Tipos de Biodigestor_Energias RenovÃ¡veis.pdf

7/21/2019 Tipos de Biodigestor_Energias Renovveis.pdf

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Eliana Walker

ESTUDO DA VIABILIDADE ECONMICA NA UTILIZAO DE

BIOMASSA COMO FONTE DE ENERGIA RENOVVEL NA

PRODUO DE BIOGS EM PROPRIEDADES RURAIS

Dissertao apresentada ao Programa de Ps-Graduao em Modelagem Matemtica daUniversidade Regional do Noroeste do estado doRio Grande do Sul UNIJU, como requisitoparcial obteno do ttulo de Mestre emModelagem Matemtica

Orientador: Professor Dr. Gideon Villar Leandro

Co-orientador: Professor Dr. Robinson Figueiredo de Camargo

IJU-RS, NOVEMBRO 2009


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2009

UNIJU - UNIVERSIDADE REGIONAL DO NOROESTE DO ESTADO DO

RIO GRANDE DO SUL

DeFEM DEPARTAMENTO DE FSICA, ESTATSTICA E MATEMTICA

DeTEC DEPARTAMENTO DE TECNOLOGIA

PROGRAMA DE PS-GRADUAO EM MODELAGEM MATEMTICA

A Comisso Examinadora, abaixo assinada, aprova a Dissertao

ESTUDO DA VIABILIDADE ECONMICA NA UTILIZAO DE BIOMASSA

COMO FONTE DE ENERGIA RENOVVEL NA PRODUO DE BIOGS EM

PROPRIEDADES RURAIS

Elaborada por

Eliana Walker

Como requisito para a obteno do grau de Mestre em Modelagem matemtica

Comisso Examinadora:

______________________________________________

Prof. Dr. Vicente Celestino Pires Silveira

____________________________________________________

Prof. Dr. Pedro Borges

______________________________________________

Prof. Dr Gideon Villar Leandro

Iju, RS, novembro de 2009


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RESUMO

As pesquisas para utilizao das fontes renovveis de energia esto merecendo cadavez mais ateno na busca de solues para os problemas gerados pelo mundo moderno. Entreesses problemas, a crise energtica traz preocupaes tanto pelo fato de que muitas pessoas,principalmente nas reas rurais, ainda no so beneficiadas pelos recursos energticosdisponveis, quanto pela deficincia crescente verificada no atendimento da demanda cada vezmaior. Este fenmeno por si s suficiente para justificar a necessidade de se buscarem novasfontes. A biomassa teve grande destaque nos ltimos anos, principalmente por reaproveitarmatria orgnica disponvel na natureza ou produzida em locais especficos. Um exemploconcreto o uso de dejetos de sunos para a produo do biogs. Neste caso, utilizado umprocesso biolgico para a formao de biogs atravs de um biodigestor. Para o estudo daviabilidade econmica da instalao de biodigestor contnuo foi desenvolvido um modelomatemtico, utilizando-se do ferramental da pesquisa operacional. Os resultados foramobtidos atravs do software Matlabe Excel e que levam em considerao receitas (a energiaproduzida pela propriedade, o valor de mercado da energia, ...) e custos (o custo para aconstruo das instalaes dos sunos, o custo da construo das lagoas, ...). Os dados foramprocessados com variao da taxa mnima de atratividade, o nmero de sunos, o uso dobiofertilizante, o uso do biogs, e a taxa de juros. As variveis de rentabilidade calculadas sorepresentadas atravs do valor presente lquido, da taxa interna de retorno e do perodo derecuperao do capital. Este estudo mostrou que h aumento na lucratividade quando dautilizao do biofertilizante, sendo ainda a atividade lucrativa sem a sua utilizao. Assimpercebe-se que a atividade da suinocultura acoplada com biodigestores traz bons resultados

para a sociedade como diminuio de poluio e proporcionando lucros financeiros equalidade de vida para os produtores.

Palavras chave: Biodigestor, Sunos, Propriedades Rurais, Viabilidade Econmica.


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ABSTRACT

The researches for uses of renewable energy are increasingly deserve attention aiming

to find solutions to the modern world problems. Among these problems, the energy crisisbrings concerns both for the fact that many people, especially in rural areas, are not benefitedby the available energy resources, as verified by the deficiency in the growing servicedemand. This phenomenon alone is enough to justify the need to seek new sources. Biomasshad great prominence in recent years, primarily by reusing organic material available innature or produced in specific locations. A concrete example is the use of pig slurry for theproduction of biogas. By using pig manure, biogas is produced in a biodigester through abiological process. To study the economic feasibility of installing continuous digester wasdeveloped a mathematical model, using the tools employed in operations research. The resultswere obtained using Matlab and Excel software and taking into account revenue (theenergy produced by the property, the value of the energy market, ...) and costs (the cost for

the construction of pigs facilities, the cost of construction of ponds, ...). The data wereprocessed with a variation of the minimum rate of attractiveness, the number of pigs, the useof biofertilizer, the use of biogas, and the interest rate. The estimated cost variables arerepresented by the net present value, the internal rate of return and payback period of capital.This study showed that higher profitability is when the use of biofertilizer, is still profitablebusiness without their use. Thus it is observed that the activity of digesters coupled with pigsbrings good results for society as reduced pollution and providing financial benefits andquality of life for producers.

Keywords: Biodigester, Pigs, Rural Properties, Economic Feasibility


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LISTA DE FIGURAS

Figura 1: Gerao de energia eltrica - autoproduo.....................................................26

Figura 2: Processo de converso energtica da biomassa ...............................................31

Figura 3: Biodigestor de produo contnua....................................................................52

Figura 4: Biodigestor modelo canadense.........................................................................53

Figura 5: Biodigestor modelo chins...............................................................................53

Figura 6: Biodigestor modelo indiano.............................................................................54

Figura 7: Valor do VPL considerando nmero de sunos e o uso ou no dobiofertilizante...................................................................................................................81

Figura 8: Grfico comparativo do uso total e parcial do biogs considerando variao donmero de sunos .............................................................................................................83

Figura 9: Clculo do VPL para diferentes taxas mnimas de atratividade ......................85

Figura 10: Clculo da TIR variando a taxa mnima de atratividade e o nmero desunos ...............................................................................................................................86


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LISTA DE TABELAS

Tabela 1: Distribuio do rebanho suno Brasileiro ........................................................35

Tabela 2: Evoluo do rebanho suno no Rio Grande do Sul..........................................35

Tabela 3: Relao de consumo de biogs em equipamentos...........................................44

Tabela 4: Parmetros para construo de cenrios..........................................................79

Tabela 5: Cenrio considerando o uso do biofertilizante ou no para k=0,06 ................80



Tabela 8: Cenrio considerando o uso total ou parcial (70%) do biogs para k=0,06 ....82

Tabela 9: Cenrio considerando o uso total ou parcial (70%) do biogs para k=0,06 ....82

Tabela 10: Cenrio considerando o uso total ou parcial (70%) do biogs para k=0,06 ..83

Tabela 11: Cenrio considerando o valor total dos juros (vtj) e o valor total dasprestaes (vtp) para x=1000, 3000 e 5000 sunos e taxa de juros de 6,5% ...................84

Tabela 12: Cenrio considerando o valor total dos juros (vtj) e o valor total dasprestaes (vtp) para x=1000, 3000 e 5000 sunos e taxa de juros de 12% ....................84


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LISTA DE ANEXOS

Anexo A: Artigo apresentado no COBEM 2009.............................................................94

Anexo B: Artigo apresentado no CNMAC 2009 ..........................................................101


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NOTAO E SIMBOLOGIA

C Graus Celsius

Alfa

Abio rea de instalao do biodigestor

ACSURS Associao de Criadores de Sunos do Rio Grande do Sul

Adisp rea disponvel na propriedade para a instalao do sistema de biodigesto e

criao de sunosAinst rea ocupada pelas instalaes dos sunos

Alag rea ocupada pelas lagoas

ANNEL Agncia nacional de energia eltrica

bj Quantidade disponvel dos recursos

Bmo Biodegrabilidade da matria orgnica

C Capital

C2 Fluxo econmico totalCa Custo de alimentao por suno

Cbio Custo do biodigetor

Cgal Custo do galpo

Cger Custo do gerador

CH4 Gs metano

Clag Custo das lagoas

Cman Custo de manutenoCmbio Custo de manuteno do biodigestor


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Cmgal Custo de manuteno do galpo

Cmger Custo de manuteno do gerador

Cmlag Custo de manuteno das lagoas

CO2 Dixido de carbono

Cr Cromo

CT Custos totais

Cu Cobre

Cv Cara volumtrica aceitvel

DBO Carga orgnica

DQO Demanda qumica de oxignio

Ebee Converso do biogs em energia eltricaEcb Eficincia de converso no biodigestor

Ep Energia produzida

Es Espao por suno

f(x) Funo objetivo

FE Fluxo econmico

FEj Fluxo econmico de projeto por perodo

Ge Gasto com energiagj(x) Funes utilizadas nas restries do problema

GLP Gs liquefeito de petrleo

Gs Ganho por suno

H2S Gs sulfdrico

ha Hectare

IBGE Instituto brasileiro de geografia e estatstica

Ig Custo do metro da instalao por cabea de suno por metroII Investimento inicial

J(t) Juros em funo do tempo

k Taxa mnima de atratividade

Kg Quilograma

L Gasto com troca das lonas

L1 Primeira lagoa

m Metro quadrado

m/dia Metro cbico por dia

me Meses


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Mg Magnsio

MW Megawatt

N Nitrognio

Nacl Cloreto de sdio

Ncabpc Nmero de cabeas de sunos

Nf Nmero de funcionrios

NH3 Amnia

Ni Nquel

Pi Gasto com pintura das instalaes

P Fsforo

Pc Valor da energia por KwPCH Pequenas centrais hidreltricas

PERT/COM Tpico da pesquisa operacional

PL Programao linear

PRK Perodo de recuperao do capital

PVC Cloreto de polivinila

Q Vazo do afluente

r Taxa de juros por perodoRbiofertilizante Receita do biofertilizante

Rbiogas Receita do biogs

RDF Combustvel derivado de refugo

RL Receita lquida

RT Receita total

Rvendasui Receita da venda dos sunos

Sf Salrio dos funcionriosSo DBO do afluente

SO2 Enxofre

T Total de horas analisado

t Tempo em anos

TB Tamanho do biodigestor

Ti Tamanho das instalaes

TIR Taxa interna de retorno

TRH Tempo de reteno hidrulica


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trhl Tempo de reteno hidrulica aumentada

V Volume total das lagoas

V1 Volume da lagoa 1

V2 Volume da lagoa 2

Vd Volume de dejetos produzido por suno

Vdd Volume de dejetos por dia

VPL Valor presente lquido

VTJ Valor total dos juros

VTP Valor total das prestaes

x Nmero de sunos

xj Varivel de deciso


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SUMRIO

1 Consideraes iniciais ..................................................................................................14

2 Desenvolvimento sustentvel e energias renovveis....................................................17

2.1 Energia solar ..........................................................................................................19

2.2 Energia elica ........................................................................................................21

2.3 Pequenas centrais hidreltricas..............................................................................21

2.4 Energia da Biomassa..............................................................................................22

3 Obteno de energia da biomassa de dejetos de sunos................................................243.1 Biomassa ................................................................................................................24

3.1.1 Utilizao da biomassa .................................................................................24

3.1.2 Propriedades rurais e a biomassa ..................................................................28

3.1.3 Aproveitamento da biomassa........................................................................30

3.2 Suinocultura ...........................................................................................................34

3.2.1 Suinocultura e o ambiente.............................................................................36

3.3 Biogs ....................................................................................................................413.3.1 Caractersticas do biogs...............................................................................44

3.3.2 Utilizao do biogs......................................................................................45

3.3.3 Formao do biogs ......................................................................................46

3.4 Biodigestor .............................................................................................................49

3.4.1 Tipos de biodigestor......................................................................................52

3.4.1.1 Biodigestor modelo canadense ........................................................52

3.4.1.2 Biodigestor modelo chins...............................................................53

3.4.1.3 Biodigestor modelo indiano.............................................................53

3.4.1 Biofertilizante ...............................................................................................54


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4 Ferramental utilizado no modelo matemtico ..............................................................56

4.1 Modelo matemtico ...............................................................................................56

4.2 Pesquisa operacional ..............................................................................................57

4.3 Modelagem matemtica .........................................................................................58

4.4 Programao linear ................................................................................................60

4.4.1 Programao linear inteira ............................................................................61

4.5 Anlise econmica .................................................................................................62

5 Descrio do modelo matemtico proposto .................................................................64

5.1 Modelo proposto ....................................................................................................64

5.2 Restries do modelo .............................................................................................66

5.2.1 Restrio a respeito do tipo de variveis.......................................................66

5.2.2 Restrio a respeito da gerao de energia ...................................................67

5.2.3 Restrio a respeito do custo de manuteno................................................67

5.2.4 Restrio a respeito da rea utilizada............................................................68

5.2.5 Restrio a respeito do capital inicial investido............................................69

5.3 Anlise de rentabilidade.........................................................................................70

5.4 Dimensionamento das insalaes dos sunos.........................................................73

5.5 Dimensionamento das lagoas ...............................................................................73

5.6 Dimensionamento do biodigestor .........................................................................74

5.7 Determinao do volume do biogs produzido por dia ........................................76

9 Resultados e discusses................................................................................................78

10 Consideraes finais ...................................................................................................8711 Referncias bibliogrficas ..........................................................................................89

12 Anexos ........................................................................................................................93


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1 CONSIDERAES INICIAIS

A energia eltrica indispensvel para a evoluo do modo de vida do ser humano,

possibilitando alternativas de atendimento s suas necessidades e para a adaptao ao

ambiente em que vive. Devido escassez ou dificuldade de obteno de um dado recurso

energtico, o ser humano est sempre em busca de outros meios para obter a energia eltrica

que necessita. A evoluo do mundo, aps o uso da energia eltrica foi surpreendente, de tal

forma que essa energia passou a ser um recurso indispensvel e estratgico para o

desenvolvimento socioeconmico para muitos pases e regies.

Se, por um lado, a energia eltrica ocupa papel fundamental na vida moderna,

dinamizando o desenvolvimento da sociedade em todos os setores econmicos (primrio,

secundrio e tercirio), por outro, os programas de expanso, levando energia aos lugares

mais longnquos, proporcionou uma grande melhora na qualidade de vida no meio rural.

A crise energtica provocada pelo aumento vertiginoso da demanda de energia, passou

a desafiar os pesquisadores a encontrar fontes alternativas que pudessem suprir

satisfatoriamente a defasagem. Entre os resultados destacam-se as fontes chamadas de

energias renovveis, tais como a energia solar, a energia elica, a biomassa, entre outras.

Dentre essas, a biomassa teve grande destaque nos ltimos anos, principalmente por

reaproveitar matria orgnica disponvel na natureza ou produzida em locais especficos. Um

exemplo concreto o uso de dejetos de sunos para a produo do biogs. H projees, com

base em levantamentos feitos em vrios pases, mencionando que a construo de

biodigestores poder promover com sucesso a auto-sustentabilidade de propriedades rurais e

de pequenos condomnios residenciais no futuro.


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A utilizao da suinocultura como fonte de renda tem sido cada vez mais explorada,

pois os dejetos que antes eram vistos somente como poluidores do ambiente, hoje vm sendo

utilizadas como fonte de energia limpa atravs de um equipamento chamado biodigestor.

Souza et al. (2004), determinou o custo e viabilidade de produo de eletricidade gerada a

partir do biogs em uma propriedade rural utilizando como equipamentos de converso de

biogs em eletricidade um motor de combusto acoplado a um gerador eltrico, as variveis

econmicas utilizadas nos clculos foram; o fator de recuperao de capital, tempo de retorno.

Zachow (2000) faz uma reviso bibliogrfica a respeito da produo do biogs dissertando

sobre o que e como se forma o biogs, os sistemas de digesto, a histria do biogs e suas

caractersticas. Bipers (1998) trata os principais assuntos relacionados ao emprego de dejetos

sunos como fertilizante orgnico, tratamento e o uso de leito de cama como alternativa para omanejo de dejetos sunos. Coldebella (2006), avalia a viabilidade econmica do uso do biogs

proveniente das atividades de bovinocultura de leite e suinocultura em propriedades rurais. O

estudo foi baseado em duas propriedades no municpio de Toledo-PR, uma com as atividades

voltadas para bovinocultura de leite com 130 cabeas em regime de confinamento e outra com

as atividades voltadas a suinocultura trabalhando com uma unidade produtora de leites com

um plantel de 1000 matrizes. Para o clculo da viabilidade econmica, o autor considera a

energia eltrica produzida e o uso de biofertilizante. Lindemeyer (2008) em seu trabalho fazuma anlise econmica do uso do biogs como fonte de energia eltrica em uma propriedade

produtora de sunos localizada em Concrdia-SC, e para obter resultados utiliza o programa

Excel. O autor considera os investimentos e as receitas obtidas no projeto para o clculo da

viabilidade econmica.

Neste trabalho foi desenvolvido um modelo matemtico para o estudo da viabilidade

econmica da utilizao de biogs para a produo de energia eltrica em propriedades rurais

que trabalham com criao de sunos em terminao. O modelo desenvolvido foi baseado nas

teorias de programao linear considerando que a funo objetivo seja dada pelo Valor

Presente Lquido. Os resultados foram obtidos atravs do software Matlab e Excel, para a

validao do modelo foram realizadas simulaes com dados encontrados na literatura, assim

como foi feito um estudo de caso que utiliza dados coletados em uma propriedade no

municpio de Ibirub.

O trabalho estruturado em etapas apresentando, no primeiro captulo, uma revisobibliogrfica, no segundo captulo discorre sobre o desenvolvimento sustentvel e aborda as

principais fontes de energias alternativas: a energia solar a energia elica, a energia produzida


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por pequenas centrais hidreltricas e a energia produzida pela biomassa. No captulo 3

aborda-se a biomassa, mas precisamente a respeito da obteno de energia obtida com auxlio

de um biodigestor contnuo utilizando como biomassa os dejetos de sunos, material que

recebe muitas crticas pela poluio que causa quando no tratado. Assim, mostra-se uma

alternativa de aproveitar esses restos e diminuir a poluio causada por eles.

Em seguida o captulo 4 apresenta o ferramental matemtico utilizado para a

construo do modelo matemtico e o captulo 5 o descreve. Juntamente com o modelo

matemtico tambm descrita o mtodo para determinar as dimenses dos equipamentos

necessrios para esta atividade.

O captulo 6 descreve os resultados obtidos com a aplicao do modelo. E, em ltima

instncia, so apresentadas as concluses do trabalho.


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2 DESENVOLVIMENTO SUSTENTVEL E ENERGIAS RENOVVEIS

2.1 Energia eltrica

A energia, nas suas mais diversas formas, absolutamente necessria sobrevivncia

da humanidade. E, mais do que sobreviver, o homem buscou sempre evoluir, encontrando

fontes e maneiras alternativas de adaptao ao ambiente em que vive e que atendessem mais

satisfatoriamente s suas necessidades. Dessa forma, o esgotamento, a carncia ou ainconvenincia de um dado recurso tendem a ser substitudas pelo surgimento de outro(s). Em

termos de auxlio energtico, a eletricidade se tornou uma das formas mais versteis e

convenientes de energia, passando a ser recurso indispensvel e estratgico para o

desenvolvimento socioeconmico das naes.

H apenas 200 anos, o homem utilizava o sol como recurso energtico quase

exclusivo. A madeira era usada, de modo geral, para aquecimento e os animais, para o

transporte. A fotossntese a responsvel para proporcionar direta ou indiretamente estas

espcies de energia. Neste processo, as plantas podem utilizar parte da energia do sol para

converter dixido de carbono e gua em substncias combustveis e alimento. Alm da

energia derivada do sol tambm temos a que se origina do vento e a da gua. Suas aplicaes

mais conhecidas so os moinhos de vento e rodas dgua.

Nos dias atuais, a energia eltrica j chega a quase todo territrio do planeta,

proporcionando desenvolvimento de regies antes desabitadas.


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Mesmo com os avanos tecnolgicos e melhoramentos trazidos pela energia eltrica,

cerca de um tero da populao mundial ainda no tem acesso a esse recurso; dos dois teros

restantes, uma parcela considervel ainda atendida de forma muito precria. No Brasil, a

situao no to crtica, mas ainda muito preocupante. Apesar da fartura de recursos

energticos e da grande extenso territorial do pas, h uma grande diversidade regional e um

grande nmero de pessoas e atividades econmicas em regies com problemas de suprimento

energtico. Como revelado pelo ltimo censo demogrfico, mais de 80% da populao

brasileira vive na zona urbana. A grande maioria desse contingente est na periferia dos

grandes centros urbanos, onde as condies de infra estrutura so deficitrias.

A influncia da questo energtica na busca de um modelo de desenvolvimento da

sustentabilidade pode ser identificada por diversos motivos, dentre os quais, nas

consideraes de Reis (2006), se ressaltam:

O suprimento competente e universal da energia considerado

condio bsica para o desenvolvimento econmico, independentemente do conceito

que se utilize para desenvolvimento. Nesse contexto, o acesso de cada ser humano a

uma quantidade mnima de bens energticos adequada aos atendimentos de suas

necessidades bsicas deve ser considerado como um requisito da sustentabilidade.Esse requisito tem sido enfatizado em todas as aes e discusses relacionadas com

desenvolvimento sustentvel desde a Conferncia de Estocolmo em 1972. Portanto,

natural que a questo energtica, no mbito de um cenrio que tambm incorpora

outros setores de infra-estrutura, tais como transporte, guas, saneamento e

telecomunicaes, deva fazer parte da preocupao estratgica de qualquer pas.

Vrios desastres ecolgicos e humanos das ltimas dcadas tm relao

ntima com atividades associadas energia, ressaltando a necessidade e importncia

de um enfoque adequado e srio da insero ambiental do setor energtico na busca do

desenvolvimento.

Cabe ainda ressaltar a necessidade de uma abordagem holstica e com tratamento

integrado dos aspectos tcnicos, econmicos, ambientais, sociais e polticos para que o setor

energtico se torne sustentvel. A implantao de um planejamento energtico de longo

prazo, assentado na matriz energtica , assim, um passo fundamental at mesmo parapermitir o estabelecimento de polticas energticas e estratgias consistentes a longo prazo.


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Essas estratgias podero nortear a evoluo do setor energtico ao longo do tempo e permitir,

se convenientemente monitoradas, os ajustes necessrios associados a modificaes no

cenrio global ou a emergncias. Isto, sem dvida, um desafio, principalmente num contexto

em que as polticas governamentais no privilegiam o planejamento estratgico a longo prazo.

Atuar para modificar esse estado fundamental para a construo de um modelo sustentvel

de desenvolvimento.

Os impactos da elevao do custo de energia fazem-se sentir com maior intensidade

no setor rural de mais baixa renda, em geral, menos capitalizado e com menores condies de

arcar com essa elevao de custos, tanto no que diz respeito ao consumo domstico quanto

para as atividades de produo.

O grande desafio buscar uma forma de acesso energia eltrica para todos os lares e

as fontes de energias renovveis podem ser uma opo para solucionar tal problema. A

energia solar, a elica e a biomassa, entre outras, so algumas dessas alternativas.

2.2 Energia Solar

Na histria da humanidade, o sol sempre foi reconhecido como a fonte primria da

vida e a ele muitas civilizaes reverenciaram como divindade.

No se deve entender, no entanto, que a energia solar esteja total e exclusivamente

disponvel para o homem e para suas necessidades; boa parte dessa energia responsvel pela

manuteno de processos naturais e vitais. Quase todas as fontes de energia hidrulica,

biomassa, elica, combustveis fsseis e energia dos oceanos so formas indiretas de energia

solar, como ensina o Atlas de Energia Eltrica do Brasil.

A energia solar pode ser utilizada de forma direta ou indireta. As energias de

biomassa, elica, maremotriz, o fenmeno da fotossntese, o crescimento dos seres vivos e

mesmo as fonte no renovveis so, em ltima anlise, uma forma indireta de utilizao deenergia solar.


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A abundncia e a disponibilidade da energia solar em todo o globo terrestre

constituem seguramente o fator predominante que faz residir nela uma promissora esperana

na soluo de um grande nmero de problemas provocados pela crise energtica do incio dos

anos 70. E, por ser uma forma de energia limpa e susceptvel a inmeras aplicaes, constitui

um fabuloso potencial energtico renovvel e inesgotvel na escala humana.

A captao e aproveitamento da energia solar requerem instalaes complexas e

custosas, ao menos para potncias elevadas, principalmente porque ela no se apresenta de

forma concentrada. Alm disso, no local da instalao, esta energia est disponvel de forma

descontnua, sujeita a alternncias peridicas (dia-noite, vero-inverno) e casuais (cu claro-

nebuloso), exigindo o provimento de dispositivos de acumulao, com ulteriores

complicaes e elevando os custos da instalao.

As consideraes econmicas, portanto, ainda no so favorveis a um rpido

desenvolvimento do uso da energia solar uma vez que os elevados custos iniciais de

instalao e as dificuldades associadas disponibilidade descontnua continuam a dificultar

sua utilizao. Por outro lado, porm, a energia solar uma fonte absolutamente pura, no d

origem a fumaa, nem deixa resduos de espcie alguma como o lixo radioativo que

representa a incgnita mais grave impedindo a difuso das centrais nucleares - e tampouco fonte de descargas de gnero algum. Sob este ponto de vista, o aproveitamento da energia

solar constitui a soluo ideal para a proteo do meio ambiente.

preciso ainda ressaltar que os tipos de materiais usados na construo dos

equipamentos solares tais como chapas e tubos de cobre, vidro plano transparente, material

isolante, vedantes, etc., largamente empregados na indstria e em uma infinidade de outras

aplicaes de mercado so os principais responsveis pelos custos elevados. Isto mostra

claramente a necessidade de um desenvolvimento mais adequado da cincia e da tecnologia

solar, que possam simplificar o processo e desenvolver materiais de uso especfico. Esta

uma caminhada necessria quando se pensa na utilizao da energia solar em massa, quer seja

em aplicaes residenciais, quer nas necessidades industriais ou outras possveis finalidades.


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2.3 Energia Elica

O vento outra fonte de energia primria inesgotvel cuja explorao representa

impactos ambientais muito reduzidos. A utilizao de aerogeradoes, instalados

estrategicamente em regies geogrficas com recursos comprovados, faz parte da tecnologia

usada para gerar eletricidade de forma renovvel, aproveitando a energia cintica contida no

vento.

Historicamente, tm-se notcias sobre o aproveitamento da energia dos ventos desde a

antiguidade. Os egpcios acreditavam serem os primeiros a empregar a fora dos ventos. Jpor volta de 2800 a. C., eles iniciaram o uso de velas para complementar a fora dos escravos

para impulsionar os navios. A necessidade de bombear grandes quantidades de gua, como

aconteceu nos Pases Baixos, propiciou o desenvolvimento dos moinhos de vento.

Bezerra (1982) anota que a energia elica existe como resultado dos movimentos das

massas de ar decorrentes da ao da luz solar, gerando um fluxo detentor de considervel

energia, que chamamos de vento. A energia elica, como fora geradora de fora propulsora

para movimentao dos mais variados engenhos idealizados pelo homem, tem sido

empregada desde os primrdios da civilizao. Em tempos mais recentes os cata-ventos ou

mais propriamente as mquinas elicas, constituem uma paisagem comum na zona rural.

Estes fatos bem demonstram que existem alternativas outras que podem contribuir para

reduzir um grande nmero de efeitos decorrentes da crise energtica.

Dois sistemas podem ser utilizados para converter a energia elica em energia til: o

moinho-de-vento - de construo mais simples - para produzir energia mecnica; e o

aerogerador - usado para a produo de eletricidade que atrai muito interesse para o futuro.

2.4 Pequenas Centrais Hidreltricas

De acordo com a resoluo n 394, de 04-12-1998 da ANEEL - Agncia Nacional deEnergia eltrica, PCH (Pequena Central Hidreltrica) toda usina hidreltrica de pequeno


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porte cuja capacidade instalada seja superior a 1 MW e inferior a 30 MW. Alm disso, a rea

do reservatrio deve ser inferior a 3 km. Uma PCH tpica normalmente opera a fio d'gua,

isto , o reservatrio no permite a regularizao do fluxo dgua. Com isso, em ocasies de

estiagem, a vazo disponvel pode ser menor que a capacidade das turbinas, causando

ociosidade.

Entretanto, as PCHs se prestam gerao descentralizada e so instalaes que

resultam em impactos ambientais pouco significativos. Este tipo de hidreltrica utilizada

principalmente em rios de pequeno e mdio porte com desnveis significativos em seu

percurso, capazes de gerar potncia hidrulica suficiente para movimentar as turbinas.

As pequenas centrais hidreltricas, em geral, apresentam grande flexibilidade

operativa. A partida, sincronismo com outras atividades geradoras ou com o sistema eltrico

de potncia e o despacho de carga so tarefas relativamente simples que podem ser

executadas com tranqilidade por uma equipe de operao ou pela seqncia de eventos de

um sistema automatizado.

Por outro lado, Schweig (2008) afirma que as PCHs oferecem economia em matria

de investimentos relacionados transmisso, reduo de perdas de transmisso e auxilia a

estabilidade do sistema eltrico local, estando prximo ao local de consumo. Essas usinas

representam do ponto de vista social, um importante fator de desenvolvimento, pois

aumentam a oferta de energia barata, suprindo a necessidade de comunidades prximas e, at

mesmo, integrando novos consumidores, principalmente os de baixa renda, residentes em

regies mais distantes do sistema eltrico nacional.

2.5 Energia da Biomassa

A tecnologia de utilizao da biomassa para fins energticos, no sculo passado, teve

um desenvolvimento bastante significativo principalmente na Europa.


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ANEEL (2008), define Biomassa como qualquer matria orgnica que possa ser

transformada em energia mecnica, trmica ou eltrica. Dependendo da origem, pode ser

classificada em: florestal (madeira, principalmente), agrcola (soja, arroz e cana-de-acar,

entre outras) e rejeitos urbanos e industriais (slidos ou lquidos, como o lixo). Os derivados

obtidos dependem tanto da matria-prima utilizada (cujo potencial energtico varia de tipo

para tipo) quanto da tecnologia de processamento para obteno dos energticos.

No Brasil o uso mais importante da biomassa est relacionado com o desenvolvimento

da frota de veculos a lcool (de cana-de-acar), que veio a criar uma alternativa mais

promissora e ambientalmente mais adequada que os derivados de petrleo. Razes associadas

a lobbies econmicos e a no-considerao adequada dos custos ambientais colocaram, no

entanto, essa tecnologia em compasso de espera.

O estado de So Paulo grande produtor de biomassa proveniente da cana-de-acar.

Exporta lcool para todo Brasil, sendo a indstria sucroalcooleira, em alguns casos, auto-

suficiente em energia, utilizando o bagao da cana de acar na produo de energia eltrica

Na regio Amaznica, o leo vegetal extrado de vrias plantas largamente utilizado em

caldeiras e motores de combusto interna, para gerao de energia eltrica para atender as

comunidades isoladas. Muitos estados brasileiros tambm se destacam na produo de outrosresduos (biomassa) de grande potencial energtico: no Rio Grande do Sul, Mato Grosso,

Maranho e Par, resduos provenientes da casca de arroz; nos estados do Par e Bahia, o leo

de dend; no Cear e Piau a casca da castanha de caju; na Bahia, Cear e Par, a casca do

coco-da-bahia; no Mato Grasso a madeira, entre outros.

Tanto no mercado internacional quanto no interno, a biomassa hoje considerada uma

das principais alternativas para a diversificao da matriz energtica e a conseqente reduo

da dependncia dos combustveis fsseis. Ela potencialmente uma rica fonte de gerao de

energia eltrica e de biocombustveis - como o biodiesel e o etanol, cujo consumo crescente

em substituio a derivados de petrleo como o leo diesel e a gasolina. Definitivamente, a

biomassa constitui-se em uma das fontes de produo de energia com maior potencial de

crescimento nos prximos anos.


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3. OBTENO DE ENERGIA DA BIOMASSA DE DEJETOS DE SUNOS

3.1 Biomassa

No entender de Rosillo (2005), a biomassa uma fonte renovvel de produo de

energia em escala suficiente para desempenhar um papel expressivo no desenvolvimento de

programas vitais de energias renovveis e na criao de uma sociedade ecologicamente mais

consciente. Embora seja uma fonte de energia primitiva, seu amplo potencial ainda precisa ser

explorado. Depois de um longo perodo de negligncia, o interesse pela biomassa como fonte

de energia renasce e os novos avanos tecnolgicos demonstram que ela pode tornar-se maiseficiente e competitiva. O Brasil pioneiro no ressurgimento de sistemas de energia da

biomassa.

A biomassa pode ser definida de vrias formas, como segue:

Nos comentrios de Mello (2001), fontes de energia de biomassa toda energia

proveniente das plantas, algumas de alta produtividade nos pases tropicais, como a cana-de-

acar, a mandioca, o dend e o babau, que podem se transformar em energia lquida, slida,

gasosa ou eltrica, de forma competitiva e adequada preservao do meio ambiente.


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Schwade (2006), diz que a energia qumica, produzida pelas plantas atravs da

fotossntese, originada da radiao solar, distribuda e armazenada nos corpos dos seres

vivos atravs da cadeia alimentar, por meio dos vegetais que consomem. Essa energia

armazenada chamada de biomassa.

A biomassa pode ser obtida de forma natural, ou seja, produzida pela natureza sem a

interveno do homem, resultado do processo da fotossntese. Tambm, sob a forma residual,

gerada por qualquer tipo de atividade humana, principalmente nos processos produtivos de

setores agrcolas ou ncleos urbanos. Ainda obtida atravs do cultivo de plantaes, como a

cana-de-acar, por exemplo, com a finalidade de produzir biomassa para ser transformada

em combustvel.

3.1.1 Utilizao da biomassa

A expectativa de maior participao da biomassa no suprimento de energia no futuro

pode ser explicada por vrios motivos. Primeiramente, os combustveis obtidos a partir da

biomassa podem substituir mais ou menos diretamente os combustveis fsseis na atual infra-

estrutura de suprimento de energia. As energias renovveis intermitentes, como a elica e a

solar, representam um desafio maneira como a energia distribuda e consumida. Em

segundo lugar, a disponibilidade de terras faz com que os recursos em potencial sejam

abundantes. Em terceiro lugar, o crescimento da populao, a urbanizao e a melhoria dos

padres de vida nos pases em desenvolvimento, fazem aumentar em ritmo acelerado a

demanda por energia.

A figura 1 demonstra de acordo com estudo s realizados pela ANEEL, que a produo

de energia com a utilizao da biomassa vem se destacando:


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Figura 1: Gerao de Energia Eltrica Autoproduo (Total e Participao por Fonte - Brasil 2005)Fonte: Atlas de Energia Eltrica do Brasil 2005

Verifica-se que o total de autoproduo de energia eltrica a partir da biomassa total

(biomassa + bagao de cana) chega a 40,1 %.

Rosillo (2005) observa que a imagem relativamente pobre da biomassa est mudando

devido a trs razes principais, a saber:

Os considerveis esforos feitos nos ltimos anos, por meio de

estudos, demonstraes e plantas-piloto, para se apresentar um quadro mais

realista e equilibrado do uso e do potencial da biomassa.

A crescente utilizao da biomassa como um vetor energtico

moderno, principalmente em pases industrializados.

O crescente reconhecimento dos benefcios ambientais, locais e

globais do uso da biomassa e as medidas necessrias para o controle das

emisses de CO2e enxofre.

A biomassa energtica insere-se em um contexto de descentralizao do

desenvolvimento, de ocupao estratgica do territrio, de valorizao dos recursos

disponveis no espao geoeconmico do continente brasileiro, de incentivo s iniciativas

locais, de abertura de novas perspectivas econmicas para o auto-desenvolvimento, de

promoo social, de reduo de dependncias externas, de democratizao e de preservao

da soberania nacional (Brasil, 1986). Tudo isso leva a crer que, mais que uma simples

alternativa energtica, a biomassa pode constituir a base de um modelo de desenvolvimento


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tecnolgico e industrial auto-sustentado, porque est baseado em dados concretos da realidade

nacional e na integrao do homem a um ambiente econmico em harmonia com seu

ambiente natural.

Ao mesmo tempo em que se preservam usos tradicionais da biomassa, existe um

considervel potencial para a modernizao do uso dos combustveis de biomassa na

produo de vetores energticos convenientes, como eletricidade, gases e combustveis

automotivos. Essa modernizao do uso industrial da biomassa j acontece em muitos pases,

proporcionando inmeros benefcios ambientais e sociais em comparao com os

combustveis fsseis, quando produzida de forma eficiente e sustentvel. Esses benefcios

incluem o melhor manejo da terra, a criao de empregos, o uso de reas agrcolas excedentes

nos pases industrializados, o fornecimento de vetores energticos modernos a comunidades

rurais nos pases em desenvolvimento, a reduo dos nveis de CO2, o controle de resduos e a

reciclagem de nutrientes.

A energia da biomassa deve ser ambientalmente aceitvel para que se possa assegurar

a difuso de seu uso como uma fonte de energia moderna. Deve-se ter em conta que os

impactos de longo prazo dos programas e projetos relativos biomassa dependem

principalmente da garantia da gerao de renda, da sustentabilidade ambiental, deflexibilidade e replicabilidade, ao mesmo tempo em que se consideram as condies locais e

se oferecem vrios benefcios, uma caracterstica importante dos sistemas agro-florestais. A

implementao de projetos de uso de biomassa exige ainda iniciativas e polticas

governamentais que internalizem os custos econmicos, sociais e ambientais externos das

fontes convencionais de combustvel, de modo que os combustveis produzidos a partir da

biomassa possam competir em p de igualdade.

A dificuldade de quantificar o uso da biomassa energtica, especialmente nas suas

formas tradicionais, acarreta problemas adicionais. Duas so as principais razes: a) a

biomassa geralmente considerada um combustvel inferior e raramente includo nas

estatsticas oficiais e, quando o , tende a ser desvalorizada; b) usos tradicionais de bioenergia

como, por exemplo, na forma de lenha, carvo, esterco de animais e resduos agrcolas so

erroneamente associados com problemas do desmatamento e da desertificao. Por outro lado,

dificuldades em medir, quantificar e manusear a biomassa visto tratar-se de uma fonte de

energia dispersa, e seu uso ineficiente resultam na obteno de pouca energia til.


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Embora ainda no se disponha de uma avaliao que permita quantificar de modo

confivel a participao atual da biomassa na matriz energtica mundial, verifica-se que ela

tem maior participao na matriz de pases subdesenvolvidos. Enquanto isso, nos pases

desenvolvidos, em meio a um cenrio de preocupao com a preservao ambiental, cresce a

importncia do uso da biomassa como fonte de energia renovvel.

A ttulo de exemplo, pode-se citar o Zimbbue como um pas onde a biomassa

contribui com aproximadamente 40% da energia primria, enquanto que nos EUA este ndice

baixa para aproximadamente 3% da energia primria utilizada para gerao de eletricidade

(em 2000, o pas, considerando-se resduos slidos municipais, lenha e outras fontes de

biomassa, possua uma capacidade instalada de 4230 MW, sem levar em considerao os co-

geradores).

3.1.2 Propriedades rurais e a biomassa

As propriedades agrcolas tm se preocupado com o acelerado aumento em seus custos

de produo e manuteno causados pelo aumento das tarifas de energia quer domstica -

como gs de cozinha, iluminao e aquecimento - quer na produo, como aquecimento de

galinheiros e chiqueiros, motores, tratores, maquinrio agrcola, etc.

O custo dos fertilizantes tambm tem crescido muito, enquanto muitas vezes o esterco

desperdiado nas propriedades, poluindo o ambiente e as guas por falta de uma tecnologiaprtica e adequada para o seu aproveitamento racional.

O Brasil tem condio mpar para criar um programa de biomassa energtica capaz de

recompor a produo rural, aproveitando a infra-estrutura das propriedades, aumentando sua

renda e viabilizando a manuteno e a criao de milhares de empregos em todos os nveis.

O uso de outras fontes, como carvo vegetal, resduos agrcolas sazonais, resduos

florestais e esterco de aves, geralmente ignorado em muitos pases, mas esses resduospodem apresentar 30 % a 40 % do fornecimento total de biomassa.


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Outro fator pouco reconhecido ou documentado o de que a biomassa, alm de ser

usada para coco de alimentos nos setores domstico e comercial, tambm pode ser utilizado

como fonte de energia em processamentos agroindustriais e na fabricao de tijolos, telhas,

cimento, fertilizantes e outros.

Embora atualmente o uso da energia da biomassa seja predominantemente domstico

nas reas rurais dos pases em desenvolvimento, cada vez mais se percebe que tambm pode

ser uma fonte importante de combustvel para os pobres que vivem nas cidades e para muitas

indstrias de pequeno e mdio porte.

Porm, a superao do subdesenvolvimento exige que recursos disponveis na

sociedade sejam investidos na criao de uma estrutura de produo que, gerando novos

recursos, torne o processo auto-sustentvel e capaz de se renovar e se adaptar evoluo da

prpria estrutura econmica e social.

A energia da biomassa apresenta-se naturalmente de forma dispersa. A prtica

industrial comprova que a economia de escala no tem, em sua utilizao, papel significativo;

ao contrrio, a concentrao da produo pode levar a deseconomias e distores. O

investimento de capital, associado utilizao energtica da biomassa, relativamente

pequeno, quando comparado com as alternativas convencionais. As estruturas industrial e

tecnolgica necessrias podem ser desenvolvidas sem dificuldades no atual contexto

brasileiro, utilizando-se recursos existentes, inclusive a nvel regional ou local.

Os recursos bsicos mobilizados por um programa de utilizao energtica da

biomassa (ou seja, o o investimento inicial do programa) so terra e mo-de-obra. No

Brasil, estes so hoje recursos abundantes, mas subutilizados. Sua integrao ao sistema

energtico nacional, no entanto, significa abrir oportunidades para sua valorizao epromoo crescentes.

Da biomassa resultam vrios combustveis diretos ou derivados, desde a lenha

tradicionalmente usada para cozinhar, at os combustveis lquidos que substituem os

derivados de petrleo.

Nas regies menos desenvolvidas, a biomassa mais utilizada a de origem florestal.

Alm disso, os processos para a obteno de energia se caracterizam pela baixa eficincia,isto , grande volume de matria-prima necessrio para produo de pequenas quantidades


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de energia. Uma exceo a essa regra a utilizao da biomassa florestal em processos de co-

gerao industrial. Do processamento da madeira no processo de extrao da celulose

possvel, por exemplo, extrair a lixvia negra (ou licor negro) usado como combustvel em

usinas de co-gerao da prpria indstria de celulose.

Uma das grandes vantagens da biomassa a variedade de formas de sua utilizao.

Pode-se usar biomassa como combustvel na forma de gases, lquidos ou slidos. um

material verstil e provavelmente o nico combustvel primrio capaz de, na forma de lcool

ou leo, substituir a gasolina e o diesel em veculos automotores. Por sua versatilidade, pode-

se escolher o material mais adequado ao solo, ao clima e s necessidades.

A produo em larga escala da energia eltrica e dos biocombustveis est relacionada

biomassa agrcola e utilizao de tecnologias eficientes. A pr-condio para a sua

produo a existncia de uma agroindstria forte e com grandes plantaes, sejam elas de

soja, arroz, milho ou cana-de-acar. A biomassa obtida pelo processamento dos resduos

dessas culturas. Assim, do milho possvel utilizar, como matria-prima para energticos,

sabugo, colmo, folha e palha; da soja e do arroz, os resduos que permanecem no campo,

tratados como palha; da cana-de-acar, o bagao, a palha e o vinhoto.

O Brasil possui caractersticas especialmente adequadas produo de biomassa para

fins energticos: clima tropical mido, terras disponveis, mo-de-obra rural abundante e

carente de oportunidades de trabalho, e nvel industrial tecnolgico disponvel.

3.1.3 Aproveitamento da biomassa

Fonte de energia renovvel (quando manejada adequadamente), a biomassa apresenta

vantagens ambientais inexistente em qualquer combustvel fssil. Como no emite xidos de

nitrognio e enxofre, e o CO2 lanado na atmosfera durante a queima absorvido na

fotossntese, apresenta balano zero de emisses (Reis, 2003). Dito de outra forma,

comparada s opes energticas de origem fssil, a biomassa possui um ciclo extremamente

curto. Alm do pequeno tempo necessrio sua produo, a fotossntese, processo produtivo


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da biomassa, capta em geral quantidades superiores quelas dos gases emitidos na queima

para a formao de mais matria-prima. (Mello, 2001) Tais caractersticas devem,

futuramente, reverter a tendncia de troca de combustveis, e a biomassa vai retornar espaos

ocupados pelo petrleo e o carvo mineral.

O aproveitamento da biomassa pode ser feito por meio da combusto direta (com ou

sem processos fsicos de secagem, classificao, compresso, corte/quebra etc.), atravs de

processos termoqumicos (gaseificao, pirlise, liquefao e transestrificao) ou de

processos biolgicos (digesto anaerbia e fermentao).

A figura 2 mostra os principais processos de converso energtica da biomassa.

Figura 2: Processo de converso energtica da biomassaFonte: Atlas de energia Eltrica do Brasil 2005

De acordo com o Atlas de Energia Eltrica do Brasil (2005), as tecnologias de

aproveitamento energtico da biomassa so:

Combusto direta: combusto a transformao de energia qumica dos

combustveis em calor, por meio das reaes dos elementos constituintes com o oxignio


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fornecido. Para fins energticos, a combusto direta ocorre essencialmente em foges (coco

de alimentos), fornos (metalurgia, por exemplo) e caldeiras (gerao de vapor, por exemplo).

Embora muito prtico e, s vezes, conveniente, o processo de combusto direta normalmente muito ineficiente. Outro problema da combusto direta a alta umidade (20 %

ou mais no caso da lenha) e a baixa densidade energtica do combustvel (lenha, palha,

resduos, etc.), o que dificulta o seu armazenamento e transporte.

Gaseificao: como o prprio termo indica, gaseificao um processo de converso

de combustveis slidos em gasosos, por meio de reaes termoqumicas, envolvendo vapor

quente e ar, ou oxignio, em quantidades inferiores estequiomtrica (mnimo terico para a

combusto). H vrios tipos de gaseificadores, com grandes diferenas de temperatura e/ou

presso. Os mais comuns so os reatores de leito fixo e de leito fluidizado.

O gs resultante uma mistura de monxido de carbono, hidrognio, metano, dixido

de carbono e nitrognio, cujas propores variam de acordo com as condies do processo,

particularmente se ar ou oxignio que est sendo usado na oxidao.

A gaseificao de biomassa, no entanto, no um processo recente. Atualmente, esse

renovado interesse deve-se principalmente limpeza e versatilidade do combustvel gerado,

quando comparado aos combustveis slidos. A limpeza se refere remoo de componentes

qumicos nefastos ao meio ambiente e sade humana, entre os quais o enxofre. A

versatilidade se refere possibilidade de usos alternativos, como em motores de combusto

interna e turbinas a gs. Um exemplo a gerao de eletricidade em comunidades isoladas

das redes de energia eltrica, por intermdio da queima direta do gs em motores de

combusto interna. Outra vantagem da gaseificao que, sob condies adequadas, produz

gs sinttico, que pode ser usado na sntese de qualquer hidrocarboneto.

Pirlise: a pirlise ou carbonizao o mais simples e mais antigo processo de

converso de um combustvel (normalmente lenha) em outro de melhor qualidade e contedo

energtico (carvo, essencialmente). O processo consiste em aquecer o material original

(normalmente entre 300 C e 500 C), na quase-ausncia de ar, at que o material voltil

seja retirado. O principal produto final (carvo) tem uma densidade energtica duas vezes

maior que aquela do material de origem e queima em temperaturas muito mais elevadas.

Alm de gs combustvel, a pirlise produz alcatro e cido piro-lenhoso.


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A relao entre a quantidade de lenha (material de origem) e a de carvo (principal

combustvel gerado) varia muito, de acordo com as caractersticas do processo e o teor de

umidade do material de origem. Em geral, so necessrias de quatro a dez toneladas de lenha

para a produo de uma tonelada de carvo. Se o material voltil no for coletado, o custo

relativo do carvo produzido fica em torno de dois teros daquele do material de origem

(considerando o contedo energtico).

Nos processos mais sofisticados, costuma-se controlar a temperatura e coletar o

material voltil, visando melhorar a qualidade do combustvel gerado e o aproveitamento dos

resduos. Nesse caso, a proporo de carvo pode chegar a 30% do material de origem.

Embora necessite de tratamento prvio (reduo da acidez), o lquido produzido pode ser

usado como leo combustvel.

Nos processos de pirlise rpida, sob temperaturas entre 800 C e 900 C, cerca de 60

% do material se transforma num gs rico em hidrognio e monxido de carbono (apenas 10

% de carvo slido), o que a torna uma tecnologia competitiva com a gaseificao. Todavia, a

pirlise convencional (300 C a 500 C) ainda a tecnologia mais atrativa, devido ao

problema do tratamento dos resduos, que so maiores nos processos com temperatura mais

elevada.

A pirlise pode ser empregada tambm no aproveitamento de resduos vegetais, como

subprodutos de processos agroindustriais. Nesse caso, necessrio que se faa a compactao

dos resduos, cuja matria-prima transformada em briquetes. Com a pirlise, os briquetes

adquirem maiores teores de carbono e poder calorfico, podendo ser usados com maior

eficincia na gerao de calor e potncia.

Digesto anaerbia: a digesto anaerbia, assim como a pirlise, ocorre na ausnciade ar, mas, nesse caso, o processo consiste na decomposio do material pela ao de

bactrias (microrganismos acidognicos e metanognicos). Trata-se de um processo simples,

que ocorre naturalmente com quase todos os compostos orgnicos.

O tratamento e o aproveitamento energtico de dejetos orgnicos (esterco animal,

resduos industriais, etc.) podem ser feitos pela digesto anaerbia em biodigestores, onde o

processo favorecido pela umidade e pelo aquecimento. O aquecimento provocado pela

prpria ao das bactrias, mas, em regies ou pocas de frio, pode ser necessrio calor

adicional, visto que a temperatura deve ser de pelo menos 35C.


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Em termos energticos, o produto final o biogs, composto essencialmente por

metano (50% a 75%) e dixido de carbono. Seu contedo energtico gira em torno de 5.500

kcal por metro cbico. O efluente gerado pelo processo pode ser usado como fertilizante.

Fermentao: fermentao um processo biolgico anaerbio em que os acares de

plantas como a batata, o milho, a beterraba e, principalmente, a cana de acar so

convertidos em lcool, por meio da ao de microrganismos (usualmente leveduras). Em

termos energticos, o produto final, o lcool, composto por etanol e, em menor proporo,

metanol, e pode ser usado como combustvel (puro ou adicionado gasolina cerca de 20%)

em motores de combusto interna.

Transesterificao: transesterificao um processo qumico que consiste na reao

de leos vegetais com um produto intermedirio ativo (metxido ou etxido), oriundo da

reao entre lcoois (metanol ou etanol) e uma base (hidrxido de sdio ou de potssio).

Os produtos dessa reao qumica so a glicerina e uma mistura de steres etlicos ou

metlicos (biodiesel). O biodiesel tem caractersticas fsico-qumicas muito semelhantes s do

leo diesel e, portanto, pode ser usado em motores de combusto interna, de uso veicular ou

estacionrio.

Neste trabalho ser considerada a digesto anaerbica como tecnologia de

aproveitamento energtico da biomassa, visto que a matria prima para a produo do biogs

so dejetos de sunos.

3.2 Suinocultura

A suinocultura uma atividade importante, tanto do ponto de vista econmico como

social. No Brasil, a regio sul abriga a maior parte do rebanho suno, responsvel pela

produo de dejetos com potencial de gerao de energia a partir do biogs produzido pelo

processo de tratamento dos excrementos da suinocultura. Segundo a ACSURS (Associao deCriadores de Sunos do Rio Grande do Sul), o rebanho do estado gacho est estimado em


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6,21 milhes de cabeas. A tabela 1 mostra a distribuio do rebanho no Brasil e a tabela 2

mostra a evoluo da criao de sunos no Rio Grande do Sul, sendo que os dados mostrados

a partir de 2007 so estimativas feitas pela ACSURS.

Tabela 1: Distribuio do rebanho suno brasileiro

Regio Nmero de cabeas (milhes) %Sul 13 34,21

Sudeste 7,2 18,95

Nordeste 8,75 23,03Centro Oeste 6,15 16,18

Norte 2,9 7,63Total 38 100 Fonte: www.acsurs.com.br

Tabela 2: Evoluo do rebanho suno no Rio Grande do Sul

1985 42522751986 43446071987 40370601988 34511221989 35660891990 37446871991 38541841992 39290821993 40434491994 41819651995 42455661996 39225911997 4066847

1998 40550241999 41404682000 41333032001 40762472002 40369522003 41450522004 40940302005 42337912006 58271952007 5972875

2008 61221972009 6214030

Fonte: www.acsurs.com.br


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3.2.1 Suinocultura e o ambiente

A populao de sunos no Brasil, que hoje ultrapassa os 38 milhes de animais

alojados, com boas perspectivas de crescimento para os prximos anos e com a implantao

de projetos inovadores no setor suincola, passa a exigir a adoo de mtodos e tcnicas mais

adequadas para manejar, estocar, tratar, utilizar e dispor os dejetos, dentro do sistema de

produo, tentando manter a qualidade ambiental e reutilizando os resduos em outros

sistemas agrcolas para agregar maior rentabilidade produo.

Uma das principais caractersticas da atual expanso da suinocultura no Brasil a alta

concentrao de animais por rea, visando atender ao consumo interno e externo de carne,

produtos e derivados dessa atividade. Em conseqncia, notvel a extensa poluio hdrica

nas reas de maior concentrao pela alta carga orgnica e a presena de coliformes fecais

provenientes dos dejetos que, somada aos problemas causados por resduos domsticos e

industriais, tem causado srios problemas ambientais, como a destruio dos recursos naturais

renovveis, em especial a gua. Esta situao exige mecanismos de fiscalizao mais

rigorosos dos rgos oficiais no controle da emisso dos elementos poluidores.

Alm do fator financeiro, o principal motivo que leva o homem a no tratar

devidamente os dejetos de sunos acreditar que o esterco in natura adubo para o solo.

Enquanto os fertilizantes qumicos podem ser formulados para cada tipo de solo, os dejetos de

sunos possuem simultaneamente inmeros nutrientes - clcio, nitrato, cobre, zinco, fsforo e

ferro - em quantidades desproporcionais, normalmente encontrados nas raes para a engorda.

Massotti (2009) ensina, de maneira clara e didtica que todas as fezes e urina

produzidos na propriedade, observando custos, eficincia, praticidade e condies locais

devem ser armazenadas, no esquecendo de que SAUDVEL, LUCRATIVO e LEGAL. E

mais: a suinocultura somente vivel quando ela parte integrante do sistema produtivo na

pequena propriedade, e no apenas um empreendimento isolado. Por isso, o aproveitamento

racional dos dejetos como adubao do solo indispensvel.

Segundo o IBGE (1983), a suinocultura no Brasil uma atividade predominantemente

desenvolvida por pequenas propriedades rurais. Cerca de 81,7 % dos sunos so criados em


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unidades de at 100 hectares (ha). Essa atividade se encontra presente em 46,5 % das 5,8

milhes de propriedades existentes no pas, empregando mo-de-obra tipicamente familiar e

constituindo uma importante fonte de renda e de estabilidade social.

Por outro lado, a atividade considerada pelos rgos ambientais uma "atividade

potencialmente causadora de degradao ambiental", sendo enquadrada como de grande

potencial poluidor. Pela Legislao Ambiental (Lei 9.605/98 - Lei de Crimes Ambientais), o

produtor pode ser responsabilizado criminalmente por eventuais danos causados ao meio

ambiente e sade dos homens e animais. Os dejetos sunos, at a dcada de 70, no

constituam fator preocupante, pois a concentrao de animais era pequena e o solo das

propriedades tinha capacidade para absorv-los ou eram utilizados como adubo orgnico.

Porm o desenvolvimento da suinocultura trouxe a produo de grandes quantidades de

dejetos, que pela falta de tratamento adequado, se transformou na maior fonte poluidora dos

mananciais de gua.

Como se v, a suinocultura, ao lado da importncia econmica que exerce, pode ser

considerada uma atividade de alto risco para a contaminao da gua de bacias hidrogrficas

devido grande quantidade de efluentes altamente poluentes sem tratamento prvio produzido

e lanado ao solo e nos cursos de gua. Os maiores problemas de poluio causados pelasuinocultura concentram-se principalmente nos estados do Rio Grande do Sul, Santa Catarina

e Paran, que juntos mantm cerca de 70% do rebanho suno do Brasil.

A partir da segunda metade dos anos 70, a produo de sunos aumentou e,

conseqentemente, a de dejetos tambm. Com isso, a poluio de muitos mananciais de gua

aumentou drasticamente, pois o dficit de oxigenao de uma fonte de gua atingida pela

contaminao de esgoto domstico muitssimo menor do que o produzido pela

contaminao com dejetos de sunos. As guas atingidas pela emisso de efluentes das

pocilgas perdem, em pouco tempo, a capacidade de manuteno da vida da fauna e flora

aquticas.

A suinocultura uma atividade da agropecuria que vem preocupando os

ambientalistas nos ltimos anos, por constituir frao importante da produo animal no pas,

por gerar grandes quantidades de resduos e por representar capacidade poluidora

significativamente maior, em comparao, por exemplo, com os resduos dos seres humanos.


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Utilizando-se o conceito de equivalente populacional, um suno, em mdia, equivale a

3,5 pessoas. Em outras palavras, uma granja de com 600 animais possui um poder poluente,

segundo esse critrio, semelhante ao de um ncleo populacional de aproximadamente 2.100

pessoas.

O potencial poluidor dos dejetos da suinocultura chega a ser cinco vezes maior que o

produzido pelo ser humano. Nas regies, como o Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul,

Oeste de Santa Catarina, principalmente onde se concentram as atividades, o solo, a gua e,

at mesmo o ar, esto contaminados.

O Brasil tem na agricultura, na pecuria e na indstria um importante suporte de

desenvolvimento econmico. Porm, todo esse desenvolvimento agrcola e agroindustrial no

teve e no tem tido acompanhamento de uma poltica ambiental preocupada em controlar os

srios problemas resultantes do despejo indiscriminado dos resduos resultantes dessas

atividades.

Os principais elementos constituintes dos dejetos sunos que afetam as guas

superficiais so matria orgnica, nutrientes, bactrias fecais e sedimentos. Ao lado disso, a

emisso de gases originados dos dejetos pode produzir efeitos prejudiciais e alterar, de

maneira indesejada, as caractersticas do ar ambiente e causar, entre outros agravantes,

prejuzos nas vias respiratrias de homens e animais, bem como a formao de chuva cida

por meio de descargas de amnia na atmosfera, alm de contriburem para o aquecimento

global da terra.

Em contrapartida, porm, os dejetos podem ser utilizados como fertilizantes ou ainda

empregados na produo de combustveis para a gerao de energia.

Levantamento realizados pelo Servio de Extenso Rural do Oeste de Santa Catarina

evidenciaram que apenas 10 a 15 % dos suinocultores possuem sistema para tratamento ou

aproveitamento dos dejetos e que cerca de 85 % das fontes de gua no meio rural esto

contaminadas por coliformes fecais, oriundos do lanamento dos dejetos de sunos em cursos

de gua.

Por tudo o que foi resumido, fica evidente que a poluio ambiental por dejetos um

problema que vem se agravando na suinocultura moderna. Diagnsticos recentes tm


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demonstrado um alto nvel de contaminao dos rios e lenis de gua superficiais que

abastecem tanto o meio rural como o urbano.

A principal causa da poluio o lanamento direto do esterco de sunos nos cursos degua, sem o devido tratamento, o que acarreta o desequilbrio ecolgico e a poluio em

funo da reduo do teor de oxignio dissolvido na gua, disseminao de patgenos e

contaminao das guas potveis com amnia, nitratos e outros elementos txicos.

A criao de sunos acarreta ainda outro tipo de poluio, associada ao problema do

odor desagradvel dos dejetos. O odor provocado pela evaporao dos compostos volteis

contidos no esterco.

O mau cheiro pode at tornar-se um causador de conflitos sociais entre as pessoas

afetadas. por isso que as unidades de produo de sunos so muitas vezes vistas como

ambiental e socialmente indesejveis nas comunidades. A busca de solues para este

problema tambm essencial para a sustentabilidade da suinocultura.

A relao da suinocultura com o meio ambiente uma questo no resolvida, e hoje o

tratamento dos dejetos de sunos um desafio mundial, tendo motivado o fechamento de

granjas na Holanda e Alemanha, diante dos impactos ambientais provocados pela atividade.

As caractersticas dos dejetos variam em funo da espcie, sexo, tamanho, raa e

atividade dos animais, da temperatura e umidade do ar e, ainda, da alimentao fornecida, em

funo da usa digestibilidade e do contedo de protenas e fibras. Por meio da caracterizao

dos resduos, pode-se verificar a viabilidade da adoo do processo de biodigesto anaerbia

ou mesmo a possibilidade de indicao de microorganismos mais adequados a um dado

substrato.

Conhecer as caractersticas dos dejetos dos animais essencial para o projeto dos

sistemas de tratamento e para a avaliao das conseqncias negativas do manejo e disposio

inadequados deste resduo. O nitrognio oxidvel, por exemplo, est diretamente ligado

concentrao de nitratos e nitritos nas guas, responsveis pela cianose, doena infantil. Por

outro lado, o conjunto das concentraes de N, P e C nos resduos o maior responsvel pela

eutrofizao dos cursos dgua, fenmeno que corresponde ao aumento da atividade vegetal

aqutica com alta demanda de oxignio.


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A utilizao dos dejetos de sunos como fertilizantes orgnicos, como j foi dito

acima, tambm pode contribuir para a contaminao dos recursos hdricos se as quantidades

aplicadas forem superiores capacidade do solo e das plantas em absorverem os nutrientes

presentes nesses resduos. Dessa forma, poder haver contaminao das guas superficiais

(quando a capacidade de infiltrao da gua no solo for baixa) e a contaminao das guas

subterrneas (quando a infiltrao da gua no solo for elevada).

O que falta, na realidade, atitude, ou seja, adotar tcnicas de manejo adequado dos

resduos com estruturas para coleta, transporte, armazenamento, tratamento e reciclagem. O

tratamento consiste em compatibilizar a composio final, remover ou transformar os agentes

poluentes do material, de forma que este possa ser reaproveitado no solo ou descartado em

cursos dgua sem comprometer o meio ambiente. A reciclagem compreende o

aproveitamento do potencial dos resduos para implementar a produo agrcola,

reaproveitando os componentes fertilizantes, e a produo do biogs.

Na maioria dos pases da Europa, a legislao de proteo ambiental muito rgida

com relao aos dejetos produzidos pelos sunos e outros animais, considerando

principalmente a dificuldade de distribuio. No Brasil, a partir de 1991, o assunto passou a

ter maior importncia, a partir do momento em que o Ministrio Pblico comeou a assumir oseu papel, exigindo o cumprimento da legislao, aplicando advertncias, multas e mesmo

interditando granjas que no se adequassem ao cumprimento das normas ambientais.

Considerando um universo de nvel internacional, pesquisas importantes foram e esto

sendo realizadas em diversos pases sobre o tema dos impactos ambientais. Souza (2001) cita

diversos autores que estudam os efeitos de tal atividade sobre a gua dos Estados Unidos, os

impactos da suinocultura na Holanda, os impactos em vrios pases da Europa, os impactos

resultantes da suinocultura em larga escala na Europa e tambm sobre os dejetos de sunos na

Itlia.

A partir da preocupao sobre a poluio ambiental causada pela suinocultura, surgiu

a necessidade de investimentos para o tratamento dos dejetos. Das variadas alternativas

propostas, a tecnologia da biodigesto anaerbia vem sendo adotada no setor, pela sua

comprovada eficincia e por receber incentivos financeiros das instituies oficiais. Alm do

tratamento dos dejetos, possibilta a produo do biogs (combustvel de alto potencialenergtico) e do biofertilizante (adubo com alta concentrao de nutriente para os vegetais). E


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ainda evita a emisso do gs metano, um dos responsveis pelo efeito estufa que tanto

preocupa o mundo na atualidade.

O ideal seria que todas as unidades de produo tivessem estrutura adequada paracoletar, transportar, armazenar e tratar os dejetos antes de lan-los na natureza.

3.3 Biogs

Biogs o nome dado mistura de gases produzidos pela biodigesto de materiais

orgnicos Trata-se de uma mistura gasosa resultante da fermentao da biomassa no processo

do tratamento anaerbio, ou seja, pela ao de bactrias na ausncia de oxignio. O biogs

pode aparecer de forma natural em pntanos, lagos e rios, como uma fase no ciclo do carbono

em nosso planeta. Outra forma de obt-lo nos biodigestores, onde se opera a decomposio

de resduos orgnicos, restos de plantas, lixo urbano, dejetos de animais entre outros.

Massotti (2009) o descreve como um gs natural inflamvel, resultante da fermentao

anaerbica (na ausncia de ar) de dejetos animais, de resduos vegetais e de lixo industrial ou

residencial em condies adequadas de umidade. O biogs composto basicamente de dois

gases: o metano que representa 60-80 % da mistura e o gs carbnico que representa os 40-20

% restantes. Outros gases participam da composio em propores menores, destacando-se o

gs sulfdrico que pode chegar a 1,5 %. A pureza do biogs avaliada pela presena de

metano. Quanto maior o percentual de metano mais puro ser o gs.

Na definio de Zachow (2000), a proporo de cada gs na mistura depende de vrios

parmetros, como o tipo de digestor e o substrato a digerir. De qualquer forma, esta mistura

essencialmente constituda por metano (CH4) e por dixido de carbono (CO2), estando o seu

poder calorfico diretamente relacionado com a quantidade de metano existente na mistura

gasosa.

Por sua vez, Schwade (2006) ainda comenta que, de forma geral, o biogs um gsincolor, insolvel em gua e geralmente inodoro se no contiver demasiadas impurezas.


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Possui baixa densidade, sendo mais leve do que o ar e apresentando menores riscos de

exploso, comparado ao gs natural. Em contrapartida, ocupa um volume maior, conferindo-

lhe algumas desvantagens em relao a transporte e utilizao.

Segundo Teixeira (1985), o biogs tambm chamado de gs de esgoto, Klar gs,

March gs, RDF (combustvel derivado de refugo), gs de lodo, fogo dos tolos, Gobar gs

(gs de esterco bovino), bioenergia e combustvel do futuro. A presena do sulfeto de

hidrognio pode conferir ao biogs um odor caracterstico de ovo podre.

O biogs tem efeitos asfixiantes quando em concentraes elevadas. Quando a

concentrao do oxignio estiver abaixo de 17 %, a respirao torna-se difcil, sendo que

abaixo de 13 % atinge limites asfixiantes.

At h pouco tempo, o biogs era considerado um subproduto obtido por meio da

decomposio de lixo urbano, do tratamento de efluentes domsticos e resduos animais.

Porm, pesquisas de fontes renovveis para a produo de energia que possibilitem a reduo

da utilizao dos recursos naturais esgotveis, a alta dos preos dos combustveis

convencionais e o crescente desenvolvimento econmico vm sendo estimuladas.

A produo de biogs a partir de resduos animais varia a cada espcie de animal e de

acordo com o mtodo de armazenamento do esterco, anterior sua introduo no biodigestor.

Isso porque a biodegrabilidade dos slidos volteis, varia com a espcie animal, o perodo e o

tipo de armazenamento dos resduos (pr-fermentao), que posteriormente so convertidos

em biogs Os diferentes rendimentos na produo de biogs so funo da composio

qumica do substrato e da eficincia do biodigestor principalmente. Para aumentar a produo

de biogs no inverno, deve-se incorporar carga diria: urina animal, palha, melao ou sulfato

de amnia, para aumentar o nvel de nitrognio que estimula as bactrias.

Figueiredo (2007), afirma que a converso energtica do biogs pode ser apresentada

como uma soluo para o grande volume de resduos produzidos por atividades agrcolas e

pecurias, destilarias, tratamento de esgotos domsticos e aterros sanitrios, visto que reduz o

potencial txico das emisses de metano ao mesmo tempo em que produz energia eltrica,

agregando, desta forma, ganho ambiental e reduo de custos.

Algumas vantagens do uso do biogs em relao ao gs de bujo que ele, aocontrrio do GLP, mais higinico, pois produz menos fumaa e no deixa resduos de


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fuligem nas panelas e demais utenslios de cozinha e tambm acaba eliminando os custos

relativos ao transporte de bujes de gs (GLP) desde o litoral at o interior do pas. Alm do

manejo dos dejetos dos animais (porcos, bois, aves e cavalos), os prprios excrementos

humanos tambm podem ser transformados em biogs e biofertilizante, resolvendo com isso,

o problema sanitrio representado pelas "casinhas", como so conhecidas no interior as

latrinas. Tais privadas costumam ser construdas de forma extremamente precria,

ocasionando o transbordamento das fezes humanas em temporadas de muita chuva e atraindo

grande quantidade de insetos, especialmente moscas.

Segundo Gaspar (2003), com o binmio biogs-biofertilizante que "mais de cem

milhes de chineses, com seus biodigestores "homemade", conseguem energia suficiente para

suas necessidades domsticas e adubo para fertilizar suas plantaes", alm de manter o meio

ambiente "livre de verminoses, esquistossomoses, hepatites e doenas entricas".

Ainda na linha das vantagens, o biogs, pode ser usado na substituio do gs de

cozinha e tambm alimentar lampies a gs. Um motor destinado a acionar uma bomba

d'gua, um pequeno moinho ou uma descaroadeira de algodo pode funcionar perfeitamente

base de biogs. O mesmo pode ser feito com uma geladeira a gs, uma chocadeira,

secadores de gros, geradores de energia eltrica ou ventiladores destinados a refrescar oambiente interno de granjas.

Alm disso, segundo Gaspar (2003), em regies onde a temperatura mdia se encontra

estvel (geralmente acima de 20 C), no h necessidade de aquecer a gua a ser adicionada

aos dejetos. Em locais onde a temperatura cai bruscamente durante certos meses, o

aquecimento pode ser feito com a energia produzida pelo prprio biogs.

Em sntese, conforme Gaspar (2003) os benefcios do biogs podem ser visualizadosmelhor atravs da observao dos dados da tabela 3, calculados para uma residncia com 5

pessoas. O consumo total de biogs em uma propriedade rural determina a quantidade de

biomassa e de animais necessrios para se obter a produo necessria. Este clculo deve ser

levado em conta na hora de planejar as dimenses do biodigestor.


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Tabela 3: Relao de consumo de biogs em equipamentos

EQUIPAMENTOS UNIDADE CONSUMOLampio (cada) m/h 0,14

Cozimento (5 pessoas x 0,23 m) m/h 1,15Fogo m/dia/pessoa 0,34Motor m/hp/h 0,45

Chuveiro m/banho de 15 minutos 0,8Campnula para aquecer pintos m/h para 1500 kcal 0,162

Geladeira m/dia 2Incubadora m/h/100 l de capacidade 0,05

Gerao de eletricidade m/KW/h 0,62Total de consumo / dia m 6

Fonte: Gaspar (2003)

3.3.1 Caractersticas do biogs

A maioria dos componentes misturados ao biogs (ou biometano, como tambm conhecido) no nociva sade. H, no entanto, uma preocupao especial quando o

problema a armazenagem do gs. O sulfeto de hidrognio, a partir de determinados nveis de

concentrao, altamente corrosivo. Ataca materiais como o cobre, o lato, o ao, entre

outros e txico, podendo at levar morte, se o teor estiver acima de 1 % (nvel considerado

excepcional nas condies normais do biogs). Isso, no entanto, s acontece se inalados os

produtos da combusto por causa da formao de dixido de enxofre (SO2).

Alm disso, o amonaco, sempre em concentraes muito fracas, pode ser corrosivo

para o cobre, liberando xido de azoto durante a sua combusto, igualmente txico. Os outros

gases contidos no biogs, no suscitam problemas em termos de toxicidade ou nocividade. O

gs carbnico, em proporo significativa (35 %), ocupa um volume perfeitamente

dispensvel e exige, quando no suprimido, um aumento das capacidades de armazenamento.

Por fim, o vapor de gua pode ser corrosivo para as canalizaes, depois de condensado

(Zachow, 2000).

Equivalncias energticas:


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1 m de biogs = 5500 kcal, equivalente a:

UnidadesMetano 1,7 mGs de cidade 1,5 mGasolina 0,8 llcool 1,3 lCarboneto de Clcio 2 kgGasleo 0,7 lEletricidade 7 kw/hMadeira 2,7 kgCarvo de madeira 1,4 kgButano 0,2 mPropano 0,25 m

3.3.2 Utilizao do biogs

A maneira mais prtica para a utilizao do biogs o uso em geradores para a

produo de energia eltrica, embora seja possvel tambm o uso direto para queima. Mas o

rendimento desta transformao muito baixo, da ordem de 25 % e os geradores quase

sempre so de duplo combustvel (biogs e diesel). Para motores estacionrios, no h

necessidade de comprimir o biogs. J para motores mveis, a compresso torna-se uma

imposio prtica, de forma a dar autonomia ao veculo.

Para utilizar o biogs como combustvel em carros, tratores e caminhes, recomenda-

se que ele seja purificado com a remoo do dixido de carbono para poder ser comprimido a

alta presso.

H diversas vantagens em substituir gasolina e diesel pelo biogs. Por ser mais leve

que o ar, por exemplo, em caso de vazamento este sobe rapidamente e dissipa-se na

atmosfera. Alm disso, a sua elevada temperatura de ignio, sensivelmente mais elevada que

a da gasolina diminui o risco de inflamao por contato com superfcies quentes.

Em reas rurais, conforme Teixeira (1985), a utilizao do biogs deve ser estudada

antes da escolha do local e o incio da construo do biodigestor, pois diversos fatores influema otimizao da sua produo.


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Entre as vrias formas viveis de utilizao dos efluentes na gerao do biogs, os

restos slidos podem ser usados como volumoso na composio de raes para animais e

peixes, como cama para animais, em forragem para sunos e como fertilizante, em

substituio aos fertilizantes qumicos.

Teixeira (1985), comenta que, o biogs pode ser queimado diretamente em foges,

lampies para iluminao, fornalha para aquecimento de gua, secadores de produtos

agropecurios, ou alimentando motores de combusto interna para gerao de energia

mecnica ou eltrica. O biogs tambm pode ser utilizado para refrigerao e irrigao. Na

agropecuria pode substituir o gs GLP e a eletricidade no aquecimento de animais, preparo

da rao, lana-chamas para esterilizao em mquinas de ordenha e na obteno de gua

quente para lavagem de equipamentos e limpeza sanitria das instalaes. O biogs pode

substituir, praticamente, todos os derivados de petrleo, principalmente, quando utilizado em

equipamentos estacionrios. Alm desses, tambm o resfriamento do leite um timo meio

para utilizao do biogs. A adaptao de aparelhos comerciais destinados a gs liquefeito de

petrleo, para que sejam alimentados com biogs, geralmente, limita-se, a um aumento no

orifcio de escape destes aparelhos de forma a possibilitar uma maior vazo e uma checagem

no dimetro da tubulao que o alimenta para conferir a presso de utilizao. Isto significa

que o biogs permite a produo de energia eltrica e trmica. Assim, os sistemas que

produzem o biogs, podem tornar a explorao pecuria auto-suficiente em termos

energticos, assim como contribuir para a resoluo de problemas de poluio de efluentes.

3.3.3 Formao do biogs

Gaspar (2003), afirma que, produto da ao digestiva das bactrias metanognicas, o

biogs composto, principalmente, por gs Carbnico (CO2) e Metano (CH4), embora

apresente traos de Nitrognio (N), Hidrognio (H) e gs Sulfdrico (H2S). Ele se forma

atravs da decomposio de matria orgnica (biomassa) em condies anaerbicas. O

metano, principal componente do biogs, um gs incolor, inodoro, altamente combustvel.Sua combusto apresenta uma chama azul-lils e, s vezes, com pequenas manchas


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vermelhas. No produz fuligem e seu ndice de poluio atmosfrico inferior ao do butano,

presente no gs de cozinha.

Figueiredo (2007) complementa afirmando que o biogs formado a partir dadegradao da matria orgnica. Sua produo possvel a partir de uma grande variedade de

resduos orgnicos como lixo domstico, resduos de atividades agrcolas e pecurias, lodo de

esgoto, entre outros. composto tipicamente por 60% de metano, 35% de dixido de carbono

e 5% de uma mistura de outros gases como hidrognio, nitrognio, gs sulfdrico, monxido

de carbono, amnia, oxignio e aminas volteis. Dependendo da eficincia do processo, o

biogs chega a conter entre 40% e 80% de metano.

Zachow (2000) comenta que,

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