Biogás

O biogás é uma fonte de energia renovável, gerada pela digestão anaeróbia de matéria orgânica, por exemplo:

• resíduos agrícolas,
• adubo
• resíduos urbanos,
• material vegetal,
• esgoto
• resíduos verdes,
• desperdício alimentar, ou
• cultura cultivada especificamente para esse fim.

Os microrganismos geram biogás em um ambiente livre de oxigênio pela decomposição da matéria orgânica em um produto final composto por metano (CH₄) e dióxido de carbono (CO₂). O componente primário útil do produto final é o metano.

História do biogás #

A história remonta aos tempos antigos. O primeiro uso registrado aconteceu já^{no século} 10 a.C. Naquela época, o biogás da matéria orgânica em decomposição fornecia calor para a água do banho. No^século 17, Jan Baptista Van Helmont, um químico flamengo, observou que a matéria orgânica em decomposição produzia gases inflamáveis. No entanto, foi só no século 19 que a ciência por trás começou a tomar forma.

No ano de 1808, Sir Humphry Davy demonstrou que o metano estava presente nos gases produzidos pela digestão anaeróbia do esterco bovino. Essa descoberta abriu caminho para mais pesquisa e desenvolvimento. O primeiro uso prático no sentido moderno ocorreu em 1895 em Exeter, Inglaterra. O biogás coletado do tratamento de esgoto acendeu postes de iluminação pública.

O^século 20 viu avanços significativos na tecnologia. A Índia e a China desempenharam um papel importante, as usinas de biogás se tornaram uma parte importante de sua infraestrutura de energia rural. A Comissão das Indústrias Khadi e Village da Índia desempenhou um papel crucial na promoção da tecnologia nas áreas rurais a partir da década de 1960. A China também desenvolveu um programa massivo, resultando em milhões de plantas de pequena escala em todo o país até o final^{do século} 20.

Aspectos técnicos #

A produção de biogás envolve uma série de reações bioquímicas complexas. Geralmente são divididos em quatro estágios: hidrólise, acidogênese, acetogênese e metanogênese.

1. Hidrólise: Nesta fase, moléculas orgânicas complexas, como carboidratos, proteínas e gorduras, são quebradas em açúcares, aminoácidos e ácidos graxos mais simples por enzimas hidrolíticas.
2. Acidogênese: Os produtos da hidrólise são então convertidos em ácidos graxos voláteis, álcoois, hidrogênio e dióxido de carbono por bactérias acidogênicas.
3. Acetogênese: Neste estágio intermediário, as bactérias acetogênicas convertem ainda mais os ácidos graxos voláteis e álcoois em ácido acético, hidrogênio e dióxido de carbono.
4. Metanogênese: Finalmente, as arqueias metanogênicas produzem metano e dióxido de carbono a partir de ácido acético, hidrogênio e dióxido de carbono. Essa etapa é crucial, pois determina a eficiência e o resultado do processo produtivo.

Existem várias configurações de usinas de biogás, como reatores de cúpula fixa, tambor flutuante e plug-flow. Essas plantas podem variar em escala, desde pequenas unidades domésticas até grandes sistemas industriais. A escolha do projeto depende de fatores como a disponibilidade de matéria-prima, as condições climáticas e o uso pretendido.

O biogás produzido é frequentemente usado diretamente para cozinhar, aquecer e iluminar. Alternativamente, motores de combustão ou turbinas o convertem em eletricidade. A digestão anaeróbia gera digerido como subproduto. O digerido é rico em nutrientes, é um fertilizante orgânico de alta qualidade.

Mais biogás? #

Uma propriedade interessante do biogás bruto é que ele contém dióxido de carbono e metano. O dióxido de carbono pode ser convertido em mais metano usando hidrogênio adicional e um sistema como o reator UPSOM da GRZ.

Em conclusão, a tecnologia do biogás oferece uma maneira sustentável de gerenciar resíduos e produzir energia renovável. Hoje, há avanços contínuos nas técnicas de produção de biogás e crescentes preocupações ambientais sobre o uso de combustíveis fósseis.

Portanto, o biogás provavelmente continuará a desempenhar um papel significativo no cenário energético global.