artigo - o processo de produção de biogás e os seus benefícios

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Artigo de ciências produzido por acadêmicos da 1ª fase do curso de Engenharia Elétrica, do IFSC, Campus Florianópolis/SC.

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Page 1: Artigo - O processo de produção de biogás e os seus benefícios
Page 2: Artigo - O processo de produção de biogás e os seus benefícios

“O meio rural é uma das maiores fontes de biomassa a serem

utilizadas de forma sustentável. Restos de podas e culturas produzem uma

quantidade expressiva de matéria orgânica e nem sempre são aproveitados

para fins energéticos. Tais resíduos podem ser utilizados como energia

primária, na forma natural em queima direta ou como briquetados,

agregando maior valor energético em menor volume.”

(BORGES NETO, M. R. Introdução à geração de energia elétrica –

Petrolina: IF Sertão Pernambucano, 2011, p.128).

Page 3: Artigo - O processo de produção de biogás e os seus benefícios

Como qualquer país em

desenvolvimento uma das questões que o

Brasil enfrenta hoje é a problemática da

estabilidade da matriz energética nacional

aliada a extrações e/ou produções de

insumos feitas de maneira ecologicamente

correta.

Outro problema ainda existente

nas regiões rurais dos países em

desenvolvimento é o precário tratamento dos

dejetos efluentes provindos da criação

animal. Muitas vezes por falta de estrutura e

recursos, em alguns casos por negligência, e

até mesmo por falta de informação. O fato

que esta falta de tratamento é responsável

pela poluição dos rios e Bacias Hidrográficas

da região.

A ausência de tratamento desses

dejetos acarreta em doenças que afetam

pessoas de todas as idades, mas as

crianças são as mais prejudicadas. Estas

doenças são causadas principalmente por

microrganismos patogênicos presentes na

água contaminada, causando poliomelite,

diarreia por vírus, ancilostomíase

(amarelão), ascaridíase (lombriga), teníase,

cisticercose, filariose (elefantíase),

esquistossomose, dentre inúmeras outras

doenças.

Como futuros engenheiros

eletricistas e conscientes da

responsabilidade que temos, optamos por

abordar estas problemáticas de maneira a

tentar obter melhorias para a qualidade de

vida dos moradores de zonas rurais, pois

com a instalação de biodigestores em

propriedades rurais, cria-se um leque de

benefícios. Dentre os benefícios podemos

antecipadamente destacar a produção de

biogás que pode ser usado para

aquecimento, ou para a produção de energia

e a garantia da integridade das Bacias

Hidrográficas através do correto tratamento

para os dejetos provenientes de criação

animal.

As atividades de suinocultura e

bovinocultura vêm se desenvolvendo cada

vez mais na região sul e por consequência

acabam gerando cada vez mais dejetos. Um

dos objetivos quanto à implantação do

projeto é a necessidade de uma forma de

demonstração e aperfeiçoamento na

utilização de dejetos gerados em unidades

produtivas, sendo de suma importância a

capacitação dos produtores quanto a

implantação do projeto.

Outro aspecto quanto à

realização, é que os dejetos animais

costumam desempenhar apenas o papel de

fertilizante orgânico, porém com o

dimensionamento do biodigestor o dejeto

animal será matéria-prima para a produção

de biogás, o qual será empregado na

produção de energia elétrica, mecânica e

térmica. Além do mais, os ganhos

ambientais se constituirão na preservação

do meio ambiente local e consequente

melhoria da qualidade de vida, redução dos

odores provenientes dos dejetos e

minimização dos impactos ambientais

provenientes da atividade.

Page 4: Artigo - O processo de produção de biogás e os seus benefícios

Com uma população urbana de

306.915 habitantes, a Região Hidrográfica

do Meio Oeste Catarinense gera,

aproximadamente, 224,05 t/dia de resíduos,

tendo assim uma produção per capita de

0,73 Kg/hab./dia.

Os altos índices de poluição das

Bacias Hidrográficas gerados pela falta de

tratamento ou por um tratamento errôneo

dos dejetos de criação animal acarretam em

consequências muito graves no âmbito da

saúde pública e da qualidade de vida dos

moradores de zonas rurais.

O tratamento e destinação correta dos

efluentes oriundos da criação animal, além

de garantir a integridade das Bacias

Hidrográficas que abastecem inúmeras

Figura 1. Qualidade de água superficial no Estado de

SC. (Bacias hidrográficas do Estado de Santa

Catarina: Diagnóstico geral 1997).

comunidades e até mesmo cidades inteiras,

proporciona uma alternativa energética com

a produção do biogás.

O biogás possui várias formas de utilização

final, podendo produzir energia térmica,

mecânica ou elétrica. Assim, por ser uma

excelente alternativa de produção energética

renovável, contribui para a estabilidade na

matriz energética nacional aliada a uma

melhor qualidade de vida para os moradores

das regiões rurais.

De acordo com o engenheiro e

pesquisador americano James A. Merkel, os

benefícios proporcionados pelo processo da

biodigestão são muitos e incluem a redução

em quantidade de todo o material residual

acumulado na fazenda, requerendo

disposição final, a transformação da matéria

orgânica sem geração de poluentes do ar, a

produção de valiosos

Altamente poluídas

Medianamente poluídas

Pouco poluídas

Sem poluição

Page 5: Artigo - O processo de produção de biogás e os seus benefícios

subprodutos – como o gás metano, que é

fonte de energia – e de resíduo estável como

fertilizante e condicionador do solo e, por

fim, a não necessidade de energia para a

movimentação mecânica.

Merkel ainda explica ainda que o

processo da biodigestão traz vantagens para

a propriedade rural pela diminuição de

gastos com fertilizantes e energia,

assegurando uma produção menos poluente

e sustentável.

Ou seja, além de gerar formas de

energia que não se limitam apenas à

elétrica, o biodigestor gera resíduos que

podem ser utilizados de uma forma

complexa na agricultura, uma vez que são

ricos em sais minerais e nutrientes, além de

um pH que propicia o crescimento de

microrganismos úteis na terra.

Segundo o pesquisador Julio Seabra

Inglez Souza da Escola Superior de

Agricultura Luiz de Queiroz da Universidade

de São Paulo, a conversão energética de

biogás em energia elétrica pode ser

realizada de diversas formas devido aos

atuais avanços tecnológicos. Porém a

utilização de microturbinas ainda apresenta

custos elevados já que o tempo de vida útil

operando com biogás ainda é baixo, o que

torna seu uso ainda pouco frequente.

Porém já existe uma tecnologia na

qual o gás é introduzido juntamente com o ar

na fase de admissão, e a ignição é efetuada

por uma pequena injeção-piloto de diesel

para proporcionar a ignição por compressão,

dando início à combustão do gás que é

admitido no cilindro pelo coletor de

admissão. Esse sistema apresenta a

vantagem de não exigir modificações no

motor.

Biofertilizante é a denominação dada

ao resíduo aquoso de natureza orgânica,

originado com a fermentação de resíduos

vegetais e animais em biodigestores com

finalidade de se obter o biogás e que pode

ser utilizado na fertilização do solo.

Pelo processo de fermentação, o

material orgânico utilizado para produzir o

biogás transforma-se em fertilizante

orgânico. Este material é isento de

causadores de doenças e pragas às plantas,

não apresenta odor e por isso não atrai

moscas, insetos e roedores, agentes

proliferadores e causadores de doenças.

Caso isso ocorra, é necessário aumentar o

tempo de retenção hidráulica do material.

O biofertilizante contribui para

aumentar o teor de húmus no solo,

melhorando as propriedades físicas e

químicas, além de ajudar a melhorar as

atividades microbianas do solo, podendo ser

aplicado diretamente na forma líquida ou

desidratada, dependendo das condições

locais de infraestrutura. O biofertilizante

apresenta maior concentração de nutrientes

do que o resíduo original.

No contexto energético atual, uma

matriz renovável e limpa é a principal fonte

de pesquisas em todo o mundo. Nesse

sentido, o Biogás proveniente dos

biodigestores tem se mostrado uma das

fontes mais interessantes.

Page 6: Artigo - O processo de produção de biogás e os seus benefícios

Necessitando apenas de

dimensionamento e planejamento adequado,

os quais devem ser feitos por um profissional

habilitado, o biodigestor é um grande aliado

do produtor e do meio rural, proporcionando

sustentabilidade, qualidade de vida e

economia.

Por conta de todos os benefícios

gerados, a utilização de biodigestores vem

se tornando cada vez mais frequente e o

assunto vem sendo cada vez mais difundido

no meio rural, através de Instituições de

ensino como Universidades e Escolas

Técnicas Agrícolas que desenvolvem

pesquisas e projetos na área.

Com esta crescente utilização

certamente é possível realizar uma

prospecção de um futuro mais promissor,

através de um maior equilíbrio entre o

homem e a natureza, proporcionando

qualidade de vida e novas fontes

energéticas.

Page 7: Artigo - O processo de produção de biogás e os seus benefícios