Post on 16-Apr-2015
Utilização de biodigestor: Viabilidade técnica e econômica
Celso Eduardo da SilvaDiretor Administrativo e de Projetos – Instituto Aequitas
BIODIGESTÃO: O QUE SIGNIFICA?
Biodigestor anaeróbico é um equipamento usado para o
processamento de matéria orgânica, como, por exemplo, fezes e urina e
sobras vegetais da produção agrícola. O produto final da biodigestão
anaeróbica é o biogás e composto orgânico.
biogás, que é uma mistura de gases – cerca de 75% metano e 25%
CO2;
fertilizantes de ótima qualidade, muitas vezes misturados à água e,
portanto, em forma líquida, mas em alguns processos também sólidos.
Câmara fechada onde é colocado material orgânico para decomposição;
Produção de energia =BIOGÁS;
Tratamento de dejetos = BIOFERTILIZANTE
BIODIGESTOR - INTRODUÇÃO
PRINCIPAIS BIODIGESTORES UTILIZADOS NO MEIO RURAL
PODEM SER:
contínuos: proporcionam permanente fornecimento
de gás e biofertilizante.
Ex.: modelos indiano e chinês
descontínuos: fornecimento de gás é interrompido
para descarga do material digerido e
nova carga do material a digerir.
Ex.: batelada.
MODELOS DE BIODIGESTORES
Modelo Indiano:
UNESP Jaboticabal
Vista tridimensional do biodigestor modelo Indiano.
Fonte: DEGANUTTI et. al, 2002.
MODELOS DE BIODIGESTORES
Modelo Chinês:
UNESP Jaboticabal
Vista frontal, em corte, do biodigestor modelo Chinês.
Fonte: BENINCASA et al., 1990.
MODELOS DE BIODIGESTORES
Modelo canadense ou fluxo tubular:
MODELOS DE BIODIGESTORES
Modelo caseiro:
Fonte: Arruda et al., 2002, p. 15
QUANTIDADES DE DEJETOS
PRODUZIDOS PELOS ANIMAIS
Ensminger (1990)
QUANTIDADES DE DEJETOS PRODUZIDOS PELOS ANIMAIS/DIA
Animal Kg/dia.cabeça % Matéria seca
% Sólidos voláteis
BovinoEquinoSuinoCaprinoHumanoAves
23163,41,3
0,250,04
202218302830
161617182624
QUANTIDADE DE ÁGUA
O produto que for para a câmara de fermentação precisa ter um percentual de água de 90 a 95% em relação ao peso do mesmo. a) esterco bovino, que possui em média 85% de umidade, é necessário acrescentar 100% de água em relação ao seu volume, atingindo a proporção 1:1.
b) No suíno, é necessário acrescentar 130% de água, já que o mesmo apresenta apenas 19% de umidade.
c) Os que precisam de mais água é o esterco dos ovinos e dos caprinos, que exigem 320% de água, sendo que a sua umidade é extremamente baixa.
PRODUTOS DA BIODIGESTÃO
1)Biofertilizante
Obtido a partir da digestão anaeróbica demateriais orgânicos;
Total ou parcial ausência de odores;
Concentração de nutrientes varia com tipo desubstrato utilizado na decomposição;
PRODUTOS DA BIODIGESTÃO
2) Biogás
Mistura de gases: principalmente, metano (CH4),gás carbônico (CO2) e, em menores proporções,nitrogênio e gás sulfídrico;
Produto da fermentação anaeróbica de materialorgânico, em condições adequadas de umidade.
COMPOSIÇÃO DO BIOGÁS DE BOVINOS
Gás altamente calorífico
BIOGÁS
Metano (CH4)Gás carbônico (CO2)Nitrogênio (N3)Hidrogêncio(H2)Oxigênio (O2)Gás sulfídrico (H2S)
55-7525-45
<3<2
0-0,1<1
EXEMPLO DE PRODUÇÃO DE BIOGÁS
FATORES QUE AFETAM A PRODUÇÃO DE BIOGÁS
A produção do biogás, a partir da biomassa, começa a se processar
por volta de 20 dias, aumentando até chegar ao máximo na terceira
semana e conseqüentemente diminuindo lentamente durante o
período de fermentação.
Teor de água: A quantidade de água utilizada deve estar ao redor de
90% do peso do conteúdo total de biomassa, depende do tipo dessa
biomassa.
Temperatura:- Ideal: em torno de 35 °C-Temperatura aumenta, diminui o tempo de residência; - Abaixo de 15ºC pode cessar a biodigestão.
PRODUÇÃO DE BIOGÁS
O tempo de retenção pode variar de reação para reação.
Normalmente leva de 30 a 45 dias, porém em algumas situações é
possível a existência do biogás logo na primeira semana.
Alterações do pH no interior do biodigestor podem afetar
drasticamente as bactérias envolvidas no processo;
-ideal: de 7 a 8 (7,2)
- redução do pH abaixo dos limites ideais pode cessar a biodigestão
Tratamento de dejetos: processo natural com
diminuição de volume;
Energéticas: fonte de energia renovável;
Ambientais: produz o biofertilizante e reduz a
quantidade emitida de CO2 e CH4.
VANTAGENS DOS BIODIGESTORES
Produtor rural: aumento da disponibilidade de
combustível e nova fonte de renda;
Econômicos: redução de gastos com
eletricidade, transportes, descarte de resíduos,
estímulo a agricultura e aumento do
rendimento agrícola .
VANTAGENS DOS BIODIGESTORES
DESVANTAGENS DOS BIODIGESTORES
Custo extra com manutenção devido danos causados pela ação de gases corrosivos;
Dificuldade de liquefação;
Formação de H2S, que é tóxico em teores acima de 1%.
VIABILIDADE TECNICA E ECONÔMICA
Objetivo: avaliar os aspectos econômicos da implantação de dois biodigestores de modelo Indiano utilizando dejetos de animais e fornecendo energia elétrica e térmica;
Capacidade: 123 kg de dejetos de suinos+ bovinos e 184 litros de água = 307 litros da misturas;
Produção: 0,35 m3 de biogás/kg de esterco totalizando 43m3 de biogás/dia e mantendo 5 residencias;
Prof. MAURA S. T. ESPERANCINI – Unesp Botucatu
VIABILIDADE TECNICA E ECONÔMICADimensionamento do biodigestor
Custos de materiais para construção de um
biodigestor em alvenaria;
Modelo Indiano de produção contínua;
Total de materiais = R$ 7.260,00
Total geral = R$8.175,0
VIABILIDADE TECNICA E ECONÔMICA
Verificou-se que o investimento necessário para a produção de 43 m3 diários é de R$ 190,00 por m3.
VIABILIDADE TECNICA E ECONÔMICA
Substituição do gás GLP, adquirido para fins de cocção (cozidos).
Verificou-se que cada domicílio utiliza, em média, 1
botijão por mês, sendo utilizados 12 botijões ao ano.
Ao custo de R$ 30,00 por botijão, em cada domicílio,
verifica-se economia de custos de R$ 360,00 por ano;
VIABILIDADE TECNICA E ECONÔMICAUtilização do biogás para aquecimento de água para
banhos. O chuveiro elétrico apresenta consumo de 5,40 kWh, sendo utilizadas 243,33 horas por ano, gerando um consumo de 1.314,00 kWh por ano em cada domicílio. A uma tarifa de energia elétrica estimada de R$ 0,26 por kWh, para cada domicílio é gerada economia anual no uso do chuveiro de R$ 341,64 por ano.
VIABILIDADE TECNICA E ECONÔMICA
O triturador usado para moagem de cana-de-açúcar e forragens apresenta consumo de 7,5 kWh, sendo utilizado todos os dias durante 40 minutos, totalizando 1.825 kWhdurante o ano. À tarifa de R$ 0,26 por kWh de energia elétrica, verifica-se economia de custo de R$ 474,50 por ano.
Para o aquecimento de água do banheiro coletivo, foram considerados 27 banhos diários, com duração de 10 minutos, para um chuveiro que consome 5,4 kWh. No ano, são gastos 8.869,50 kWh à tarifa de R$ 0,26 por kWh, totalizandoR$ 2.306,07 de economia anual de energia.
VIABILIDADE TECNICA E ECONÔMICA
Itens de ConsumoConsumo
AnualPreço/
UnidadeTotal (R$ ano)
Lança-chamas 52 botijões R$ 30,00 R$ 1.560,00
Aquecimento da água 8.869,50 kWh R$ 0,26/kWh R$ 2.306,07
Motor do triturador 1.825,00 kWh R$ 0,26/kWh R$ 474,50
Total R$ 4.340,57
DIMENSIONAMENTO DE UM BIODIGESTOR
Parametros que devem ser observados antes da
implantacão de um Biodigestor:
Condições locais do solo;
Facilidade na obtenção e preparo da biomassa;
Facilidade na remoção da biomassa;
Distancia da utilização do biogás.
CONSIDERAÇÕES FINAIS• Antes de implantar qualquer modelo de Biodigestor é necessário o correto dimensionamento do mesmo;• Levar em consideração a Viabilidade Técnica e Econômica do Biodigestor;• Realizar a implantação do Biodigestor com acompanhamento técnico;
•CUIDADO, RISCO DE EXPLOSÃO!