RELATÓRIO FINAL - PEP004

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AMANDA CRISTINA SILVA 
FERNANDO HENRIQUE MORELLI 
LEONARDO HIROSHI HORIE 
NILTON FERREIRA 
RAFAEL RODRIGO MENDES 
 
 
Biomassa, gerando energia para as Cooperativas 
 
 
https://youtu.be/fBtoDPHuTL0 
 
 
 
Ourinhos 
2019 
https://youtu.be/fBtoDPHuTL0
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AMANDA CRISTINA SILVA 
FERNANDO HENRIQUE MORELLI 
LEONARDO HIROSHI HORIE 
NILTON FERREIRA 
RAFAEL RODRIGO MENDES 
 
 
 
Biomassa, gerando energia para as Cooperativas 
 
 
 
Relatório final do Projeto Integrador 
(PEP004) apresentado à Universidade 
Virtual do Estado de São Paulo 
(UNIVESP) no 5º semestre do curso de 
Engenharia de Produção. 
 
Mediador: MARIANA ROLIM GRANZOTO 
 
 
 
 
 
Ourinhos 
2019 
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RESUMO 
O presente trabalho visa a redução do consumo de energia elétrica por parte de uma 
das unidades da Integrada Cooperativa, aliada ao aproveitamento de resíduos 
orgânicas, outrora descartados, por meio da geração de biogás e com vistas ao 
desenvolvimento sustentável. 
Palavras-chave: Energia. Biogás. Cooperativa. Sustentável. 
 
 
ABSTRACT 
This paper aims at the reduction of the energy consumption in one of Integrada 
Cooperativa’s unit, which is a producer cooperative, combined with the good use of 
organic residues, once rejected, by generating biogas and being concerned about 
sustainable development at the same time. 
Keywords: Energy. Biogas. Producer cooperative. Sustainable. 
 
 
 
4 
 
SUMÁRIO 
 
 
 
1. INTRODUÇÃO 5 
1.1. Problema 6 
1.2. Objetivos da pesquisa 6 
1.2.1. Objetivos Específicos 6 
1.3. Delimitação e justificativa 6 
1.4. Método de pesquisa 6 
2. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 7 
2.1. Revisão bibliográfica 7 
2.1.1. História do Biogás 7 
2.1.2. Processo de digestão anaeróbica 9 
2.1.3. Biodigestores 10 
2.1.4. Características do biogás 12 
2.1.5. Vantagens do biogás 13 
2.1.6. Conversão em energia elétrica 14 
2.1.7. Apresentação da empresa 14 
3. DESENVOLVIMENTO 14 
4. RESULTADOS 21 
5. CONSIDERAÇÕES FINAIS 24 
6. REFERÊNCIAS 25 
 
 
 
 
 
5 
 
1. INTRODUÇÃO 
Nas últimas décadas, devido à deflagração da crise do petróleo, fez-se 
necessária uma reestruturação na cadeia energética dos países, considerando, 
sobretudo a disponibilidade de recursos não renováveis e o impacto ambiental 
oriundo dos processos de produção de energia. Neste contexto, a utilização de 
energias renováveis ganhou representatividade no panorama energético, 
favorecendo assim seu desenvolvimento, disseminação e aplicação pelo mundo, 
tornando-se uma alternativa viável para a atual situação de escassez de recursos 
(SILVA, et. al., 2009). 
No Brasil, estudos estão sendo realizadas com o objetivo de adequar novas 
fontes substitutivas aos recursos não renováveis. Uma das opções estudadas para 
a produção de energia, a baixo custo, que vem apresentando resultados favoráveis 
é o biogás. Dessa forma, a partir do ano de 1976, os estudos relacionados ao seu 
aproveitamento foram intensificados (DEGANUTTI, et. al., 2002). 
Define-se como biodigestor uma câmara hermeticamente fechada onde 
ocorre a biodigestão anaeróbica da matéria orgânica. Este é um processo onde 
uma série de microrganismos, na ausência de oxigênio, atua na transformação da 
matéria orgânica, passando de moléculas mais complexas para aquelas com 
estruturas mais simples, que quando metabolizadas, resultam numa mistura de 
gases e numa série de compostos reduzidos (MATOS, 2016). 
A biodigestão ou fermentação anaeróbia é bastante complexa e um elevado 
número de espécies de bactérias, produtoras ou não de metano, contribuem de 
algum modo para sua degradação. Durante a redução da carga orgânica presente 
em um resíduo, há a minimização do poder poluente e dos riscos sanitários desses 
dejetos e ao mesmo tempo, tem-se como subproduto o biogás, que pode ser 
convertido em energia térmica ou elétrica e o biofertilizante utilizado como adubo 
(KRETZER, et. al., 2016). 
A composição do biogás varia de acordo com o material digerido, com a 
temperatura e o tempo de fermentação, sendo seus principais gases compositores 
o metano com 65% e o dióxido de carbono com 35%. Outros gases são 
encontrados no biogás, porém em baixíssimas concentrações (AMARAL, 2004). 
6 
 
1.1. Problema 
A necessidade de produzir com custos menores e visando a preservação do 
meio ambiente gera expectativas quanto aos tipos de energias que se podem 
processar. Como o biogás pode contribuir nesse sentido? 
1.2. Objetivos da pesquisa 
Apresentar o projeto para produção de biogás a partir de resíduos sólidos 
gerados por uma cooperativa agroindustrial. 
 
1.2.1. Objetivos Específicos 
• Levantar os dados de produção de resíduos orgânicos da cooperativa; 
• Realizar a quantificação teórica do potencial de geração do biogás no 
tratamento anaeróbia destes resíduos; 
• Propor a melhor configuração de biodigestor e fazer a projeção do 
mesmo dentro do perímetro da cooperativa; 
• Cálculo do custo de implantação, manutenção do biodigestor e 
expectativa de economia. 
1.3. Delimitação e justificativa 
Devido à geração de grande quantidade de resíduos, até então não 
aproveitados pela Cooperativa alvo deste estudo e visando a contribuição ao meio 
ambiente e redução de custos para a empresa, o presente trabalho delimita-se a 
apresentar uma sugestão de destinação desses rejeitos, por meio da prototipação 
de um sistema de reuso de matéria orgânica, utilizando-a para a geração de 
biogás. O protótipo a ser apresentado será um modelo em 3D. 
1.4. Método de pesquisa 
Definido o objeto de estudo do presente relatório, optou-se pelas seguintes 
metodologias para desenvolvimento do trabalho: 
- Pesquisa bibliográfica: livros, textos, publicações científicas que abordam o 
tema de biomassa e fontes de energia renováveis; 
7 
 
- Pesquisa de campo: visitas técnicas ao local escolhido para implantação do 
sistema de geração de energia a partir de biomassa, sendo que a coleta de dados 
se dará por meio de entrevistas estruturadas e questionários. 
A partir das informações coletadas, será possível definir qual modelo, que 
vise o melhor custo x benefício, poderá ser implantado na cooperativa. Além disso, 
a proposta deverá ser factível frente à realidade financeira e disponibilidade de 
mão-de-obra da empresa alvo. 
 
2. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 
2.1. Revisão bibliográfica 
 Este capítulo tem como objetivo apresentar uma revisão bibliográfica de 
diferentes visões sobre o tema geração de energia elétrica utilizando o biogás 
gerado por biodigestores, como foi à evolução dessa ideia até chegarmos ao que 
sabemos hoje e porque é tão importante as empresas adotarem políticas 
socialmente responsáveis, que visem o desenvolvimento da sociedade e proteção 
ao meio ambiente. 
 
2.1.1. História do Biogás 
 A data de descoberta do biogás, ou "gás dos pântanos" é do ano de 1667 e 
só um século mais tarde que se volta a reconhecer a presença de metano no gás 
dos pântanos, atribuído a Alessandro Volta, em 1776 (CLASSEN; LIER; STAMRS, 
1999). 
Já no século XIX, Ulysse Grayon, aluno de Louis Pasteur, realizou a 
fermentação anaeróbica de uma mistura de estrume e água, a 35 °C, 
conseguindo obter 100 litros de gás por metro cúbico de matéria. Em 
1884, Louis Pasteur, ao apresentar os trabalhos do seu aluno à 
Academia das Ciências, considerou que essa fermentação podia 
constituir uma fonte de aquecimento e iluminação (NOGUEIRA, 
1986). 
Os primeiros países a utilizarem o processo de biodigestão, de forma mais 
intensa e com finalidade energética foram à Índia e a China, nas décadas de 50 e 
8 
 
60, sendo que esses países e outros, geralmente do terceiro mundo, desenvolveram 
seus próprios modelos de biodigestores (NOGUEIRA, 1986). 
Com a crise do petróleo na década de 70 foi trazida para o Brasil a tecnologia 
da digestão anaeróbia. Na região do nordeste foram implantados vários programas 
de difusãodos biodigestores e a expectativa era grande, porém os benefícios 
obtidos a partir do biogás e do biofertilizante não foram suficientes para dar 
continuidade aos programas e os resultados não foram muito satisfatórios (BOLETIM 
ENFOQUE, 1999). 
Atualmente, esse processo vem se difundindo por vários países. A 
recuperação de energia gerada pelos processos de tratamento anaeróbio teve 
grande impulso com a crise do petróleo, quando diversos países buscaram 
alternativas para a sua substituição. 
Entretanto, as soluções para os problemas de desenvolvimento devem ser 
apropriadas às necessidades, às capacidades, os recursos humanos e financeiros e 
à cultura. Assim, o impulso recebido no período e crise não chegou a constituir um 
sólido movimento de substituição dos recursos não renováveis por outras fontes 
renováveis (NOGUEIRA, 1986). 
Até pouco tempo, o biogás era simplesmente conhecido como um subproduto 
obtido a partir da decomposição anaeróbia de lixo urbano, resíduos animais e de 
estações de tratamento de efluentes domésticos. 
No entanto, o acelerado desenvolvimento econômico dos últimos 
anos e a alta acentuada do preço dos combustíveis 
convencionais tem encorajado as investigações na produção de 
energia a partir de novas fontes renováveis e economicamente 
atrativas, tentando sempre que possível, criar novas formas de 
produção energética que possibilitem a poupança dos recursos 
naturais esgotáveis (VILLELA; SILVEIRA, 2005). 
O primeiro documento relatando a coleta de biogás de um processo de 
digestão anaeróbia ocorreu em uma estação de tratamento de efluentes municipal 
da Inglaterra, em 1895, sendo que o primeiro estudo de aproveitamento em uma 
pequena planta, com uso de estrume e outros materiais, remontam de 1941, na 
Índia. Desde então, o processo anaeróbio tem evoluído e se expandido ao 
tratamento de resíduos industriais, agrícolas e municipais (VILLEN; et. Al., 2001). 
9 
 
Posteriormente, passou-se a desenvolver e utilizar esse processo 
fermentativo para o tratamento de esgoto doméstico, objetivando, principalmente, a 
destruição da matéria orgânica. Isso ocorreu na metade do século XIX e o gás 
produzido era destinado à iluminação. No começo do século XX, ocorreu na Índia e 
na China, o início do desenvolvimento de biodigestores para a produção de gás 
metano a partir de esterco de animais, principalmente bovinos (COELHO et al., 
2006). 
Somente a partir de 1960, a digestão anaeróbia passou a ser pesquisada com 
caráter mais científico, havendo então, grandes progressos quanto à compreensão 
dos fundamentos do processo e também de projetos de biodigestores e 
equipamentos auxiliares (COELHO et al., 2006). 
 
2.1.2. Processo de digestão anaeróbica 
Existem três grupos microbianos, com comportamentos distintos, que 
participam da biodigestão anaeróbia em biodigestores: bactérias fermentativas, 
bactérias acetogênicas e as bactérias metanogênicas (GARTNER, 2015). 
Baseado em CHERNICHARO (1997) apud AMARAL (2004), assim se pode 
definir as quatro fases do processo de digestão anaeróbia: 
● Hidrólise: transformação de materiais particulados complexos 
(polímeros) em materiais dissolvidos mais simples (moléculas menores), que podem 
atravessar as paredes celulares das bactérias fermentativas. É conseguida através 
da ação de exoenzimas excretadas pelas bactérias fermentativas hidrolíticas; 
● Acidogênese: conversão dos produtos solúveis, oriundos da hidrólise, 
em ácidos graxos voláteis, principalmente, e ainda alcoóis, ácido lático, gás 
carbônico, hidrogênio, amônia e sulfeto de hidrogênio além de novas células 
bacterianas. Os produtos solúveis oriundos da hidrólise são metabolizados no 
interior das células das bactérias fermentativas e excretados. Essas bactérias são 
também denominadas bactérias fermentativas acido gênicas; 
● Acetogênese: oxidação, pelas bactérias acetogênicas, dos produtos 
gerados na fase acidogênica, por exemplo, propionato e butirato, em substrato 
apropriado para as bactérias metanogênicas. De todos os produtos metabolizados 
pelas bactérias acidogênicas apenas o hidrogênio e o acetato podem ser utilizados 
10 
 
diretamente pelas metanogênicas. Os produtos gerados pelas bactérias 
acetogênicas são o hidrogênio, o dióxido de carbono e o acetato; 
● Metanogênese: a etapa final no processo global de degradação 
anaeróbia de compostos orgânicos em metano e dióxido de carbono. É efetuada 
pelas bactérias metanogênicas em substratos como ácido acético, hidrogênio, 
dióxido de carbono, ácido fórmico, metanol, metilaminas e monóxido de carbono. As 
metanogênicas, que formam metano a partir de ácido acético ou metanol, são ditas 
acetoclásticas. E as que produzem metano a partir de hidrogênio e dióxido de 
carbono, de hidrogenotróficas. 
A figura a seguir representa o conjunto de processos bioquímicos envolvidos 
na formação de biogás: 
Figura 1. Etapas de produção do biogás. 
 
Fonte: ARAÚJO (2017). 
 
 
2.1.3. Biodigestores 
 
 O biodigestor é constituído por um reservatório que armazena a biomassa por 
um determinado tempo, e por uma câmara (gasômetro) que armazena o biogás 
11 
 
produzido. O biogás fica retido na parte livre do biodigestor e em seguida pode ser 
canalizado para ser utilizado em diversas aplicações, como processos de 
aquecimento, resfriamento, ou na geração de energia elétrica. O biodigestor pode 
ser classificado como contínuo ou intermitente. No primeiro caso, o abastecimento 
de biomassa é diário, com descarga proporcional à entrada de biomassa. Já no 
intermitente, utiliza-se a capacidade máxima de armazenamento de biomassa, 
retendo-a até a completa biodigestão. Em seguida, são retirados os restos da 
digestão e realiza-se uma nova recarga (ARAÚJO, 2017). 
Existem diversos tipos de biodigestores, cada um com suas vantagens e 
desvantagens e características próprias de operação. A seguir segue os principais 
modelos utilizados atualmente e suas principais características, segundo 
JUNQUEIRA (2014): 
 
 • Biodigestor Batelada: No sistema do tipo batelada, a matéria prima é inserida 
no biodigestor fechado, totalmente sem ar, para que seja realizada a fermentação 
anaeróbica do material. O gás inserido é armazenado num gasômetro acoplado no 
próprio recipiente ou permanece no biorreator servindo de digestor. Após o término 
da produção de biogás, o biodigestor é aberto e os resíduos são retirados. A seguir, 
é feita a limpeza do sistema e é inserida uma nova quantidade de substrato, 
reiniciando o processo. 
 
• Biodigestor Contínuo: Nos biodigestores do tipo contínuo, ao contrário do tipo 
batelada, a produção de biogás e biofertilizante, enquanto o mesmo for alimentado 
com substrato, nunca cessa. Esse tipo de biodigestor é alimentado continuamente 
com um substrato que seja de fácil degradação e disponível abundantemente no 
local através de dutos de alimentação, enquanto o biogás é extraído por tubulação 
na parte superior e o biofertilizante é removido através de dutos de saída. 
 
• Biodigestor Modelo Indiano: O biodigestor modelo indiano possui uma cúpula 
geralmente construída de ferro ou fibra que se movimenta para cima e para baixo 
conforme a produção de biogás. Nesse modelo de biodigestor o processo de 
fermentação ocorre mais rápido, pois se beneficia da pouca amplitude térmica do 
solo, o que favorece a ação das bactérias. Por se tratar de uma construção 
subterrânea, ocupa pouco espaço, além disso, não necessita o uso de reforços, 
12 
 
como cintas de concreto. No caso da cúpula ser construída de metal, deve-se prever 
uma boa pintura com o intuito de evitar a oxidação da mesma. Por se tratar de um 
biodigestor que fica semienterrado é preciso ter cuidado para evitar infiltração no 
lençol freático (FRANÇA JR., 2008). 
 O modelo Indiano possui pressão de operação constante, ou seja, à medida 
que o volume de gás produzido não é consumido de imediato,o gasômetro tende a 
deslocar-se verticalmente, aumentando o volume deste, portanto, mantém a pressão 
em seu interior constante (DEGANUTTI et. al., 2002). 
• Biodigestor da Marinha ou Canadense: É um modelo tipo horizontal, tem 
a largura maior que a profundidade, sua área de exposição ao sol é maior, com isso 
é maior a produção de biogás. Sua cúpula é de plástico maleável, tipo PVC, que infla 
com a produção de gás, como um balão. Pode ser construído enterrado ou não. 
Esse modelo com cobertura em lona de PVC, em substituição às campânulas 
(metálica ou fibra de vidro), vem ganhando maior espaço em virtude dos menores 
custos e facilidade de implantação. A cúpula pode ser retirada, o que ajuda na 
limpeza. A vantagem desse processo está na produção constante de biogás que é 
relacionado com a carga diária de sólidos voláteis. 
 2.1.4. Características do biogás 
Os principais constituintes do biogás são o metano e o gás carbônico, havendo 
também baixas concentrações de monóxido de carbono, sulfeto de hidrogênio, 
amônia, entre outros (LIMA; PASSAMANI, 2012). 
A Tabela 1 apresenta a porcentagem de cada constituinte presente no biogás: 
 
 
 Tabela 1. Possíveis percentuais dos constituintes do biogás 
13 
 
 
Fonte: Cassini (2013) apaud Lima; Passamani (2012). 
 
De acordo com Ferling (2003), a composição do biogás se torna difícil definir, 
pois depende diretamente do material orgânico utilizado e do tipo de tratamento 
anaeróbio que sofre. Porém, de modo geral, sua composição varia basicamente em 
50% a 70% de metano do volume do gás produzido, dióxido de carbono de 25% a 
65% e pode ainda produzir outros gases como nitrogênio, hidrogênio, gás sulfídrico, 
oxigênio e amoníaco, que, somados, atingem aproximadamente 10% do volume do 
gás produzido. 
Analisando esses dados, pode-se assumir que o biogás é composto 
basicamente por metano, que é o seu principal combustível, e também de gás 
carbônico. Entretanto, a presença de outros gases faz com que a escolha da 
tecnologia utilizada influencie na operação, limpeza e combustão do biogás de 
acordo com a necessidade do projeto. 
Outro aspecto importante a se levar em conta de acordo com Ferling (2003) é 
a umidade presente no biogás, pois esta tem influência direta no processo de 
combustão, afetando, assim, o poder calorífico do gás gerado. 
 2.1.5. Vantagens do biogás 
 O biogás apresenta grandes vantagens sobre outras formas de obtenção de 
energia. 
Do ponto de vista ambiental, o biogás tem seu uso defendido por 
toda parte do mundo pelo fato deste poluir muito menos a atmosfera, 
ajudando assim a desacelerar o aquecimento global. Do ponto de 
vista agrícola, a substituição dos derivados combustíveis a base de 
14 
 
petróleo pode economizar com a ausência de gastos no transporte 
de bujões de gás. E existem ainda os resíduos sólidos usados como 
adubos orgânicos, chamados de biofertilizante. Do ponto de vista 
sanitário, o uso de biodigestores para coleta de dejetos humanos e 
animais poderiam ajudar ou até mesmo sanar os problemas de 
saúde pública oriundos desses dejetos carregados de micro-
organismos parasitas (ROYA, et al., 2011). 
 
2.1.6. Conversão em energia elétrica 
Existem diversas tecnologias para efetuar a conversão energética do biogás. 
Entende-se por conversão energética o processo que transforma um tipo de energia 
em outro. No caso da conversão do biogás em energia elétrica, a energia química 
contida em suas moléculas é convertida em energia mecânica por um processo de 
combustão controlada. Essa energia mecânica ativa um gerador, que a converte em 
energia elétrica (COELHO et al., 2006). 
Há de se mencionar, também, o uso da queima direta do biogás em caldeiras 
para cogeração e do surgimento de tecnologias remanescentes, porém não 
comerciais atualmente, como a da célula combustível. As turbinas a gás e os 
motores de combustão interna do tipo "Ciclo - Otto" ainda são as tecnologias mais 
utilizadas para esse tipo de conversão energética. 
2.1.7. Apresentação da empresa 
A empresa alvo do trabalho é do ramo do agronegócio, atuante no mercado desde 
1995, no estado do Paraná. 
3. DESENVOLVIMENTO 
Para melhor compreendimento na formação do processo do biogás, serão 
abordadas algumas etapas e variáveis que são fundamentais e requisitos para a 
montagem do projeto. Em cada processo podemos avaliar as funções e processos 
químicos que ocorrem em cada ponto do sistema, assim pode-se ter uma melhor 
avaliação ao modelo do biodigestor que será apresentado, logo abaixo segue a 
figura 02, apresentando o fluxograma do processo biodigestor. 
15 
 
Figura 02: Fluxograma processo biodigestor 
 
O primeiro estágio é a hidrólise, em que compostos orgânicos complexos, tais 
como carboidratos, proteínas e lipídios, são decompostos em substâncias menos 
complexas como aminoácidos, açúcares e ácidos graxos. No processo atuam 
bactérias hidrolíticas, cujas enzimas liberadas decompõem o material por meio de 
reações bioquímicas. Com a necessidade de sabermos qual o volume da demanda 
química enviada do processo de amido para a lagoa de hidrólise, foram efetuadas 
algumas coletas no efluente e analisada a D.Q.O (demanda química oxigênio), 
abaixo o gráfico 01 e tabela 02, temos a demanda de efluente descartada na lagoa 
de hidrólise e o valor da demanda química do material nisto podemos definir a 
qualidade da matéria sendo alimentada para o processo da geração de biogás. 
 
16 
 
 
 
17 
 
Tabela 02: Demanda química e volume m³ inseridos a lagoa hidrólise 
 
 
Com a analise da primeira etapa a partimos para a segunda e terceira etapas 
sendo a acidogênese as substâncias resultantes da hidrólise são transformadas por 
bactérias fermentativas em ácido propanóico, ácido butanoico, ácido láctico e álcoois 
assim como hidrogênio e gás carbônico. A formação de produtos nesta fase também 
depende da quantidade de hidrogênio dissolvido na mistura. Quando a concentração 
de hidrogênio é muito alta, interfere negativamente na eficiência da Acidogênese o 
que causa o acúmulo de ácidos orgânicos. Com isso, o pH da mistura baixa e o 
processo pode ser quase que afetado, para que não ocorra distúrbio na produção é 
feito monitoramento do PH nas lagoas de hidrólise nisto poderemos ter uma melhor 
segurança em tempo real qual é a PH que está trabalhando o sistema caso 
necessário é dosado soda de concentração 50% e novamente refeito a leitura e 
correção do PH, no gráfico abaixo segue a análises obtidas nas datas 23 de outubro 
a 03 novembro. 
 
18 
 
 
A definição e características da matérias e no processo 2 e 3 no fluxo sendo, 
que na etapa 02 é realizado a correção de PH e adição de bactérias ao sistema, 
estes responsáveis pela formação de metano neste ponto do ciclo é conhecida como 
metanogênese, e ocorre a formação de metano, que é o principal componente do 
Biogás e substância de maior interesse para o processo. Teremos notas nos 
seguintes itens para avaliar o biogás. 
Temperatura: as bactérias metanogênicas são muito sensíveis a alterações de 
temperatura. A faixa ideal para a produção do biogás é entre 35 a 45 °C, podendo 
também ser possível a produção em uma faixa de 50 a 60 °C. O mais importante é 
não haver uma variação brusca da temperatura, pois as bactérias não 
sobreviveriam; 
Alcalinidade e pH: a acidez ou alcalinidade do meio é indicada pelo pH. A 
alcalinidade determina a capacidade de uma solução aquosa em neutralizar ácidos 
sendo que em sistemas anaeróbios tal neutralização decorre da presença de 
bicarbonatos no meio. Esse parâmetro se faz importante uma vez que as bactérias 
produzem ácidos, sendo o decaimento do pH impedido pela reação de neutralização 
desses ácidos com as espécies que conferem alcalinidade ao meio. A ocorrência de 
tais reações é importante pois as bactérias metanogênicas sobrevivem em faixas 
estreitas de pH (6,5 a 8,0). 
Teor de água: o teor de água dentrodo biodigestor deve variar de 60% a 90% do 
peso do conteúdo total, sendo os biodigestores que operam com o teor de água 
próximo a 90% classificados como biodigestores com baixo de teor de sólidos totais 
19 
 
e aqueles com teor de água próximo à 60%, classificados como biodigestores com 
alto teor de sólidos totais; 
Nutrientes: para que as necessidades de nitrogênio e fósforo das bactérias 
responsáveis pelo processo de digestão anaeróbia sejam supridas, o substrato deve 
conter concentrações destes nutrientes, em relação ao seu conteúdo de carbono 
que satisfaçam as seguintes relações: � � ≤ 30 e � � ≤ 150. Esses valores 
referem-se ao N e P efetivamente disponíveis para as bactérias, como o N-
amoniacal e o ortofosfato. As seguintes relações podem ser consideradas caso não 
se tenha certeza dessa disponibilidade: � � ≤ 20 e � � ≤ 100 (SOUZA, 1984). 
Caso o substrato não contenha quantidades suficientes de nutrientes, estes 
devem ser adicionados, levando-se em conta o fato de que altas concentrações de 
nitrogênio total podem provocar inibição na digestão, visto que durante o processo 
uma parte considerável do nitrogênio total é transformada em nitrogênio amoniacal. 
O nitrogênio amoniacal tem efeito tóxico em concentrações acima de 1500 mg/L e 
altos valores de pH e em concentrações maiores que 3000 mg/L para qualquer valor 
de pH (SOUZA, 1984). 
Seguimos para a etapa 04 onde são destinados ao processo de aeração do 
efluentes e coleta de gás onde é enviado ao gerador. Como o processo da geração 
do biogás consome oxigênio presente na água ficando abaixo 1 ppm, este necessita-
se realizar a recuperação, para este processo define-se a aeração. Este processo 
consiste em colocar a água em contato estreito com uma fase gasosa (geralmente o 
ar) para transferir substâncias solúveis do ar para a água, aumentando seus teores 
de oxigênio e nitrogênio, e substâncias voláteis da água para o ar, permitindo a 
remoção do gás carbônico em excesso, do gás sulfídrico, do cloro, metano e 
substâncias aromáticas voláteis, assim como, proporcionar a oxidação e precipitação 
de compostos indesejáveis, tais como ferro e manganês. A aeração pode ser por 
gravidade, aspersão, difusão de ar ou forçada. 
Já no processo do gás mesmo é aspirado por um ventilador radial de 2 cv com a 
capacidade de 200 m³/h, este sendo captado e enviado ao gerador biogás que 
20 
 
transforma e energia elétrica com a queima do gás na turbina, e o consumo da 
eletricidade para a própria indústria. 
21 
 
4. RESULTADOS 
Após as definições e esclarecimentos sobre o sistema biodigestor chegamos 
no senso que o biodigestor que melhor se aplica ao processo em análise é o 
modelo canadense devido ao seu custo baixo e fornecer ótimos resultados assim 
proporcionando melhores garantias ao sistema e do consumo de matéria DQO, 
contudo levamos em consideração que o sistema trabalhará em regime contínuo e 
não por bateladas, a capacidade na lagoa de hidrólise sendo de 750 m³ nisto 
permitindo uma entrada de 30 a 40 m³/h de efluente, o biodigestor com a 
capacidade de 6000 m³. 
A eficiência energética com a produção do biogás e consumo interno seria 
destinado ao processo de geração de energia, a um gerador de potência 420 kva. 
A demanda total projetada no sistema biogás é estimada a geração de 150 m³ de 
gás metano onde o mesmo será responsável por gerar energia aproximadamente 
19 horas por dia, tendo uma diminuição na produção em dias, onde a temperatura 
fica baixa 22ºC, a potência estabelecida pela empresa é de uma carga 260 
amperes, o gerador dimensionado é de geração de tensão 380 Vca no limite de 
corrente a 280 A, a potência total consumida do gerador será P = UxI P=Potência, 
U= Tensão, I= Corrente, nisto temos P = 380 x 260 = 98.800 W , equivale a 98,8 
Kw x 19 = 1.877,2 Kw /dia se trabalhar 30 dias no mês teremos um consumo de 
1.877,2 kw x 30 = 56.316 kw. O preço do Kw/h é de R$ 0.74 sendo assim a 
geração do biogás economiza o valor de R$ 41.673.84 reais. Nisto o por ano uma 
economia total de R$ 500.086,08, e os gases emitidos na atmosfera não seriam 
mais dispensado na natureza mas sim no uso ecológico. 
 
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Segue abaixo maquete eletrônica do sistema biodigestor. 
 
Figura 03: Maquete eletrônica sistema Biodigestor, vista diagonal. 
Figura 04: Maquete eletrônica sistema Biodigestor, vista frontal. 
 
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Figura 05: Maquete eletrônica sistema Biodigestor, vista Superior. 
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5. CONSIDERAÇÕES FINAIS 
Em consideração a avaliação obtida a partir do estudo de implementação da 
produção do biogás na cooperativa, verificou-se que as expectativas de resultados 
vão ao encontro do que vimos em bibliografia sobre o assunto. Portanto, além da 
preocupação socioambiental, o biogás também cumpre seu papel na economia de 
energia elétrica, bem como ajuda na eliminação dos resíduos da cooperativa e 
evitando a liberação de gases nocivos na atmosfera. 
 
 
25 
 
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