Biodigestores - Biogás e Biofertilizante

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Biodigestores
Amanda Almeida; Caruane Alves; gislaine jacinto
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Biodigestor
Equipamentos de fabricação simples, usado para processamento de matéria orgânica.
Possibilitam o reaproveitamento de detritos.
Câmara vedada em que são descartados resíduos orgânicos (biomassa) para que, lá dentro, eles passem pela decomposição por micro-organismos anaeróbios.
Alimentação
A alimentação do biodigestor pode ser por esses fatores, acrescidos de água (50%).
Produção vegetal: poda, palha e folhas
Produção animal: esterco e urina
Atividade humana: fezes, urina e lixo doméstico.
condições
Os detritos entram em decomposição pela ação de bactérias anaeróbicas e durante o processo, todo o material orgânico é convertido em gás metano, o biogás.
O resíduo sólido que sobra no biodigestor também pode ser aproveitado como fertilizante.
Condições ideais: inexistência de ar, temperatura adequada (15° a 45° C), nutrientes e água (90 a 95% de umidade em relação ao peso).
Além disso, o material orgânico utilizado não deve conter produtos tóxicos, pois matariam as bactérias responsáveis pela produção do gás.
Biodigestores
Para fabricar: cava-se um buraco no chão, vedando-o com cimento e tijolos.
Deixar-se uma porta para colocar os resíduos dentro do biodigestor e poder retirá-los depois. 
O gás pode ser retirado por meio de um encanamento.
Como funciona?
Entrada: caixa de carga (adição da biomassa com água).
Condução pelo tubo de carga até a câmara (isolada).
O biogás é armazenado no gasômetro, que se movimenta para cima ou para baixo conforme a quantidade de gás.
Na parte superior do gasômetro, há um dispositivo para saída e condução do biogás até os pontos de consumo. 
O material fermentado (sólidos e líquidos) é coletado pelo tubo de descarga e encaminhado à caixa de descarga, onde ficará armazenado até o momento de seu uso.
Vantagens dos Biodigestores
Forma de saneamento básico de uma comunidade;
Evita a poluição do meio ambiente com os dejetos orgânicos, assim como das águas;
Combate o aquecimento global, pela queima do gás metano;
Reduz significativamente o espaço utilizado para o tratamento dos dejetos animais;
Elimina os maus odores dos dejetos;
Reduz significativamente as moscas.
histórico
Crise do petróleo em 1970 - Como substituir o petróleo como fonte energética?
Opção produção de energia a baixo custo. Modelos implantados: Chinês e Indiano
Benefícios desconhecidos no país
Houve programas de disseminação
Corte de recursos o que prejudicou os que já se encontravam instalados.
Constituição de um biodigestor
Parâmetros-base para um projeto
Quantidade e tipo de dejetos disponíveis;
Necessidade de energia;
Necessidade de fertilizante;
Necessidade de tratamento de dejetos.
Tipos de sistema dos Biodigestores
Sistema Descontínuo
Produções pequenas de biogás; 
Carregamento de matéria prima só substituído após 40 dias, em média;
Tanque de alvenaria, quando carregado e fechado demora de 15 à 20 dias para início da produção;
Quando termina é aberto, descarregado e limpo.
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Tipos de sistema dos Biodigestores
Sistema Contínuo
Construídos para serem alimentados diariamente;
Construções dispostas abaixo do nível do solo;
A biomassa é colocada no biodigestor ao mesmo tempo em que o biofertilizante é retirado;
Abastecida e permanece na cuba até alcançar o volume de gás a produzir, o grau de digestão que se pretende e a temperatura de funcionamento.
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Modelo canadense
Possui base retangular (substrato), com maior largura do que profundidade (maior área de exposição ao sol).
Gasômetro em manta flexível de PVC que infla conforme a produção de biogás.
Construído abaixo da terra ou não. Mais usado em regiões quentes.
Tecnologia mais utilizada.
Permite maior controle do biogás (gasômetro).
Modelo canadense
Modelo canadense
Fácil construção mas de baixa durabilidade.
Parâmetros de escolha:
Condições locais do solo;
Facilidade na obtenção, preparo e armazenamento da biomassa;
Facilidades na remoção e utilização do biofertilizante.
Modelo Chinês
Constituído inteiramente de alvenaria, reduz o custo (evita aço).
Devido aos solos do Brasil ocorrem rachaduras.
Não recomendado para instalações de grande porte.
Material orgânico deve ser fornecido continuamente.
Modelo chinês
Funciona com base na prensa hidráulica (pressão, efluente).
Não há gasômetro e pode haver perda de gás se não impermeabilizado corretamente.
modelo chinês
Custo mais barato: cúpula é feita alvenaria.
Ocupa menos espaço na superfície do solo.
Como é construído completamente enterrado no solo sofre muito pouca variação de temperatura.
O sistema de comunicação está sujeito a entupimentos (tubos).
Tem limitação ao tipo de solo (superficial não indicada).
Não é um biodigestor próprio para acúmulo de gás, devido a sua construção de cúpula fixa, mais indicado para biofertilizante.
Modelo indiano
Alvenaria, de fácil construção. Campânula feita de metal (encarece).
Necessita de manutenção constante pelo risco de oxidação.
Mais eficiente: matéria orgânica circula todo o seu interior, além de manter pressão do gás constante.
Campânula desloca-se aumentando o volume e mantendo pressão.
Modelo indiano
Gasômetro disposto sobre substrato ou sobre a água reduz as perdas de biogás.
Concentração de sólidos totais permitidos de 8% para facilitar circulação do material.
Abastecimento contínuo.
modelo indiano
Temperatura do solo é pouco variável: o processo de fermentação sofre pouca variação de temperatura. 
Ocupa pouco espaço do terreno (extensão vertical).
O modelo dispensa o uso de reforços, tais com cintas de concreto, o que barateia as despesas.
Sujeita ao problema de corrosão. 
Custo da cúpula de metal.
Comunicação é por tubos, podendo ocorrer entupimentos.
Sua construção é limitada para áreas de lençol freático alto, ou seja, não é um modelo indicado para terrenos superficiais (infiltrações).
Onde podem ser usados?
Propriedades rurais: aproveita resíduos agrícolas, principalmente caules e folhas, e dejetos de animais.
Indústrias: os setores industriais que utilizam matéria úmida, como restos de animais ou vegetais podem usar a biodigestão para gerar a energia que movimenta seus equipamentos.
Residências: no caso, os resíduos produzidos por uma só família podem não ser suficientes, mas a vizinhança pode fazer um acordo e ter uma boa produção em conjunto. 
Biogás
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Biogás - Definição
Energia renovável biocombustível
Mistura de hidrocarbonetos :
Inflamável sob pressão
Produzida através da digestão anaeróbica, ou seja, pela biodegradação da matéria orgânica.
Dióxido de carbono (25% - 50%)
Gás metano (50% - 75%)
História do Biogás
 China e a Índia : primeiros países a produzir e utilizar o biogás para iluminação e cocção.
1900 : Foco nos lodos de esgoto, apenas reduzir a quantidade.
Década 70 : CRISE DO PETRÓLEO 
preço da energia
Conclusão aproveitar o biogás produzido
Década de 80: Benefícios do processo de digestão anaeróbia e os resíduos de aterros, 
Década de 90: projetos de biogás foram sendo construídos, alimentados por resíduos de indústrias de alimentos, frigoríficos, restaurantes, entre outros.
Meios de produção do Biogás
A digestão anaeróbica 
Processo natural que ocorre em pântanos, lagos, rios, tratando-se de uma importante parte do ciclo biogeoquímico do carbono. 
A produção de Biogás é também possível a partir de diversos resíduos orgânicos:
Neste caso a digestão anaeróbia é realizada em biodigestores projetados, estes produzem uma mistura gasosa que pode ser usada como combustível. 
O resíduo
dos biodigestores é um excelente biofertilizante. 
Formação do biogás- Digestão anaeróbia 
Hidrólise: carboidratos, proteínas e lipídios, são decompostos em substâncias menos complexas como aminoácidos, açúcares e ácidos graxos.
Acidogênese : compostos intermediários decompostos em ácidos graxos de cadeia curta (ácidos acético, propiônico e butírico), dióxido de carbono e hidrogênio Formam-se também pequenas quantidades de ácido lático e álcoois.
 Acetogênese: processo de formação de ácido acético, esses compostos são convertidos por bactérias acetogênicas em precursores do biogás (ácido acético, hidrogênio e dióxido de carbono). 
Metanogênese: bactérias anaeróbias convertem o ácido acético, o hidrogênio e o dióxido de carbono em metano.
Aproveitamento - Biogás
 Cada 1 m³ de biogás equivale a 0,66 litros de diesel ou 0,7 litros de gasolina, possuindo um poder calorífico entre 5.000 a 7.000 kcal/m³ de gás.
Resíduos vegetais e dejetos de animais, como suínos, aves e bovinos de leite, podem ser tratados com sucesso em biodigestores, Estima-se que a produção de biogás por animais seja de:
 Aves (2,5 kg) – 0,014 (m³/cabeça/dia).
 Suínos (90 kg) – 0,240 (m³/cabeça/dia).
 Bovinos (500 kg) – 0,360 (m³/cabeça/dia). 
Aplicação- Biogás
O Biogás pode ser estritamente inflamável, oferecendo condições para:
1. uso em fogão doméstico
2. lampiões
3. combustível para motores de combustão interna
4. secadores de grão ou secadores diversos
5. geração de energia eléctrica 
Vantagens e desvantagens - Biogás
Processo natural para se tratar resíduos orgânicos. 
Diminui o volume de resíduo a ser descartado 
Fonte de energia renovável 
Produz um combustível de alta qualidade
Reaproveitamento da matéria orgânica (biofertelizante), rico em nutrientes. 
Reduz emissão de METANO. 
Apesar do elevado custo inicial, a longo prazo, resulta uma grande economia, pois reduz gastos com eletricidade, do gás, esgotos, etc. 
Possível formação, caso a biodigestão não esteja a funcionar corretamente, de gás sulfídrico (H2S), gás tóxico. Implica possivelmente uma etapa de tratamento do gás obtido. 
Escolha adequada do material a utilizar na construção do Biodigestor, pois há formação de gases altamente corrosivos
 Custo inicial
 Possibilidade de custo de manutenção. 
Biofertilizantes
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biofertilizante
O biofertilizante é um subproduto obtido a partir da fermentação anaeróbica.
Contém uma complexa composição de nutrientes essenciais às plantas.
Tem um pH básico (aproximadamente 7,5) e um custo baixo.
biofertilizante
Tipos de biofertilizantes
Utilização direta na lavoura na forma líquida ou sólida.
Recomenda-se a aplicação: até antes da colheita e depois de regas ou chuvas.
Cada cultura exige uma quantidade de biofertilizante.
Utilização de biofertilizantes deve ser controlada.
biofertilizante
Cuidados necessário para fazer um biofertilizante.
Quanto tempo leva para ficar pronto?
Preparação de biofertilizante com esterco para adubação de cobertura:
Produção com uma parte de esterco e 1,5 a 2 partes de água
Acréscimo de soro de leite e caldo de cana e enriquecimento com sais minerais.
10 a 20 mil litros por hectare para adubação de cobertura.
Em tonel de 200 litros, 100L de água e 70L de esterco de gado, 5kg de esterco de galinha poedeira e açucar.
biofertilizante
Biofertilizante mais conhecido: super magro (1 tonel de 250L)
biofertilizantes
Depois de pronto, quanto tempo da para guardar?
Ação dos biofertilizantes em tratamentos foliares.
Fornecimento de substâncias fitorreguladoras e aminoácidos
Ação do biofertilizante: nutrição e proteção
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Biofertilizantes
Agrotóxicos
biofertilizante
Pulverizações de biofertilizantes: Partilhar o alimento entre as diversas plantas
biofertilizante
Concentração adequada de biofertlizante:
Para que culturas ele tem sido usado?
Benefícios dos biofertilizantes
Não causam problemas de salinização do solo.
Promovem a auto suficiência na propriedade, com produção de alimentos mais saudáveis, além de, ser um de extrema importância para um manejo agroecológico da propriedade.
Não são prejudiciais ao meio ambiente.
referências
http://www.gestaonocampo.com.br/biblioteca/modelos-de-biodigestores/
http://www.ch4agroenergia.com/#!biodigestor/c1bpp
http://www.ibdn.org.br/novo/index.php/ultimasnoticias/1533-biodigestores.html
http://mundoestranho.abril.com.br/materia/o-que-sao-biodigestores
Roberto Deganutti, Maria do Carmo Jampaulo, et al. BIODIGESTORES RURAIS: MODELO INDIANO, CHINÊS E BATELADA. Departamento de Artes e Representação Gráfica, São Paulo.
 Diego Solak, Heder Jobbins. Biodigestores. UTFPR. v. 02 n. 21, 2008.
http://casa.umcomo.com.br/articulo/como-fazer-biofertilizantes-21293.html#ixzz4D0VqZhuy
referências
http://www.centroecologico.org.br/cartilhas/Biofertilizantes.pdf
http://www.portalorganico.com.br/noticia/94/aprenda-a-fazer-biofertilizante
http://www.agencia.cnptia.embrapa.br/gestor/agroenergia/arvore/CONT000fj1gh4ku02wyiv802hvm3jd85f37c.html