Gaseificação de Biogás

As mudanças climáticas e os crescentes problemas de gestão de resíduos combinam-se para tornar o biogás uma fonte de energia vantajosa e até necessária. Em primeiro lugar, a queima de biogás — ao contrário das fontes de combustíveis fósseis encontradas nas profundezas da terra — não contribui com dióxido de carbono (CO₂) adicional para a atmosfera, uma vez que suas origens, ou substrato, já possuem carbono retirado da atmosfera. Além disso, o biogás é derivado de substratos que, na maioria das vezes, são descartados em aterros ou de outra forma: restos de comida e subprodutos; esterco e excrementos de animais; lodo e esgoto; e vegetação em decomposição. Como, então, essas substâncias indesejáveis se tornam energia?

Gaseificação de biogás

Seja empregando combustíveis fósseis ou matéria orgânica mais verde — como no caso do biogás — os produtores de energia buscam extrair gases para combustão. Em usinas de energia, essa combustão estimula a energia mecânica que, uma vez magnetizada, é convertida em eletricidade. A gaseificação foi a força motriz por trás da Revolução Industrial e do subsequente impulso em direção à modernidade. No entanto, conectar os pontos entre uma substância geológica ou biológica e gases incendiários envolve uma série de reações químicas específicas. Nos casos de petróleo ou carvão, o material de matéria-prima é aquecido a mais de 650 graus Celsius (1.200 graus Fahrenheit), enquanto o oxigênio e o vapor são cuidadosamente calibrados para que a combustão não ocorra. O gás liberado dessa transação é chamado de gás de síntese — syngas, para abreviar. Este gás contém tanto CO₂ quanto monóxido de carbono (CO), além de nitrogênio (N₂) e hidrogênio (H₂). Ele pode ser inflamado a uma temperatura mais alta do que o carvão ou óleo não gaseificado.

Biogás, biomassa e produção de energia

Estritamente falando, os materiais orgânicos que originam o biogás podem ser considerados biomassa. No entanto, corretamente compreendida, a biomassa é queimada para energia, enquanto o substrato que dá origem ao biogás passa por uma longa sequência de reações conhecida como digestão anaeróbica. Aqui, o oxigênio não é encontrado em parte alguma, e essa ausência permite que bactérias específicas atuem sobre os materiais orgânicos. Esse trabalho, ao longo de muitos dias, leva à liberação de CO₂, metano (CH₄) e uma série de outros compostos de menor teor. Conforme indicado, a biomassa é gaseificada por meio de — pelo menos em parte — oxigênio. Por outro lado, o biogás só pode resultar de um processo que é desprovido de oxigênio. Além disso, a biomassa é geralmente cultivada com o propósito de combustíveis e energia alternativos; o biogás provém em grande parte de substâncias orgânicas que de outra forma seriam descartadas.

Contaminantes gasosos

Gases provenientes da combustão do biogás incluem efluentes nocivos e partículas como alcatrões, metais alcalinos, cloro e compostos nitrogenados. O biogás bruto, por sua vez, é frequentemente contaminado por sulfeto de hidrogênio, siloxanos e outros produtos químicos corrosivos. Dependendo do destino final do biogás ou da biomassa gaseificada, a limpeza deve ser realizada de acordo com um ou mais regimes: lavagem com água, absorção por amina, adsorção por carvão ativado, filtros de leito de carvão e depuradores de bio-óleo.