Sistema de Biogás

À medida que países, culturas e economias procuram afastar-se dos combustíveis fósseis em favor de fontes de energia com menor impacto atmosférico, eles dispõem de uma série de opções para escolher. Painéis solares, turbinas eólicas, barragens hidrelétricas e unidades geotérmicas pontilham as diversas paisagens, refletindo uma mudança de mentalidade sobre como a energia é produzida. Contudo, outro fenómeno natural está a ganhar destaque entre os intervenientes das energias renováveis — o biogás. Emergindo da decomposição de substâncias orgânicas na ausência de oxigénio, o biogás está a provar ser um substituto fiável para os combustíveis fósseis. Reconhecendo este desenvolvimento, os cientistas continuam a trabalhar na sistematização da sua produção.

De onde se origina o biogás?

O biogás pode provir de águas residuais e esgotos; estrume de vaca e porco; resíduos alimentares e lixo; galhos e criaturas mortas da floresta; e uma infinidade de outros materiais orgânicos. É essencial que esta matéria se decomponha isolada de qualquer suprimento de oxigénio. Assim, o biogás é consistentemente criado em circunstâncias naturais: sob uma pilha de folhas caídas ou dentro de um monte de aparas de relva, por exemplo, ou num pântano ou num canto de um celeiro. Seja produzido espontaneamente ou por design, o biogás consiste principalmente, embora não exclusivamente, em metano (CH4) e dióxido de carbono (CO2). O metano é a chave para a sua capacidade energética. Adicionalmente, o biogás contém pequenas percentagens de água, nitrogénio, sulfureto de hidrogénio e outros compostos orgânicos voláteis. De facto, o biogás bruto tem uma composição química muito semelhante ao gás natural extraído de depósitos minerais — sem as emissões de gases de efeito estufa. Embora minúsculos no conteúdo geral, estes componentes menores podem causar danos à saúde pública, aos tanques, aos gasodutos e à eficiência geral do biogás. A natureza não pode removê-los, mas as pessoas podem.

Do estrume à energia renovável

Usando o estrume suíno como um material orgânico modelo — por vezes chamado substrato ou matéria-prima — a primeira etapa é fornecer a um digestor anaeróbio, ou reator de biogás, uma quantidade apropriada de estrume para produzir a quantidade necessária de biogás. O estrume de porcos é ideal, pois é armazenado como chorume, impedindo a infiltração de oxigénio. Adicionar água também ajuda a diluir o teor de amónia; a amónia pode suprimir a produção de metano. O pré-aquecimento do estrume (a 95 graus F ou mais) também pode acelerar o processo de digestão. A matéria-prima entra no digestor através de uma entrada. Dentro do próprio tanque de digestão, um agitador começa a girar para distribuir os microrganismos de forma mais uniforme por todo o substrato. Pesquisadores extensionistas da Pennsylvania State University concluem que o substrato de estrume de porco requer de sete a 10 dias de retenção no digestor para permitir a máxima produção de biogás. Uma vez concluída a digestão, o biogás é coletado para tratamento posterior. O substrato — agora chamado digestato ou efluente — pode servir como um fertilizante altamente nutritivo, cama para animais ou componentes de produtos manufaturados.

Limpeza do Gás

A remoção de compostos químicos tóxicos e corrosivos do biogás possui muitas variantes. Num sistema de biogás agrícola, o fluxo de gás é passado através de lascas de ferro ou lã de aço. Membranas mais sofisticadas podem ser empregadas noutras instalações, por exemplo, estações de tratamento de água. Alternativamente, o fluxo de gás pode passar por uma solução de amina que absorve os compostos estranhos ou ser adsorvido por um sólido quimicamente tratado como carvão ativado. O tipo e a extensão da limpeza dependem da finalidade do biogás. O biometano, para combustível veicular, exige o refinamento mais exaustivo.