DESENVOLVIMENTO DE BIODIGESTOR DE BAIXO CUSTO 1INTRODUÇÃO

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1 DESENVOLVIMENTO DE BIODIGESTOR DE BAIXO CUSTO Marcelo Simão 1,José Benedito Lendro 2,Ivan Fernandes de Souza 3. 1 Graduando em tecnologia em Agronegócio, Faculdade de Tecnologia de Botucatu, Botucatu, SP, Brasil. marcelomixirica@bol.com.br 2 Orientador:Docente da Faculdade de Tecnologia de Botucatu,Botucatu, SP e da Faculdade Sudoeste Palista, Avaré, SP,Brasil. jleandro@fatecbt.edu.br 3 Co-orintador:Docente da Faculdade de Tecnologia de Botucatu, Botucatu, isouza@fatecbt.edu.br 1INTRODUÇÃO A produção de equipamentos de baixo custo que atendam expectativas sociais, ambientais e econômicas é uma demanda freqüente entre a população de baixa renda e entre produtores rurais familiares. A reutilização de resíduos domésticos e de produção rural de pequena escala contribui com o meio ambiente, reduzindo o lixo destinado aos aterros sanitários, evita a contaminação do solo, reduz custos, e pode gerar recursos se produzidos em escala. A reutilização de produtos plásticos em equipamentos de uso doméstico estão em sintonia com as perspectivas ecológicas e se insere no debate da educação ambiental e da responsabilidade sócio - ambiental na atualidade. Uma alternativa de destinação de resíduos sólidos é o uso de biodigestores capazes de transformar matéria orgânica em bioenergia e biofertilizante. Define-se biodigestor de baixo custo como um biodigestor barato, de fácil montagem e manutenção, utilizando-se materiais e peças disponíveis localmente (MARTINS; BICAS, 2013). Os biodigestores são biorreatores que degradam biomassa em matéria orgânica com ajuda de microorganismos fermentativos. No campo, a implantação do biodigestor promove sustentabilidade das atividades econômica, social e ambiental, além de promove na economia energética na propriedade rural. Além da oportunidade de gerar energia elétrica para diversificar a matriz energética com uma alternativa descentralizada, a utilização do biogás de biomassa contribui para diminuir as conseqüências das mudanças climáticas, uma vez que o gás metano, produzido pelos resíduos sólidos, é mais nocivo que o gás carbônico (CO2) na formação do efeito estufa. Com isso, projetos de aproveitamento desse recurso são passíveis de comercialização de créditos no Mecanismo de Desenvolvimento Limpo, previsto no Protocolo de Quioto (KUCZMAN et. al., 2010, p.2 citado por PEREIRA et al., 2012, p.20).

2 Biofertilizante é o subproduto da biodigestão e é de extrema importância como o próprio biogás. Um excelente fertilizante, também pode ser usado como corretivo de acidez, da vida bacteriana e de textura. Possui alta concentração de nitrogênio e a baixa concentração de carbono. Este fato é devido à biodigestão a qual ocorre dentro de um biodigestor, que libera o carbono em forma de CO2 e CH4, deixando-o rico em nutrientes. Deste modo, Seu baixo custo valoriza a aplicação agrícola, principalmente na utilização nas lavouras. (GUSMÃO, 2008 citado por PEREIRA et al., 2012, p.21). O objetivo deste trabalho é apresentar o processo de construção de um protótipo de biodigestor de baixo custo e analisar seu desempenho quanto às variáveis físico-químicas e climáticas. 2 MATERIAL E MÉTODOS O estudo foi conduzido nas dependências do Departamento de Bioprocessos e Biotecnologia da Faculdade de Ciências Agronômicas, e o período compreendido foi de 23 de abril de 2015 a 23 de junho de Para a construção do biodigestor foram empregados os seguintes materiais: 02 galões de 10 litros de capacidade de polietileno; 01 translúcido mais 01 azul com tampa de rosca; 01 flange de ¼; 01 tampa de rosca de ¼; 5 metros de manta térmica; 02 latas de spray preto fosco; 01 câmara de ar; de carrinho de mão; 1 metro de mangueira preta de combustível de alta pressão; 01 rolo de fita isolante; 01 manômetro de pressão; 01 suporte em (L) para o manômetro; 04 abraçadeiras pequenas. O interior do protótipo foi abastecido com 10 quilogramas de matéria orgânica proveniente de uso sobra de feira; tomate, casca de mandioca, bananas, batata, alface, cenoura, tomate, manga, ameixa, maracujá, mamão, pêra, couve. A figura 1 mostra um aparelho datalogger modelo micrologger 21X, enquanto que a figura 2 mostra três sensores termopares acoplados ao datalogger para monitoramento das temperaturas no interior do protótipo. A temperatura ambiente foi medida por um termômentro modelo 107 da Campbell scientific ltda. O monitoramento da radiação solar global foi realizado com um piranômetro Eppely modelo PSP instalado no Laboratório de Radiometria Solar da Fauldade de Ciências Agronômicas UNESP/Botucatu. A nebulosidade foi calculada pela equação: f = 1 n N

3 onde f representa a fração de nebulosidade, n as horas de brilho solar monitorados por um Heliógrafo da marca Campbell-Stokes e N o fotoperíodo. A figura 3 e 4 mostram o heliógrafo e o piranômetro usados para medida do brilho solar e da radiação global, respectivamente. Para tratamento dos dados e confecção dos gráficos foi usado programa chamado origin 6.0. Figura 1: Datalogger modelo 21X Figura 2: Termopares Figura 3: Heliógrafo Figura 4: Piranômentro Figura 4: Piranômentro Nas análises físico-químicas foram utilizados para: densidade, Picnômetro de 10 ml,condutividade elétrica, condutivímeto Hanna modelo HI96304 unidade em Micro Siemens (µs), potencial hidrogeniônico (ph), papel indicador universal, balança Diamond mod. 1000, precisão 0,1g, estufa à 105ºC, centrífuga rpm, índice de acidez, amostra titulada com hidróxido de potássio, utilizando-se fenolftaleína como indicador 3 RESULTADOS E DISCUSSÕES 3.1 Construção do protótipo

4 A figura 1 mortra protótipo ponto. Figura 1: Protótipo Foram colocados termopares em 3 alturas do protótipo: na base ( parte líquido), no meio (material orgânico) e no topo (gás). Dessa forma as temperaturas nas diferentes partes do protótipo foram medidas. Foi feita uma furação na parte superior para saída do gás, o qual foi armazenado em uma câmara, e uma furação na parte inferior para saída do liquido. A parte externa do protótipo foi pintada de preto para maior aquecimento devido a incidência dos raios solares. 3.2 Análise dos parâmetros climáticos e físico-químicos Foram feitas análises físico-quimicas do material orgânico e de parte líquida do protótipo. A tabela 1 e as figuras 2, 3 e 4 mostram as características do material orgânico. Tabela 1 Quantidade de material no carregamento e descarregamento Unidade Material (25 de abril) Material (23 de junho) Kilogramas 10 Kilogramas úmidos 5 Kilogramas secos Litro 0 litro 6 litros Figura 2: Chorume Figura 3: Deposito de gás Figura 4: Matéria seca

5 A Tabela 2 e as Figuras 5, 6 e 7 mostram o resultado das analises físico-químicas. Tabela 2 - Parâmetros físico-químicos médios obtidos nas análises do chorume Parâmetros Unidade Valor Densidade g.cm -3 1,23 Condutividade elétrica µs.cm Potencial hidrogeniônico Ph 6,3 Índice de acidez mg KOH.g -1 1,68 Teor de sólidos % 3 Figura 5: Conduvímento Figura 6: Índice de acidez Figura 7: Teor de sólidos A partir dos valores da tabela 2 pode se observar a acidez da parte líquido assim como baixos teores de sais, conforme análise condutividade elétrica. As caracteríticas climáticas são mostradas no gráfico 1 e 2 Gráfico 1: valo de temperatura do biodigestor Gráfico 2: nebulosidade e Global liquido seco gas temperatura do ar 24 temperatura /mai 22/mai 01/jun 11/jun 21/jun Data Pelo gráfico 1, nota-se que a evolução de temperatura no interior do protótipo acompanha a variações climaticas. Tal compartamento não é desejevel, visto que a bactérias responsaveis pelo degradação do material orgânico não respondem de forma adequada a grande amplitude térmica.

6 Já o gráfico 2 mostra e avolução temporal da radição solar global global e nebulosidade. Nota-se que o temperatura acompanha as varições de radiação global, mostrando a dependência desse dois parêmetros. Em relação a nebulosidade, nota-se que a temperatura e a nebulosidade são inversamente proporcionais. Dessa forma, o aumento da nebusidade acarreta na diminuição da temperatura, e consequentemente, diminuido a eficiência do biodigestor protótipo. 4 CONCLUSÕES Os parâmetros físico-químicos obtidos nas análises do chorume indicam características ácidas em função do ph, acidez, e baixo teores de sais de acordo com a condutividade elétrica. Em relação aos parametros ambientais, o resultado mostrou que as temperaturas no interior do protótipo apresentam grande amplitude térmica e acompanharam as variações da radiação global e da temperatura do meio ambiente. Para estudos posteriores, recomenda-se que o protótipo seja enterrado no sentido de se garantir um ambiente com menor variação térmica para desenvolvimento das bactérias anaeróbicas. 5 REFERÊNCIAS PEREIRA, L. et al. A construção e o papel ambiental de um biodigestor. De Magistro de Filosofia. Ano V n. 9 segundo semestre de Disponível em: < 3%87%C3%83O-E-O-PAPEL-AMBIENTAL-DE-UM-BIODIGESTOR.pdf.>. Acesso em: 25 ago MARTINS; D.; BICAS, G. S. Biodigestor, uma solução de baixo custo para pequenas propriedades. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE AGROECOLOGIA, 8., Cadernos de Agroecologia, Porto Alegre. V. 8, N. 2, Nov Disponível em: < Acesso em: mar JÚNIOR; MARCO, AP. O. Produção animal e o meio ambiente: UMA COMPARAÇÃO ENTRE POTENCIAL DE EMISSÃO DE METANO DOS DEJETOS E A QUANTIDADE DE ALIMENTO PRODUZIDO MARCO AP ORRICO JÚNIOR, ANA CA ORRICO 2, JORGE DE LUCAS JÚNIOR Disponível em: < Acesso em: set. 2015