A denominação biogás é dada para qualquer gás que seja produzido por meio da quebra biológica da matéria orgânica sem oxigênio. Em geral os biogases são compostos de uma mistura gasosa que contêm gás metano (CH4) e gás carbônico (CO2), além de quantidades pequenas de gás sulfídrico (H2S) e ainda umidade.
O biogás é produzido naturalmente em qualquer lugar submerso em que não haja oxigênio atmosférico. Os pântanos, intestinos de animais e até aterros sanitários são locais propícios para a produção do biogás. Podem ser construídas inclusive usinas de biogás.
Os biogases podem ser considerados biocombustível já que é uma fonte de energia renovável. Essa pode ser uma maneira de o ser humano conseguir garantir a energia do futuro diminuindo assim a sua dependência dos combustíveis fósseis.
Produção de Biogás – Matérias-Primas
Para produzir biogás pode ser utilizada qualquer matéria orgânica biodegradável, basta adicionar essa matéria aos biodigestores anaeróbicos para que se tenha a produção de energia. Dentre os exemplos de matérias-primas possíveis estão:
- Produção Animal – Podem ser usados dejetos e rejeitos provenientes da pecuária, avicultura e suinocultura.
- Resíduos Agrícolas – Os restos de culturas assim como cascas, folhagens entre outros podem ser usados como matéria-prima.
- Resíduos Industriais – Podem ser utilizados como matéria-prima descartes, bagaços, gorduras entre outros.
- Resíduos Orgânicos Municipais – Dentre os quais estão esgotos, lixo doméstico entre outros.
Do Que é Feito o Biogás
Tido como um combustível gasoso o biogás possui um elevado conteúdo energético e um elevado poder calorífico o que faz dele bem parecido com o gás natural. Um dos principais componentes do biogás é o metano, um gás que não tem cheiro e nem cor.
Porém, o biogás possível odor (que é bem desagradável) devido a presença de outros gases. Em geral o biogás é composto de hidrocarbonetos de cadeia curta e linear. A composição do biogás é de metano (CH4) (cerca de 70% do volume), dióxido de carbono (CO2) (pode chegar a até 45% do volume total) e traços de nitrogênio (N2), hidrogênio (H2), gás sulfídrico (H2S), entre outros.
Produção de Energia de Biogás
O biogás tem sido considerado a solução para os problemas de produção de energia que estão surgindo. Para que os biogases possam realmente ser utilizados como fontes de energia é necessário que se desenvolvam tecnologias para o tratamento e utilização dos resíduos.
Essas tecnologias terão um grande uso especialmente em áreas de produção pecuária principalmente de suínos e aves. O biogás pode ser inclusive uma solução para o constante impasse que existe entre a necessidade de aumentar a quantidade de animais nas criações e de que isso não impacte negativamente o meio ambiente.
A demanda por energia tem crescido cada vez mais ao passo que os combustíveis fósseis estão se esgotando. No que concerne ao meio rural essa produção de energia pode significar que a pecuária se torne autosuficiente podendo assim produzir a energia de que necessita.
Condições Anaeróbicas Para a Produção de Biogás
O sistema ecológico que corresponde a digestão anaeróbia é bastante delicado e conta com diversos micro-organismos, cada um deles tem uma função especial. O metano, ingrediente essencial para o biogás, é produzido em ambientes naturais como pântanos, sedimentos de lagos, rios e mares além de órgãos de animais ruminantes. A seguir vamos explicar quais são as condições necessárias para as bactérias anaeróbicas produzam o biogás.
Nada de Oxigênio
Para que essas bactérias produzam o biogás é essencial que não haja oxigênio (O2) no sistema, pois ele é letal para elas. Quando o oxigênio penetra nesse ambiente as bactérias tem o seu metabolismo paralisado e assim param de se desenvolver. A função dessas bactérias é produzir o metano.
Numa usina de biogás o biodigestor (biofermentador) deve ser fechado hermeticamente de forma que o oxigênio não possa entrar, pois se isso acontecer a produção de biogás não poderá acontecer pelo fato de as bactérias morrerem. O resultado será um biogás rico em CO2 e não em metano.
Dessa forma o biofermentador deve garantir que haja anaerobiose do ambiente para que o metabolismo das bactérias anaeróbicas seja preservado para que elas possam concluir a sua tarefa e produzir o metano.
Temperatura
Além da vedação contra a entrada de oxigênio o biofermentador necessita de uma temperatura ideal no seu interior já que as bactérias são bastante sensíveis a alterações. As bactérias podem aumentar em três faixas de temperatura que são termofílica (45 – 70ºC), mesofílica (20 – 45ºC) e psicrofílica (0 – 20ºC).
A maior parte dos digestores anaeróbios (fermentadores) estão sendo projetados na faixa mesofílica em que o nível de temperatura é ótimo para a produção de metano, entre 30°C e 50°C. Outra função do biofermentador é garantir que haja estabilidade de temperatura para que as bactérias possam trabalhar na produção do metano.
Controle de pH
O pH também tem grande influência sobre a produção de metano das bactérias, pode afetar e muito o processo de digestão anaeróbia. Em geral a faixa de operação dos biofermentadores fica entre pH 6,0 e 8,0 de maneira que existe um crescimento significativo numa faixa que fica entre 6,6 e 7,4. Recomenda-se evitar valores de pH que fiquem abaixo de 6,0 ou sejam superiores a 8,3 já que podem inibir completamente as bactérias de produzir o metano.
Presença de Nutrientes
As bactérias dependem da presença de certos nutrientes para que possam se desenvolver. Entre os macronutrienes que são necessários estão potássio, carbono, enxofre e nitrogênio. Já entre os micronutrientes necessários estão as vitaminas, sais minerais e aminoácidos.
O equilíbrio dos nutrientes é fundamental para que haja uma boa fermentação dentro do biofermentador. Ter conhecimento a respeito da composição química bem como do tipo de biomassa que será utilizado é importante.
Os dejetos de animais, por exemplo, são ricos em nitrogênio enquanto os resíduos de culturas de vegetais são ricos em carbono. Os sais minerais que fazem parte dessa composição também devem ser levados em conta.
Tecnologia
Para que o biogás possa se tornar uma realidade em uso energético é importante que sejam desenvolvidas as tecnologias nesse sentido. Um grande trabalho ainda precisa ser feito, mas devemos entender que é uma possibilidade real.
