A geração de biogás pode ocorrer através da decomposição da matéria orgânica, comumente chamada de lixo orgânico. A geração de lixo orgânico no mundo está aumentando devido à crescente população mundial, à industrialização em curso e a um aumento da quantidade de embalagens utilizadas para produtos alimentícios. De acordo com o Banco Mundial, os países desenvolvidos produzem mais lixo orgânico por pessoa do que os países em desenvolvimento. O lixo orgânico pode contribuir para a poluição do solo e da água, além de atrair insetos e outros animais indesejáveis. Esta é uma preocupação crescente que exige medidas urgentes para gerenciar e reduzir a produção de lixo orgânico.
Enquanto isso, a poluição causada pela decomposição de materiais orgânicos pode ser devido às substâncias tóxicas liberadas durante a decomposição, como amônia, nitrogênio, metais pesados e outros. Estas substâncias podem contaminar o solo e a água, além de causar odores desagradáveis. Além disso, a decomposição de materiais orgânicos também pode levar à acumulação de gases de efeito estufa, como o dióxido de carbono, o que pode contribuir para o aquecimento global.
Por outro lado, os negócios com biogás de resíduos orgânicos são uma maneira cada vez mais popular de gerar renda e ajudar a reduzir o impacto ambiental. O biogás é um combustível gerado a partir de resíduos orgânicos, como dejetos de animais, lixo doméstico, materiais de construção e resíduos agrícolas. Ele pode ser usado para conversão de biogás em energia elétrica, combustíveis líquidos, fertilizantes, adubos e outros produtos. Esta é uma ótima maneira de aproveitar os recursos e ajudar o ambiente ao mesmo tempo. Os negócios com biogás de resíduos orgânicos são uma maneira ecologicamente correta de gerar lucro e criar empregos.
Todos os dias e em todos os lugares são gerados milhões de toneladas de resíduos orgânicos que podem contaminar e poluir o meio ambiente.
Devido a isso, são milhares ou milhões de pessoas no mundo que ficam fascinadas sobre o processo de geração de biogás vantagens e desvantagens. Com base nos conhecimentos adquiridos nas mais diferentes formas, essas pessoas fazem então os seus experimentos. Os resultados para os mesmos produtos costumam ser bastante diferentes. Se o processo é o mesmo, qual o motivo?
Como acontece a geração de biogás?
A geração de biogás é um processo biológico que envolve a decomposição de materiais orgânicos, como dejetos animais, lixo doméstico, materiais de construção e resíduos agrícolas, por bactérias anaeróbicas. Durante o processo, as bactérias decompõem os materiais orgânicos e liberam um gás composto principalmente por metano e dióxido de carbono. Esse gás pode ser usado como combustível para gerar energia elétrica, calor e outros produtos.
A geração de biogás ocorre naturalmente na natureza. É o caminho encontrado para “reciclar” a matéria orgânica de modo efetivo. Na tentativa de entender o processo, várias pessoas fazem seus experimentos.
A coleta e destinação de resíduos orgânicos é essencial para a saúde humana. Todas as cidades no mundo gastam milhões de dólares na indústria de tratamento de resíduos orgânicos
O conhecimento sobre a geração de biogás é utilizado comercialmente em biodigestores em países como Alemanha, Itália, Áustria, entre outros. A cada dia um novo projeto de biogás entra em operação.
Entender o processo de fermentação anaeróbia é parte fundamental para futuros profissionais que pretendem trabalhar com tratamento de resíduos orgânicos. A maior parte dos erros em biodigestores ocorre justamente pela falta de compreensão do processo por parte do desenvolvedor. Em muitos casos, não gerar biogás em grande quantidade impossibilita a viabilização econômica do projeto.
Quais são as fases da geração do biogás?
A biodigestão anaeróbia é um processo biológico que envolve quatro fases principais. Essas fases são: 1) a hidrólise, que envolve a quebra de macromoléculas como amido, proteínas e lípidos, 2) a acidogênese, que envolve a produção de ácidos voláteis, 3) a acetogênese, que envolve a produção de acetato, e 4) a metanogênese, que envolve a produção de biometano. Durante o processo, as bactérias anaeróbicas decompõem os materiais orgânicos em seus componentes mais simples e liberam biogás, que pode ser usado como combustível.
A geração de biogás acontece de forma simultânea e interdependente. Isso significa que, uma alteração em uma das fases pode afetar todo o processo de biodigestão. Um bom exemplo disso é a entrada de oxigênio em um sistema. A consequência é a diminuição das ações das bactérias da metanogênese.
A maior parte das reações são catabólicas, ou seja, a formação de biomassa é muito baixa.
O que acontece em cada fase?
Na hidrólise os compostos orgânicos complexos são decompostos por bactérias fermentativas em compostos orgânicos simples como açúcares, aminoácidos e peptídeos. A decomposição ocorre em meio extracelular através de enzimas liberadas pelas bactérias hidrolíticas.
Na acidogênese ocorre a fermentação ácida dos compostos orgânicos simples no interior de microrganismos, gerando os ácidos orgânicos voláteis. Neste estágio, a concentração de hidrogênio é decisiva para determinar quais os tipos de compostos que serão formados.
A acetogênese ou fermentação acetogênica permite a transformação dos ácidos de maior cadeia em ácido acético. Por motivos energéticos, a produção de acetato é fortemente influenciada pela concentração de hidrogênio. Quanto maior a concentração de hidrogênio, mais baixo será o pH e consequentemente menor a produção de acetato.
A metanogênese permite a obtenção do metano na descarboxilação do acetato e/ou da redução do CO2 com H2.
Como acontece a geração de energia com biogás?
A geração de energia com biogás é feita a partir da fermentação anaeróbia de resíduos orgânicos. O processo de fermentação envolve a ação de bactérias em ausência de oxigênio, o que resulta na produção de biogás, que é composto principalmente por metano (CH4) e dióxido de carbono (CO2).
Os resíduos orgânicos utilizados para a produção de biogás podem ser de diversas fontes, como esterco de animais, restos de alimentos, resíduos agrícolas e até mesmo resíduos urbanos. Estes resíduos são colocados em um biodigestor anaeróbio, onde as bactérias se multiplicam e fermentam os resíduos, produzindo biogás.
O biogás produzido é captado e conduzido a uma unidade de tratamento, onde é removido o dióxido de carbono e outros contaminantes, resultando em uma mistura de metano e ar. Em seguida, o biogás tratado pode ser usado como fonte de energia em uma central termelétrica ou gerador de energia, onde é queimado para produzir vapor, que por sua vez, é usado para gerar eletricidade.
Especialistas em biogás e tratamento de resíduos orgânicos são profissionais escassos e muito bem remunerados
Além de ser uma fonte de energia limpa e renovável, a geração de energia com biogás também contribui para a redução dos resíduos orgânicos e para a diminuição dos gases de efeito estufa na atmosfera, pois o metano é um gás de efeito estufa muito mais potente que o dióxido de carbono.
Entenda os segredos na geração de biogás
É importante entender que em cada fase da biodigestão existem grupos de bactérias com grandes quantidades de espécies. As características do substrato acabam por definir que espécies serão dominantes no processo global. Isso implica que uma mudança da concentração do substrato utilizado implica no estabelecimento do equilíbrio em um novo ponto. Por isso é fundamental um estudo detalhado sobre o substrato, ou a combinação de substratos a serem utilizados como matéria prima. (MACHADO, 2016).
O princípio explicado aqui é explorado comercialmente em biodigestores. Países como a Alemanha são líderes na tecnologia comercial para tratamento de lixo orgânico. A Alemanha, porém, não é a única a explorar essa tecnologia. Na Índia, China, Brasil, e outros países da Ásia, Europa e Américas, os biodigestores são amplamente utilizados. Mas como medir a eficiência de biodigestores? Como saber qual a tecnologia adequada para o projeto da sua cidade ou empresa?
Depois de entender o princípio de geração de biogás, é hora de entender como isso acontece dentro de uma usina de biogás com tecnologia alemã. Adquira agora mesmo o Manual Prático da Biodigestão Anaeróbia (MPBA) de autoria do Prof. Gleysson B Machado.
Como acontece a geração de biogás em biodigestores
Uma breve apresentação sobre a geração de energia em biodigestores pode ser vista clicando no vídeo abaixo:
Fontes:
MACHADO, Gleysson Bezerra. Geração e Aproveitamento Energético do Biogás, PROJETO PROBIOGÁS. 2016
