Biodigestor anaeróbico na agricultura familiar: produção de biogás e biofertilizante a partir de resíduos pecuários e implantação de cultivo de microalgas

• Autor(a) principal: Lira, Evandro Bernardo de
• Data de Publicação: 2021
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFPB
• Texto Completo: https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/26172
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS; Energia renovável; Dejetos biodigestores; Microalgas; Agricultura familiar; Renewable energy; Biodigesters waste; Microalgae; Family farming

As pesquisas com energias renováveis têm crescido significativamente ao longo dos anos, por gerarem energia limpa e sustentável, buscando reduzir ou substituir os combustíveis fosseis. Pois são os grandes responsáveis pela emissão de gases do efeito estufa e de outros problemas ambientais. Outro fator que influencia esses impactos ambientais, é o descarte inadequado de resíduos agropecuários no solo e corpos hídricos, como os dejetos de suínos e aves. Diante desse cenário, a produção de biogás utilizando esses resíduos que são abundantes e tem um grande potencial energético, surge como uma solução viável para os produtores rurais da agricultura familiar, promovendo uma fonte de energia alternativa, diminuindo o consumo de combustíveis fosseis e danos ambientais, gerando biofertilizante que pode ser utilizado na agricultura ou no cultivo de microalgas. Neste sentido, foram desenvolvidos três biodigestores anaeróbicos caseiros, que foram alimentados com estercos de suínos, avícola, e uma mistura binária (esterco suíno e avícola). Determinou-se a produção de biogás e a composição dos gases CH4, CO2, H2S e NH3, os parâmetros de temperatura e de pH, além de análises de sólidos totais, fixos e voláteis. A maior produção de biogás foi gerada pelo biodigestor com resíduo suíno (BS) de 3,747 m3 no período de 38 dias, seguida pelo biodigestor com resíduo de suíno e de ave (BB) de 3,726 m3 em 56 dias, e a menor produção foi para o biodigestor com resíduo de ave (BA) com 0,650 m3 em 35 dias. Os biodigestores apresentaram temperatura máxima de 33,33 °C e mínima de 26,59 °C, com uma temperatura média de 30,76 °C. O pH variou de 7 a 7,5, de 7 a 8 e 6,8 a 6, para o BS, BB e BA, respectivamente. O BS apresentou concentrações de CH4 que variou de 65% a 81%. O BA apresentou concentrações de CH4 que variou de 60% a 43%. E o BB apresentou concentrações de CH4 que variou de 68% a 80%. O BS apresentou a maior produção de biogás e metano com relação aos sólidos voláteis (SV) reduzidos do volume total dos biodigestores, que foi de 804,8 L/kg SV de biogás e de 572,2 L/kg SV de metano. Seguido pelo BB com 626,0 L/kg SV de biogás e 457,6 L/kg SV de metano, e os menores valores foram relatados no BA com 522,8 L/kg SV de biogás e 259,4 L/kg SV de metano. Foi realizado outro ensaio com o esterco de ave para corrigir o pH, o BAC produziu 2,196m3 de biogás em 56 dias, ou seja, 3,3 vezes mais que o BA sem correção, e o pH variou 6,8 a 7,2. O BAC obteve produção de biogás de 1102,4 e de metano 628,5 L/kg de SVr. Os meios sintetizados com os biofertilizantes gerados pelos biodigestores evidenciaram eficiência para o cultivo das microalgas Monoraphidium contortum, Golenkinia radiata e Chlorella sp. A purificação do biogás no cultivo da microalga Chlorella sp. apresentou eficiência de remoção de 20,5±1,6 a 53,8±3,3% dependendo da concentração de CO2 no biogás, e os valores do poder calorífico variou de 24702 a 32578 kJ m-3. Ficando próximo do valor do metano puro que é de 35800 kJ m-3, mostrando que o processo de purificação de CO2 através de cultivo da Chlorella sp. é viável para aumentar a pureza do biogás. O cultivo da Chlorella sp. com adição de biogás aumentou a concentração de biomassa algal e do teor de PT, CT e LT com relação ao ensaio controle e ao meio alternativo sem adição de biogás. Mostrando o grande potencial de geração de biogás pelos biodigestores utilizando os dejetos agropecuários, e dos meios alternativos sintetizados a partir dos biofertilizantes e da adição de biogás para a produção de microalgas, podendo ser implantado na agricultura familiar.