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

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

4 PRINCIPAIS BIODIGESTORES UTILIZADOS NO MEIO RURAL

5 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.

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 AnimalKg/dia.cabeça % Matéria seca % Sólidos voláteis Bovino Equino Suino Caprino Humano Aves ,4 1,3 0,25 0,

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 1)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 BIOGÁS Metano (CH 4 ) Gás carbônico (CO 2 ) Nitrogênio (N 3 ) Hidrogêncio(H 2 ) Oxigênio (O 2 ) Gás sulfídrico (H 2 S) <3 <2 0-0,1 <1

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 Tratamento de dejetos: processo natural com diminuição de volume; Energéticas: fonte de energia renovável; Ambientais: produz o biofertilizante e reduz a quantidade emitida de CO 2 e CH 4. VANTAGENS DOS BIODIGESTORES

25 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

26 DESVANTAGENS DOS BIODIGESTORES Custo extra com manuten ç ão devido danos causados pela a ç ão de gases corrosivos; Dificuldade de liquefa ç ão; Forma ç ão de H 2 S, que é t ó xico em teores acima de 1%.

27 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

28 VIABILIDADE TECNICA E ECONÔMICA Dimensionamento do biodigestor

29 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.

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-chamas52 botijõesR$ 30,00R$ 1.560,00 Aquecimento da água8.869,50 kWhR$ 0,26/kWhR$ 2.306,07 Motor do triturador1.825,00 kWhR$ 0,26/kWhR$ 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!


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