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Como uma fonte de energia renovável emergente, o biogás promete um futuro sem escassez de combustível ou poluição atmosférica. Produto da matéria orgânica digerida anaerobicamente, este meio gerador de energia é neutro em carbono, poupando assim o meio ambiente dos danos infligidos pela combustão de combustíveis fósseis. À medida que as substâncias orgânicas — estrume, folhagem em decomposição, restos de comida e carcaças de animais, por exemplo — se decompõem, as reações químicas produzem CH₄ e CO₂. O CH₄ é o composto operacional no biogás, embora outros produtos químicos estejam presentes e devam ser extraídos para purificar o gás para uso. Entre estes componentes indesejáveis estão os siloxanos.
Quimicamente, os siloxanos são cadeias de átomos de oxigénio e silício. Depois do oxigénio, o silício é o elemento mais abundante encontrado na crosta terrestre. Quando estas cadeias são estendidas, formam o silicone ou polímeros de silicone. Estes são comumente encontrados em dispositivos médicos de plástico, cosméticos, vedantes e adesivos, mas a lista de aplicações vai muito além destes exemplos. As densidades dos polímeros variam de gás a líquido, géis, borracha, espuma e acrílicos. Poucas pessoas poderiam dizer que não utilizaram derivados de siloxano ao longo de um dia. Apesar de toda a sua versatilidade, os siloxanos são problemáticos quando se trata de biogás.
Veículos e máquinas industriais — i.e., motores de combustão, turbinas a gás e caldeiras — sofrem com a presença de siloxanos no biogás. Os depósitos de sílica no composto aderem às pás, pistões e cabeças de cilindro. Ao fazê-lo, impedem o desempenho, degradam os materiais constituintes e, de outra forma, poluem o funcionamento interno. Tais tensões podem reduzir o desempenho do motor em até 20 por cento. Embora o biogás detenha um enorme potencial como meio alternativo de geração de energia, a diminuição da eficiência pode anular a sua promessa. É por isso que a remoção de siloxanos é absolutamente essencial.
Existem várias formas de separar os siloxanos do biogás. Comum a todas elas é a neutralização da possibilidade de depósitos de silicato prejudiciais.
Por vezes chamado de carvão vegetal ativado, o carvão ativado é processado de tal forma a criar poros de baixo volume que aumentam a área na superfície do carbono para adsorção ou transações químicas. [NOTA: Adsorção é quando moléculas de gás ou líquido aderem à superfície de um sólido; não deve ser confundida com absorção, onde as moléculas permeiam a superfície do absorvente.] Isso o torna um excelente agente num sistema de remoção de siloxanos. Estudos mostram que o carvão ativado puro funciona melhor do que aqueles infundidos com substâncias alcalinas.
A alumina ativada é um meio de absorção. Tal como o carvão ativado, esta forma sólida de óxido de alumínio é porosa. No entanto, ao contrário do carvão vegetal, ela recebe as moléculas de siloxano através dos poros, saturando de dentro para fora. O biogás passa por um leito de alumina ativada onde os siloxanos são retidos e de onde emerge um gás purificado. Posteriormente, a passagem de gás regenerativo através do leito permite que a alumina ativada seja novamente utilizada para a extração de siloxanos.
A redução da temperatura e pressão do biogás permite que este se condense para o estado líquido, fazendo com que os compostos constituintes se separem e decantem. Uma vez decantados, a remoção de siloxanos do biogás é alcançada de forma simples. Outros contaminantes como o H₂S são também frequentemente removidos utilizando o mesmo método.
Da mesma forma que o carvão ativado atua como agente de adsorção para moléculas de siloxano, resinas sintéticas podem ser criadas para fazer o mesmo. Uma resina é geralmente um sólido ou pelo menos altamente viscosa, possuindo uma consistência muito espessa e adesiva. As resinas são frequentemente derivadas da flora, mas também são produzidas sinteticamente por reticulação de cadeias poliméricas. Este procedimento demonstrou reduzir os compostos contaminantes a níveis indetectáveis.
Os gestores e técnicos de aterros sanitários estão a recorrer cada vez mais a absorventes líquidos como ácido nítrico concentrado ou ácido sulfúrico para limpar o biogás para uma combustão eficaz. Estes fluidos não só removem os siloxanos, mas também o CO₂, H₂S, sulfureto de carbonilo e mercaptano de metilo. Em muitos casos, os absorventes líquidos podem ser utilizados em conjunto com a adsorção de carvão ativado e a condensação. Bons resultados indicam que pode existir uma sinergia entre uma combinação de técnicas de remoção.
As membranas estão a apresentar resultados encorajadores na purificação do biogás de adulterantes, incluindo os siloxanos. Neste cenário, o gás passa por filtros consecutivos que detectam compostos gasosos indesejáveis específicos, retendo o CH₄ combustível. As membranas poliméricas porosas permitem que os contaminantes permeiem, impedindo que o CH₄ faça o mesmo. O fim do processo resulta em gás CH₄ quase 100 por cento puro.
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