A bioenergia através da biomassa é um trabalho paralelo que o NEPPA realiza, principalmente pela atuação do Prof. Gusmão no Brasil e no Mundo. O maior destaque foi do projeto do biodigestor, que transforma desejos animais em biogás e biofertilizante. Esse premiado projeto, que foi um marco nacional na inovação, resultou na publicação de um livro e um vídeo documentário, bem como diversas ações de desenvolvimento e difusão de tecnologia. 

Programa Renova Bahia

Descrição: O programa usa biodigestores para desenvolvimento sustentável da agricultura, aproveitando o dejeto para produzir biogás e biofertilizante. O biogás tem sido usado para transformer o leite e frutas em produtos manufaturados. O NEPPA é um forte agente divulgador dos benefícios do biodigestor no Brasil o no Mundo. O projeto teve uma grande repercussão.

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BIODIGESTOR – Na agricultura familiar do semiárido

ÚLTIMOS EXEMPLARES. O livro Biodigestor na agricultura familiar do semiárido traz importantes contribuições aos setores de engenharia rural, meio ambiente e saúde, ao abordar em seu conteúdo como o aproveitamento dos dejetos da caprinovinocultura na produção de biogás e biofertilizante, resultam em benefícios tecnológicos, sociais, econômicos e ambientais.

Formato: 15×21 cm
Páginas: 96
Valor: R$ 15,00

O QUE É UM BIODIGESTOR?

Biodigestor é uma câmara fechada onde é colocado material orgânico para decomposição. Pode ser um tanque revestido e coberto por manta impermeável de PVC, o qual, com exceção dos tubos de entrada e saída, é totalmente vedado, criando um ambiente anaeróbio (sem a presença de oxigênio).

O processo de biodigestão anaeróbia é depende da ação de bactérias, ocorrendo em três fases: hidrólise ou redução do tamanho das moléculas; produção de ácidos orgânicos e a produção de metano. O metano é o principal componente do biogás e não tem cheiro, cor, ou sabor, mas os outros gases presentes confere-lhe ligeiro odor de ovo podre ou alho. O peso do metano é pouco mais que a metade do peso do ar. O poder calorífico do biogás é de 5000 a 7000 kcal/m³, equivalente a: 0,55 L de óleo diesel, 0,45 L de gás de cozinha, ou 1,5 kg de lenha.

Quanto à forma de abastecimento, os biodigestores são classificados em: batelada e contínuos. Os biodigestores em batelada recebem o carregamento de matéria orgânica, que somente é substituído após o período adequado à digestão de todo o lote. Os biodigestores contínuos são construídos de tal forma que podem ser abastecidos diariamente, permitindo que a cada entrada de substrato orgânico a ser processado, exista saída de material já tratado (TURDERA e YURA, 2007).

Existem vários modelos de biodigestores. Dentre eles, destacam-se os modelos: chinês, indiano e em manta de PVC flexível. Veja mais detalhes sobre os modelos de biodigestores clicando aqui.

QUAIS OS BENEFÍCIOS DO BIODIGESTOR?

• ALTA RELAÇÃO BENEFÍCIO/CUSTO (2 a 3 anos para retorno do investimento e benefício estimado em 10 anos).
• GERAÇÃO DE BIOGÁS – O biogás – energia renovável e limpa – pode ser a revolução energética no campo, diminuindo a exclusão energética nos locais mais longínquos. Substituinte ao gás de cozinha, a queima do biogás não desprende fumaça e não deixa resíduos nas panelas, facilitando a vida da agricultora dona de casa. A sua utilização sistemática reduz os custos do gás, incluído o produto, transporte e armazenagem.

O biogás pode ser utilizado, por exemplo, em:

• fogões;
• lampiões;
• geladeiras;
• campânulas;
• chocadeiras;
• secadores diversos; e
• motores de combustão interna e de geradores de energia elétrica.

• PRODUÇÃO DE BIOFERTILIZANTE – O biofertilizante, material oriundo do esterco de caprinos, ovinos, suínos, ou bovinos, após ser fermentado no biodigestor, pode ser utilizado na produção de forragem para os animais e de alimentos para as pessoas, aumentando o rendimento agrícola.

No Brasil, é freqüente a aplicação dos dejetos sem tratamento no campo. Essa prática pode acarretar:

• na queima das plantas;
• poluição ambiental;
• seqüestro de nitrogênio para decomposição da celulose (presente em grande quantidade no esterco), causando deficiência nas plantas;
• disseminar sementes de plantas daninhas; e
• conter microrganismos patogênicos.

O biofertilizante apresenta alta qualidade, devido:

• à redução do teor de caborno do material, pois a matéria orgânica digerida perde carbono na forma de CH₄ e CO₂;
• aumento no teor de nitrogênio e demais nutrientes, em conseqüência da perda de carbono;
• diminuição da relação carbono/nitrogênio (C/N) da matéria orgânica, que melhora a utilização agrícola;
• maior facilidade da utilização do biofertilizante pelos microrganismos do solo, devido ao avançado grau de decomposição;
• solubilização parcial de alguns nutrientes, deixando-os mais facilmente disponíveis às plantas;
• o biofertilizante também pode ser utilizado no controle pragas e doenças de culturas agrícolas.

• MELHORIA DAS CONDIÇÕES DE HIGIENE PARA OS ANIMAIS E AS PESSOAS – a limpeza diária das instalações para recolher o esterco e seu tratamento reduzem a contaminação do ambiente por microrganismos nocivos e parasitos, a proliferação de moscas e mortalidade dos animais, aumentando, conseqüentemente, a produção de leite e o ganho de peso, bem como a qualidade dos produtos.
• BENEFÍCIO AMBIENTAL
  • redução da emissão de GEE, gerando créditos de carbono;
  • preservação da flora e fauna nativas – o biogás, como substituinte da lenha reduz o corte de árvores;Aposentadoria do fogão a lenha
  • redução de odores desagradáveis – os odores provém principalmente dos estágios secundários da decomposição dos dejetos sob manejo inadequado.

• BENEFÍCIOS SOCIAIS E ECONÔMICOS
  • o biogás gera economia de GLP, óleo diesel e lenha, além da redução na demanda da produção e distribuição de energia elétrica;
  • aumenta a produção e conservação de alimentos;
  • beneficia as mulheres do campo, as quais se queixam da laboriosidade do corte de lenha, da limpeza das panelas e da cozinha, enegrecidas fortemente pela fuligem, além da dificuldade para aceder o fogo com a lenha, no período mais úmido.

• TECNOLOGIA SUSTENTÁVEL – permite o máximo aproveitamento dos recursos locais e a integração das atividades rurais. A deposição de dejetos sem tratamento pode comprometer o meio ambiente (solo, plantas, cursos d´água, lençol freático e o homem).

COMO FUNCIONA O BIODIGESTOR CONTÍNUO?

Biodigestor contínuo com gasômetro em manta de PVC.

O sucesso do biodigestor depende da sua operação.

1.Coleta-se o esterco diariamente, evitando trazer terra, pedra, palhas, paus e caroços;

2. Adicionar água na proporção de 100 kg esterco para:

100 L água – bovino

130 L água – suíno

400-500 L água – caprino e ovino (pré-tratamento com a permanência 24 h em água e esmagamento das cíbalas sobrenadantes);

3. Misturar permitir entrada para o biodigestor;

3. Retirar e aplicar o biofertilizante diariamente nas áreas de produção de forragem, ou nas áreas de produção de alimentos, como hortas e pomares;
4. Utilizar o biogás diariamente para cozinhar, ligar motores, beneficiar produtos como em casas de farinha, laticínios, mini-fábricas de doces caseiros, na fabricação e conservação de leite, queijo, iogurte e produtos cárneos, secagem de frutas, entre outros.

Considerando os aspectos da segurança no uso de biodigestores, alguns cuidados devem ser tomados, conforme WINROCK (2005):

1. a) no emprego do biogás como combustível, deve-se estabelecer uma relação entre ele e o ar para permitir combustão integral, resultando em chama de coloração azul claro e o gás emite um assobio. Se a chama tremer, há insuficiência de ar e combustão incompleta. Se for curta, amarela e bruxuleante (que está prestes a apagar-se), indica biogás insuficiente e ar excessivo;
2. b) o ar deve circular para que haja ventilação dentro da casa. Se alguém sentir cheiro forte de ovo podre, abrir as portas e janelas para expelir o gás e não acender cigarros, ou fósforo. Na utilização do biogás, acende-se primeiro o fósforo e depois se abre válvula de gás;
3. c) o biodigestor deve ser protegido para impedir a entrada de animais e crianças, evitando-se perfurações na manta, a qual pode ser reparada;
4. d) em hipótese alguma colocar fertilizantes fosfatados, pois pode haver a produção de fosfina, extremamente tóxica e fatal.

Justificativa

um grave problema enfrentado pelos agricultores familiares é a escassez de fontes energéticas para fins produtivos, cocção, resfriamento, aquecimento e iluminação. A lenha é fonte de calor comum para uso na cozinha, mas é um recurso escasso e que deve ser preservado. Em 2004, o setor residencial consumiu cerca de 26 milhões de toneladas de lenha e consumo tem crescido nos últimos anos pelo aumento dos custos do seu substituto direto, o gás liquefeito de petróleo (GLP), conhecido simplesmente como gás de cozinha, vendido em botijões (GOLDEMBERG e LUCON, 2007).

O desmatamento agrava a seca, a perda de solo por erosão e coloca em perigo a flora e fauna do ecossistema.  Além desses impactos negativos sobre o meio ambiente, a queima de lenha para uso domestico causa graves problemas de saúde, principalmente em mulheres e crianças, que ficam expostas diariamente à fumaça. A Organização Mundial de Saúde revelou que, no ano 2000, dois milhões de pessoas morreram de doenças respiratórias agudas, agravadas por poluição do ar em ambientes internos. A aquisição de GLP representa um custo significativo no orçamento familiar. Já o uso de querosene para candeeiros de iluminação, além do custo, também contribui para a poluição do ar dentro de casa, enquanto as pilhas usadas para rádios e outros fins, obriga a grandes dispêndios e causam poluição do solo e da água, quando são descartadas negligentemente.

Na maioria das áreas rurais, a disponibilidade dos combustíveis mais limpos para cocção (querosene, GLP e gás natural) é intermitente, ou não existem, devido à falta de infra-estrutura de distribuição e comercialização, além de serem relativamente mais caros do que os tradicionais (lenha e carvão vegetal) disponíveis nessas áreas. Em países que não produzem petróleo ou gás natural, eles são importados e seus preços variam constantemente em consonância com o preço do petróleo no mercado internacional. A situação sócio-econômica precária e o baixo poder aquisitivo da população impedem a penetração desses combustíveis nessas áreas, levando a população a continuar utilizando combustíveis tradicionais em fogões ineficientes, que são disponíveis em abundância a custos menores e até nenhum. Uma das desvantagens da utilização dos fogões e combustíveis tradicionais é a baixa eficiência de combustão.

A eficiência de um fogão a lenha é freqüentemente menor do que 10% e a queima incompleta dos combustíveis tradicionais gera, além do gás dióxido de carbono (CO2), os produtos monóxido de carbono (CO), óxidos de nitrogênio (NOx), óxido nitroso (N2O), metano (CH4), compostos orgânicos não metânicos (CONM) e substâncias particuladas em suspensão, total suspended particles (TSP). A concentração dos gases poluentes em ambientes fechados, mesmo pela utilização de fogões eficientes, é maior do que os níveis indicados pela Organização Mundial de Saúde, World Health Organization (WHO) e Agência Ambiental dos Estados Unidos, United States Environment Protection Agency (USEPA), aumentando o risco das infecções agudas respiratórias e outras doenças tais como o câncer e a tuberculose, as quais estão entres as quatro maiores causas de doenças e de mortes nos países em desenvolvimento. O biogás é o combustível mais limpo de todos, seguido pelo GLP e querosene em fogão pressurizado, conforme a escada energética (SANGA, 2004).

As principais fontes de energia para o consumo no segmento agropecuário são: óleo diesel (58%), lenha (26%), energia elétrica (15%) e outros (1%). No triênio 2002-2004, dados oficiais disponíveis mostraram elevação dos preços pagos pela energia, pois os preços do óleo diesel, da lenha e da energia elétrica aumentaram 41, 52 e 36%, respectivamente. Os impactos da elevação do custo de energia fazem-se sentir com maior intensidade no setor rural de mais baixa renda, em geral, menos capitalizado e com menores condições de arcar com essa elevação de custos, tanto no que diz respeito ao consumo doméstico, quanto para as atividades de produção (ESPERANCINI et al., 2007).

A utilização de biodigestores contribui para integração e sustentabilidade das atividades agropecuárias, aproveitando o dejeto, o qual normalmente é dado pouco, ou mesmo nenhum, valor comercial, convertendo-o em duas grandes fontes de desenvolvimento: energia (biogás) e adubo (biofertilizante). Com isso, permite o aumento da produção agrícola e transformação dos produtos tradicionais rurais, agregando valor, organizando a produção, aumentando a conservação e melhorando a logística. No Brasil, é utilizada grande quantidade de energia (óleos combustíveis, GLP, lenha, eletricidade) na conservação e preservação dos alimentos, na forma in natura ou processados, empregando-se processos psicrométricos, tais como: aquecimento, resfriamento, secagem e/ou desumidificação, resfriamento evaporativo e/ou umidificação e mistura adiabática. Todavia, com a crescente preocupação de se minimizar os efeitos causados ao meio ambiente, quer pela devastação das matas nativas como pela emissão de gases poluentes e, também, pelo aumento no preço do barril do petróleo, houve uma mudança substancial do uso da energia, dos projetos e processos em sistemas de processamento de alimentos (LEAL et al., 2000).

A utilização do biogás, seja para geração de energia térmica ou elétrica, é viável, tanto no aspecto técnico, quanto financeiro, pois existem equipamentos desenvolvidos para serem utilizados com essa fonte energética e os custos com a aquisição e manutenção é compensado em curto prazo, com retorno do capital investido em três anos (CARVALHO e NOLASCO, 2006).

O biogás, ao contrário do álcool da cana-de-açúcar e de óleo extraídos de outras culturas, não compete com a produção de alimentos em busca de terras disponíveis, envolvendo agricultura, ambiente e energia (Figura 1). Afinal ele pode ser inteiramente obtido de resíduos agrícolas, ou mesmo de excrementos de animais e das pessoas. Assim, ao contrário de ser fator de poluição, transforma-se em auxiliar do saneamento ambiental. Os excrementos dos animais constituem-se no substrato mais indicado, pelo fato de já saírem dos seus intestinos carregados de bactérias anaeróbicas (TURDERA e YURA, 2007).

O manejo inadequado dos dejetos é um problema grave, frequentemente atuando como vetor de doenças, contaminando a água e o solo.

Os animais produzem considerável quantidade de esterco. Uma vaca leiteira com 450 kg de PV, por exemplo, produz anualmente 12 toneladas. Esse mesmo PV constituído de suínos e ovinos, resultaria em 16 e 6 toneladas/ano, respectivamente (Figura 2).

Fonte: Ensminger (1990) citado por LUCAS JÚNIOR (2005)

Figura 2 – Massa de esterco, sem cama, expressa em toneladas (ton), produzida por ano por 450 kg de peso vivo (PV).

A biodigestão anaeróbia dos dejetos é uma tecnologia eficiente no aproveitamento de resíduos agropecuários, podendo contribuir no saneamento ambiental, reduzindo a taxa de mortalidade dos animais, produzindo adubo para atenuar a escassez de alimentos e gerando biogás como fonte energética.

ESPERANCINI et al. (2007), ao avaliarem o fornecimento de energia elétrica e térmica a partir do biogás, para cinco domicílios e atividades produtivas da agrovila do Assentamento de Trabalhadores Rurais, no município de Itaberá – SP, no ano de 2005, obtiveram benefícios anuais no valor de R$ 3.698,00 e R$ 9.080,57, nos biodigestores para os domicílios e produção, respectivamente; bem como o equivalente a R$ 1.478,28 por ano, referentes à produção de biofertilizante, sendo que o custo anual do processo foi de R$ 1.218,50 em cada biodigestor e os prazos de recuperação do investimento de 2,5 anos e 11 meses, para a produção de biogás nos domicílios e na área de produção, respectivamente.

No âmbito do meio ambiente, a comunidade científica mundial e a população têm discutido a mudança do modelo energético mundial, de energia fóssil e nuclear para sistemas que incluam as energias renováveis, alternativas e limpas. O modelo político–energético balizado na interação entre crescimento e desenvolvimento insustentável desgastou-se devido às evidencias relacionadas às ações antrópicas, promovendo mudanças climáticas e o aquecimento global. O debate internacional está pautado pela necessidade de práticas sustentáveis de aproveitamento dos recursos naturais existentes e de medidas para conter o aquecimento global.

O Protocolo de Kyoto (Quioto, em português), tratado internacional com compromissos para a redução da emissão dos gases que provocam o efeito estufa (GEE), causa do aquecimento global, criou os Mecanismos de Desenvolvimento Limpo (MDL), sendo a negociação de créditos de carbono sua forma transacional. Na queima do biogás, o CH₄ presente é convertido em CO₂, de 21 a 23 vezes menos danoso à atmosfera, gerando créditos de carbono.

A decisão de adquirir ou construir um biodigestor, deve ser tomada com segurança, procurando a orientação de técnicos capacitados para desenvolver projetos adequados à cada propriedade, evitando-se os dissabores do proprietário produzir biogás em quantidade inferior à necessária, ou então, a de gastar dinheiro em excesso, sem proveito, caso o biodigestor venha a possuir dimensões superiores às necessárias (GALBIATTI, 2004).

BRETON, J. et al. Renewable energy sources and technologies on farm

systems: focusing on Danish scenario. The Royal Veterinary and Agricultural

University, Denmark:Department of Agricultural Sciences, 2004. 126p.

CARVALHO, T., NOLASCO, M.A. Créditos de carbono e geração de energia com

uso de biodigestores no tratamento de dejetos suínos. Revista Acadêmica

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ESPERANCINI, M.S.T. et al. viabilidade técnica e econômica da substituição de

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GALBIATTI, J.A. Biodigestores. 2004. Disponível em: <<http://www.todafruta.com.br/todafruta/mostra_conteudo.asp?conteudo=5997>>. Acesso em: 21-06-07

GOLDEMBERG, J., LUCON, O. Energia e meio ambiente no Brasil. Estudos

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LEAL, P.M. et al. Avaliação exergética de processos psicrométricos. Revista

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LUCAS JÚNIOR, J. Laminados de PVC – solução para biodigestores. In:

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SANGA, G.A. Avaliação de impactos de tecnologias limpas e substituição

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Faculdade de Engenharia Mecânica – Universidade Estadual de Campinas

(Dissertação – Mestrado em Planejamento de sistemas Energéticos). Campinas.

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TURDERA, M.V., YURA, D. Estudo da viabilidade de um biodigestor no

município de Dourados. Universidade Estadual de Mato Grosso do Sul – UEMS.

Disponível em: <<www.uems.br/gaslab/doc/pdf/Campinasagrener.pdf>> Acesso em:

19-03-2007.

 Para maiores informações:

Manual sobre biodigestores: http://www.ieham.org/html/docs/Manual_Biodigestao.pdf

Artigo técnico: http://www.farmpoint.com.br/cadeia-produtiva/espaco-aberto/utilizacao-de-dejetos-na-geracao-de-energia-e-preservacao-ambiental-36725n.aspx