Alimentos da Alice

Se alguém te falar que viu uma propriedade rural que está utilizando dejetos animais para produzir biogás e que a partir deste gás está fabricando produtos como bolachas, pães, massas, e ganhando dinheiro com isto, você iria acreditar?

Pois é! Esta propriedade existe!

Localizada em Nova Cantu, no oeste do estado do Paraná, a pequena fábrica de alimentos da Sra. Alice está dando o que falar. Já conhecida na região pelo sabor dos seus produtos, depois da instalação do Kit-biodigestor da BGS Equipamentos ficou ainda mais famosa.

No sítio eles produzem de tudo um pouco: grãos, verduras, porcos e galinhas. Outra atividade da propriedade é a produção de leite. Hoje a Sra. Alice e o seu esposo, o Sr. Nelson, possuem cerca de 25 vacas.

Até a pouco tempo atrás todos os dejetos das vacas eram depositados em uma esterqueira. Os dejetos ficavam expostos a céu aberto e eram responsáveis pela produção de mau cheiro e a proliferação de moscas. Depois de algum tempo os dejetos eram então coletados e utilizados como “adubo”, uma prática comum em várias propriedades rurais.

Incomodados com esta situação e sempre preocupados com a sustentabilidade ambiental do seu sítio, a Sra. Alice e o Sr. Nelson começaram a buscar informações sobre novas tecnologias. Foi assim que eles começaram a pensar em instalar um biodigestor na propriedade, porém ainda faltava mais alguma coisa. Afinal, não existia nenhum biodigestor na região e tudo parecia meio distante, meio difícil.

Tudo começou a fazer mais sentido quando a Sra. Alice e o Sr. Nelson conhecerem o Luiz Fernando Souza, outro produtor da região ali de Nova Cantu também,  futuro técnico ambiental, e muito, muito interessado por novas tecnologias. O Luiz já tinha um conhecimento prévio sobre biodigestor e através de pesquisa pela internet encontrou a BGS Equipamentos.

Pronto! O Luiz então estudou os nossos equipamentos, concluiu que a solução da BGS era ideal para o sítio da Sra. Alice, apresentou para a Sra. Alice e o Sr. Nelson que gostaram da solução, e, negócio fechado.

O biodigestor foi financiado pelo Banco do Brasil através da linha PRONAF. Após a liberação do financiamento, tudo foi muito rápido. A BGS Equipamentos enviou os produtos para o Sr. Nelson na mesma semana, logo em seguida, o Luiz e o Sr. Nelson,  instalaram o biodigestor e já no 3º dia após a instalação o sistema já estava operando e produzindo biogás. O biodigestor foi instalado em setembro de 2014.

Capturar

 

A Sra. Alice e o Sr. Nelson adquiriram um kit biodigestor completo: biodigestor, purificador de biogás, medidor, balão de armazenamento, bomba de biogás e fogão a biogás; tudo o que é necessário para produzir, e claro, o mais importante, para utilizar o biogás. Junto com o kit eles receberam um manual e um vídeo com detalhes passo a passo de como montar o sistema. Além disso, durante todo o processo, mesmo após a venda, contaram com o suporte da BGS.

Em relação a utilizar o biogás! Uhhmm! Como eles estão usando! Principalmente para a fabricação das bolachas e pães da Sra. Alice.

Capturar3

 

Antes de instalar o biodigestor a Sra. Alice gastava por mês cerca de 4 botijões de gás de cozinha, com um custo total de aproximadamente R$ 200,00 por mês. Depois que o sistema foi instalado ela ainda não comprou nenhum botijão. Além da economia, ela relata que a chama do biogás é melhor, mais forte. Por exemplo, assar pães utilizando o biogás está levando menos tempo que com o gás de cozinha.

Capturar4

 

Além de toda a economia com gás de cozinha, o Sr. Nelson e a Sra. Alice também estão economizando com fertilizante. Dentro do biodigestor, as bactérias que produzem o biogás se alimentam da matéria orgânica presente no meio e disponibilizam Nitrogênio, Fósforo e Potássio para ser utilizado como adubo, de qualidade muito melhor que o material retirado das esterqueiras. Isto significa mais economia com fertilizantes e grãos melhores.

O Sr. Nelson estima que no sítio deles a economia com biofertilizante pode ser de R$ 2.000 a R$ 3.000,00 por ano.  Eles acreditam assim que em um ano e meio todo o investimento já estará pago.

O próximo passo, segundo o Sr. Nelson e a Sra. Alice, é a instalação de mais um biodigestor para tratar a totalidade de dejetos dos animais, o esgoto doméstico e usar o biogás para gerar energia elétrica para o funcionamento da ordenha.

E quem vai instalar o novo biodigestor para eles? Claro! O Luiz Fernando que a partir de agora é mais um parceiro da BGS Equipamentos.

AliceNelsonLuiz

Bem, sem mau-cheiro, sem moscas, economizando gás de cozinha, economizando fertilizante… não é exagero o trocadilho “Alice no sítio das Maravilhas”!

Sra. Alice e Sr. Nelson, obrigado pela confiança!

Luiz, parabéns pela iniciativa e sucesso no seu novo negócio!

* Achou legal este post? Quer saber mais informações? Veja a entrevista com a Sra. Alice e o Sr. Nelson no link https://www.youtube.com/watch?v=WU0HuTTOAmc.

Mini biodigestor

Você já teve a ideia de construir um biodigestor, com dejetos de bovino, suíno, galinha, restos de alimento, vinhaça e outras matérias orgânicas, mas ficou em dúvida se iria funcionar? Uma alternativa rápida e barata é construir um mini biodigestor, em casa mesmo, com materiais fáceis de se encontrar em qualquer lugar. Assim você pode realizar todos os testes possíveis antes de avançar com projetos maiores.

Você já havia pensado nisto?

A seguir é apresentado passo-a-passo de como você pode construir e operar seu próprio mini biodigestor, conforme o esquema abaixo (Pakinstan Science Club, 2012).

biogas dia1025 - Cópia

 

MATERIAIS NECESSÁRIOS

- Um galão de água de 20 litros vazio, para o biodigestor;

- Uma câmara de pneu vazia, para o armazenamento de biogás;

- Dois metros de tubulação de plástico maleável de diâmetro ¼’’ (6 mm);

- Um tee de diâmetro ¼’’ (6 mm);

- Uma válvula com registro de diâmetro ¼’’ (6 mm);

- Um metro de tubo PVC de diâmetro ¾’’ (20 mm);

- Dois cap de PVC de diâmetro ¾’’ (20 mm);

- Um tubo de cola tipo Super bonder;

- Areia fina;

- Uma sacola plástica;

- Um rolo de fita adesiva;

- Um pincel grande;

- Uma lata pequena de tinta cor preta;

- Um balde de plástico de 20 litros;

- Um funil de plástico;

- Equipamento de solda (opcional).

 

PROCEDIMENTOS DE CONSTRUÇÃO

Corte o tubo de PVC de ¾’’ (20 mm) para que este fique na mesma altura do gargalo do galão.

Passo1

 

Para a entrada de matéria orgânica, faça uma abertura na parte de cima do galão com diâmetro igual ao do tubo de PVC de ¾’’ (20 mm), sendo recomendado o uso de máquina de solda para fazer esta abertura. Encaixe o tubo de PVC de ¾’’ (20 mm) na abertura, deixando um espaço de 5 cm acima do fundo do galão. Conecte um dos cap de PVC de ¾’’ (20 mm) na extremidade do tubo que está para fora do galão.

Passo2.5

 

Agora para a saída da matéria orgânica digerida, faça outra abertura na lateral do galão com diâmetro de 2 cm, no lado oposto ao tubo de entrada, a aproximadamente 10 cm abaixo da parte de cima do galão. Encaixe o restante do tubo de PVC de ¾’’ (20 mm) e conecte o outro cap de PVC de ¾’’ (20 mm) na extremidade do tubo que está para fora do galão.

Passo3.5

 

Para fixar os tubos e evitar a entrada de ar no biodigestor, coloque um pouco de areia fina ao redor da conexão entre o tubo e galão e passe cola tipo super bonder generosamente (sem economia).

Passo4.6

 

Para a saída de biogás, faça uma abertura lateral no gargalo do galão com diâmetro de 0,6 cm. Encaixe a tubulação maleável de ¼’’ (6 mm) e fixe da mesma maneira como foi realizado anteriormente, com areia e cola.

Passo5.5

 

Corte a tubulação maleável de ¼’’ (6 mm) e conecte uma ponta na parte central do tee de ¼’’ (6 mm). Em uma das pontas do tee conecte um pedaço da tubulação de ¼’’ (6 mm) e em seguida conecte a câmara de pneu. Na outra extremidade do tee conecte o restante da tubulação de ¼’’ (6 mm) e na extremidade final da tubulação conecte a válvula com registro de ¼’’ (6 mm).

Passo6.5

 

Feche completamente o bico do galão com um pedaço da sacola plástica e passe fita adesiva ao redor para vedar a entrada de ar.

Confira a seguir como deve ficar a montagem final do mini biodigestor.

Passo7.5

 

Para aumentar a temperatura dentro do biodigestor e evitar que a incidência de luz solar estimule a criação de algas, prejudicando a produção de biogás, é recomendável pintar toda a parte externa do galão com tinta de cor preta.

Passo8

 

OPERAÇÃO DO BIODIGESTOR

Para iniciar a operação do biodigestor é necessário primeiramente preparar o substrato. Dentro de um balde plástico, coloque cerca de 8 a 9 litros de esterco de animais ou o material desejado, adicione água na mesma proporção e misture bem até ficar homogêneo.

Independente do matéria orgânica que será utilizada no biodigestor, na primeira carga, sempre utilize dejetos de gado ou suínos para iniciar o processo.

Retire o cap da tubulação de entrada do biodigestor e com o auxílio do funil despeje aos poucos todo o substrato contido no balde. Feche novamente a tubulação de entrada com o cap.

Certifique-se de que a tubulação de saída esteja fechada com o cap. Nas próximas incorporações de substrato no biodigestor o tubo de saída deve estar aberto, sem o cap, para permitir a saída da matéria orgânica já digerida. Este material deve ser coletado e pode ser utilizado como biofertilizante para adubar plantas, não sendo recomendado o seu uso em vegetais para consumo humano.

Após a primeira carga alimente o biodigestor diariamente com 1,2 litros de matéria orgânica misturado com água. Lembre, 0,6 kg de matéria orgânica, mais 0,6 litros de água, mistura no balde e depois coloca dentro do biodigestor.

Deixe o biodigestor em um local seguro e exposto ao sol durante uma a duas semanas, pois a primeira produção de biogás é mais lenta.

A produção esperada será entre 3 e 7 litros de biogás por dia.

 

EQUIPAMENTOS

Para avaliar a sua produção de biogás você pode instalar um medidor de vazão tubulação maleável de ¼’’ (6 mm) entre o biodigestor e a câmara de pneu.

Se quiser purificar o biogás você pode instalar um filtro na mesma tubulação, mas antes do medidor de vazão.

Outros equipamentos que você poderá utilizar no mini biodigestor para a queima do biogás são: fogão, campânula e lampião exclusivos para biogás. Estes equipamentos são instalados na extremidade final da tubulação maleável em lugar da válvula com registro de ¼’’ (6 mm).

 

QUEIMA DO BIOGÁS

Abra a o registro da válvula e acenda a chama com um isqueiro ou fósforo. Para apagar a chama, feche a válvula.

No início é comum o biogás produzido não queimar devido à baixa concentração de metano. Se isto ocorrer, esvazie todo o biogás armazenado na câmara de pneu e da tubulação maleável que transporta o biogás.

Aguarde alguns dias até a próxima produção de biogás, que pode ser verificada pelo volume na câmara de pneu, e então tente acender a chama novamente.

 

CONDIÇÕES DE FUNCIONAMENTO

Para garantir o bom funcionamento do biodigestor e a produção de biogás é necessário observar algumas condições.

Conforme alertado anteriormente, após o início da geração de biogás, alimente diariamente o biodigestor com matéria orgânica fresca e água na proporção de 1:1, para manter a produção de biogás constante.

A temperatura é outro fator muito importante para o funcionamento do sistema. As bactérias que atuam na primeira fase da biodigestão anaeróbia se desenvolvem em temperaturas de 20°C a 25°C, enquanto as bactérias que produzem o gás metano se multiplicam em temperaturas mais elevadas, de 35°C. Uma maneira simplificada e não onerosa de manter a temperatura elevada dentro do biodigestor é a adição de água aquecida dentro do mesmo. Para isto, coloque água em um tambor, cubra-o com uma lona preta ou outro material isolante termicamente e deixe-o no sol. No final do dia utilize esta água aquecida para realizar a mistura entre esterco e água para a alimentação do biodigestor.

Além disso, o biodigestor deve ser agitado pelo menos 2 vezes por semana, balançando manualmente o galão. A agitação é importante para manter um contato total e permanente das bactérias com os dejetos, uniformizar a temperatura e as camadas que existem dentro do biodigestor. A agitação também destrói microbolhas de gases formadas no interior da mistura e que aprisionam as bactérias, impedindo sua atuação na degradação dos dejetos e formação do biogás.

 

PRECAUÇÕES

O biogás é composto em sua maior parte por metano, um gás altamente inflamável e explosivo. Portanto, o biodigestor deve ser mantido longe de chamas e descargas elétricas.

Além disso, o biodigestor também deve ser instalado em um local ventilado, pois outros gases presentes no biogás podem provocar asfixia ou danos ao sistema respiratório.

A chama produzida pela queima do biogás possui a coloração azul-claro, podendo ser de difícil visualização, portanto é preciso tomar cuidado para não se queimar.

 

Biodigestores maiores irão funcionar exatamente iguais, em função da mistura adequada entre matéria orgânica e água, aquecimento e agitação. A BGS Equipamentos possui kit prontos de fácil instalação (1 dia) com biodigestor, purificador, medidor, balão, bomba de biogás e fogão para pequenas propriedades, bem como presta consultoria para construção de biodigestores de grande porte.

 

FEZ UM MINI BIODIGESTOR CASEIRO? ENVIE SUAS FOTOS PARA NÓS!

contato@bgsequipamentos.com.br

 

Fontes:

1 – Pakinstan Science Club. Making of DIY Biogas Plant, Anaerobic Digester Experiment Featured. Disponível em: <http://www.paksc.org/pk/diy-projects/764-biogas-plant-experiment>

2 – Pakinstan Science Club. Mini Biogas Digester. Disponível em: <https://www.facebook.com/media/set/?set=a.10150512542083518.391003.56585453517&type=3>

 

 

 

 

Cálculo de Produção de Biogás

A produção de biogás, obtida a partir de dejetos animais, depende de muitas variáveis, como a quantidade de dejetos produzidos, a composição dos mesmos e o tipo de alimentação dos animais, além de fatores externos como o clima, tipo de confinamento e a eficiência do biodigestor.

Alternativamente a literatura especializada apresenta alguns índices médios de produção de biogás, baseados em situações experimentais que podem ser utilizados para calcular aproximadamente a produção de biogás para diversos tipos de animais.

A Tabela 1 a seguir apresenta para vários animais: a produção média de dejetos por dia, o potencial de geração de biogás, o equivalente do biogás em gás de cozinha (GLP) e o equivalente em energia elétrica (kWh).

Tabela 1 – Índices de produção de biogás, GLP e kWh

n

Animal

Dejeto (kg/dia)

Biogás (m³/dia/animal)

GLP (kg/dia)

Energia (kWh/dia)

1

Suínos – terminação1

7*

0,08

0,03

0,08

2

Suínos – matrizes1

16*

0,19

0,08

0,19

3

Bovinos de leite2

45*

0,54

0,22

0,54

4

Bubalinos3

25

0,60

0,24

0,60

5

Caprinos/ Ovinos4

2,8

0,07

0,03

0,07

6

Equinos5

10

0,36

0,14

0,36

7

Galinha6

0,09

0,01

0,00

0,01

8

Cachorros6

0,33

0,03

0,01

0,03

9

Elefante6

90,6

6,43

2,57

6,43

10

Humano6/7

0,25

0,01

0,00

0,01

* Fezes + urina.

A produção média de dejetos para suínos e bovinos de leite apresentados na Tabela 1 (itens 1 a 3), devido aos modelos de confinamento destes animais existentes no Brasil, considera a produção de dejetos mais a produção de urina, ambos sendo utilizados para a produção de biogás. Para os demais animais, a produção de dejetos se refere apenas à parte sólida. Neste caso, o potencial de produção de biogás é determinado considerando que os dejetos serão obrigatoriamente misturados com água.

Na Tabela 1, para os animais listados de 1 a 5, o potencial de produção de biogás foi calculado pela equipe da BGS Equipamentos de acordo com a expertise da sua equipe. Já para os animais listados de 6 a 10, o potencial de produção de biogás foi obtido diretamente da literatura especializada conforme referências indicadas na mesma.

Para todos os animais os equivalentes em GLP e eletricidade foram calculados de forma igual e conservadora, considerando a mesma concentração de metano no biogás para todos os casos.

Pode-se observar que, de acordo com a Tabela 1, os animais de maior porte, como elefantes, bovinos e bubalinos, são os que produzem mais dejetos diariamente e consequentemente mais biogás, porém são as galinhas e os cachorros que possuem o maior potencial de produção de biogás por quilo de dejeto.

Conforme apresentado anteriormente, o conhecimento de alguns índices são instrumentos importantes para responder perguntas simples como: “Quanto de biogás eu posso produzir?” e “Quanto de eletricidade eu posso gerar?”.

Para uma propriedade com 200 suínos em terminação, por exemplo, é possível produzir 16 m³ de biogás, 6 kg de GLP ou gerar 16 kWh de energia elétrica por dia:

Biogás – 200 x 0,08 = 16 m³

GLP – 200 x 0,03 = 6 kg

Eletricidade – 200 x 0,08 = 16 kWh.

Em um mês isto significa 13 botijões de 13 kg de GLP ou 480 kWh de energia elétrica.

Para um propriedade com 40 bovinos de leite 100% confinado é possível produzir 21,6 m³ de biogás, 9,9 kg de GLP ou gerar 21,6 kWh de energia elétrica por dia:

Biogás – 40 x 0,54 = 21,6 m³

GLP – 40 x 0,22 = 8,8 kg

Eletricidade – 40 x 0,54 = 21,6 kWh.

Em um mês isto significa 20 botijões de 13 kg de GLP ou 650 kWh de energia elétrica.

Para produzir e usar o biogás na propriedade o produtor precisa instalar um biodigestor. A BGS Equipamentos comercializa kit de biodigestores prontos, modulares e de fácil instalação. O tempo de instalação de um kit é de apenas 1 dia. Um kit possui capacidade de tratamento de dejetos de 50 suínos em terminação ou 20 vacas em lactação. Para propriedade com 200 suínos em terminação ou 40 bovinos do exemplo anterior instala-se um kit completo e biodigestores adicionais.

Além de biodigestores, a BGS Equipamentos também comercializa toda a linha de equipamentos para utilizar o biogás na propriedade, dentre eles, fogão para biogás e geradores de 1 e 4 HP.

Como se pode observar, os dejetos animais já não são apenas problemas, mas sim uma importante fonte renovável de energia, que pode ser aproveitada tanto na forma de calor, para cozimento de alimentos e aquecimento, quanto para geração de eletricidade, para utilizada na própria propriedade ou vendida.

O futuro já chegou!

Fontes:

1 – Embrapa. Coletânea de Tecnologias sobre Dejetos Suínos. Disponível em: <http://docsagencia.cnptia.embrapa.br/suino/bipers/bipers14.pdf>

2 – Embrapa. Fertilidade de solos. Disponível em: <http://sistemasdeproducao.cnptia.embrapa.br/FontesHTML/Milho/CultivodoMilho/ferorganica.htm>.

3 – Jorge, M. A. Etologia de bubalinos. Disponível em: <http://www.fmvz.unesp.br/bufalos/HPBufalos_files/Mat_Didatico/15-Etologia_Bubalinos_Texto.pdf>.

4 – Utilização de resíduos da Suinocultura para produção de energia através do biogás e fertilizantes orgânicos. Estudo de caso: Granja Marmentini – Dois Vizinhos – PR. Disponível em: <http://www.lactec.org.br/mestrado/dissertacoes/arquivos/DouglasRefosco.pdf>.

5 – Tarasantchi, R.; Lima, R. A. de S. Potencial econômico do estrume de cavalo com a utilização de um biodigestor. Disponível em: <https://uspdigital.usp.br/siicusp/cdOnlineTrabalhoVisualizarResumo?numeroInscricaoTrabalho=2932&numeroEdicao=15>.

6 – Revista Super Interessante. Qual animal tem o cocô mais energético? Disponível em: <http://super.abril.com.br/mundo-animal/qual-animal-tem-coco-mais-energetico-466413.shtml>.

7 – Revista Super Interessante. Economia. Disponível em: <http://super.abril.com.br/ecologia/ecoconomia-579364.shtml>

 

 

Biodigestores ao redor do mundo

Este post tem como objetivo dar uma volta ao redor do mundo e destacar em cada um dos cinco continentes, projetos de biodigestores e de utilização de biogás mais interessantes, visando evidenciar os avanços que esta tecnologia obteve nas últimas décadas e como o biogás tem sido considerado com relevância nas matrizes energéticas fora do Brasil.

Entre os cases que serão apresentados destaca-se o tratamento de efluentes com geração de  biogás e utilização do mesmo na rede de gás natural em Santiago no Chile, na América do Sul, minimizando a dependência do gás natural Argentino, a utilização de biogás para uma rede de taxis na China, na Ásia, melhorando a rentabilidade do negócio e a instalação de biodigestores modulares para o tratamento de dejetos residenciais no Quênia, na África, viabilizando o saneamento básico e gerando economia para as famílias daquele país.

 

EUROPA

mundi-europe

ALEMANHA

Na Europa, uns dos projetos mais interessantes esta localizado no estado da Saxônia-Anhalt, região leste da Alemanha, a usina de biogás Könnern representa um marco na iniciativa europeia pela busca da diversificação da matriz energética no continente. Fruto de um investimento de 30 milhões de Euros, a usina destaca-se por ser a primeira do gênero com tecnologia para distribuir biometano, que é o biogás livre de impurezas, em regiões distantes de onde é produzido.

Em operação desde 2009, a usina de Könnern fornece 15 milhões de metros cúbicos (m³) de biometano por ano à rede nacional de gás da Alemanha, sendo então redistribuído para residências e indústrias do país. Seu principal emprego é na conversão do biometano em energia elétrica, através do uso de geradores, utilizada em sistemas industriais e residenciais. Em especial nas casas a energia elétrica gerada é direcionada para o sistema de calefação. Sem Könnern, seria necessária a construção de uma usina com potência de 17 MW para atender a esta demanda.

alemanha

A geração de biogás se dá através de rejeitos do setor agrícola e criação de animais, como dejetos bovinos, suínos, bagaço de cana de açúcar e milho. A usina tem parceria com 30 agricultores e pecuaristas locais, que fornecem 120 mil toneladas de rejeitos por ano. Para cada tonelada de rejeito, 125 m³ de biogás são gerados. Estes rejeitos são condicionados em 16 grandes biodigestores, com 6 m de largura por 25 m de diâmetro cada, onde o biogás é gerado. Em seguida, 12 purificadores removem impurezas (como o ácido sulfídrico, H2S, que é corrosivo) com o auxílio de bactérias transformando-os em biometano e enviado a rede. Apesar das grandes dimensões, o nível de automatização é tamanho que somente 12 funcionários são necessários para operar toda a usina.

A Alemanha é reconhecidamente uma das potências mundiais na produção de energia a partir do biogás gerado por biodigestores. Atualmente, existem cerca de 3,7 mil usinas de biogás em operação, que já permitiram o desligamento de três reatores nucleares no país. Até o ano de 2022, a meta alemã é desativar todas as suas usinas nucleares, que atualmente correspondem a uma potência instalada de 20 mil MW, substituindo-as por fontes renováveis e mais seguras, sendo uma delas o biogás.

Fonte:

http://infinitybiopower.com/biogas/projects1/projects/

http://jagadees.wordpress.com/2008/09/27/biogas-plant-at-konnern/

http://www.renewableenergyworld.com/rea/news/article/2008/07/biogas-flows-through-germanys-grid-big-time-53075

 

AMÉRICA DO SUL

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CHILE

Na América do Sul, uns dos projetos mais interessantes observados está instalado em Santiago, capital do Chile. Lá a empresa La Farfana, a maior estação privada de tratamento de efluentes do Chile, responsável por tratar 60% do esgoto gerado em Santiago ou o equivalente a 778 mil m³/dia gera em torno de 60 mil m³ de biogás por dia. No início o biogás costumava ser utilizado como fonte de calor no aquecimento de caldeiras de água, que serviam ao abastecimento de processos da própria ETE. Porém, a forte dependência do gás natural importado da Argentina, com abastecimento incerto e preços elevados motivou a construção de uma central para captação e purificação do biogás da estação, com o objetivo de transformá-lo em gás natural e comercializá-lo. O gás natural possui 70% teor de metano, enquanto que no biogás este teor é de aproximadamente 55%; portanto, para converter o biogás em gás natural é necessário remover suas impurezas, “liberando espaço” para novas moléculas de metano.

costa rica

Em operação desde outubro de 2008, o projeto custou cerca de U$ 5 milhões, totalmente custeados pela própria empresa. Logo após ser gerado, o biogás é conduzido até a central de purificação, onde o H2S é removido por um processo biológico com o uso da bactéria Thiobacillus. Em seguida, é e conduzido por um gasoduto subterrâneo de 14 km até a fábrica de gases, de responsabilidade da La Farfana. Lá, outras impurezas (como COV’s e Siloxanos) são removidas através de um processo de “polimento” do biogás, que então é transformado em gás natural suficiente para atender consumo de 10% dos clientes industriais e domésticos da companhia.

Em março de 2012, a empresa passou a liquefazer o gás natural e transportá-lo em caminhões tanque até áreas remotas, não atendidas pela rede de gás da cidade. Atualmente, há planos para ampliar a aplicabilidade do gás natural, estendendo-o para veículos. Segundo estimativas, o gás gerado por La Farfana seria capaz de abastecer 2.700 veículos, o que representa cerca de 80% da frota de automóveis movidos por GNV em Santiago.

Fonte:

http://www.emb.cl/electroindustria/articulo.mvc?xid=1333&tip=7http://www.aguasandinas.cl/la-empresa/novedades/aguas-andinas-y-metrogas-inauguran-planta-de-biogas?CodTemplate=20120213120706

http://www.ngvjournal.com/pt/mercados/item/9600-metrogas-chile-to-start-producing-natural-gas-to-power-vehicles-from-2014

ORIENTE MÉDIO

mundi-middle-east

ISRAEL

Outro projeto de destaque esta localizado no Oriente Médio, na região leste de Israel. Inaugurada em 2012, a usina de biogás Be’er Tuviya é resultado de um investimento de U$ 2,6 milhões, visando a geração de eletricidade a partir de dejetos bovinos e de aves. A região da usina, composta majoritariamente por sítios e fazendas de pequeno porte, sofreu durante muitos anos com a destinação incorreta de dejetos animais e rejeitos de agricultura, que eram comumente despejados em rios ou mesmo amontoados, gerando poluição, mau odor e doenças.  Logo, sua implantação trouxe não só energia, mas também melhora nas condições socioambientais da população.

israel

Apesar de já haver duas usinas similares no país, Be’er Tuviya é a mais nova e maior usina de biogás de Israel, com capacidade de 4 MW, o suficiente para abastecer com energia elétrica 6.000 residências. Os dejetos animais são coletados em fazendas d da região e transportados em contêineres até a usina, onde sofrem processo de pasteurização e ficam armazenados em tanques de concreto hermeticamente vedados, onde ocorre a biodigestão e geração de biogás. Ao final do processo ainda há produção de biofertilizante, que retorna aos fornecedores de dejetos como compensação pela parceria. Este biofertilizante é aplicado na agricultura, sendo mais econômico e menos poluente que os fertilizantes industriais.

Atualmente, são utilizados dejetos de 14.000 vacas, além de aproximadamente 15% dos dejetos de todas as fazendas de frango de laticínios de Israel.

Fonte: 

http://www.greenprophet.com/2012/09/israels-4mw-biogas-plant/

OCEANIA

mundi- oceania

AUSTRÁLIA

Na Oceania o projeto de destaque também utiliza efluentes para a produção de biogás, no entanto, diferente da usina La Farfana, no Chile, o biogás é utilizado para a geração simples de energia para a rede. A estação de tratamento de efluentes Tatura, localizada a 200 km ao norte de Melbourne, Austrália, implantou no ano de 2007 um sistema de captação e tratamento do biogás gerado pelo sistema de tratamento de alto desempenho da ETE. Esta medida possibilitou a geração de energia elétrica para a cidade, com produção de 5.000 MWh por ano. Antes da implantação, o biogás era simplesmente dissipado para a atmosfera. Estudos apontam que esta medida reduziu a emissão de 14.500 toneladas de gases de efeito estufa, o que equivale a retirar 3.400 carros das ruas.

australia

O projeto foi concebido através de uma parceria entre governo e iniciativa privada, sendo U$ 800 mil financiados por dinheiro público e uma quantia não divulgada pela empresa controladora da ETE Tatura. Com potência de 1,1 MW, a usina funciona com a geração de biogás a partir do esgoto, que surge como “subproduto” da degradação da matéria orgânica por mecanismos biológicos. O efluente chega à estação em estado bruto, onde é distribuído uniformemente através de uma série de canais pulverizadores. Durante este período o biogás é gerado e capturado sendo então canalizado, purificado com compostos ferrosos e encaminhado para o gerador de eletricidade.

A energia elétrica gerada pela usina de Tatura é conectada a rede elétrica local, onde foi instalado um sistema de sensores que permite ao consumidor final rastrear o percentual do seu consumo mensal veio de fontes ambientalmente corretas, como o biogás. Muito interessante, não acham?

Fonte:

http://www.cleanenergycouncil.org.au/resourcecentre/casestudies/Bioenergy/Tatura.html

ÁFRICA

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QUÊNIA

Na África, um dos grandes problemas que assolam o continente é a falta de saneamento básico. Em Kimera, no Quênia, a maior favela da África, simplesmente não há sistema de coleta e tratamento de efluentes. A prática mais difundida entre a população sempre foi colocar seus dejetos em sacos plásticos, apelidados “toaletes voadores”, e jogá-los em estradas, becos e sarjetas. Esta triste realidade vem mudando com a iniciativa de uma ONG local que, em parceria com a ONU, está construindo pequenos prédios com instalações sanitárias em Kimera, onde é feita a coleta dos dejetos humanos e produção de biogás, utilizado no preparo de alimentos. Para vencer a desconfiança da população, a ONU tem convidado personalidades mundiais para conhecer o projeto, como a modelo brasileira Gisele Bündchen, que em 2010 visitou 3 dos 52 centros de biogás em Kimera, e até cozinhou em um fogão à biogás.

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Além de conter a insalubridade dos ambientes públicos, os sanitários têm colaborado para difundir os conhecimentos sobre a geração do biogás. Em cada centro, há uma área destinada a educar a população e esclarecer dúvidas sobre o funcionamento do sistema. Tendo acesso a informação, cada vez mais moradores têm entendido como o biogás é uma fonte limpa e segura de energia, que em nada tem a ver com o a repulsa e a insalubridade dos dejetos que o geram. Canalizado até fogões, o biogás tem substituído o uso da lenha no preparo de alimentos para crianças de escolas próximas.

O sucesso do projeto tem chamado atenção de autoridades de diversos outros países africanos. A previsão da ONU é o projeto expanda-se para mais de 10 países até 2020.

Fonte:

http://www.estadao.com.br/noticias/arteelazer,gisele-bundchen-visita-quenia-para-incentivar-uso-de-energias-renovaveis,822402,0.htm

http://www.un.org/apps/news/story.asp?NewsID=40939#.UY0g5KKyBrU

 

AMÉRICA CENTRAL

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COSTA RICA

Na América Central, o destaque fica por conta da empresa Chiquita Brands Inc., uma das maiores empresas do mundo no ramo de processamento de frutas, com 21.000 funcionários e presente em 80 países. Em 2011 a Chiquita Brands Inc.  instalou uma unidade de geração de energia a biogás em sua unidade de Guapiles, na Costa Rica. O destaque especial é que o sistema usa os restos de frutas e água de lavagem da própria indústria, que são condicionados em biodigestores anaeróbios, onde ocorre a biodigestão. O biogás então é transformado em energia elétrica, que ajuda a reduzir os custos na produção, e o subproduto do processo, um rico fertilizante, é cedido a produtores da região. Perfeito, não?

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O projeto, de custo não divulgado, foi concebido para utilizar a gravidade no transporte dos resíduos. Isto possibilitou que sua operação dispense o uso de energia elétrica. Os restos de bananas, abacaxis, mamões e mangas, bem como a água utilizada para fazer sua pré-lavagem, são direcionados da planta industrial até os biodigestores da usina através de tubulações específicas para esta finalidade, projetadas para facilitar a mistura dos resíduos, o que acelera a geração de biogás. Segundo a empresa, além de atender as exigências legais, o projeto reduziu significativamente o consumo diário de energia da unidade, além de gerar fertilizante utilizado nas plantações de bananas de cooperados da Chiquita Brands Inc.

Fonte:

http://www.fastcompany.com/1685821/chiquita-goes-carbon-neutral-harnesses-fruit-power-new-biodigester

http://www.prnewswire.com/news-releases/chiquita-launches-innovative-biodigester-in-guapiles-costa-rica-101727538.html

 

ÁSIA

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CHINA – CASE 1

Nesta volta ao redor do mundo do biogás, um dos cases mais legais é observado na China. Em operação desde 2010, a usina Aning Starch CNG, localizada na cidade de Naning, na região sul da China, próximo a Hong Kong, produz biogás para 120 táxis da cidade, que foram adaptados gratuitamente para utilizar este combustível. O biogás é gerado a partir do efluente do processamento de amido e fécula da Aning Starch Co., que é tratado por processos anaeróbicos na ETE da indústria. Antes da implantação do projeto, o biogás era queimado e lançado na atmosfera. Além de contribuir para o meio ambiente, o projeto mostrou-se rentável: segundo dados da empresa, o lucro anual com a comercialização do biogás é de U$ 4 milhões.

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Através de uma parceria de U$ 6 milhões entre a Aning Starch Co. e o governo chinês, o projeto auxiliou na redução de dois grande problemas que assolavam a região: os altos índices de poluição atmosférica e a eutrofização dos corpos de água próximos, já que o amido possui alto teor de matéria orgânica. Diariamente, 6.000 toneladas de efluente da produção de amido são tratados por quatro reatores anaeróbicos do tipo UASB. Durante este tratamento ocorre a produção de biogás, que é capturado na superfície dos reatores e encaminhado para uma central de purificação, onde impurezas e substâncias corrosivas são retiradas por processos químicos, transformando-o em biocombustível.  A produção diária é de 30.0000 m³ de biogás, que após a purificação converte-se em 21.000 m³ de biocombustível. A água tratada durante o processo é utilizada para irrigação por produtores locais.

O transporte do biocombustível até os dois postos da cidade é feito por caminhões tanque, que o transportam liquefeito e sob alta pressão. Nos táxis, cada 1 m³ de bicombustível equivale a 1,2 L de gasolina, o que gera uma economia de U$ 3 centavos por quilômetro rodado, o equivalente a U$ 5.500 por ano, economia significativa.

CHINA – CASE 2

Na China a tecnologia do biogás esta tão avançada, que além do case da utilização de biogás em taxi foi observado outro projeto não diferente do primeiro, de grade destaque. Idealizada com um investimento de U$ 10 milhões do governo de Pequim, a usina Beijing Yanqing Deqingyuan Eco-Garden 2 é exemplo da magnitude que projetos de geração de energia por biodigestão podem alcançar. Construída na região com maior concentração de criadores de frangos da China, o distrito de Yanqing, a usina recebe diariamente 212 toneladas de dejetos de aves, e faz parte da iniciativa governamental local de controle da poluição e geração de energia por fontes limpas. Sozinha, a usina gera 14 milhões de kWh/ano, além de abastecer diversas famílias locais com biogás, que é usado no preparo de alimentos.

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Através de uma rede integrada de coleta, criadores de frango de Yanqing fornecem diariamente os dejetos de suas aves à usina. Lá, o efluente é misturado com água (do próprio processo) em duas grandes lagoas de armazenamento, com capacidade para 90.000 m³. Devido às características dos dejetos dos frangos da região, o teor de sólidos ideal para produção de biogás é de apenas 10%. Em seguida, ele é encaminhado para quatro biodigestores anaeróbicos, cada um com 3.000 m³, operando a uma temperatura de 38 °C.  O biogás gerado é purificado por duas torres de dessulfurização, com 60 e 120 m³, e então armazenado. A produção anual de biogás é de 7 milhões de m³.

A geração de energia é feita através de dois geradores de 1.064 kW cada, que além de energia elétrica geram calor, que é utilizado para manter aquecidos os biodigestores durante o inverno. A capacidade total de geração de é cerca de 10 milhões de kWh por ano. O excesso de biogás, que não pode ser utilizado para gerar energia é vendido para 300 residências da região, que o utilizam como gás de cozinha. Ao final do processo são gerados 180 mil toneladas de biofertilizante, que é aplicado em sítios produtores de ração animal da região.

Fonte:

http://web.mit.edu/colab/pdf/papers/D_Lab_Waste_Biodigester_Case_Studies_Report.pdf

AMÉRICA DO NORTE

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ESTADOS UNIDOS

Finalmente, o último case de destaque deste post esta localizado na América do Norte. Inaugurada no início de 2013, a usina de biodigestão de Sacramento, Califórnia, recebe diariamente 25 toneladas de restos de alimentos vindos de supermercados, restaurantes e indústrias, transformando-os em gás natural, eletricidade e fertilizante agrícola. Resultado de uma parceria entre empresas do setor energético e bancos, a usina é alto suficiente no consumo de energia elétrica, além de abastecer uma frota de caminhões das empresas parceiras com gás natural. Além do benefício ambiental, a usina de Sacramento gera anualmente U$ 1,1 milhão em arrecadação de impostos ao governo local.

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Um destaque especial é que a usina de Sacramento utiliza o sistema de Biodigestão Anaeróbia de Alto Teor Sólido (sigla ADB, em inglês), que não necessita da adição de água para funcionar. A operação normal ocorre com matéria orgânica 50% (ou mais) seca. Segundo a empresa idealizadora do projeto, trata-se de uma tecnologia inédita no mundo, que permite reduzir o tamanho do biodigestor e o custo de operação, sem comprometer a eficiência da geração de biogás. Assim que chegam à usina, os restos alimentares são condicionados nos biodigestores sob condições físicas específicas, mantidas em sigilo pela detentora da tecnologia. O biogás é capturado por tubulações instaladas no topo dos biodigestores, onde uma bifurcação encaminha parte para purificação visando a geração de eletricidade por geradores, parte para conversão em gás natural. Estima-se que mais de 3,5 milhões de litros de diesel são substituídos anualmente por gás natural. Além disto, toda energia elétrica consumida nas operações de produção de biogás e conversão em gás natural é produzida na própria indústria, tornando-a autossuficiente.

Fonte:

http://www.energymanagertoday.com/sacramento-digester-gobbles-food-spits-out-electricity-087797/

http://www.businesswire.com/news/home/20121214005098/en/CleanWorld-Opens-Nation%E2%80%99s-Largest-Commercial-High-Solid

Composição do biogás

A composição do biogás varia conforme o material a ser degradado e as condições químicas e físicas que influenciam no processo da biodigestão anaeróbia.

Em média, o biogás é composto pela seguinte proporção de gases:

Metano (CH4) – 55 a 65%

Gás carbônico (CO2) – 35 a 45%

Nitrogênio (N2) – 0 a 3%

Hidrogênio (H2) – 0 a 1%

Oxigênio (O2) - 0 a 1%

Gás sulfídrico (H2S) - 0 a 1%

(Fonte: Magalhães, 1986)

Dentre os gases presentes no biogás destacam-se o gás metano (CH4) e o gás sulfídrico (H2S). O gás metano, além de presente em maior quantidade, é o componente que confere a característica de inflamável à mistura. O gás sulfídrico, mesmo em pequena quantidade, possui alto poder de corrosão sobre ligas metálicas.

A concentração de metano na mistura varia em função de vários aspectos, tais como: quantidade de água no material degradado, teor de sólidos voláteis no substrato, presença de agentes químicos inibidores,  agitação do material, pH e temperatura.

Para uma concentração entre 55% e 65% o poder calorífico do biogás situa entre 5.000 e 6.000 kcal/m³. Pode-se dizer então que a qualidade do biogás é dada em função da quantidade de metano: quanto maior for a porcentagem de metano, melhor, mais puro e mais inflamável será o biogás.

Para verificar a quantidade de metano no biogás pode ser utilizar alguns equipamentos portáteis de fácil manuseio que determinam a concentração de metano no biogás em segundos, como o ilustrado na figura abaixo.

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Em geral, o procedimento de medição da concentração de um gás consiste nas seguintes etapas: (i) desconectar a tubulação de transporte de biogás em algum ponto da rede; (ii) aproximar ou inserir a tubulação de biogás no sensor do equipamento de medição; (iii) aguardar alguns instantes até que a leitura no visor se estabilize e (iv) conferir os valores.

Conforme apresentado anteriormente, a concentração de metano deve situar-se entre 55 a 65%. Se a concentração de metano for inferior a 50% o biogás não é inflamável devendo ser tomadas medidas na operação para o aumento da concentração do mesmo.

O gás sulfídrico, por sua vez, é responsável por conferir o odor pútrido característico do biogás, devido à presença de enxofre em sua composição. Além do odor desagradável, esse elemento também é responsável pelo poder corrosivo do biogás em peças de composição metálica. Tal característica pode comprometer a vida útil de instalações e equipamentos da rede de coleta, transporte e utilização do biogás, fazendo com que os mesmos sejam substituídos com uma grande frequência.

A figura a seguir ilustra a corrosão ocorrida em peças metálicas expostas ao contato com o biogás não purificado após 10 dias de operação do sistema. A situação se refere a uma caldeira a biogás utilizada no aquecimento de água.

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Diante do exposto, fica claro que antes da utilização do biogás deve-se eliminar o gás sulfídrico. Esse processo é realizado através da instalação de purificadores logo após a saída do biogás do biodigestor e antes dos equipamentos.

Na prática, a regra geral é a utilização de limalha de ferro acondicionado em tubos de PVC, construídos de forma caseira.  Entretanto, observa-se que os mesmos possuem baixa eficiência, relacionada ao tipo de liga de ferro utilizada, vedação e controle da vida útil da mesma.

Com o avanço das tecnologias de utilização do biogás ao redor do mundo, uma alternativa concreta e já disponível para todos são purificadores com compostos de ferro peletizados e estequiometricamente balanceados para a melhor eficiência do processo de eliminação do gás sulfídrico.

Da mesma maneira que para o gás metano, é possível medir a concentração de gás sulfídrico com equipamentos portáteis para verificar a eficiência do sistema de purificação do biogás, o qual deve ser substituído de tempos em tempos.