O Biogás - Parte 1

Introdução

O Biogás tem origem nos efluentes agro-pecuários, da agro-indústria e urbanos (lamas das estações de tratamento dos efluentes domésticos) e ainda nos aterros de RSU (Resíduos Sólidos Urbanos) e resulta da degradação biológica anaeróbia da matéria orgânica contida nos resíduos anteriormente referidos.
Constituído por uma mistura de metano (CH4) em percentagens que variam entre os 50% e os 70% sendo o restante essencialmente CO2.
O metano, principal componente do biogás, não tem cheiro, cor ou sabor, mas os outros gases presentes conferem-lhe um ligeiro odor de alho ou de ovo podre. O peso do metano é pouco mais de metade do peso do ar ou seja:
1 m3 de metano/1 m3 de ar = 0,716 kg/1,293 kg = 0,554 kg
Existem ainda outros gases porém em proporções bastante pequenas, entre eles o gás sulfídrico SH2 que pode atingir até 1,5% na composição do biogás, o qual deve ser eliminado antes da utilização do Biogás.
O poder calorifico do Biogás varia de 5.000 a 7.000Kcal/m3, dependendo das concentrações de metano (quanto maior a concentração de metano maior o poder calorífico). A purificação do Biogás através da remoção do gás carbónico, pode aumentar o seu poder calorífico para valores superiores a 8.700Kcal/m3.

Tecnologia

O Biodigestor é um dispositivo onde se processa a digestão da matéria orgânica em meio anaeróbio (sem oxigénio) necessário para a produção de gás.
A reacção química dá-se em três fases:
-1ª Hidrólise enzimática, -2ª acidificação -3ª metanizaçãoSendo que apenas na última, que se inicia a produção de metano e dióxido de carbono.
As bactérias metanogênicas estão activas a diferentes faixas de temperatura, sendo que:
- abaixo dos 10º C temos as bactérias do grupo Criofílico- entre 20-45º C temos as mesofílico- entre 45-60º C temos as termofílico
A maior parte dos biodigestores trabalham na faixa mesofilica.
As condições óptimas de vida para os microorganismos anaeróbios são:
a) Impermeabilidade ao Ar.Nenhuma das actividades biológicas dos microorganismos, inclusive, o seu desenvolvimento, reprodução e metabolismo, exigem oxigénio. A decomposição de matéria orgânica na presença de oxigénio produz dióxido de carbono (CO2); na ausência de ar (oxigénio) produz metano. Se o biodigestor não estiver perfeitamente vedado a produção de biogás é inibida.
b) Temperatura adequadaA temperatura no interior do digestor afecta sensivelmente a produção de biogás. Os microorganismos produtores de metano são muito sensíveis a alterações de temperatura; qualquer mudança brusca que exceder a 30°C afecta a produção. É preciso, pois, assegurar uma relativa estabilidade de temperatura.
c) Nutrientes.Os principais nutrientes dos microorganismos são o carbono, nitrogénio e sais orgânicos. A principal fonte de nitrogénio são as dejectos humanos e de animais, enquanto que os polímeros presentes nos restos de culturas representam o principal fornecedor de carbono. A produção de biogás não é bem sucedida se apenas uma fonte de material for utilizada.
d) Teor de ÁguaO teor de água deve normalmente situar-se em torno de 90% do peso do conteúdo total. Tanto o excesso, quanto a falta de água são prejudiciais. O teor da água varia de acordo com as diferenças apresentadas pelas matérias-primas destinadas à fermentação.
e) Substâncias prejudiciaisMateriais poluentes, como NaCl, Cu, Cr, NH3, K, Ca, Mg e Ni, são conciliáveis se mantidas abaixo de certas concentrações diluídas em água, por exemplo.
O Biogás produzido depois de purificado e queimado em caldeiras ou grupos coogeradores produzindo assim energia eléctrica e energia térmica. A energia eléctrica é utilizada para consumo próprio e para venda à rede eléctrica como forma de autofinanciamento. O calor e aproveitado para o aquecimento do biodigestor.