Biogás: o que é, tipos e vantagens do uso

Biogás é visto como alternativa para geração de energia elétrica em substituição ao gás natural

O biogás é o gás produzido a partir da decomposição da matéria orgânica (resíduos orgânicos) por bactérias. Na geração de energia do biogás, ocorre a conversão da energia química do gás em energia mecânica por meio de um processo controlado de combustão. Essa energia mecânica ativa um gerador que produz energia elétrica. O biogás também pode ser usado em caldeiras por meio de sua queima direta para a cogeração de energia.

Existem três rotas para usar a biomassa como fonte energética. A primeira é através da combustão direta, a segunda é a gaseificação e a terceira diz respeito à reprodução do processo natural, em que a ação de microrganismos em um ambiente anaeróbico produz a decomposição da matéria orgânica e, consequentemente, emite o biogás.

Descoberta e evolução do biogás

Descoberto no século 17, o biogás passou a ser considerado uma fonte de energia a partir de uma apresentação feita por Louis Pasteur, no século 19, na qual foi feita a demonstração da geração de biogás através de uma mistura de estrume e água.

No final do século XIX, o biogás passou a ser coletado em estações de tratamento de efluentes na Inglaterra. Já na década de 1940, começou a ser aproveitado a partir de esterco de animais em plantas de geração de energia na Índia. Desde então, o processo anaeróbio tem evoluído e se expandido para o tratamento de resíduos agrícolas e industriais.

Os reatores anaeróbios, que são como uma usina de biogás, procuram reproduzir as condições naturais ao criar ecossistemas artificiais através das lagoas dos reatores anaeróbios, e seu emprego inicial é o tratamento de resíduos semissólidos, como o estrume de animais, lixo doméstico e lodos provenientes do tratamento de efluentes.

Normalmente, o biogás é composto por 60% de metano, 35% de dióxido de carbono e 5% de uma mistura de hidrogênio, nitrogênio, amônia, ácido sulfídrico, monóxido de carbono, aminas e oxigênio.

Aproveitamento do biogás proveniente de aterros sanitários

A disposição final de resíduos sólidos é um dos principais problemas ambientais dos centros urbanos, cujas administrações acabam por recorrer aos aterros sanitários. O aterramento do lixo leva à produção de biogás. A distribuição da concentração desses gases varia de acordo com o aterro e de acordo com a composição, idade e umidade dos resíduos.

A geração de biogás em aterros normalmente começa após os primeiros três meses seguintes à disposição, podendo continuar pelo período de 30 anos ou mais. Por conter uma alta concentração de metano, o biogás deve ser considerado no cálculo dos gases do efeito estufa.

Segundo o relatório do Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (IPCC), as emissões de metano provenientes de aterros sanitários variam entre 20 teragramas por ano (Tg/ano) e 70 Tg/ano, o que indica que os aterros são responsáveis pela produção de 6% a 20% das emissões totais de metano por ano, em todo o mundo.

O aproveitamento do biogás pode ser feito através da instalação de drenos que atinjam todas as camadas de lixo. A impermeabilização da base e da cobertura do aterro é uma medida que contribui tanto para colaborar com o processo de degradação da matéria orgânica, aumentando a produção do biogás, quanto para prevenir a contaminação do solo e da água subterrânea do local.

O sistema de extração encaminha os gases provenientes do aterro (o biogás) para um sistema de captação, levando-o até o sistema de tratamento, o qual é composto por um conjunto de sopradores e de filtros para que as gotículas de condensado e material particulado sejam removidos. Em seguida, o gás é encaminhado para a queima que ocorre nos flares.

Aproveitamento do biogás proveniente do tratamento de esgoto

O esgoto que vem da rede coletora é transportado até a estação elevatória, onde as partículas maiores são retidas, e então é destinado a uma Estação de Tratamento de Esgoto (ETE).

Primeiramente, os resíduos sólidos são destinados a um aterro sanitário, enquanto o líquido é enviado a um reator onde há o processo de digestão da matéria orgânica pelas bactérias ali presentes e, de lá, segue para uma etapa de pós-tratamento.

O gás produzido pela atividade bacteriana pode ser queimado e transformado em gás carbônico ou pode ser reaproveitado na forma de biogás.

Biodigestores domésticos

Os biodigestores convencionais são subdivididos em descontínuos e contínuos. Os descontínuos, também conhecidos como batelada, são abastecidos somente uma vez e mantidos fechados por um tempo, durante o qual qual a matéria orgânica sofrerá fermentação.

Já os biodigestores contínuos são os que requerem abastecimento periódico de matéria orgânica (normalmente diário). Ambos os modelos permitem a geração de energia através do biogás.

Modelo indiano

É constituído por uma cúpula móvel feita de ferro ou fibra de vidro, na qual o gás é armazenado à medida em que a matéria orgânica vai sofrendo fermentação.

Esse armazenamento e a produção incessante de biogás permitem que o aproveitamento seja feito de forma ininterrupta. A existência de uma parede central, que divide o tanque de fermentação em duas câmaras, auxilia na separação da biomassa já fermentada, para o futuro descarte.

Modelo chinês

Consiste em uma câmara cilíndrica de alvenaria com um teto abobadado e impermeável, destinado para o armazenamento do biogás. Esse reator funciona à base de diferenças de pressão no seu interior. Assim, quando há o aumento de pressão, a biomassa é deslocada da câmara de fermentação para a caixa de saída. Já quando há descompressão, ocorre o movimento inverso.

Biodigestor residencial da Recolast

Pode ser utilizado tanto em propriedades rurais como em residências urbanas. Ele é compacto, eficiente e de baixo custo. O biodigestor residencial pode ser abastecido com restos de alimentos, grama, fezes de animais domésticos, galinha, porcos e biomassa em geral.

Ele tem capacidade para produzir o equivalente a um botijão de gás de cozinha e 20 litros de biofertilizante para adubação de hortas, além de ter efeito inseticida. Veja mais detalhes do equipamento e consulte preços na Loja eCycle.

Biodigestor residencial da HomeBiogas

O HomeBiogas é um biodigestor residencial que promove o aproveitamento de recursos. Esse tipo de produto promove a transformação dos resíduos orgânicos em gás de cozinha e biofertilizante orgânico natural, através de um processo de biodigestão anaeróbica.

Dentro do sistema, é possível colocar cascas, ossos, restos de alimentos, esterco animal e também fezes de animais de estimação. Todos esses materiais servem como matéria-prima para a geração de biogás. Veja mais detalhes do equipamento e consulte preços na Loja eCycle.

Vantagens da geração de energia

O biogás representa uma alternativa de geração de energia para abastecer comunidades isoladas, que podem utilizar os resíduos gerados na agricultura e na pecuária para suprir suas demandas energéticas.

Além disso, o aproveitamento da energia do biogás proveniente de aterros sanitários e do tratamento de esgoto representa uma destinação mais sustentável e inteligente para os resíduos.

Usar o biogás para gerar energia também impede que o metano proveniente da decomposição da matéria orgânica seja liberado para a atmosfera ao se transformar em água e gás carbônico pelo processo de queima. Dessa forma, a energia do biogás é apresentada como uma alternativa que não gera tantos impactos socioambientais quanto o gás natural.