1.5.1 Modelos e Funcionamento

Para a implantação de biodigestores, é importante considerar que existem diversos tipos ofertados no mercado, sendo necessário observar o modelo que mais se encaixa as características da propriedade.

Dentre os modelos de biodigestores disponíveis no mercado nacional, se destacam os modelos contínuos, sendo os mais conhecidos e comumente utilizados o Indiano e o Chinês (TURDERA & DANILO, 2006). A figura 09 representa tridimensionalmente os dois modelos.

Pode-se observar na figura 09 que o biodigestor modelo Indiano possui uma campânula que funciona como gasômetro onde o gás é retido e depois distribuído. O modelo Chinês possui uma câmara cilíndrica para fermentação e o teto é em formato de abóbora onde o gás fica retido (TURDERA & DANILO, 2006). O modelo indiano pela simplicidade na implantação e condução tem sido mais utilizado no setor rural, entretanto, existem modelos mais simples de biodigestores que são implantados de acordo com as especificidades locais. Mesmo que haja variações nos modelos implantados quanto ao tipo e capacidade, todos os biodigestores seguem o mesmo ciclo de funcionamento conforme demonstrado na figura 10.

Quanto ao biogás gerado no processo, é importante conhecer seu potencial relacionado ao poder calorífico, sendo o aspecto que confere ao produto características energéticas. Segundo Turdera & Danilo (2006), o poder calorífico do biogás produzido em biodigestor varia de 5.000 a 7.000 kcal/m3, sendo variável devido à maior ou menor pureza, ou seja, da quantidade de metano presente na mistura. Para efeito de comparação, a tabela 2 apresenta o equivalente energético médio de diversas fontes de energia em relação a 1 (um) metro cúbico de biogás.

Para gerar o mesmo potencial energético de 1m³ de biogás o proprietário rural teria que utilizar mais de meio de litro de óleo diesel ou praticamente um litro de álcool carburante. Este fato, associado à facilidade de obtenção de matérias primas para produção do biogás e biofertilizante, consolida a eficácia desta tecnologia apropriada tendo em vista a dificuldade de acesso a estas fontes energéticas e ainda os preços elevados, muitas vezes inacessíveis aos agricultores.

As principais matérias primas utilizadas nos biodigestores são o esterco bovino, equino e suíno e a cama de frango. Segundo Trani (2008), a produção média diária de esterco desses animais é bem significativa. Uma vaca pesando 453 kg produz 23,5 kg de esterco por dia, um cavalo de 385 kg produz 16,3 kg, um porco de 72 kg produz 3,4 kg de esterco e um frango pesando 1,6 kg produz 100g de esterco + urina. Sendo assim, Nogueira (1986), apresenta o potencial de produção do biogás em função do tipo de esterco de alguns animais (tabela 3).

Através destes dados podemos supor uma situação hipotética para compreender o potencial de geração de biogás através de um biodigestor para uma família rural que possua: 05 vacas, 02 equinos, 04 Suínos, 15 frangos.

1. Biogás gerado através dos dejetos das vacas: considerando que cada vaca produz 23,5 kg de esterco/dia temos: 05 x 23,5 = 117,5 kg de esterco/dia. Cada kg produz 0,04 m³ logo temos: 117,5 x 0,04 = 4.7m³/biogás/dia.

2. Biogás gerado através dos dejetos dos equinos: Mesmo não constando na tabela, considera-se o mesmo rendimento do esterco fresco bovino. Considerando que cada equino produz 16,3 kg de esterco/dia temos: 02 x 16,3 = 32,6 kg de esterco/dia. Cada kg produz 0,04 m³ logo temos: 32.6 x 0,04 = 1.3 m³/biogás/dia.

3. Biogás gerado através dos dejetos dos suínos: considerando que cada suíno produz 3,4 kg de esterco/dia temos: 04 x 3,4 = 13.4 kg de esterco/dia. Cada kg produz 0,43 m³ logo temos: 13.4 x 0,35 = 4,69 m³/biogás/dia.

4. Biogás gerado através dos dejetos dos frangos: considerando que cada frango produz 0,1 kg de esterco + urina/dia temos: 15 x 0,1 = 1,5 kg de esterco/dia. Cada kg produz 0,43 m³ logo temos: 1,5 x 0,43 = 0,65 m³/biogás/dia.

Desta forma, a soma da quantidade de biogás produzido através do dejeto destes animais é da ordem de 11,34 m³/biogás/dia. Através da conversão destes valores para a aplicação direta do biogás na propriedade é possível demonstrar sua eficácia em números. Segundo Turdera & Danilo (2006), para satisfazer as necessidades de uma família de cinco pessoas em termos de uso caseiro, isto é, necessidade do produto para cozinhar, iluminação, manutenção de uma geladeira e banho aquecido, será necessário em termos de biogás (tabela 4):

Considerando a situação hipotética realizada com uma propriedade rural que detém um quantitativo pequeno de animais, foi possível obter de 11,34 m³/biogás/dia, isto é, além de suprir toda a necessidade energética para os setores descritos acima, geraria um excedente de 2,41 m³/biogás/dia que poderia, por exemplo, ser utilizado para abastecimento de implementos utilizado no sistema produtivo.

Como subproduto do processo de geração de biogás tem-se o biofertilizante. Segundo Afonso (2006) o biofertilizante gerado no processo possui entre 90 a 95 % de água (isto é, 5 a 10% de fração seca do líquido). Nessa base seca, o teor de nitrogênio, dependendo do material que lhe deu origem, fica entre 1,5 a 4% de nitrogênio (N), 1 a 5% de fósforo (P) e 0,5 a 3% de potássio (K). Estes três macronutrientes são essenciais para o desenvolvimento de culturas agrícolas principalmente as hortículas, podendo ser empregados nas hortas comunitárias aumentando a produção agrícola garantindo mais renda ao produtor rural.

A utilização de biodigestores contribui para integração e sustentabilidade das atividades agropecuárias aproveitando o dejeto ao qual, normalmente, é dado pouco ou mesmo nenhum valor comercial, agregando valor aos produtos disponíveis no imóvel rural através da conversão em duas grandes fontes de desenvolvimento: energia e adubo.