Quais são os tipos de biogás? Parte 2

Quais são os tipos de biogás?

Nem todo biogás é igual!

Nessa 2ª parte vamos falar sobre o biogás gerado em reatores de pequena e média escala.

→ Quais são os tipos de biogás? 1ª Parte

Nessa série de artigos conceituais, em alguns episódios, vamos abordar os diferentes tipos de biogás que existem. Antes de falarmos dos tipos e categorias de classificações, é importante destacar que o biogás é uma mistura de vários gases gerados no processo de decomposição anaeróbia dos resíduos orgânicos.

Desta forma, o processo de produção de biogás está diretamente relacionada com fatores como:

• composição dos substratos (resíduos orgânicos);
• condições ambientais de onde é produzido (parâmetros do processo);
• com a oferta de produção (sazonalidade);
• com as especificações técnica que o produto "biogás" deverá atender.

A partir de algumas observações, identificamos que há mais de 10 tipos de biogás.

Nessa segunda parte da série vamos destacar dois novos tipos de biogás, gerados em biodigestores de pequena e média escala. São dois tipos de biogás que possibilitam seu uso para atender pequenas demandas por energia.

Nem todo biogás é igual! 

Confira agora mais dois conceitos sobre os tipos de biogás:

3) Biogás in natura ou Biogás Bruto

• Biogás in natura – ou simplesmente biogás bruto, são termos que podem ser considerados sinônimos. Ambos se referem ao biogás gerado de forma natural, sem passar por qualquer tratamento ou purificação significativa. É o biogás conforme ele é produzido diretamente pelo processo de decomposição anaeróbica da matéria orgânica. Geralmente, esse biogás contém uma mistura de metano (CH₄), dióxido de carbono (CO₂) e outros gases em proporções variáveis, dependendo da fonte e das condições de geração. Por se tratar de um biogás in natura, há vários elementos contamimantes presente no biogás, como:
  • Água (H₂O): A presença de umidade no biogás pode ser problemática, uma vez que pode causar corrosão em equipamentos e influenciar na eficiência da combustão;
  • Sulfeto de Hidrogênio (H₂S): É um gás altamente tóxico e malcheiroso. A presença de H₂S é indesejada, pois pode corroer equipamentos e gerar riscos à saúde humana;
  • Nitrogênio (N₂): Também é um componente natural, mas o excesso de nitrogênio pode reduzir o teor de metano e, consequentemente, a qualidade do biogás como combustível principalmente em projetos que visam a produção de biometano;
  • Hidrogênio (H₂): Pode estar presente em pequenas quantidades e geralmente não é desejado em excesso. Em muitos casos, pelo fato da sua presença não ter sido considerada inicialmente na composição do combustívem, pode comprometer o equilíbrio do poder calorífico e afetar a eficiência da combustão, uma vez que possui um PCI e PCS diferente do PCI e PCS do metano.
  • Oxigênio (O₂): A presença de oxigênio no biogás pode afetar negativamente sua capacidade de combustão, já que a combustão ideal requer um ambiente pobre em oxigênio. Outro fato é que apresença de oxigênio no biogás pode causar diversos riscos como: redução da eficiência de combustão; menor valor calorífico; aumento da emissão de poluentes {ao gerar uma combustão incompleta e emitir monóxido de carbono (CO)}; riscos de explosão; corrosão de equipamentos.
  • Dióxido de Carbono (CO₂): É um componente natural do biogás, mas sua presença em quantidades elevadas pode diminuir o valor energético do gás, pois o CO₂ não é um combustível.
  • Siloxanos: classe de contaminantes que podem estar presentes no biogás. Siloxanos são compostos orgânicos à base de silício que frequentemente são adicionados em produtos de cuidados pessoais, produtos de limpeza e outros produtos domésticos. Quando esses produtos são descartados e acabam nas fontes de matéria orgânica que alimentam a produção de biogás, os siloxanos podem ser liberados durante a decomposição e acabar no biogás. Siloxano podem aparecer em biogás de esgoto doméstico, efluentes industriais e biogás de resíduos urbanos.
  • Vapores Orgânicos Leves ou Volatile organic compounds (VOCs): Traços de compostos orgânicos voláteis podem estar presentes, os quais podem afetar a combustibilidade e a qualidade do biogás. Os VOCs podem ter efeitos deletérios de curto e longo prazo na saúde dos seres humanos, bem como prejudicar plantas, animais e o ambiente natural. 
  • Material particulado: São partículas sólidas em suspensão podem estar presentes no biogás, provenientes da matéria orgânica em decomposição. São partículas muito finas de sólidos ou líquidos suspensos no ar. Para ser considerado material particulado, suas dimensões (diâmetro) variam desde 20 μm até menos de 0,05 μm.

O Biogás in natura não possui acomposição ideal para um uso eficiente como combustível. Ele demanda por processos mínimos de limpeza, principalmente para a remoção dos elementos que possam causar corroção em equipamentos, como por exemplo: Água (H₂O), Sulfeto de Hidrogênio (H₂S) e apresença de  Material particulado, entre outros. 

4) Biogás de Biodigestores Pequenos

• Biodigestores Residenciais ou Biodigestores Rurais – Nesse conceito vamos focar no produto “biogás” obtido a partir de biodigestores em pequena escala como os biodigestores residências e os biodigestores rurais mais clássicos como os Modelos Indiano e Modelo Chinês, menores do que 10m³ da capacidade interna. Nessa categoria de biogás a análise será relacionadas com fatores de produção. O biogás produzido está exposto a riscos que afetam a padronização, a oferta, a demanda e a sazonalidade desse produto. Conheça alguns pontos que afentam a produtividade dessa categoria de biogás:
  • Oferta em Pequena Escala e Demanda Variável: Biodigestores de pequena escala geralmente têm uma capacidade de produção limitada, o que pode não ser suficiente para atender a demanda constante de projetos de geração de energia em larga escala. Além disso, a produção de biogás é um processo contínuo, mas a demanda por energia muitas vezes é constante. Isso pode levar a desequilíbrios entre a oferta e a demanda, dificultando a criação de um suprimento estável e confiável.
  • Sazonalidade e Produtividade: A sazonalidade é um desafio significativo na produção de biogás em pequena escala. Variações nas condições climáticas, disponibilidade de matéria orgânica (como resíduos agrícolas ou resíduos domésticos) e até mesmo o uso sazonal de certos equipamentos podem afetar a produtividade dos biodigestores. Isso pode levar a flutuações na produção de biogás ao longo do ano, tornando difícil prever e planejar sua disponibilidade.
  • Gerenciamento de Resíduos: A produção de biogás a partir de biodigestores também está intrinsecamente ligada ao gerenciamento de resíduos. A coleta, o transporte e o processamento desses resíduos orgânicos para alimentar os biodigestores podem ser logisticamente desafiadores, em áreas urbanas, especialmente em regiões densamente povoadas.
  • Falta de Controle e Padronização: Biodigestores de pequena escala, como os modelos indiano e chinês, frequentemente carecem de sistemas sofisticados de controle e monitoramento. Isso pode resultar em variações significativas na composição do biogás produzido. A composição pode ser influenciada por fatores como o tipo e a quantidade de matéria orgânica, a temperatura e as condições de operação. Essa falta de padronização dificulta a integração do biogás em processos industriais que exigem uma composição específica e estável.

O Biogás de pequena escala, tem as caractrísticas do biogás in natura e a sua produção pode ser afetada por diversos fatores, comos os fatores citados. No entanto, com planejamento e preparação é possível obter bons resultados a partir desses biodigestores de pequena escala. O Biogás pode ser aplicado a processos de cocção, aquecimento, secagem de grãos, até mesmo a produção de energia elétrica em pequenos moto-geradores para atender demandas energéticas locais em períodos específicos.

Em breve, novos conceitos de outros tipos de biogás!

Confira também:

• Quais são os tipos de biogás? 1ª Parte
  
  

Série de posts “Grânulos do Saber”

O que são grânulos?

Sobre processos anaeróbios, em algumas condições há a formação de estruturas constituídas por micro-organismos anaeróbios, os grânulos anaeróbios.

Essas estruturas (aglomerados de diferentes micro-organismos) possibilitam de forma mais eficiente a transferência de nutrientes e favorecem a sobrevivência da comunidade microbiana.

Esses aglomerados de micro-organismos densamente agrupados contribuem para aceleração do processo de digestão anaeróbia, principalmente em lodos de reatores UASB.

Os grânulos anaeróbios são esferas muito pequenas e possuem uma vasta comunidade de seres vivos. Atuam na decomposição da matéria orgânica e possibilitam reciclagem de nutrientes.

Seguindo o conceito sobre “pequenas pérolas com conteúdo adensado” o Portal Energia e Biogás publica uma série de posts “Grânulos do Saber” -  pequenos posts para contribuir com disseminação de informações sobre processo de produção de biogás.

Acompanhe sempre o nosso conteúdo específico sobre a ciência por trás do processo anaeróbio e produção de biogás.

Em breve novos posts “Grânulos do Saber”.
Até logo!

Para explorar outros conceitos, acesse o nosso Glossário.

Acesse também Biogás no Brasil.

Obrigado e boa leitura!

Confira outras matérias do Portal Energia e Biogás, acesse:

• Biogás, Biometano
• Digestão Anaeróbia
• Biodigestor - Reator anaeróbio
• Substratos - a matéria-prima para produção de biogás
• O que é Sulfetogênese?