Viabilidade técnica e econômica da substituição de fontes convencionais de energia por biogás em assentamento rural do Estado de São Paulo

O objetivo deste estudo foi avaliar a viabilidade econômica da implantação de dois biodigestores com uso de dejetos animais em área do Assentamento de Trabalhadores Rurais no município de Itaberá - SP, no ano de 2005; um deles para o fornecimento de energia para os domicílios e outro para as atividades produtivas. Foram avaliados os benefícios referentes ao fornecimento de energia elétrica e térmica, a partir do biogás, para cinco domicílios da agrovila do assentamento e para as atividades produtivas, comparativamente aos custos de construção e operação para produção de biogás. Os resultados mostraram a viabilidade econômica da produção de gás em ambos os biodigestores. Foram gerados benefícios no valor de R$ 3.698,00 por ano e R$ 9.080,57 por ano, nos biodigestores para os domicílios e produção, respectivamente; bem como o equivalente a R$ 1.478,28 por ano referentes à produção de biofertilizante. O custo anual do processo é de R$ 1.218,50 em cada biodigestor. O prazo de recuperação do investimento é de 2,5 anos e 11 meses, para a produção de biogás nos domicílios e na produção, respectivamente. Os resultados podem ser utilizados para subsidiar políticas públicas direcionadas ao aproveitamento de biomassa para a produção de energia a baixos custos no segmento da agricultura familiar.

Viabilidade econômica da utilização do biogás produzido em granja suínícola para geração de energia elétrica

A produção de biogás por meio de biodigestão anaeróbia representa um avanço para equacionar o problema dos dejetos produzidos pela suinocultura e disponibilidade de energia no meio rural. Este trabalho teve como objetivo estimar a viabilidade econômica de um sistema biointegrado para geração de eletricidade a partir do aproveitamento de dejetos de suínos. Os dados para este estudo foram coletados em uma agroindústria, onde são realizadas diversas atividades agrícolas; entretanto, a suinocultura foi selecionada para o processo de análise de biodigestão anaeróbia, pelo fato de gerar uma grande quantidade de dejetos, com dificuldade de disposição no meio ambiente, configurando um estudo de caso. O biodigestor analisado é um modelo tubular contínuo, com calha de água em alvenaria e com uma manta plástica como gasômetro, onde são depositados diariamente os dejetos de 2.300 suínos em fase de terminação. O investimento inicial para implantação foi estimado em R$ 51.537,17, e os custos anuais do sistema foram de R$ 5.708,20 com manutenção, R$ 4.390,40 com depreciação e R$ 1.366,77 com juros. Concluiu-se que o sistema de produção de biogás é viável do ponto de vista econômico, se o consumo de energia elétrica for de 35 kWh por dia, em média, onde o valor presente líquido (VLP) é de R$ 9.494,90, e a taxa interna de retorno (TIR) é de 9,34% ao ano.

Construction of a river buffalo (Bubalus bubalis) whole-genome radiation hybrid panel and preliminary RH mapping of chromosomes 3 and 10

The buffalo (Bubalus bubalis) not only is a useful source of milk, it also provides meat and works as a natural source of labor and biogas. To establish a project for buffalo genome mapping a 5,000-rad whole genome radiation hybrid panel was constructed for river buffalo and used to build preliminary RH maps from two chromosomes (BBU 3 and BBU10). The preliminary maps contain 66 markers, including coding genes, cattle ESTs and microsatellite loci. The RH maps presented here are the starting point for mapping additional loci, in particular, genes and expressed sequence tags that will allow detailed comparative maps between buffalo, cattle and other species to be constructed. A large quantity of DNA has been prepared from the cell lines forming the RH panel reported here and will be made publicly available to the international community both for the study of chromosome evolution and for the improvement of traits important to the role of buffalo in animal agriculture.

Relation between kinetic parameters for reactions of organic matter degradation in waste environmental matrix

The organic fraction of urban solid residues disposed of in sanitary landfills during the decomposition yields biogas and leachate, which are sources of pollution. Leachate is a resultant liquid from the decomposition of substances contained in solid residues and it contains in its composition organic and inorganic substances. Literature shows an increase in the use of thermoanalytical techniques to study the samples with environmental interest, this way thermogravimetry is used in this research. Thermogravimetric studies (TG curves) carried out on leachate and residues shows similarities in the thermal behavior, although presenting complex composition. Residue samples were collected from landfills, composting plants, sewage treatment stations, leachate, which after treatment, were submitted for thermal analysis. Kinetic parameters were determined using the Flynn-Wall-Ozawa method. In this case they show little divergence between the kinetic parameter that can be attributed to different decomposition reaction and presence of organic compounds in different phases of the decomposition with structures modified during degradation process and also due to experimental conditions of analysis.

Kinetic studies of urban solid residues and leachate from sanitary landfill

Urban solid residues are constituted of food remaining, grass leaves, fruit peelings, paper, cardboard, rubber, plastic, etc. The organic fraction formed represents about 50% during the decomposition yields biogas and leachate, which are sources of pollution. Residue samples were collected from the landfill in different and cells from several ages and the corresponding leachate, both after treatments, were submitted to thermal analysis. Kinetic parameters were determined using Flynn-Wall-Ozawa method. The linear relation between the two kinetic parameters (ln A and E) was verified for organic residue urban's samples, but not for leachate's sample. The occurred difference can be attributed to the constituents present in leachate.

Balanço energético em galpão de frangos de corte

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Biodigestão anaeróbia de dejetos de suínos sob efeito de três temperaturas e dois níveis de agitação do substrato: considerações sobre a partida

Neste trabalho, avaliou-se a biodigestão anaeróbia de dejetos de suínos. Para isso, foi utilizado esquema laboratorial, constituído de 24 digestores com volume total de 14 L, sendo cada um abastecido com dejetos de suínos em fase de terminação, diluídos em água, perfazendo 10 L de volume útil de substrato com concentração inicial de sólidos totais de 6%. Três grupos formados por oito desses biodigestores foram expostos a três temperaturas (25; 35 e 40 ºC) e a dois níveis de agitação (com e sem) do substrato. A análise da fase de partida foi feita com base na produção média acumulada de biogás, num período de 71 dias. Os resultados demonstraram que a agitação não interferiu e que o melhor desempenho, inclusive o menor tempo gasto para atingir determinado nível de produção de biogás, foi verificado na temperatura de 35 ºC.

Desempenho de reatores anaeróbios de fluxo ascendente com manta de lodo em dois estágios tratando águas residuárias de suinocultura

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Desempenho de processo anaeróbio em dois estágios (reator compartimentado seguido de reator UASB) para tratamento de águas residuárias de suinocultura

Avaliou-se o efeito das águas residuárias de suinocultura com concentrações de sólidos suspensos totais em torno de 6.000 mg L-1 (DQOtotal variando de 7.557 a 11.640 mg L-1) no desempenho de processo anaeróbio em dois estágios compostos por reator compartimentado (ABR) e reator de fluxo ascendente com manta de lodo (UASB), instalados em série, em escala-piloto (volumes de 530 e 120 L, respectivamente), submetidos a tempos de detenção hidráulica (TDH) de 56 a 18 h no primeiro reator e de 13 a 4 h no segundo reator. As eficiências médias de remoção de DQOtotal variaram de 71,1 a 87,5% no reator ABR e de 41,5 a 50,1% no reator UASB, resultando em valores médios de 86,8 a 94,9% para o sistema de tratamento anaeróbio em dois estágios com carga orgânica volumétrica (COV), na faixa de 5,05 a 10,12 kg DQOtotal (m³ d)-1, no reator ABR, e de 2,83 a 9,63 kg DQOtotal (m³ d)-1, no reator UASB. As eficiências de remoção de SST e SSV foram da ordem de 95,6%. O teor de metano no biogás manteve-se acima de 70% para os dois reatores. A produção volumétrica de metano máxima de 0,755 m³ CH4 (m³ d)-1 ocorreu no reator 1, com COV de 10,12 kg DQOtotal (m³ d)-1 e TDH de 18 h. Os valores médios de pH variaram na faixa de 7,2 a 8,0 para os efluentes dos reatores 1 e 2. Os ácidos voláteis totais mantiveram-se estáveis com concentrações abaixo de 200 mg L-1. Com variações abruptas e acentuadas de concentrações de SST e DQOtotal do afluente, os reatores mantiveram as eficiências de remoção de DQO e sólidos suspensos, em torno de 70%, e a qualidade do biogás, com 80% de CH4.

Caracterização e biodigestão anaeróbia dos dejetos de caprinos

Quantificar e caracterizar os dejetos gerados por cabras Saanen em quatro categorias de idade e alimentadas com três dietas e na seqüência, e promover a biodigestão anaeróbia dos dejetos constituíram os objetivos deste trabalho. Para a produção de dejetos, foram utilizadas 36 cabras Saanen, com idades entre 2 e 4 (C1), 4 e 8 (C2), 8 e 12 (C3) e acima de 12 meses (C4), alimentadas com as dietas 1 (D1: 80% volumoso (Vol) e 20% concentrado (Con)); 2 (D2: 60% Vol e 40% Con) e 3 (D3: 40% Vol e 20% Con). Foram quantificadas as produções diárias de fezes e urina e seus teores em N, P, K, Ca, Mg, Na, Fe, Cu, Zn e Mn. Com a mistura das fezes e urina de todas as categorias, separadas segundo as dietas, foram abastecidos biodigestores batelada, com capacidade para 4 L de substrato em fermentação. A C1 apresentou menor (P<0,05) excreção de fezes (164,1 g de MS (massa seca)/animal por dia) e o menor consumo de alimento (362,2g MS (massa seca)/animal por dia). As maiores concentrações de N, P, K, Ca, Mg e K ocorreram nas fezes e urina geradas por cabras da C4 e alimentadas pela D3. O substrato preparado com dejetos oriundos da D3 apresentou 45% de redução nos teores de sólidos voláteis (SV). Os substratos preparados com dejetos obtidos de animais alimentados com a D3 produziram mais biogás (P<0,01) por kg de sólidos totais e SV adicionados.

Avaliação do desempenho de um aquecedor para aves adaptado para utilizar biogás como combustível

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Tratamento anaeróbio de águas residuárias do beneficiamento de café por via úmida em reatores UASB em dois estágios

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Biodigestão anaeróbia de dejetos de suínos com e sem separação da fração sólida em diferentes tempos de retenção hidráulica

O objetivo deste trabalho foi avaliar o processo de biodigestão anaeróbia utilizando dejetos de suínos, com e sem separação da fração sólida, considerando-se diferentes tempos de retenção hidráulica. Para tanto, foram utilizados biodigestores tubulares semicontínuos abastecidos com água residuária de suinocultura, com e sem separação da fração sólida (CSFS e SSFS, respectivamente), manejados com tempos de retenção hidráulica (TRH) iguais a 36; 29; 22 e 15 dias. A eficiência dos tratamentos foi avaliada pela redução dos números mais prováveis de coliformes totais e fecais, teores de fibra em detergentes neutro e ácido, demandas química e bioquímica de oxigênio e dos potenciais de produção de biogás e metano. A qualidade do biofertilizante foi avaliada quanto aos teores de macro e micronutrientes. A separação da fração sólida acarretou decréscimo nos teores de fibra dos afluentes, o que contribuiu para o aumento da eficiência da produção de metano. Foram observados valores de 0,47 e 0,75 m³ CH4 kg-1 SV adicionado para os afluentes SSFS e CSFS, respectivamente, no TRH de 15 dias. Com o aumento do TRH, houve acréscimo médio de 50% no potencial de produção de metano kg-1 de SV adicionado. Não foram observadas diferenças significativas nas reduções de coliformes fecais e totais, sendo a maior redução de 3,6 10(9) para 3,6 10² NMP 100 mL-1 para o TRH de 36 dias CSFS.

Potencial de produção de biogás remanescente nos efluentes de biodigestores abastecidos com dejetos de suínos, com e sem separação da fração sólida, e conduzidos sob diferentes tempos de retenção hidráulica

O objetivo foi avaliar o potencial poluidor remanescente dos efluentes de biodigestores abastecidos com dejetos de suínos com separação da fração sólida (CSFS) e sem separação da fração sólida (SSFS), e conduzidos sob diferentes tempos de retenção hidráulica (TRH). Os efluentes utilizados eram de biodigestores semicontínuos manejados com TRH de 15; 22; 29 e 36 dias, com e sem separação da fração sólida. Foram utilizados biodigestores batelada, que permaneceram em operação por todo o tempo em que houve produção de biogás (60 dias). Foram avaliadas a produção e a qualidade do biogás, bem como os potenciais de produção por kg de sólidos totais e sólidos voláteis, e as demandas química e bioquímica de oxigênio. Utilizou-se do delineamento inteiramente casualisado, em esquema fatorial 2x4, com três repetições por tratamento. Foram encontrados potenciais de produção de 385 e 117 litros de CH4kg-1 de SV adicionados no material SSFS e CSFS, respectivamente, no menor TRH (15 dias), e potenciais de produção de 74 e 18 litros de CH4kg-1 de SV adicionados no material SSFS e CSFS, respectivamente, no maior TRH (36 dias).

Influência da relação volumoso: concentrado e do tempo de retenção hidráulica sob a biodigestão anaeróbia de dejetos de bovinos

O objetivo deste trabalho foi avaliar as possíveis alterações existentes na composição e no processo de biodigestão anaeróbia dos dejetos de bovinos em fase de terminação alimentados com diferentes proporções de volumoso: concentrado e com diferentes tempos de retenção hidráulica (TRH). Foram utilizados 24 biodigestores batelada de bancada com 12 litros de capacidade, dos quais 12 foram abastecidos com dejetos de bovinos alimentados com a dieta 1 (60% volumoso:40% concentrado) e dieta 2 (40% volumoso:60% concentrado) e submetidos a 30, 60, 90 e 120 dias de TRH. A eficiência do processo de biodigestão anaeróbia foi avaliada pelas reduções de sólidos totais, sólidos voláteis, fibra em detergente neutro, fibra em detergente ácido, celulose e número mais provável (NMP) de coliformes totais e termotolerantes, além dos potenciais de produção de biogás e metano. Os resultados mostraram que o aumento da proporção de volumoso na dieta levou a menor eficiência do processo, principalmente nos potenciais de produção de biogás e metano que foram em média 13% menor. Com relação ao NMP de coliformes totais e termotolerantes, foram observadas reduções significativas conforme aumentou TRH.