biocombustível e biomassa

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Biocombustíveis e Biomassa
Tema 01 – Biogás
Bloco 1
Alexandre Witier Mazzonetto
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A
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V
1
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Biogás
Este tema objetiva capacitar o aluno a 
gerenciar processo de produção de biogás, 
decidir qual o melhor processo e tecnologia 
a ser adotada para cada situação, gerenciar 
a produção de biogás em Aterros Sanitários 
Energéticos e E.T.E., confinamentos de gado 
e usinas – vinhaça.
Biogás
Este tema abordará:
a) Matérias primas: dejetos animais, 
vinhaça, resíduo sólido urbano (RSU/lixo 
orgânico);
b) Biodigestão anaeróbio;
c) Principais equipamentos e estimativas;
d) Como estimar as produções e purificação 
do biogás.
Biogás
Principais insumos para produção de biogás:
Dejetos animais;
RSU – fração orgânica;
Esgoto;
Vinhaça.
Figura 4. Esquema da biodigestão anaeróbia
Fonte: Adaptado de Zehnder (1988)
Biogás
Biogás
Biogás: CH4 + CO2 + “gases traços”
Gás do pântano;
Contaminantes:
N2; NH3; H2S; CO2; NHS; NCO; HC – X 
(Br, F, Cl) 
Biogás
Tabela 1. Quantidades de dejetos produzidos por dia e diluições
ANIMAIS
PRODUÇÃO DIÁRIA DE 
DEJETOS
DILUIÇÃO
Bovino confinado 40 kg 1 kg dejeto/4 l água
Bovino leiteiro 20 kg 1 kg dejeto/4 l água
Galinha (2,5 kg) 0,18 kg por animal 1 kg dejeto/3 l água
Suíno 
Galpão de Reprodução
10,9 kg de dejetos 
(sendo 4,9 kg/porca e 6,0 kg/cachaço)
1 kg dejeto/2 l água
Suíno - Galpão de Gestação 11 kg de dejetos/porca 1 kg dejeto/2 l água
Suíno - Galpão Maternidade 
18 kg de dejetos 
(para cada porca com 8 leitões)
1 kg dejeto/2 l água
Suíno - Galpão Creche suíno 0,95 kg de dejeto/leitão 1 kg dejeto/2 l água
Suíno - Galpão de Terminação 4,9 kg de dejeto/animal 1 kg dejeto/2 l água
Biogás
Figura 1- Biodigestor tipo 
Canadense contínuo
Fonte: autor
Figura 2- foto de uma 
chama de biogás
Fonte: autor
Biogás
O processo de biodigestão anaeróbica é 
realizado a partir de resíduos advindos de 
outros processos, conhecido como 
biomassa. A obtenção de energia se dá pela 
degradação da matéria orgânica através da 
ação de diversos microrganismos 
(CORTEZ, 2008).
Biogás
Produção de metano (CH4) – biogás:
• Faixa de temperatura ótima 30º - 35º C;
• Pico de produção entre 20º e 22º dias –
para dejetos animais.
Biogás
Figura 2 – biodigestor 
contínuo tipo Chinês
Fonte: https://goo.gl/wePNjG 
Biogás
Figura 3 – biodigestor 
contínuo tipo Indiano
Fonte: https://goo.gl/tr5wnu
Biogás
Figura 4 – biodigestor 
contínuo com homogenizador
Fonte: https://goo.gl/C813MD
Biocombustíveis e Biomassa
Tema 01 – Biogás
Bloco 2
Alexandre Witier Mazzonetto
Biogás
Biogás: grandes produções.
Vinhaça – usinas de açúcar/bioetanol.
Esgoto – ETE.
RSU – aterros.
Biogás
Figura 5. Aterro Bandeirantes
Fonte: https://goo.gl/d6xnF5
Biogás
Figura 6. Aterro energético
Fonte: https://goo.gl/d6xnF5
Biogás
Tabela 2. Potencial de geração de energia elétrica a partir da 
vinhaça submetida à biodigestão anaeróbia
DIA MÊS
SAFRA 
[220 DIAS]
Produção de etanol [m3] 500,00 15.000,00 110.000,00
Vinhaça Produzida [m3] 6.500,00 195.000,00 42.900.000,00
MW.h [Granato] 7,09 212,55 1.558,70
MW.h [Craveiro] 78,00 2.340,00 17.160,00
MW.h [Usina Ester] 85,80 2.574,00 18.876,00
R$ [Granato] R$ 1.700,40 R$ 51.012,00 R$ 374.088,00
R$ [Craveiro] R$ 18.720,00 R$ 561.600,00 R$ 4.118.400,00
R$ [Usina Ester] R$ 20.592,00 R$ 617.760,00 R$ 4.530.240,00
Biogás
Figura 7- Biodigestor da Usina Ester (SP) sem atividade 
(por não estar no período da safra na ocasião das fotos)
Fonte: autor
Biogás
Figura 8. Unidade motogeradora GE utilizando biogás oriundo de 
vinhaça como combustível [1,93 kW.h/m3 de biogás]
Fonte: autor
Biogás
Tabela 3. Quantidade de biogás gerado a partir de vinhaça
etanol: vinhaça - 1:12 
R$ 240,00/MW.h
Safra 10/11 Safra 11/12 Safra 12/13 Safra 13/14
Produção etanol/
safra Brasil [m3]
27.376.000 22.682.000 2.322.600 27.543.000
Vinhaça produzida [m3] 328.512.000 272.184.000 27.871.200 330.516.000
Potencial Elétrico de 
Biogás (pela vinhaça) 
[MW.h] - Craveiro
3.942.144 3.266.208 3.344.540 3.966.192
Receita pela 
ENERGIA [R$]
R$ 
946.114.560,00
R$ 
783.889.920,00
R$ 
802.690.560,00
R$ 
951.886.080,00
Fonte: https://goo.gl/AWRuaa. Considerando-se o índice do Craveiro (1984)
Biogás
Resíduo Sólido Urbano (RSU) = lixo:
Intergovernamental Panelon Climate
Change - IPCC (2014).
E = Popurb * taxa RSU * RSUf * FCM * 
COU * COUF * F * 16/12
Popurb = população urbana 
(média de clientes da churrascaria por dia);
Biogás
Taxa RSU = taxa de geração de resíduos 
sólidos urbanos por habitante, por dia 
[kg/dia . pessoa];
RSUf = fração de resíduos sólidos urbanos 
depositada em locais de disposição de 
resíduos sólidos (%);
FCM = fator de correção de metano 
(% - fração adimensional);
Biogás
COD = carbono orgânico degradável no 
resíduo sólido urbano (gC g-1 RSU);
CODF = fração de COU que realmente 
degrada (%);
F = fração de CH4 no gás de aterro;
16/12 = taxa de conversão de carbono em 
metano.