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Por quase três décadas, cientistas ambientais, ativistas e líderes empresariais têm lidado com questões de poluição atmosférica e mudanças climáticas. Um consenso cresceu de que eram necessárias alternativas viáveis aos combustíveis fósseis que impulsionassem as economias enquanto preservavam o ar, a água e a terra limpos. A biomassa foi identificada como uma dessas fontes de energia e — não muito depois — a tecnologia forneceu os meios para o fim: a produção de biogás por digestão anaeróbia. Com o biogás, não apenas veículos podem ser abastecidos, mas comunidades inteiras podem receber eletricidade. O aspecto mais promissor disso é que não há escassez de biomassa no horizonte.
Na verdade, qualquer pessoa que acumule composto no quintal está auxiliando e encorajando a digestão anaeróbia. Quando o oxigênio está ausente de materiais biodegradáveis, uma série de reações físicas e químicas ocorrem, pelas quais a matéria em decomposição é quebrada, liberando biogás que contém CH₄, CO₂ e — em menores proporções — nitrogênio, hidrogênio e monóxido de carbono. De acordo com o American Biogas Council, três bactérias estão ativas nesta sequência de eventos: • Bactérias acidogênicas — que transformam aminoácidos e açúcares em ácidos orgânicos, hidrogênio, amônia e CO₂. • Bactérias acetogênicas — que pegam os ácidos orgânicos e os convertem ainda mais em ácido acético, juntamente com amônia, CO₂ e hidrogênio. • Metanogênicos — que usam esses produtos químicos para produzir CH₄ e CO₂.
A Agência de Proteção Ambiental dos EUA (EPA) descreve o gás produzido pelo digestor anaeróbio de biogás como direcionado a uma instalação para tratamento adicional ou, se utilizável como está, a um veículo ou máquina projetada para funcionar com biogás. O processamento adicional ajuda a extrair o excesso de umidade para fins de combustão. Em outros casos, o H₂S em excesso é evidente no gás. Este composto é corrosivo para os vasos de armazenamento e combustão, então ele também deve ser extraído.
Essa biomassa anaeróbia que passa por digestão — também conhecida como substrato — pode consistir em uma variedade de matéria orgânica. Idealmente, um digestor anaeróbio de CH₄ deve processar substrato que gere o máximo e o mais puro CH₄. Um excelente substrato é o esterco de gado (digestão anaeróbia de estrume de vaca para produção de biogás). A gestão de resíduos tem sido um flagelo para os agricultores — e um incômodo nocivo para aqueles que vivem nas proximidades. Quando processado através de um reator anaeróbio, o que antes era um excedente de fertilizante é agora uma potente fonte de calor e eletricidade por meio da produção anaeróbia de CH₄. Além disso, as cinzas restantes podem nutrir o solo, às vezes melhor do que o esterco bruto. Outro substrato lucrativo é o esgoto. Um número crescente de instalações de tratamento de água incorpora um projeto de digestor anaeróbio de efluentes. Aqui, a água é separada de seu conteúdo sólido, que é então sujeito ao tratamento de lodo anaeróbio. Uma vez que o resíduo é decomposto e o biogás liberado, o gás é utilizado para fornecer calor para as caldeiras da usina. Às vezes, o biogás contém contaminantes que devem ser purificados, de acordo com as diretrizes da EPA, antes que possa ser usado de forma eficaz. Um terceiro exemplo de uso de substrato envolve o desperdício de alimentos. A produção de biogás por digestão anaeróbia é facilmente aplicada à fermentação de alimentos, cascas, etc. Essas coisas são facilmente acessíveis e ricas em matéria orgânica. O melhor de tudo, suas liberações de biometano são abundantes.
Conforme observado acima, as cinzas da digestão de esterco suíno, bovino e avícola são, em si, um fertilizante muito nutritivo — sem o aroma de longo alcance. Alguns materiais digeridos são compostados, ou usados para cama de gado leiteiro ou convertidos em outra matéria. Dessa forma, o custo do digestor anaeróbio é mitigado pelo uso eficiente dos componentes do substrato. De fato, resíduo anaeróbio é quase uma contradição de termos. Embora o veredito ainda não tenha sido dado, algumas pesquisas sugerem que o biofertilizante digerido supera o fertilizante mineral quando aplicado a certas culturas. Em um estudo focado em tomates, o digerido produziu maiores rendimentos do que os minerais.
O custo de um reator anaeróbio pode variar significativamente dependendo do tipo de reator (como Reator de Manta de Lodo Anaeróbio de Fluxo Ascendente ou Reator Anaeróbio com Defletores), do volume que pode processar, do tipo de resíduo a ser tratado, do nível de pré-tratamento exigido e da complexidade do sistema, entre outros fatores. Conforme meu corte de conhecimento em setembro de 2021, os custos podem variar de vários milhares de dólares para sistemas pequenos e básicos a milhões de dólares para grandes e complexas instalações industriais. Os custos operacionais e de manutenção contínuos também são cruciais a serem considerados, pois podem ser significativos ao longo da vida útil do reator. Esses fatores incluem mão de obra, energia, descarte de lodo e substituição periódica de peças. É importante notar que a viabilidade econômica dos reatores anaeróbios pode ser frequentemente melhorada ao aproveitar e vender o biogás que produzem. Devido a essas variações, é fortemente aconselhável que os usuários em potencial obtenham orçamentos detalhados de empresas de digestores anaeróbios como a Gazpack para uma estimativa de custo mais precisa.
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