Energias Renováveis com Ênfase em Biogás

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Potencial de produção de biogás e metano em vinhaça e avaliação para aproveitamento energético em um sistema de cogeração de energia
(2013) Buth, Daniel Federico; Botton, Janine Padilha
O Brasil foi o primeiro país a expandir o uso de uma biomassa (cana-de-açúcar) para a substituição de fontes energéticas não renováveis. O impulso para a produção de álcool surgiu com a criação do PROÁLCOOL na metade da década de 70. Porém, essa expansão veio acompanhada de sérios problemas ambientais, pois a geração de resíduos no setor sucroalcooleiro aumentou significativamente, principalmente pelos grandes volumes de vinhaça gerados. A vinhaça é um resíduo altamente poluente se não tratado corretamente.
Generación de energía a través de biogás em Colombia
(2013) Hernando Herrera, Héctor; Maciel, Jocylaine Nunes
El estudio de las energías renovables en Colombia, ha despertado interés, por la potencialidad que el país presenta en cuanto a los recursos hídricos, eólicos, térmicos, solares y de biomassa. La Unidad de Planeación Minero Energética ha desarrollado proyectos con el objetivo de caracterizar las fuentes, general un plan de desarrollo de fuentes no convencionales de energía y revisar los obstáculos y barreras para el establecimiento de estas fuentes. Buscando contribuir a la caracterización del potencial del uso de la biomassa residual estabelecido en el Atlas del Potencial Energético de la Biomassa Residual en Colombia, mediante consideraciones de restricciones técnicas en cuanto al aprovechamiento para generación de biogás, se han estabelecido prioritariamente el tipo de biomassa susceptible de metanizar, de acuerdo al origen de la misma, sus potenciales de generación por actividad productiva, efocada principalmente a los sectores agrícola, examinando la información reportada en el Atlas, con interés en los ocho cultivos que generan mayor crecimiento económico del PIB agrícola y el sector pecuario con los tres subsectores que potencialmente generan más residuos, debido a su mayor intensidad, teniendo la recopilación de la biomasa residual generada se procede a caracterizar su uso potencial en el corto y mediano plazo teniendo en cuenta los consumos sectoriales de gas natural en el país, en las etapas de consumo de energía primaria, para generar energía eléctrica en las plantas termoeléctricas del país y considerando posteriormente el siguiente eslabón de la cadena con es el consumo sectorial, identificando de acuerdo al Balance Energético Nacional BEN desarrollado por la UPME, las demandas específicas sectoriales, tanto por energético con o por usos finales. El potencial encontrado de acuerdo a los supuestos y limitaciones estabelecidas, resulto ser de gran interés puesto que según las cifras estimadas, la producción de biogás en Colombiaes suficiente para cubrir la demanda de combustible para la generación con Gas Natural y en un 90% de la demanda de combustible total de combustibles consideando la totalidade de la generación térmica. La estimación de la generación de biogás en Colombia, vista desde el lado de la demanda de energía, presenta una gran ventaja, puesto que la implementación de proyectos de biogás además de generar beneficios económicos en los sectores de consumo, genera externalidades ambientales, sociales y de salud, que es necesario abordar con más profundidad en un estudio más detallado, es decir esta primera aproximación nos revela pistas acerca del abordaje de un análisis, ya no solo com fines energéticos sino contemplado también por ejemplo la valorización del digestado lo que le agrega un ítem de viabilidad a los proyectos de este tipo.
Potencial de aproveitamento energético do biogás em aterros sanitários no Brasil
(2013) Abreu, Fábio Viana de; Pasqual, Janaina Camile
A geração de energia a partir do biogás é uma maneira de produzir energia elétrica limpa, buscando reduzir os impactos globais gerados pela queima dos resíduos sólidos urbanos. A contribuição ambiental mais significativa é a redução de emissões dos gases de efeito estufa (GEE), por meio da conversão do metano gerado em dióxido de carbono. De acordo com o Mecanismo de Desenvolvimento Limpo (MDL), os países denominados desenvolvidos podem adquirir créditos de carbono dos países em desenvolvimento (que possuam projetos verdes) para cumprir suas metas ambientais. Essa alternativa de obtenção de receitas é um dos objetos deste estudo. São estudadas as tecnologias de conversão energética, com a análise da melhor alternativa para a conversão energética do biogás em aterros sanitários e na agropecuária no Brasil. São apresentados estudos comparativos e os resultados demonstraram que os grupos geradores, utilizando motores de combustão interna (ciclos Otto ou Diesel), são mais viáveis tanto no viés técnico quanto econômico para conversão energética do biogás de aterros sanitários no Brasil por meio de Unidades Termoelétricas a biogás.
Avaliação do potencial de geração de biomassa residual para a produção de biogás: Porto de Paranaguá/PR
(2013) Silva, Cristian Coelho; Silveira, Alex Justus da
Este trabalho aborda informações a respeito do desenvolvimento do Porto de Paranaguá, localizado no Estado do Paraná, e seus eventuais problemas ambientais causados pela deficiência no gerenciamento e adequação para a disposição final dos resíduos orgânicos, que ficam perceptíveis no ambiente urbano portuário, destacando o potencial de conversão desta biomassa residual através da decomposição e transformação em biogás, onde para isto, se utilizou uma avaliação prévia dos sistemas logísticos e a quantificação das principais fontes de biomassa passíveis de serem transformadas através do uso de biodigestores anaeróbios e assim estimar o nível de produção total, bem como uma avaliação de seu emprego no próprio setor.
Evalución del potencial de producción de biogás a partir de biomasa residual en la region de Girardot, Colombia
(2013) Fonsceca Aguirre, Jorge Enrique; Maciel, Jocylaine Nunes
El biogás ha demostrado ser una fuente alternativa de energía representativa, limpia y confiable el cual puede satisfacer las necesidades de comunidades. Con dicho fin, este trabajo muestra un análisis para determinar la disponibilidad de material orgánico para su aprovechamiento energético a través de producción de biogás la región de Girardot, Cundinamarca, Colombia. El documento ilustra el proceso de producción de biogás, algunas de sus aplicaciones y características y las variables que se deben tener en cuenta para la implementación de una planta de producción. Por outro lado, se presenta información general sobre la ciudad de Girardot, sus condiciones climáticas y el análisis de información de demanda que puede ser atendida com el biogás producido. Así mismo, el documento ilustra el análisis para definir la disponibilidad de materia orgánica residual em la región y la cuenta com una sección donde se analizan los resultados de capacidad de producción entre los volúmenes de gas natural demandados por los sectores residenciales y comerciales de los departamentos de Huila – tolima y los volúmenes de biogás con capacidad de ser producidos a partir de la biomasa de origem animal y vegetal disponible en la región.
Sistema supervisório para unidades geradoras a biogás
(2013) Otto, Rodrigo Bueno; Paulillo, Gilson
As unidades geradoras formam um sistema distribuído de geração de energia que utiliza como combustível o biogás produzido em pequenas propriedades rurais, oriundos dos resíduos da atividade agropecuária. O sistema supervisório de unidades de geração a biogás será capaz de monitorar de forma local e remota as variáveis ambientais, elétricas e mecânicas do processo e disponibilizar estes dados em uma interface amigável para a análise e tomada de decisão dos operadores de forma antecipada aos problemas. Além de disponibilizar em uma tela, esses dados coletados alimentarão um banco de dados para acúmulo do histórico do processo, que servirá como fonte de estudos e fomento de novas linhas de pesquisas futuras relacionadas ao tema de interesse.
Avaliação de parâmetros físico-químicos na oepração de um biodigestor para tratamento de dejetos suínos
(2013) Silva, Felipe Pinheiro; Botton, Janine Padilha
A suinocultura é uma atividade de grande importância na região oeste do Paraná, porém a concentração de suínos gera grandes volumes de dejetos que necessitam de um tratamento. Este que pode ser realizado utilizando os biodigestores, gerando ainda subprodutos de valor econômico como o biogás e o biofertilizante. Este estudo buscou caracterizar e avaliar parâmetros físico-químicos de importância na operação de biodigestores para melhor funcionamento e consequentemente melhor qualidade nos subprodutos gerados. A área de estudo escolhida está localizada no município de São Miguel do Iguaçu – PR, e possui um sistema de criação para suínos em crescimento e terminação, utilizando dois biodigestores ligados em série para o tratamento de dejetos dos suínos. Para amostragem foram escolhidos três pontos, na entrada do sistema, entre os biodigestores e na saída do segundo biodigestor. Os parâmetros físico-químicos analisados foram pH, demanda bioquímica de oxigênio (DBO5), demanda química de oxigênio (DQO), sólidos totais (ST), sólidos totais voláteis (STV), adidez volátil (AV) e alcalinidade total (AT), durante o periódo de janeiro a junho de 2012. Os resultados indicam que o pH variou de 7,16 a 7,59 no efluente. Os valores DQO pelo sistema foi de 60 e 59% respectivamente. O volume de sólidos totais AV/AT mostrou um processo de biodigestão estável e com grande consumo de ácidos. De modo geral, o monitoramento de biodigestores através destes parâmetros físico-químicos se mostrou suficiente na avaliação das características dos processos de biodigestão.
Estudo da utilização do biogás proveniente de resíduos da agroindústria para produção e armazenamento de hidrogênio em horário fora de ponta e reconversão do hidrogênio em energia elétrica no horário de ponta
(2013) Moreno, Ana Carolina; Paulillo, Gilson
O consumo de energia elétrica no horário de ponta sempre foi preocupação constante no segmento industrial, uma vez que neste horário a tarifa de energia é mais elevada. Na busca por soluções tecnológicas de redução de gastos com energia elétrica, as indústrias, nos horários de ponta buscam alternativas mais econômicas para suprir a energia necessária. Neste sentido, muitas indústrias, como as agroindústrias por exemplo, utilizam grupos geradores a diesel para suprir a demanda de energia no horário de pico. Porém, a utilização de combustíveis fósseis como o diesel são emissores dos gases de efeito estufa. Por esta razão, a busca por energias que liberem menores quantidades de gases nocivos à atmosfera têm sido cada vez mais consideradas nas discussões ambientais e energéticas do país. Este estudo se propôs a analisar por meio de levantamento bibliográfico, a utilização do biogás proveniente dos dejetos agroindustriais, sua transformação em hidrogênio e a conversão do hidrogênio em energia elétrica como uma alternativa para a geração de energia nos horários de ponta em agroindústrias. A conversão do biogás em hidrogênio em energia elétrica é possível por meio de células a combustível. A utilização de células a combustível aliada aos processos de reforma do biogás mostra-se mais vantajosa do que a utilização de grupos geradores a diesel nos aspectos emissão de gás carbônico e eficiência, porém, ainda apresentam custos mais elevados tanto de implantação quanto de manutenção. Uma alternativa para a utilização do biogás para geração de energia elétrica que se mostra viável é a utilização de células a combustível a biogás para suprimento de energia elétrica na ponta em agroindústrias.
Secador de plantas medicinais e condimentares com uso do biogás
(2013) Carvalho, Victor Alexrandre Franco de; Botton, Janine Padilha
O biogás como está sendo produzido e consumido no Brasil oferece uma gama de oportunidades para as economias das regiões produtoras de grãos e derivados de leita. No oeste do Paraná há diversos produtores, entre grandes e pequenos produtores, e cooperativas agrícolas que estão se utilizando do biogás para o aproveitamento como créditos de carbono, geração de energia elétrica e secagem de grãos. As plantas medicinais e condimentos são plantadas pelo homem desde o início dos tempos e desde estão vem, através de diversas culturas, acompanhando o homem no tratamento e curas de doenças e enfermidades que a medicina alopática já reconheceu suas qualidades. Considerado por muitos como o gás do futuro, o biogás foi utilizado nesse trabalho para a secagem de folhas do capim limão, uma planta utilizada para chás com propriedade calmante e espamolítica suaves. Esse trabalho resultou na adaptação de um forno, fabricado comercialmente para assados, em um secador com a temperatura controlada e a ventilação adequada para a função de secagem do campim limão a 50ºC por 6 horas de exposição. Para que se pudesse confirmar a viabilidadde do uso do biogás na secagem, foi também utilizado o gás liquefeito de petróleo, GLP, e a eletricidade, formas de energia já utilizadas para a secagem de plantas medicinais e condimentos. Concluise com esses testes que o biogás é apropriado para a secagem de plantas medicinais e condimentares. O custo reduzido do sistema de secagem completo possibilita que pequenos agricultores, que já possuem o biogás como fonte de energia, possam cultivar plantas medicinais e condimentares com a finalidade econômica e aumentar sua renda.
Viabilidade econômica de plantas de compostagem “in-vessel” para tratamento de resíduos e geração de biogás
(2013) Aires, Airon Magno; Lucas Junior, Jorge de
No dia 2 de agosto de 2010, foi aprovado a LEI nº. 12.305, criada pelo Decreto nº. 7.404/10, na qual institui a Política Nacional de Resíduos Sólidos (PNRS), a lei determina que até agosto de 2014, não seja prermitido o funcionamento de depósitos de lixo a céu aberto (lixões), na atualidade a grande maioria da fração orgânica de resíduos sólidos urbanos (FORSU) são dispostas em lixões a céu aberto, por isso é fundamental obter um processo que viabilize o tratamento, a disposição final e o aproveitamento energético deste resíduo. Porém o Brasil não está preparado para o cumprimento desta PNRS, visto que os métodos de tratamento utilizados na atualidade não suportam a quantidade de resíduos que podem ser gerados em uma futura coleta seletiva de FORSU. O material adquirido nas coletas seletivas, não é aproveitado de maneira adequada, sendo disposto em lixões e aterros sanitários, os quais não são formas de tratamento e sim de disposição final. Por isso, existe a necessidade de pesquisas e desenvolvimento de projetos de plantas de compostagem “in-vissel”. Por meio de estudos de viabilidade econômica destes projetos, investidores e servidores de órgãos públicos, encontrarão indicadores de eficiência técnica, econômica e ambiental. Por isso objetivou-se elaborar um estudo de viabilidade econômica de uma planta de tratamento de (FORSU), para o município de Vitória-ES, por meio da biodigestão anaeróbia e compostagem “in-vessel”. É economicamente viável o investimento de um sistema de tratamento de frações orgânicas de resíduos sólidos urbanos por meio de biodigestão anaeróbia e compostagem “in-vessel”. O investimento inicial é alto para iniciativa privada, por isso o governo e a prefeitura precisam se unir e trabalhar de forma integrada com empresas capacitadas, no intuito de viabilizar o investimento. As ações de gerenciamento integrado de resíduos, devem alcançar um nível próximo do ideal, nos próximos anos.
Reflexões em torno do uso do biogás agrícola na geração de energia elétrica
(2013) Violante, Adriano de Cerqueira; Santos, Carlos Alberto dos
O biogás, mais conhecido como metano, é um dos gases mais comuns produzidos naturalmente pela degradação da matéria orgânica. Usado há muitos séculos, provu ser confiável e barato. Com a grande demanda mundial por energia, o biogás passou a ser visto como alternativa, sendo listado no rol das energias renováveis. Associado com o aquecimento global deve ter sua emissão para a atmosfera interrompida, prefeindo-se a queima. Na Europa é comum subsídios para a implantação de usinas. As maiores usinas de geração eletríca com biogás estão em aterros sanitários. Os criadores de animais podem aproveitar o esterco deste e incubá-los em um biodigestor, promevendo o saneamento rural, gerando biofertilizantes e biogás. O pequeno criador dve ter mais atenção com os investimentos, pois os custos podem ser amortizados a longuíssimo prazo ou não ser amortizado.
Redução de sólidos e capacidade de produção de biogás em biodigestor de fluxo ascendente em uma pequena propriedade do município de Marechal Cândido Rondon – PR
(2012) Mari, Angelo Gabriel; Edwiges, Thiago
Os biodigestores constituem uma importante tecnologia para o tratamento da biomassa residual e para a produção de energia renovável no meio rural. Diferentes modelos de biodigestores têm sido criados e empregados nas áreas rurais do Brasil para o tratamento de diferentes substrados. Este estudo avalia a capacidade de remoção de sólidos e de produçao de biogás do Biodigestor de Fluxo Ascendente, criado e utilizado na região oeste do Paraná para tratamento de dejetos da bovinocultura leiteira. Para tanto, realizou-se coletas do alfuente e do efluente de um biodigestor deste modelo, operando em condições de campo, no tratamento de dejetos de bovinos. As coletas se realizaram durante oito semanas. Também se monitorou a produção de biogás e sua composição. Os resultados obtidos demonstraram que o Biodigestor de Fluxo Ascendente avaliado foi abastecido com um afluente com teores médios de Sólidos Totais de 4,29%, e de Sólidos Voláteis de 3,02%; e que seu processo de tratamento resultou em uma redução média de 13,61% para os Sólidos Totais e de 24,78% para os Sólidos Voláteis – valores abaixo do que os encontrados na literatura para outros modelos de biodigestores. Além disso, obteve-se um rendimento de produção de biogás médio de 0,39 m³ biogás/Kg ST adicionados ou de 0,56 m³ biogás/Kg ST adicionados – valores superiores ao encontrado para biodigestores de bancada. O biogás produzido apresentou, em média, um teor de metano de 55,3%. Estes resultados monstram que Biodigestor de Fluxo Ascendente apresentou rendimento superior na produção de biogás, mas com capacidade de remoção de sólidos inferior à encontrada em outros modelos de biodigestores. Entretanto, o biodigestor também mostrou sinais de estar sendo operado com excesso de lodo na câmara de biodigestão e tempo de rentenção hidráulico reduzido.
Fatores estruturais e de manejo na suinocultura que interferem na produção de biogás e viabilidade econômica na produação de energia
(2013) Spolaore, Alexandre José Gontijo; Edwiges, Thiago
O presente trabalho doi desenvolvido em um estabelecimento localizado a 20 km do município de Toledo/PR, destinado a produção de suínos e teve como principais objetivos a avaliação de fatores estruturais das edificações e práticas de manejo capazes de interferir na produção de biogás, bem como a análise da viabilidade econômica da implantação de grupo motogerador para geração de energia elétrica, utilizando o biogás produzido a partir do tratamento de dejetos de suínos em biodigestor. A análise das condições estruturais foi realizada a partir da avaliação visula in loco das instalações e as práticas de manejo através de entrevista aplicada ao funcionário responsável. A análise de viabilidade econômica foi realizada considerando-se dois cenários: aquisição de dois geradores, suprindo a demanda de energia de toda a propriedade (cenário 01) e aquisição de um gerador, suprindo a demanda energética de parte da fazenda (cenário 02). Os resultados evidenciaram que as práticas de manejo avaliadas podem interferir negativamente na produção de biogás desta propriedade. Ambos os cenários (01 e 02) demonstraram ser viáveis economicamente com TIR e VPL maiores do que TMA e inventimento. Conclui-se que existem deficiências nas condições estruturais e de práticas de manejo que podem influenciar negativamente na produção de biogás e os dois cenários propostos são economicamente viáveis.
Potencial de produção de biogás a partir da biomassa residual de suinocultura com inserção de culturas energéticas
(2013) Fernandes, Dangela Maria; Botton, Janine Padilha
A economia rural sustentável no atual modelo de produção da agricultura no Brasil, torna-se viável a partir da inclusão da agroenergia em propriedades rurais, com base na produção de alimentos e energia, incentivada pela tecnlogia de saneamento ambiental com o tratamento da biomassa residual em biodigestores. Neste contexto, este estudo visa aumentar a produção de biogás na Bacia Hidrogŕafica do Paraná 3, a partir da utiliação de silagens de culturas energéticas com efluentes de suinocultura. Para tanto, foram realizados procedimentos metodológicos no âmbito da pesquisa, área experimental e ensaios laboratoriais, que resultou em indicadores, quanto às silagens que apresentam maior pontencial para a produção de biogás. Portanto, os resultados obtidos nos experimentos, mostraram que produção de biogás foi maior na silagem de trigo, posteriormente na silagem de milho, silagem de aveia preta e silagem de braquiária.
Avaliação do potencial de produção de Biogás em uma fecularia no oeste do Paraná
(2013) Araújo, Izabela Regina Costa; Marques, Felipe Souza
O Brasil vive atualmente um dos melhores momentos econômicos das últimas décadas. Seguindo as tendências de expansão do agronegócio, as cooperativas agroindustriais têm investido na industrialização. Esta tendência traz à tona a preocupação com o tratamento de efluentes e a sustentabilidade econômica deste processo, que pode ser promovida pelo aproveitamento energético do biogás proveniente do tratamento. Este trabalho teve por objetivo avaliar o potencial de produação de biogás em uma unidade industrial de processamento de mandioca – UIM, cooperativista, localizada na região oeste do Paraná, bem como a produção e além disso avaliar tecnologias para a produção e aproveitamento do biogás. Como resultados estimou-se o potencial de produção de biogás em 2,6 milhões de m³ por ano na unidade. A análise demostrou que a produção estimada de biogás seria suficiente para atender até 32% das demandas totais de energia na unidade. Em relação à energia térmica, que é a demanda com maior criticidade na região, conclui-se que é possível substituir até aproximadamente 83% do consumo previsto de lenha. Como principais tecnologias levantadas e dimensionadas para este trabalho destacam-se o (i) sistema de biodigestão, composto decantador, um biodigestor tubular de 33.600 m³ com tempo de retenção hidráulica de 10 dias, com sistema de agitação e transporte do biogás. (ii) a unidade de tratamento de biogás para retirada de gás sulfídrico, com capacidade de filtragem de 633,8 m³ de biogás/hora, (iii) sistema de queimadores de segurança (flares), composto por três unidades de queima com vazão de 300 m³ de biogás/hora cada um (iv) um sistema de queima do biogás para ser instalado na caldeira, com capacidade de quiema de 650 Nm³/hora e/ou (v) grupo gerador para geração de energia elétrica, com potência instalada superior a 1030 kwh. Conclui-se deste trabalho que os sistemas de tratamento de efluentes por biodigestão anaeróbica podem contribuir positivamente para o balanço econômico do saneamento ambiental proporcionando a possibilidade do aproveitamento do biogás como fonte de energia

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