Utilização de biodigestor: Viabilidade
técnica e econômica
Celso Eduardo da Silva
Diretor Administrativo e de Projetos – Instituto Aequitas
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.
BIODIGESTOR - INTRODUÇÃO
Câmara fechada onde é colocado material orgânico
para decomposição;
 Produção de energia =BIOGÁS;
 Tratamento de dejetos = BIOFERTILIZANTE
PRINCIPAIS BIODIGESTORES
UTILIZADOS NO MEIO RURAL
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.
MODELOS DE BIODIGESTORES
Modelo Indiano:
UNESP Jaboticabal
Vista tridimensional do biodigestor modelo Indiano.
Fonte: DEGANUTTI et. al, 2002.
MODELOS DE BIODIGESTORES
Modelo Chinês:
UNESP Jaboticabal
Vista frontal, em corte, do biodigestor modelo Chinês.
Fonte: BENINCASA et al., 1990.
MODELOS DE BIODIGESTORES
Modelo canadense ou fluxo tubular:
MODELOS DE BIODIGESTORES
Modelo caseiro:
Fonte: Arruda et al., 2002, p. 15
QUANTIDADES DE
DEJETOS
PRODUZIDOS
PELOS ANIMAIS
Ensminger (1990)
QUANTIDADES DE DEJETOS PRODUZIDOS PELOS
ANIMAIS/DIA
%
Animal Kg/dia.cabeça
Matéria seca
Bovino
23
20
Equino
16
22
Suino
3,4
18
Caprino
1,3
30
Humano
0,25
28
Aves
0,04
30
% Sólidos
voláteis
16
16
17
18
26
24
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.
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;
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.
COMPOSIÇÃO DO BIOGÁS DE BOVINOS
Gás altamente calorífico
BIOGÁS
Metano (CH4)
Gás carbônico (CO2)
Nitrogênio (N3)
Hidrogêncio(H2)
Oxigênio (O2)
Gás sulfídrico (H2S)
55-75
25-45
<3
<2
0-0,1
<1
EXEMPLO DE PRODUÇÃO DE BIOGÁS
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.
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
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.
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
rendimento agrícola .
e
aumento
do
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%.
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;
VIABILIDADE TECNICA E ECONÔMICA
Dimensionamento do biodigestor
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.
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;
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.
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 1.825 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.
VIABILIDADE TECNICA E ECONÔMICA
Consumo
Preço/
Total (R$
Itens de Consumo
Anual
Unidade 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$ 0,26/kWh R$ 474,50
Total
R$ 4.340,57
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.
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!