Aula 2 - Características e aplicações do biogás e digestato

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FUNDAMENTOS DO BIOGÁS 
 
Características e aplicações do biogás e do digestato 
 
 
 
 
 
Projeto “Programa de Capacitação” (GEF Biogás Brasil) 
Este documento está sob licença Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 
4.0 International License. 
 
O GEF Biogás Brasil permite a citação deste material, desde que a fonte seja citada. 
Contato: contato@gefbiogas.org.br 
COMITÊ DIRETOR DO PROJETO 
Global Environment Facility 
Organização das Nações Unidas para o 
Desenvolvimento Industrial 
 
Ministério da Ciência, Tecnologia, 
Inovações e Comunicações 
 
Ministério da Agricultura, Pecuária e 
Abastecimento 
Ministério de Minas e Energia 
Ministério do Meio Ambiente 
Centro Internacional de Energias Renováveis 
Itaipu Binacional 
PARCEIROS 
Serviço Brasileiro de Apoio às Micro e 
Pequenas Empresas 
Associação Brasileira de Biogás 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Nome do produto: 
Fundamentos do Biogás 
 
Componente Output e Outcome: 
Componente 2.1.4 
 
Elaborado por: 
Centro Internacional de Energias Renováveis – 
CIBiogás 
Organização das Nações Unidas para o 
Desenvolvimento Industrial - UNIDO 
Colaboraram para a realização deste documento: 
Eliana Mira de Bona 
Leidiane Ferronato Mariani 
Jessica Yuki de Lima Mito 
Leonardo Pereira Lins 
Coordenador do documento: 
Felipe Souza Marques 
 
Revisão pedagógica: 
Iara Bethania Rial Rosa 
 
Data da publicação: 
Foz do Iguaçu, maio/2020 
FICHA TÉCNICA 
mailto:contato@gefbiogas.org.br
 
 
O Projeto “Aplicações do Biogás na 
Agroindústria Brasileira” (GEF Biogás Brasil) 
reúne o esforço coletivo de organismos 
internacionais, instituições privadas, entidades 
setoriais e do Governo Federal em prol da 
diversificação da geração de energia e de 
combustível no Brasil. A iniciativa é 
implementada pela Organização das Nações 
Unidas para o Desenvolvimento Industrial 
(UNIDO) e conta com o Ministério da Ciência, 
Tecnologia, Inovações e Comunicações 
(MCTIC) como instituição líder no âmbito 
nacional. O objetivo principal é reduzir a 
dependência nacional de combustíveis fósseis 
através da produção de biogás e biometano, 
fortalecendo as cadeias de valor e de inovação 
tecnológica no setor. 
 
A conversão dos resíduos orgânicos 
provenientes da agroindústria e de 
empreendimentos diversos, muitas vezes 
descartados de forma insustentável, pode se 
tornar um diferencial competitivo para a 
economia brasileira, além de reduzir a emissão 
de gases de efeito estufa nocivos à camada de 
ozônio e ao meio ambiente. 
 
O biogás e o biometano podem ser utilizados 
para a geração de energia elétrica, energia 
térmica ou combustível renovável para 
veículos, e seu processamento resulta em 
biofertilizantes de alta qualidade para uso 
agrícola. Os benefícios se estendem tanto ao 
pequeno produtor agrícola, que reduz os custos 
de sua atividade com o reaproveitamento de 
resíduos orgânicos, quanto ao desenvolvimento 
econômico nacional, já que um setor produtivo 
mais eficiente ganha competitividade frente à 
concorrência internacional. Indústrias de 
equipamentos e serviços, concessionárias de 
energia e de gás, produtores rurais e 
administrações municipais estão entre os 
beneficiários diretos do projeto, que conta com 
US $ 7,828,000 em investimentos diretos. 
 
Com abordagem inicial na região Sul do Brasil, 
em especial no oeste do estado do Paraná, a 
iniciativa pretende impactar todo o país. Entre 
seus resultados previstos estão a compilação e 
a divulgação de dados completos e atualizados 
sobre o setor, a oferta de serviços e recursos 
para capacitação técnica e profissional, a 
criação de modelos de negócio e de pacotes 
tecnológicos inovadores, a produção de 
Unidades de Demonstração seguindo padrões 
internacionais, a disponibilização de serviços 
financeiros específicos para o setor, a 
ampliação da oferta energética brasileira, e 
articulações indispensáveis entre a alta gestão 
governamental e entidades setoriais para a 
modernização da regulamentação e das 
políticas públicas em torno do tema, deixando 
um legado positivo para o país. 
APRESENTAÇÃO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
FUNDAMENTOS DO BIOGÁS 
 
 
Aula 2 – Características e Aplicações do Biogás e do 
Digestato 
Data da Publicação: 
 
Maio 2020 
 
 
Sumário 
 
 
 
1. INTRODUÇÃO .......................................................................................................... 11 
2. CARACTERÍSTICAS E APLICAÇÃO DO BIOGÁS ......................................................... 11 
2.1. Tratamento do biogás ................................................................................................. 13 
2.1.1. Tratamento para retirada de umidade – Desumidificação ................................. 16 
2.1.2. Tratamento para remoção de gás sulfídrico (H2S) .............................................. 17 
2.1.3. Tratamento para retirada de siloxanos ............................................................... 18 
2.1.4. Tratamento para retirada do gás carbônico (CO2) .............................................. 19 
2.2. Armazenamento de biogás ......................................................................................... 21 
2.3. Transporte de biogás e biometano ............................................................................. 23 
2.4. Aplicação energética do biogás ................................................................................... 24 
2.4.1. Energia elétrica .................................................................................................... 26 
2.4.1.1 Uso da energia elétrica gerada em uma planta de biogás ...................................... 30 
2.4.2. Energia Térmica ................................................................................................... 35 
2.4.3. Energia mecânica ................................................................................................ 35 
2.4.4. Produção e uso de biometano ............................................................................ 36 
3. CARACTERÍSTICAS E APLICAÇÕES DO DIGESTATO .................................................. 39 
3.1. Aplicação do digestato como biofertilizante líquido ................................................... 40 
3.2. Utilização do digestato como matéria-prima para produção de fertilizante 
organomineral ......................................................................................................................... 42 
3.3. Tratamento para lançamento em corpo de água ....................................................... 43 
4. CONSIDERAÇÕES FINAIS .......................................................................................... 44 
5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ............................................................................... 45 
 
 
 
 
 
 
 
 
Lista de Figuras 
 
 
 
FIGURA 1 - FLUXOGRAMA DOS PROCESSOS DE TRATAMENTO DO BIOGÁS ................................ 12 
FIGURA 2 - TRATAMENTO DO BIOGÁS CONFORME O USO FINAL .................................................. 14 
FIGURA 3 - MEMBRANA POLIMÉRICA ................................................................................................... 21 
FIGURA 4 - SISTEMA DE ARMAZENAMENTO DE BIOGÁS EM PROPRIEDADES DE PEQUENO 
PORTE. ............................................................................................................................................. 22 
FIGURA 5 - GASÔMETRO PARA ARMAZENAMENTO DE BIOGÁS ...................................................... 22 
FIGURA 6 - MÓDULO DE ARMAZENAMENTO COM CILINDROS ........................................................ 24 
FIGURA 7 - PRODUTOS ENERGÉTICOS QUE PODEM SER OBTIDOS A PARTIR DO BIOGÁS ....... 25 
FIGURA 8 - ESQUEMA DE UTILIZAÇÃO DE UM MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA .................... 27 
FIGURA 9 - DIAGRAMA DE PROCESSO DA TURBINA AVAPOR ........................................................ 28 
FIGURA 10 - MICROTURBINA A BIOGÁS (VISTA EM CORTE) .......................................................... 29 
FIGURA 11 - ESQUEMA DE UMA USINA DE BIOGÁS COM COGERAÇÃO DE ENERGIA ................. 30 
FIGURA 12 - ESQUEMA DE OPERAÇÃO DA GERAÇÃO DISTRIBUÍDA .............................................. 32 
FIGURA 13 - ESQUEMA DO FORNECIMENTO DE ENERGIA NO MERCADO LIVRE ......................... 33 
FIGURA 14 - ESQUEMA DO FORNECIMENTO DE ENERGIA NO MERCADO REGULADO ................ 34 
FIGURA 15 - MOTO BOMBA A BIOGÁS ................................................................................................. 36 
FIGURA 16 - ABASTECIMENTO VEICULAR NO POSTO DE BIOMETANO UD ITAIPU ..................... 38 
FIGURA 17 - APLICAÇÃO DO DIGESTATO ........................................................................................... 41 
FIGURA 18 - ORGANOMINERAL ............................................................................................................. 42 
FIGURA 19 - FLUXOGRAMA DO PROCESSO GERAÇÃO E UTILIZAÇÃO DE BIOGÁS DA UNIDADE 
DA JBS SWIFT ................................................................................................................................. 44 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Lista de Tabelas 
 
TABELA 1 - PRINCIPAIS GASES QUE COMPÕEM O BIOGÁS ............................................................. 11 
TABELA 2 - SOLUBILIDADE DE ALGUNS GASES EM ÁGUA ............................................................... 12 
TABELA 3 - COMPARAÇÃO ENTRE BIOGÁS E OUTROS COMBUSTÍVEIS ......................................... 13 
TABELA 4 - CARACTERÍSTICAS DO GÁS APÓS PASSAR PELO PROCESSO DE PURIFICAÇÃO, 
REFINO OU PURIFICAÇÃO + REFINO ......................................................................................... 16 
 
 
 
 
Lista de Quadros 
 
QUADRO 1 - ESPECIFICAÇÃO DO BIOMETANO DE PRODUTOS E RESÍDUOS 
AGROSSILVOPASTORIS E COMERCIAIS, DE ATERROS E ESTAÇÕES DE TRATAMENTO DE 
ESGOTO ........................................................................................................................................... 36 
Características e aplicações do biogás e do digestato 
 
 10 
Desenvolvimento Proporcionado 
 
Nesta aula será proporcionado o desenvolvimento de conhecimentos e 
habilidades que poderão ser colocados em prática por você ao longo do curso e após a 
finalização das atividades propostas: 
 
COMPETÊNCIAS: 
1. Conhecimento detalhado das características do biogás; 
2. Conhecimento básico de cenários para aplicação do biogás; 
3. Conhecimento básico do funcionamento e operação de biodigestores 
para obtenção de digestato. 
 
HABILIDADES: 
1. Percepção; 
2. Flexibilidade. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Características e aplicações do biogás e do digestato 
 
 11 
1. INTRODUÇÃO 
Na primeira aula aprendemos sobre o processo de produção e aproveitamento 
energético do biogás, as características dos substratos, dados sobre potencial de 
produção de biogás, pré-tratamento do substrato e tecnologias de digestão anaeróbia 
para tratamento e produção de biogás. Nesta aula, para darmos continuidade ao 
aprendizado sobre biogás, serão abordados os conteúdos referentes às características, 
tratamentos e aplicação energética do biogás e da produção do biometano. Além disso, 
apresentaremos sobre o digestato e sua aplicação para fertilização do solo. 
Ao final da aula, assista aos vídeos complementares e, caso tenha, dúvidas 
procure seu tutor. Bons estudos! 
2. CARACTERÍSTICAS E APLICAÇÃO DO BIOGÁS 
Como visto na Aula 1, o biogás é uma mistura de gases gerados durante a 
biodigestão, e devido a isso, a sua composição é variável, dependendo do tipo e 
concentração do substrato a ser digerido, das condições físico-químicas no interior do 
digestor (pH, alcalinidade, temperatura) e da presença de outros ânions, como o sulfato 
e o nitrato (NOYOLA et al., 2006). 
Em termos gerais, o biogás é composto majoritariamente por metano (CH4) e 
dióxido de carbono ou gás carbônico (CO2), com outros gases presentes a baixas 
concentrações, como sulfeto de hidrogênio ou gás sulfídrico (H2S), hidrogênio (H2), e 
nitrogênio (N2), conforme Tabela 1. 
 
Tabela 1 - Principais gases que compõem o biogás 
Gás Sigla 
Concentraçã
o no Biogás 
(%) 
Poder calorífico (kWh.kg-1) 
Inferior Superior 
Metano CH4 50 - 80 13,88 15,40 
Dióxido de carbono CO2 20 - 40 - - 
Hidrogênio H2 1 - 3 33,29 39,40 
Nitrogênio N2 0,5 – 0,3 - - 
Sulfeto de hidrogênio 
e outros 
H2S, CO e NH3 1 – 5 4,22; 2,8 e 5,16 4,58; 2,8 e 6,23 
Fonte: COLDEBELLA, 2006; REGO, HERNANDEZ, 2006. 
Dependendo da aplicabilidade do gás produzido, o mesmo poderá ser usado nas 
condições em que é gerado ou deverá passar por tratamento antes de sua utilização. 
Esse tratamento geralmente consiste na remoção da umidade, redução de H2S e 
remoção de sólidos suspensos, e caso for destinado para uso como combustível ou 
Características e aplicações do biogás e do digestato 
 
 12 
comprimido em cilindros de pressão, o tratamento consistirá, principalmente, na 
separação do metano e do dióxido de carbono, além da retirada de componentes 
gasosos indesejáveis (H2S, NH3 e vestígios de outros gases). 
A Figura 1 apresenta o exemplo de um Fluxograma dos processos de tratamento 
do biogás. 
 
Figura 1 - Fluxograma dos processos de tratamento do biogás 
 
Fonte: Adaptado de GIZ (2016). 
Os gases presentes no biogás também apresentam solubilidade em água 
bastante diferenciadas, conforme dados disponíveis na Tabela 2. Essa informação é útil 
para a escolha do sistema de purificação do gás, adaptando a necessidade do usuário, 
haja vista que os sistemas envolvendo lavagem do biogás podem aumentar 
significativamente seu poder calorífico pela remoção do CO2. 
Tabela 2 - Solubilidade de alguns gases em água 
Componentes Solubilidade (g L-1) 
Metano 0,025/0,064 
Dióxido de carbono 520 
Amônia 4,19 
Gás sulfídrico 1,69 
Mercaptanas <50 
Fonte: LIMA, 2005. 
Em consequência do alto teor de metano, o biogás é uma ótima fonte para 
geração de energia, e quando comparado o seu potencial calorífico com a gasolina, 
chega-se a um fator de equivalência energética de 0,60 litros de gasolina para cada m³ 
de biogás. As informações de comparação entre biogás e a outros combustíveis com 
seus fatores de equivalência energética estão disponibilizadas na Tabela 3. 
 
Características e aplicações do biogás e do digestato 
 
 13 
Tabela 3 - Comparação entre biogás e outros combustíveis 
Combustíveis 1m³ de biogás equivale 
à 
Gasolina 0,613 litros 
Querosene 0,579 litros 
Óleo diesel 0,553 litros 
Gás de cozinha (GLP) 0,454 litros 
Lenha 1,536 kg 
Álcool hidratado 0,790 litros 
Eletricidade 1,428 kW 
Fonte: Gaspar, 2003. 
Para que o biometano atenda aos padrões de qualidade e aos requisitos exigidos 
pela Agencia Nacional de Gás e Petróleo (ANP) é necessário o refino do biogás e 
acondicionamento adicional (por exemplo, ajuste no teor de metano e poder calorífico, 
etc). 
Além disso, antes da injeção do biometano na rede de gás natural, são exigidas 
etapas complementares, tais como: ajuste de pressão, pressão de proteção, medição do 
gás e odorização. 
 
 
 
 
 
 
 
2.1. Tratamento do biogás 
O biogás contém “impurezas” que são prejudiciais aos equipamentos, além de 
elementos não combustíveis que reduzem a eficiência na conversão em energia, tais 
como umidade, CO2 (dióxido de carbono) e H2S (sulfeto de hidrogênio). Devido a isso, 
aplicam-se os processos de filtragem e refino que têm como objetivo retirar os elementos 
danosos, ou pelo menos reduzir a quantidades mínimas, aumentando o poder calorífico 
e a eficiência de uso do biogás. 
Contudo, o tratamento requerido para o biogás é diferente conforme a aplicação 
energética planejada. Basicamente, quanto mais avançada atecnologia dos 
equipamentos para gerar energia, maior será a exigência de tratamento ou refino do 
biogás. 
Para saber mais: 
Para mais informações sobre a composição do 
biogás, acesse: 
Coldebella, A. Viabilidade do uso de biogás da 
bovinocultura e suinocultura para geração de 
energia elétrica e irrigação em propriedades 
rurais. Unioeste, Cascavel, Dissertação, 2006. 
Disponível em: 
http://tede.unioeste.br/bitstream/tede/284
1/1/Anderson%20Coldebella.pdf 
 
 
http://tede.unioeste.br/bitstream/tede/2841/1/Anderson%20Coldebella.pdf
http://tede.unioeste.br/bitstream/tede/2841/1/Anderson%20Coldebella.pdf
Características e aplicações do biogás e do digestato 
 
 14 
Na Figura 2, você pode entender melhor essa relação entre o tipo de tratamento 
do biogás e seu uso final. 
 
Figura 2 - Tratamento do biogás conforme o uso final 
 
Fonte: Adaptado de BTE, IFEU, ISA (2004) apud Probiogás (2015). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Assim, para que o biogás possa ser utilizado na geração de energia elétrica, 
térmica, mecânica e também na produção de biometano, é necessário passar por alguns 
processos de tratamento, denominados de purificação e refino, retirando umidade, ácido 
Para fixar: 
É denominado biogás o gás que ainda não passou 
pelo processo de purificação e refino. 
A principal diferença entre Purificação e Refino de 
biogás deve-se as características finais do gás 
obtido. 
 
 
Características e aplicações do biogás e do digestato 
 
 15 
sulfídrico e siloxanos, e separando o metano e gás carbônico, por exemplo, para 
aumentar o poder calorífico, rendimento térmico e evitar corrosão no sistema. 
A escolha de uma tecnologia economicamente viável para purificação e refino é 
fortemente dependente da qualidade e quantidade do biogás bruto que será tratado, da 
utilização final desse gás, do funcionamento da biodigestão anaeróbia e dos tipos de 
substratos utilizados para sua produção. As características do gás após os processos de 
purificação, refino ou combinação de ambos, são apresentadas na Tabela 4. 
 
Características e aplicações do biogás e do digestato 
 
 16 
Tabela 4 - Características do gás após passar pelo processo de Purificação, Refino ou 
Purificação + Refino 
 Purificação Refino 
Purificação + 
Refino 
Parâmetros Concentração 
Metano (CH4) 66% 99% 94% 
Dióxido de Carbono (CO2) 33% 0,80% 5% 
Oxigênio (O2) 0,70% 0,08% 0,70% 
Sulfeto de Hidrogênio (H2S) 0-100 ppm 0 ppm 0 ppm 
Hidrogênio (H2) 191 ppm 6 ppm 0 ppm 
Ponto de Orvalho -66°C 
Eficiência na remoção de CO2 97,41% 87% 
Eficiência na remoção de H2S 98,50% 100% 100,00% 
Fonte: Adaptado de CIBiogás (2015). 
Os principais tratamentos aplicados ao biogás são apresentados a seguir: 
2.1.1. Tratamento para retirada de umidade – Desumidificação 
O biogás gerado nos biodigestores pode apresentar concentrações de umidade 
relativa a 100%, ou seja, completamente saturado de vapor d’água (FNR, 2010). Há 
condições onde a concentração de umidade pode chegar a 10% do volume de biogás. 
A retirada de parte da umidade contida no biogás – processo denominado 
também de secagem é importante para que os equipamentos utilizados nas etapas 
seguintes do tratamento e de aproveitamento energético sejam protegidos contra 
desgaste e corrosão. 
Os processos utilizados para esse tratamento são a secagem por condensação, 
chamada também de resfriamento; secagem por adsorção (sílica gel ou carvão ativado) 
ou a secagem por absorção (desidratação por glicol). A descrição destes processos está 
disponibilizada na sequência: 
• Secagem por Condensação: É o processo mais utilizado por sua 
praticidade e baixo custo, onde o princípio de separação se baseia no resfriamento do 
biogás até o ponto de orvalho requerido. 
O processo pode ser realizado através de uma troca indireta ou direta entre o 
fluido refrigerante e o gás. No sistema de refrigeração por troca indireta, há um circuito 
onde o fluido refrigerante refrigera a água que por sua vez refrigera o gás. Já no sistema 
de troca direta a troca de calor ocorre diretamente entre o gás e o fluido refrigerante. 
• Secagem por Absorção: A técnica utiliza-se do processo químico tipo 
deliquescente onde determinada substância química (líquida ou sólida), altamente 
higroscópica, incorpora massa de água formando uma terceira substância como resíduo, 
Características e aplicações do biogás e do digestato 
 
 17 
sendo necessário assim o descarte e substituição ao final da vida útil do material, como 
por exemplo, sais a base de Lítio e Cálcio (FARGON,2006). 
Segundo FRN (2010) o glicol ou trietilenoglicol podem ser utilizados para 
desidratar o gás, onde o biogás flui em uma torre absorvedora em contracorrente com 
a solução desidratadora. Na desidratação por glicol, a regeneração se dá pelo 
aquecimento da solução de lavagem a 200 ºC, que provoca a vaporização de materiais 
estranho. Segundo a literatura é possível atingir um ponto de orvalho de -100 ºC. 
Em termos econômicos, essa técnica é indicada para vazões volumétricas maiores 
(500 m³/h) e também garante o teor de umidade do biogás para qualquer aplicação 
(FNR, 2010). 
• Secagem por adsorção: No processo de adsorção, recomendado para 
qualquer aplicação do biogás, determinados materiais (como zeólitas, sílica gel e óxido 
de alumínio) incorporam certa massa de água sem serem combinados quimicamente, 
onde são instalados em um leito fixo e operados alternadamente a uma pressão de (6-
10) bar, se destinando a fluxos volumétricos de gás pequenos e médios. Os materiais 
adsorventes podem ser regenerados, por meio de uma dessorção. 
2.1.2. Tratamento para remoção de gás sulfídrico (H2S) 
O gás sulfídrico (H2S) é um gás corrosivo que pode danificar tubulações e peças 
metálicas. Devido a essa característica, a remoção deste gás é um processo essencial e 
prévio a qualquer processo de refino do biogás. 
O processo para retirada do H2S, chamado de dessulfurização, pode ser biológico 
(filtro biológico percolador, injeção de ar no digestor), químico (adição de compostos de 
ferro no substrato, filtros com óxido de ferro) ou físico (adsorção em carvão ativado ou 
sistemas de water scrubbing). A seguir alguns desses processos são caracterizados. 
• Biodessulfurização: Esta técnica pode ser realizada no biodigestor, e, 
baseia-se na oxidação biológica aeróbia do H2S por um grupo específico de micro-
organismos, que convertem o gás sulfídrico em enxofre elementar, elemento que ficará 
disponível no digestato para nutrição do solo. 
O oxigênio necessário, é disponibilizado pela utilização de um soprador de ar, por 
meio de uma bomba de aquário ou outro tipo de mini compressor, introduzido no 
biodigestor. Neste processo é importante realizar o controle das condições necessárias 
para eficiência e segurança no processo de biodessulfurização. 
Características e aplicações do biogás e do digestato 
 
 18 
Também pode ocorrer por meio da adição de oxigênio puro (O2) que pode ser 
obtido de outros processos químicos (como produção de hidrogênio) ou com 
equipamentos que fazem a separação do oxigênio presente no ar. 
Como o ar é composto por 70% de nitrogênio, quando o biogás produzido for 
utilizado para a produção de biometano, faz-se mais interessante a adição de oxigênio 
puro em vez de ar, uma vez que o nitrogênio é de difícil remoção nos processos de refino. 
Existe a possibilidade de conduzir esse processo externamente, através de 
colunas de biodessulfurização dispostas em reservatórios separados. Dessa maneira o 
processo de injeção de ar pode ser melhor controlado, porém, mesmo com um melhor 
controle, esse processo continua não sendo recomendado para propriedades que 
desejam injetar o biogás em redes de gás natural, uma vez que também utiliza ar. 
• Carvão ativado: A adsorção em carvão ativado utilizada como método 
de dessulfurização fina se baseia na oxidação catalítica gás sulfídrico na superfície do 
carvãoativado. É possível impregnar o carvão ativado, com determinados compostos 
como o iodeto de potássio, para aumentar a velocidade da reação e melhorar a 
capacidade de carga. A dessulfurização adequada exige a presença de vapor e oxigênio. 
O carvão ativado é utilizado para uma dessulfurização mais refinada. Geralmente 
utiliza-se quando as concentrações são de no máximo 200 ppm, pois, acima disso, os 
custos operacionais podem se tornar inviáveis. 
2.1.3. Tratamento para retirada de siloxanos 
Os siloxanos são elementos que não são degradados na digestão anaeróbia e, 
no processo de combustão, formam micro cristais abrasivos (dióxido de silício), os quais 
podem depositar nos equipamentos de geração de energia, danificando-os ou 
comprometendo o seu funcionamento (BRANCO, 2010). 
Os siloxanos são comuns no biogás proveniente de aterros sanitários e 
produzidos a partir da metanização de esgotos domésticos e resíduos sólidos urbanos 
(BEIL; HOFFSTEDE, 2010), contudo, os níveis de siloxanos variam muito de local para 
local e podem também ser significativas ao longo do tempo num lugar específico. 
O método comercialmente mais usado para remoção dos siloxanos, consiste na 
adsorção destes compostos por carvão ativado, contudo, existem outros métodos a 
serem utilizados, tais como adsorção em alumínio ativado ou sílica gel, por absorção 
empregando solventes orgânicos, peroxidação, biofiltração, condensação usando azoto 
líquido, hidrólise química (BRANCO, 2010). 
 
Definição 
Os siloxanos correspondem a compostos orgânicos 
sintéticos de difícil degradação, ligados a átomos de silício. 
Características e aplicações do biogás e do digestato 
 
 19 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2.1.4. Tratamento para retirada do gás carbônico (CO2) 
O objetivo desse tratamento é separar o gás carbônico (CO2) do biogás para que 
a concentração de metano (CH4) se eleve, aumentando o poder calorífico do gás; 
ampliando a capacidade de estocagem quando comprimido; além de atender as 
especificações para biometano definidas em cada país ou região. Assim, caso atenda aos 
requisitos legais, pode ser utilizado como gás natural. 
As principais tecnologias para separação do dióxido de carbono seguem os 
princípios de: adsorção, absorção, permeação ou criogenia (PROBIOGÁS, 2015). Abaixo 
estão descritos alguns exemplos dessas tecnologias: 
• Adsorção com modulação de pressão (Pressure Swing 
Adpsortion - PSA): O princípio desse tratamento se baseia no uso de adsorvente sólido 
poroso, como sílica, zeólito, carvão ativado ou um peneiro molecular de carbono (CMS - 
Carbon Molecular Sieve). 
O biogás a ser purificado é pressurizado a uma determinada pressão, quanto 
maior for a pressão, maior a quantidade de gás adsorvido, e quando a pressão é reduzida, 
o gás é liberado ou adsorvido. 
Esta tecnologia possui a seguinte vantagem: se operada corretamente, os 
intervalos de manutenção dos adsorventes são praticamente infinitos desde que o gás 
bruto não contenha enxofre nem vapor de água. Um outro ponto a ser ressaltado dessa 
tecnologia é que as perdas de metano do processo são relativamente altas, sendo de 
aproximadamente 1-5% (FNR, 2010). 
Características e aplicações do biogás e do digestato 
 
 20 
• Lavagem por Água (Water Scrubbing – WS): O método utiliza o 
princípio da solubilidade, onde o gás carbônico tem maior solubilidade, cerca de 26 vezes 
maior do que o metano em água. 
O gás carbônico é separado do biogás e dissolvido em água na coluna de 
absorção através da alta pressão. Nessa coluna, o sulfeto de hidrogênio, o gás carbônico 
e o metano se dissolvem na água, bem como as partículas e os microrganismos 
eventualmente presentes no gás. Após a redução de pressão da água, essas substâncias 
são removidas do sistema. 
Esse processo é usualmente utilizado e bastante eficiente, pois seu custo 
operacional é baixo e o processo é relativamente fácil, onde a pressão pode ser regulada, 
permitindo que gases com diferentes quantidades de gás carbônico possam ser tratados, 
além de possuir uma operação automática. A desvantagem desse processo seria o alto 
consumo energético e as grandes perdas de metano ao longo do sistema (próximas de 
1%) (FNR, 2010; BAUER et al., 2013). 
• Separação criogênica: Este tratamento realiza a separação do gás 
carbônico por meio da retificação (liquefação de gases), que origina o CO2 líquido, ou 
pela separação a baixas temperaturas, que ocasiona o congelamento desse gás. 
Essa tecnologia consegue fornecer um gás com a concentração de metano 
superior a 99% tendo perda inferior a 0,1%, porém, possui um alto consumo energético 
para possibilitar as temperaturas de operação (FNR, 2010). 
• Membranas: A purificação através de membranas utiliza o princípio das 
diferentes características de permeabilidade dos elementos químicos através de filtros 
de membrana. 
Durante a separação do gás carbônico do metano, um feixe de membranas 
poliméricas é utilizado (Figura 3), ocorrendo a separação por membrana entre uma faixa 
de pressão de 10 a 20 bar, com base nas diferentes velocidades de difusão que as 
distintas moléculas do gás apresentam (HOYER et al.,2016). 
Características e aplicações do biogás e do digestato 
 
 21 
Figura 3 - Membrana Polimérica 
 
Fonte: CIBiogás (2017). 
2.2. Armazenamento de biogás 
O biogás é produzido de forma constante em condições normais de operação dos 
biodigestores, já o consumo de biogás é variável, pois os períodos de operação dos 
equipamentos geralmente não são constantes, como grupos moto geradores, sistemas 
de filtragem para biometano, ou até mesmo a queima para geração de energia térmica 
em fogões ou secadores rurais. 
Sendo assim, é preciso armazenar o biogás a fim de evitar seu desperdício em 
intervalos de não operação do sistema de consumo, pois seu objetivo é suprir a demanda 
dos equipamentos, visando a eficiência máxima do sistema para geração seja ela elétrica, 
térmica ou veicular. 
A Figura 4 apresenta um modelo de sistema de armazenamento, chamado de 
gasômetro, utilizado por pequenas propriedades em Marechal Cândido Rondon – PR, no 
Condomínio Ajuricaba. 
Características e aplicações do biogás e do digestato 
 
 22 
Figura 4 - Sistema de armazenamento de biogás em propriedades de pequeno porte. 
 
Fonte: CIBiogás (2017). 
Para isso, é essencial entender como funciona este processo de armazenamento, 
os cuidados envolvendo a segurança do sistema, e a escolha correta do tipo e tamanho 
de gasômetro de acordo com as necessidades da unidade. 
A Figura 5 apresenta o gasômetro utilizado na Unidade de Demonstração Itaipu, 
que armazena o biogás produzido para posterior produção de biometano. 
Figura 5 - Gasômetro para armazenamento de biogás 
 
Fonte: CIBiogás (2017). 
Conforme estudado na Aula 1, alguns biodigestores já possuem espaço para 
armazenar uma determinada quantidade de biogás, em maiores ou menores 
quantidades de acordo com o modelo e material utilizado. Neste caso, é preciso analisar 
a necessidade de se instalar um gasômetro na unidade. 
Características e aplicações do biogás e do digestato 
 
 23 
2.3. Transporte de biogás e biometano 
Atualmente não é possível transportar biogás bruto comprimido por meio de 
cilindros devido à presença de gás carbônico (CO2) em sua composição, pois, o CO2 
liquefaz a pressões inferiores às necessárias para a compressão do biogás em cilindros, 
ocasionando assim o bloqueio do compressor sem que o metano consiga ser armazenado 
para o transporte. 
Além disso, o biogás bruto, na maioria dos casos, possui concentrações 
consideráveis de gás sulfídrico (H2S) que é altamente corrosivo em contato com metais 
que é a composição dos cilindros que suportam as altas pressões exigidas para se 
armazenar e transportar gases. 
Independentemente da aplicação final do biogás, se recomenda a retirada de H2S 
e umidade, a fim de preservar e proteger, da corrosão, todosos componentes produtivos 
(tubulações, bombas e motores). Sensores, controladores e medidores também têm vida 
útil reduzida em contato com esses compostos, o que conduz, na inexistência de 
precaução, à perda de segurança e de confiabilidade no processo. 
O transporte do biogás pode ser realizado por meio de redes coletoras de biogás, 
que tem como finalidade interligar as fontes produtoras de biogás e realizar seu 
transporte até a fonte consumidora. 
As redes coletoras de biogás são compostas por ramais primários localizados nas 
propriedades rurais, ligados aos ramais principais e direcionado até um determinado 
ponto de consumo, operando em baixa pressão, com pressão de trabalho de até 14 kPa 
(o equivalente a 2 psi = 0,14 kgf/cm2 = 0,14 bar = 1,4 mH2O). 
Normalmente a produção e consumo de biometano se localizam em diferentes 
lugares, havendo, assim, a necessidade de realizar o transporte do biometano, do ponto 
produtor até o consumidor. As principais formas de distribuição de biometano ocorrem 
através da injeção na rede de GNV e através do transporte na forma comprimida (Gás 
Biometano Comprimido - GBC). 
O biometano injetado na rede de GNV deve conter a qualidade requerida em 
normas. Em determinados países a qualidade pode variar entre o biometano injetado na 
rede e o fornecido exclusivamente para ser utilizado como combustível veicular 
(WELLINGER,2014). Contudo no Brasil a composição deve ser a mesma para ambos os 
casos (BRASIL,2015). 
Já o transporte do biometano por meio de cilindros possui a vantagem de estar 
disponível em lugares sem infraestrutura de recebimento, podendo ocorrer de diversas 
formas, entre elas através de módulos contendo cilindros (Figura 6). 
Características e aplicações do biogás e do digestato 
 
 24 
 
Figura 6 - Módulo de armazenamento com cilindros 
 
Fonte: CIBiogás (2017). 
Na operação com os módulos, estes são pressurizados com biometano, 
transportados por caminhões, e substituídos por módulos vazios no consumidor. A troca 
é realizada por máquinas, o que torna mais rápido o tempo de carga e descarga dos 
módulos. 
2.4. Aplicação energética do biogás 
Após o tratamento, o biogás pode ser utilizado para a geração de energia elétrica, 
produção de calor ou energia térmica, energia mecânica, biometano e CO2. A Figura 7 
apresenta os produtos energéticos que podem ser obtidos a partir do biogás e a escala 
de necessidade de tratamento do biogás de acordo com a sua aplicação. 
 
Características e aplicações do biogás e do digestato 
 
 25 
Figura 7 - Produtos energéticos que podem ser obtidos a partir do biogás
Fonte: Ferreira (2012). 
É importante entender que a decisão sobre qual aplicação será dada ao biogás é 
precedida por uma análise das demandas energéticas da planta e do entorno. Sendo 
assim, devemos buscar dados sobre que tipo de energia é consumida, a quantidade, o 
custo e a demanda, ou seja, o consumo energético conforme o período do dia, do mês 
e do ano. 
Assim, sabendo como é o comportamento da demanda de energia elétrica e 
térmica ou de combustíveis da planta e do seu entorno, é possível decidir qual será o 
melhor arranjo técnico para o aproveitamento energético do biogás. 
Dentro deste contexto, vamos entender melhor as opções disponíveis. 
 
 
 
 
 
 
 
Vamos exemplificar isso para facilitar a 
compreensão: 
O biogás pode ser usado para aquecimento 
em aviários onde substitui o GLP ou lenha, e 
pode ser usado como combustível em 
secadores de grãos, caldeiras de 
agroindústrias além de outras aplicações. 
Exemplo 
Características e aplicações do biogás e do digestato 
 
 26 
2.4.1. Energia elétrica 
As tecnologias disponíveis para geração de energia elétrica a partir do biogás 
podem utilizar diferentes tecnologias, tais como: 
• Motor gerador Ciclo Otto (ignição por centelha) 
Os motores de Ciclo Otto foram especialmente desenvolvidos para operar a gás 
e funcionam sob o princípio dos motores Otto. Esta tecnologia é a mais utilizada 
atualmente e seu funcionamento ocorre a partir da mistura de ar com o combustível no 
cilindro do motor, onde ocorre a explosão devido à ignição e compressão da mistura. A 
força da explosão é transferida ao pistão, que por sua vez desce e sobe em um 
movimento periódico. Esse movimento é transformado em movimento rotativo e ligado 
ao eixo do gerador (MACHADO, 2014). 
• Motor gerador Ciclo Diesel (ignição por compressão) 
Os motores com ignição a compressão trabalham sob o princípio do motor a 
Diesel. Nem sempre são utilizados motores especialmente desenvolvidos para a 
combustão de gás, o que exige que sejam adaptados, modificando alguns componentes 
(ottolização), dentre eles: remoção da bomba injetora, inserção de carburador e um 
sistema de ignição por centelha, redução da taxa de compressão, entre outros. 
• Combustão interna 
Os motores de combustão interna são motores térmicos que tem por finalidade 
transformar energia calorífica em energia mecânica, através da queima de combustível 
e vapor dentro de um cilindro (ALMEIDA, 2016). 
Nesse caso, o biogás é utilizado como combustível em um motor de combustão 
interna para movimentar um gerador de energia elétrica – Grupo Motor Gerador. O 
esquema de funcionamento desse sistema para obtenção de eletricidade é ilustrado na 
Figura 8. 
 
Características e aplicações do biogás e do digestato 
 
 27 
Figura 8 - Esquema de utilização de um motor de combustão interna 
 
Fonte: FEAM (2015). 
 
 
 
 
 
 
• Turbina a vapor (Ciclo Rankine) 
Neste sistema o biogás é utilizado como combustível dentro de uma caldeira para 
aquecer o fluido, normalmente água, nas serpentinas existentes no interior da caldeira 
até o ponto de ebulição. 
O vapor em alta pressão e temperatura, movimenta as palhetas da turbina e 
desta forma a energia é transformada em energia mecânica e, acoplada ao gerador, em 
energia elétrica. 
O funcionamento ocorre da seguinte forma: 
• Antes de entrar na caldeira, a água é pré-aquecida para que ocorra a 
mudança de fases (líquida para vapor) em alta pressão; 
• Na sequência, a água é direcionada e aquecida a temperatura próxima 
aos 105 °C, no desgaseificador, e após bombeada para a caldeira. Ocorre 
Para saber mais: 
A transformação do motor para a utilizar 
exclusivamente o biogás ou o gás natural, é 
chamado de ottolização, e inclui a execução 
de uma série de alterações mecânicas 
visando a otimização de seu funcionamento 
com o gás combustível. 
 
Características e aplicações do biogás e do digestato 
 
 28 
então, a troca de massas entre o combustível e o vapor, fazendo com o 
vapor sobreaqueça-se, e entre na turbina; 
• Ao entrar na turbina o vapor expande, acionando-a e produzindo energia 
mecânica e elétrica quando acoplada em um gerador; 
• Após gerar trabalho na turbina, o vapor, em baixa pressão, é direcionado 
ao condensador para retornar à sua fase liquida para reiniciar o ciclo 
(Figura 9) (BRANDÃO, 2004; MARTINELLI, 2002). 
 
Figura 9 - Diagrama de processo da turbina a vapor 
 
Fonte: GEHRING (2014). 
 
• Microturbina a gás (Ciclo Brayton) 
São motores de combustão interna que transformam energia química em energia 
mecânica, sendo compostas por três grupos de elementos: os compressores, o 
combustor e as turbinas. 
O compressor comprime o ar para dentro da câmara de combustão, onde o 
biogás é injetado. Dentro da câmara é formada uma mistura de gases em alta pressão 
explosiva. A queima do biogás, a pressão constante, eleva a temperatura da câmara e 
provoca uma reação em cadeia com as novas misturas de combustível (biogás) e 
oxigênio injetados. 
A expansão dos gases liberados pela queima do combustível movimenta as 
turbinas, devido a diferença de pressão interna e externa. Essa energia mecânica pode 
ser transformada em energia elétrica, quando há um gerador acoplado à turbina 
(GEHRING, 2014) (Figura 10). 
 
Características e aplicações dobiogás e do digestato 
 
 29 
Figura 10 - Microturbina a biogás (vista em corte)
 
Fonte: FEAM (2015). 
Em todos os casos, além da energia elétrica, é possível gerar energia térmica por 
cogeração, ou seja, aproveitando os gases de escape ou o vapor excedente que é 
liberado em alta temperatura. 
A tecnologia mais utilizada, principalmente para plantas de biogás de pequena e 
média escala, são os motores de combustão interna, especificamente ciclo Otto, pois as 
plantas são de escalas menores que 500 kW. Já o uso de turbinas a vapor se viabiliza 
em usinas acima de 20 MW. 
• Cogeração 
A cogeração de energia é o processo de geração coincidente de calor e energia 
elétrica e/ou mecânica, ou a recuperação de calor rejeitado para a produção de potência. 
Entretanto a adoção da cogeração deverá obedecer, além da racionalidade 
energética, à racionalidade econômica, podendo ser aplicada de duas formas em função 
da sequência relativa da geração de energia eletromecânica para a térmica: geração 
anterior de energia eletromecânica (topping) e geração posterior de energia 
eletromecânica (bottoming). 
Topping: É quando a energia disponibilizada pelo combustível é primeiro 
aproveitada para a geração de energia elétrica e/ou mecânica, e em seguida para o 
aproveitamento de calor útil. 
Bottoming: É quando o primeiro aproveitamento da energia disponibilizada pelo 
combustível se dá para o aproveitamento de calor útil e em seguida a energia residual 
do vapor é utilizada para a geração de energia eletromecânica. 
Características e aplicações do biogás e do digestato 
 
 30 
A maioria das usinas à cogeração se baseiam nos ciclos topping, e as tecnologias 
de conversão envolvem as mais diversas máquinas térmicas apresentadas anteriormente. 
Já nos ciclos bottoming as aplicações são mais restritas às turbinas a vapor e a 
sua utilização é menos usual, uma vez que o calor rejeitado pelos processos industriais 
se encontra em níveis de temperatura geralmente insuficientes para o seu emprego na 
produção de energia eletromecânica 
O calor produzido pelo gerador, seja pela exaustão dos gases de escape, ou pelo 
líquido de arrefecimento do radiador por meio da combustão interna, pode ser 
aproveitado, por meio da energia térmica, para produção de água quente para 
aquecimento de água, aquecimento do biodigestor e dos substratos (caso a usina 
necessite de aquecimento), para geração de vapor em processos industriais, e para 
refrigeração de ambientes por meio de chillers. 
A Figura 11 exemplifica como esse processo de cogeração de energia ocorre em 
uma planta de biogás. 
 
Figura 11 - Esquema de uma usina de biogás com cogeração de energia 
 
Fonte: PROBIOGÁS (2015). 
2.4.1.1 Uso da energia elétrica gerada em uma planta de biogás 
A energia elétrica gerada a partir do biogás pode ser enquadrada como Geração 
Distribuída (GD) de pequeno porte, aderindo, assim, ao sistema de compensação de 
Características e aplicações do biogás e do digestato 
 
 31 
energia, estabelecido pela Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL) em 2012 por 
meio da Resolução Normativa nº 482. 
Além disso, no Brasil, o mercado de energia é composto por dois tipos de 
ambientes de contratação, regulamentados através do Decreto nº 5.163/2004, sendo 
eles: o Ambiente de Contratação Regulada (ACR) e o Ambiente de Contratação Livre 
(ACL). 
 
 
 
 
 
 
 
Vamos agora entender como funcionam as possibilidades de uso da energia 
elétrica gerada em uma planta de biogás: 
• Sistema de compensação de energia elétrica 
Segundo a Resolução Normativa ANEEL nº 482/2012, sistema de compensação 
de energia, do termo em inglês net metering, é definido como um sistema no qual a 
energia ativa injetada por unidade consumidora, através de microgeração ou 
minigeração distribuída, é cedida por meio de empréstimo gratuito, à distribuidora local 
e posteriormente compensada com o consumo de energia elétrica ativa. 
A resolução citada estabelece as condições gerais para o acesso de microgeração 
e minigeração distribuída aos sistemas de distribuição de energia elétrica e o sistema de 
compensação de energia elétrica. 
A mesma passou por aprimoramentos e alterações em 2015 com a Resolução 
Normativa nº 687 (de 24 de novembro de 2015 - em vigor desde 1º de março de 2016) 
e em 2017 com a Resolução Normativa n° 786 (de 17 de outubro de 2017), pela ANEEL. 
Com essas atualizações, a Resolução Normativa n°482 permitiu o uso de fontes 
de energia renovável e classificou a microgeração como uma central geradora com 
potência instalada de até 75kW e minigeração como centrais de potência instalada 
superior a 75kW e menor ou igual a 5MW, conectadas à rede de distribuição de energia 
elétrica por meio de unidades consumidoras. 
O sistema de compensação consiste em converter a energia ativa, gerada por 
microgeração ou minigeração distribuída, em créditos de energia, sendo um empréstimo 
Definição 
Geração distribuída: ou geração 
descentralizada (GD), é a expressão 
usada para designar a geração elétrica 
realizada junto ou próxima do(s) 
consumidor(es) independente da 
potência, tecnologia e fonte de energia 
(INEE, 2015). 
 
Características e aplicações do biogás e do digestato 
 
 32 
gratuito de energia para concessionária que são descontados do consumo de energia 
elétrica ao fim de cada mês. 
No caso de consumo menor do que a quantidade de créditos gerados (energia 
injetada) no mês de referência, ele é acumulado e pode ser debitado nos meses 
subsequentes pelo prazo máximo de 5 anos (60 meses). A Figura 12 ilustra o esquema 
de operação em GD. 
 
Figura 12 - Esquema de operação da geração distribuída 
Fonte: BGS (2013). 
• Venda de energia elétrica no mercado livre de energia – ACL 
O mercado livre de energia elétrica, ou Ambiente de Contratação Livre (ACL), é 
um ambiente em que os consumidores podem escolher livremente seus fornecedores de 
energia, exercendo seu direito à portabilidade da conta de energia. 
Nesse ambiente, consumidores e fornecedores negociam as condições de 
contratação de energia, onde, neste mercado, participam as usinas (que querem 
vender eletricidade), os consumidores livres (que querem comprar) e as 
comercializadoras (como intermediárias). 
Os consumidores livres compram energia diretamente dos geradores ou 
comercializadores, através de contratos bilaterais com condições livremente negociadas, 
como por exemplo, preço, prazo, volume, etc. 
Cada unidade consumidora paga uma fatura referente ao serviço de distribuição 
para a concessionária local (tarifa regulada) e uma ou mais faturas referentes à compra 
da energia (preço negociado de contrato). 
O prazo contratual será definido entre as partes, assim como a tarifa contratual. 
A Figura 13 apresenta um esquema de como é o fornecimento de energia no Mercado 
Livre. 
 
Características e aplicações do biogás e do digestato 
 
 33 
Figura 13 - Esquema do fornecimento de energia no Mercado Livre 
 
Fonte: ABRACEEL (2016). 
• Venda de energia elétrica no mercado regulado – ACR 
No Ambiente de Contratação Regulada (ACR) o governo abre leilões para venda 
de energia nova. Participam as usinas (que querem vender), as distribuidoras (que 
querem comprar) e o governo como intermediário (ANEEL, EPE, CCEE e ONS). 
Não existe uma capacidade pré-definida de geração, máxima ou mínima, pois, a 
cada ano, o governo faz a projeção de demanda elétrica para os anos seguintes e calcula 
o quanto falta contratar para atender o mercado. 
Além de regras específicas de cada leilão, só podem participar empreendimentos 
com licenciamento ambiental, com comprovação de disponibilidade de combustível (no 
caso das térmicas), monitoramento de vazões (no caso das usinas hídricas) ou 
monitoramento anemométrico (para as eólicas). 
 
 
 
 
 
 
 
 
Esses requisitos podem ser encontrados nos documentos de “Instruções para 
Solicitação de Cadastramento e HabilitaçãoTécnica com vistas à participação nos Leilões 
Definição 
Ambiente de Contratação Regulada 
(ACR): refere-se ao segmento de 
mercado em que as operações de 
compra e venda de eletricidade ocorrem 
através de agentes vendedores e 
agentes de distribuição. 
Características e aplicações do biogás e do digestato 
 
 34 
de Energia Elétrica” disponível no site da Empresa de Pesquisa Energética (EPE) para 
cada fonte de energia específica. 
Os consumidores deste mercado são os consumidores cativos, que são aqueles 
que compram a energia das concessionárias de distribuição às quais estão ligados. Cada 
unidade consumidora paga apenas uma fatura de energia por mês, incluindo o serviço 
de distribuição e a geração da energia, e as tarifas são reguladas pelo Governo. 
A Figura 14 demonstra as principais características do fornecimento de energia 
elétrica no mercado regulado. 
 
Figura 14 - Esquema do fornecimento de energia no Mercado Regulado 
 
Fonte: ABRACEEL (2016). 
 
Características e aplicações do biogás e do digestato 
 
 35 
Resumo: 
Consumidor 
ACR ACL 
- Compra energia elétrica 
da distribuidora local – as 
quais adquiriram tal 
energia em leilões 
realizados pelo governo; 
- Possuem a possibilidade 
de desenvolver estratégias 
comerciais na contratação 
da energia elétrica; 
- Não tem possibilidade de 
negociar preço, ficando 
sujeito às tarifas de 
fornecimento estabelecidas 
pela ANEEL; 
- Tem a condição de 
negociar preço, prazo, 
indexação e flexibilidade 
na quantidade consumida; 
- Com as novas regras 
tarifárias ficam expostos às 
variações mensais do custo 
de geração de energia 
através das bandeiras 
tarifárias. 
- Tem a opção de escolher 
seu fornecedor de energia, 
que pode ser um Gerador 
ou um agente 
Comercializador. 
 
2.4.2. Energia Térmica 
A conversão do biogás, em energia térmica pode ser feita de duas formas: (1) 
cogeração – a partir da instalação de trocadores de calor nos coletores de escape dos 
motores geradores de energia; ou na (2) utilização direta de biogás como combustível 
em caldeiras, processos já descritos no item 1.4.1. 
Em processos como de cocção, onde é gerado calor por meio de um fogão, 
fogareiro ou forno, o calor pode ser utilizado no cozimento de alimentos e aquecimento 
de água; existe também a possibilidade de uso para aquecimento de instalações, 
aquecimento do próprio biodigestor e no pré-tratamento do substrato. 
A grande vantagem da aplicação do biogás na geração de energia térmica é a 
substituição de lenha e/ou combustíveis fósseis, como gás natural ou GLP. 
2.4.3. Energia mecânica 
O biogás pode ser utilizado como combustível para a geração de energia 
mecânica em um motor. A maior aplicação no Brasil é no bombeamento do digestato 
para as áreas de lavoura, como uso de biofertilizante. 
Porém, normalmente a quantidade de biogás requerida é baixa, em comparação 
com a quantidade de biogás produzido no processo, sendo necessária sua queima em 
Características e aplicações do biogás e do digestato 
 
 36 
flare ou aproveitamento do biogás para geração de outro tipo de energia, como descrito 
nos itens anteriores. 
A Figura 15 apresenta uma moto bomba a biogás, utilizada para bombeamento 
de digestato. 
 
Figura 15 - Moto bomba a biogás 
 
Fonte: Biogas Motores (2017). 
2.4.4. Produção e uso de biometano 
Outra aplicação que pode ser dada ao biogás é a produção de biometano, 
combustível que exige uma composição com propriedades equivalentes ao gás natural. 
Para a comercialização em território nacional cabe à Agência Nacional de Petróleo, 
Gás e Biocombustíveis (ANP), regulamentar e dispor as diretrizes para uso do biometano. 
Segundo a última norma da ANP Nº 685/2017, fica dispensado o atendimento à 
especificação e às obrigações quanto ao controle da qualidade, o produtor de biometano 
que comercializar o produto exclusivamente para fins de geração de energia elétrica. 
Para que o biometano seja injetado na rede de gás natural e utilizado para o 
abastecimento de veículos, devem-se respeitar as especificações vigentes para o 
biometano. Tais especificações são informadas no Quadro 1. 
 
Quadro 1 - Especificação do Biometano de produtos e resíduos agrossilvopastoris e comerciais, 
de aterros e estações de tratamento de esgoto 
Característica Unidade Limite1 Método 
 
1 Os limites especificados são valores referidos a 293,15K (20ºC) e 101,325kPa (1atm) em base seca, exceto os pontos 
de orvalho de hidrocarbonetos e de água. 
Características e aplicações do biogás e do digestato 
 
 37 
 
Norte Nordeste 
Centro-Oeste, 
Sudeste e Sul NBR ASTM D ISO 
Poder Calorífico 
Superior 
kJ/m3 
34.000 a 
38.400 
35.000 a 43.000 15213 3588 6976 
kWh/m3 
9,47 a 
10,67 
9,72 a 11,94 
Índice de Wobbe kJ/m3 
40.500 a 
45.000 
46.500 a 53.500 15213 6976 
Metano, mín % mol. 90,0 90,0 14903 1945 6974 
Oxigênio, máx. % mol. 0,8 0,8 14903 1945 6974 
CO2, máx. % mol. 3,0 3,0 14903 1945 6974 
CO2+O2+N2, máx. 10,0 14903 1945 6974 
Enxofre Total, 
máx. 23 
mg/m3 70 15631 5504 
6326-3 
6326-5 
19739 
Gás Sulfídrico 
(H2S), máx. 
mg/m3 10 15631 
4468 
6326-3 
19739 
4084 - 
07 
5504 
6228 
Ponto de orvalho 
de água a 1atm, 
máx.4 
ºC -39 -39 -45 15765 5454 
6327 
10101-2 
10101-3 
11541 
Teor de siloxanos, 
máx. 
mgSi/m3 0,3 0,3 
16560 
16561 
 
Fonte: ANP Nº 685 (2017). 
O principal parâmetro para diferenciar o biogás do biometano é a concentração 
de metano, que deve passar de cerca de 60% para 90%. Esse processo também é 
conhecido como refino, separação ou upgrading. 
Conforme exposto nesta aula, as tecnologias disponíveis para o tratamento do 
biogás são: adsorção com modulação de pressão (PSA), lavagem com água e gás 
pressurizado; absorção química com solventes orgânicos; absorção física com solventes 
químicos; e membrana. 
O gás carbônico (CO2), quando separado e captado, pode ser utilizado como 
matéria-prima para indústrias de bebidas gaseificadas, injetado de forma controlada em 
estufas de produção de alimentos para aumentar sua concentração no ar e, assim, 
aumentar a produtividade do cultivo, gelo seco, extintor, entre outros. 
Esses processos de separação dos gases são relativamente caros, quando 
comparados aos de geração de energia elétrica ou térmica. Assim, a produção de 
 
2 A odoração do Biometano, quando necessária, deverá atender a norma ABNT NBR 15616 e NBR 15614. 
3 É o somatório dos compostos de enxofre presentes no Biometano. 
4 Caso a determinação seja em teor de água, a mesma deve ser convertida para ponto de orvalho em (ºC), conforme 
correlação da ISO 18453. Quando os pontos de recebimento e de entrega estiverem em regiões distintas, observar o 
valor mais crítico dessa característica na especificação. 
Características e aplicações do biogás e do digestato 
 
 38 
biometano torna-se mais viável em plantas de biogás de médio e grande porte e em 
locais onde há demanda pelo gás. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
De qualquer forma, a possibilidade de produzir biometano em qualquer região do 
país e próximo aos consumidores é muito interessante para a economia e o setor 
energético. 
O biometano pode ser injetado na rede de gás natural e utilizado como 
combustível em indústrias ou em veículos, e dependendo da aplicação, o transporte e a 
armazenagem devem ser em baixa ou alta pressão. A Figura 16 apresenta o 
abastecimento sendo realizado na Unidade de Demonstração Itaipu. 
 
Figura 16 - Abastecimento veicular no posto de biometano UD Itaipu 
 
Fonte: CIBiogás (2018). 
A produção de biogás e/ou biometano pela iniciativa privada é possível e 
independe de autorização ou concessão do Poder Público, assim o aproveitamento do 
Para fixar: 
Biogás: Gás bruto obtido da decomposição 
biológica de produtos ou resíduos orgânicos; 
Biometano: Biocombustível gasoso constituído 
essencialmente de metano, derivado da separação 
de gases do biogás. 
 
 
Característicase aplicações do biogás e do digestato 
 
 39 
biogás e/ou biometano como fonte de energia é possível e sua circulação em território 
nacional pode se dar por qualquer meio de transporte. 
Contudo, a questão da comercialização esbarra na circulação desses produtos 
por meio de gasodutos, a qual, constitucionalmente, é monopólio dos Estados, que 
poderão, por sua vez, delegar essa circulação à iniciativa privada por meio da assinatura 
de contratos de concessão. 
Alguns projetos de biometano que estão em operação ou estão sendo 
implantados no Brasil, comercializam o gás de duas formas: realizando o abastecimento 
diretamente no local de produção e separação dos gases ou transportando o biometano 
comprimido em caminhões até o local de consumo. 
De qualquer maneira, os arranjos e formas de comercialização que viabilizem a 
produção e uso do biometano ainda estão em fase de definição e discussão no Brasil. 
Na Europa, já há centenas de plantas de biometano em operação, sendo um combustível 
consolidado em diversos países daquele continente. 
3. CARACTERÍSTICAS E APLICAÇÕES DO DIGESTATO 
Como estudado na Aula 1, o material digerido obtido após a biodigestão é 
chamado de digestato, e dependendo das características sanitárias do composto, o 
mesmo pode ser utilizado na agricultura já que a carga orgânica dos substratos é 
reduzida, causando menor impacto na disposição direta nos solos e águas do ambiente. 
Uma das principais vantagens do uso de digestato na agricultura é o baixo custo 
pois não gera problemas referentes à acumulo de sais minerais, ou seja, a salinização 
do solo, e muito menos a níveis de estrutura, como ocorre com o uso de fertilizantes 
químicos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Para fixar: 
O digestato é o material obtido após o processo 
de biodigestão, podendo ser sólido ou semi-
sólido, constituído basicamente por matéria 
orgânica. 
 
 
 
Características e aplicações do biogás e do digestato 
 
 40 
Segundo Angonese (2006), o digestato desempenha uma série de benefícios ao 
solo, dentre elas: poder de fixação, pois mantêm no solo sais minerais na forma 
aproveitável pelas plantas, evitando a solubilidade excessiva; melhora a estrutura e a 
textura do solo, favorecendo o enraizamento das plantas e umidade do solo; firmeza aos 
agregados do solo, proporcionando melhor absorção da chuva, o que evita a erosão; 
aumenta a porosidade do solo, favorecendo melhores condições no desenvolvimento da 
planta, e; a multiplicação das bactérias, fator importante na fixação do nitrogênio no 
solo. 
O conhecimento da composição do digestato é indispensável, pois permitirá 
calcular a adubação adequada para cada cultura, baseando-se na produtividade 
pretendida. 
Através de análises laboratoriais, é possível tomar conhecimento das 
características do solo, e determinar a quantidade de nutrientes que cada cultura precisa 
para atender a demanda por produtividade. Diante destes dados é possível calcular a 
quantidade necessária de digestato que será aplicado de acordo com a cultura. 
Os principais nutrientes minerais do substrato são nitrogênio (N), fósforo (P) e 
potássio (K), onde as concentrações desses minerais no digestato dependente do tipo 
de material utilizado no processo de biodigestão, clima, taxas de diluição e o sistema de 
tratamento, por exemplo. 
3.1. Aplicação do digestato como biofertilizante líquido 
Reconhecido como uma substância com aspecto de lodo, o digestato pode ser 
separado entre fração líquida e sólida após a digestão, e após espalhado no solo, caso 
seja utilizado como fertilizante agrícola, torna-se biofertilizante. 
Segundo o Decreto n° 86.955 de 18 de fevereiro 1982, do Ministério da 
Agricultura, o biofertilizante é um “produto que contém princípio ativo ou agente capaz 
de atuar direta ou indiretamente sobre o todo ou parte das plantas cultivadas, elevando 
sua produtividade”. 
O biofertilizante pode ter origem dos mais diversos tipos de fontes, alterando 
suas características físico-químicas. Devido a isso, para caracterização dos fertilizantes 
orgânicos simples, mistos, compostos, organominerais e biofertilizantes destinados à 
agricultura, do ponto de vista legislativo, utiliza-se a Instrução Normativa SDA/MAPA 25 
de 2009. 
A Figura 17 demonstra a aplicação do digestato, produzido na Unidade de 
Demonstração Itaipu. 
Características e aplicações do biogás e do digestato 
 
 41 
 
Figura 17 - Aplicação do digestato
 
Fonte: CIBiogás 2018. 
Há muitas experiências no uso do digestato como biofertilizante, podendo ser 
aplicado em cultivos nas proximidades da planta de biogás, pois, ainda que haja um alto 
valor de nutrientes, o uso do resíduo gerado na biodigestão como fertilizante agrícola 
nem sempre é possível. 
Os fatores que limitam sua aplicação podem ser de ordem prática ou de ordem 
logística, como a indisponibilidade ou dimensões insuficientes de área agrícola disponível; 
ou elevada distância entre o local da geração do material e sua área de aplicação – o 
que pode inviabilizar seu uso ou acarretar em custos que inviabilizam a prática; ou legais, 
como a proibição do seu emprego como fertilizante. 
Para realizar esse aproveitamento deve-se elaborar um plano de manejo de 
biofertilizante que considere as características do digestato, a qualidade do solo e a 
rotação de cultura para determinar a forma e a aplicação do digestato. 
Nos digestatos oriundos de substratos como esgoto e lodo sanitário, resíduos 
sólidos urbanos e de origem animal (matadouros, frigoríficos, processamento de leite), 
é imprescindível a higienização para a eliminação de coliformes fecais e parasitas antes 
de sua aplicação no campo. 
Para tanto, de acordo com a recomendação da Organização Mundial de Saúde 
(OMS, 2006), é necessária uma exposição ao calor acima de 50°C durante sete dias para 
a eliminação de coliformes fecais e parasitas, e para a higienização pode ser feita por 
meio da inclusão de um tratamento térmico antes ou depois da digestão anaeróbia. 
Características e aplicações do biogás e do digestato 
 
 42 
No Brasil, a produção, a comercialização e a utilização do biofertilizante devem 
seguir as regulamentações estabelecidas pelo Ministério de Agricultura, Pecuária e 
Abastecimento (MAPA). 
O digestato de esgoto, por exemplo, é um fertilizante orgânico composto, 
proveniente do sistema de tratamento de esgotos sanitários, que resulta em produto de 
utilização agrícola como biofertilizante ou organomineral, porém, para atender à 
resolução n° 375/2006 do Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA), que define 
critérios e procedimentos para o uso agrícola de lodos de esgoto gerados em ETEs, é 
necessário que seja submetido a etapas de pós-tratamento que envolvem os processos 
de higienização e desaguamento do material. 
Normalmente, esse lodo, é desidratado, misturado ao calcário e só após 
estabilizado então pode ser deslocado para as áreas agrícolas. 
3.2. Utilização do digestato como matéria-prima para produção de 
fertilizante organomineral 
O fertilizante organomineral se constitui num produto novo e alternativo, fruto 
do enriquecimento de adubos orgânicos com fertilizantes minerais. A Figura 18 
apresenta uma imagem do organomineral. 
 
Figura 18 - Organomineral 
 
Fonte: MF Rural (2014). 
Como decorrência da maior concentração de nutrientes em relação aos 
fertilizantes orgânicos, apresenta a vantagem de poder ser empregado em menores 
quantidades por área, além do menor custo de transporte (FERNANDES, et.al. 2002). 
Além disso, Kiehl (1994) observa que o fertilizante organomineral, ao contrário 
do químico, pode ser empregado de uma só vez no solo, pois seus nutrientes estão sob 
Características e aplicações do biogás e do digestato 
 
 43 
a forma orgânica e mineral. Por exemplo, o nitrogênio mineral é prontamente assimilado 
pelas raízes, enquanto o nitrogênio orgânico, do adubo orgânico, será absorvido pelaplanta quando o nitrogênio mineral já foi absorvido ou lavado pela água da chuva, ou 
irrigação, que atravessa o perfil do solo. 
Pelo Decreto n.º 86.955, de 18-02-1982, do Presidente da República, foi criada 
a categoria FERTILIZANTE ORGANOMINERAL, assim caracterizada: fertilizante da 
mistura ou combinação de fertilizantes minerais e orgânicos. 
Nessa composição, a parte orgânica e inorgânica pode ser obtida a partir de 
digestatos resultantes da digestão anaeróbia, principalmente digestatos de dejetos 
suínos e aves, que possuem alta concentração de nutrientes NPK e reduzida 
concentração da fração orgânica em relação ao dejeto não biodigerido. 
No Brasil, a produção, comercialização e a utilização do biofertilizante devem 
atender às regulamentações estabelecidas pelo MAPA. As certificações são realizadas de 
forma opcional e, assim como na Alemanha, é realizada por uma empresa certificadora, 
denominada Organismo da Avaliação da Conformidade Orgânica (OAC), que é 
credenciada junto ao MAPA. 
3.3. Tratamento para lançamento em corpo de água 
Para ocorrer o lançamento em corpos d’água, o digestato deve-se se enquadrar 
em alguns limites máximos de emissões para parâmetros físicos, químicos e biológicos 
do artigo 16 da Resolução CONAMA nº 430/2011, o qual estabelece condições e padrões 
de lançamento de efluentes no meio ambiente. 
Assim como para a aplicação no solo, o tratamento através da digestão anaeróbia 
não é suficiente para atingir os padrões de lançamento brasileiros, sendo necessário um 
pós-tratamento. 
Os reatores anaeróbios dificilmente geram efluentes que atendem aos padrões 
de lançamento estabelecidos pelas normativas ambientais. Dessa forma, o pós-
tratamento é uma etapa de grande importância. 
Em uma estação de tratamento de esgotos (ETE), por exemplo, as etapas de 
pós-tratamento usuais para o efluente líquido são: filtro biológico de alta taxa ou filtro 
biológico percolador; filtro aerado submerso ou biodiscos; lodos ativados; e biofiltro 
aerado submerso. 
No fluxograma apresentado na Figura 19, segue um exemplo de aplicação do 
processo de produção de biogás em agroindústria de abate animal seguido do 
tratamento do biogás e digestato. 
Características e aplicações do biogás e do digestato 
 
 44 
 
Figura 19 - Fluxograma do processo geração e utilização de biogás da unidade da JBS Swift 
 
Fonte: FEMA (2015). 
O material digerido resultante do processo é submetido à separação das frações 
sólida/líquida. A fração sólida é utilizada como fertilizante por agricultores dos arredores. 
Já o efluente líquido é enviado para lagoas de tratamento/estabilização, onde é possível 
a recuperação do residual energético, por meio da reinserção no processo, como líquido 
para ajuste de teor de sólidos do material em digestão (GREER, 2008). 
4. CONSIDERAÇÕES FINAIS 
Nesta aula foi possível dar continuidade ao aprendizado sobre o processo de 
produção e aproveitamento energético do biogás, aprofundando o estudo em relação as 
características do gás produzido na biodigestão, os tratamentos que o biogás necessita 
para ser utilizado, como também do biometano, e as aplicações energéticas de ambos 
os gases. Além disso, vimos sobre o digestato e sua aplicação para fertilização do solo. 
Na próxima aula, para darmos continuidade ao estudo, veremos sobre a operação, 
monitoramento e manutenção de plantas de biogás, arranjos de 
viabilidade econômica e panorama do biogás. 
 
Características e aplicações do biogás e do digestato 
 
 45 
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