Uso e Aproveitamento do Biogás - Programa de Pós

UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ - UFC
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA AGRÍCOLA – DENA
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA AGRÍCOLA
DISCIPLINA DE SEMINÁRIO EM ENGENHARIA AGRÍCOLA
Uso e Aproveitamento do Biogás
Discente: Débora Barboza
Orientador: George Leite Mamede
30 de Novembro de 2012
Sumário
•Histórico
•Definição
•Biodigestores
•Uso e Aproveitamento de Biogás – Estudo de caso
Histórico
•Origem
Hindus e Chineses
•1806 – Humphry Davy
Identificação do biogás
•1857 – Índia
Construção de uma planta operacional para produzir biogás
para o Hospital de hansenianos
Alemanha e França
Fisher e Schrader e Grayon
•1890 – Inglaterra
Construção de 1° Fossa Séptica para Exeter e gás produzido
para a iluminação pública
Histórico
•1939 – Índia
1° Usina de gás a base de esterco
•1950 – Índia
Criação do Gobar Gás Institute
Difusão da metodologia de biodigestores para o tratamento
de dejetos animais com o objetivo de obtenção de biogás e
biofertilizante
•Década de 80 – Brasil
Ministério de Minas e Energia
Construção de 8.000 unidades
Sumário
•Histórico
•Definição
•Biodigestores
•Uso e Aproveitamento de Biogás
O que é?
O biogás é uma mistura de gases resultante da decomposição da
matéria orgânica, pela ação de bactérias
•Do que é composto?
Metano (
)
Dióxido de carbono (
Gás Sulfídrico ( )
Nitrogênio ( )
)
Fonte: Portal das Energias Renováveis, 2012
•Comparando com outros combustíveis....
Biogás m³
Equivalência/Combustível
1
0,61 litros de gasolina
1
0,55 litros de diesel
1
0,57 litros de querosene
1
0,45 kg de gás liquefeito
1
0,79 litros de álcool combustível
1
1,538 kg de lenha (10% de umidade)
1
1,428 kwh
Fonte: Deganutti, 2011
Sumário
•Histórico
•Definição
•Biodigestores
•Uso e Aproveitamento de Biogás
Biodigestores
São equipamentos de construção relativamente simples que pelo
processo de fermentação, a matéria orgânica presente em resíduos
como esterco e esgoto doméstico, é degradada para produzir
biofertilizante e biogás
Alimentação
Batelada
Aspectos
Construtivos
Indiano
Chinês
Contínuo
Tubular
Biodigestores
•Indiano
Caracterizam-se por possuir uma campânula como gasômetro e uma
uma parede central que divide a câmara de fermentação em duas
Caixa de
Biofertilizante
Coleta de
Gás
Caixa de
Entrada
Câmara de
Fermentação
Biodigestores
•Indiano
•Vantagens
Pouca variação de temperatura
Ocupa pouco espaço
Dispensa uso de reforços, como
cintas de concreto
Fonte: 4° Encontro de Energia
no Meio Rural, 2006
Biodigestores
•Indiano
•Desvantagens
Campânula de metal sujeita a
corrosão
Custo maior
Escavação em solos semiáridos
mais pedregosos
Fonte: 4° Encontro de Energia
no Meio Rural, 2006
Biodigestores
•Chinês
Caracteriza-se por não ter partes móveis, construídos geralmente de
alvenaria, são enterrados no solo com uma parte fora
Biodigestores
•Chinês
•Vantagens
Custo mais barato em relação
aos outros (construído em
alvenaria)
Ocupa menos espaço na
superfície
Sofre pouca variação de
temperatura
Fonte: 4° Encontro de Energia
no Meio Rural, 2006
Biodigestores
•Chinês
•Desvantagens
Tubos do sistema de
comunicação sujeitos a
entupimentos
Limitação ao tipo de solo
Não permite o acúmulo de
biogás
Fonte: 4° Encontro de Energia
no Meio Rural, 2006
Oscilação de pressão de gás e
vazamentos
Biodigestores
•Tubular
Conhecidos também como digestores plug-flow (seu nome em inglês)
ou de fluxo em pistão, geralmente possuem uma relação largura e
comprimento igual ou superior a 1:5
Fonte: MF rural, 2012
Biodigestores
•Tubular
•Vantagens
•Produção contínua de
biofertilizante e biogás
• Redução de odores e insetos
• Fácil instalação e manutenção
• Permite a transferência do
local de instalação
Fonte: Recolast Ambiental, 2011
Biodigestores
•Tubular
•Desvantagens
•Investimento inicial em
mão-de-obra
• Produção de biogás dependente
das condições climáticas
• Escavação em solos pedregosos
• Possibilidade de perfuração da
lona plástica
Fonte: Recolast Ambiental, 2011
Biodigestores
•Custos
Produção de 43 m³ de Biogás por dia
Fonte: Eng. Agríc. vol.27 no.1 Jaboticabal Jan./Apr. 2007
Biodigestores
•Matéria – prima usada:
Espécie
M³ de Biogás/ kg de esterco
Poedeiras
0,100
Frangos de Corte
0,090
Suínos
0,075
Caprinos
0,065
Bovinos de corte
0,040
Bovinos de leite
0,049
Codornas
0,049
Fonte: Instituto Brasil Ambiente, 2007
Sumário
•Histórico
•Definição
•Biodigestores
•Uso e Aproveitamento de Biogás – Estudo de caso
Uso e Aproveitamento de Biogás
•Trabalho:
Controle de Vazão de Biogás com Baixa Pressão para
Produção Descentralizada de Eletricidade
•Autor: André Pimentel Moreira
Dissertação para obtenção do título de Mestrado em Engenharia
Elétrica pela UCF em 2011
Uso e Aproveitamento de Biogás
Centro de Ciências
Agrárias
Produtos
Frutas
Carne, leite, couro
Resíduos
Produtos
Centro de Tecnologia
Biogás
Eletricidade
Biofertilizante
Fonte: Adaptado de Pimentel, 2011
Uso e Aproveitamento de Biogás
•Planta de Biogás do LEA (Laboratório de Energias Alternativas)
•Equipamentos
1. Biodigestor tubular modelo 4500
2. Válvulas de fechamento e acionamento manual
3. Conjunto Motor Gerador
4. CLP
5. Módulos de Expansão
6. Sistema de Monitoramento com Computador
7. Programa de Supervisão
Uso e Aproveitamento de Biogás
•Planta de Biogás do LEA (Laboratório de Energias Alternativas)
•Biodigestor no LEA
Fonte: Pimentel (UFC), 2011
Uso e Aproveitamento de Biogás
•Planta de Biogás do LEA (Laboratório de Energias Alternativas)
•Caixa de Entrada do Biodigestor
Fonte: Pimentel (UFC), 2011
Uso e Aproveitamento de Biogás
•Planta de Biogás do LEA (Laboratório de Energias Alternativas)
•Caixa de Saída do Biodigestor
Fonte: Pimentel (UFC), 2011
Uso e Aproveitamento de Biogás
•Planta de Biogás do LEA (Laboratório de Energias Alternativas)
•Conjunto Motor Gerador
Fonte: Pimentel (UFC), 2011
Uso e Aproveitamento de Biogás
•Planta de Biogás do LEA (Laboratório de Energias Alternativas)
•Sensores e Controlador de Vazão
Fonte: Pimentel (UFC), 2011