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DESENVOLVIMENTO DE DIGESTOR ANAEROBIO DIDATICO E TESTES DE PRODUCAO DE BIOGAS COM RESIDUOS DA BOVINOCULTURA E CAFEICULTURA.

1 Introducao

O seculo XIX e, principalmente, o seculo XX foram marcados pelas maiores revolucoes industriais ocorridas no planeta. Esse desenvolvimento foi possivel gracas a um grande consumo de energia. Para movimentar as fabricas foram utilizadas grandes quantidades de combustiveis fosseis. Essa energia nao renovavel e poluente foi evoluindo desde o carvao mineral ate o petroleo, atualmente o combustivel mais utilizado no mundo para obtencao de energia (FARIAS e SELLITTO, 2011).

A queima de combustiveis fosseis libera uma grande quantidade de gases--vapor de agua ([H.sub.2]O), clorofluorcarbono (CFC), ozonio ([O.sub.3]), metano (C[H.sub.4]), oxido nitroso ([N.sub.2]O) e o dioxido de carbono (C[O.sub.2])--que aumenta a capacidade da atmosfera de reter calor, consequentemente, gerando problemas como chuva acida e o agravamento do efeito estufa. Esses gases absorvem uma parte da radiacao infravermelha que a superficie da Terra emite e, posteriormente, irradiam uma parte dessa energia de volta para a superficie terrestre (SILVA e PAULA, 2009).

Alem do aquecimento global e chuva acida, os combustiveis fosseis tambem se encaixam entre as principais causas da poluicao atmosferica urbana e da degradacao das regioes costeiras. Isso ocorre porque a maioria da frota automotiva do mundo e formada por veiculos impulsionados atraves da queima de combustiveis que despejam grande quantidade de dioxido de carbono (C[O.sub.2]) e monoxido de carbono (CO) no ar (GOLDEMBERG e LUCON, 2008).

O problema causado pelos gases provenientes da queima de combustiveis fosseis e tao grande que se tornou um assunto discutido a nivel mundial, ocorrendo diversos encontros e congressos para esse fim. Entre essas reunioes se destacam: (i) Conferencia Eco- 92, realizada na cidade do Rio de Janeiro no Brasil em 1992; (ii) Conferencia das Partes--COP 3, realizada na cidade de Quioto no Japao em 1997; (iii) Conferencia Rio+20 tambem realizada no Rio de Janeiro em 2012; e (iv) Conferencia das Partes (COP 21) na cidade de Paris na Franca em 2016, ocasiao em que se aprovou o Acordo do Clima. Na COP 21 de Paris um total de 195 paises aprovaram medidas para a reducao das emissoes de gases do efeito estufa (GEE). Dentre as principais medidas para a diminuicao das emissoes de GEE esta a reducao do uso de combustiveis fosseis (MORGAN, 2016).

Devido a enorme quantidade de problemas gerados pelos combustiveis fosseis e/ou qualquer outra forma de energia nao renovavel, tem-se buscado formas de melhorar os metodos de aquisicao energetica visando tambem a preservacao ambiental. A busca por um desenvolvimento sustentavel, a iniciativa de gerar energia atraves de residuos e/ou dejetos organicos surge com grande forca para a transformacao do sistema energetico.

Nesse cenario o biogas obtido da digestao anaerobia de dejetos animais, residuos agricolas, industriais ou residenciais e uma alternativa energetica para a humanidade. Como recurso energetico renovavel a tecnologia do biogas contribui para a reducao das emissoes de GEE e a poluicao atmosferica (POESCHL et al., 2010). Embora o conhecimento do biogas pela humanidade remonte ao seculo XVII, essa forma de energia ainda e desconhecida da grande maioria das pessoas. Para que ocorra o desenvolvimento do setor do biogas no Brasil e necessaria sua popularizacao.

1.1 Residuos Agropecuarios

Os residuos agropecuarios podem ser de origem animal (dejetos de bovinos, suinos, aves, etc) ou vegetal (residuos dos cultivos agricolas). Esses residuos constituem um grave problema ambiental provocando a poluicao de rios e aguas subterraneas com compostos como amonia, nitratos e outros elementos toxicos, alem da disseminacao de patogenos.

A agropecuaria da regiao Noroeste Fluminense contribui com 12% do PIB produzido pelo setor no Estado do Rio de Janeiro (FIRJAN, 2015).

Os principais cultivos agricolas e rebanhos pecuarios da regiao Noroeste Fluminense sao mostrados nas Tabelas 1 e 2.

Buscar solucoes tecnologicas sustentaveis e uma necessidade para promover o desenvolvimento socioeconomico da regiao Noroeste Fluminense.

O aproveitamento energetico dos residuos agropecuarios e uma alternativa para mitigar os impactos ambientais da atividade. Um dos possiveis processos de conversao desses dejetos em energia e a codigestao anaerobia (HILLS e ROBERTS, 1981; HASHIMOTO, 1983).

1.2 Digestao, codigestao anaerobia e biogas

A degradacao de materia organica sem a presenca de oxigenio caracteriza a digestao anaerobia. No primeiro estagio do processo as bacterias fermentativas hidrolisam e fermentam as materias organicas mais complexas (carboidratos, proteinas e lipidios) transformando-os em acidos graxos, alcool, dioxido de carbono, hidrogenio, amonia e sulfetos. No segundo estagio as bacterias acetogenicas consomem os produtos primarios produzindo hidrogenio, dioxido de carbono e acido acetico. No terceiro estagio as bacterias metanogenicas reduzem o dioxido de carbono a metano e descarboxila o acido acetico produzindo metano e dioxido de carbono, respectivamente (SALMINEM e RINTALA, 2002).

A Figura 1 mostra as fases da digestao anaerobia.

Na digestao anaerobia e utilizado apenas um substrato. Quando dois ou mais substratos sao utilizados o processo de degradacao da materia organica recebe o nome de codigestao anaerobia.

A codigestao e um processo de digestao anaerobica conjunta entre dois ou mais substratos organicos, sendo que devem estar dentro do mesmo biodigestor. A codigestao e a mescla de residuos organicos, geralmente unindo dejetos animais a residuos vegetais, para melhorar o rendimento da digestao anaerobica, visto que a combinacao de materiais de origem animal e vegetal aumenta a relacao carbono/nitrogenio (C/N) do substrato e ao mesmo tempo fornece mais nutrientes para as bacterias metanogenicas se manterem vivas (MATA-ALVAREZ et al., 2000).

A codigestao apresenta algumas vantagens em relacao a tecnica que utiliza apenas um substrato degradavel tais como: (i) aumento da producao de biogas; (ii) manutencao do pH otimo para as bacterias metanogenicas; (ii) diminuicao da amonia livre que e um inibidor da producao de biometano; (iii) diminuicao da demanda bioquimica de oxigenio (DBO); (iv) equilibrio de nutrientes, devido a variedade de substratos, contribuindo para a estabilidade da digestao e resultando num digestato com maior potencial fertilizante; (v) reducao de custos e o uso eficiente de equipamentos uma vez que centraliza o processamento de varios residuos em um mesmo local; (vi) manejo da mistura de residuos, o uso de instalacoes comuns para o tratamento de diferentes residuos e os efeitos da economia de escala (XIE et al., 2011; ORRICO JUNIOR et al., 2010; ALVAREZ et al., 2010; LANSING, et al., 2010).

O produto proveniente da digestao e codigestao anaerobia de residuos organicos e o biogas cuja producao e extremamente sustentavel e vantajosa. O biogas pode ser purificado sendo entao chamado de biometano atingindo conteudo energetico semelhante ao do gas natural. A Tabela 3 mostra a composicao tipica dos principais gases constituintes do biogas.

1.3 Viabilidade da producao de biogas

A producao de biogas demanda a disponibilidade de material organico biodegradavel e isso nao e problema para o Brasil (um pais agroexportador) e muito menos para a regiao investigada a regiao noroeste fluminense, visto que a atividade economica se concentra essencialmente no campo, com a bovinocultura, suinocultura, plantacoes de cafe, arroz e milho.

Pode-se afirmar que o Brasil apresenta forte tendencia para o setor primario, em especial o setor agropecuario como mostram as pesquisas realizadas pelo Centro de Estudos Avancados em Economia Aplicada que registra no setor agropecuario um percentual de cerca de 21,46% do Produto Interno Bruto Total do pais no ano de 2015. Comparativamente a paises desenvolvidos, e uma participacao elevada desse setor economico no PIB nacional (CEPEA, 2015).

O Brasil apresenta vantagens para a producao de biogas como a grande producao de residuos originados da agropecuaria brasileira. Outra vantagem e a oportunidade de mitigacao do aquecimento global que seria um incentivo para o financiamento de projetos relacionados a area de energias renovaveis (GENOVESE et al., 2006).

1.4 Digestores Anaerobios

Os biodigestores sao camaras que realizam a fermentacao anaerobia da materia organica que consiste na transformacao de compostos organicos complexos em metano e dioxido de carbono por meio da acao de microrganismos que atuam na ausencia de oxigenio. A escolha adequada do biodigestor e fundamental para o desenvolvimento apropriado do processo da biodigestao anaerobia, estando diretamente relacionada com a producao de biogas (STEINSBERGER e SHIH,1984).

1.4.1 Biodigestor: Modelo da Marinha

Esse modelo de biodigestor e montado horizontalmente e apresenta uma cupula de plastico, geralmente em material PVC, que se enche a medida que a mistura gasosa chega ate ela. Tem como vantagem a grande exposicao a luz solar, fazendo com que haja uma maior producao de biogas devido ao aquecimento. Apresenta como vantagens: (i) baixo custo de instalacao; (ii) flexibilidade em ser colocado na superficie ou no subsolo; (iii) facil conservacao e limpeza. Como desvantagens podem ser elencadas: (i) tempo de vida util curto (5 anos); (ii) manutencao constante; e (iii) sensibilidade a mudancas de temperatura (ANDRADE et al., 2002).

1.4.2 Biodigestor: Modelo Chines

O biodigestor modelo chines apresenta uma alimentacao de substrato semi-continua e seu reator de fermentacao localiza-se no subsolo a fim de minimizar as variacoes de temperatura. Esse modelo tem forma de cupula e funciona com os principios de prensa hidraulica, ou seja, quanto mais gas produzido, maior a pressao dentro do digestor fazendo com os dejetos sejam empurrados para a area de saida. E construido em alvenaria com a camara de fermentacao abobadada e impermeavel com a finalidade de armazenar o biogas produzido. Dentre as desvantagens do modelo chines esta o fato que devido a problemas na construcao em alvenaria e a grande variacao de pressao dentro do biodigestor podem ocorre vazamentos (FLORENTINO, 2003).

1.4.3 Biodigestor: Modelo Indiano

O modelo indiano possui uma campanula metalica para armazenar o gas produzido, essa campanula flutua sobre os dejetos utilizados ou sobre um selo d'agua. Essa peca do sistema pode ficar abaixo do substrato ou imersa em lamina de agua para que sejam diminuidas as perdas por vazamento. Esse tipo de biodigestor trabalha com pressao constante porque o gasometro se desloca a medida que recebe o biogas produzido e requer uma alimentacao continua. Dentre as desvantagens desse modelo estao o custo de construcao do digestor e a vida util curta devido a corrosao do gasometro de metal (DEGANUTTI et al., 2002; ANDRADE, et al., 2002).

1.5 Educacao energetica e ambiental

A energia esta presente em todas as nossas acoes. A disponibilidade, qualidade e custo da energia precisam ser considerados em todos os projetos do nosso dia a dia, desde um simples planejamento de ferias ate um plano de governo para varios anos de investimentos. Energia e cada vez mais a questao central nos dias atuais e proximos. O acesso a energia e algo estruturante na nossa sociedade. E de interesse publico que os cidadaos tenham esse direito. Existe a indissociabilidade entre energia e desenvolvimento, mas a dinamica desse relacionamento resulta em forte pressao sobre o meio ambiente, uma vez que o crescimento economico tem estado atrelado a expansao da oferta de energia. Verifica-se nos ultimos tempos o surgimento de uma consciencia ambiental o que implica numa maior preocupacao com a sustentabilidade energetica. Infelizmente essa nao e uma preocupacao geral da populacao, nem da maioria dos setores produtivos e politicos (MACEDO, 2016).

A educacao energetica e ambiental deveria fazer parte da formacao de todo brasileiro, fornecendo conhecimento da "matriz" de fontes/usos de energia, com informacao quantitativa sobre as fontes primarias de energia usadas (petroleo, hidraulica, biomassa, nuclear, etc) sua conversao para formas de energia mais uteis para o uso final (eletricidade, calor, acionamento mecanico, iluminacao), as perdas e desperdicios associados, e sua distribuicao pelos setores de uso (residencial, industrial, comercial, transportes, etc). Parte dessa formacao envolveria introduzir os principios da termodinamica, o entendimento das conversoes de energia, evolucao, causas e consequencias do uso da energia, o fim da era do petroleo e aquecimento global.

Este trabalho teve como objetivo desenvolver um digestor anaerobio didatico e realizar testes de producao de biogas atraves dos residuos da cafeicultura e bovinocultura da regiao Noroeste Fluminense. O presente trabalho foi realizado no Laboratorio de Energias Renovaveis (LABER) do Instituto Federal de Educacao, Ciencia e Tecnologia Fluminense campus ItaperunaRJ.

2 Material e Metodos

2.1. Construcao dos Digestores Anaerobios Didaticos

Os Digestores Anaerobios Didaticos (DAD) foram construidos com materiais de baixo custo, apresentados na Tabela 4.

A garrafa PET foi utilizada como reservatorio dos residuos (digestor), ou seja, onde ocorre a digestao anaerobia da materia organica. O cano PVC lacrado pelos "caps" funcionou como o gasometro, local no qual o biogas foi armazenado. A mangueira de silicone e as valvulas sao usadas como conectores entre o digestor (garrafa PET) e o gasometro (tubo PVC).

Para a realizacao deste trabalho foram construidos cinco Digestores Anaerobicos Didaticos (DAD) denominados: DAD B1, DAD B2. DAD B3, DAD B4 e DAD B5.

2.2 Montagem e Carregamento dos biodigestores anaerobios didaticos

Os cinco Digestores Didaticos Anaerobicos (DAD) foram montados em suportes. A materia organica em cada um dos biodigestores foi composta por um inoculo que desempenha um papel importante para iniciar a digestao anaerobia. O inoculo equilibra as populacoes de bacterias e aceleram o processo principalmente em materiais dificeis de serem digeridos (PALHARES, 2005; SHAH, et al., 2014). O inicio do processo de digestao anaerobia e fundamental, pois uma inicializacao com falhas pode comprometer todo o processo. Problemas na partida no processo implicam na ineficiencia na remocao de materia organica do substrato (HEYDT, et al., 2015).

O inoculo utilizado neste trabalho foi o subproduto final do processo de biodigestao de residuos da bovinocultura (dejetos de bovinos) recolhidos em um matadouro do municipio de Itaperuna e residuos de cafe (palha da pos-colheita) obtidas de uma propriedade rural da regiao Noroeste Fluminense.

Os substratos foram preparados para a realizacao da digestao umida, ou seja, com teor de materia seca no digestor igual ou inferior a 12%.

O carregamento dos Digestores Anaerobios Didaticos (DAD) ocorreu de acordo com os percentuais da concentracao (v/v) de cada substrato organico nos respectivos DAD sendo o volume total igual a 250 ml para cada um, conforme mostrado pela Tabela 5.

2.3 Quantificacao da Producao de Biogas

Para quantificar a producao de biogas realizou-se a leitura diaria do deslocamento vertical da coluna de liquido em cada DAD, durante a leitura diaria foi realizada tambem a agitacao manual do digestor (Figura 2).

O deslocamento da coluna de liquido e proporcional ao volume do biogas produzido. A partir da medicao do deslocamento da coluna de liquido, conhecendo-se o raio da mangueira de silicone e possivel calcular-se o volume de biogas produzido cujo calculo foi realizado a partir da equacao (1) a seguir.

V = [pi].[r.sup.2].h (1)

em que:
V--volume de biogas produzido,             [cm.sup.3];
r--raio da mangueira de silicone,           cm;
h--altura da coluna de liquido deslocado,   cm.


Realizando-se a correcao para condicoes normais de temperatura e pressao (CNTP) conforme a equacao 2 a seguir descrita por Aquino et al. (2007).

[P.sub.o].[V.sub.o]/[T.sub.o] = [P.sub.1].[V.sub.1]/[T.sub.1] (2)

em que:
Po--Pressao corrigida do biogas,                    mm de H2O;
Vo--Volume de biogas corrigido,                     mm3;
To--Temperatura corrigida do biogas,                K;
P1--Pressao do biogas no instante da leitura,       mm de H2O;
V1--Volume do biogas no instante da leitura,        mm3;
T1--Temperatura ambiente no instante da leitura,    K.


3 Resultados e Discussao

3.1 Prototipo do Digestor Anaerobio Didatico

A Figura 3 a mostra o prototipo do Digestor Anaerobio Didatico (DAD) construido a partir deste trabalho. A partir da Figura 3 se observa o digestor anaerobio (garrafa PET) e o gasometro montado a partir do tubo e os tampoes (cap) de PVC.

3.2 Montagem do experimento com o Digestor Anaerobio Didatico

A Figura 4 mostra o experimento montado com os 5 Digestores Anaerobios Didaticos.

3.3 Temperatura Ambiente

A temperatura ambiente media durante o periodo do experimento foi de 25,4 0C. A menor temperatura ocorreu no 30 dia de experimento e a maior no 25 0 dia. A amplitude termica foi de 8,5 oc. Dada a faixa de temperatura em que o ocorreu a digestao anaerobia dos residuos pode-se considerar o processo como mesofilico. A Figura 5 mostra as temperaturas registradas durante o periodo do experimento.

3.4 Producao de biogas no Digestor Anaerobio Didatico

A Figura 6 mostra a producao de biogas em funcao do periodo (em dias) no DAD B1.

O DAD B1 foi carregado com 30% de inoculo e 70% de dejetos bovinos. Observou-se que o processo de digestao anaerobia se iniciou efetivamente apos o 6 dia do experimento. A producao acumulada de biogas no DAD B1 apos 29 dias foi de 201,34 [cm.sup.3]. Ocorreram 3 grandes picos de producao de biogas sendo eles: (1) Entre o 10 e o 12 dia com uma variacao na producao de biogas igual a [DELTA]Vi = 42,09 [cm.sup.3]; (2) Entre o 18 e o 17 dia com uma variacao na producao de biogas igual a [DELTA]Vii = 55,35 [cm.sup.3]; e (3) Entre o 24 e o 25 dia com uma variacao na producao de biogas igual a [DELTA]Viii = 71,74 [cm.sup.3].

Embora a temperatura seja ao mesmo tempo fator otimizador e inibidor da producao de biogas, nao se pode atribuir a variacao de temperatura o incremento da producao de biogas nestes periodos uma vez que as amplitudes termicas durante esses picos foram de: (I) [DELTA]T1 = 1,5 [degrees]C; (II) [DELTA]T2 = -2,0 [degrees]C; e (III) [DELTA]T3 = 2,0 [degrees]C. Nao foi possivel concluir os motivos desses picos na producao de biogas no DAD B1.

A Figura 7 mostra a producao de biogas em funcao do periodo (em dias) no DAD B2.

O DAD B2 foi carregado com 30% de inoculo e 70% de residuos da cafeicultura. Observou-se que o processo de digestao anaerobia se iniciou efetivamente apos o 3 dia do experimento. A producao acumulada de biogas no DAD B2 apos 29 dias foi de 5,71 [cm.sup.3]. Ocorreram 4 grandes picos de producao de biogas sendo eles: (1) entre o 3 e o 4 dia com uma variacao na producao de biogas igual a [DELTA]Vi = 1,69 [cm.sup.3]; (2) entre o 10 e o 11 dia com uma variacao na producao de biogas igual a [DELTA]Vii = 1,58 [cm.sup.3]; (3) entre o 17 e o 20 dia com uma variacao na producao de biogas igual a [DELTA]Viii = 1,93 [cm.sup.3]; e (4) entre o 24 e o 26 dia com uma variacao na producao de biogas igual a [DELTA]Viv = 1,66 [cm.sup.3]. Ocorreram tambem dois vales, ou decrescimos, na producao de biogas sendo eles: (V) entre o 20 e 21 dia com uma variacao na producao de biogas igual a AV5 = -0,95 [cm.sup.3]; e (VI) entre o 26 e 28 dia com uma variacao na producao de biogas igual a AV6 = -0,58 [cm.sup.3].

As amplitudes termicas durante os picos de producao de biogas foram de: (I) AT1 = 2,0 [degrees]C; (II) [DELTA]T2 = 1,5 [degrees]C; (III) [DELTA]T3 = -0,5 [degrees]C; e (IV) [DELTA]T4 = 1,5 [degrees]C. As amplitudes termicas durante os vales de producao de biogas foram de: (V) [DELTA]T5 = 0,0 [degrees]C; e (VI) AT6 = -0,5 [degrees]C. A partir destes dados nao foi possivel concluir os motivos desses picos e vales na producao de biogas no DAD B2.

A Figura 8 mostra a producao de biogas em funcao do periodo em dias no DAD B3.

O DAD B3 foi carregado com 30% de inoculo, 35% de dejetos bovinos e 35% de residuos da cafeicultura. Observou-se que o processo de digestao anaerobia se iniciou efetivamente apos o 10 dia do experimento. A producao acumulada de biogas no DAD B3 apos 29 dias foi de 91,54 [cm.sup.3]. Ocorreram tres grandes picos de producao de biogas sendo eles: (1) entre o 10 e o 11 dia com uma variacao na producao de biogas igual a [DELTA]V1= 10,54 [cm.sup.3]; (2) entre o 17 e o 18 dia com uma variacao na producao de biogas igual a [DELTA]V2 = 24,35 [cm.sup.3]; e (3) entre o 24 e o 25 dia com uma variacao na producao de biogas igual a [DELTA]V3 = 37,70 [cm.sup.3]. As amplitudes termicas foram de: (I) [DELTA]T1 = 1,5 [degrees]C; (II) [DELTA]T2 = -2,0 [degrees]C; e (III) [DELTA]T3 = 2,0 [degrees]C. Com os dados obtidos nao foi possivel concluir os motivos desses picos na producao de biogas no DAD B3.

O DAD B4 foi carregado com 30% de inoculo, 52,5% de dejetos bovinos e 17,5% de residuos da cafeicultura. Alguma condicao adversa inibiu o processo de digestao anaerobia de forma que nao ocorreu a producao de biogas no DAD B4.

A Figura 12 mostra a producao de biogas em funcao do periodo em dias no DAD B5.

O DAD B5 foi carregado com 30% de inoculo, 52,5% de residuos da cafeicultura e 17,5% de dejetos bovinos. Observou-se que o processo de digestao anaerobia se iniciou efetivamente apos o 3 dia do experimento. A producao acumulada de biogas no DAD B3 apos 29 dias foi de 0,92 [cm.sup.3], ou seja, praticamente nula. Observou-se picos e vales durante todo o experimento, mas sempre com um incremento e decrescimo na producao de biogas muito pequenos. Da mesma forma que no DAD B4 pode-se dizer que alguma condicao adversa inibiu o processo de digestao anaerobia no DAD B5.

A inibicao da atividade metanogenica pode ter sido ocasionada por: (i) pela queda do pH o que gerou uma quantidade excessiva de acidos graxos volateis (HEYDT, et al., 2015); (ii) A variacao diaria de temperatura afeta significativamente a digestao anaerobia e a quantidade de biogas produzido. Para que o processo se mantenha estavel, a temperatura do substrato no interior do digestor deve ser controlada. A temperatura influencia na taxa de acao bacteriana bem como na umidade do biogas. O teor de umidade do biogas aumenta exponencialmente com a temperatura. A quantidade de gas e a quantidade de substancias organicas dissolvidas na solucao, assim como a concentracao de amonia e de acido sulfidrico tambem sao influenciados pela temperatura (BURKE, 2001); (iii) Na Figura 4 pode-se observar que os digestores (garrafas PET) utilizados no experimento eram transparentes. De acordo com Deublein e Steinhauser (2011), a luminosidade e uma condicionante negativa para a digestao anaerobia.

4 Conclusao

O Digestor Anaerobio Didatico (DAD) cumpriu o objetivo de demonstrar didaticamente a producao de biogas a partir dos residuos agropecuarios (dejetos bovinos e residuos da cafeicultura). O DAD se mostrou um equipamento de baixo custo, seguro e de facil operacao. O equipamento pode ser utilizado para popularizar o uso do biogas como fonte de energia renovavel.

Foi possivel quantificar a producao de biogas em tres dos cinco DAD carregados e a coleta de dados diarias foi realizada sem maiores contratempos.

Os graficos da producao de biogas ([cm.sup.3]) em funcao do tempo (dias) mostrou nos digestores DAD B1, DAD B2 e DAD B3 o processo de incremento da producao de biogas com o passar do tempo.

Nao foi possivel por meio deste trabalho, concluir o motivo pelo qual o digestor DAD B4 nao produziu biogas e o motivo pelo qual o digestor DAD B5 apresentou baixo desempenho.

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Daniel Pereira Muniz TEPERINO (1), Manoel Antonio LADEIRA Neto (2), Adriano Henrique FERRAREZ (2) *, Anders Teixeira GOMES (2), Henrique Santos Poubel (2) & Elias dos Santos da SILVA (2)

(1) Universidade Federal de Vicosa. Vicosa, Minas Gerais, Brasil.

(2) Instituto Federal de Educacao, Ciencia e Tecnologia Fluminense, campus Itaperuna. Itaperuna, Rio de Janeiro, Brasil.

* Autor para correspondencia: aferrarez@iff.edu.br

DOI: http://dx.doi.org/10.18571/acbm. 140

Caption: Figura 1: Esquema da digestao anaerobia. Adaptado de (AL SEADI, 2001).

Caption: Figura 2: Deslocamento da coluna de liquido na lateral do DAD.

Caption: Figura 3: Prototipo do Digestor Anaerobio Didatico (DAD).

Caption: Figura 4: Montagem dos biodigestores.

Caption: Figura 5: Temperatura ambiente media.

Caption: Figura 6: Producao acumulada de biogas no DAD B1.

Caption: Figura 7: Producao acumulada de biogas no DAD B2.

Caption: Figura 8: Producao acumulada de biogas no DAD B3.

Caption: Figura 12: Producao acumulada de biogas no biodigestorB5.
Tabela 1: Principais cultivos agricolas da regiao Noroeste Fluminense.

Cultivos agricolas   Producao anual (t)   % Producao do Estado do
                                          Rio de Janeiro

Arroz                1.993                69,73
Cafe                 10.895               62,32
Milho                5.197                46,98
Tomate               82.915               39,97

Fonte: (IBGE, 2016a)

Tabela 2: Principais rebanhos pecuarios da regiao Noroeste Fluminense.

Rebanhos pecuarios   Numero de cabecas   % Rebanho do Estado do
                                         Rio de Janeiro

Bovino               510.961             21,47
Caprino              5.851               24,99
Ovino                4.669               10,91
Suino                24.037              23,23

Fonte: (IBGE, 2016b).

Tabela 3: Composicao da mistura gasosa do biogas.

Gases                              Porcentagem

Metano (C[H.sub.4])                55 - 70
Dioxido de Carbono (C[O.sub.2])    30 - 45
Hidrogenio ([H.sub.2])             1 - 3
Nitrogenio ([N.sub.2])             0,5 - 2,5
Oxigenio ([O.sub.2])               0,1 - 1
Acido Sulfidrico ([H.sub.2]S)      0,1 - 0,5
Amonia (N[H.sub.3])                0,1 - 0,5
Monoxido de Carbono (CO)           0 - 0,1
Agua ([H.sub.2]O)                  Variavel

Fonte: (DEUBLEIN e STEINHAUSER, 2011).

Tabela 4: Material utilizado para a construcao de um Digestor
Anaerobio Didatico (DAD).

Material                           Quantidade   Unidade

Tubo de PVC de 75 mm                   50         cm
Cap de PVC de 75 mm                    2          un.
Tubo de valvula de Camara de ar        2          un.
Garrafa Pet de 3 litros                1          un.
Mangueira de Silicone                  1           m

Tabela 5: Concentracao (v/v) de substratos nos DAD.

Concentracao dos Substratos (v/v)

DAD B1   30% inoculo   70% dejetos bovinos           --

DAD B2   30% inoculo   70% residuos cafeicultura     --

DAD B3   30% inoculo   35% dejetos bovinos           35% residuos
                                                     cafeicultura

DAD B4   30% inoculo   52,5% dejetos bovinos         17,5% residuos
                                                     cafeicultura

DAD B5   30% inoculo   52,5% residuos cafeicultura   17,5% dejetos
                                                     bovinos
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Title Annotation:texto en portugues
Author:Teperino, Daniel Pereira Muniz; Neto, Manoel Antonio Ladeira; Ferrarez, Adriano Henrique; Gomes, And
Publication:Acta Biomedica Brasiliensia
Date:Dec 1, 2017
Words:5163
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