USO DE DEJETOS DE OVINOS PARA GERAÇÃO DE BIOGÁS
O. KONRAD¹*, C. E. CASARIL², T. COSTA², N. A. D. VIEIRA² , M. LUMI ², C. HASAN² e J.F. TONETTO¹,
¹UNIVATES, Curso de Engenharia Ambiental e Programa de Pós-Graduação em Ambiente e Desenvolvimento ²UNIVATES, Curso de Engenharia Ambiental
*Autor correspondente E-mail para contato: okonrad@univates.br
PALAVRAS-CHAVE: biogás; metano; digestão anaeróbia; dejetos ovinos.
INTRODUÇÃO
No cenário atual verifica-se o crescimento do consumo de energia e a preocupação em diminuir a dependência dos combustíveis fósseis devido a eminente escassez de petróleo e as mudanças climáticas. Esse quadro tem impulsionado estudos técnicos, econômicos e ambientais vinculados às energias renováveis a partir da biomassa (matéria orgânica de origem vegetal ou animal), força dos ventos, captação da luz solar e hidroelétricas (Pacheco, 2006). Dentre as fontes energéticas renováveis, o biogás é uma alternativa interessante, pois, além de gerar energia, promove o tratamento de resíduos através da digestão anaeróbia.
O biogás é uma mistura gasosa formada por 55-77% de metano (CH4), 30-45% de gás carbônico
(CO2), pequenas quantidades de nitrogênio (N), gás sulfídrico (H2S) e hidrocarbonetos voláteis e é
o produto final da digestão anaeróbia, processo de estabilização da matéria orgânica por bactérias anaeróbias na ausência de oxigênio (Andreoli, Von Sperlin e Fernandes, 2001; Deublein e Steinhauser, 2008). O poder calorífico do biogás pode chegar a 12.000 kcal/m³ quando purificado, por meio da retirada de CO2 e outros gases (Deganutti et al., 2002).
O crescimento da criação de pequenos ruminantes, incluindo ovinos, nas últimas décadas segundo Manarelli et al. (2012) tem sido interessante para a diversificação da economia valorizando produtos advindos destes animais, como a carne, leite, lã e couro. Segundo os dados mais recentes Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE, 2011), o crescimento na criação de ovinos no Brasil entre 2010 e 2011, foi de 1,6%, sendo o rebanho efetivo de ovinos no país em 2011 de 17,662 milhões de cabeças.
No entanto deve-se considerar que o aumento no número de animais acarreta em maior geração de dejetos, principalmente quando se aplica o sistema confinado de criação de ovinos. Nesse sistema
há um elevado número de animais por área e um grande acúmulo de dejetos que, se não forem corretamente tratados, podem ocasionar danos ambientais (Araújo et al., 2012).
Nesse âmbito, a digestão anaeróbia pode ser um tratamento interessante para os dejetos ovinos uma vez que, promove redução da carga orgânica e auxilia a eliminação de patógenos dos dejetos, gerando biogás, subproduto com potencial para o aproveitamento energético.
OBJETIVOS
O objetivo do estudo foi avaliar a geração de biogás em escala laboratorial a partir de dejetos ovinos.
MATERIAIS E MÉTODOS
Na realização do estudo avaliou-se a geração de biogás e CH4 na digestão anaeróbia, em ambiente
controlado e de escala laboratorial. O substrato avaliado constitui-se de dejetos de ovinos mantidos sobre sistema de confinamento.
Para experimentação, foi montada uma triplicata de três reatores de vidro com capacidade de 1L (Figura 1), preenchidos com 600mL de dejetos ovinos cada. Os reatores foram mantidos durante o período de experimentação em incubadora bacteriológica à temperatura constante de 35ºC e, conectados a um sistema de medição de biogás automatizado, especialmente desenvolvido para estudos de escala laboratorial (Figura 2). A quantificação do biogás gerado pelos reatores se deu pelas leituras realizadas pelo sistema de medição, o qual registra a passagem de biogás pelo sistema através de circuito eletrônico e quantifica o volume por meio da equação combinada dos gases ideais, a qual descreve que a relação entre temperatura, pressão e volume de um gás é constante.
Figura 1. Reatores de batelada de escala laboratorial
Figura 2. Reatores conectados ao sistema de medição de biogás
No decorrer do estudo também foram realizadas leituras diárias da porcentagem de CH4 no biogás
gerado. Este procedimento foi realizado através de um sensor específico para tal fim (Figura 3) e possibilitou a determinação do volume de biogás que correspondia ao CH4 e a outros gases.
Figura 3. Sensor específico para a medição de CH4 em misturas gasosas
RESULTADOS E DISCUSSÃO
A Figura 4 abaixo apresenta os resultados da triplicata do estudo a qual gerou em 52 dias de experimentação 16.127,80mL de biogás das quais 8.650,80mL (53,64%) eram CH4. O percentual
de CH4 na triplicata variou entre 50% e 62,30% ao longo do experimento.
Avaliando o gráfico da Figura 4 até o 17° dia de experimentação, nota-se que a geração diária de biogás variou entre 360,20mL e 680,70mL. Nesse período a maior geração de biogás foi registrada entre o 13° dia e 15° dia, em média 647,6mL de biogás com percentual médio de CH4 de 61,11%.
Entre o 18°dia e 34° dia de experimentação a geração de biogás variou entre 187,74mL e 500,95mL. Nesse período a maior geração de biogás foi registrada entre o 19°dia e 23° dia, em média 477,05mL de biogás com teor de CH4 médio de 54,03%.
A partir do 35° dia de experimentação até o fim do estudo, a geração de biogás variou entre 42,80mL e 215,70mL. A maior geração de biogás desta etapa foi registrada entre o 38° dia e 43°dia, 190,10mL de biogás em média onde 56,15% correspondiam ao CH4.
Observando todo o período de experimentação, percebe-se que os maiores volumes de biogás foram gerados até o 34ºdia de estudo, sendo que 85% de todo o biogás produzido pela triplicata foi registrado nesta etapa. Além disso, a triplicata também apresentou nesse período o maior teor de CH4 registrado no experimento (62,26% no 14ºdia). No restante do tempo de experimentação
nota-se que geração de biogás e o percentual de CH4 apresentaram menores valores que na fase inicial.
Nesse sentido, acredita-se que geração de maior volume de biogás com alto percentual de CH4 logo
nos primeiros dias de incubação dos substratos, esteja relacionada ao fato de que os ovinos são animais ruminantes. De acordo com Lucas Jr. e Santos (2000) os ruminantes possuem em seu trato digestivo bactérias anaeróbias que realizam a pré-digestão do material ingerido por estes animais, sendo que quando estes forem destinados para biodigestores se terá uma resposta rápida de geração de biogás.
CONCLUSÕES
Conclui-se que os dejetos ovinos possuem potencial para a geração de biogás e que o fato destes animais serem ruminantes pode favorecem o processo de digestão anaeróbia dos dejetos, obtendo biogás com bom percentual de CH4 em um reduzido tempo de detenção hidráulica.
AGRADECIMENTOS
Agradecimento ao Centro Universitário UNIVATES, a Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio Grande do Sul – FAPERGS e ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico – CNPq.
REFERÊNCIAS
¹ANDREOLI, C.V.; VON SPERLING, M.; FERNANDES F. Lodo de esgotos: Tratamento e disposição final, Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental – UFMG, Belo Horizonte, 2010, 482 pp.
²ARAÚJO, L.C.A.; ORRICO, A.C.A.; ORRICO JUNIOR, M.A.P.; VARGAS JUNIOR, F.M. e SUNADA, N.S. Produção e potenciais de produção de biogás dos dejetos de ovinos associados com doses crescentes de glicerina bruta. In: Reunião Anual da Sociedade Brasileira de Zootecnia, XLIX, Anais... Brasília-DF, 2012.
³DEGANUTTI, R.; PALHACI, M.C.J.P.; ROSSI, M.; TAVARES R. e SANTOS, C. Biodigestores Rurais: Modelo Indiano, Chinês e Batelada. In: Encontro de Energia no Meio Rural, IV, UNICAMP, Anais... Campinas-SP, 2002.
4DEUBLEIN, D.; STEINHAUSER, A. Biogas from Waste and Renewable Resources: An Introduction, Wiley-Blackwell, 2010, 578 pp.
5 Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística – IBGE. Produção da Pecuária Municipal. 2011.
6LUCAS JR., J. e SANTOS, T.M.B. Aproveitamento de Resíduos da Indústria Avícola Para Produção de Biogás. In: Simpósio sobre Resíduos da Produção Avícola, Anais...Concórdia-SC, 2000.
7MANARELLI, D.M.; LOPES, W.R.T.; ORRICO, A.C.A.; OLIVEIRA, E.R.; SUNADA, N.S.; ORRICO JUNIOR, M.A.P.; RODRIGUES, J.P. e ARAÚJO, L.C.A. Efeitos da Estocagem sobre a Composição dos Dejetos de Ovinos. In: Congresso Brasileiro de Zootecnia, XXII, Universidade Federal de Mato Grosso, Anais... Cuiabá- MT, 2012.
