Pedro Henrique Marcondes
Engenheiro ambiental e sanitarista
Gerente Comercial AzulPack TechGround
Mas, afinal, o que é um biodigestor? Nada mais é que uma estrutura de engenharia que possibilita o tratamento de biomassas, como, por exemplo: dejetos de suínos, bovinos, caprinos, aves, cama de frango e resíduos orgânicos por meio da sua decomposição anaeróbica (sem a presença de oxigênio) para gerar biogás e biofertilizantes (adubo).
Explicando melhor cada um deles: biogás é a mistura de gás metano com gás carbônico gerado no processo de biodigestão dos resíduos orgânicos em condição anaeróbica que pode ser utilizado para produção de calor ou geração de energia elétrica, a depender do nível de investimento na estrutura. Já o biofertilizante é o resultante sólido com alta qualidade biológica que pode atuar como fertilizante foliar, reticular e como bioinseticida.
As etapas metabólicas do processo de biodigestão anaeróbica podem ser observadas no esquema a seguir, detalhando como ocorre o processo de transformação dos materiais orgânicos em gases.
Foto: AzulPack
Classificação
Os biodigestores são classificados, principalmente, por duas principais características:
1- Frequência de recarga
2- Tecnologia de construção
Sobre a frequência de recarga, temos os biodigestores por batelada e contínuo.
Batelada: são os que a adição dos resíduos orgânicos ocorre por ciclo único, alimentando o sistema com a biomassa e fechando, não permitindo a entrada de oxigênio, por um período de 40 a 60 dias para o consumo dos resíduos e geração do biogás. São sistemas mais simples e de fácil manutenção, mas são indicados para locais onde há uma periodicidade bem menor na produção da biomassa.
Contínuos: estes são alimentados sucessivamente por meio de dutos de alimentação, onde o biogás é retirado por tubulações superiores e os biofertilizantes por meio de dutos de descarga. Geralmente são enterrados, com alimentação feita por baixo e a saída do gás por cima, recomendados para materiais de fácil decomposição ou acompanhados por sistema de pré-tratamento e com geração contínua de biomassa.
Construção e funcionamento
Sobre a tecnologia de construção, temos alguns modelos comuns no Brasil, sendo eles:
Fonte: FONSECA et al, 2009 Fonte: FONSECA et al, 2009 Fonte: Nogueira et al, 2016
O modelo indiano possui uma campânula de ferro móvel, uma espécie de redoma, como medidor de gás, e necessita que a matéria orgânica esteja na concentração de sólidos totais (ST) de no máximo 8% para que não ocorram entupimentos.
Pelo alto custo do gasômetro e excessiva corrosão da campânula, acaba sendo utilizado por pequenos produtores e está quase entrando em desuso.
O modelo chinês, por sua vez, possui uma campânula fixa construída em alvenaria, funcionando como uma prensa hidráulica, o que leva a pressão nesse biodigestor a mudar com o tempo, aumentando a pressão no interior, em virtude do biogás, levando da câmara de fermentação para a caixa de saída.
Sua utilização requer muita ação manual e, caso a vedação não esteja boa, o biogás pode vazar. Não é utilizado em instalações de grande porte e apresenta altos índices de manutenção.
Já o Canadense, pela praticidade, simplicidade de construção e custos, nos últimos anos tem sido o mais utilizado no agronegócio e será tema de detalhamento deste artigo.
Foto: Azulpack
Estruturas
A figura a seguir apresenta um dos tipos possíveis de estruturas de um biodigestor canadense e suas respectivas etapas/equipamentos.
Para esse sistema, temos o detalhe da Geomembrana TechGeo PEBDL (Polietileno de Baixa Densidade Linear), que é ideal para ser utilizada na cobertura do biodigestor, pois realiza a contenção do gás, associando resistência e flexibilidade a cúpula, tendo um excelente comportamento as movimentações que se fazem necessárias pelo desempenho do gasômetro.
Os parâmetros necessários e o controle de qualidade dessas geomembranas são especificados pela recomendação internacional GM 17 do GRI (Geosynthetic Research Institute), sendo sua espessura, resistência e demais especificações determinadas pelo tamanho e detalhes do projeto.
Outra importante estrutura do sistema é a lagoa de estabilização que será responsável pelo armazenamento do biofertilizante e estabilização da água acumulada do biodigestor, a fim de garantir a recuperação e reutilização da água, trazendo mais sustentabilidade para a propriedade rural, conforme figura que segue.
As lagoas de estabilização também são revestidas pela geomembrana, porém, com a TechGeo PEAD (Polietileno de Alta Densidade), que conta com alta resistência mecânica, impedindo que os gases, líquidos e resíduos perigosos entrem em contato com o solo, evitando assim a contaminação do ambiente e da água subterrânea.
Os parâmetros necessários e o controle de qualidade dessas geomembranas são especificados pela recomendação internacional GM 13 do GRI (Geosynthetic Research Institute) e seus parâmetros serão determinados pelas dimensões da lagoa (comprimento, largura e profundidade) e condições do solo local.
As geomembranas TechGeo PEAD também são utilizadas para o revestimento de fundo do próprio biodigestor Canandense, e a cúpula com TechGeo PEBDL.
Sendo assim, a estrutura completa de um biodigestor canadense, como um exemplo, contaria com pré-tratamento da biomassa (I), adição ao biodigestor canadense de geomembrana TechGeo (II), sistema de mistura branda por bombeamento (III), coleta do biogás no topo do gasômetro de geomembrana TechGeo PEBDL, sistema de medição do biogás e queimador (IV), lagoa de estabilização com geomembrana PEAD (V) e unidade de purificação e cogeração (VI). Conforme esquema a seguir.
Vantagens
Além dos benefícios de economia em energia e sustentabilidade, este tipo de estrutura traz consigo a possibilidade de um retorno econômico com os créditos de carbono, entretanto, será possível apenas com um projeto de Mecanismo de Desenvolvimento Limpo (MDL), construído em uma etapa posterior ao projeto da unidade de produção de biogás.
No resumo geral, o biodigestor é um produto que se paga com o tempo, ou seja, um investimento para o produtor rural. Atualmente, existem empresas especializadas neste tipo de solução de engenharia. A combinação com materiais de qualidade e certificados garantirá o sucesso para esse importante dispositivo de geração de economia para o produtor rural e sustentabilidade para a propriedade.
