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Introdução
A suinocultura passou por grandes transformações nas últimas décadas,
tecnificando e concentrando-se em algumas regiões do Brasil, especialmente
no Sul e expandindo agora para o Centro-Oeste. Os avanços tecnológicos da
atividade não foram acompanhados pela questão de tratamento dos resíduos,
ou seja, dos dejetos de suínos. Um dos motivos foi a pouca capacidade de
investimento dos produtores, uma vez que o custo para manejo e tratamento
sempre foi alto e não gerava retorno. Com o surgimento de tecnologias para
este fim, os produtores perceberam que, com a utilização correta de alguns
sistemas, seria possível agregar valor aos dejetos produzidos em suas
propriedades, além de amenizar o problema.
Biodigestor anaeróbico é um equipamento usado para a produção de biogás,
uma mistura de gases – cerca de 75% CO2 e 25% metano - produzida por
bactérias que digerem matéria orgânica em condições anaeróbicas (isto é, em
ausência de oxigênio). Um biodigestor nada mais é que um reator químico em
que as reações químicas têm origem biológica.
Utilização
O biogás pode ser usado como combustível em substituição do gás natural ou
do Gás Liquefeito de Petróleo (GLP), ambos extraídos de reservas minerais.
O biogás pode ser utilizado para cozinhar em residências rurais próximas ao
local de produção (economizando outras fontes de energia, como
principalmente lenha ou GLP). Pode também ser utilizado na produção rural
como, por exemplo, no aquecimento de instalações para animais muito
sensíveis ao frio (leitões até 15 dias de idade, por exemplo) ou no
aquecimento de estufas de produção vegetal.
Pode ser usado também na geração de energia elétrica, através de geradores
elétricos acoplados a motores de explosão adaptados ao consumo de gás.
Equivalência energética
Um metro cúbico (1 m³) de biogás equivale energeticamente a :
1,5 m de gás de cozinha;
0,52 a 0,6 litro de gasolina;
0,9 litro de álcool;
1,43 kWh de eletricidade;
2,7 kg de lenha (madeira queimada).
O efluente (o líquido que sai do biodigestor após o período de tempo
necessário à digestão da matéria orgânica pelas bactérias) possui
propriedades fertilizantes. Além de água, o líquido efluente, conhecido
como biofertilizante, apresenta elementos químicos como nitrogênio, fósforo
e potássio em quantidades e formas químicas tais que podem ser usados
diretamente na adubação de espécies vegetais através de fertirrigação.O
biofertilizante possui entre 90 a 95 % de água (isto é, 5 a 10% de fração
seca do líquido). Nessa base seca, o teor de nitrogênio - dependendo do
material que lhe deu origem - fica entre 1,5 a 4% de nitrogênio (N), 1 a 5%
de fosfato (P2O5) e 0,5 a 3% de potássio (K20).O mesmo biodigestor que
trata os dejetos vindos do estábulo ou da pocilga ou do confinamento de
bovinos pode ser ligado ao esgoto doméstico das residências. Embora sejam
usados primordialmente como fonte de energia e de fertilizantes orgânicos
para produtores rurais, o biodigestor também pode ser enfocado como um
sistema de tratamento de esgotos humanos para pequenas comunidades urbanas.
Condições anaeróbicas
As condições ótimas de vida para as bactérias anaeróbicas são:
Inexistência de Ar
O Oxigênio (O2) do ar é letal para as bactérias anaeróbicas. Se houver
oxigênio no ambiente, as bactérias anaeróbicas paralisam seu metabolismo e
deixam de se desenvolver. As bactérias aeróbicas (que utilizam o oxigênio
em seu metabolismo) produzem dióxido de carbono (CO2) como produto final de
sua respiração. As Archaeas metanogênicas produzem metano (CH4). Enquanto
que o metano é um gás rico em energia química e, portanto, pode ser usado
como combustível, o dióxido de carbono já está totalmente oxidado e não
pode ser usado como combustível. Se o biodigestor não estiver
hermeticamente vedado contra a entrada de ar, a produção de biogás não
ocorre porque as bactérias anaeróbicas morrem e as aeróbicas sobrevivem. O
biogás produzido será então rico em CO2 e não em metano. Assim, o
biodigestor deve assegurar uma completa hermeticidade que cause uma
completa falta de oxigênio em seu interior, isto é, a completa anaerobiose
do ambiente necessária para o metabolismo das bactérias anaeróbicas.
Temperatura adequada
A temperatura no interior do biodigestor é um parâmetro importante para a
produção de biogás. As archaeas que produzem metano são muito sensíveis a
alterações de temperatura. Alterações de temperatura que excedam 45 graus
Celsius ou vão abaixo de 15 graus Celsius paralisam a produção de biogás.
Assim, outro papel do biodigestor também é o de assegurar certa
estabilidade de temperatura para as bactérias.
Nutrientes
Os principais nutrientes dos microorganismos são o carbono, nitrogênio e
sais minerais. Fontes ricas de nitrogênio são os dejetos de animais
(inclusive seres humanos). Fontes ricas de carbono são os restos de
culturas vegetais. Os sais minerais presentes nos dejetos animais e
resíduos vegetais são suficientes para a nutrição mineral das bactérias. No
entanto, se não houver um adequado equilíbrio de compostos de carbono (que
fornecem a energia) e de compostos nitrogenados (que fornecem o nitrogênio)
não ocorrerá uma eficiente produção de biogás.
Teor de água
O material a ser fermentado deve possuir em torno de 90 a 95 % de umidade
em relação ao peso. Tanto muita água quanto pouca água são prejudiciais. O
teor da água varia de acordo com as matérias-primas destinadas à
fermentação. Esterco de bovino (que possui em média 84% de umidade) precisa
ser diluído em 100% de seu peso em água. Já o de suínos (com 19%) precisa
de 130% de seu peso em água. O de ovinos e caprino, em 320%.
Tipos de biodigestores
Biodigestor anaeróbico tubular
O biodigestor é composto de :
Caixa de entrada – Esta é à parte do biodigestor em que é feito o
carregamento dos resíduos animais e vegetais. Os resíduos podem ser
submetidos a uma trituração e diluídos com água até atingirem o teor
adequado de umidade (90 a 95% de água).
Biodigestor propriamente dito - Dentro do biodigestor, na área de entrada
de materiais, processa-se inicialmente uma fermentação aeróbica ácida na
qual os açúcares simples presentes no material são fermentados e se
transformam em acetato (ou ácido acético). No corpo do biodigestor passa
a ocorrer uma fermentação anaeróbica concomitante. As bactérias que
produzem acetato usam todo o oxigênio presente na carga inicial e o
ambiente interno do biodigestor tende a ficar anaeróbico e as bactérias
que sobrevivem são apenas as anaeróbicas. Elas utilizam o acetato em seu
metabolismo e o transformam em metano. O ambiente torna-se totalmente
anaeróbico e a formação de biogás ganha a maior eficiência. O
dimensionamento do biodigestor deve permitir a retenção da biomassa. O
nível de DBO (Demanda Biológica de Oxigênio) do líquido em fermentação
declina e ele começa a se transformar em biofertilizante.
Caixa de saída - A cada volume de carga na entrada corresponde à saída do
mesmo volume de líquido do biodigestor. Este líquido deve ser armazenado
em condições aeróbicas para que, sob a ação de bactérias nitrificastes,
sofra uma última e drástica redução do seu nível de DBO. Estas reações
bioquímicas finais resultam na formação do biofertilizante. Como também
deve estocar o produto, este tanque aberto deve ter capacidade de
armazenar cerca de 30 dias de produção do biodigestor.
Biodigestores de batelada ou de fluxo não continua
É indicado local que não produzem resíduos orgânicos diariamente que sivra
como fonte de alimentação para as bactérias que transformara em biogás. Sua
alimentação é descontinua e a produção de gás não é constante.A matéria
orgânica é adicionada no biodigestor, e fica armazenado por um tempo
determinado até a degradação do material ocorrer e a biogás ser
produzido.Por exemplo, um biodigestor com esterco bovino fica em média
trinta a quarenta dias fechados, sem oxigênio, ocorrendo somente a retirada
do gás. Depois é aberto, a biomassa restante é retirada, podendo ser
utilizada como biofertilizante, e novamente é adicionada a matéria,
repetindo-se o processo.
Discussões
O biodigestor, que na década de 1970 esteve no auge, caindo em desuso na
década seguinte, vindo a renascer na década de 1990. De acordo com o
pesquisador Airton Kunz, da Embrapa Suínos e Aves, Unidade da Empresa
Brasileira de Pesquisa Agropecuária - Embrapa, vinculada ao Ministério da
Agricultura, Pecuária e Abastecimento, dois fatores foram decisivos para o
retorno desta tecnologia."Um deles se refere à legislação ambiental, que
cobra cada vez mais do produtor a responsabilidade com o meio ambiente no
tratamento dos resíduos da atividade. Outra causa foi à crise de energia
enfrentada pelo país e a busca por energias renováveis, de baixo custo",
explicou o pesquisador. O biodigestor é um sistema de tratamento que
estabiliza parcialmente o dejeto. "Esta característica implica em cuidados
redobrados com o manejo", alerta o pesquisador Airton Kunz. O produto final
deve passar por tratamento complementar, como lagoas de estabilização, se o
destino final forem os corpos dágua. Via de regra, o sistema tem um
abatimento de 70 a 80% da carga orgânica, ou seja, ele reduz o poder
poluente do dejeto nestas porcentagens.
Referencias bibliográfica
Http: //Brasil.Biodigestor.Net/
