INTRODUÇÃO DA CIÊNCIA

TRABALHO INTERDICIPLINAR DIRIGIDO II

INSTITUTO POLITÉCNICO – Centro Universitário UNA

O Biogás através da Suinocultura

CURSO: ENGENHARIA CIVIL

Abdo Salim Chalub Neto, Erica Sandra Silva Sales, Jeane Helena Fraga Gonçalves, João Fernandes Pinheiro, Karoline Barros Martins, Leonardo Barbosa Horta Souza, Luis Philipe Ferreira Santos, Thamiris Tavares Gonçalves Frade

Professor TIDIR Orientador: Daniel Glória

Professores Co-orientadores: Marcio Cezar, Ruth Ribeiro, Silvia Santos

1. TEMA: INTRODUÇAO A CIÊNCIA

2. SUBTEMA: FONTES ALTERNATIVAS DE ENERGIA

O crescimento populacional, associado ao estilo de vida da sociedade moderna, acarreta em alterações físico-químicas, que por sua vez, comprometem o equilíbrio da biosfera e a qualidade de vida do planeta, resultando em uma relevante preocupação com o meio ambiente e suas fontes de energias, tornando-se cada vez mais importante à procura por energias alternativas que sejam sustentáveis.

3. IDENTIFICAÇÃO DO PROBLEMA / DESAFIO TECNICO

A suinocultura é considerada, pelos órgãos ambientais, como uma “atividade potencialmente causadora de degradação ambiental”, sendo enquadrada como grande potencial poluidor (PEREIRA, 2011).

O biogás, como fonte de energia sustentável, trás aos produtores uma opção energética renovável, de ótimo rendimento, aonde o uso nas propriedades suinocultoras caracteriza-se como um grande potencial energético, no que diz respeito a pequenas e médias propriedades rurais. Com base nestes fatos utilizaremos a biomassa de dejetos suínos para a produção do biogás, abordando todo o processo de transformação dos materiais orgânicos da suinocultura em energia sustentável, denominada biogás através dos biodigestores.

4. OBJETIVO

O resultado esperado é conseguir o tratamento racional do lixo e dos dejetos suínos, por meio de biodegradação, eliminando os problemas da poluição ambiental e gerar uma energia alternativa – o biogás.

5. DESENVOLVIMENTO DO TRABALHO

A constante procura por tecnologias que colaborem com a redução da poluição ambiental e novas formas de geração de energia tem, como alternativa, o biogás, que pode ser produzido naturalmente a partir de matéria orgânica. Ele é considerado um biocombustível porque é obtido através da biomassa, que pode ser encontrada na suinocultura, uma das principais atividades do país. É bastante poluidora porque reduz o teor de oxigênio e causa eutrofização na água, contamina o solo, causa desequilíbrios ecológicos e produz Gases do Efeito Estufa (GEE) ( LANZNASTER, 2012).

Toda matéria orgânica vegetal ou animal que tem como seu objetivo principal a geração de energia, deve ser considerado como biomassa. Através da mesma é possível gerar energia e combustível como o biogás, o bio-óleo, entre outros. O foco desse artigo é o biocombustível gasoso para a geração de energia, mas para isso é necessário que a biomassa sofra uma degradação anaeróbica, ou seja, na ausência do oxigênio. Os dejetos serão utilizados nos biodigestores, onde a mistura do dióxido de carbono com o metano formam o biogás, que é aproveitado para a obtenção de energia.

Biodigestores são estruturas projetadas e construídas de modo a produzir a degradação da biomassa, proporcionando condições controladas de temperatura, umidade, homogeneidade e sem que haja qualquer tipo de contato com o ar. Nessas condições as bactérias metanogênicas, altamente consumidoras, passam a predominar no meio e, com isso, provocam a degradação mais acelerada da matéria. Devido a essa decomposição da matéria, é gerado o biogás, além disso, o processo de biodigestão transforma o restante da matéria em um biofertilizante de alto nível (JÚNIOR et al., 2002).

A temperatura tem influência direta na produção do biogás. Quanto maior, mais rápido será o processo. Porém, para que as bactérias sobrevivam dentro do biodigestor, a temperatura interna deve estar entre 15ºC e 45ºC. A umidade e homogeneidade também têm grandes influências no tempo do processo. A biomassa, que será introduzida no biodigestor, tem que estar bem diluída em mesma quantidade de água. E como ponto vital para a biodigestão, o ambiente tem que ser totalmente anaeróbico, pois as bactérias metanogênicas não sobrevivem com a presença de oxigênio (DOTTO; WOLFF, 2012).

Existe, atualmente, uma variedade muito grande de modelos de biodigestores. Neste trabalho será utilizado exclusivamente o modelo de biodigestor indiano, que é um dos mais utilizados no Brasil e, por apresentar algumas vantagens em relação aos demais, são perfeitamente adaptáveis aos mais diferentes tipos de solos, sendo suas medidas alteradas quase que independentemente (GASPAR, 2003). Esse modelo de biodigestor tem sua estrutura com formato cilíndrico e com uma parede interna, constituída de alvenaria, o gasómetro é de ferro, e os tubos utilizados para o fluxo da biomassa são de PVC, com diâmetros de 150mm. O modelo indiano possui pressão de operação constante, ou seja, à medida que varia o volume de gás produzido, o gasômetro tende a deslocar-se para cima e para baixo, guiado por um tubo galvanizado, nomeado de tubo guia, mantendo a pressão no interior deste, constante. O fato do gasômetro estar disposto sobre o substrato reduz as perdas durante o processo de produção do gás. O resíduo a ser utilizado para alimentar o biodigestor indiano deverá apresentar uma concentração mínima de sólidos, para facilitar a circulação do resíduo pelo interior da câmara de fermentação e evitar entupimentos dos canos de entrada e saída do material. O abastecimento deverá ser contínuo, sendo todo dia retirado e colocado uma mesma quantidade de biomassa e fertilizante. Do ponto de vista construtivo, apresenta-se de fácil construção contudo, o gasômetro de ferro pode encarecer o custo final. A figura abaixo mostra a vista frontal em corte do biodigestor, realçando os elementos para sua construção (DEGANUTTI et al.; MOURA et al., 2013).