Modelagem da produção de biogás da suinocultura

Avaliação dos modelos Hashimoto e AMS-III.D para produção de metano com dejetos de suínos

A pesquisa teve por objetivo principal a avaliação de modelos matemáticos para estimar a produção de biogás e biometano a partir de dejetos da suinocultura.  

No trabalho, foram avaliados os modelos matemáticos AMS-III.D, utilizado em projetos de MDL (Mecanismo de Desenvolvimento Limpo criado pelo Protocolo de Kyoto, Assinado em 11 de dezembro de 1997; entrou em vigor em 16 de fevereiro de 2005; expirou em 31 de dezembro de 2012) e o modelo matemático desenvolvido nos trabalhos do pesquisador Hashimoto.

Sobre MDL: por meio do Protocolo de Kyoto foram instituído os "Créditos de Carbono"  ou CERs (Pelo protocolo de Kyoto, países em desenvolvimento podiam implementar projetos que contribuam para a sustentabilidade e apresentem uma redução ou captura de emissões de gases causadores do efeito estufa, obtendo como resultado as Reduções Certificadas de Emissões (RCEs, ou na sigla em inglês, CERs). Os RCEs emitidos pelo Conselho Executivo do MDL, eram negociados no mercado global).

Na pesquisa, avaliou-se os resultados experimentais de ensaios de digestão anaeróbia e confrontou-se os resultados experimentais com os dois obtidos pelos modelos matemáticos: usado em projetos de MDL (AMS-III.D) e o modelo matemático desenvolvido nos trabalhos do pesquisador Hashimoto.

Os resultados destacam a importância de novas metodologias e novos modelos para previsão de produção de biogás/biometano, considerando fatores locais e específicos de cada projeto.  

A metodologia utilizada e os resultados obtidos estão descritos na dissertação: Avaliação dos modelos "Hashimoto e AMS-III.D" para produção de metano com dejetos de suínos

RESUMO

O objetivo deste estudo foi avaliar o modelo matemático desenvolvido por Hashimoto para determinar a produção de metano em processos de digestão anaeróbia dos dejetos de suínos, bem como analisar a relação dos parâmetros temperatura (T), tempo de retenção hidráulica (TRH), concentração de sólidos voláteis (S₀) e a taxa máxima de produção de metano (B₀) com as taxas de produção absoluta de metano. Foram confrontados os valores de B₀= 0,3045 (m³CH4. kg SV^-1), obtidos experimentalmente a partir de dados da caracterização dos dejetos de suínos e da determinação de parâmetros cinéticos da digestão anaeróbia, com o valor de B₀= 0,3565 (m³CH4. kg SV^-1) obtidos por meio de simulações da aplicação do modelo Hashimoto e com o valor B₀= 0,45 (m³CH4. kg SV^-1) usado como padrão em Documento de Concepção do Projeto (DCP) para projetos de MDL, por meio da metodologia AMS-III.D. Foram avaliadas a influência dos três valores de B₀ nas estimativas de emissões de gases de efeito estufa obtidas pela aplicação da metodologia AMS-III.D e a relação dos riscos inerente ao preço da venda antecipada das Reduções Certificadas de Emissões (RCE’s). A suinocultura no Brasil evoluiu muito nas últimas décadas e com a intensificação da produção de suínos em sistemas de confinamento ocorre uma elevada geração de dejetos. A eficiência satisfatória do processo de digestão anaeróbia só é alcançada quando se encontram as condições ideais para seu desenvolvimento e este fator só é possível por meio de modelos matemáticos adequados às condições locais de produção de suínos, alguns parâmetros precisam ser revistos para adequar melhor os modelos às condições reais. O valor padronizado usado nos projetos de MDL pode não corresponder à realidade de todas as regiões. Os resultados encontrados neste trabalho mostraram que as simulações realizadas instigaram a necessidade de rever o valor padrão do parâmetro B₀ usado para dejetos de suínos.

Palavras-chave: suinocultura, reator anaeróbio, modelagem, biogás, metano.

Referência

LIMA, H. Q. Avaliação dos modelos Hashimoto e AMS-III.D para produção de metano com dejetos de suínos. 2011. 99 f. Dissertação (Mestrado) – Centro de Engenharia, Modelagem e Ciências Sociais Aplicadas, Universidade Federal do ABC, Santo André – SP, 2011.