Biodigestores Contínuos e de Batelada: Funcionamento e Vantagens

POR Pedro Coelho

Publicado: sexta-feira, 27 de julho de 2012

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Os biodigestores são equipamentos utilizados para a produção de biogás. Esses equipamentos são constituídos de uma câmara fechada, onde é colocado o material orgânico (esterco, restos de alimentos e etc.) em solução aquosa (água), onde esse material sofre decomposição através de um processo anaeróbico (processo que não há presença de oxigênio), e de acordo com que a decomposição vai ocorrendo , vai se gerando o biogás e, esse biogás vai se acumulando na parte superior da câmara do biodigestor e, de acordo com que o gás vai se acumulando ,vai se abrindo a válvula do biodigestor e vai se armazenando o biogás e um tanque ou em um vaso de pressão.

Esquema de como funciona um biodigestor

Os biodigestores são muito utilizados em propriedades rurais devido ao espaço que ocupam e, também pelas vantagens que proporcionam no meio rural.

Vantagens como:

• Proporcionar maior conforto ao rurícola permitindo-lhe dispor de um combustível prático e barato, que pode ser usado para fins de calefação e iluminação, como ainda para acionar pequenos motores estacionários de combustão interna.
• Contribuir para a economia do consumo de petróleo, pois o biogás é um combustível
• Proveniente de fontes alternativas.
• Produzir biofertilizante que é um resíduo rico em húmus e nutrientes, utilizado na fertilização do solo, para aumentar a produtividade dos cultivos face ao seu baixo custo de obtenção.
• Contribuir para a preservação do meio ambiente pela produção de biogás, o que consiste na reciclagem de dejetos e resíduos orgânicos poluentes.

Biodigestor em meio rural

Hoje em dia existem diversos modelos de biodigestores e dependo da freqüência de operação deles , podem ser classificados como :

Biodigestores Contínuos – Modelo Indiano e Modelo Chinês

Os biodigestores de operação contínua operam com cargas diárias de matéria orgânica que se movimentam por meio de uma carga hidráulica dentro do biodigestor, devendo a matéria orgânica ser diluída antes de ser colocada no biodigestor e, se possível até mesmo triturada, pois isso evita entupimentos e formação de crostas no interior do biodigestor.

Os biodigestores indiano, chinês, tailandês, canadenses, filipino, e paquistanês são os mais conhecidos no mundo inteiro. No Brasil, os biodigestores indiano, chinês  e canadense são os mais utilizados, devido ao seu baixo custo, alto rendimento e fácil manuseio.

Modelo Indiano de Biodigestor

O modelo indiano é bem caracterizado por possuir uma campânula como gasômetro, a qual pode estar mergulhada sobre a biomassa em fermentação, ou em um selo d’água externo, e uma parede central que divide o tanque de fermentação em duas câmaras.

Essa parede divisória tem função de fazer com que basicamente a matéria orgânica circule por todo o interior da câmara de fermentação. Nesse modelo de biodigestor, a pressão de operação é constante, logo à medida que o volume de gás produzido não é consumido, o gasômetro tende a se deslocar verticalmente, aumentando o volume, portanto, mantendo a pressão constante no interior.

Além disso, o fato do gasômetro flutua sobre o substrato ou sobre o selo d’água, reduz as perdas durante o processo de produção do gás.

Esquema de biodigestor modelo indiano

A matéria orgânica residual utilizada para alimentar o biodigestor indiano deve apresentar uma concentração de sólidos totais (ST) não superior a 8%, para pode facilitar a circulação pelo interior da câmara de fermentação, e consequentemente evitar entupimentos dos canos de entrada e saída do material.

O abastecimento desse tipo de biodigestor também deve ser contínuo, ou seja, geralmente alimentado por dejetos (bovinos, suínos, etc) e restos de alimentos com uma certa frequência. Esse tipo de biodigestor pode ser construído e montado com certa facilidade, sendo o único problema o preço do gasômetro de metal que pode encarecer o custo final da construção desse equipamento.

Modelo Chinês de Biodigestor

O modelo chinês de biodigestor é formado por uma câmara cilíndrica em alvenaria para a fermentação, com teto abobadado, impermeável, destinado ao armazenamento do biogás.

Este tipo de biodigestor funciona com base no princípio de prensa hidráulica, de modo que o aumento da pressão em seu interior é resultante do acúmulo de biogás, e resulta em um deslocamento de efluente da câmara de fermentação para a caixa de saída, e em sentido contrário quando ocorre a descompressão do equipamento.

O modelo chinês é constituído quase que totalmente em alvenaria, dispensando o uso de gasômetro em chapa de aço, o que reduz os custos, contudo ainda tem chance de ocorrer alguns problemas como o vazamento do biogás, caso a estrutura não seja bem vedada e impermeabilizada.

Esquema de biodigestor modelo chinês

Neste tipo de biodigestor, uma parcela do gás formado na caixa de saída acaba sendo liberada para a atmosfera, reduzindo assim parcialmente a pressão interna do gás, por este motivo as construções de biodigestor tipo chinês não são utilizadas para instalações de grande porte.

A alimentação desse biodigestor é bem parecida com a do modelo indiano, sendo a matéria orgânica fornecida continuamente, com a concentração de sólidos totais (ST) em torno de 8%, para evitar entupimento do sistema de entrada e facilitar a circulação do material no biodigestor.

Biodigestor modelo chinês

Biodigestores Canadenses

O biodigestor canadense é um modelo de biodigestor horizontal que tem uma largura bem maior que  a sua profundidade. Essa característica desse modelo faz com que a sua área de exposição ao sol seja bem maior, logo ocorre uma maior a produção de biogás e uma redução nos riscos de entupimento.

Este modelo utiliza materiais mais simples, sendo a sua cobertura composta geralmente por uma simples lona de plástico maleável, tipo PVC, que infla como um balão com a produção de biogás. Os biodigestores canadenses podem ser construídos enterrados ou não. Além disso, a sua cobertura pode ser retirada com uma certa facilidade para se fazer uma limpeza.

Biodigestor modelo canadense da empresa Sansuy

Biodigestores de batelada

Os biodigestores de batelada são biodigestores que operam de forma descontinua, ou seja, os biodigestores de batelada são alimentados de uma vez só, com uma grande quantidade de matéria orgânica e, depois são fechados hermeticamente (de forma a não permitir a entrada de oxigênio) por um certo período de tempo (podendo variar de 40 até 60 dias). 

Esquema de biodigestor de batelada

Após esse período, a produção de biogás começa a cair, indicando que a matéria orgânica já foi decomposta , com isso, podendo já se fazer a retirada de 80 % da matéria restante (biofertilizante) , mantendo se 20 % da matéria orgânica para fornecer as bactérias necessárias para a decomposição da matéria orgânica, que vai ser colocada na próxima batelada.

Biodigestor de Batelada em uma zona rural

Referências

• http://www.infoescola.com/energia/tipos-de-biodigestores/ (Acessado em 27/07/2012 as 14:33)
• BIODIGESTORES RURAIS: MODELO INDIANO, CHINÊS E BATELADA - Dr. Roberto Deganutti1, Dra Maria do Carmo Jampaulo Plácido Palhaci, Ms. Marco a Rossi, Bel. Roberto Tavares4, Bel. Claudemilson dos Santos
• http://pt.wikipedia.org/wiki/Biodigestor_anaer%C3%B3bico (Acessado em 27/07/2012 as 14:07)
• https://www.agrofy.com.br/biodigestor-modelo-canadense-vinibiodigestor-sansuy.html  (acessado em 27/05/2021 as 18:48)

Sobre o autor

Olá meu nome é Pedro Coelho, eu sou engenheiro químico, engenheiro de segurança do trabalho e Green Belt em Lean Six Sigma. Além disso, também sou técnico em informática, e em parte de minhas horas vagas me dedico a escrever artigos aqui no ENGQUIMICASANTOSSP, para ajudar estudantes de Engenharia Química e outros cursos. Se você acha legal esse projeto, siga-nos através de nossas paginas nas redes sociais e ajude-nos a divulgar essa ideia, compartilhando com seus amigos as nossas postagens.