O biodigestor anaeróbio segue à risca a afirmativa: “Na natureza nada se perde, nada se cria, tudo se transforma” Essa famosa frase do francês Antoine Laurent Lavoisier causou um impacto gigantesco na sociedade parisiense no século XVIII. Acostumado e sem medo de derrubar teorias consolidadas à sua época, Lavoisier serve de parâmetro para entendermos mais sobre biodigestores anaeróbios.
O entendimento dos processos naturais permite ao homem solucionar problemas complexos com técnicas simples já presentes na natureza. A compreensão do processo de degradação da matéria orgânica, seja ao ar livre ou no sistema digestivo de seres vivos, é o princípio da tecnologia aqui tratada. Na natureza existem diversos tipos de sistemas digestivos. Podemos citar aqui os sistemas digestivos de aves, anfíbios, répteis, mamíferos e peixes. O sistema digestório desses animais também se diferencia dentro de suas espécies.
“Através de um biodigestor anaeróbio é possível transformar matéria orgânica em biogás e biofertilizantes”
Podemos dizer que muitos desses sistemas foram testados. Para digestão da matéria orgânica de forma externa e controlada, com objetivo de geração de energia ou não, consagrou-se o sistema digestório dos bovinos.
Problemas climáticos causados por resíduos orgânicos
Os resíduos orgânicos estão se tornando cada vez mais um problema de saúde pública e ambiental. Os resíduos orgânicos são qualquer material orgânico que é descartado, como restos de alimentos, resíduos animais e de esgoto, lixo doméstico e resíduos industriais. Se não forem tratados adequadamente, os resíduos orgânicos podem contaminar o solo, a água e o ar, além de contribuir para mudanças climáticas.
Os resíduos orgânicos contêm matéria orgânica que, quando degradada, libera gases de efeito estufa, como o dióxido de carbono, o metano e o óxido nitroso. Esses gases contribuem para o aumento da temperatura global, o que leva ao aquecimento global. Além disso, a decomposição anaeróbica dos resíduos orgânicos pode produzir dióxido de enxofre, que é um dos principais responsáveis pelo chamado efeito de estufa.
Além dos problemas climáticos, os resíduos orgânicos também podem contribuir para a poluição do ar, do solo e da água. A decomposição anaeróbica dos resíduos orgânicos pode produzir compostos tóxicos que podem contaminar o solo e a água. Além disso, os resíduos orgânicos também podem liberar odores desagradáveis e gases nocivos para o ar.
Embora os resíduos orgânicos sejam um problema sério, existem maneiras de reduzir seu impacto no meio ambiente. A produção de biogás através de biodigestores é uma opção cada vez mais popular, pois permite que os resíduos orgânicos sejam tratados e convertidos em energia limpa. Além disso, as pessoas também podem reduzir a quantidade de resíduos orgânicos produzidos, reciclando e reutilizando os materiais. Por fim, as pessoas também devem aprender a separar corretamente os resíduos orgânicos para garantir que sejam tratados de forma adequada.
O que é biodigestor anaeróbio?
O biodigestor anaeróbio é um mecanismo que utiliza o processo digestivo normalmente dos bovinos para processamento de matéria orgânica com fins diversos. Entre os principais objetivos podemos citar a geração de biogás, a produção de biofertilizantes e o tratamento de resíduos orgânicos. Biodigestores anaeróbios também foram utilizados no Brasil para a mitigação de gases do efeito estufa.
Contudo, definir o que é um biodigestor anaeróbio nem sempre é uma tarefa fácil, pois depende de sua concepção. Um biodigestor construído para gerar energia poderia ser definido como uma usina de geração de energia. Enquanto um outro pode ser chamado de usina de tratamento de resíduos orgânicos.
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Em qualquer um desses, a biodigestão anaeróbia funciona da mesma forma. O que muda são os parâmetros e a maneira como essa biodigestão é controlada, ou mesmo não é controlada. Existem diversos tipos de biodigestores, que vão se diferenciar em seu funcionamento assim como seu objetivo.
Desenvolvimento histórico de tecnologias para biodigestores
A produção de biogás através de biodigestores vem sendo praticada há séculos. Desde que os primeiros biodigestores foram inventados na década de 1800, a tecnologia tem sido aprimorada ao longo dos anos. Essas melhorias permitiram que os biodigestores fossem usados em uma ampla variedade de aplicações, desde a produção de energia elétrica e água quente até o aquecimento de residências.
No início do século XX, o alemão Adolf von Baeyer inventou o primeiro biodigestor, que era um recipiente fechado onde os restos de alimentos eram fermentados para produzir biogás. Este foi um grande avanço na produção de biogás, pois permitiu a produção controlada de biogás em ambientes fechados. Ao longo dos anos, outras melhorias foram feitas nos biodigestores, como a adição de sistemas de filtragem para remover impurezas do biogás.
Nos últimos anos, a tecnologia de biodigestores tem se desenvolvido rapidamente. Os biodigestores modernos podem ser usados para produzir biogás limpo e de alta qualidade para uso doméstico ou industrial. Alguns biodigestores também podem ser usados como aterros sanitários, reduzindo a quantidade de resíduos que são descartados em aterros.
Enquanto a tecnologia de biodigestores continua a se desenvolver, ela tem sido cada vez mais utilizada como uma alternativa mais sustentável aos combustíveis fósseis. Com o uso crescente de biodigestores, a produção de biogás tornou-se uma tecnologia cada vez mais importante na luta contra as mudanças climáticas.
Como funciona o biodigestor?
Para entender como funciona o biodigestor anaeróbio é preciso se concentrar no processo. A arquitetura só vai fazer sentido quando se entende o processo.
O princípio básico de funcionamento de um biodigestor anaeróbio é o mesmo em qualquer biodigestor. A matéria orgânica é colocada em um tanque ou recipiente fechado, livre de oxigênio. Dentro do tanque, a matéria orgânica é degradada por bactérias famintas. São milhares de bactérias diferentes em quantidades incontáveis. Quanto mais alimento, mais as bactérias podem se reproduzir. Algumas dessas bactérias já estão presentes na própria matéria orgânica. Porém para acelerar o processo digestivo, são adicionadas bactérias de dejetos animais como bovinos e suínos. Ao final do processo, são gerados diversos gases que formam aquilo que chamamos de biogás. Mas também são gerados “resíduos líquidos” comumente utilizados como biofertilizantes.
“Os biodigestores anaeróbios nada mais são, que os reatores biológicos onde o processo digestivo acontece.”
Para realizar sua tarefa, o biodigestor anaeróbio é composto pelo menos por um tanque ou recipiente de alimentação, um fermentador anaeróbio e um tanque de armazenagem do chorume. Novamente aqui, a quantidade de componentes e tecnologia aplicada depende do modelo de negócio do projeto.
Tipos de substratos que podem ser utilizados em um biodigestor
Os biodigestores são dispositivos que são usados para produzir biogás a partir da fermentação de substratos orgânicos. Estes substratos podem ser de origem animal, vegetal ou industrial e são adicionados ao biodigestor para produzir biogás.
Os substratos mais comumente usados em biodigestores são restos de alimentos, resíduos animais e de esgoto, lixo doméstico, resíduos industriais, lama de esgoto e lodo de estação de tratamento de água. Além disso, outros substratos orgânicos, como farinha de milho, cascas de arroz, palha de arroz e cascas de frutas, também podem ser usados para produzir biogás.
Os substratos são adicionados ao biodigestor e sujeitos a processos anaeróbicos, que ajudam a decompô-los e a produzir biogás. Embora a quantidade de biogás produzida dependa dos tipos de substratos utilizados, também depende de fatores como a temperatura, a concentração de metano, a presença de oxigênio e a quantidade de substrato adicionado.
A seleção dos substratos certos é essencial para o sucesso da produção de biogás. Os substratos devem ser de boa qualidade, isentos de contaminantes, com alto teor de nutrientes e com alto potencial de produção de biogás. Além disso, os substratos devem ser adequadamente tratados antes de serem usados em um biodigestor, para garantir que eles produzam o máximo de biogás possível.
Quais as formas de uso e aplicação do biodigestor anaeróbio?
Biodigestores anaeróbios são tecnologias extremamente versáteis e multifuncionais. Vamos entender o uso e aplicação desta tecnologia estudando suas três variáveis fundamentais: a matéria orgânica, o biogás e o chorume.
Em um biodigestor, a matéria orgânica é chamada de substrato. O substrato pode ter diferentes origens, como plantas energéticas ou resíduos orgânicos. Portanto, o biodigestor pode ser utilizado para o tratamento de resíduos orgânicos, assim como para geração de energia em função do substrato. Existem projetos que fazem uso dos dois tipos de substrato, sem problema algum. Tudo é uma questão de tecnologia e recursos.
No processo fermentativo, o biogás é o resíduo na forma de gases. O biogás é composto principalmente por metano e gás carbônico. Ambos são gases do efeito estufa, porém, o metano é pelo menos 20 vezes pior que o gás carbônico nesse sentido. Contudo, o metano pode sofrer oxidação e liberar energia térmica. Essa energia térmica pode ser utilizada para gerar trabalho ou ser transformada em energia elétrica, em motores de combustão. Nesse caso, o biodigestor anaeróbio é uma usina de geração de energia, térmica ou elétrica, tanto faz.
O chorume é o resíduo líquido do processo fermentativo. O chorume é, basicamente, o substrato menos a carga orgânica que foi transformada em gases pelo processo de fermentação anaeróbia. Se o substrato não estiver poluído com metais pesados e outros poluentes, pode ser facilmente utilizado como biofertilizante. O uso de biofertilizantes na agricultura é muito mais eficiente que os fertilizantes químicos, pois já contém uma carga orgânica fundamental para a vida no solo.
O processo da biodigestão anaeróbia está sendo demonstrado e explicado com mais detalhes e fórmulas químicas no ebook MANUAL PRÁTICO DA BIODIGESTÃO ANAERÓBIA, da Virapuru.
Como funciona um biodigestor anaeróbio
No vídeo abaixo você pode entender de maneira mais objetiva como funciona um biodigestor anaeróbio. Utilizando modelos simples é possível entender todo o processo de biodigestores. O nível de complexidade se dá à partir da necessidade de maior controle sobre a estabilidade dos processos fermentativos. Clique na imagem abaixo para assistir.
Curiosidades sobre Biogás
A produção de biogás é um processo fascinante que oferece uma série de benefícios ambientais e sociais. Desde sua descoberta na década de 1800, a produção de biogás tem se desenvolvido e se popularizado como uma alternativa mais sustentável ao uso de combustíveis fósseis. Aqui estão algumas curiosidades sobre a produção de biogás:
- O biogás é produzido a partir de matérias-primas orgânicas, como restos de alimentos, resíduos animais e de esgoto, que são fermentadas em aterros sanitários ou em unidades de digestão anaeróbica.
- O biogás é uma forma de energia limpa e renovável, pois não contém gases de efeito estufa. Além disso, a produção de biogás pode ajudar a reduzir a quantidade de lixo que é descartado em aterros sanitários.
- O biogás pode ser usado para produzir energia elétrica, água quente, combustível para veículos e até mesmo para aquecer casas.
- O biogás é geralmente produzido em fazendas, aterros sanitários, unidades de tratamento de água ou em unidades industriais.
- O biogás é composto principalmente por metano, dióxido de carbono e vapor d’água.
- Os principais países produtores de biogás são China, Alemanha, EUA, Brasil, Índia, Reino Unido, Nova Zelândia e África do Sul.
A produção de biogás é uma tecnologia cada vez mais importante na luta contra as mudanças climáticas. Estudos mostram que a produção de biogás pode desempenhar um papel fundamental na promoção de um futuro mais sustentável para todos.
