de forma eficiente e sustentvel. Esses benefcios
incluem o melhor manejo da terra, a criao de empregos, o uso de reas agrcolas excedentes
nos pases industrializados, o fornecimento de vetores energticos modernos a comunidades
rurais nos pases em desenvolvimento, a reduo dos nveis de CO2, o controle de resduos e a
reciclagem de nutrientes.
A energia da biomassa deve ser ambientalmente aceitvel para que se possa assegurar
a difuso de seu uso como uma fonte de energia moderna. Deve-se ter em conta que os
impactos de longo prazo dos programas e projetos relativos biomassa dependem
principalmente da garantia da gerao de renda, da sustentabilidade ambiental, deflexibilidade e replicabilidade, ao mesmo tempo em que se consideram as condies locais e
se oferecem vrios benefcios, uma caracterstica importante dos sistemas agro-florestais. A
implementao de projetos de uso de biomassa exige ainda iniciativas e polticas
governamentais que internalizem os custos econmicos, sociais e ambientais externos das
fontes convencionais de combustvel, de modo que os combustveis produzidos a partir da
biomassa possam competir em p de igualdade.
A dificuldade de quantificar o uso da biomassa energtica, especialmente nas suas
formas tradicionais, acarreta problemas adicionais. Duas so as principais razes: a) a
biomassa geralmente considerada um combustvel inferior e raramente includo nas
estatsticas oficiais e, quando o , tende a ser desvalorizada; b) usos tradicionais de bioenergia
como, por exemplo, na forma de lenha, carvo, esterco de animais e resduos agrcolas so
erroneamente associados com problemas do desmatamento e da desertificao. Por outro lado,
dificuldades em medir, quantificar e manusear a biomassa visto tratar-se de uma fonte de
energia dispersa, e seu uso ineficiente resultam na obteno de pouca energia til.
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Embora ainda no se disponha de uma avaliao que permita quantificar de modo
confivel a participao atual da biomassa na matriz energtica mundial, verifica-se que ela
tem maior participao na matriz de pases subdesenvolvidos. Enquanto isso, nos pases
desenvolvidos, em meio a um cenrio de preocupao com a preservao ambiental, cresce a
importncia do uso da biomassa como fonte de energia renovvel.
A ttulo de exemplo, pode-se citar o Zimbbue como um pas onde a biomassa
contribui com aproximadamente 40% da energia primria, enquanto que nos EUA este ndice
baixa para aproximadamente 3% da energia primria utilizada para gerao de eletricidade
(em 2000, o pas, considerando-se resduos slidos municipais, lenha e outras fontes de
biomassa, possua uma capacidade instalada de 4230 MW, sem levar em considerao os co-
geradores).
3.1.2 Propriedades rurais e a biomassa
As propriedades agrcolas tm se preocupado com o acelerado aumento em seus custos
de produo e manuteno causados pelo aumento das tarifas de energia quer domstica -
como gs de cozinha, iluminao e aquecimento - quer na produo, como aquecimento de
galinheiros e chiqueiros, motores, tratores, maquinrio agrcola, etc.
O custo dos fertilizantes tambm tem crescido muito, enquanto muitas vezes o esterco
desperdiado nas propriedades, poluindo o ambiente e as guas por falta de uma tecnologiaprtica e adequada para o seu aproveitamento racional.
O Brasil tem condio mpar para criar um programa de biomassa energtica capaz de
recompor a produo rural, aproveitando a infra-estrutura das propriedades, aumentando sua
renda e viabilizando a manuteno e a criao de milhares de empregos em todos os nveis.
O uso de outras fontes, como carvo vegetal, resduos agrcolas sazonais, resduos
florestais e esterco de aves, geralmente ignorado em muitos pases, mas esses resduospodem apresentar 30 % a 40 % do fornecimento total de biomassa.
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Outro fator pouco reconhecido ou documentado o de que a biomassa, alm de ser
usada para coco de alimentos nos setores domstico e comercial, tambm pode ser utilizado
como fonte de energia em processamentos agroindustriais e na fabricao de tijolos, telhas,
cimento, fertilizantes e outros.
Embora atualmente o uso da energia da biomassa seja predominantemente domstico
nas reas rurais dos pases em desenvolvimento, cada vez mais se percebe que tambm pode
ser uma fonte importante de combustvel para os pobres que vivem nas cidades e para muitas
indstrias de pequeno e mdio porte.
Porm, a superao do subdesenvolvimento exige que recursos disponveis na
sociedade sejam investidos na criao de uma estrutura de produo que, gerando novos
recursos, torne o processo auto-sustentvel e capaz de se renovar e se adaptar evoluo da
prpria estrutura econmica e social.
A energia da biomassa apresenta-se naturalmente de forma dispersa. A prtica
industrial comprova que a economia de escala no tem, em sua utilizao, papel significativo;
ao contrrio, a concentrao da produo pode levar a deseconomias e distores. O
investimento de capital, associado utilizao energtica da biomassa, relativamente
pequeno, quando comparado com as alternativas convencionais. As estruturas industrial e
tecnolgica necessrias podem ser desenvolvidas sem dificuldades no atual contexto
brasileiro, utilizando-se recursos existentes, inclusive a nvel regional ou local.
Os recursos bsicos mobilizados por um programa de utilizao energtica da
biomassa (ou seja, o o investimento inicial do programa) so terra e mo-de-obra. No
Brasil, estes so hoje recursos abundantes, mas subutilizados. Sua integrao ao sistema
energtico nacional, no entanto, significa abrir oportunidades para sua valorizao epromoo crescentes.
Da biomassa resultam vrios combustveis diretos ou derivados, desde a lenha
tradicionalmente usada para cozinhar, at os combustveis lquidos que substituem os
derivados de petrleo.
Nas regies menos desenvolvidas, a biomassa mais utilizada a de origem florestal.
Alm disso, os processos para a obteno de energia se caracterizam pela baixa eficincia,isto , grande volume de matria-prima necessrio para produo de pequenas quantidades
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de energia. Uma exceo a essa regra a utilizao da biomassa florestal em processos de co-
gerao industrial. Do processamento da madeira no processo de extrao da celulose
possvel, por exemplo, extrair a lixvia negra (ou licor negro) usado como combustvel em
usinas de co-gerao da prpria indstria de celulose.
Uma das grandes vantagens da biomassa a variedade de formas de sua utilizao.
Pode-se usar biomassa como combustvel na forma de gases, lquidos ou slidos. um
material verstil e provavelmente o nico combustvel primrio capaz de, na forma de lcool
ou leo, substituir a gasolina e o diesel em veculos automotores. Por sua versatilidade, pode-
se escolher o material mais adequado ao solo, ao clima e s necessidades.
A produo em larga escala da energia eltrica e dos biocombustveis est relacionada
biomassa agrcola e utilizao de tecnologias eficientes. A pr-condio para a sua
produo a existncia de uma agroindstria forte e com grandes plantaes, sejam elas de
soja, arroz, milho ou cana-de-acar. A biomassa obtida pelo processamento dos resduos
dessas culturas. Assim, do milho possvel utilizar, como matria-prima para energticos,
sabugo, colmo, folha e palha; da soja e do arroz, os resduos que permanecem no campo,
tratados como palha; da cana-de-acar, o bagao, a palha e o vinhoto.
O Brasil possui caractersticas especialmente adequadas produo de biomassa para
fins energticos: clima tropical mido, terras disponveis, mo-de-obra rural abundante e
carente de oportunidades de trabalho, e nvel industrial tecnolgico disponvel.
3.1.3 Aproveitamento da biomassa
Fonte de energia renovvel (quando manejada adequadamente), a biomassa apresenta
vantagens ambientais inexistente em qualquer combustvel fssil. Como no emite xidos de
nitrognio e enxofre, e o CO2 lanado na atmosfera durante a queima absorvido na
fotossntese, apresenta balano zero de emisses (Reis, 2003). Dito de outra forma,
comparada s opes energticas de origem fssil, a biomassa possui um ciclo extremamente
curto. Alm do pequeno tempo necessrio sua produo, a fotossntese, processo produtivo
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da biomassa, capta em geral quantidades superiores quelas dos gases emitidos na queima
para a formao de mais matria-prima. (Mello, 2001) Tais caractersticas devem,
futuramente, reverter a tendncia de troca de combustveis, e a biomassa vai retornar espaos
ocupados pelo petrleo e o carvo mineral.
O aproveitamento da biomassa pode ser feito por meio da combusto direta (com ou
sem processos fsicos de secagem, classificao, compresso, corte/quebra etc.), atravs de
processos termoqumicos (gaseificao, pirlise, liquefao e transestrificao) ou de
processos biolgicos (digesto anaerbia e fermentao).
A figura 2 mostra os principais processos de converso energtica da biomassa.
Figura 2: Processo de converso energtica da biomassaFonte: Atlas de energia Eltrica do Brasil 2005
De acordo com o Atlas de Energia Eltrica do Brasil (2005), as tecnologias de
aproveitamento energtico da biomassa so:
Combusto direta: combusto a transformao de energia qumica dos
combustveis em calor, por meio das reaes dos elementos constituintes com o oxignio
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fornecido. Para fins energticos, a combusto direta ocorre essencialmente em foges (coco
de alimentos), fornos (metalurgia, por exemplo) e caldeiras (gerao de vapor, por exemplo).
Embora muito prtico e, s vezes, conveniente, o processo de combusto direta normalmente muito ineficiente. Outro problema da combusto direta a alta umidade (20 %
ou mais no caso da lenha) e a baixa densidade energtica do combustvel (lenha, palha,
resduos, etc.), o que dificulta o seu armazenamento e transporte.
Gaseificao: como o prprio termo indica, gaseificao um processo de converso
de combustveis slidos em gasosos, por meio de reaes termoqumicas, envolvendo vapor
quente e ar, ou oxignio, em quantidades inferiores estequiomtrica (mnimo terico para a
combusto). H vrios tipos de gaseificadores, com grandes diferenas de temperatura e/ou
presso. Os mais comuns so os reatores de leito fixo e de leito fluidizado.
O gs resultante uma mistura de monxido de carbono, hidrognio, metano, dixido
de carbono e nitrognio, cujas propores variam de acordo com as condies do processo,
particularmente se ar ou oxignio que est sendo usado na oxidao.
A gaseificao de biomassa, no entanto, no um processo recente. Atualmente, esse
renovado interesse deve-se principalmente limpeza e versatilidade do combustvel gerado,
quando comparado aos combustveis slidos. A limpeza se refere remoo de componentes
qumicos nefastos ao meio ambiente e sade humana, entre os quais o enxofre. A
versatilidade se refere possibilidade de usos alternativos, como em motores de combusto
interna e turbinas a gs. Um exemplo a gerao de eletricidade em comunidades isoladas
das redes de energia eltrica, por intermdio da queima direta do gs em motores de
combusto interna. Outra vantagem da gaseificao que, sob condies adequadas, produz
gs sinttico, que pode ser usado na sntese de qualquer hidrocarboneto.
Pirlise: a pirlise ou carbonizao o mais simples e mais antigo processo de
converso de um combustvel (normalmente lenha) em outro de melhor qualidade e contedo
energtico (carvo, essencialmente). O processo consiste em aquecer o material original
(normalmente entre 300 C e 500 C), na quase-ausncia de ar, at que o material voltil
seja retirado. O principal produto final (carvo) tem uma densidade energtica duas vezes
maior que aquela do material de origem e queima em temperaturas muito mais elevadas.
Alm de gs combustvel, a pirlise produz alcatro e cido piro-lenhoso.
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A relao entre a quantidade de lenha (material de origem) e a de carvo (principal
combustvel gerado) varia muito, de acordo com as caractersticas do processo e o teor de
umidade do material de origem. Em geral, so necessrias de quatro a dez toneladas de lenha
para a produo de uma tonelada de carvo. Se o material voltil no for coletado, o custo
relativo do carvo produzido fica em torno de dois teros daquele do material de origem
(considerando o contedo energtico).
Nos processos mais sofisticados, costuma-se controlar a temperatura e coletar o
material voltil, visando melhorar a qualidade do combustvel gerado e o aproveitamento dos
resduos. Nesse caso, a proporo de carvo pode chegar a 30% do material de origem.
Embora necessite de tratamento prvio (reduo da acidez), o lquido produzido pode ser
usado como leo combustvel.
Nos processos de pirlise rpida, sob temperaturas entre 800 C e 900 C, cerca de 60
% do material se transforma num gs rico em hidrognio e monxido de carbono (apenas 10
% de carvo slido), o que a torna uma tecnologia competitiva com a gaseificao. Todavia, a
pirlise convencional (300 C a 500 C) ainda a tecnologia mais atrativa, devido ao
problema do tratamento dos resduos, que so maiores nos processos com temperatura mais
elevada.
A pirlise pode ser empregada tambm no aproveitamento de resduos vegetais, como
subprodutos de processos agroindustriais. Nesse caso, necessrio que se faa a compactao
dos resduos, cuja matria-prima transformada em briquetes. Com a pirlise, os briquetes
adquirem maiores teores de carbono e poder calorfico, podendo ser usados com maior
eficincia na gerao de calor e potncia.
Digesto anaerbia: a digesto anaerbia, assim como a pirlise, ocorre na ausnciade ar, mas, nesse caso, o processo consiste na decomposio do material pela ao de
bactrias (microrganismos acidognicos e metanognicos). Trata-se de um processo simples,
que ocorre naturalmente com quase todos os compostos orgnicos.
O tratamento e o aproveitamento energtico de dejetos orgnicos (esterco animal,
resduos industriais, etc.) podem ser feitos pela digesto anaerbia em biodigestores, onde o
processo favorecido pela umidade e pelo aquecimento. O aquecimento provocado pela
prpria ao das bactrias, mas, em regies ou pocas de frio, pode ser necessrio calor
adicional, visto que a temperatura deve ser de pelo menos 35C.
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Em termos energticos, o produto final o biogs, composto essencialmente por
metano (50% a 75%) e dixido de carbono. Seu contedo energtico gira em torno de 5.500
kcal por metro cbico. O efluente gerado pelo processo pode ser usado como fertilizante.
Fermentao: fermentao um processo biolgico anaerbio em que os acares de
plantas como a batata, o milho, a beterraba e, principalmente, a cana de acar so
convertidos em lcool, por meio da ao de microrganismos (usualmente leveduras). Em
termos energticos, o produto final, o lcool, composto por etanol e, em menor proporo,
metanol, e pode ser usado como combustvel (puro ou adicionado gasolina cerca de 20%)
em motores de combusto interna.
Transesterificao: transesterificao um processo qumico que consiste na reao
de leos vegetais com um produto intermedirio ativo (metxido ou etxido), oriundo da
reao entre lcoois (metanol ou etanol) e uma base (hidrxido de sdio ou de potssio).
Os produtos dessa reao qumica so a glicerina e uma mistura de steres etlicos ou
metlicos (biodiesel). O biodiesel tem caractersticas fsico-qumicas muito semelhantes s do
leo diesel e, portanto, pode ser usado em motores de combusto interna, de uso veicular ou
estacionrio.
Neste trabalho ser considerada a digesto anaerbica como tecnologia de
aproveitamento energtico da biomassa, visto que a matria prima para a produo do biogs
so dejetos de sunos.
3.2 Suinocultura
A suinocultura uma atividade importante, tanto do ponto de vista econmico como
social. No Brasil, a regio sul abriga a maior parte do rebanho suno, responsvel pela
produo de dejetos com potencial de gerao de energia a partir do biogs produzido pelo
processo de tratamento dos excrementos da suinocultura. Segundo a ACSURS (Associao deCriadores de Sunos do Rio Grande do Sul), o rebanho do estado gacho est estimado em
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6,21 milhes de cabeas. A tabela 1 mostra a distribuio do rebanho no Brasil e a tabela 2
mostra a evoluo da criao de sunos no Rio Grande do Sul, sendo que os dados mostrados
a partir de 2007 so estimativas feitas pela ACSURS.
Tabela 1: Distribuio do rebanho suno brasileiro
Regio Nmero de cabeas (milhes) %Sul 13 34,21
Sudeste 7,2 18,95
Nordeste 8,75 23,03Centro Oeste 6,15 16,18
Norte 2,9 7,63Total 38 100 Fonte: www.acsurs.com.br
Tabela 2: Evoluo do rebanho suno no Rio Grande do Sul
1985 42522751986 43446071987 40370601988 34511221989 35660891990 37446871991 38541841992 39290821993 40434491994 41819651995 42455661996 39225911997 4066847
1998 40550241999 41404682000 41333032001 40762472002 40369522003 41450522004 40940302005 42337912006 58271952007 5972875
2008 61221972009 6214030
Fonte: www.acsurs.com.br
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3.2.1 Suinocultura e o ambiente
A populao de sunos no Brasil, que hoje ultrapassa os 38 milhes de animais
alojados, com boas perspectivas de crescimento para os prximos anos e com a implantao
de projetos inovadores no setor suincola, passa a exigir a adoo de mtodos e tcnicas mais
adequadas para manejar, estocar, tratar, utilizar e dispor os dejetos, dentro do sistema de
produo, tentando manter a qualidade ambiental e reutilizando os resduos em outros
sistemas agrcolas para agregar maior rentabilidade produo.
Uma das principais caractersticas da atual expanso da suinocultura no Brasil a alta
concentrao de animais por rea, visando atender ao consumo interno e externo de carne,
produtos e derivados dessa atividade. Em conseqncia, notvel a extensa poluio hdrica
nas reas de maior concentrao pela alta carga orgnica e a presena de coliformes fecais
provenientes dos dejetos que, somada aos problemas causados por resduos domsticos e
industriais, tem causado srios problemas ambientais, como a destruio dos recursos naturais
renovveis, em especial a gua. Esta situao exige mecanismos de fiscalizao mais
rigorosos dos rgos oficiais no controle da emisso dos elementos poluidores.
Alm do fator financeiro, o principal motivo que leva o homem a no tratar
devidamente os dejetos de sunos acreditar que o esterco in natura adubo para o solo.
Enquanto os fertilizantes qumicos podem ser formulados para cada tipo de solo, os dejetos de
sunos possuem simultaneamente inmeros nutrientes - clcio, nitrato, cobre, zinco, fsforo e
ferro - em quantidades desproporcionais, normalmente encontrados nas raes para a engorda.
Massotti (2009) ensina, de maneira clara e didtica que todas as fezes e urina
produzidos na propriedade, observando custos, eficincia, praticidade e condies locais
devem ser armazenadas, no esquecendo de que SAUDVEL, LUCRATIVO e LEGAL. E
mais: a suinocultura somente vivel quando ela parte integrante do sistema produtivo na
pequena propriedade, e no apenas um empreendimento isolado. Por isso, o aproveitamento
racional dos dejetos como adubao do solo indispensvel.
Segundo o IBGE (1983), a suinocultura no Brasil uma atividade predominantemente
desenvolvida por pequenas propriedades rurais. Cerca de 81,7 % dos sunos so criados em
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unidades de at 100 hectares (ha). Essa atividade se encontra presente em 46,5 % das 5,8
milhes de propriedades existentes no pas, empregando mo-de-obra tipicamente familiar e
constituindo uma importante fonte de renda e de estabilidade social.
Por outro lado, a atividade considerada pelos rgos ambientais uma "atividade
potencialmente causadora de degradao ambiental", sendo enquadrada como de grande
potencial poluidor. Pela Legislao Ambiental (Lei 9.605/98 - Lei de Crimes Ambientais), o
produtor pode ser responsabilizado criminalmente por eventuais danos causados ao meio
ambiente e sade dos homens e animais. Os dejetos sunos, at a dcada de 70, no
constituam fator preocupante, pois a concentrao de animais era pequena e o solo das
propriedades tinha capacidade para absorv-los ou eram utilizados como adubo orgnico.
Porm o desenvolvimento da suinocultura trouxe a produo de grandes quantidades de
dejetos, que pela falta de tratamento adequado, se transformou na maior fonte poluidora dos
mananciais de gua.
Como se v, a suinocultura, ao lado da importncia econmica que exerce, pode ser
considerada uma atividade de alto risco para a contaminao da gua de bacias hidrogrficas
devido grande quantidade de efluentes altamente poluentes sem tratamento prvio produzido
e lanado ao solo e nos cursos de gua. Os maiores problemas de poluio causados pelasuinocultura concentram-se principalmente nos estados do Rio Grande do Sul, Santa Catarina
e Paran, que juntos mantm cerca de 70% do rebanho suno do Brasil.
A partir da segunda metade dos anos 70, a produo de sunos aumentou e,
conseqentemente, a de dejetos tambm. Com isso, a poluio de muitos mananciais de gua
aumentou drasticamente, pois o dficit de oxigenao de uma fonte de gua atingida pela
contaminao de esgoto domstico muitssimo menor do que o produzido pela
contaminao com dejetos de sunos. As guas atingidas pela emisso de efluentes das
pocilgas perdem, em pouco tempo, a capacidade de manuteno da vida da fauna e flora
aquticas.
A suinocultura uma atividade da agropecuria que vem preocupando os
ambientalistas nos ltimos anos, por constituir frao importante da produo animal no pas,
por gerar grandes quantidades de resduos e por representar capacidade poluidora
significativamente maior, em comparao, por exemplo, com os resduos dos seres humanos.
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Utilizando-se o conceito de equivalente populacional, um suno, em mdia, equivale a
3,5 pessoas. Em outras palavras, uma granja de com 600 animais possui um poder poluente,
segundo esse critrio, semelhante ao de um ncleo populacional de aproximadamente 2.100
pessoas.
O potencial poluidor dos dejetos da suinocultura chega a ser cinco vezes maior que o
produzido pelo ser humano. Nas regies, como o Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul,
Oeste de Santa Catarina, principalmente onde se concentram as atividades, o solo, a gua e,
at mesmo o ar, esto contaminados.
O Brasil tem na agricultura, na pecuria e na indstria um importante suporte de
desenvolvimento econmico. Porm, todo esse desenvolvimento agrcola e agroindustrial no
teve e no tem tido acompanhamento de uma poltica ambiental preocupada em controlar os
srios problemas resultantes do despejo indiscriminado dos resduos resultantes dessas
atividades.
Os principais elementos constituintes dos dejetos sunos que afetam as guas
superficiais so matria orgnica, nutrientes, bactrias fecais e sedimentos. Ao lado disso, a
emisso de gases originados dos dejetos pode produzir efeitos prejudiciais e alterar, de
maneira indesejada, as caractersticas do ar ambiente e causar, entre outros agravantes,
prejuzos nas vias respiratrias de homens e animais, bem como a formao de chuva cida
por meio de descargas de amnia na atmosfera, alm de contriburem para o aquecimento
global da terra.
Em contrapartida, porm, os dejetos podem ser utilizados como fertilizantes ou ainda
empregados na produo de combustveis para a gerao de energia.
Levantamento realizados pelo Servio de Extenso Rural do Oeste de Santa Catarina
evidenciaram que apenas 10 a 15 % dos suinocultores possuem sistema para tratamento ou
aproveitamento dos dejetos e que cerca de 85 % das fontes de gua no meio rural esto
contaminadas por coliformes fecais, oriundos do lanamento dos dejetos de sunos em cursos
de gua.
Por tudo o que foi resumido, fica evidente que a poluio ambiental por dejetos um
problema que vem se agravando na suinocultura moderna. Diagnsticos recentes tm
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demonstrado um alto nvel de contaminao dos rios e lenis de gua superficiais que
abastecem tanto o meio rural como o urbano.
A principal causa da poluio o lanamento direto do esterco de sunos nos cursos degua, sem o devido tratamento, o que acarreta o desequilbrio ecolgico e a poluio em
funo da reduo do teor de oxignio dissolvido na gua, disseminao de patgenos e
contaminao das guas potveis com amnia, nitratos e outros elementos txicos.
A criao de sunos acarreta ainda outro tipo de poluio, associada ao problema do
odor desagradvel dos dejetos. O odor provocado pela evaporao dos compostos volteis
contidos no esterco.
O mau cheiro pode at tornar-se um causador de conflitos sociais entre as pessoas
afetadas. por isso que as unidades de produo de sunos so muitas vezes vistas como
ambiental e socialmente indesejveis nas comunidades. A busca de solues para este
problema tambm essencial para a sustentabilidade da suinocultura.
A relao da suinocultura com o meio ambiente uma questo no resolvida, e hoje o
tratamento dos dejetos de sunos um desafio mundial, tendo motivado o fechamento de
granjas na Holanda e Alemanha, diante dos impactos ambientais provocados pela atividade.
As caractersticas dos dejetos variam em funo da espcie, sexo, tamanho, raa e
atividade dos animais, da temperatura e umidade do ar e, ainda, da alimentao fornecida, em
funo da usa digestibilidade e do contedo de protenas e fibras. Por meio da caracterizao
dos resduos, pode-se verificar a viabilidade da adoo do processo de biodigesto anaerbia
ou mesmo a possibilidade de indicao de microorganismos mais adequados a um dado
substrato.
Conhecer as caractersticas dos dejetos dos animais essencial para o projeto dos
sistemas de tratamento e para a avaliao das conseqncias negativas do manejo e disposio
inadequados deste resduo. O nitrognio oxidvel, por exemplo, est diretamente ligado
concentrao de nitratos e nitritos nas guas, responsveis pela cianose, doena infantil. Por
outro lado, o conjunto das concentraes de N, P e C nos resduos o maior responsvel pela
eutrofizao dos cursos dgua, fenmeno que corresponde ao aumento da atividade vegetal
aqutica com alta demanda de oxignio.
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A utilizao dos dejetos de sunos como fertilizantes orgnicos, como j foi dito
acima, tambm pode contribuir para a contaminao dos recursos hdricos se as quantidades
aplicadas forem superiores capacidade do solo e das plantas em absorverem os nutrientes
presentes nesses resduos. Dessa forma, poder haver contaminao das guas superficiais
(quando a capacidade de infiltrao da gua no solo for baixa) e a contaminao das guas
subterrneas (quando a infiltrao da gua no solo for elevada).
O que falta, na realidade, atitude, ou seja, adotar tcnicas de manejo adequado dos
resduos com estruturas para coleta, transporte, armazenamento, tratamento e reciclagem. O
tratamento consiste em compatibilizar a composio final, remover ou transformar os agentes
poluentes do material, de forma que este possa ser reaproveitado no solo ou descartado em
cursos dgua sem comprometer o meio ambiente. A reciclagem compreende o
aproveitamento do potencial dos resduos para implementar a produo agrcola,
reaproveitando os componentes fertilizantes, e a produo do biogs.
Na maioria dos pases da Europa, a legislao de proteo ambiental muito rgida
com relao aos dejetos produzidos pelos sunos e outros animais, considerando
principalmente a dificuldade de distribuio. No Brasil, a partir de 1991, o assunto passou a
ter maior importncia, a partir do momento em que o Ministrio Pblico comeou a assumir oseu papel, exigindo o cumprimento da legislao, aplicando advertncias, multas e mesmo
interditando granjas que no se adequassem ao cumprimento das normas ambientais.
Considerando um universo de nvel internacional, pesquisas importantes foram e esto
sendo realizadas em diversos pases sobre o tema dos impactos ambientais. Souza (2001) cita
diversos autores que estudam os efeitos de tal atividade sobre a gua dos Estados Unidos, os
impactos da suinocultura na Holanda, os impactos em vrios pases da Europa, os impactos
resultantes da suinocultura em larga escala na Europa e tambm sobre os dejetos de sunos na
Itlia.
A partir da preocupao sobre a poluio ambiental causada pela suinocultura, surgiu
a necessidade de investimentos para o tratamento dos dejetos. Das variadas alternativas
propostas, a tecnologia da biodigesto anaerbia vem sendo adotada no setor, pela sua
comprovada eficincia e por receber incentivos financeiros das instituies oficiais. Alm do
tratamento dos dejetos, possibilta a produo do biogs (combustvel de alto potencialenergtico) e do biofertilizante (adubo com alta concentrao de nutriente para os vegetais). E
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ainda evita a emisso do gs metano, um dos responsveis pelo efeito estufa que tanto
preocupa o mundo na atualidade.
O ideal seria que todas as unidades de produo tivessem estrutura adequada paracoletar, transportar, armazenar e tratar os dejetos antes de lan-los na natureza.
3.3 Biogs
Biogs o nome dado mistura de gases produzidos pela biodigesto de materiais
orgnicos Trata-se de uma mistura gasosa resultante da fermentao da biomassa no processo
do tratamento anaerbio, ou seja, pela ao de bactrias na ausncia de oxignio. O biogs
pode aparecer de forma natural em pntanos, lagos e rios, como uma fase no ciclo do carbono
em nosso planeta. Outra forma de obt-lo nos biodigestores, onde se opera a decomposio
de resduos orgnicos, restos de plantas, lixo urbano, dejetos de animais entre outros.
Massotti (2009) o descreve como um gs natural inflamvel, resultante da fermentao
anaerbica (na ausncia de ar) de dejetos animais, de resduos vegetais e de lixo industrial ou
residencial em condies adequadas de umidade. O biogs composto basicamente de dois
gases: o metano que representa 60-80 % da mistura e o gs carbnico que representa os 40-20
% restantes. Outros gases participam da composio em propores menores, destacando-se o
gs sulfdrico que pode chegar a 1,5 %. A pureza do biogs avaliada pela presena de
metano. Quanto maior o percentual de metano mais puro ser o gs.
Na definio de Zachow (2000), a proporo de cada gs na mistura depende de vrios
parmetros, como o tipo de digestor e o substrato a digerir. De qualquer forma, esta mistura
essencialmente constituda por metano (CH4) e por dixido de carbono (CO2), estando o seu
poder calorfico diretamente relacionado com a quantidade de metano existente na mistura
gasosa.
Por sua vez, Schwade (2006) ainda comenta que, de forma geral, o biogs um gsincolor, insolvel em gua e geralmente inodoro se no contiver demasiadas impurezas.
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Possui baixa densidade, sendo mais leve do que o ar e apresentando menores riscos de
exploso, comparado ao gs natural. Em contrapartida, ocupa um volume maior, conferindo-
lhe algumas desvantagens em relao a transporte e utilizao.
Segundo Teixeira (1985), o biogs tambm chamado de gs de esgoto, Klar gs,
March gs, RDF (combustvel derivado de refugo), gs de lodo, fogo dos tolos, Gobar gs
(gs de esterco bovino), bioenergia e combustvel do futuro. A presena do sulfeto de
hidrognio pode conferir ao biogs um odor caracterstico de ovo podre.
O biogs tem efeitos asfixiantes quando em concentraes elevadas. Quando a
concentrao do oxignio estiver abaixo de 17 %, a respirao torna-se difcil, sendo que
abaixo de 13 % atinge limites asfixiantes.
At h pouco tempo, o biogs era considerado um subproduto obtido por meio da
decomposio de lixo urbano, do tratamento de efluentes domsticos e resduos animais.
Porm, pesquisas de fontes renovveis para a produo de energia que possibilitem a reduo
da utilizao dos recursos naturais esgotveis, a alta dos preos dos combustveis
convencionais e o crescente desenvolvimento econmico vm sendo estimuladas.
A produo de biogs a partir de resduos animais varia a cada espcie de animal e de
acordo com o mtodo de armazenamento do esterco, anterior sua introduo no biodigestor.
Isso porque a biodegrabilidade dos slidos volteis, varia com a espcie animal, o perodo e o
tipo de armazenamento dos resduos (pr-fermentao), que posteriormente so convertidos
em biogs Os diferentes rendimentos na produo de biogs so funo da composio
qumica do substrato e da eficincia do biodigestor principalmente. Para aumentar a produo
de biogs no inverno, deve-se incorporar carga diria: urina animal, palha, melao ou sulfato
de amnia, para aumentar o nvel de nitrognio que estimula as bactrias.
Figueiredo (2007), afirma que a converso energtica do biogs pode ser apresentada
como uma soluo para o grande volume de resduos produzidos por atividades agrcolas e
pecurias, destilarias, tratamento de esgotos domsticos e aterros sanitrios, visto que reduz o
potencial txico das emisses de metano ao mesmo tempo em que produz energia eltrica,
agregando, desta forma, ganho ambiental e reduo de custos.
Algumas vantagens do uso do biogs em relao ao gs de bujo que ele, aocontrrio do GLP, mais higinico, pois produz menos fumaa e no deixa resduos de
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fuligem nas panelas e demais utenslios de cozinha e tambm acaba eliminando os custos
relativos ao transporte de bujes de gs (GLP) desde o litoral at o interior do pas. Alm do
manejo dos dejetos dos animais (porcos, bois, aves e cavalos), os prprios excrementos
humanos tambm podem ser transformados em biogs e biofertilizante, resolvendo com isso,
o problema sanitrio representado pelas "casinhas", como so conhecidas no interior as
latrinas. Tais privadas costumam ser construdas de forma extremamente precria,
ocasionando o transbordamento das fezes humanas em temporadas de muita chuva e atraindo
grande quantidade de insetos, especialmente moscas.
Segundo Gaspar (2003), com o binmio biogs-biofertilizante que "mais de cem
milhes de chineses, com seus biodigestores "homemade", conseguem energia suficiente para
suas necessidades domsticas e adubo para fertilizar suas plantaes", alm de manter o meio
ambiente "livre de verminoses, esquistossomoses, hepatites e doenas entricas".
Ainda na linha das vantagens, o biogs, pode ser usado na substituio do gs de
cozinha e tambm alimentar lampies a gs. Um motor destinado a acionar uma bomba
d'gua, um pequeno moinho ou uma descaroadeira de algodo pode funcionar perfeitamente
base de biogs. O mesmo pode ser feito com uma geladeira a gs, uma chocadeira,
secadores de gros, geradores de energia eltrica ou ventiladores destinados a refrescar oambiente interno de granjas.
Alm disso, segundo Gaspar (2003), em regies onde a temperatura mdia se encontra
estvel (geralmente acima de 20 C), no h necessidade de aquecer a gua a ser adicionada
aos dejetos. Em locais onde a temperatura cai bruscamente durante certos meses, o
aquecimento pode ser feito com a energia produzida pelo prprio biogs.
Em sntese, conforme Gaspar (2003) os benefcios do biogs podem ser visualizadosmelhor atravs da observao dos dados da tabela 3, calculados para uma residncia com 5
pessoas. O consumo total de biogs em uma propriedade rural determina a quantidade de
biomassa e de animais necessrios para se obter a produo necessria. Este clculo deve ser
levado em conta na hora de planejar as dimenses do biodigestor.
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Tabela 3: Relao de consumo de biogs em equipamentos
EQUIPAMENTOS UNIDADE CONSUMOLampio (cada) m/h 0,14
Cozimento (5 pessoas x 0,23 m) m/h 1,15Fogo m/dia/pessoa 0,34Motor m/hp/h 0,45
Chuveiro m/banho de 15 minutos 0,8Campnula para aquecer pintos m/h para 1500 kcal 0,162
Geladeira m/dia 2Incubadora m/h/100 l de capacidade 0,05
Gerao de eletricidade m/KW/h 0,62Total de consumo / dia m 6
Fonte: Gaspar (2003)
3.3.1 Caractersticas do biogs
A maioria dos componentes misturados ao biogs (ou biometano, como tambm conhecido) no nociva sade. H, no entanto, uma preocupao especial quando o
problema a armazenagem do gs. O sulfeto de hidrognio, a partir de determinados nveis de
concentrao, altamente corrosivo. Ataca materiais como o cobre, o lato, o ao, entre
outros e txico, podendo at levar morte, se o teor estiver acima de 1 % (nvel considerado
excepcional nas condies normais do biogs). Isso, no entanto, s acontece se inalados os
produtos da combusto por causa da formao de dixido de enxofre (SO2).
Alm disso, o amonaco, sempre em concentraes muito fracas, pode ser corrosivo
para o cobre, liberando xido de azoto durante a sua combusto, igualmente txico. Os outros
gases contidos no biogs, no suscitam problemas em termos de toxicidade ou nocividade. O
gs carbnico, em proporo significativa (35 %), ocupa um volume perfeitamente
dispensvel e exige, quando no suprimido, um aumento das capacidades de armazenamento.
Por fim, o vapor de gua pode ser corrosivo para as canalizaes, depois de condensado
(Zachow, 2000).
Equivalncias energticas:
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1 m de biogs = 5500 kcal, equivalente a:
UnidadesMetano 1,7 mGs de cidade 1,5 mGasolina 0,8 llcool 1,3 lCarboneto de Clcio 2 kgGasleo 0,7 lEletricidade 7 kw/hMadeira 2,7 kgCarvo de madeira 1,4 kgButano 0,2 mPropano 0,25 m
3.3.2 Utilizao do biogs
A maneira mais prtica para a utilizao do biogs o uso em geradores para a
produo de energia eltrica, embora seja possvel tambm o uso direto para queima. Mas o
rendimento desta transformao muito baixo, da ordem de 25 % e os geradores quase
sempre so de duplo combustvel (biogs e diesel). Para motores estacionrios, no h
necessidade de comprimir o biogs. J para motores mveis, a compresso torna-se uma
imposio prtica, de forma a dar autonomia ao veculo.
Para utilizar o biogs como combustvel em carros, tratores e caminhes, recomenda-
se que ele seja purificado com a remoo do dixido de carbono para poder ser comprimido a
alta presso.
H diversas vantagens em substituir gasolina e diesel pelo biogs. Por ser mais leve
que o ar, por exemplo, em caso de vazamento este sobe rapidamente e dissipa-se na
atmosfera. Alm disso, a sua elevada temperatura de ignio, sensivelmente mais elevada que
a da gasolina diminui o risco de inflamao por contato com superfcies quentes.
Em reas rurais, conforme Teixeira (1985), a utilizao do biogs deve ser estudada
antes da escolha do local e o incio da construo do biodigestor, pois diversos fatores influema otimizao da sua produo.
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Entre as vrias formas viveis de utilizao dos efluentes na gerao do biogs, os
restos slidos podem ser usados como volumoso na composio de raes para animais e
peixes, como cama para animais, em forragem para sunos e como fertilizante, em
substituio aos fertilizantes qumicos.
Teixeira (1985), comenta que, o biogs pode ser queimado diretamente em foges,
lampies para iluminao, fornalha para aquecimento de gua, secadores de produtos
agropecurios, ou alimentando motores de combusto interna para gerao de energia
mecnica ou eltrica. O biogs tambm pode ser utilizado para refrigerao e irrigao. Na
agropecuria pode substituir o gs GLP e a eletricidade no aquecimento de animais, preparo
da rao, lana-chamas para esterilizao em mquinas de ordenha e na obteno de gua
quente para lavagem de equipamentos e limpeza sanitria das instalaes. O biogs pode
substituir, praticamente, todos os derivados de petrleo, principalmente, quando utilizado em
equipamentos estacionrios. Alm desses, tambm o resfriamento do leite um timo meio
para utilizao do biogs. A adaptao de aparelhos comerciais destinados a gs liquefeito de
petrleo, para que sejam alimentados com biogs, geralmente, limita-se, a um aumento no
orifcio de escape destes aparelhos de forma a possibilitar uma maior vazo e uma checagem
no dimetro da tubulao que o alimenta para conferir a presso de utilizao. Isto significa
que o biogs permite a produo de energia eltrica e trmica. Assim, os sistemas que
produzem o biogs, podem tornar a explorao pecuria auto-suficiente em termos
energticos, assim como contribuir para a resoluo de problemas de poluio de efluentes.
3.3.3 Formao do biogs
Gaspar (2003), afirma que, produto da ao digestiva das bactrias metanognicas, o
biogs composto, principalmente, por gs Carbnico (CO2) e Metano (CH4), embora
apresente traos de Nitrognio (N), Hidrognio (H) e gs Sulfdrico (H2S). Ele se forma
atravs da decomposio de matria orgnica (biomassa) em condies anaerbicas. O
metano, principal componente do biogs, um gs incolor, inodoro, altamente combustvel.Sua combusto apresenta uma chama azul-lils e, s vezes, com pequenas manchas
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vermelhas. No produz fuligem e seu ndice de poluio atmosfrico inferior ao do butano,
presente no gs de cozinha.
Figueiredo (2007) complementa afirmando que o biogs formado a partir dadegradao da matria orgnica. Sua produo possvel a partir de uma grande variedade de
resduos orgnicos como lixo domstico, resduos de atividades agrcolas e pecurias, lodo de
esgoto, entre outros. composto tipicamente por 60% de metano, 35% de dixido de carbono
e 5% de uma mistura de outros gases como hidrognio, nitrognio, gs sulfdrico, monxido
de carbono, amnia, oxignio e aminas volteis. Dependendo da eficincia do processo, o
biogs chega a conter entre 40% e 80% de metano.
Zachow (2000) comenta que,