Biodigestores: uma forma de mitigar os efeitos ambientais relacionados à pecuária, avicultura e suinocultura de corte, principalmente o que tange o destino dos dejetos e a redução da emissão dos gases do efeito estufa (GEE).

Biodigestores: uma forma de mitigar os efeitos ambientais relacionados à pecuária,...

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Transformações nos seres vivos e ambiente- Bc0306-UFABC Universidade Federal do ABC

Biodigestores: uma forma de mitigar os efeitos ambientais relacionados à pecuária, avicultura e suinocultura de corte, principalmente o que tange o destino dos dejetos e a redução da emissão dos gases do efeito estufa (GEE).

*Disciplina: Transformações nos seres vivos e ambiente- BC-0306 *Alunos: Bárbara Molina Mourad Caio Rozzetti silva Flavia Ribeiro Mariana Macieira

*Professor Doutor: Carlos Miyazawa *Turma C

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1.Objetivos3
3.Biodigestores3
3.1. História dos biodigestores3
3.2.Definição e composição de um biodigestor4

Conteúdo

modelos indiano, Chinês e batelada5
3.4. Biodigestor modelo indiano5
3.5. Biodigestor modelo Chinês6
3.5.1 comparação de desempenho entre biodigestores modelo indiano e chinês7
3.6.Biodigestor modelo batelada8
3.7. Protocolo de Kyoto a respeito dos biodigestores8
4. Biogás9
4.1. Composição química do biogás9
4.2. Equivalência energética do biogás10
4.3. Relação entre a geração de material orgânico e a produção do biogás10
5. Relação entre dieta animal e GEE1
6.Efluentes12
6.1.Biofertilizante12
6.2.Substrato(substrato organomineral)13
7. A fermentação anaeróbica13
8. Custo X Benefício13
9.Conclusão15

3.3.Cálculos dos parâmetro iniciais utilizados no dimensionamento de biodigestores 10.Referências Bibliográficas ................................ ................................ ................................ .. 15

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1.Objetivos

O presente trabalho tem por objetivo apresentar os modelos de biodigestores conhecidos até o presente momento, e os principais problemas ambientais atualmente relacionados à pecuária, à avicultura e à suinocultura de corte , principalmente no que tange o destino dos dejetos e emissões de gases efeito estufa(GEE), e as possíveis formas de mitigar essas externalidades. Os principais problemas apontados são degradação dos sistemas ambientais, degradação do solo, emissão de gases efeito estufa e poluição dos recursos hídricos. [1]

2.Introdução

Em sistemas de confinamento de bovinos e suínos, um grande volume de dejetos é gerado diariamente. Estes dejetos são compostos orgânicos de alto teor energético, que armazenados e destinados corretamente podem ser fonte de energia. Os biodigestores anaeróbicos representam uma forma de tratamento dos resíduos, pois além de permitir a redução do potencial poluidor, e dos riscos sanitários dos dejetos (como zoonoses, em geral acarretadas pela transmissão da bactéria E. coli, Campylobacter spp. ,podendo ser transmitida para o gado e para o homem),promove a geração do biogás e permite a reciclagem do efluente, este podendo ser utilizado como fertilizante.

3.Biodigestores

Um biodigestor é composto basicamente uma câmara fechada, na qual a biomassa( em geral detritos animais ) é fermentada anaerobicamente. Como resultado desta fermentação anaeróbica, surgem o biogás e o fertilizante. Assim sendo, podemos definir um biodigestor como um aparelho designado para conter a biomassa e, seu produto, o biogás.

3.1. História dos biodigestores O biogás já é conhecido início do século XIX, embora a primeira instalação operacional destinadas a produzir gás combustível só ter sido posta em operação aos meados deste século.

Segundo a literatura existente, o primeiro biodigestor posto em funcionamento regular na Índia foi no início deste século em Bombaim. Em 1950, ainda na Índia, foi instalado o primeiro Biodigestor de sistema contínuo. Na década de 1960, foram desenvolvidas pesquisas com biodigestores da África do Sul, o primeiro biodigestor a batelada foi posto em funcionamento no ano de 1900 também posto em Bombaim, na índia.

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Tais pesquisas resultaram em grande difusão de metodologia de biodigestores como forma de tratar os dejetos animais, obter biogás e ainda conservar o efeito fertilizante do produto final (biofertilizante). Foi esse trabalho pioneiro, realizado na região de Ajitmal

(Norte da Índia), que permitiu a construção de quase meio milhão de unidades de biodigestão no interior daquele país. [2]

3.2.Definição e composição de um biodigestor

O biodigestor é um tanque protegido do contato com o ar atmosférico, onde toda a biomassa contida nos dejetos e efluentes, é metabolizada (fermentada) por bactérias anaeróbicas.

Os biodigestores são câmaras fechadas, no geral sendo compostos de duas partes: Um recipiente para abrigar e permitir a digestão da biomassa (tanque), e um gasômetro para abrigar o biogás (campânula)[2]

Fonte: Andrade et al. 1994

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3.3.Cálculos dos parâmetro iniciais utilizados no dimensionamento de biodigestores modelos indiano, Chinês e batelada.

Para o dimensionamento de biodigestores, deve-se tomar cuidado em armazenar o biogás, para que no horário de pico seja o suficiente para manter os aparelhos funcionando, sendo necessário o conhecimento do valor de biogás a ser consumido (B). Este valor é conhecido(equação 1) e, através da soma do valor de consumo específico de cada equipamento (c) e o tempo utilizado durante as 24 horas do dia (t). Para obter o volume útil do biodigestor(v)modelos indiano, chinês e batelada, basta multiplicar o fator de rendimento (k) pelo valor necessário de biogás por dia (a) (equação 2)

B = c + t (1)Valor de biogás a ser consumido

V = k a (2)Volume útil do biodigestor

O valor de k pode variar de 0,7 a 4, dependendo de fatores como: tipo de biomassa, diluição, temperatura e tipo de reabastecimento.[3]

3.4. Biodigestor modelo indiano

Este modelo de biodigestor caracteriza-se por possuir uma campânula como gasômetro, a qual pode estar mergulhada sobre a biomassa em fermentação, ou em um selo d’água externo, e uma parede central que divide o tanque de fermentação em duas câmaras. A função da parede divisória faz com que o material circule por todo o interior da câmara de fermentação. O modelo indiano possui pressão de operação constante, ou seja, à medida que o volume de gás produzido não é consumido de imediato, o gasômetro tende a deslocar-se verticalmente, aumentando o volume deste, portanto, mantendo a

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Santo André- SP Novembro/2010 pressão no interior deste constante. O fato de o gasômetro estar disposto sobre o substrato ou sobre o selo d’água, reduz as perdas durante o processo de produção do gás.

O resíduo a ser utilizado para alimentar o biodigestor indiano, deverá apresentar uma concentração de sólidos totais (ST) não superior a 8%, para facilitar a circulação do resíduo pelo interior da câmara de fermentação e evitar entupimentos dos canos de entrada e saída do material. O abastecimento também deverá ser contínuo,ou seja, geralmente é alimentado por dejetos[5]

Fig.2.-Esquema de um biodigestor modelo indiano Fonte- Eco-vilagge, 2002

3.5. Biodigestor modelo Chinês

O modelo chinês é mais rústico, ficando quase que totalmente enterrado no solo. Formado por uma câmara cilíndrica em alvenaria (tijolo) para a fermentação, com teto abobado, impermeável, destinado ao armazenamento do biogás. Este biodigestor funciona com base no princípio de prensa hidráulica, de modo que aumentos de pressão em seu interior, e o acúmulo de biogás resultarão em deslocamentos do efluente da câmara de fermentação para a caixa de saída, e em sentido contrário quando ocorre descompressão. O modelo Chinês é constituído quase que totalmente em alvenaria, dispensando o uso de gasômetro em chapa de aço, reduzindo os custos, contudo podem ocorrer problemas com vazamento do biogás caso a estrutura não seja bem vedada e impermeabilizada. Neste tipo de biodigestor uma parcela do gás formado na caixa de saída é libertado para a atmosfera, reduzindo parcialmente a pressão interna do gás, por este motivo as construções de biodigestor tipo chinês não são utilizadas para instalações de grande porte. Semelhante ao modelo indiano, o substrato deverá ser fornecido

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Santo André- SP Novembro/2010 continuamente, com a concentração de sólidos totais em torno de 8%, para evitar entupimentos do sistema de entrada e facilitar a circulação do material. [5]

Fig.3. Biodigestor modelo chines. Fonte:Andrare et al.1994

3.5.1 comparação de desempenho entre biodigestores modelo indiano e chinês

Em termos comparativos, os modelos Chinês e Indiano, apresentam desempenho semelhante, apesar do modelo Indiano ser ligeiramente mais eficiente quanto a produção de biogás e redução de sólidos no substrato, conforme podemos visualizar na tabela a seguir.[5]

BIODIGESTORES CHINÊS INDIANO REDUÇÃO DE SÓLIDOS(%) 37 38

PRODUÇÃO MÉDIA() 2.7 3.0 PRODUÇÃO MÉDIA(l. de substrato) 489 538 Tabela 01: Resultados preliminares do desempenho de biodigestores modelo Indiano e Chinês, com capacidade de 5,5 m3 de biomassa, operados com esterco bovino.

Fonte: Lucas Junior 1984

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