Biogás
Biogás é o nome comum dado a uma mistura de gases que foi produzida pela decomposição biológica da matéria orgânica na ausência de oxigênio. Normalmente consiste em uma mistura gasosa composta principalmente de gás metano (CH4) e gás carbônico (CO2), com pequenas quantidades de gás sulfídrico (H2S) e umidade.
As principais matérias são: resíduos florestais e de madeira, resíduos agrícolas, dejetos de animais (esterco) e óleos vegetais. É importante destacar que há biomassa em abundância na Amazônia, tais como as oleaginosas que podem ser extraídas de forma sustentável e com potencial produtivo, o Babaçu, Bacuri, Buriti, bem como o esterco de animais, aves, bovinos e caprinos. Qualquer matéria orgânica biodegradável pode ser adicionada aos biodigestores anaeróbicos para produção de energia. Por exemplo:
O biogás é considerado um combustível gasoso que possui um conteúdo energético muito elevado, um alto poder calorífico, semelhante ao do gás natural. Sendo o metano o principal constituinte do biogás, este não tem cheiro, cor, nem sabor, mas o biogás apresenta um leve odor desagradável devido alguns gases presentes em sua composição. É composto por hidrocarbonetos de cadeia curta e linear.
Imagem: CNA Brasil · BY-NC-SA · Openverse
A digestão anaeróbia representa um sistema ecológico delicadamente balanceado, onde cada microrganismo tem uma função essencial. A produção de metano ocorre em diferentes ambientes naturais tais como pântanos, solo, sedimentos de rios, lagos e mares, assim como nos órgãos digestivos de animais ruminantes. As condições ótimas de vida para as bactérias anaeróbicas produzirem o biogás são:
Inexistência de Ar
O oxigênio (O2) do ar é letal para as bactérias anaeróbicas. Se houver oxigênio no ambiente, as bactérias anaeróbicas paralisam seu metabolismo e deixam de se desenvolver. As bactérias anaeróbicas produzem o metano. Em uma usina de biogás, o biodigestor (biofermentador) deve estar hermeticamente vedado contra a entrada de ar (oxigênio), caso contrário, a produção de biogás não ocorre porque as bactérias anaeróbicas morrem, o biogás produzido será então rico em CO2 e não em metano. Assim, o biofermentador deve assegurar uma completa anaerobiose do ambiente necessária para o metabolismo das bactérias anaeróbicas.
Temperatura adequada
A temperatura no interior do biofermentador é um parâmetro importante para a produção de biogás. As bactérias que produzem metano são muito sensíveis a alterações de temperatura. O crescimento microbiano pode ocorrer em três faixas de temperatura: termofílica (45 – 70ºC), mesofílica (20 – 45ºC) e psicrofílica (0 – 20ºC), porém a maioria dos digestores anaeróbios (fermentadores) tem sido projetados na faixa mesofílica, onde o nível ótimo de temperatura, a melhor formação de metano, ocorre entre 30 e 40ºC. Assim, outro papel do biofermentador também é o de assegurar certa estabilidade de temperatura para as bactérias.
Controle de pH
Mudanças no pH do meio afetam sensivelmente as bactérias envolvidas no processo da digestão anaeróbia. A faixa de operação dos biofermentadores é entre pH 6,0 e 8,0, sendo que as bactérias produtoras de metano tem um crescimento ótimo na faixa de pH entre 6,6 e 7,4. Valores de pH abaixo de 6,0 e acima de 8,3 devem ser evitados, pois podem inibir completamente as bactérias produtoras de metano.
Nutrientes
A presença de alguns macronutrientes (carbono, nitrogênio, potássio, fósforo e enxofre) e de alguns micronutrientes (sais minerais, vitaminas e aminoácidos) são fundamentais ao desenvolvimento dos microrganismos (bactérias). Para que no interior de um biodigestor ocorra uma boa fermentação, o equilíbrio entre os nutrientes é indispensável. O conhecimento da composição química e do tipo de biomassa utilizado é muito importante, como por exemplo, os dejetos animais são ricos em nitrogênio; os residuos de culturas vegetais são ricos em carbono; os sais minerais estão presentes nos dejetos animais e resíduos vegetais. A produção de eletricidade gerada por biomassa vem sendo assunto discutido em nível mundial, sendo tema de algumas reuniões com os maiores gestores do mundo. No ano de 2012, no Brasil, aconteceu a RIO+20, quando foram elencados temas relacionados à poluição atmosférica e traçadas alternativas para barrar ou diminuir as emissões dos Gases de Efeito estufa(GEE)-(OLIVEIRA,2011).
O biogás pode ser usado como gás combustível em substituição ao gás natural ou gás liquefeito de petróleo (GLP), ambos extraídos de fontes de recursos não-renováveis. O biogás pode ser utilizado na geração de energia elétrica, através de geradores; como energia térmica na produção rural, por exemplo, no aquecimento de instalações para animais muito sensíveis ao frio ou no aquecimento de estufas de produção vegetal. Após a obtenção do biogás o resíduo sólido dos biofermentadores pode ser utilizado como adubo orgânico e o efluente líquido pode ser aplicado nas lavouras, como biofertilizante, sem problemas de contaminação dos lençóis freáticos, pois, além de água contém nutrientes como nitrogênio, fósforo e potássio. Todas essas utilidades, juntamente com a eliminação dos resíduos da propriedade rural, estimulam o produtor rural, possibilitando uma nova fonte de rendimento e/ou solucionando os problemas de disponibilidade de combustível no meio rural. O biogás produzido em aterros sanitários, extraído da decomposição dos resíduos orgânicos, é também uma forma de energia renovável. Para a extração são implantados sistemas de canalização, no início do processo de aproveitamento da área de aterro. Quando as células são encerradas, o gás produzido pode ser encaminhado para termoelétricas e utilizado como biocombustível.
Um metro cúbico (1 m³) de biogás equivale energeticamente a: O biogás também pode ser purificado para a geração de biometano, que tem se destacado cada vez mais no mercado. Produtoras de automóveis, caminhões e veículos de utilidade pública investem em frotas, que podem ser abastecidos em postos de biogás, por toda Europa. A purificação pode ser feita com uso de água ou com uso de produtos químicos, a tecnologia varia de acordo com as condições da planta da usina e com a quantidade de biogás disponível. Qualquer que seja a tecnologia aplicada para a purificação o rendimento e a eficiência do processo chega a 99%. O biometano tem o mesmo poder calorifico da gasolina, 1m³ de biometano equivale a 1 litro de gasolina. Existem argumentos para utilização de outras fontes energéticas, mas no caso da biomassa podemos elencar alguns pontos que favoreçam a sua utilização, tais como: -é um recurso energético produzido endogenamente e que não deve estar sujeito às drásticas flutuações de preços e incertezas de suprimento;
