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?
O biogás pode ser utilizado, por exemplo, em:
No Brasil, é freqüente a aplicação dos dejetos sem tratamento no campo. Essa prática pode acarretar:
O biofertilizante apresenta alta qualidade, devido:
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;
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);
Considerando os aspectos da segurança no uso de biodigestores, alguns cuidados devem ser tomados, conforme WINROCK (2005):
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
Ciências Agrárias e Ambientais, v.4, n.3, p. 23-32, 2006.
ESPERANCINI, M.S.T. et al. viabilidade técnica e econômica da substituição de
fontes convencionais de energia por biogás em assentamento rural do estado de
são paulo. Engenharia Agrícola, v.27, n.1, p.110-118, 2007.
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
Avançados, v. 21, n. 59, p.7-20, 2007.
LEAL, P.M. et al. Avaliação exergética de processos psicrométricos. Revista
Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, v.4, n.3, p.421-428, 2000.
LUCAS JÚNIOR, J. Laminados de PVC – solução para biodigestores. In:
CONGRESSO BRASILEIRO DO PVC, São Paulo, 2005. Anais… São Paulo:São
Paulo. 2005. disponível em: <<http://www.institutodopvc.org/congresso/>>. Acesso
em: 05-02-07.
SANGA, G.A. Avaliação de impactos de tecnologias limpas e substituição
de combustíveis para cocção em residências urbanas na Tanzânia. 2004.
Faculdade de Engenharia Mecânica – Universidade Estadual de Campinas
(Dissertação – Mestrado em Planejamento de sistemas Energéticos). Campinas.
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