utilização de biodigestor: viabilidade técnica e econômica celso eduardo da silva diretor...

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.


Modelo Chinês:

UNESP Jaboticabal

Vista frontal, em corte, do biodigestor modelo Chinês.

Fonte: BENINCASA et al., 1990.


Modelo canadense ou fluxo tubular:


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


Verificou-se que o investimento necessário para a produção de 43 m3 diários é de R$ 190,00 por m3.


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.


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.


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!

utilização de biodigestor: viabilidade técnica e econômica celso eduardo da silva diretor...

Documents