1. INTRODUÇÃO
Na tentativa de solucionar problemas referentes à energia, países de todo o mundo buscam novas tecnologias com objetivo de obter energia de forma renovável, sustentável, menos poluente, mais adequada à matriz energética e, principalmente, que diminua a necessidade de usar energias fósseis. A biomassa aparece nesse cenário como a mais velha energia renovável usada pelo homem e como a melhor alternativa para enfrentar os problemas futuros de falta de energia (CORTEZ et al, 2008).
O biogás e o biofertilizante permitem aumento da produção agrícola e a transformação dos produtos tradicionais rurais, agregando valor, organizando a produção, aumentando a conservação dos produtos e melhorando a logística de comercialização para os agricultores familiares. (QUADROS et al, 2010).
1.1.Biodigestor
O biodigestor é um sistema destinado a criar condições propícias para que um grupo especial de bactérias, as metanogênicas, degrade o material orgânico, com a consequente liberação do gás metano (BARRERA, 1993), assim, converte o esterco “in natura”, em duas bases para o desenvolvimento sustentável: energia renovável (biogás) e biofertilizante (QUADROS et al, 2009). Segundo Deganutti et al (2002) o material orgânico, em solução aquosa, sofre decomposição, gerando o biogás que irá se acumular na parte superior da referida câmara.
De acordo com Dorian & Linn (1979), o manejo inadequado desses dejetos, os quais são ricos em matéria orgânica e agentes patogênicos, pode ser responsável pela poluição de águas superficiais e subterrâneas, devido ao carreamento desse material pela ação das chuvas.
Existem diversos modelos de biodigestores, podendo destacar o Chinês, o Indiano, o de manta de laminado de PVC (cloreto de polivinila) também chamado de Canadense, outros ainda mais complexos construídos nas usinas de biogás principalmente na Europa e outros mais simples como alguns caseiros (BARRERA, 1993).
1.1.1. Biodigestor modelo indiano
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| Fonte: Biodigestor Sertanejo ( Dom Helder). |
O biodigestor a ser instalado será do tipo indiano, modelo mais difundido no Brasil (ANDRADE et al, 2002).
Este modelo de biodigestor caracteriza-se por possuir uma campânula como gasômetro, a qual pode estar mergulhada sobre a biomassa em fermentação, ou em um selo d’água externo, e uma parede central que divide o tanque de fermentação em duas câmaras. A função da parede divisória faz com que o material circule por todo o interior da câmara de fermentação (DEGANUTTI et al, 2002).
Segundo Lucas Junior & Souza (2009), os principais componentes de um biodigestor modelo indiano são:
a) Caixa de carga (local de diluição dos dejetos);
b) Tubo de carga (condutor dos dejetos diluídos da caixa de carga para o interior do biodigestor);
c) Câmara de biodigestão cilíndrica (local onde ocorre a fermentação anaeróbia com produção de biogás);
d) Gasômetro (local para armazenar o biogás produzido formado por campânula que se movimenta para cima e para baixo);
e) Tubo-guia (guia o gasômetro quando este se movimenta para cima e para baixo);
f) Tubo de descarga (condutor para saída do material fermentado sólido e líquido);
g) Caixa ou canaleta de descarga (local de recebimento do material fermentado sólido e líquido);
h) Saída de biogás (dispositivo que permite a saída do biogás produzido para ser encaminhado para os pontos de consumo).
1.2.Biogás
Um dos produtos resultantes do processo que ocorre dentro do biodigestor é o chamado biogás. Também chamado de gobar gás ou gás dos pântanos, o biogás é uma mistura de gases, com predominância de metano (CH4) e gás carbônico (CO2). Também fazem parte dessa mistura o nitrogênio, o oxigênio, o hidrogênio e o gás sulfídrico (H2S). O sulfeto de hidrogênio (H2S), como também é chamado, é o gás que dá o odor pútrido característico do biogás (RANZI & ANDRADE, 2004).
O principal componente do biogás é o metano representando cerca de 60 a 80% na composição do total de mistura (PECORA, 2006)
Ainda, segundo Souza et al (1999), o biogás é um combustível gasoso com um conteúdo energético elevado semelhante ao gás natural. Este combustível pode ser utilizado para geração de energia elétrica, térmica ou mecânica em uma propriedade rural. Contribuindo desta forma para redução dos custos de produção.
Durante todos os processos de fabricação do biogás alguns parâmetros sempre devem ser mantidos em condições específicas. Entre os vários fatores que influem na atividade das bactérias como, por exemplo, as metanogênicas, destaca-se a quantidade de matéria seca, a concentração de nutrientes, o pH, a temperatura interna do digestor, o tempo de retenção, a concentração de sólidos voláteis, a relação carbono/nitrogênio, a presença de substâncias tóxicas, entre outros fatores, no interior do biodigestor (COMASTRI FILHO, 1981).
1.3.Biofertilizante
Biofertilizante é o efluente resultante da fermentação anaeróbia da matéria orgânica, na ausência de oxigênio, por um determinado período de tempo. Pode ser utilizado como adubo do solo tanto puro quanto na formação de compostagens (DIESEL et al, 2002).
Após a estabilização da biomassa introduzida no biodigestor, tem-se um efluente maturado, o biofertilizante, considerado um ótimo adubo agrícola devido às suas características químicas, físicas e biológicas, podendo substituir o adubo químico. Desta forma, por estar curado, pode ser aplicado diretamente na lavoura. (RANZI & ANDRADE, 2004).
Segundo Oliver et al (2008), o biofertilizante como qualquer outro composto possui característica especifica como pH (potencial de hidrogênio) em torno de 7,5. Sendo assim, funciona como corretivo de acidez, liberando o fósforo e outros nutrientes para solução do solo. Além disso, o aumento do pH dificulta a multiplicação de fungos patogênicos às culturas, proporcionando grandes melhorias para o solo já que:
a) Os nutrientes do biofertilizante são fáceis de ser absorvido pelo solo e aproveitado na alimentação das plantas;
b) A qualidade e estrutura do solo são melhoradas, e assim as plantas têm mais facilidades de se desenvolver;
c) O solo fica mais resistente a erosão, graças ao melhoramento da agregação das partículas;
d) O biofertilizante aumenta a penetração de ar pelos poros do solo facilitando assim a respiração das raízes;
e) Solos degradados melhoram, já que o mesmo favorece a proliferação de bactérias;
f) A lavoura tem sua produtividade melhorada;
g) O biofertilizante pode estar estável se o biodigestor for manuseado de forma correto, podendo então estar fora de perigo de contaminar o meio ambiente, não vai haver proliferação de moscas e insetos e sem odor desagradável;
h) O mesmo ainda serve de controle de plantas daninhas, não permitindo seu crescimento na lavoura;
i) E por fim diminui o risco de contaminação por coliformes fecais presente no esterco, pois eles são eliminados na fermentação anaeróbica.
Ainda, segundo Santos (1995), tem ainda efeitos fungistáticos, inseticida, repelente, bacteriostático e ação fitormonal.
2. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
ANDRADE, M.A.N. et al. Biodigestores rurais no contexto da atual crise de energia elétrica brasileira e na perspectiva da sustentabilidade ambiental. In: ENCONTRO DE ENERGIA NO MEIO RURAL, 4, 2002, Campinas. Anais... Campinas: Enc. Ene. Meio Rural, 2002. p. 1-12.
BARRERA, P. Biodigestores: energia, fertilidade e saneamento para a zona rural. 2 ed. São Paulo: ÍCONE, 1993. 106 p.
CORTEZ, L. A. B.; LORA, E. E. S.; GÓMEZ, E. O. Biomassa para energia. 1 ed. Campinas: EDITORA DA UNICAMP, 2008. 733 p.
COMASTRI FILHO, J. A. Biogás: independência energética do pantanal mato-grossense. EMBRAPA, Corumbá, v. 1, n. 9, p. 1-53, out. 1981.
DEGANUTTI, R. et al. Biodigestores rurais: modelo indiano, chinês e batelada. In: ENCONTRO DE ENERGIA DO MEIO RURAL, 4, 2002, Bauru. Anais… Bauru: Enc. Ene. Meio Rural, 2002. p. 1-5.
DIESEL, R.; MIRANDA, C.R.; PERDOMO, C. C. Coletânea de tecnologias sobre dejetos suínos. BOLETIM INFORMATIVO DE PESQUISA—EMBRAPA SUÍNOS E AVES E EXTENSÃO-EMATER/RS, Concórdia, v. 10, n. 14, p. 1-31, ago. 2002.
DORAN, J.W.; LINN, D.M. Bacteriological quality of runoff water from pastereland. Applied of Microbiology, Nebraska, v. 37, n. 5, p. 985-991, mai. 1979.
EMBRAPA, Mapa exploratório-reconhecimento dos solos do município de Macaíba, RN. Disponível em: http://www.uep.cnps.embrapa.br/solos/rn/macaiba.pdf. Acesso em 02 jun. 2012, 17:26:12.
EMPARN, Climatologia. Disponível em: http://www.emparn.rn.gov.br/contentproducao/aplicacao/emparn/pesquisa/gerados/meteorologia.asp. Acesso em 02 jun. 2012, 21:17:38.
Koppen, Geografia Macaíba. Disponível em: http://pt.db-city.com/Brasil/Rio_Grande_do_Norte/Maca%C3%ADba. Acesso em: 02 jun. 2012, 20:12:23.
LUCAS JÚNIOR, J. Construção e operação de biodigestores. 1 ed. Viçosa: CTP, 2009. 158 p.
MATTOS, L.C.; FARIAS JUNIOR, M. Manual do Biodigestor Sertanejo. 1 ed. Recife: EDIÇÃO DO PROJETO DOM HELDER CÂMARA, 2011. 54 p.
OLIVA, C. A. et al. Potencial de conservação de energia nos processos de produção em uma propriedade rural. In: ENCONTRO DE ENERGIA DO MEIO RURAL, 4, 2002, Cascavel. Anais… Cascavel: Enc. Ene. Meio Rural, 2002. p.1-6.
OLIVER, A. P. M. et al. Manual de treinamento em biodigestão. 2 ed. Salvador: WINROCK INTERNACIONAL, 2008, 16 p.
PECORA, V. Implantação de uma unidade demonstrativa de geração de energia elétrica a partir do biogás de tratamento do esgoto residencial da USP – Estudo de Caso. 2006. 152 f. (Mestrado - Programa Interunidades de Pós-Graduação em Energia)-Instituto de Eletrotécnica e Energia (IEE), Universidade de São Paulo, São Paulo, 2006.
QUADROS, D.G. et al. Biodigestão anaeróbia de dejetos de caprinos e ovinos em reator contínuo de PVC flexível. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, Campina Grande, v. 14, n. 3, p. 326-332, mar. 2010.
QUADROS, D.G.; OLIVER, A.P.M.; REGIS, U.; VALLADARES, R. Análise econômica de biodigestores de PVC flexível para aproveitamento de dejetos da caprino-ovinocultura na agricultura familiar. In: CONGRESSO INTERNACIONAL DE BIOENERGIA, 4, 2009, Curitiba. Anais... Curitiba: UFPR, 2009. p. 1-13.
RANZI, T.J.D.; ANDRADE, M. A. N. Estudo de viabilidade de transformação de esterqueiras e bioesterqueiras para dejetos de suínos em biodigestores rurais visando o aproveitamento do biofertilizante e do biogás. In: ENCONTRO DE ENERGIA DO MEIO RURAL, 1, 2004, Campinas. Anais... Campinas: Enc. Ene. Meio Rural, 2004. p.1-12.
SANTOS, A. C. V. A ação múltipla do biofertilizante líquido como ferti fitoprotetor em lavouras comerciais. In: HEIN, M. (ORG). ENCONTRO DE PROCESSOS DE PROTEÇÃO DE PLANTAS: CONTROLE ECOLÓGICO DE PRAGAS E DOENÇAS, 1, 2001, Botucatu. Anais... Botucatu: Agroecológica, 2001. p. 91-96.
SANTOS, A C. V. Biofertilizante Líquido: o defensivo agrícola da natureza. 2 ed. Niterói: EMATER-RIO, 1995. 16 p.
SOUZA, S.N.M.; PEREIRA, W. C; PAVAN, A.A. Custo da eletricidade gerada em conjunto motor gerador utilizando biogás da suinocultura. In: ENCONTRO DE ENERGIA DO MEIO RURAL, 5, 2004, Cascavel. Anais… Cascavel: Enc. Ene. Meio Rural, 2004. p.1-10.
Este modelo de biodigestor caracteriza-se por possuir uma campânula como gasômetro, a qual pode estar mergulhada sobre a biomassa em fermentação, ou em um selo d’água externo, e uma parede central que divide o tanque de fermentação em duas câmaras. A função da parede divisória faz com que o material circule por todo o interior da câmara de fermentação (DEGANUTTI et al, 2002).
Segundo Lucas Junior & Souza (2009), os principais componentes de um biodigestor modelo indiano são:
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d) Gasômetro (local para armazenar o biogás produzido formado por campânula que se movimenta para cima e para baixo);
e) Tubo-guia (guia o gasômetro quando este se movimenta para cima e para baixo);
f) Tubo de descarga (condutor para saída do material fermentado sólido e líquido);
g) Caixa ou canaleta de descarga (local de recebimento do material fermentado sólido e líquido);
h) Saída de biogás (dispositivo que permite a saída do biogás produzido para ser encaminhado para os pontos de consumo).
1.2.Biogás
Um dos produtos resultantes do processo que ocorre dentro do biodigestor é o chamado biogás. Também chamado de gobar gás ou gás dos pântanos, o biogás é uma mistura de gases, com predominância de metano (CH4) e gás carbônico (CO2). Também fazem parte dessa mistura o nitrogênio, o oxigênio, o hidrogênio e o gás sulfídrico (H2S). O sulfeto de hidrogênio (H2S), como também é chamado, é o gás que dá o odor pútrido característico do biogás (RANZI & ANDRADE, 2004).
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1.3.Biofertilizante
Biofertilizante é o efluente resultante da fermentação anaeróbia da matéria orgânica, na ausência de oxigênio, por um determinado período de tempo. Pode ser utilizado como adubo do solo tanto puro quanto na formação de compostagens (DIESEL et al, 2002).
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a) Os nutrientes do biofertilizante são fáceis de ser absorvido pelo solo e aproveitado na alimentação das plantas;
b) A qualidade e estrutura do solo são melhoradas, e assim as plantas têm mais facilidades de se desenvolver;
c) O solo fica mais resistente a erosão, graças ao melhoramento da agregação das partículas;
d) O biofertilizante aumenta a penetração de ar pelos poros do solo facilitando assim a respiração das raízes;
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