Utilização de biodigestor: Viabilidade técnica e econômica

Apresentação em tema: "Utilização de biodigestor: Viabilidade técnica e econômica"— Transcrição da apresentação:

1 Utilização de biodigestor: Viabilidade técnica e econômica
Celso Eduardo da Silva Diretor Administrativo e de Projetos – Instituto Aequitas

2 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.

3 BIODIGESTOR - INTRODUÇÃO
Câmara fechada onde é colocado material orgânico para decomposição; Produção de energia =BIOGÁS; Tratamento de dejetos = BIOFERTILIZANTE

4 PRINCIPAIS BIODIGESTORES UTILIZADOS NO MEIO RURAL

5 PODEM SER: Ex.: modelos indiano e chinês
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.

6 MODELOS DE BIODIGESTORES
Modelo Indiano:

7 UNESP Jaboticabal

8 Vista tridimensional do biodigestor modelo Indiano.
Fonte: DEGANUTTI et. al, 2002.

9 MODELOS DE BIODIGESTORES
Modelo Chinês:

10 UNESP Jaboticabal

11 Vista frontal, em corte, do biodigestor modelo Chinês.
Fonte: BENINCASA et al., 1990.

12 MODELOS DE BIODIGESTORES
Modelo canadense ou fluxo tubular:

13 MODELOS DE BIODIGESTORES
Modelo caseiro: Fonte: Arruda et al., 2002, p. 15

14

15 QUANTIDADES DE DEJETOS PRODUZIDOS PELOS ANIMAIS
Ensminger (1990)

16 QUANTIDADES DE DEJETOS PRODUZIDOS PELOS ANIMAIS/DIA
Animal Kg/dia.cabeça % Matéria seca % Sólidos voláteis Bovino Equino Suino Caprino Humano Aves 23 16 3,4 1,3 0,25 0,04 20 22 18 30 28 17 26 24

17 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.

18 PRODUTOS DA BIODIGESTÃO
Biofertilizante Obtido a partir da digestão anaeróbica de materiais orgânicos; Total ou parcial ausência de odores; Concentração de nutrientes varia com tipo de substrato utilizado na decomposição;

19 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 material orgânico, em condições adequadas de umidade.

20 COMPOSIÇÃO DO BIOGÁS DE BOVINOS
Gás altamente calorífico Metano (CH4) Gás carbônico (CO2) Nitrogênio (N3) Hidrogêncio(H2) Oxigênio (O2) Gás sulfídrico (H2S) 55-75 25-45 <3 <2 0-0,1 <1 BIOGÁS

21 EXEMPLO DE PRODUÇÃO DE BIOGÁS

22 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.

23 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

24 VANTAGENS DOS BIODIGESTORES
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.

25 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 .

26 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%.

27 VIABILIDADE TECNICA E ECONÔMICA
Prof. MAURA S. T. ESPERANCINI – Unesp Botucatu 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;

28 VIABILIDADE TECNICA E ECONÔMICA
Dimensionamento do biodigestor

29 VIABILIDADE TECNICA E ECONÔMICA
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.

30 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;

31 VIABILIDADE TECNICA E ECONÔMICA
Utilização 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.

32 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 kWh durante 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, totalizando R$ 2.306,07 de economia anual de energia.

33 VIABILIDADE TECNICA E ECONÔMICA
Itens de Consumo Consumo Anual Preço/ Unidade Total (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$ 474,50 Total R$ 4.340,57

34 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.

35 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!