CENTRO UNIVERSITÁRIO DINÂMICA DAS CATARATAS
CURSO DE ENGENHARIA AMBIENTAL
Missão: “Formar Profissionais capacitados, socialmente responsáveis e aptos a
promoverem as transformações futuras”
ANÁLISE DA EFICIÊNCIA DE SISTEMAS DE
BIODIGESTÃO A PARTIR DA BIOMASSA RESIDUAL DE
SUÍNOS E BOVINOS NO CONDOMÍNIO DE
AGROENERGIA SANGA AJURICABA
JESSICA YUKI DE LIMA MITO
Foz do Iguaçu - PR
2013
JESSICA YUKI DE LIMA MITO
ANÁLISE DA EFICIÊNCIA DE SISTEMAS DE
BIODIGESTÃO A PARTIR DA BIOMASSA RESIDUAL DE
SUÍNOS E BOVINOS NO CONDOMÍNIO DE
AGROENERGIA SANGA AJURICABA
Trabalho de conclusão de curso
apresentado à banca examinadora
do Centro Universitário Dinâmica
das Cataratas (UDC), como
requisito para obtenção do grau
de Engenheiro Ambiental.
Prof(a). Orientadora:
Rubio
Foz do Iguaçu – PR
2013
Fernanda
TERMO DE APROVAÇÃO
CENTRO UNIVERSITÁRIO DINÂMICA DAS CATARATAS
ANÁLISE DE SISTEMAS DE BIODIGESTÃO NO CONDOMÍNIO DE
AGROENERGIA SANGA AJURICABA
TRABALHO FINAL DE CONCLUSÀO DO CURSO PARA OBTENÇÃO DO
GRAU DE BACHAREL EM ENGENHARIA AMBIENTAL
Acadêmico(a): Jessica Yuki de Lima Mito
Orientadora: Ms. Fernanda Rubio
Nota Final
Banca Examinadora:
Prof(ª). Ms.
Prof(ª). Ms.
Foz do Iguaçu, ____ de ________________ de 2013.
DEDICATÓRIA
Aos meus pais que estiveram presentes em toda minha caminhada.
Aos meus irmãos que me apoiaram, incentivaram ao longo desta graduação.
Aos meus amigos que entenderam minhas ausências durante meus estudos.
AGRADECIMENTOS
A Deus pela constante presença em minha vida, sempre guiando
meus passos e minhas decisões pelos caminhos mais adequados. Agradeço a
ele por ter me dado forças a seguir adiante, colocando pessoas, amigos, para
que eu não perdesse o foco nesse período de cinco anos e por todas as
oportunidades a mim concedidas.
A minha família, Maria Aparecida de Lima, Cícero Ribeiro da Silva,
Daina de Lima Mito, Charles de Lima Mito, por todo amor, amizade,
sinceridade, dedicação, incentivo, orientação, confiança, tolerância, conjunto
não apenas durante essa etapa, mas em todos os momentos de minha vida.
A minha orientadora, Fernanda Rubio, pela orientação, incentivo e
oportunidade de aprendizado, cujo conhecimento e apoio técnico foram
imprescindíveis para este trabalho. Por toda a confiança, pelo grande incentivo,
pelos conhecimentos repassados, não só durante este trabalho, mas, também,
durante as aulas, pelas horas que perdeu de descanso, pelo amor que possuí
naquilo que faz e pela brilhante influencia e exemplo que és.
Ao Elson Costa Gomes, por me acompanhar, ajudar, incentivar,
compreender, por fazer com que esta reta final parecesse mais fácil, por todo
carinho e dedicação que demonstra. Obrigada meu bem.
As amigas Graziele Burmman, Ana Flávia da Silva, Andriele Bender,
Marjorie Spindola por me acompanharem em diversos momentos da vida e por
compreenderem a minha ausência.
As pessoas que foram fundamentais a alimentar a vontade de
concluir esta graduação, aquelas em quem me espelhei, pessoas por quem
tenho grande admiração, profissional e pessoal: Felipe Souza Marques,
Dangela Maria Fernandes, Leidiane Mariani, Leonardo Pereira Lins, Luís
Thiago Lúcio, Rafael Nicklevics e Caroliny Matinc. Agradeço pela oportunidade
de conhecer e aprender com cada um.
A equipe do Centro Internacional de Energias Renováveis
(CIBiogás), pelas oportunidades, confiança, conhecimento e experiências
disponibilizadas.
A todos os professores, pelos ensinamentos transmitidos.
Aos
meus
colegas
de
graduação,
pelas
experiências
compartilhadas, troca de conhecimento e amizade que construímos ao longo
desses cinco anos, em especial a Patrícia, Sabrina, Beatriz, Franciele e Fabio.
Finalmente, agradeço a todos que de alguma forma, corroboraram
na
concretização
deste
incentivaram.
Muito Obrigada!
trabalho,
deram
seus
palpites,
criticaram
e
EPÍGRAFE
“Tenha equilíbrio e alegria.
Saiba ser reconhecido.
Procure ser humilde.
Saiba agradecer.”
Torres Pastorino
MITO, Jessica Yuki de Lima. Análise de sistemas de biodigestão no
Condomínio de Agroenergia Sanga Ajuricaba. Foz do Iguaçu, 2013. Projeto
de Trabalho Final de Graduação - Centro Universitário Dinâmica das Cataratas.
RESUMO
A relevante produção pecuária no Brasil gera uma quantidade expressiva de
biomassa residual de alta carga orgânica. Sendo assim, há a preocupação em
destinar adequadamente estes resíduos, e buscar tecnologias que realizem um
tratamento eficiente, além de trazer incentivos econômicos. Diante desta
situação, alguns sistemas chamam a atenção, como os biodigestores, que
promovem o tratamento de efluentes gerando produtos e coprodutos, como o
biogás, e consequentemente energia térmica, elétrica e veicular, além do
digestato que pode ser utilizado na adubação de solos. Os Condomínios de
Agroenergia surgem como um ramo promissor em pequenas propriedades
rurais, viabilizando a instalação de projetos energéticos em áreas rurais. O
presente estudo teve como objetivo comparar a eficiência da degradação da
biomassa residual, em quatro biodigestores de modelo rígido, instalados no
Condomínio de Agroenergia Sanga Ajuricaba, localizado na cidade de
Marechal Cândido Rondon - PR. A eficiência foi analisada pelos parâmetros
físico-químicos, tais como Sólidos Totais (ST), Voláteis (SV), Fixos (SF) e pH.
Os biodigestores foram comparados quanto a alimentação recebida, sendo:
biomassa da bovinocultura, e com a mistura de biomassa bovina e suína.
Observou-se que não diminuiu significativamente a quantidade de SV,
comparando-se entrada e saída dos biodigestores, sendo de 19,40% a média
de eficiência do melhor biodigestor, o que indica que os biodigestores não
estão degradando, consideravelmente, a matéria orgânica do efluente. O
biodigestor que se demonstrou mais eficiente entre os quatro, foi o alimentado
somente por biomassa da bovinocultura (propriedade 414). No entanto, apesar
da não esperada degradação, vale ressaltar que o sistema de biodigestão é
uma alternativa sustentável e viável na estabilização da matéria orgânica,
necessitando de estudos futuros com características promissoras.
Palavras-Chave: Biomassa residual – Biodigestor – Biogás
MITO, Jessica Yuki de Lima. Analysis of biodigestion system in the Sanga
Ajuricaba Agroenergy Condominium. Foz do Iguacu, 2013. Project to
Completion of Course Work – Centro Universitário Dinâmica das Cataratas.
ABSTRACT
The relevant livestock production in Brazil generates a significant amount of
residual biomass with a high organic load. Thus, there is a concern in properly
destine these wastes and seek technologies that realize an effective treatment,
and bring economic incentives. Faced with this situation, some systems attract
attention such as biodigesters which promote effluents treatment creating
products and co-products such as biogas and consequently energy (thermal,
electrical and vehicular) plus products that can be used to fertilize soils. The
Agroenergy Condominiums emerge as a promising line on small farms, enabling
the installation of energy projects in rural areas. This study aims to compare the
degradation efficiency of residual biomass in four biodigesters of rigid model
installed in Sanga Ajuricaba Agroenergy Condominium, located in the city of
Marechal Candido Rondon. The efficiency was analyzed with physico-chemical
parameters such as Total Solids (TS), Volatile (VS), Fixed (SF) and pH. The
biodigesters were compared regarding the received input as follows: biomass of
bovine culture and a mixture of bovine and pork biomass. It was observed that
did not have a significantly decrease in the amount of SV comparing the input
and output of the digester being 19.40% the mean efficiency of the better
biodigester, which indicates that the biodigesters are not considerably degrading
the effluent organic matter . The biodigester that showed great efficient among
the four was the one fed only with bovine culture biomass (farm 414). However,
despite the unexpected degradation , it is worth mentioning that the system of
biodigestion is a sustainable and viable in the stabilization of organic matter,
requiring more studies with promising characteristics.
Keywords: Residual biomass – Biodigester – Biogas.
LISTA DE FIGURAS
Figura 1: Conversão de biomassa................................................................... 18
Figura 2: Modelo de biodigestor plug-flow....................................................... 24
Figura 3: Modelo biodigestor indiano. ............................................................. 25
Figura 4: Modelo biodigestor chinês................................................................ 25
Figura 5: Biodigestores de fluxo ascendente................................................... 26
Figura 6: Composição média do biogás .......................................................... 27
Figura 7: Localização do município de Marechal Cândido Rondon – PR....... 30
Figura 8: Imagem aérea do PTI....................................................................... 31
Figura 9: Mapa de localização da Microbacia Sanga Ajuricaba. ..................... 33
Figura 10: (A) pH da propriedade 336; (B) pH da propriedade 490; (C) pH da
propriedade 484; (D) pH da propriedade 414................................................... 38
LISTA DE TABELAS
Tabela 1: Rebanho suíno e bovino. ................................................................. 19
Tabela 2: Quantidade de excremento produzido por tipo de rebanho. ............ 20
Tabela 3: Relação das propriedades participantes do Condomínio................. 34
Tabela 4: Propriedades selecionadas.............................................................. 35
Tabela 5: Resultado das análises de sólidos das propriedades em estudo. ... 36
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO .............................................................................................. 14
2 REFERENCIAL TEÓRICO
15
2.1 FONTES DE ENERGIA .............................................................................. 15
2.1.1 Energias Renováveis............................................................................... 15
2.2 BIOMASSA................................................................................................. 17
2.3 ATIVIDADE AGROPECUÁRIA NO BRASIL ............................................... 19
2.3.1 Importância da destinação adequada dos dejetos .................................. 19
2.4 PROCESSO DE BIODIGESTÃO ................................................................ 20
2.4.1 Fatores que influenciam a biodigestão .................................................... 21
2.4.1.1 Temperatura......................................................................................... 21
2.4.1.2 Potencial hidrogênionico (pH) .............................................................. 22
2.4.1.3 Nutrientes ............................................................................................. 22
2.4.1.4 Sólidos.................................................................................................. 23
2.4.1.5 Biodigestores........................................................................................ 23
2.4.1.5.1 Biodigestor modelo Plug Flow ........................................................... 24
2.4.1.4.2 Biodigestor Modelo Indiano e Chinês ................................................ 25
2.4.1.4.3 Biodigestor do tipo Upflow Anaerobic Sludge Blanket (UASB).......... 25
2.4.2 Biogás ..................................................................................................... 26
2.5 CONDOMÍNIOS DE AGROENERGIA ........................................................ 28
3 MATERIAL E MÉTODOS ............................................................................. 30
3.1 CARACTERIZAÇÃO DA ÁREA DE ESTUDO............................................. 30
3.1.1 Município de Marechal Cândido Rondon – PR, Condomínio de
Agroenergia para Agricultura Familiar Sanga Ajuricaba................................... 30
3.1.2 Centro Internacional de Energias Renováveis – CIBiogás – ER ............. 31
3.1.3 Unidade de Demonstração - Condomínio de Agroenergia Sanga Ajuricaba
......................................................................................................................... 32
3.2 PROCEDIMENTOS METODOLÓGICOS ................................................... 33
3.2.1 Seleção das propriedades....................................................................... 33
3.2.2 Análise das amostras .............................................................................. 35
4 RESULTADOS E DISCUSSÃO .................................................................... 36
4.1 PARÂMETROS ANALISADOS NAS PROPRIEDADES.............................. 36
4.1.1 Sólidos..................................................................................................... 36
4.1.2 pH............................................................................................................ 38
5 CONSIDERAÇÕES FINAIS .......................................................................... 40
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ................................................................ 41
14
1 INTRODUÇÃO
O intenso crescimento das atividades humana nos últimos tempos, tanto
em meio urbano quanto rural, gerou um aumento da produção de resíduos e
desencadeou diversas modificações nas escalas sociais, econômicas e ambientais.
Diante disto, identifica-se a necessidade em se optar por alternativas que
proporcionem a ascensão da sustentabilidade.
A área de energias renováveis exerce importante posicionamento diante a
sociedade, uma vez que essas fontes alternativas fazem com que não haja uma
sobrecarga das fontes tradicionais e nem dependência dos combustíveis fósseis. O
biogás, por sua vez, torna-se uma alternativa e solução, principalmente, para os
resíduos líquidos e sólidos, por exemplo, agropecuários, agroindustriais e
domésticos, tanto na produção de energia e renda, bem como para promover o
saneamento ambiental do local com a utilização de dispositivos adequados para o
tratamento do efluente.
O relevante crescimento das produções agropecuárias, dentre eles
bovinos e suínos, são ocasionados pela crescente demanda mundial, gerando
considerável contribuição para o setor econômico. Porém, possuem imenso passivo
ambiental, com a geração de dejetos. No entanto, se estes resíduos forem
destinados de forma adequada podem oferecer benefícios, sendo o biogás
possuidor de considerável valor energético e econômico. Os biodigestores são
sistemas que realizam o processo de biodigestão da biomassa residual da pecuária
e propiciam a geração do biogás.
Neste sentido Condomínios de Agroenergia, surgem como um ramo
promissor em pequenas propriedades rurais, para a geração distribuída (GD) de
energia, utilizando-se de uma fonte energética alternativa, viabilizando (a instalação
de projetos energéticos) assim projetos neste ramo, além de diminuir impactos
negativos ao meio ambiente e aumentar a renda de produtores da área rural.
Portanto, este estudo teve como objetivo analisar a eficiência de
degradação da biomassa residual, de suínos e bovinos, em sistemas de biodigestão
instalados no Condomínio de Agroenergia Sanga Ajuricaba, localizado na cidade de
Marechal Cândido Rondon - PR, por meio da análise de parâmetros físico-quimicos,
tais como sólidos totais, voláteis, fixos e pH.
15
2 REFERENCIAL TEÓRICO
2.1 FONTES DE ENERGIA
Desde a Idade Média as principais fontes de energias eram provenientes
dos cursos de água, dos ventos e mais adiante, devido a Revolução Industrial, o
carvão, petróleo e o gás, derivados das reservas fósseis, tornaram-se as principais
fontes de energia (CRISPIM, 2010).
Atualmente, o petróleo é a principal fonte que move o mundo moderno,
porém, há outras fontes de energia como o gás natural, a energia eólica, solar,
hidráulica e os biocombustíveis (PETROBRAS, 2013), sendo essas fontes
renováveis de energia.
O aumento da demanda por energia está diretamente relacionado ao
crescimento populacional e há necessidade de se pesquisar novas fontes de
energia, uma vez que a produção energética não está acompanhando este
crescimento (CARVALHO, 2012).
2.1.1 Energias Renováveis
As fontes renováveis de energia são largamente e constantemente
analisadas e parcialmente implementadas, evidenciando os aspectos ambientais,
que visam principalmente a redução da poluição atmosférica, permitindo assim que
as tecnologias propostas melhorem o desempenho das mais variadas fontes
(CORDANI et al., 1997).
As energias renováveis exercem um grande papel no desenvolvimento
sustentável, sendo o Brasil possuidor de grande potencial em relação à obtenção de
energia proveniente da biomassa decorrida do abundante número de florestas e da
significativa quantidade de resíduos gerados pelos processos agropecuários
(ESPARTA, LUCON e UHLIG, 2004).
16
Dentre os diversos benefícios, as fontes renováveis promovem o
desenvolvimento tecnológico, além de apresentar diversas vantagens ambientais,
como a diminuição dos gases de efeito estufa (GEE’s) (PETROBRAS, 2013).
Segundo Camilo (2012), a demasiada emissão de gases do efeito estufa
e a provável carência do petróleo, são alguns dos motivos pelos quais as fontes de
energias renováveis venham a se aprimorar, sendo assim, as energias renováveis
tendem ao crescimento, por serem uma fonte de desenvolvimento tecnológico,
visando a sustentabilidade ambiental, social e econômica (CRISPIM, 2010).
Deublein (2008) menciona que a busca por fontes alternativas de
energias renováveis tem a aumentar devido a elevação dos custos e dos recursos
provenientes de combustíveis fósseis. Diferentemente das energias renováveis, que
buscam diversas vezes os fatores climáticos de cada região e sua localização
geográfica.
De acordo com a ANEEL (2013), no Brasil cerca de 64,24% da energia
elétrica provém de hidrelétricas e 8,43% é por biomassa, dentre estas destaca-se o
biogás. Fontes essas, consideradas renováveis e de extensa ascensão (Quadro 1).
Quadro 1: Matriz de energia elétrica no Brasil.
Empreendimentos em Operação
Capacidade Instalada
N° de
Usinas
(kW)
Tipo
Hidro
Gás
Petróleo
Biomassa
Nuclear
Carvão
Mineral
-
Total
%
N° de
Usinas
(kW)
1.080
85.559.680
64,24
150
13.628.772
10,23
1.120
7.451.530
5,6
472
11.225.482
8,43
1.080
85.559.680
64,24
Natural
111
11.945.109
8,97
Processo
39
1.683.663
1,26
1.087
3.502.707
2,63
Óleo Residual
33
3.948.823
2,96
Bagaço de Cana
375
9.156.436
6,67
Licor Negro
16
1.530.182
1,15
Madeira
50
422.837
0,32
Biogás
22
79.594
0,06
Casca de Arroz
9
36.433
0,03
2
1.990.000
1,49
2
1.990.000
1,49
12
3.024.465
2,27
12
3.024.465
2,27
2.137.372
1,6
8.170.000
6,13
133.194.419
100
Óleo Diesel
Carvão Mineral
Eólica
Importação
%
103
2.137.372
1,6
103
Paraguai
-
-
5.650.000
5,46
-
Argentina
-
2.250.000
2,17
-
Venezuela
-
200.000
0,19
-
Uruguai
-
70.000
0,07
-
2.973
133.194.419
100
2.973
Total
Fonte: ANEEL (2013).
17
No entanto, Lora e Andrade (2004) apud Moers et al. (2010), aponta que
tanto em escala mundial, como no Brasil o potencial energético da biomassa é
considerável, podendo se tornar uma das soluções para o fornecimento de
eletricidade em comunidades isoladas, incentivando o desenvolvimento de
atividades extrativistas sustentáveis, que contribuam para o desenvolvimento destas
comunidades.
2.2 BIOMASSA
A biomassa é considerada como qualquer material passível de ser
decomposto pela ação de diferentes tipos de bactérias (NEVES, 2010). Cortez, Lora
e Gómez (2008) e Steffan (2012) relatam que a biomassa é a quantidade de matéria
orgânica produzida em determinado local, podendo ser oriunda de resíduos
orgânicos como os resíduos agroindustriais, agropecuário e urbanos, resultando em
inúmeras vantagens, como a produção de gás que proporciona a geração de
energia.
A biomassa pode ser um recurso alternativo aos combustíveis fósseis,
porém esta requer tratamentos prévios, bem como equipamentos adequados para a
conversão energética final. Por este motivo, é essencial introduzir métodos e
tecnologias que tornem a biomassa um importante componente competitivo no uso
dos combustíveis dentro do mercado energético (FELFLI, 2003).
Na geração de eletricidade, a biomassa pode ser utilizada diretamente,
sendo transformada a energia térmica em energia elétrica, ou pode ser transformada
em gás ou líquido, utilizando-se posteriormente tecnologias como motores de
combustão interna e turbinas a gás para a geração de eletricidade a partir destes
combustíveis (BARROS et al., 2004). Há diversos métodos na conversão de
biomassa em energia, conforme apresenta a Figura 1.
18
Figura 1: Conversão de biomassa.
Fonte: Centro Nacional de referência em biomassa (CENBIO) (2013).
A biomassa gerada proveniente das atividades agropecuárias integra a
geração de emprego e renda com o desenvolvimento sustentável (BLEY JUNIOR et
al., 2009).
Há uma demanda pela diversificação de tecnologias em energia
renovável, e o Brasil possui condições favoráveis para o aproveitamento energético
de biomassa gerada pelas atividades produtivas nas áreas rurais, sendo a atividade
pecuária responsável pela produção de dejetos que passam pela atividade biológica
e produz o biogás, elemento possuidor de valor energético (MELEGARI DE SOUZA
et al., 2004).
Esperancini et al. (2007) relatam coloca que uma das alternativas para
aproveitamento da biomassa para a geração de energia é a utilização do processo
de biodigestão anaeróbia de resíduos de animais.
19
2.3 ATIVIDADE AGROPECUÁRIA NO BRASIL
O Brasil, no quesito território é o quinto maior do mundo, cerca de 174
milhões de hectares está ocupado por pastagens. Devido à variabilidade de clima os
sistemas produtivos são bastante diversificados, assim como seus produtos e a
tecnologia aplicada a estes sistemas, que se aprimoram para uma pecuária cada
vez mais eficiente e sustentável (ABIEC, 2013).
O efetivo de rebanhos de suínos, em 2012, nas grandes regiões
brasileiras ficava em torno de 38.795.902 de cabeças e a bovinocultura em torno de
211.279.082 de cabeças (SIDRA/IBGE, 2012). A
Tabela 1, demonstra os rebanhos
de suinocultura e bovinocultura das regiões do país.
Tabela 1: Rebanho suíno e bovino.
Região
Sul
Sudeste
Nordeste
Centro Oestes
Norte
Total
Número de animais no Brasil
Suínos
Bovinos
27.627.551
19.212.426
39.206.257
7.131.055
28.244.899
5.857.733
72.385.029
5.105.469
43.815.346
1.489.219
211.279.082
38.795.902
Fonte:SIDRA/IBGE, 2012.
As exigências do mercado agropecuário, incentivam o setor produtivo a
otimizar os processos produtivos, fazendo com que sua atividade também seja
diferenciada, seja a respeito a parte ambiental, como na área econômica da
atividade (LUCAS JR e SANTOS, 2000).
Um desses processos é a destinação correta dos resíduos. A importância
em se realizar a destinação correta do efluente gerado, pelas atividades pecuárias,
propícia o saneamento rural de possibilitatr a redução de custo e até a geração de
renda dos produtores (PALHARES, 2012).
2.3.1 Importância da destinação adequada dos dejetos
Os efluentes oriundos da produção animal tem destaque no quesito
poluição, pois é, uma das principais fontes poluidoras dos recursos hídricos,
20
superando até os índices das indústrias, consideradas grandes causadoras da
degradação ambiental (CAMILO, 2012).
Os
dejetos
são
altamente
poluentes,
pois
possuem
elevadas
concentrações de Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO), sólidos e nutrientes
(ANGONESE et al., 2006), e se não manejados e destinados corretamente, podem
causar problemas ambientais (PERDOMO et al., 2003; KUNZ, 2006).
Nas criações em confinamento, o custo e a viabilidade de coleta são
significativamente melhorado. A
Tabela 2, apresenta a quantidade de excremento
produzido, por tipo de rebanho (CENBIO, 2013).
Tabela 2: Quantidade de excremento produzido por tipo de rebanho
Animal
Gado de corte
Gado de leite
Suínos
Equinos
Aves
Massa
animal (kg)
500
500
100
500
2.5
Volume
Excremento
0,028-0,037
0,031-0,035
0,0056-0,0078
0,025
0,00014-0,00017
Massa úmida
excremento
27,7-36,6
30,2-35,0
5,4-7,6
28,0
0,14-0,17
Matéria
seca (%)
10
10
10
20
20
Fonte: Adaptado por CENBIO (2013).
Pires e Matiazzo (2008) relatam em seus estudos, a importância da
reciclagem dos resíduos para a obtenção dos benefícios ligados ao saneamento e a
utilização do conteúdo orgânico altamente nutritivo.
O manejo adequado dos dejetos torna-se uma alternativa econômica
para a propriedade rural, sem comprometimento da qualidade ambiental (OLIVEIRA
et al., 2000).
Prati (2010) analisou a geração de energia elétrica por meio do biogás
produzido com o tratamento de dejetos da pecuária e verificou melhorias social,
econômica e ambiental na qualidade de vida em propriedades rurais.
2.4 PROCESSO DE BIODIGESTÃO
Existem vários processos para converter determinada biomassa em
energia, como verificado na Figura 1, dentre elas destaca-se o processo de,
21
provavelmente, seja mais viável é a biodigestão anaeróbia (LUCAS JÚNIOR e
SANTOS, 2000).
Para que, ocorra o sucesso da biodigestão anaeróbica é necessário
garantir alguns requisitos, de modo que o processo seja bem-sucedido, sendo estes
os nutrientes requeridos pela população microbiana, a temperatura, pH, o uso mais
apropriado do modelo de biodigestor, conforme o tipo de biomassa a ser digerida e a
vazão desta (SILVA, 2003).
Os sistemas de biodigestão são utilizados devido sua alta degradabilidade
de materiais orgânicos com altas concentrações de Sólidos Voláteis e Demanda
Química d Oxigênio (GEBLER e PALHARES, 2007).
Segundo Amaral et al., (2004), a biodigestão anaeróbica é uma alternativa
para o tratamento de resíduos pecuários, pois, contribui para o tratamento e redução
provável de contaminação desses resíduos, ainda produz o biogás, que é fonte de
energia renovável.
2.4.1 Fatores que influenciam a biodigestão
Segundo Silva (2003), para que ocorra o sucesso da biodigestão
anaeróbica é necessário garantir alguns requisitos:
•
Disponibilidade de nutrientes
•
Temperatura
•
Potencial hidrogênico (pH)
•
Tempo de retenção hidráulica (TRH)
•
Modelo do biodigestor utilizado, conforme o tipo de biomassa.
2.4.1.1 Temperatura
Segundo Burke (2001), a temperatura é um parâmetro que influencia
diretamente o desempenho dos microorganismos, e consequentemente, a produção
22
de biogás. Sendo que para Soares e Silva (2010), as bactérias liberam uma
quantidade maior de gás metano em regiões onde o clima é mais elevado.
Lucar Junior e Souza (2009) também afirmam que a taxa de produção de
biogás depende da temperatura, pois, biodigestores operando em maior temperatura
produzem maior quantidade de biogás e mais rapidamente que aqueles que operam
em baixas temperaturas.
Miranda et al. (2006) verificaram que em temperaturas de 35°C e 40°C,
houve um maior desempenho no processo de biodigestão, o aquecimento do
substrato, oferece melhores condições para a atuação dos microorganismos.
2.4.1.2 Potencial hidrogênionico (pH)
As bactérias que realizam quatro fases da biodigestão anaeróbica tem
exigências individuais de pH (BACKES, 2011). Comastri Filho (1991) afirma que
mudanças no pH do meio afetam sensivelmente as bactérias envolvidas no
processo de digestão.
Para Kunz (2010), o pH ideal deve estar entre 6,6 a 7,4, mas valores
entre 6,0 e 8,0 ainda são aceitáveis.
2.4.1.3 Nutrientes
Para que, ocorra uma boa fermentação no interior de um biodigestor é
necessário que haja um equilíbrio entre os nutrientes, alguns macronutrientes e
micronutrientes são fundamentais ao desenvolvimento dos microorganismos
(COMASTRI FILHO, 1981).
A qualidade e o volume de biogás estão diretamente relacionados com a
matéria orgânica do substrato, sendo necessária também a quantidade de sólidos
voláteis contido no material (BACKES, 2011).
23
2.4.1.4 Sólidos
A fração sólida da amostra que fica, após seca a determinada
temperatura é chamada de sólidos totais (ST) (ABNT/NBR 10664, 1989). A
determinação de ST é necessária para verificar as frações de Sólidos Voláteis (SV)
e Sólidos Fixos (SF) presentes na amostra.
O SV corresponde ao conteúdo orgânico dos sólidos. É caracterizado
pela matéria biodegradável, e tem relação direta com a capacidade de produção de
biogás, pois, o conteúdo orgânico volatiliza. O SF refere-se ao conteúdo inorgânico
dos sólidos (LABIOGÁS, 2013).
Em seus estudos Kunz (2010) encontrou 78% de eficiência na remoção
de sólidos em um biodigestor modelo UASB, alimentado por dejetos de suínos.
Campos et al. (2004) encontraram 32% na eficiencia de um biodigestor na redução
de sólidos voláteis para o mesmo modelo de biodigestor, porém alimentado por
resíduos de laticínio. Bortolli (2009), alimentando um reator UASB encontrou 39% na
redução de SV.
2.4.1.5 Biodigestores
O biodigestor é uma câmara de sistema fechado onde ocorre de forma
anaeróbia a digestão da matéria orgânica (BERNI, 2011). O biodigestor é uma
estrutura que proporciona condições favoráveis, para que a degradação da matéria
orgânica seja realizada, por bactérias anaerobicamente (BLEY JÚNIOR et al., 2009).
O biodigestor é um sistema que pode promover o saneamento ambiental,
a produção de fertilizantes e energia (LIMA, 2008), pode ser utilizado para o
gerenciamento de dejetos, neste caso, os sistemas utilizam uma reduzida área, e
permitem a agregação do valor ao resíduo mediante o aproveitamento energético e
térmico do biogás (KUNZ et al., 2004; AMARAL et al., 2004). Segundo Gaspar
(2003), e Oliveira (2012), o biodigestor é um dispositivo onde a biomassa é
fermentada anaerobicamente, produzindo biogás e digestato, este dispositivo
24
proporciona condições adequadas para que os micro-organismos, especificamente
bactérias metanogênicas, atuem sobre a matéria orgânica e produza o gás metano.
2.4.1.5.1 Biodigestor modelo Plug Flow
Os biodigestores canadenses, ou também conhecidos como plug flow,
fluxo tubular, são constituídos por uma vala onde é impermeabilizada com uma
manta plástica com uma cobertura sobre ela, auxiliando o processo de biodigestão
anaeróbia (DIAZ, 2006).
O biodigestor canadense é vastamente utilizado em propriedades rurais, e
dentre as demais tecnologias disponíveis é uma das mais utilizadas (NEVES, 2010).
A Figura 2 apresenta o modelo de biodigestor plug-flow.
Figura 2: Modelo de biodigestor plug-flow.
Fonte: Oliver et al., 2008.
25
2.4.1.4.2 Biodigestor Modelo Indiano e Chinês
O modelo de biodigestor indiano apresenta uma câmara de fermentação
cilíndrica e de alvenaria, a qual possui uma parede central que a divide em duas
partes, onde a biomassa passa por dois processos diferentes de biodigestão (LIMA,
2008).
O modelo chinês apresenta uma câmara de fermentação cilíndrica de
alvenaria, possuindo teto impermeável que abriga o biogás, funcionando através do
crescimento da pressão em seu interior, o qual guia o gás para a caixa de saída
(NEVES, 2010).
A Figura 3 e 4 mostram dois exemplos de biodigestores, o modelo indiano
e o modelo chinês, respectivamente.
Figura 3: Modelo biodigestor indiano.
Figura 4: Modelo biodigestor chinês.
Fonte: Deganutti et al. (2003).
Fonte: Deganutti et al. (2003).
2.4.1.4.3 Biodigestor do tipo Upflow Anaerobic Sludge Blanket (UASB)
O modelo tipo UASB consiste em um reator de fluxo ascendente, possui
manta de lodo de processo simples, que bombeia o efluente da parte inferior para a
superior, por meio do reator, ocorrendo em seu interior o crescimento de
microorganismos com potencial biocatalítico, transformando a matéria orgânica em
biogás por meio de um procedimento simples e acelerado (GRANATO, 2003). Este
tipo de biodigestor possuiu o tempo de retenção entre 15 a 20 vezes menor que
26
outros modelos, fazendo com que o seu tamanho também seja reduzido (TECPAR,
2002).
O biodigestor modelo rígido é uma variação do UASB, possui uma
câmara de biodigestão e um sistema autolimpante interno, onde parte de sua
estrutura fica exposta à luz solar para acelerar o processo de digestão da matéria
orgânica, e o biogás enviado da câmara de biodigestão para um balão de
armazenamento (CIBIOGÁS-ER, 2011).
A Figura 5 exibe um modelo de biodigestor com fluxo ascendente.
Figura 5: Biodigestores de fluxo ascendente.
Fonte: UFCG, 2013.
2.4.2 Biogás
Genovese (2006) define biogás como um gás inflamável produzido por
microorganismos,
utilizando
matéria
orgânica
para
fermentar
dentro
de
determinadas temperaturas, teor de umidade e acidez, em um ambiente
impermeável ao ar.
O metano é o principal componente, não tem cor, cheiro ou sabor, mas
devido à presença de outros gases o biogás apresenta odor desagradável
(SALOMON e TIAGO FILHO, 2007). A Figura 6 demonstra a composição média do
biogás.
27
Figura 6: Composição média do biogás
Fonte: Adaptado SCHUCH, 2012.
No entanto, a composição do biogás dependerá do tipo e características
da biomassa utilizada, e das condições de operação do biodigestor, sendo o
principal componente o metano (SOUZA et al., 2010).
O biogás foi amplamente utilizado durante o período da Segunda Guerra
Mundial substituindo os derivados de petróleo, porém, após o seu término, o uso
desta tecnologia reduziu visivelmente e apenas alguns países continuaram
desenvolvendo e adaptando esta tecnologia em pequenas propriedades da Índia,
China e África do Sul (GASPAR, 2003). No entanto, este combustível ainda não
conseguiu substituir os tradicionais sendo sua utilização impulsionada a partir da II
Guerra Mundial (COSTA, 2006).
Segundo o Internacional Council For Local Environmental Initiatives
(ICLEI, 2010), o metano tem alto potencial energético, podendo ser utilizado de
diversos modos, como o aproveitamento em forma de calor, combustível para
automóveis, utilização na cozinha e em energia elétrica.
28
Por ser um combustível gasoso, o biogás, pode substituir o uso de
diversas fontes de energia como: lenha, gasolina, diesel, álcool e eletricidade
(GASPAR, 2003).
Sendo a biomassa uma das maiores fontes de energia nas áreas rurais e
agroindustriais, o esterco animal pode ser utilizado para produção de biogás em
biodigestores. A disponibilidade destes resíduos caracteriza-se num grande
potencial energético (SRHE, 2013).
2.5 CONDOMÍNIOS DE AGROENERGIA
Um condomínio de agroenergia consiste em organizar agricultores
vizinhos, de forma a aproveitar o potencial energético da biomassa residual animal e
produzir biogás e biofertilizante através da biodigestão anaeróbia (SCHUCH, 2012).
O relevante crescimento do setor agropecuário e consequentemente o
aumento na quantidade de dejetos dos animais, torna o desenvolvimento de
condomínios de agroenergia como alternativa que proporcionam benefícios,
econômico, social e ambiental (PASQUAL et al., 2011).
Bley Júnior et al. (2009) relata que o biogás, pode ser explorado em
sistemas de cooperativas, tornando o biogás como produto e como fonte renovável
de energias. Para que isso ocorra, biodigestores são implantados para proporcionar
o tratamento de resíduos e gerar o biogás que é canalizado através de gasodutos
rurais, formando conjuntos de redes interligadas, configuradas de forma que
permitam o ordenamento territorial.
O Condomínio de Agroenergia Sanga Ajuricaba tem como objetivo
fornecer subsídios para o desenvolvimento regional, por meio da diversificação da
matriz produtiva, com a energia sendo produzida a partir do biogás (CIBIOGÁS-ER,
2011).
Na cidade de Marechal Cândido Rondon no oeste do Paraná, foram
implantados 33 biodigestores, que produzem biogás que é canalizado por um
gasoduto e destinado a uma Microcentral Termelétrica (MCT), para aproveitamento
energético do biogás, um secador de grãos comunitário e uma unidade de
tratamento de biogás (UTB). Por se tratar de um projeto inovador, promotor de renda
29
e desenvolvimento tecnológico a partir de um novo produto, o biogás, é gerado
oportunidades de desenvolvimento em escala macrorregional, pois, o biogás
desencadeia uma economia que demanda regulação, pesquisa, serviços de
consultoria, projetos, planejamento, crédito, equipamentos, insumos, serviços de
implantação e manutenção. Além disso o projeto promove o envolvimento dos
produtores e a mobilização da comunidade e instituições da região, culminando em
um processo sinérgico e participativo que alavanca o crescimento do senso
comunitário, da qualidade de vida e do poder aquisitivo das pessoas (CIBIOGÁS,
2013).
30
3 MATERIAL E MÉTODOS
3.1 CARACTERIZAÇÃO DA ÁREA DE ESTUDO
3.1.1 Município de Marechal Cândido Rondon – PR
O município de Marechal Cândido Rondon, onde se encontra o
Condomínio de Agoenergia Sanga Ajuricaba, possui área de 748 km² e abriga em
seus limites 46.819 habitantes (IBGE, 2010), possui um plantel de 48.769 cabeças
de bovinos e 324.000 cabeças de suínos (IGBE, 2012). A Figura 7 demonstra a
localização do município.
Figura 7: Localização do município de Marechal Cândido Rondon – PR.
Fonte: Google Earth, 2013.
31
3.1.2 Centro Internacional de Energias Renováveis – CIBiogás – ER
A ITAIPU BINACIONAL, por meio da Fundação Tecnológica de Itaipu
(FPTI) e do Centro Internacional de Energias Renováveis com Ênfase em Biogás
(CIBiogás-ER) vem atuando na área de biogás no intuito de demonstrar a viabilidade
técnica e econômica na geração de energia elétrica e térmica nas suas várias
escalas de produção. O CIBiogás-ER, possui unidades operacionais, chamadas
Unidades de Demonstração (UD), que permitem o desenvolvimento de estudos e
projetos relacionados ao biogás produzido a partir de resíduos e efluentes orgânicos.
Atualmente são 9 Unidades instaladas e monitoradas. Por meio do
Laboratório de Biogás (LABIOGÁS) é possível verificar a caracterização do biogás
com diferentes substratos, a fim de se tornar referencia para implantação de outros
laboratórios e disseminação do conhecimento na área do biogás. O LABIOGÁS
possui ambiente e equipamentos adequados para a verificação dos potencias de
produção de biogás, atuando transversalmente ao CIBiogás-ER. A Figura 08
demonstra o Parque Tecnológico de Itaipu (PTI).
Figura 8: Imagem aérea do PTI.
Fonte: Revista Globo, 2012.
32
3.1.3 Unidade de Demonstração - Condomínio de Agroenergia Sanga Ajuricaba
Uma Unidade de Demonstração é onde se desenvolvem práticas que
promovam a difusão de conhecimentos e conceitos induzindo ao desenvolvimento
estratégico produtivo conforme cada local (EMBRAPA FLORESTAS, 2013).
No caso do CIBiogás, são unidades de produção e aplicação do biogás
que, em função do seu caráter inovador, de sua escala, ou de sua importância social
e/ou ambiental, se caracterizam como referência e se propõe a servirem como
modelos para a replicação e o desenvolvimento tecnológico (DADOS INTERNOS
CIBIOGÁS, 2013).
O Condomínio tem como objetivo apoiar no desenvolvimento de
pesquisas e tecnologias para o desenvolvimento da cadeia produtiva do biogás na
área rural, a unidade é um laboratório a céu aberto. Foi desenvolvido em 2009 em
parceria com a Emater - PR, Copel, Prefeitura Municipal de Marechal Cândido
Rondon, Embrapa, Movimento Nacional dos Pequenos Agricultores (MPA), Instituto
de Tecnologia Aplicada e Inovação (ITAI), Fundação Parque Tecnológico Itaipu
(FPTI) e universidades da região.
Ao todo são 33 propriedades participantes do condomínio, localizado na
Microbacia Sanga Ajuricaba (Figura 9), que possuem biodigestores, nos modelo
canadense e modelo rígido, que produzem o biogás que é encaminhado para
Unidade de Tratamento de Biogás (UTB) e direcionado
Termoelétrica ou para um secador de grãos da Cooperativa.
uma Micro Central
33
Figura 9: Mapa de localização da Microbacia Sanga Ajuricaba.
Fonte: CENTRO INTERNACIONAL DE HIDROINFORMÁRICA – CIH (2010).
3.2 PROCEDIMENTOS METODOLÓGICOS
Esta seção descreve os procedimentos metodológicos que foram
adotados neste trabalho. Esta pesquisa foi de caráter documental e bibliográfico.
3.2.1 Seleção das propriedades
A Unidade de demonstração Condomínio de Agroenergia Sanga
Ajuricaba, em estudo, possui 33 propriedades com biodigestores de modelo
canadense e modelo rígido, dos quais são alimentados por dejetos de suínos e
bovinos.
Para seleção das propriedades procurou-se escolher uma amostragem,
selecionando produtores com atividades e sistemas de biodigestão iguais, mas com
biomassas diferentes. Foi necessário verificar qual foi à disponibilidade de realização
34
de coleta do efluente em algumas propriedades e se o sistema de biodigestão
encontrava-se em funcionamento, conforme a Tabela 3.
Tabela 3: Relação das propriedades participantes do Condomínio
Numero de identificação
da propriedade
331
332
335
336
337
414
417
421
424
427
429
431
434
447
449
450
455
459
482
483
484
485
486
488
490
494
495
500
503
505
506
507
5464
Tipo de Produção
Situação
Suíno
Bovino
Suíno/Bovino
Suíno
Bovino
Suíno/Bovino
Suíno/Bovino
Suíno/Bovino
Bovino
Suíno/Bovino
Suíno/Bovino
Suíno/Bovino
Suíno
Suíno/Bovino
Suíno/Bovino
Suíno/Bovino
Suíno/Bovino
Suíno/Bovino
Bovino
Suíno/Bovino
Suíno
Bovino
Operando
Sistema sem funcionamento
Operando
Operando
Operando
Operando
Sistema sem funcionamento
Operando
Sistema sem funcionamento
Operando
Sistema sem funcionamento
Sistema sem funcionamento
Operando
Sistema sem funcionamento
Operando
Sistema sem funcionamento
Operando
Operando
Operando
Operando
Operando
Operando
Sistema sem funcionamento
Operando
Operando
Sistema sem funcionamento
Operando
Sistema sem funcionamento
Operando
Operando
Operando
Sistema sem funcionamento
Operando
Ao todo foram selecionadas 4 propriedades, das 22 propriedades com
biodigestores em funcionamento, as mesmas foram identificadas pelo ID (número de
identificação) pré-estabelecido no projeto. A Tabela 4 demonstra as propriedades
selecionadas e o respectivo sistema de biodigestão.
35
Tabela 4: Propriedades selecionadas
Numero de identificação
da propriedade
Tipo de Produção
Tipo de biodigestor
instalado
336
414
484
490
Suíno/Bovino
Bovino
Bovino
Suíno/Bovino
Modelo Rígido
Modelo Rígido
Modelo Rígido
Modelo Rígido
3.2.2 Análise das amostras
As amostras, das quatro propriedades, foram coletadas e analisadas, no
período de 2012 e 2013, em datas distintas. O laboratório possui um cronograma de
coleta, sendo o condomínio possuidor de 33 propriedades, as amostras de cada
propriedade não se coincidem, devido a capacidade de realização das análises no
laboratório, possuindo determinada diferença de período da realização da coleta
entre uma propriedade e outra.
As variáveis levantadas nessas amostras foram entrada e saída dos
biodigestores, do qual foram analisados: Sólidos totais, Voláteis, Fixos e pH, pelo
laboratório de biogás, LABIOGÁS.
As análises do laboratório foram solicitadas, formalmente, ao laboratório.
Após coletados os dados, estes foram lançados em planilhas eletrônicas
para análise e serão descritos na próxima seção.
36
4 RESULTADOS E DISCUSSÃO
4.1 PARÂMETROS ANALISADOS NAS PROPRIEDADES
4.1.1 Sólidos
O acompanhamento de Sólidos (Tabela 5) foi realizado nas propriedades
e é de extrema importância, pois corresponde a biodegradação do efluente. Os
sólidos fixos representam a fração inorgânica da amostra (LABIOGÁS, 2013), já os
Sólidos Voláteis correspondem a porcentagem de sólidos que tem capacidade de
ser reduzida e biotransformada (LEITE et al., 2009).
Tabela 5: Resultado das análises de sólidos das propriedades em estudo.
Data
18/12/12
04/06/13
11/09/13
Média
Data
20/11/12
05/02/13
17/04/13
Média
Data
09/05/12
01/05/13
13/08/13
Média
Data
20/11/12
19/03/13
13/08/13
Média
Propriedade 336 - alimentação mista
ST %
SV %
Eficiência (%)
Entrada Saída Entrada Saída
4,4
3,3
75,9
62,2
13,7
5,5
2,6
79,5
61,7
17,8
5,6
2,7
77
67,2
9,8
5,17
2,87
77,47 63,70
13,77
Propriedade 490 - alimentação mista
ST %
SV %
Eficiência (%)
Entrada Saída Entrada Saída
3,5
2
72,4
63,5
8,9
3,6
2,1
78,7
61,4
17,3
4,3
1,7
70,3
58,4
11,9
3,80
1,93
73,80 61,10
12,70
Propriedade 484 - alimentação bovinocultura
Totais (%)
Voláteis (%)
Eficiência (%)
Entrada Saída Entrada Saída
4
2,1
73
60,4
12,6
3,5
2,1
70,2
59,6
10,6
5,8
3,6
77,6
65,8
11,8
4,43
2,60
73,60 61,93
11,67
Propriedade 414 - alimentação bovinocultura
Totais (%)
Voláteis (%)
Eficiência (%)
Entrada Saída Entrada Saída
2
0,7
63,2
46,7
16,5
5,4
2,8
73,2
60
13,2
5,1
0,7
76,9
48,4
28,5
4,17
1,40
71,10 51,70
19,40
SF %
Entrada Saída
24
37,7
20,4
38,2
22,9
32,7
22,43
36,20
SF %
Entrada Saída
27,5
36,4
21,2
38,5
29,6
41,8
26,10
38,90
Fixos (%)
Entrada Saída
26,9
39,5
29,7
40,3
22,3
34,1
26,30
37,97
Fixos (%)
Entrada Saída
36,7
53,2
26,7
39,9
23
51,5
28,80
48,20
37
Observa-se que o biodigestor da propriedade 336 atingiu até 17,8% de
eficiência na degradação da matéria orgânica dos dejetos de bovinocultura e
suinocultura, tendo em média 13,76% de remoção. As propriedades 490, com
alimentação mista, e 484, com alimentação de bovinocultura, também obtiveram uma
média próxima à propriedade 336, respectivamente 12,70% e 11,67% de eficiência. A
propriedade 414 obteve o melhor resultado com 19,40% na remoção de matéria
orgânica.
Machado (2011) obteve teores de SV entre 73,27% a 79,93%, o que indica
que os valores obtidos nesta propriedade, entre 70,2% a 77,6%, encontram-se dentro
dos valores comumente encontrados na literatura.
Trabalhos utilizando outros tipos de biomassa obtiveram resultados mais
satisfatórios. Em um deles Zuben (2011) apresentou em média 46% de redução de SV
em um biodigestor alimentado por dejetos de galinha poedeira e Angonese et al. (2005)
verificaram uma redução de 59% na redução de SV em um biodigestor tubular
alimentado por dejetos de suínos.
Já para trabalhos utilizando as mesmas biomassas em estudos, obtiveram
resultados bem satisfatórios. Kunz (2010) encontrou uma eficiência de 78,86% de
redução dos sólidos voláteis de um biodigestor modelo UASB, alimentado por dejetos da
suinocultura e Amaral et al. (2004) observou uma redução de 60% na redução de SV
em um biodigestor de modelo indiano alimentado por dejetos de bovinocultura.
Diferente dos encontrados por Vivian et al. (2009), 34% na redução de SV, valor esse
que se aproximou ao valor encontrado neste estudo.
Neste estudo a remoção de SV não ultrapassou uma redução de 28,5%.
As análises evidenciam que os biodigestores destas propriedades não
estão sendo eficiente para a remoção de sólidos voláteis. Estes resultados podem
ser ocasionados por diversos fatores, tais como, o tipo de biomassa inserida neste
modelo de biodigestor, o tempo de retenção hidráulica do efluente, o manejo
inadequado dos dejetos (FNR, 2010).
Observa-se que não diminuiu significativamente a quantidade de SV
comparando-se entrada e saída nas propriedades, o que indica que os biodigestores
não estão degradando, consideravelmente, a matéria orgânica do efluente. Um
biodigestor operado de forma inadequada, pode reter sólidos refletindo no
biofertilizante, que será de má qualidade (BORTOLINI, 2009)
38
Entre as propriedades, a 414, alimentada por dejetos de bovinos,
demonstrou maior eficiência na remoção da matéria orgânica.
4.1.2 pH
O pH é um parâmetro importante na degradação da biomassa, visto que.
é o parâmetro determinado para caracterizar o substrato. Este indica a acidez,
neutralidade ou alcalinidade de uma solução e está diretamente relacionado com a
produção de biogás (LABIOGÁS, 2013).
A Figura 10, demonstra graficamente os resultados, entrada e saída, do pH
das propriedades.
(A)
(B)
(C)
(D)
Figura 10: (A) pH da propriedade 336; (B) pH da propriedade 490; (C) pH da propriedade 484; (D) pH
da propriedade 414.
39
O pH da propriedade 336 ficou entre 6,2 a 7,1. Pode se observar da
propriedade 490 variou entre 6,2 a 7,3. Já na propriedade 484 os valores de pH se
mantiveram entre 6,35 a 7,1 e na propriedade 414 os valores estiveram entre 6,7 a
7,4. Apesar da variação houve o enquadrando dentro dos teores aceitáveis por Kunz
(2010), entre 6 e 8, indicando o tamponamento do sistema e evidenciando que o pH
não é o fator que está dificultando a degradação.
Em trabalhos semelhantes, Rodrigues et al. (2010) encontrou pH na
saída, do biodigestor UASB, de 6,5. Já Campos et al. (2005) obteve uma média de
7,3 no pH da saída de um biodigestor UASB.
Campos et al. (2005) obteve uma média de 7,3 no pH da saída de um
biodigestor UASB. Diferentes do encontrado no presente estudo, onde os valores de
pH variaram entre 6,2 a 7,4.
Rodrigues et al. (2010) considera o biodigestor modelo UASB, apropriado
para o tratamento de dejetos da suinocultura. Neste contexto, sugere-se o
aprofundamento desta pesquisa, realizando análise do modelo rígido com inserção
de diferentes biomassas.
40
5 CONSIDERAÇÕES FINAIS
Neste estudo esperavam-se melhores resultados na eficiência dos
biodigestores. Em relação ao tipo de biomassa, foi evidenciado que a alimentação
mista destes biodigestores não foi eficiente. As bactérias presentes dentro do
biodigestor são sensíveis, e necessitam ter condições mínimas para que haja um
perfeito funcionamento do biodigestor. O manejo dos dejetos pode estar diretamente
relacionado com o mau funcionamento do biodigestor, bem como o modelo de
biodigestor e tipo de biomassa que é inserida nele. Em relação ao manejo, há um
histórico que o biodigestor de modelo rígido, não era alimentado diariamente, o que
é prejudicial para o bom funcionamento do biodigestor.
Os sistemas não apresentaram a eficiência esperada, porem a utilização
dos sistemas de biodigestão em condomínios de agroenergia, tornam-se uma
alternativa sustentável e viável na estabilização da matéria orgânica, conforme
diversos autores comprovam, e conforme observado na replicação destes
condomínios em níveis nacionais e internacionais, necessitando de estudos futuros
à otimização do sistema, bem como trabalhar nos hábitos de manejo dos produtores.
41
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Agência Nacional de Energia Elétrica - ANEEL. 2013.
<http://www.aneel.gov.br> Acesso em: 22 de setembro de 2013.
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em:
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eficiência de um biodigestor tubular na redução da carga orgânica e produção de
biogás a partir de dejetos de suínos. An. 6. Enc. Energ. Meio Rural, 2006.
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AMARAL, C. M. C.; AMARAL, L. A.; LUCAS, J. J.; NASCIMENTO, A. A.; FERREIRA,
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Energ. Meio Rural, 2004.
BACKES, G. M. Avaliação do processo de digestão anaeróbia na geração de
energia a partir de dejetos suinos e bovinos de leite com suplementação de
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