Biogás

O Biogás é uma mistura de dióxido de carbono (CO₂) e hidrocarbonetos, principalmente gás metano (CH₄), da decomposição biológica de materiais orgânicos.

É o metano que é usado para gerar energia.

Dependendo das condições iniciais, o biogás também inclui pequenas quantidades de vapor d’água, sulfeto de hidrogênio, amônia, hidrogênio ((H₂), nitrogênio (N₂) e vestígios de ácidos graxos voláteis e álcoois.

O biogás se refere a uma mistura de gases produzidos pela decomposição anaeróbica de matéria orgânica, como resíduos agrícolas, resíduos urbanos, resíduos de plantas, resíduos de alimentos, etc.

O biogás consiste em metano, dióxido de carbono junto com uma pequena quantidade de sulfeto de hidrogênio e umidade.

O que é biogás?

O biogás é um gás produzido como subproduto de certos tipos de fermentação ou gaseificação anaeróbica.

A produção não intencional de biogás tem sido um problema constante em muitas regiões do mundo e várias nações também têm olhado para o biogás como uma fonte potencial de energia limpa. A Índia e a China investiram extensivamente em tecnologia criativa de biogás para fornecer combustível para seus cidadãos e há uma série de aplicações interessantes para este gás que atraem as pessoas que estão interessadas em energia sustentável e na saúde do meio ambiente.

A base do biogás é o material orgânico, como restos de comida e fezes, que são mantidas em uma área anaeróbia, que pode variar de um tanque de armazenamento não ventilado a um dispositivo especificamente projetado para produzir gases.

As condições atraem bactérias anaeróbias, que começam a decompor a matéria orgânica, produzindo metano e dióxido de carbono (CO₂) como subproduto.

Outro tipo de biogás, que inclui hidrogênio, nitrogênio e monóxido de carbono, pode ser obtido pela gaseificação de biomassa como madeira ou casca de arroz, técnica utilizada para a fabricação industrial de gás.

Os gases produzidos pela fermentação anaeróbia ou gaseificação são combustíveis, além de apresentarem um cheiro forte que os diferencia ao nariz humano.

Vazamentos de metano em aterros sanitários são um problema contínuo, assim como a produção de biogás em pilhas de composto mal conservadas, lagoas de esterco e banheiros externos.

Incêndios e explosões espontâneos causados por acúmulo de gás foram registrados em muitas regiões do mundo, ilustrando um grande problema que precisa ser enfrentado pelas empresas de gerenciamento de resíduos. Quando esse gás fica preso, no entanto, ele pode se tornar útil, em vez de ser apenas um incômodo.

O biogás retido pode ser usado para alimentar fogões para cozinhar e aquecer, além de outras aplicações. Ao reter os gases, as pessoas podem evitar que o metano atinja a atmosfera, reduzindo assim a degradação causada pelo gás metano (CH₄). A capacidade de transformar resíduos em algo que possa ser utilizado também é bastante conveniente, especialmente em países em desenvolvimento, onde os recursos disponíveis podem ser limitados. Além disso, ao transformar biomassa em biogás, as pessoas podem resolver questões como o tratamento de esgoto, garantindo que o esgoto bruto não seja lançado no ambiente natural.

Dispositivos para gerar metano são conhecidos como digestores de biogás ou digestores anaeróbicos.

O biogás de madeira pode ser produzido como usinas de gaseificação e é mais comumente feito em regiões onde restos de madeira e outros materiais lenhosos são abundantes.

Tecnologia de biogás

No campo da energia renovável, a tecnologia do biogás refere-se a sistemas projetados para transformar resíduos orgânicos em energia utilizável.

O biogás é um tipo de gás produzido durante o processamento anaeróbio de matéria orgânica, como esterco, matéria vegetal ou mesmo resíduos municipais.

O biogás normalmente consiste principalmente de metano, com uma proporção significativa de dióxido de carbono, e quantidades menores de outros gases, como nitrogênio e hidrogênio.

O combustível do biogás é uma substância inflamável que queima de maneira semelhante ao gás liquefeito de petróleo (GLP) e, como tal, a energia do biogás pode ser utilizada como alternativa aos combustíveis fósseis.

A produção de biogás geralmente é realizada usando uma planta de biogás, que é um sistema que “digere” matéria orgânica para produzir gás. A tecnologia de biogás é frequentemente usada em fazendas com o objetivo principal de controlar a poluição de resíduos. As fazendas de laticínios, por exemplo, podem ter problemas significativos com fontes de água poluentes de esterco.

A tecnologia do biogás permite que os agricultores resolvam esse problema com o efeito colateral benéfico de também criar uma nova fonte de energia.

A eletricidade e a energia do biogás para aquecimento podem ser produzidas localmente com sistemas de tecnologia de biogás em algumas fazendas. Por exemplo, um fazendeiro com 500 vacas poderia instalar um sistema que processaria o estrume produzido pelas vacas e poderia gerar eletricidade suficiente para alimentar todo o sistema leiteiro.

Os sistemas em grande escala em alguns países coletam estrume de várias fazendas e realizam o processo de digestão centralmente em uma grande planta.

Tecnologia de biogás semelhante pode ser usada no tratamento de esgoto. A água residual contém matéria orgânica, incluindo sólidos orgânicos, e a digestão anaeróbia pode ser usada para quebrar esses sólidos.

Esse processo, geralmente chamado de digestão do lodo, também pode reduzir os níveis de bactérias nocivas na água.

Existem três tipos principais de digestores de tecnologia de biogás: lagoa coberta, mistura completa e fluxo em pistão. Todos esses tipos digerem estrume para produzir biogás. Eles diferem em sua eficiência, na concentração de sólidos que podem manusear e em sua adequação a diferentes climas e aplicações.

Os digestores de lagoa cobertos são o tipo mais simples, consistindo em uma piscina de armazenamento para conter o estrume e uma tampa para reter o gás. Esse tipo de tecnologia é adequado para climas quentes e é usado principalmente para estrume líquido com uma pequena porcentagem de matéria sólida.

Os digestores de mistura completa mantêm o estrume em um tanque aquecido e possuem um dispositivo de mistura mecânica para acelerar o processo de digestão.

Produção de biogás

A produção de biogás é a criação de biocombustíveis a partir da decomposição anaeróbia de materiais orgânicos.

A decomposição anaeróbica de materiais orgânicos ocorre quando a matéria biodegradável de um organismo vivo ou outrora vivo se decompõe com a ajuda de microorganismos em um ambiente sem oxigênio.

O biogás é frequentemente celebrado por ambientalistas por sua produção de carbono relativamente baixa.

Pode atuar como substituto dos combustíveis fósseis como fonte de energia para aquecimento e transporte de veículos.

A produção de biogás normalmente ocorre em uma planta de biogás em grande ou pequena escala, dependendo dos materiais disponíveis.

Uma usina de biogás tem dois componentes principais, um digestor e um reservatório de gás. O digestor é um recipiente hermético no qual o resíduo orgânico é despejado e decomposto, e o reservatório de gás é um tanque que aproveita os gases emitidos pela lama. As bactérias dentro do tanque do digestor decompõem os resíduos e, à medida que se decompõem, gases como monóxido de carbono, metano, hidrogênio e nitrogênio são liberados.

Por meio de um sistema pressurizado, o reservatório de gás conduz o fluxo desses gases para cima em um orifício no tambor do reservatório. O orifício é especialmente projetado para permitir que os gases passem livremente para o compartimento, evitando que quaisquer gases escapem de volta para o digestor. Quando o gás está pronto para ser usado, os gases são colocados em contato com o oxigênio em um ambiente controlado para criar uma reação de combustão.

Essa combustão produz uma fonte de energia para processos como aquecimento e propulsão de veículos.

A produção de biogás pode ocorrer em diferentes tipos de usinas, dependendo da quantidade de gás necessária, da quantidade de resíduos disponíveis e se o digestor é projetado para alimentação em lote ou alimentação contínua. Os sistemas de alimentação em lote decompõem principalmente os resíduos sólidos que são adicionados ao tanque em parcelas, enquanto os modelos de alimentação contínua alimentam principalmente os líquidos para o digestor. A produção de biogás pode ser alcançada em plantas acima ou abaixo do solo, embora ambos os modelos tenham vantagens e desvantagens. Uma usina de biogás acima do solo é mais fácil de manter e pode se beneficiar do aquecimento solar, mas leva mais cuidado na construção.

Uma usina de biogás subterrânea é mais barata de construir e mais fácil de alimentar, mas mais difícil de manter.

A produção de biogás é freqüentemente preferida a fontes de energia de combustíveis fósseis, como petróleo ou carvão, por razões ambientais e econômicas. A concentração crescente de carbono, um gás de efeito estufa, na atmosfera tornou-se uma questão central no problema do aquecimento global. Embora tanto o biogás quanto os combustíveis fósseis emitam carbono, os combustíveis fósseis liberam carbono que foi soterrado por muitos anos na biomassa antiga e efetivamente removido do ciclo do carbono.

O carbono liberado durante a produção e uso do biogás foi armazenado na forma de matéria orgânica apenas recentemente e ainda faz parte do ciclo. Portanto, não causa tanto transtorno na concentração de carbono na atmosfera.

Os proponentes da produção de biogás também preferem biogás aos combustíveis fósseis porque é uma fonte de energia renovável de baixo custo e usa materiais que de outra forma seriam desperdiçados.

A produção de biogás também pode ocorrer em locais de pequena escala, tornando-se uma opção viável para regiões de países em desenvolvimento.

Os críticos do biogás argumentam que as safras de alimentos cultivadas para fins de produção de biogás criarão uma escassez global de alimentos. Os biocombustíveis também podem causar desmatamento, poluição da água, erosão do solo e um impacto negativo nas nações produtoras de petróleo.

Geração de biogás

A geração de biogás é a produção de biogás com a finalidade de gerar energia alternativa para eletricidade, combustível para automóveis e diversos outros fins. Um gás inflamável e inodoro, composto principalmente de metano e dióxido de carbono, o biogás é produzido quando a matéria orgânica é decomposta por digestão bacteriana anaeróbia.

A matéria orgânica usada para a geração de biogás inclui dejetos humanos, esterco animal, resíduos alimentares, esgoto, colheitas de papel e assim por diante.

O lixo orgânico é geralmente processado, liquefeito e pasteurizado para livrar-se de patógenos e tornar sua decomposição mais fácil para as bactérias anaeróbias. Essas bactérias, comumente encontradas no solo e na água, primeiro empregam enzimas para converter os resíduos em aminoácidos e açúcares e depois os fermentam em ácidos graxos. Os ácidos graxos são então transformados em um gás que é principalmente metano e dióxido de carbono, ou biogás.

Todo esse processo ocorre em uma câmara impermeável selada conhecida como digestor anaeróbico. O digestor é geralmente cúbico ou cilíndrico em forma e pode ser construído de tijolo, concreto, aço ou plástico.

O lixo orgânico liquefeito é alimentado na câmara do digestor por meio de um tubo e exposto às bactérias anaeróbicas que ali florescem em temperaturas ideais entre 35 graus Celsius e 60 graus Celsius.

A natureza selada do gerador de biogás impede a entrada de oxigênio e impede a saída do biogás depois de produzido.

O biogás retido pode então ser desviado para uma unidade combinada de calor e energia para ser transformado em calor e eletricidade para vários usos práticos. Um resíduo residual nas formas líquida e sólida é obtido após a geração do biogás. É denominado digerir e pode ser usado como fertilizante do solo.

Usar a digestão anaeróbica para a geração de biogás é uma forma limpa e ecológica de produção de energia. Ele efetivamente elimina resíduos que, de outra forma, poderiam sujar e poluir o meio ambiente.

Ele também fornece energia alternativa e renovável que não contribui para o efeito estufa.

A produção de biogás também traz benefícios econômicos, reduzindo os gastos com produção de energia e beneficiando comunidades, especialmente as rurais em países em desenvolvimento.

As usinas de biogás podem criar oportunidades de emprego para a população local e, além de ajudar as fazendas locais a reduzir as contas de eletricidade, o sistema de biogás também pode ajudar as fazendas a lucrar com o tratamento de resíduos, a fabricação de fertilizantes e a venda de energia do biogás.

Resumo

O biogás é uma das fontes alternativas mais utilizadas para a produção de energia renovável.

É o resultado da fermentação, na ausência de oxigênio e a temperatura controlada, de substâncias de origem orgânica (animal ou vegetal) por numerosas bactérias.

Este processo de degradação da biomassa (proveniente de resíduos agrícolas, zootécnicos ou de esgoto, lavouras de integração, fração orgânica de lixo municipal coletado de forma diferenciada, etc.) é denominado digestão anaeróbia.

O resultado é composto por biogás, que tem alto poder calorífico e pode ser convertido em eletricidade e calor graças a um cogerador, e resíduo da fermentação, o digerido, um material líquido que é utilizado como fertilizante natural nas lavouras.

O biogás é composto de 45 a 70% de metano e o restante de dióxido de carbono (outras substâncias presentes em menor porcentagem são monóxido de carbono, nitrogênio, hidrogênio, sulfeto de hidrogênio).

Tendo em vista o combate às mudanças climáticas, um dos temas mais importantes da agenda mundial após a entrada em vigor do Acordo de Paris, o biogás é apontado por instituições internacionais como um dos principais recursos que podem garantir a autonomia energética e a redução gradativa do estado atual da poluição do ar e do efeito estufa.

A indústria do biogás, portanto, terá cada vez mais um papel decisivo na transição energética, no processo de descarbonização e na economia verde e circular.

Biogás

Fonte: www.iesbiogas.it/youmatter.world/www.biogest.at/lundsbybiogas.dk/www.host.nl/americanbiogascouncil.org/www.wisegeek.org/Encyclopædia Britannica/suomenkaasuenergia.fi/www.eesi.org/www.biogas.org