Biodigestão: Processo, Tipos e Produção de Biogás

O que é Biodigestão?

A biodigestão é definida como o processo de decomposição de matéria orgânica em componentes mais simples por meio de ação biológica natural.

O que é Biogás?

Produto da ação digestiva das bactérias metanogênicas, o biogás é composto, principalmente, por gás Carbônico (CO₂) e Metano (CH₄), embora apresente traços de Nitrogênio (N₂), Hidrogênio (H₂) e gás Sulfídrico (H₂S). Ele se forma através da decomposição de matéria orgânica (biomassa) em condições anaeróbicas. Seu poder calorífico varia entre 5.000 e 7.000 kcal/m³ de gás.

Tipos de Sistemas de Biodigestão

• Sistema em Batelada

  Sistema simples, com pouca intervenção operacional. É abastecido uma única vez, sendo feita a retirada do material após o término efetivo da produção de biogás. Maior utilização em granjas avícolas de corte e em Estações de Tratamento de Esgoto (ETE).

• Sistema Contínuo

  São construídos de forma a receber diariamente material orgânico, permitindo que a cada momento que entre o substrato orgânico haja a saída do material já processado. Geralmente este tipo de biodigestor é usado onde há criação de bovinos e suínos, cujo processo acarreta certa regularidade no fornecimento dos dejetos.

• Sistema Semi-contínuo

  Possui as mesmas características que o contínuo, mas seu abastecimento ocorre de maneira mais espaçada e, algumas vezes, sem muita regularidade temporal.

Modelos de Biodigestores

• Modelo Indiano

  Feito de alvenaria, apresenta fácil construção, porém a campânula, que é feita de metal, pode encarecer o biodigestor, além de necessitar de manutenções constantes devido à oxidação do metal. Este tipo de biodigestor é o mais eficiente, pois seu modelo permite que a matéria orgânica circule por todo o seu interior e também por manter pressão do gás constante, pois, à medida que o gás é produzido e não é consumido, a campânula tende a deslocar-se verticalmente, aumentando o volume e assim mantendo a pressão.

• Modelo Chinês

  É inteiramente construído de alvenaria, dispensando o uso do aço, como é feito no modelo indiano, reduzindo os custos. Porém, devido aos solos encontrados no Brasil e ao clima, constantemente ocorrem rachaduras em sua estrutura, liberando o gás. Não é recomendado para instalações de grande porte. Semelhante ao indiano, o material orgânico deve ser fornecido continuamente.

• Modelo Canadense

  Construído todo em lona, sendo que o gasômetro é de lona de PVC flexível; é largamente utilizado no Brasil, devido aos baixos custos, rapidez e facilidade de implantação para grandes volumes.

Biomassa

Denominam-se biomassa quaisquer materiais passíveis de serem decompostos por causas biológicas, ou seja, pela ação de diferentes tipos de bactérias. A biomassa decomposta sob a ação de bactérias metanogênicas (produtoras de metano) produz biogás em maior ou menor quantidade, em virtude de diversos fatores: temperatura, nível de pH, relação Carbono/Nitrogênio (C/N), presença ou não de oxigênio, nível de umidade, quantidade de bactérias X volume de biomassa, entre outros.

Fases da Biodigestão Anaeróbia

1. Fase de Hidrólise

   Ocorre a liberação, pelas bactérias, no meio anaeróbico, de enzimas extracelulares, que causam a hidrólise das partículas orgânicas, transformando as moléculas em moléculas menores e solúveis ao meio.

2. Fase de Acidificação (ou Acidogênese)

   Nesta fase, as bactérias produtoras de ácidos degradam moléculas de proteínas, gorduras e carboidratos em ácidos orgânicos (como ácido láctico e butílico), álcool (como o etanol) e gases (como amônia, hidrogênio e dióxido de carbono), entre outros.

3. Fase de Metanogênese

   As bactérias metanogênicas agem sobre o hidrogênio e o dióxido de carbono, transformando-os em metano (CH₄). Outras rotas podem converter acetato e metanol em metano.

Produção, Características e Utilização do Biofertilizante

Após a produção do biogás, a biomassa fermentada deixa o interior do biodigestor sob a forma líquida, rica em material orgânico (húmus), com grande poder de fertilização. Este biofertilizante, aplicado ao solo, melhora as qualidades físicas, químicas e biológicas deste.

Vantagens e Desvantagens

O biodigestor tem como função estabilizar a matéria orgânica por meio da digestão anaeróbia e, como consequência desse processo, há a liberação de biogás e a produção de biofertilizantes. Grande parte da biomassa utilizada é potencialmente poluente, como dejetos da suinocultura, abatedouros e efluentes domésticos que causam comprometimento da água, saturação do solo e degradação da paisagem. O uso de biodigestores contribui para o tratamento desses resíduos, geração de energia e produção de fertilizante.