TCC - Viabilidade Financeira _ Geração de Energia a BIOGÁS _ ParacuruCE

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CENTRO CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS 
ENGENHARIA ELÉTRICA 
 
 
 
 
 
 
 
 
JOÃO MOUZINHO DE QUEIROZ NETO 
 
 
 
 
 
 
 
ANÁLISE DE VIABILIDADE ECONÔMICA DA IMPLANTAÇÃO DE UM SISTEMA 
DE GERAÇÃO DE ENERGIA A BIOGÁS PROVENIENTE DE UMA FAZENDA DE 
SUÍNOS NO MUNICÍPIO DE PARACURU-CE 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fortaleza 
2017
i 
 
JOÃO MOUZINHO DE QUEIROZ NETO 
 
 
 
 
 
 
 
ANÁLISE DE VIABILIDADE ECONÔMICA DA IMPLANTAÇÃO DE UM SISTEMA 
DE GERAÇÃO DE ENERGIA A BIOGÁS PROVENIENTE DE UMA FAZENDA DE 
SUÍNOS NO MUNICÍPIO DE PARACURU-CE 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Orientador: Prof. Msc. Cristiano Régis Freitas de Brito 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fortaleza 
2017 
Trabalho de Conclusão de Curso 
apresentado ao Curso de Engenharia 
Elétrica da Universidade de Fortaleza, 
como requisito parcial para obtenção 
do grau de Bacharel em Engenharia 
Elétrica. 
ii 
 
ANÁLISE DE VIABILIDADE ECONÔMICA DA IMPLANTAÇÃO DE UM SISTEMA 
DE GERAÇÃO DE ENERGIA A BIOGÁS PROVENIENTE DE UMA FAZENDA DE 
SUÍNOS NO MUNICÍPIO DE PARACURU-CE 
 
 
 
 
 
 
 
 
Aprovada em: __/__/___. 
 
 
 
 
BANCA EXAMINADORA 
 
 
 
 
________________________________________ 
Prof. Msc. Cristiano Régis Freitas de Brito (Orientador) 
Universidade de Fortaleza 
 
 
 
 
 
 
________________________________________ 
Prof. Msc. José Dickson Araújo de Oliveira 
Universidade de Fortaleza 
 
 
 
 
 
________________________________________ 
Prof. Msc. Paulo Henrique Pereira Silva 
Universidade de Fortaleza 
Trabalho de Conclusão de Curso apresentado ao Curso de Engenharia Elétrica da 
Universidade de Fortaleza, como requisito parcial para obtenção do grau de 
Bacharel em Engenharia Elétrica. 
ii 
 
AGRADECIMENTOS 
 
Primeiramente, gostaria de agradecer a Deus por seu inconfundível amor, 
graça e misericórdia que me permitiram chegar até aqui. Sem Ele nada seria possível. 
À minha família, meus pais, Iatagã Teixeira e Cláudia Cândido, pelo amor e 
apoio ao longo de toda a jornada da minha vida, em especial a minha mãe por ter 
lutado comigo em todos os momentos e por todas as orações. Ao meu irmão Ian 
Queiroz, pelo companheirismo e ajuda que nunca me foram negados e pelos 
momentos mais engraçados e divertidos que já tive. 
À minha avó, Teresinha Teixeira de Queiroz, por todo o zelo, amor e 
investimento que foram feitos ao longo de toda a estrada da minha vida. A 
possibilidade da minha graduação é, sem dúvidas, uma vitória da qual ela também é 
merecedora. 
Ao meu orientador Cristiano Régis por toda ajuda, colaboração e 
principalmente paciência. Muito obrigado por ter acreditado na minha ideia e ter 
caminhado comigo ao longo desse ano. Serei infinitamente grato por tudo e sempre 
torcerei muito pelo seu sucesso. Sua humildade e vontade de ajudar são qualidades 
que admirei muito. 
Aos meus amigos Stéfanie Cavalcante, Raylla Silveira, Alex Martins e Rebeca 
Caetano por serem os irmãos que escolhi para a vida. Com eles descobri que a vida 
pode ser mais leve e cheia de graça, amor e verdade. 
À minha amiga Alice Leão por ter sido a maior apoiadora e incentivadora desse 
projeto. Serei eternamente grato por toda ajuda e suporte. Você é parte integrante 
desse trabalho. 
À Universidade de Fortaleza por me proporcionar experiências de suma 
importância não somente para vida como futuro profissional, mas como ser humano 
ético que acredita que o mundo pode ser melhor através da educação. 
 
 
iii 
 
RESUMO 
 
Analisando a atual conjuntura energética é perceptível a ligação existente entre o 
aumento do consumo de energia com a necessidade de disponibilidade da mesma 
a preços favoráveis. As pressões relacionadas às questões ambientais têm ganhado 
força na última década, associando a geração de elétrica com o uso sustentável dos 
recursos naturais e dessa forma almejando-se uma redução dos impactos 
socioambientais. O uso massivo de fontes alternativas e complementares a matriz 
energética brasileira traz consigo uma visão moderna que alia o conceito de 
manutenção da crescente demanda de energia com sustentabilidade ecológica. Em 
qualquer setor da economia, vê-se que o aumento da produção está diretamente 
associado à redução do consumo e dos desperdícios. Baseado nessa assertiva, no 
presente trabalho buscou-se avaliar uma alternativa que mitigasse o desperdício do 
biogás produzido em uma fazenda de produção de suínos de corte que, devido à 
ausência de um sistema de aproveitamento, estava sendo queimado acarretando a 
perda do potencial energético do mesmo. Foram realizadas visitas a fazenda para 
aquisição dos dados de consumo de energia do empreendimento, dimensionamento 
das tubulações para condução do biogás, escolha do moto-gerador, estimativas 
quantidade de biogás e seu potencial energético, custos das instalações, bem como 
a estimativa de retorno do investimento. Foi observado que o empreendimento 
estudado consome cerca de 5.677kWh/mês, deverá ser utilizado uma tubulação de 
75mm para conduzir o biogás, o moto-gerador escolhido foi o GMWM 120, de 120 
kVA, tem um potencial de gerar 55m³/hora de biogás e 44.550kWh/mês. Os custos 
das instalações foram estimados em R$ 298.554,30, sendo que o tempo de retorno 
do investimento é de cerca de 5 anos. 
 
Palavras-chave: Aproveitamento energético, Biogás, Fontes Renováveis, 
Sustentabilidade. 
iv 
 
ABSTRACT 
 
Analyzing the current energy situation is evident the connection between the increase 
in energy consumption and the need for availability of energy at favorable prices. The 
pressures related to environmental issues have gained strength in the last decade, 
associating electric generation with the sustainable use of natural resources and thus 
aiming at reducing social and environmental impacts. The massive use of alternative 
and complementary sources to the Brazilian energy matrix brings with it a modern 
vision that combines the concept of maintaining the growing demand for energy with 
ecological sustainability. In any sector of the economy, it is seen that the increase in 
production is directly associated with the reduction of consumption and waste. Based 
on this assertion, the present work sought to evaluate an alternative that would mitigate 
the waste of the biogas produced in a farm that, due to the lack of a system of use, 
was being burned resulting in the loss of the its energy potential. It was carried out 
visits in the farm to acquire some data of its energy consumption, sizing of the tubes 
for biogas conduction, choose the best generator, estimate que quantity of the biogas 
and its energetic potencial, costs of the future installation as well as payback 
estimative. It was observed that the studied farm consumes about 5677kWh/month, 
must be used a 75mm tube for biogas conduction, the model of the chosen generator 
is the GMWM 120 (120 kVA), has a biogas generation potencial of 55m³/hora and 
44.550kWh/month of electric energy. The costs of installation would be about R$ 
298.554,30 and the payback would be about 5 years. 
 
Keywords: Energetic recovery. Biogas. Renewable Sources. Sustainability. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
v 
 
 
LISTA DE FIGURAS 
 
Figura 1. Evolução da produção de Biodiesel no Brasil. .................................................. 7 
Figura 2. Produção de Carne Suína brasileira no período entre os anos de 2002 a 
2008. .......................................................................................................................................... 8 
Figura 3. Esquema da digestão anaeróbia para geração do biogás. ........................... 15 
Figura 4. Formas de aplicação do biogás. ........................................................................ 23 
Figura 5. Esquema de funcionamento do motor ciclo Otto. ........................................... 24 
Figura 6. Balanço energético de um sistemaconvencional. ......................................... 26 
Figura 7.Balanço energético de um sistema de cogeração. .......................................... 26 
Figura 8. Esquema básico do funcionamento de um biodigestor. ................................ 30 
Figura 9. Biodigestor modelo chinês. ................................................................................ 32 
Figura 10. Biodigestor modelo indiano. ............................................................................. 33 
Figura 11. Biodigestor Modelo Batelada. .......................................................................... 34 
Figura 12. Biodigestor modelo canadense de uma pequena propriedade rural. ....... 35 
Figura 13. Delimitação da Fazenda Santana. .................................................................. 40 
Figura 14. Esquema da Geração de Biogás na Fazenda Santana. ............................. 42 
Figura 15. Queimador da propriedade. ............................................................................. 43 
Figura 16. Biodigestor e queimador da Fazenda Santana. ........................................... 44 
Figura 17. Válvula de alívio de pressão. ........................................................................... 45 
Figura 18. Análise da vazão de biogás. ............................................................................ 56 
Figura 19. Moto-gerador MODELO:GMWM 120. ............................................................ 59 
Figura 20. Painel de proteção para geração distribuída. ............................................... 60 
Figura 21.Esquema de filtragem do biogás. ..................................................................... 62 
 
 
 
 
 
 
vi 
 
 
LISTA DE QUADROS 
 
Quadro 01. Principais usinas movidas a biomassa por Insumo no Brasil ..................... 6 
Quadro 02. Composição Média do Biogás. ...................................................................... 17 
Quadro 03. Composição Média do Biogás em Diferentes Biomassas. ....................... 18 
Quadro 04. Composição típica do biogás Produzido e Purificado. .............................. 20 
Quadro 05. Relação entre a produção de dejetos e gás. ............................................... 21 
Quadro 06. Comparação energética entre o biogás e outros combustíveis. .............. 21 
Quadro 07. Consumo mensal médio da Fazenda Santana. .......................................... 41 
Quadro 08. Levantamento estrutural da Fazenda Santana. .......................................... 45 
Quadro 09. Composição do biogás na Fazenda Santana. ............................................ 46 
Quadro 10. Densidades Relativa do Biogás (em relação ao ar) para Diferentes 
Misturas (%) do Biogás. ........................................................................................................ 48 
Quadro 11. Densidades relativa do biogás para a Mistura do Biogás da Fazenda 
Santana. .................................................................................................................................. 54 
Quadro 12. Quadro de Informações Técnicas do Filtro de Ácido Sulfídrico. .............. 62 
Quadro 13. Custos inerentes a tubulação. ....................................................................... 63 
Quadro 14. Custos inerentes ao sistema de geração de energia. ............................... 64 
Quadro 15. Investimento total do projeto. ......................................................................... 64 
Quadro 16. Unidades consumidoras sob mesmo CPF. ................................................. 65 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
vii 
 
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS 
 
ANEEL Agência Nacional de Energia Elétrica 
BIG Banco de Informação de Geração 
BNDES Banco Nacional de Desenvolvimento 
CCEE Câmara de Comercialização de Energia Elétrica 
CNA Confederação da Agricultura e Pecuária do Brasil 
CPF Cadastro de Pessoa Física 
GD Geração Distribuída 
GN Gás Natural 
GNC Gás Natural Comprimido 
GNL Gás Natural Liquefeito 
GNV Gás Natural Veicular 
GLP Gás Liquefeito de Petróleo 
IBGE Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística 
MME Ministério de Minas e Energia 
OIE Oferta Interna de Energia nacional 
PCI Poder Calorífico Inferior 
PCS Poder Calorífico Superior 
PE Polietileno 
PIB Produto Interno Bruto 
PVC Policloreto de Vinila 
SNA Sociedade Nacional de Agricultura 
USDA United State Departament Agriculture 
UT Unidade de Terminação 
viii 
 
SUMÁRIO 
 
1. INTRODUÇÃO ..................................................................................................... 1 
1.1. Justificativa .................................................................................................. 3 
1.2. Objetivos ....................................................................................................... 4 
1.2.1. Objetivos Gerais ......................................................................................... 4 
1.2.2. Objetivos Específicos .................................................................................. 4 
2. Referencial teórico .............................................................................................. 5 
2.1. Análise da Biomassa na perspectiva Nacional ......................................... 5 
2.2. O Biogás ....................................................................................................... 9 
2.2.1 Histórico do Biogás .................................................................................... 10 
2.2.2 Processos da Digestão Anaeróbia ............................................................. 11 
2.2.2.1 Fundamentos da Digestão Anaeróbia para obtenção do biogás ............ 12 
2.2.2.2 Formação do Biogás ............................................................................... 13 
2.2.2.3 Fatores que influenciam na digestão anaeróbia ..................................... 15 
2.2.3 Composição do Biogás .............................................................................. 16 
2.2.4 Purificação e Limpeza do Biogás ............................................................... 18 
2.2.5 Poder Calorífico e Equivalências Energéticas ........................................... 20 
2.2.6 Possibilidades para aproveitamento do Biogás ......................................... 22 
2.2.6.1 Análise de Motores e Ciclos Termodinâmicos ........................................ 23 
2.2.6.2 Aplicação do biogás na produção de eletricidade com motores Otto ..... 24 
2.2.6.3 Aproveitamento do biogás na perspectiva da cogeração ....................... 25 
2.2.6.4 Aproveitamento do Biogás como Biocombustível ................................... 27 
2.3. Biodigestores ............................................................................................. 28 
2.3.1 Análise Geral ............................................................................................. 28 
 2.3.2 Tipos de biodigestores ............................................................................... 30 
2.3.2.1 Biodigestor Chinês .................................................................................. 31 
2.3.2.2 Biodigestor Indiano ................................................................................. 32 
2.3.2.3 Biodigestor batelada ............................................................................... 33 
2.3.2.4 Biodigestor Canadense ........................................................................... 34 
2.4. Tubulações para Condução do Biogás .................................................... 36 
2.5. Possibilidades para Geração Distribuída ................................................. 37 
3. Materiais e Métodos .......................................................................................... 39 
ix 
 
3.1. Dados e Análises do Empreendimento .................................................... 39 
3.2. Análise do consumoda fazenda ............................................................... 41 
3.3. Atual Configuração da Instalação ............................................................. 41 
3.4. Dimensionamento da tubulação do biogás ............................................. 46 
3.5. Perda de pressão na rede de condução do Biogás ................................ 46 
3.6. Estimativa de produção teórica de biogás .............................................. 50 
3.7. Diâmetro da Tubulação .............................................................................. 50 
3.8. Escolha do grupo moto-gerador ............................................................... 51 
3.9. Sistema de filtragem .................................................................................. 52 
3.10. Estimativa do Tempo de Retorno do Investimento .............................. 53 
4. Resultados e Discussão ................................................................................... 54 
4.1. Estimativa da pressão de operação na rede de condução do Biogás .. 54 
4.2. Estimativa da produção teórica de biogás .............................................. 55 
4.3. Diâmetro da Tubulação .............................................................................. 57 
4.4. Grupo Moto-Gerador .................................................................................. 57 
4.5. Sistema de Purificação .............................................................................. 61 
4.6. Custos do Projeto ...................................................................................... 62 
4.7. Economia Proporcionada pelo Sistema de Geração .............................. 64 
4.8. Estimativa do Tempo de Retorno do Investimento ................................. 65 
4.9. Simulação do Investimento ....................................................................... 66 
5. Conclusão ......................................................................................................... 68 
REFERÊNCIAS ......................................................................................................... 70 
ANEXO A .................................................................................................................. 75 
ANEXO B .................................................................................................................. 79 
ANEXO C .................................................................................................................. 80 
 
1 
 
1. INTRODUÇÃO 
 
No decorrer do século XX, o Brasil atravessou por um intenso período de 
desenvolvimento econômico e social culminando em um crescimento demográfico 
associado com intensos processos de urbanização e avanços da indústria. Nesse 
contexto, a disponibilidade de energia, a custos satisfatórios e em condições de 
quantidade e qualidade adequadas acabou constituindo-se como um requisito 
fundamental para promover o desenvolvimento de uma nação. (GORINI et al., 2007) 
No entanto, com as constantes irregularidades de chuvas, comprometendo os 
níveis dos reservatórios das hidrelétricas, e o elevado custo na geração de energia, 
através das termelétricas, têm-se fomentado a necessidade de diversificar a matriz 
energética brasileira em meio à crescente demanda por eletricidade. Nesse ínterim, a 
busca por investimentos em fontes alternativas de energia acaba desenvolvendo-se 
como fator trivial não somente para manutenção e crescimento socioeconômico, mas 
também para preservação e uso sustentável dos recursos naturais. 
As necessidades de mudanças no setor energético têm estimulado o 
desenvolvimento de estratégias que visam garantir o progresso das fontes renováveis 
na matriz brasileira. Segundo dados do Ministério de Minas e Energia (MME), em 2015 
as fontes alternativas totalizaram participação de cerca de 41,2% na matriz energética 
nacional; sendo tal indicador quase três vezes superior a medial mundial que é de 
aproximadamente 13,8%. Além disso, atualmente o Brasil também ocupa uma 
posição de notoriedade no que diz respeito a sua matriz de geração elétrica - sendo 
74% de recursos renováveis, em comparação com a média mundial, com apenas 
23,8%. O destaque fica para o crescimento da participação das energias renováveis 
que são alternativas à geração hidrelétrica, como a eólica, a solar e também a 
biomassa. Sendo a biomassa, dessa forma, uma fonte para geração de energia com 
excelente potencial de crescimento e aproveitamento no país para os próximos anos. 
(MME, 2015) 
Segundo o Atlas da ANEEL - Agência Nacional de Energia Elétrica - (2005), 
página 77, o termo biomassa compreende: 
 “Todo recurso renovável oriundo de matéria orgânica (de 
origem animal ou vegetal) que pode ser utilizada na produção de 
energia. Assim como a energia hidráulica e outras fontes renováveis, a 
2 
 
biomassa é uma forma indireta de energia solar. A energia solar é 
convertida em energia química, através da fotossíntese, base dos 
processos biológicos de todos os seres vivos. ” 
Além de contribuir para a diversificação matriz, a biomassa coopera para uma 
redução da dependência dos combustíveis fósseis. Existem, então, várias rotas 
tecnológicas que aproveitam o potencial da biomassa na geração de energia elétrica. 
A rota, de forma geral, dá-se através da conversão de uma matéria-prima, como 
detritos animais, em um produto intermediário, o biogás. E sendo este utilizado para 
atuar sobre uma máquina motriz. Tal máquina produzirá a energia mecânica que 
acionará um gerador de energia elétrica. (ANEEL, 2005) 
O aproveitamento de dejetos animais na geração de energia traz uma visão 
que alia a necessidade do uso sustentável e racional dos recursos ambientais com a 
possibilidade de viabilidade financeira. Como exemplo, têm-se a atividade da 
suinocultura no Brasil. Segundo Diesel et al., (2010), o potencial poluente dos dejetos 
suínos, em termos comparativos, é superior ao de outras espécies. Fazendo-se uso 
do conceito de equivalente populacional, em termos de dejetos produzidos, um suíno 
pode equivaler a 3,5 pessoas, aproximadamente. O dado é preocupante quando 
analisado na perspectiva ecológica e social, por conta do descarte de tantos detritos, 
além do desconforto ambiental proveniente de maus odores e presença de insetos na 
localidade próxima às pocilgas. Uma saída viável para essa problemática poderia dar-
se com uso da tecnologia de decomposição anaeróbia de resíduos através da 
implementação de biodigestores. 
Embora possa ocorrer naturalmente, é no interior de equipamentos chamados 
de biodigestores que a biodigestão acontece de forma controlada, permitindo com que 
os produtos das reações de fermentação possam ser capturados: biofertilizantes e, 
principalmente, o biogás. Este que antes desperdiçado, passa a ser aproveitado 
energeticamente, agregando, assim, valor aos dejetos que antes eram vistos somente 
como passivos danosos ambientais. 
No referido trabalho será realizado um estudo da viabilidade do projeto de uma 
instalação que se propõe a conduzir o biogás obtido em um biodigestor, do tipo 
canadense, passando por filtros de purificação até sua chegada a um moto-gerador, 
para geração de eletricidade. A propriedade em estudo, situada em Paracurú-Ce, 
3 
 
busca realizar o aproveitamento dos dejetos suínos na produção de biogás para 
geração elétrica. 
Hoje o potencial energético do biogás, na propriedade em questão, está sendo 
perdido. Devido à ausência de uma estrutura confiável para que ocorra a geração de 
energia, o biogás produzido está sendo canalizado diretamente a queimadores. 
Segundo Bley Jr. (2009) a queima do biogás deve ser analisada sob duas 
perspectivas. Ela é positiva por reduzir os impactos ambientais, já que transforma o 
gás metano em gás carbônico; gás este que agride 21 vezes menos a camada de 
ozônio. E negativa no ponto de vista gerador, uma vez que acaba fazendocom que o 
valor econômico e energético do biogás seja desperdiçado - ao invés do mesmo ser 
inserido num projeto que faça sua utilização de forma eficiente, gerando energia que 
pode até mesmo está associada a sistemas de cogeração. 
 
1.1. Justificativa 
 
Até pouco tempo atrás, o biogás era visto simplesmente como um mero 
subproduto da decomposição anaeróbica do lixo urbano, de lodos provenientes de 
estações de tratamento de esgoto e de resíduos de animais. Entretanto, com o intenso 
crescimento econômico e social observado nas últimas décadas aliado com as 
contínuas elevações dos preços dos combustíveis, tem-se buscado incentivar a 
produção de energia elétrica por intermédio de fontes alternativas e economicamente 
viáveis, criando-se, dessa maneira, meios de produção de energia que busquem 
atender à crescente demanda além de cooperar com a economia e conservação dos 
recursos naturais, instigando o compromisso de crescimento sustentável.(VILLELA et 
al., 2006). Os potenciais energéticos da biomassa quando somados com as 
perspectivas ambientais e socioeconômicas acabam tornando essa fonte energética 
bastante atrativa pois, além de produzir energia, um dos seus outros grandes 
benefícios também é a utilização de grande quantidade de lixo orgânico, efluentes 
líquidos e dejetos agrícolas que deixariam de agredir a natureza. (BLEY JR, 2009) 
O presente trabalho visa contemplar principalmente a ideia de economia e 
sustentabilidade que seria obtido através da implementação do projeto de uma 
instalação para uso eficiente do biogás. Sendo um fator bastante positivo pois 
4 
 
colabora para redução do consumo de energia, dá um destino proveitoso para os 
dejetos dos animais que vivem na propriedade, melhorando com isso a qualidade de 
vida dos moradores locais e sem contar com os possíveis ganhos financeiros que 
podem ser obtidos com a produção e venda de fertilizantes; contribuindo para que o 
tempo de retorno do possível investimento seja ainda menor. 
 
1.2. Objetivos 
 
1.2.1. Objetivos Gerais 
 
Estruturar o dimensionamento de uma instalação para aproveitamento do 
Biogás produzido em um biodigestor e, concomitantemente, analisar a viabilidade 
técnica e econômica da implantação dessa proposta para que seja possível a geração 
de energia elétrica. 
 
1.2.2. Objetivos Específicos 
 
Em consonância com o objetivo geral deste trabalho, foram traçados os 
seguintes objetivos específicos: 
o Coletar dados sobre a produção de biogás estimada na propriedade em estudo; 
o Dimensionar a Tubulação de Condução do Biogás; 
o Definir os equipamentos a serem utilizados numa instalação 
(filtros/motogerador) para aproveitamento do biogás na produção de energia 
elétrica; 
o Analisar a viabilidade econômica do projeto (tempo de retorno do investimento). 
5 
 
2. REFERENCIAL TEÓRICO 
 
2.1. Análise da Biomassa na perspectiva Nacional 
 
O crescimento populacional, o enriquecimento de países em desenvolvimento 
e a demanda por alimentos e energia, como destacados inicialmente, torna-se um 
desafio aos grandes centros de produção e consumo no mundo. Os novos paradigmas 
relacionados à mitigação de impactos ambientais, destacando-se entre eles a 
minimização das emissões de gases do efeito estufa, reforçam a necessidade de 
obtenção de fontes alternativas, limpas e renováveis de energia. 
O Brasil, diante desse contexto, encontra-se em posição privilegiada, no que 
se refere à geração de energia elétrica limpa através da biomassa. Fatores como sua 
ampla extensão territorial considerada continental associada com inúmeras áreas 
propícias a agropecuária, juntamente com a sua experiência como exportador agrícola 
acabam sendo fatores preponderantes para um avanço em potencial da biomassa nos 
próximos anos. Segundo o Portal Brasil (2011), até 2021 as previsões do MME 
apontam a manutenção da participação das fontes renováveis na matriz de Oferta 
Interna de Energia nacional (OIE), ficando a biomassa com percentuais superiores a 
30%. Em 2021, especificamente, a mesma poderá alcançar 32,4% de participação na 
matriz energética. Dessa forma, a biomassa vem sendo paulatinamente utilizada na 
geração de eletricidade, principalmente em se tratando do suprimento de eletricidade 
para demandas que se encontram isoladas e sem acesso à rede elétrica. 
De acordo com Nogueira et al., (2000), para que seja possível a determinação 
da disponibilidade de biomassa é necessária que sejam levadas em consideração 
restrições de origem ecológica, tecnológica e econômica. As restrições ecológicas 
estão associadas à qualidade de vida e à preservação do ecossistema. As limitações 
tecnológicas estão relacionadas à existência ou não de métodos, processos confiáveis 
e operações que possam garantir a conversão da biomassa em algum combustível 
genérico. Por fim, as limitações econômicas devem ser observadas sob duas 
perspectivas. Em um primeiro plano, é trivial averiguar se a biomassa que virá a ser 
utilizada energeticamente apresenta outros usos que possam ser mais viáveis 
economicamente; seja na indústria ou no ramo alimentício. Num segundo plano, é 
importante analisar se os custos investidos na exploração da biomassa são 
6 
 
compatíveis com os benefícios energéticos da mesma e comparáveis com os demais 
combustíveis. 
Segundo Cortez et al., (2008) as principais biomassas do Brasil são 
constituídas por resíduos vegetais, resíduos sólidos urbanos, industriais, florestais e, 
principalmente, animais. O Quadro 01 apresenta um levantamento realizado pelo 
Banco de Informação de Geração (BIG) a respeito dos empreendimentos para 
geração de energia vigentes com uso da biomassa. Para tal, foram levadas em 
consideração informações conjunturais sobre os principais tipos de insumos, a 
quantidade de empreendimentos de geração em operação e a potência de gerada. 
 
Quadro 01. Principais usinas movidas a biomassa por Insumo no Brasil 
 
Fonte: Adaptado de BIG (2014). 
 
 Analisando o Quadro 01 é possível destacar o uso massivo do bagaço da 
cana-de-açúcar como importante biomassa constituinte da matriz nacional. Conforme 
Walker (2009), o uso em potencial da biomassa da cana está associado com o 
desenvolvimento da frota de veículos a álcool, criando-se, dessa maneira, uma 
alternativa que seja mais promissora e, do ponto de vista ambiental, mais adequada 
que os derivados de petróleo, através do biodiesel. São Paulo é um dos estados 
brasileiros que vem despontando na produção do insumo da cana; exportando álcool 
para todo o país e fazendo da indústria sucroalcooleira ainda mais autônoma e 
sustentável em energia produzida através dessa fonte biocombustível. 
7 
 
Através da Figura 1 é possível observar a evolução dos biocombustíveis ao 
longo dos últimos anos, em bilhões de litros, no Brasil. 
 
 Figura 1. Evolução da produção de Biodiesel no Brasil. 
 
 Fonte: SNA (2015). 
 
Além da cana-de-açúcar, torna-se relevante também enfatizar sobre a 
biomassa presente em resíduos animais. Ainda de acordo com Cortez et al., (2008) a 
produção de excrementos animais pode variar com as práticas culturais adotadas, 
afinal, quando se trata de criações em confinamento, o custo e viabilidade da coleta 
podem ser potencializados. Os mais importantes detritos obtidos pela atividade 
biológica encontram-se no gado bovino, caprino, ovino e suíno, cujas criações são 
relevantes e por isso justificam seu aproveitamento energético. Sendo esse último o 
enfoque desse trabalho; voltado ao potencial da biomassa presente em dejetos 
suínos. 
Segundo Miele (2006), no contexto agropecuário brasileiro, a suinocultura 
configura-se como uma atividade de grande valor econômico, chegando a contribuir 
com cerca de 1% sob o Produto Interno Bruto (PIB) nacional. De acordo com os dados 
da Safra&Mercado e do Departamento de Agricultura dos Estados Unidos (USDA), no 
ano de 2008 a produção mundialde carne suína alcançou um ápice histórico, com 
aproximadamente 98,44 milhões de toneladas. (BONFANTE, 2010) 
8 
 
Conforme dados do IBGE em 2009, o Brasil ocupava a quinta posição no 
ranking de maiores produtores mundiais de suínos, ficando atrás somente da China, 
Estados Unidos, Alemanha e Espanha. (IBGE, 2009). Entretanto, em 2015, de acordo 
com a Confederação da Agricultura e Pecuária do Brasil (CNA), o Brasil acabou 
subindo mais uma posição, passando a ocupar o quarto lugar como produtor e 
exportador mundial de suínos. (CANAL RURAL, 2015) 
A Figura 2 ilustra o desenvolvimento da produção brasileira de suínos entre os 
anos de 2002 a 2008. 
 
Figura 2. Produção de Carne Suína brasileira no período entre os anos de 2002 a 
2008. 
 
Fonte: BONFANTE (2010). 
 
Definitivamente, as atividades da agropecuária (voltadas à suinocultura) estão 
ocupando lugar de destaque na matriz do agronegócio brasileiro. Enfatizando-se sua 
importância no panorama socioeconômico nacional, estima-se que mais de 730 mil 
pessoas dependem diretamente da cadeia produtiva da suinocultura brasileira, sendo 
essa atividade responsável pela renda de mais de 2,7 milhões de pessoas. (ROPPA, 
2002 apud GONÇALVES et al., 2006) 
O desenvolvimento da indústria de proteína animal no Brasil, apesar de 
promissor, revela alguns fatos preocupantes, principalmente devido ao aumento da 
produção de dejetos, anualmente chegando ao patamar de 1,36 milhões de toneladas 
9 
 
(BLEY JR, 2009). Em sua essência, esses dejetos são constituídos por: (i) fezes e 
urina de animais, (ii) pêlos e poeira, (iii) resíduos de ração e (iv) água, oriunda do 
excesso dos bebedouros e da limpeza das instalações. Ressaltando-se que a 
quantidade e qualidade dos dejetos produzidos variam com relação ao tipo de criação, 
estação do ano e número de animais. (ALVES, 2007) 
A tendência crescente para adoção de sistemas produtores de suínos acaba 
induzindo o lançamento de dejetos em rios e cursos de água, devido a ausência ou 
inadequações de sistemas que possam realizar o tratamento ou aproveitamento dos 
detritos, assim, comprometendo a vida aquática e prejudicando a saúde das 
populações que fazem uso dessa água. (OLIVEIRA, 1993) Conforme Miranda (2005) 
existem outras problemáticas relacionadas aos dejetos suínos no que se refere ao 
aumento do nível dos nutrientes no solo: que pode alcançar níveis tóxicos, sendo 
saturado ao ponto de reduzir a capacidade de absorção de nutrientes e podendo 
provocar a poluição do ar pela presença de compostos odoríferos (amônia e gás 
sulfídrico). 
Uma das maneiras de resolver essa problemática ambiental, aliando-a com a 
perspectiva energética, dá-se através da digestão anaeróbia. Esta apresenta a 
vantagem da geração de biogás, que pode ser aproveitado na geração de eletricidade 
e, ao ser queimado, evita com que gases ainda mais poluentes sejam lançados no 
ecossistema, cooperando para o efeito estufa. 
 
2.2. O Biogás 
 
De acordo com Pecora (2006), o biogás trata-se de uma mistura de gases 
obtida por intermédio da digestão anaeróbia. Logo, diante desse processo 
fermentativo haverá consumo da matéria orgânica por bactérias, resultando 
principalmente na produção de biogás e biofertizantes. 
 
 
 
10 
 
2.2.1 Histórico do Biogás 
 
Segundo Karlsson et al. (2014), na natureza, o processo mais comum para 
degradação da matéria orgânica dá-se através da digestão anaeróbia; tendo-se, como 
consequência, a obtenção do biogás. Em suma, tal processo é evidenciado quando 
ocorre a quebra de matéria orgânica em ambientes anóxicos ou com pouca 
concentração de oxigênio (fundo do mar, estuários e pântanos); constituindo sistemas 
anaeróbios propícios para formação do biogás. 
Levantamentos históricos apontam que as primeiras iniciativas de teste e uso 
do biogás datam do século X a.C. e foram realizados pela antiga civilização assíria, 
hoje a atual região do Iraque, para aquecimento das águas dos banheiros públicos. 
Similarmente, evidências históricas também atestam que, para a essa mesma 
finalidade, os persas também fizeram uso do biogás no século XVI a.C. (LUSK, 1998) 
De acordo com Deublein et al., (2008), existem relatos, considerados ainda 
mais antigos que comprovam o uso do biogás, por parte dos sumérios, em processos 
que envolviam limpeza e purificação anaeróbia de resíduos, por volta dos anos 3000 
a.C. 
Buscando estabelecer uma visão cronológica dos fatos, veja a seguir os 
principais acontecimentos datados sobre as primeiras investigações e estudos 
científicos a respeito do biogás: 
i. em 1630, Jean Baptista Van Helmont constatou a existência de gases 
inflamamáveis que eram obtidos da decomposição de resíduos orgânicos 
(ABASSI et al., 2012 ); 
ii. em 1682, quase meio século depois, Boyle conseguiu obervar a possibilidade 
de obtenção de gases por intermédio de resíduos animais e vegetais 
(STAFFORD, 1974 apud ONUDI, 2011); 
iii. em 1776, Alessandro Volta averiguou que havia uma relação existente entre a 
digestão anaeróbia da matéria e a presença de gás combustível; o mesmo que 
havia sido chamado de “gás dos pântanos” por seu descobridor, Shirley, em 
1659 (STAFFORD, 1980 apud ONUDI, 2011); 
 
11 
 
iv. em 1808, Humphry Davy conseguiu obter metano através do esterco de gado 
em recipientes fechados de laboratório (TIETJEN,1975 apud ONUDI, 2011); 
v. em 1884, houve , de fato, a primeira tentativa de produção do biogás. Louis 
Pasteur conseguiu obter cerca de cem litros (100 L) de biogás através de cem 
metros cúbicos (100 m³) de esterco de cavalos e água à 35ºc (DEUBLEIN et 
al., 2008). 
Ainda de acordo com Karlsson et al., (2014) nas décadas de 50 e 60, os países 
pioneiros a produzir o biogás e a utilizá-lo, de forma mais intensa como fonte 
energética, foram a Índia e China. Na década de 70, com a crise energética do 
petróleo, houve um aumento significativo no preço da energia, e a procura por 
investimentos em fontes alternativas de geração tornou-se uma necessidade 
eminente. Dessa forma, acabou sendo estimulado o desenvolvimento da tecnologia 
de digestão anaeróbia no Brasil. (CAETANO,1995). 
Ressalta-se que a produção do biogás traz consigo benefícios de ordem social, 
financeira e ambiental (CIBIOGÁS, 2013): 
i. á nível social, com a retirada de detritos do meio ambiente, é possível mitigar a 
presença de odores desagradáveis juntamente com a proliferação de doenças 
que possivelmente são causadas por animais e insetos atraídos pelos dejetos; 
ii. na vertende econômica dos fatos, a produção de biogás permite o 
abastecimento local de energia térmica e elétrica para consumo da propriedade 
ou empresa, juntamente com lucros obtidos a partir da produção de 
biofertilizantes; 
iii. na perpectiva ambiental, o emprego de dejetos animais para geração do biogás 
permite com que o produtor ou empresário deixe de contaminar rios, açudes, 
lençóis freáticos e o solo. Evitando que gases de efeito estufa, oriundos da 
decomposição dos detritos, sejam lançados na atmosfera. 
 
2.2.2 Processos da Digestão Anaeróbia 
 
Quando há uma má gestão de resíduos e dejetos, a problemática da poluição 
ambiental torna-se ainda mais evidente. Diante desse cenário, a tecnologia da 
digestão anaeróbia torna-se um instrumento viável para redução das cargas 
12 
 
poluentes, através da conversão de detritos orgânicos em biogás. Este, ao sofrer 
queima, demonstra seu perfil energético sendo utilizado para geração de eletricidade 
ou calor. 
Assim, a biodigestão anaeróbia acaba proporcionando, por exemplo, melhor 
aproveitamento dos detritos, com possibilidade de redução de custos com eletricidade 
e, como enfatizado anteriormente, evitando com que grandes concentrações de 
metano (CH4) e dióxido de carbono (CO2) sejam lançados para atmosfera, evitando 
assim a ação de gases de efeito estufa. Além disso, através desse processo 
fermentativo anaeróbio é possível também obter biofertilizantesricos em nutrientes 
assimiláveis e com melhor potencial sanitário em relação ao material original, através 
de um processo controlado em biodigestores.(SOUZA,1984) 
 
2.2.2.1 Fundamentos da Digestão Anaeróbia para obtenção do biogás 
 
A digestão anaeróbia trata-se de um ecossistema de diversos grupos de 
microrganismos que atuam de forma a converter matéria orgânica complexa em 
metano, gás carbônico, água, gás sulfídrico e amônia, juntamente com a proliferação 
de novas células bacterianas. (CHERNICHARO, 2007) Diante da ausência de 
oxigênio molelucar (O2), durante o processo biológico da digestão anaeróbia, alguns 
microrganismos, com ênfase na ação de bactérias anaeróbias e fungos, é possível 
com que a materia orgânica solubilizada ou em estado semilíquido (lodo) seja 
transformada em compostos químicos mais simples como o gás carbônico e o gás 
metano, componentes fundamentais do biogás. (BELLI, 1995 apud GUSMÃO, 2008) 
A geração do biogás, principal subproduto da decomposição anaeróbia, 
desenvolve-se de forma interdependente, simultânea e controlada. Interdependente 
devido ao fato de que quaisquer alterações ao longo do seu processo de formação 
podem comprometer todo o procedimento da biodigestão. Controlada, já que essas 
reações (etapas) acontecem dentro de reatores chamados de biodigestores. Apesar 
de simultânea, a sequência para obtenção do biogás requer algumas etapas 
primordiais: Hidrólise, Acidogênese, Acetogênese e Metanogênese (PORTAL DO 
BIOGÁS, 2016). 
13 
 
2.2.2.2 Formação do Biogás 
 
 Hidrólise 
 
Sabendo que os microorganismos não apresentam a capacidade de 
assimilação da matéria orgânica particulada, assim, a primeira fase da degradação 
anaeróbia dar-se-á através da hidrólise de polímeros (materiais particulados 
complexos) em materiais dissolvidos mais simples, constituindo moléculas menores. 
Ressalta-se que esse processo de conversão de materiais particulados em dissolvidos 
é obtido por intermédio da ação de exoenxzimas excretadas por bactérias chamadas 
de fermentativas hidrolíticas. Tratando-se de um processo que geralmente ocorre 
lentamente (CHERNICHARO, 2007). 
 Acidogênse 
 
Através da ação de bactérias fermentativas acidogênicas, os produtos obtidos 
na hidrólise (compostos orgânicos simples) sofrerão uma fermentação ácida dos no 
interior de microorganismos, gerando como resultado ácidos orgânicos e voláteis, 
como os ácidos propanóico, butanoico e lático, bem como álcoois. (BELLI, 1995 Apud 
FALCÃO et al., 2008) 
 Acetogênese 
 
Na terceira etapa, acetogênese, as bactérias acetogênicas realizarão a 
oxidação de compostos orgânicos intermediários, como butirato e propionato, em 
substrato apropriado para os microorganismos metanogênicos. A existência dessas 
bactérias está condicionada a atividade de microorganismos consumidores de 
hidrogênio (CHERNICHARO, 2007). Para manutenção do equilíbrio nessa fase, as 
concentrações de hidrogênio (H2) nas reações precisam ser controladas. Altas 
concentrações não oferecem condições ideais para que os processos bacterianos 
acetogênicos consigam converter os ácidos orgânicos que foram gerados na fase 
anterior, acidogênese. Assim, a ação de redução das cargas de hidrogênio será 
realizada pelas bactérias da metanogênese, que conseguem processar o dióxido de 
carbono, hidrogênio e ácido acético em metano e gás carbônico (PORTAL DO 
BIOGÁS, 2016) 
14 
 
 Metanogênese 
 
De acordo com Chernicharo (2007), por intermédio da ação de microrganismos 
metanogênicos, chamados de arqueas metanogênicas. Nessa fase, considerada o 
final do processo de conversão anaeróbio, dar-se-á a transformação de compostos 
orgânicos e hidrogênio em metano e dióxido de carbono, principais constituintes do 
biogás. Segundo Solera (2008) cerca de 70% de metano é produzido nessa etapa. 
 
 Sulfetogênese 
 
A obtenção de sulfetos é um processo em que compostos a base de enxofre e 
o sulfato acabam sendo utilizados como aceptores de elétrons durante a ocorrência 
da oxidação de compostos orgânicos. Assim, os compostos sulfurados, como sulfatos 
e sulfitos, são reduzidos a sulfeto por meio da ação de bactérias sulforedutoras. As 
espécies desse grupo de bactérias apresentam em comum a capacidade de utilizar 
uma ampla gama de substratos, como toda a cadeia de ácidos orgânicos voláteis, 
etanol, metanol e outros. (CHERNICHARO, 2007). 
Lembrando que todos esses processos descritos podem acontecer 
naturalmente, mas também de forma controlada, com seus recursos sendo captados 
para utilização, através de biodigestores. 
A Figura 3 apresenta, esquematicamente, o processo da biodigestão anaeróbia 
da matéria orgânica. 
 
 
 
 
 
 
 
15 
 
Figura 3. Esquema da digestão anaeróbia para geração do biogás. 
 
 Fonte: CHERNICHARO (2007). 
 
2.2.2.3 Fatores que influenciam na digestão anaeróbia 
 
Resumem-se a seguir os principais parâmetros da digestão anaeróbia relacionada 
à geração de biogás: 
a) Temperatura: segundo Junior (2000), a atividade enzimática bacteriana está 
diretamente associada às variações de temperatura, afinal, alterações bruscas 
podem comprometer o equilíbrio das culturas envolvidas, com ênfase maior nas 
bactérias responsáveis diretamente pela formação de metano. Ressalta-se 
que, na faixa de aproximadamente 10ºC a ação das bactérias é lenta, e para 
valores superiores a 65ºC, suas enzimas, por conta do calor excessivo, acabam 
sendo destruídas. Assim, a faixa ideal para formação do biogás é de cerca de 
32ºC a 37ºC nos biodigestores; 
 
16 
 
b) Potencial hidrogeniônico (pH): a atuação do pH é de fundamental importância 
para o controle e operação adequados da biodigestão anaeróbia. Em termos 
numéricos, o pH considerado ótimo para digestão anaeróbia (na geração de 
metano) pode variar no intervalo entre 6.6 - 7.4; podendo até mesmo alcançar 
estabilidade em um limite ainda mais amplo entre 6.0 - 8. É importante reforçar 
que, valores de pH, inferiores a 6 e superiores a 8.3, e mudanças bruscas 
(choques de pH) devem ser evitados já que podem inibir a ação de 
microrganismos formadores de metano. Apesar da produção de metano ser 
interrompida pelo baixo índice de pH, a produção de ácidos num reator pode 
continuar livremente, acarretando o azedamento do conteúdo no interior do 
mesmo e trazendo falhas ao processo. Assim, controlar o pH diz respeito, 
principalmente, a impedir a inibição da ação dos microrganismos 
metanogênicos (CHERNICHARO, 2007); 
 
c) Quantidade de Água: para manutenção de um estado ótimo das operações de 
decomposição num biodigestor, o teor de água deve variar numa faixa entre 60 
a 90% do peso do conteúdo total da biomassa em decomposição (JUNIOR, 
2000); 
 
d) Substrato: Segundo Pecora (2006), os substratos com potencial nutritivo 
devem constituir-se como fonte de alimento e de elementos químicos 
importantes para constituição do material celular e necessários a ação 
enzimática de microrganismos; a exemplo, destacam-se zinco, cobalto, cobre, 
manganês. Entretanto, em grandes concentrações, tais elementos podem 
realizar ação de inibição sobre os processos de fermentação por azedar a 
biomassa. 
 
2.2.3 Composição do Biogás 
 
Como visto, o biogás, considerado uma mistura gasosa, pode ser gerado 
naturalmente, basicamente em ambientes anóxicos pela ação bacteriana sob a 
matéria orgânica. Entretanto, por intermédio da ação antrópica, esse processo natural 
pode ser maximizado com uso de equipamentos especialmente planejados que 
aceleram as reações de decomposição, os biodigestores, para que também seja 
17 
 
possível a obtenção do biogás. Neste segundo caso, as concentrações dos gases que 
formam o biogás podem variar em função de alguns parâmetros, como tipo de reator 
e substrato a ser digerido. 
É importante ressaltar que o potencial energético do biogás está estritamente 
associado com a concentração de metano em sua composição. Dessaforma, quanto 
mais rico for o biogás, maior será a concentração de metano sob o mesmo (FALCÃO 
et al., 2008). 
Os principais constituintes do biogás são o metano e o dióxido de carbono, no 
qual em média de 50 a 75% do volume total é composto de metano (CH4) e os 25 a 
40% do restante do volume total basicamente de dióxido de carbono (CO2). Outros 
componentes, como o ácido sulfídrico (H2S), vapor de água (H2O), nitrogênio (N2), 
hidrogênio (H2) e amoníaco (NH3) também fazem parte do biogás, no entanto, em 
menores concentrações. Ressalta-se, no entanto, que tais valores percentuais podem 
variar dependendo do tipo de matéria orgânica e dejeto empregado (PORTAL DO 
BIOGÁS, 2016). 
O Quadro 02 apresenta um levantamento do volume médio percentual dos 
gases constituintes do biogás: 
 
Quadro 02. Composição Média do Biogás. 
Componentes Teor de Volume % 
Metano (CH4) 50 a 80 
Dióxido de Carbono (CO2) 25 a 50 
Hidrogênio (H2) 1 a 3 
Nitrogênio (N2) 0,5 a 2,5 
Gás Sulfídrico (H2S) 0,1 a 0,5 
Amônio (NH3) 0,1 a 0,5 
Monóxido de Carbono (CO) 0 a 0,1 
Água (H2O) Variável 
Oxigênio (O2) 0,1 a1 
 
 Fonte: PINTO (2006) apud FALCÃO et al. (2008). 
 
Dentre os gases destacados no Quadro a acima o gás sulfídrico deve ser 
analisado com mais cautela e rigor. Afinal, este acaba trazendo problemáticas quanto 
18 
 
a viabilização da produção de energia, ocasionando a corrosão nos sistemas de 
condução do biogás e reduzindo a vida útil do grupo moto-gerador. (MAGALHÃES, 
1986) 
Dependendo do tipo de biomassa, o aumento ou não da produção de metano, 
que torna a geração do biogás mais eficiente, pode variar. Testificando-se tal 
assertiva, têm-se no Quadro 03 algumas biomassas utilizadas na geração do biogás 
e seus respectivos volumes percentuais de metano, gás carbônico e ácido sulfídrico. 
 
Quadro 03. Composição Média do Biogás em Diferentes Biomassas. 
Fonte: LINS et al., (2015). 
 
2.2.4 Purificação e Limpeza do Biogás 
 
O intuito primordial de realizar-se a purificação do biogás está diretamente 
associado com a necessidade de elevação do potencial energético do mesmo, 
somada com a possibilidade de aumento da vida útil da instalação responsável pela 
condução dos fluidos para geração de energia. De forma didática, o processo de 
limpeza consiste, essencialmente, em separar o metano dos demais componentes do 
biogás, como descritos anteriormente, gerando aumento do poder calorífico do 
mesmo e mitigando prováveis danos aos equipamentos da instalação (SILVA, 2009). 
Segundo França Jr (2008), a fim de se evitar irregularidades nos componentes 
internos do motor e da tubulação, o biogás precisa passar por um processo de limpeza 
que deve ser constituído basicamente por dois compartimentos instalados ao longo 
Análise da Composição de Biogás através de DIFERENTES Biomassas 
Biomassa Residual 
(efluente) 
CH4 - % CO2 - % H2S - ppm 
Amidonaria (mandioca) 53,4 44,9 97,0 
Bovinocultura Leiteira 59,6 39,1 329,3 
Misto (aves de postura + 
bovinocultura de corte) 
69,2 28,8 64,1 
Abatedouro de Aves 68,2 29,6 1.897,1 
Suinocultura - Terminação 65,0 35,0 2.782,3 
Suinocultura - Produção de 
Leitões 
68,4 30,6 1.309,1 
19 
 
da linha de captação do gás, e sendo destinados a extrair o máximo possível de 
umidade e ácido sulfídrico do processo. 
A umidade pode ser removida, por exemplo, através de filtros 
“dessumidificadores” compostos por sílica gel azul. Esta atua como uma espécie de 
indicador; pois uma vez que satura, muda de coloração, informando visualmente a 
necessidade de troca, manutenção. Ressalta-se que, quando a finalidade de 
implementação do biogás for geração de energia elétrica, a remoção da água ao longo 
do procedimento é imprescindível para que não ocorra problemas funcionais no moto-
gerador; responsável em converter o potencial energético do biogás em energia 
mecânica e, finalmente, em elétrica (FRANÇA JR, 2008). 
França Jr (2008) também comenta sobre a relevância na redução das 
concentrações de ácido sulfídrico. Nessa fase, o filtro chamado de “dessulfurizador”, 
em virtude da retirada de enxofre, pode ser composto por cavacos ou limalhas de 
ferro, em outras palavras, pelo óxido férrico (palhas de aço). A remoção do enxofre 
também é importante pois, devido à ação corrosiva do mesmo, as estruturas da 
tubulação e do motor podem ser comprometidas, ocasionando possíveis vazamentos 
e, consequentemente, diminuindo a vida útil da instalação e do potencial de geração 
energético. 
Há também filtros para redução das concentrações de gás carbônico, 
chamados de “descabonizadores”. Segundo Craveiro (1982), a mitigação das 
concentrações de gás carbônico também é trivial, uma vez que se operam com 
pressões elevadas, grandes quantidades de gás carbônico podem ser absorvidas pela 
água, tornando-a ácida. O que gera um problema no momento de descarte da mesma 
que se mistura com o material orgânico. A eficiência da implementação de um sistema 
para purificação do biogás é comprovada mediante uma análise que demostre o 
decréscimo das concentrações de água, enxofre e gás carbônico. 
O Quadro 04 apresenta uma exemplificação da relação entre a composição 
geral do biogás antes e após o processo de purificação realizado por Pecora (2006). 
 
20 
 
Quadro 04. Composição típica do biogás Produzido e Purificado. 
 Fonte: PECORA (2006). 
 
2.2.5 Poder Calorífico e Equivalências Energéticas 
 
Também conhecido como calor de combustão, poder de queima ou 
simplesmente, potência calorífica, segundo Costa (2006), o poder calorífico é uma das 
características mais imprescindíveis para a análise da qualidade e de utilização de um 
gás; representando, dessa forma, a quantidade de energia que é liberada durante 
processos de combustão completa de uma unidade de massa ou de volume de gás. 
Havendo a queima do combustível, processo chamado de combustão, haverá 
formação de água que poderá encontrar-se em estado líquido ou gasoso, em virtude 
dessa reação de queima na presença de hidrogênio. Assim, quando a água formada 
na combustão se condensa é possível obter o poder calorífico superior (PCS), mas se 
a água estiver no estado gasoso será obtido o poder calorífico inferior (PCI). 
Em consequência disso o biogás também terá ambos os poderes caloríficos. 
Analisando a concentração de metano no biogás, o poder calorífico do mesmo pode 
então variar de 4,95 a 7,92 kWh/m³ respectivamente para o poder calorífico inferior e 
superior; ressaltando-se que após tratamentos de purificação o poder calorífico do 
biogás poderá alcançar valores ainda maiores que os determinados anteriormente 
(COSTA, 2006). 
Compostos Químicos 
 % de Volume do biogás 
Gerado 
 % de Volume do 
biogás Purificado 
Metano (CH4) 50 a 80 % 80,80% 
Dióxido de Carbono 
(CO2) 20 a 40 % 4,07% 
Hidrogênio (H2) 1 a 2 % 0,00% 
Nitrogênio (N2) 0,5 a 2,5 % 13,20% 
Gás Sulfídrico (H2S) 1 a 2 % 0,06% 
Água (H2O) 1 a 2 % 0,98% 
Oxigênio (O2) 0,1 a1 % 0,89% 
TOTAL 100% 100% 
21 
 
Além da análise do poder calorífico, o estudo sobre as equivalências 
energéticas também é importante para que seja possível dimensionar uma instalação 
para aproveitamento do biogás como combustível gerador de eletricidade. 
No Quadro 05 tem-se uma correlação entre a quantidade de dejetos produzidos 
por animais semi-estabulados com a quantidade de metros cúbicos de biogás 
produzidos pelos detritos dos mesmos, considerando a análise para um animal de 
cada espécie. 
 
Quadro 05. Relação entre a produção de dejetos e gás. 
Material 
(Esterco) 
Kg de 
Dejetos/dia 
M³ de gás/kg de 
Dejetos 
M³ de 
gás/animal/dia 
Aves 0.09 0.055 0.0049 
Bovinos 10.00 0.040 0.4000 
Equinos 6.50 0.048 0.3100 
Ovinos 0.77 0.070 0.0500 
Suínos 2.25 0.064 0.1440 
 Fonte: FARRET (2010). 
 
Analisando-se o Quadro 05 pode-se presumir que, para a obtenção de um 
metro cúbico (1 m³) de biogás através da utilização de dejetossuínos, seriam 
necessários uma média de aproximadamente 15,6 quilogramas (kg) de esterco. Já o 
Quadro 06 apresenta uma comparação das equivalências energéticas existentes 
entre um metro cúbico (1 m³) de biogás e outros combustíveis. 
 
Quadro 06. Comparação energética entre o biogás e outros combustíveis. 
Combustíveis 1 m³ de biogás equivale a 
Gasolina 0,61 litros 
Querose 0,579 litros 
Óleo Diesel 0,553 litros 
Gás de Cozinha (GLP) 0,454 litros 
Lenha 1,536 Kg 
Eletricidade 1,43 kWh 
Álcool hidratado 0,790 litros 
 Fonte: BARRERA (2003). 
22 
 
Assim, ligando as informações dos Quadros 05 e 06 pode-se constatar que, 
para 15,6 kg de esterco suíno, tem-se a produção de 1 m³ de biogás que, convertido 
em eletricidade, equivale a 1,43 kWh (quilowatt hora) teoricamente. Essas análises 
serão importantes para fazer o levantamento da quantidade de insumos combustíveis 
que a propriedade (a ser analisada) irá fornecer para que se possa realizar a correta 
escolha do moto-gerador. Em função das perdas no moto-gerador, esse valor estará 
sujeito a redução e mudanças. 
 
2.2.6 Possibilidades para aproveitamento do Biogás 
 
De acordo com Deléo et al., (2009), existem inúmeras rotas alternativas para 
que se possa realizar o aproveitamento energético do biogás à nível industrial, 
residencial e rural. Segundo Silva (2009), uma das possibilidades de realizar o 
aproveitamento do biogás gerado em aterros seria através da injeção do mesmo à 
rede de gás natural. Dessa forma, podendo ser utilizado não só à nível industrial, mas 
também residencial e permitindo o acionamento de fogões. 
A usualidade do biogás está estritamente associada a concentração de metano 
(CH4) sob o mesmo. Como já visto, o metano, dentre os demais componentes do 
biogás, acaba sendo o que mais agrega valor energético. A Figura 4 apresenta um 
demostrativo das formas de uso do biogás estabelecendo um comparativo com as 
concentrações de metano. (PORTAL DO BIOGÁS, 2016). 
 
23 
 
Figura 4. Formas de aplicação do biogás. 
 
 Fonte: PORTAL DO BIOGÁS (2016). 
 
O biogás também pode ser utilizado sob a forma de calor, por exemplo, no 
aquecimento de caldeiras ou de demais outros processos industriais que requeiram 
vapor d’água ou água em temperaturas elevadas em seu sistema operacional. 
 
2.2.6.1 Análise de Motores e Ciclos Termodinâmicos 
 
A fim de compreender melhor os processos de aproveitamento energético, é 
indiscutível o entendimento sobre o funcionamento dos motores envolvidos nas 
tecnologias de conversão do biogás. 
Segundo Iclei (2009), o equipamento mais difundido para queima do biogás, 
devido ao seu rendimento elétrico e custo, quando comparado a outras tecnologias 
de conversão, são os motores de combustão interna, ou simplesmente, motor ciclo 
Otto. Esses motores são chamados de quatro tempos, uma vez que seu 
funcionamento é decorrente da ação sequenciada de quatro etapas. 
a) Admissão (1º tempo): Nessa fase, a abertura da válvula de admissão 
permite com que seja injetada, na câmera de combustão, a mistura ar-
24 
 
combustível, enquanto o pistão se move aumentando o tamanho no interior 
da câmara. 
b) Compressão (2º tempo): Nesse segundo momento, a válvula de admissão 
fecha, e o pistão move-se de forma a comprimir a mistura. 
c) Combustão (3º tempo): Ao término da compressão, uma centelha lançada, 
pela vela de ignição, no sistema gerando a explosão da mistura e 
consequente expansão dos gases quentes oriundos da reação. 
d) Exaustão (4º tempo): Nessa última etapa, haverá a abertura da válvula de 
escape, permitindo a liberação dos gases pelo pistão. 
A Figura 5 apresenta um descritivo, passo a passo, do processo de 
funcionamento de um motor de combustão interna que trabalha em Ciclo Otto. 
 
Figura 5. Esquema de funcionamento do motor ciclo Otto. 
 
 Fonte: Adaptado de INFOMOTOR (2009). 
 
2.2.6.2 Aplicação do biogás na produção de eletricidade com motores Otto 
 
Uma vez que são analisados alguns parâmetros principais, destacando-se a 
vazão gasosa e especificações sobre a composição química e poder calorífico, torna-
se possível determinar o potencial energético do biogás, como fonte primária de 
energia, oriunda da ação bacteriana em condições anóxicas nos biodigestores. 
25 
 
Basicamente, através de um processo de combustão controlada, a conversão 
da energia química contida no biogás em energia mecânica aciona turbinas acopladas 
a um sistema composto por moto-gerador, havendo geração de energia elétrica. Esta 
pode ser utilizada para consumo da propriedade local ou lançada na rede, através da 
comercialização de excedentes para a concessionária de energia, constituindo um 
sistema de geração distribuída. 
Iclei (2009) informa, como exemplo do uso de motores ciclo Otto na geração de 
eletricidade, a operação de duas grandes centrais térmicas que são movidas à biogás, 
no estado de São Paulo. Uma delas encontra-se no Aterro Sanitário Municipal 
Bandeirantes. Nesse aterro foram implementados 24 grupos geradores, constituídos 
de motores ciclo Otto importados e acoplados a geradores, com capacidade total de 
geração de 22 MW. A outra térmica, situada no Aterro Sanitário São João, também 
apresenta potencial de geração equivalente ao Aterro Bandeirantes, com 22 MW. 
Segundo Brunetti (2012) é importante destacar algumas vantagens são 
inerentes aos motores de combustão interna de ciclo Otto quatro tempos: 
 Suavidade de Funcionamento; 
 Diversidade de Fornecedores e Equipamentos; 
 Custo Inicial Baixo; 
 Sistemas de Controle Simples e Baratos. 
 
2.2.6.3 Aproveitamento do biogás na perspectiva da cogeração 
 
Quando analisados os sistemas convencionais de geração de energia, os 
mesmos atingem cerca de 30 a 40 % da energia presente no combustível para gerar 
eletricidade, conforme a Figura 6. O restante desse potencial energético, que constitui 
cerca de mais da metade desse percentual, acaba sendo desperdiçado, configurando 
perdas (BARROS, 2015). 
26 
 
Figura 6. Balanço energético de um sistema convencional. 
 
 Fonte: BARROS (2015). 
 
A cogeração, de forma didática, trata-se de um sistema em que se permite obter 
energia elétrica e calor por intermédio de uma mesma fonte energética, aumentando 
a eficiência do sistema e, consequentemente, trazendo mais economia e melhor 
aproveitamento da fonte geradora, o combustível. Assim, através da queima de um 
combustível, no caso, o biogás, obtêm-se calor e eletricidade, reduzindo-se 
significativamente as perdas dos sistemas, atingindo uma eficiência global e, em 
alguns casos de até 90% em comparação com a energia total presente no combustível 
(BARROS, 2015). 
 
Figura 7.Balanço energético de um sistema de cogeração. 
 
 Fonte: BARROS (2015). 
 
27 
 
Logo, observa-se que o calor, antes dissipado, é recuperado dos gases de 
escape, produzindo vapor e água quente, podendo ser aproveitados em processos 
comerciais e industriais gerando benefícios e utilidades, onde principalmente 
destacam-se (BARROS, 2015): 
 Aquecimento de água e de demais fluidos; 
 Secagem de produtos; 
 Aquecimento de Ambientes através do Ar quente; 
 Ser enviada para um Chiller de absorção para geração de Ar frio. 
Além do alto desempenho, com a mitigação de desperdícios, a cogeração tem 
um caráter descentralizador, uma vez que precisa estar próxima da unidade 
consumidora. Assim, o impacto ambiental fica reduzido, já que não há necessidade 
de linhas de transmissão extensas e suas consequentes infraestruturas (BARROS, 
2015). 
 
2.2.6.4 Aproveitamento do Biogás como Biocombustível 
 
O crescimento da frota de veículos movidos a biocumbusíveis já é uma 
realidade irrefutável. Entratanto, para que o biogás possa ser utilizado em redes à 
base de gás natural, como combustível veicular sob forma de Gás Natural Veicular 
(GNV)ou até mesmo por industrias sob as formas de Gás Natural Comprimido (GNC) 
e Gás Natural Liquefeito (GNL) é necessário que o biogás atravesse por filtros de 
purificação, como já descritos anteriormente, a fim de que se retire principalmente a 
umidade, os sulfetos de hidrogênio e também o dióxido de carbono. 
Através desses processos de purificação, impurezas serão mitigadas, gerando, 
através do biogás, o biometano. Para alcançar o nível de biometano, a concentração 
de metano no biogás deve permear por cerca de 95% da concentração total. Logo, 
sendo essa concentração um parâmetro para estipular a qualidade do 
biometano (PORTAL BIOGÁS,2016). 
 
 
28 
 
2.3. Biodigestores 
 
2.3.1 Análise Geral 
 
Segundo Nogueira (1986), uma das primeiras evidências e relatos da 
implantação de sistemas que se propõem a utilizar biodigestores datam do ano de 
1857, em Bombaim na Índia. Esse primeiro biodigestor foi construído com o objetivo 
de gerar gás combustível para suprir um hospital de pessoas portadoras de 
hanseníase. Portanto, tornando a tecnologia dos processos de biodigestão através do 
uso de biodigestores, uma prática difundida há exatos 160 anos. 
Com a primeira crise do petróleo (1970), muitos órgãos de pesquisa buscaram 
saídas para resolver ou, ao menos, amenizar a conjuntura energética que necessitava 
de meios para suprir a demanda por eletricidade na época. Motivados pela busca por 
fontes alternativas de energia e pelos exemplos bem-sucedidos verificados na China 
e Índia, optou-se por investir na tecnologia dos biodigestores no Brasil e no mundo, 
principalmente no começo da década de 1980. Outro motivo que acentuou os 
investimentos em biodigestores diz respeito a questão sanitária. Afinal, até a década 
de 1970, a grande maioria dos processos de tratamento biológico no de esgoto eram 
somente aeróbios, ou seja, utilizando oxigênio para degradar dejetos orgânicos 
(SARAVANAN et al., 2006). 
Apesar da necessidade de políticas e investimentos governamentais que 
possibilitem um melhor aproveitamento do biogás, em se tratando do Brasil, o 
Nordeste, devido às temperaturas elevadas e praticamente constantes ao longo do 
ano, torna-se a região mais propícia para instalação dos biodigestores. Segundo 
Farret (2010), para que a decomposição anaeróbia ocorra de forma eficiente dentro 
de biodigestores, a temperatura correta de operação deve ser superior a 30ºC, e 
aproximando-se mais exatamente de 35ºC. 
Nas cidades frias das regiões sudeste e sul, de clima temperado subtropical, a 
temperatura de operação nos biodigestores é claramente menor do que a verificada 
no Nordeste, podendo ocorrer, dessa forma, uma diminuição no rendimento da 
produção de biogás, via biodigestor, em até 30% (LIMA, 2007). 
29 
 
Segundo Comastri Filho (1981), o biodigestor trata-se de uma câmara que é 
hermeticamente fechada de fermentação, também chamado de tanque de 
fermentação ou reator, sendo o local onde a biomassa (dejeto orgânico) atravessa os 
processos da biodigestão, por ação de bactérias anóxicas (atuam em ambientes com 
baixos percentuais de oxigênio ou na ausência completa do mesmo). Esse processo 
de biodigestão é constituído pelas cinco etapas da microbiologia da digestão 
anaeróbia (hidrólise, acidogênese, acetogênese, metanogênese e sulfetogênese); 
obtendo-se como resultado final a produção de biogás. 
Assim, os biodigestores geralmente são construídos sob a forma de tanques 
circulares e instalados abaixo do nível do solo com a finalidade de buscar mitigar as 
oscilações de temperatura; afinal, variações bruscas de temperatura podem inibir a 
ação das bactérias reduzindo ou cessando a produção de biogás. Uma vez 
compreendida as etapas da microbiologia da digestão anaeróbia que acontecem no 
interior do biodigestor, entender o funcionamento do mesmo torna-se bastante 
simples. 
Segundo Moraes (1980), primeiramente o esterco animal é exposto a um 
processo pré-fermentativo aeróbio, em outras palavras, de forma preliminar, a 
digestão dos dejetos acontece na presença do ar atmosférico, dessa forma, havendo 
a proliferação das bactérias aeróbias. Diante dessa realidade, a maior parte do 
oxigênio dissolvido nos detritos é lançado ao meio ou consumido por essas próprias 
bactérias, viabilizando, dessa forma, o posterior desenvolvimento das bactérias 
anaeróbias. 
Via tubulação, os resíduos orgânicos (esterco e urinas de animais) são 
conduzidos ao biodigestor para que ocorra a biodigestão anaeróbia. Este processo 
acontece, principalmente, na ausência de oxigênio e na presença de água (umidade). 
O grupo de bactérias anaeróbias que sintetizam a matéria orgânica encontram-se 
naturalmente no intestino e no estômago dos animais; e sendo as bactérias 
denominadas metanogênicas as mais importantes do processo. Afinal, as mesmas 
conferem potencial energético ao biogás, transformando hidrogênio, dióxido de 
carbono e ácido acético em metano e dióxido de carbono; podendo ser, então, 
armazenado em gasômetros e utilizado na produção de energia, calor e 
biofertilizantes (MORAES, 1980). 
30 
 
Figura 8. Esquema básico do funcionamento de um biodigestor. 
 
 Fonte: COELHO (2012). 
 
2.3.2 Tipos de biodigestores 
 
Analisando os biodigestores quanto ao abastecimento de biomassa (insumo), 
o mesmo pode ser classificado sob dois sistemas básicos: o contínuo e o intermitente 
(ou batelada). O contínuo é bem mais apropriado para a maior parte das biomassas, 
funcionando com abastecimentos diários ou periódicos, descarregando a massa já 
fermentada e sendo também mais simples no ponto de vista construtivo. Em sistemas 
contínuos, afim de evitar a formação de crostas no interior do biodigestor, a matéria 
orgânica pode até mesmo ser diluída ou triturada antes de ser injetada no mesmo. Já 
os reatores que trabalham em sistemas intermitentes são mais voltados a biomassas 
cujo material orgânico é de lenta decomposição aliada ao longo período de produção 
de biogás. Assim, nesse último sistema, a carga de biomassa é recebida totalmente 
no biodigestor, e só é retida até que seja finalizado o processo da biodigestão (período 
que pode durar entre 40 a 60 dias); sendo posteriormente realimentado e construído 
com grandes dimensões (GASPAR 2003). 
 
 
31 
 
2.3.2.1 Biodigestor Chinês 
 
O biodigestor Chinês é de abastecimento contínuo e, como o próprio nome 
sugere, foi desenvolvido na China. Assim, trata-se de um dos biodigestores cuja 
tecnologia simples por ser pioneira, é de literatura e conhecimento bastante 
difundidos. 
A construção do biodigestor chinês é feita em alvenaria. O mesmo foi 
desenvolvido para ser um projeto barato e que, ao mesmo tempo, economizasse 
espaço. Sendo assim, o modelo chinês é enterrado totalmente no solo. O reator em 
análise é constituído por uma câmara de alvenaria em formato cilíndrico aonde ocorre 
a fermentação e com teto impermeável, que é destinado ao armazenamento do biogás 
(DEGANUTTI et al., 2002). 
Esse modelo funciona com base no princípio de prensa hidráulica. Dessa 
forma, os aumentos de pressão, que são resultantes do acúmulo do biogás, acabam 
ocasionando o deslocamento do efluente da câmara de fermentação para a caixa de 
saída e, em casos de descompressão, o mesmo acontece só que em sentido 
contrário. 
Ressalta-se que, geralmente, uma certa quantidade do gás formado na caixa 
de saída acaba sendo lançada para atmosfera, dessa forma, havendo uma diminuição 
da pressão interna do gás e fazendo com que o modelo chinês não seja aplicado a 
sistemas cuja instalação são de grande porte (DEGANUTTI et al., 2002). A Figura 9 
representa um modelo do biodigestor chinês. 
32 
 
Figura 9. Biodigestor modelo chinês. 
 
 Fonte: DEGANUTTI et al., (2002). 
 
2.3.2.2 Biodigestor Indiano 
 
Esse biodigestor contínuo, também chamado de biodigestor com campânula 
flutuante, é caracterizado porser constituído de uma câmara de digestão e de um 
depósito de gás móvel, caracterizando-se por apresentar uma campânula com 
gasômetro, a qual pode estar imersa sobre a biomassa em processo de fermentação 
e uma parede central que divide o tanque de fermentação em duas câmaras. 
Fundamentalmente, a função dessa parede divisória é fazer circular o material em 
decomposição pelo interior da câmara. Uma das características importantes desse 
modelo é a possibilidade de operar com pressão constante. Afinal, a medida que o 
gás é gerado e não é consumido de forma imediata, o gasômetro tende a deslocar-se 
na vertical, gerando aumento do volume do biodigestor, e fazendo com que a pressão 
no interior do mesmo se mantenha constante (DEGANUTTI et al., 2002). 
Os resíduos orgânicos que alimentam esse biodigestor não devem apresentar 
uma concentração muito grande de resíduos sólidos, afinal a circulação da matéria 
dever ser facilitada para que não ocorra possíveis entupimentos nas canalizações de 
entrada e saída dos dejetos. Construtivamente trata-se de um modelo simples; 
33 
 
entretanto, o gasômetro metálico e a distância do biodigestor à propriedade podem 
encarecer o transporte e inviabilizar a implantação desse modelo em que a automação 
é quase inexistente, sendo o controle do processo desenvolvido quase que totalmente 
de forma natural (MACHADO, 2013). A Figura 10 representa um esquema do 
biodigestor indiano. 
 
Figura 10. Biodigestor modelo indiano. 
 
 Fonte: FRANÇA JR. (2008). 
 
2.3.2.3 Biodigestor batelada 
 
Os biodigestores modelos batelada operam de forma descontínua ou 
intermitente. Em outras palavras, os mesmos são alimentados uma única vez, com 
grandes quantidades de matéria orgânica, sendo fechados hermeticamente por um 
certo período de tempo conveniente (que pode chegar em até 60 dias) para que ocorra 
a fermentação anaeróbia. Após o período descrito, a produção de biogás começa a 
declinar, informando, assim, que o insumo orgânico foi decomposto e, dessa forma, 
já sendo possível fazer a retirada de cerca de 80% da matéria orgânica restante, que 
será destinada para usos com fertilizantes. Os 20% dos detritos orgânicos finais 
mantêm-se no biodigestor como uma fonte a mais de fornecimento necessários para 
ação bacteriana nos processos de decomposição que serão vistos na próxima 
batelada (COELHO, 2012). 
Trata-se de um sistema de biodigestão simples, apresentando pouca exigência 
operacional. Sua instalação é básica, podendo ser representada somente por um 
34 
 
tanque anaeróbio, ou mesmo, vários conectados em série. Não há aberturas de 
entrada e saída dos dejetos orgânicos, afinal, o reabastecimento só é realizado 
quando a decomposição anaeróbia da primeira leva de dejetos foi concluída 
(DEGANUTTI et al., 2002). A Figura 11 apresenta um esquema do biodigestor tipo 
batelada. 
Figura 11. Biodigestor Modelo Batelada. 
 
 Fonte: OLIVEIRA (2006). 
 
 
2.3.2.4 Biodigestor Canadense 
 
O biodigestor canadense, também conhecido como modelo da marinha ou 
tubular, é uma das tecnologias de biodigestores mais comumente aplicáveis, 
principalmente em granjas de produção de suínos. Trata-se de um modelo horizontal, 
ou seja, tem menor profundidade, sendo mais largo que os demais biodigestores, com 
sentido de fluxo tubular. Logo, devido a esse carácter construtivo, apresenta grande 
área de exposição ao sol que, em climas quentes, contribui significativamente para a 
produção de biogás, tornando mais ativa ação de bactérias anóxicas por conta da 
elevação de temperatura. (CASTANHO et al., 2008) A Figura 12 apresenta um 
esquema simplificado de um biodigestor canadense. 
35 
 
Figura 12. Biodigestor modelo canadense de uma pequena propriedade rural. 
 
 Fonte: TORRES et al. (2013). 
 
Esse biodigestor tubular é constituído de uma caixa de entrada em que são 
conduzidos os detritos oriundos das unidades criadoras (pocilgas); uma câmara de 
fermentação subterrânea revestida com material impermeabilizante; uma campânula 
superior construída com lona plástica escura ideal para reter o gás produzido; uma 
caixa de saída por onde atravessa o material efluente final; um registro para saída do 
biogás e um queimador. Assim, o gasômetro desse modelo de biodigestor acaba 
sendo do tipo plástico maleável, inflando como um balão conforme o biogás é 
produzido. Para que o gás saia do biodigestor com pressão suficiente para ser 
utilizado, costuma-se colocar sacos de areia e pedras sobre o gasômetro. Ressalta-
se que, por questões de segurança, esse biodigestor deve estar cercado e com seus 
arredores continuamente limpos, assim, oferecendo um menor risco de que ocorram 
furos na lona da campânula (PEREIRA et al., 2009). 
Uma vez que a manta é utilizada como gasômetro e conferindo uma baixa 
pressão à mistura gasosa, a distância máxima que separa o biodigestor ao posto de 
consumo do mesmo (sistema moto-gerador) não deve exceder 50 metros. Assim, em 
casos específicos da necessidade de altas pressões, solicita-se o uso de 
compressores para tal (OLIVEIRA et al., 2006). 
Atualmente, o biodigestor canadense trata-se do modelo mais utilizado no 
Brasil, principalmente por conta do aperfeiçoamento da manta, ou lona, que é 
36 
 
impermeável e confeccionada em Policloreto de Vinila (PVC). A mesma oferece aos 
sistemas que fazem uso desse modelo um menor custo de implantação aliado com 
melhor facilidade de implementação da instalação; isso quando comparados aos 
modelos antigos indiano e chinês. Outras vantagens desse tipo de tecnologia seriam 
a maior resistência a corrosão, devido à chuva e ação do ácido sulfídrico presentes 
na mistura gasosa, além da possibilidade de ser um sistema que possa ser 
implementado tanto em grandes quanto em pequenos projetos que visam a produção 
de biogás (PRATI, 2010). 
 
2.4. Tubulações para Condução do Biogás 
 
Para que seja possível analisar a viabilidade técnica de um projeto que faça o 
uso eficiente do biogás, torna-se necessário analisá-lo de forma global. Assim, além 
dos processos de geração e de conversão do mesmo em eletricidade, também é 
necessário estudar e averiguar as melhores propostas para condução do biogás nos 
chamados biogasodutos. 
Conforme Godoy et al (2011), ainda não existem normas específicas e 
destinadas a desenvolver e executar projetos que realizem a coleta e distribuição do 
biogás; sejam voltados à geração distribuída ou autônoma. Dessa forma, acaba 
existindo uma carência de normatizações que possam estabelecer padrões e critérios 
mínimos necessários para a correta otimização dos sistemas de condução do gás. É 
importante ressaltar que, em virtude do desenvolvimento dos programas nacionais 
como Proálcool e o Probiodiesel, é apenas uma questão de tempo a inserção de um 
programa voltado especificamente ao biogás, e dessa maneira, fazendo com que 
sejam estabelecidas orientações que balizem no dimensionamento de tubulações 
para o aproveitamento do biogás. 
Segundo Bley Jr (2009), é essencial o investimento em estudos e projetos de 
viabilidade técnica e econômica que estabeleçam padrões de dimensionamento 
mínimos e que levem, em consideração cada tipo de criação animal e região do país. 
Uma vez que seja disseminada a prática de geração energia através do biogás, isso 
poderá acarretar uma descentralização de equipamentos, conhecimento e 
37 
 
tecnologias, contribuindo para a geração de renda e emprego, seja em âmbito rural 
ou urbano no país. 
Após uma análise desenvolvida por Godoy et al; (2011) em inúmeros 
empreendimentos agroindustriais que utilizam o potencial energético do biogás, 
verificou-se que as tubulações destinadas à condução do mesmo apresentavam 
sérios problemas estruturais. As tubulações, constituídas em PVC rígido ao reagir 
como o metano, inchavam, gerando perda da ductibilidade