Desenvolvimento de um biodigestor residencial para processamento de resíduos sólidos orgânicos

Abstract

A digestão anaeróbia é um processo que pode ser utilizado para o tratamento de resíduos orgânicos, com a vantagem de poder transformar estes substratos em produtos aproveitáveis, como biogás e biofertilizante. O biogás é composto principalmente por metano e gás carbônico e possui grande aplicabilidade, seja para queima ou para geração de energia elétrica. Neste contexto, a digestão anaeróbia se mostra como uma alternativa promissora para o tratamento dos resíduos sólidos orgânicos, visto que a fração orgânica dos resíduos sólidos corresponde a mais de 50% do total dos resíduos domésticos gerados no Brasil. Tendo em vista esse panorama, o objetivo deste trabalho é propor um biodigestor para o processamento de resíduos sólidos orgânicos de sobras de alimentos, capaz de atender as necessidades de um condomínio com aproximadamente 100 moradores, localizado no município de Florianópolis, Santa Catarina. Para alcançar este objetivo, realizou-se uma revisão bibliográfica dos parâmetros intervenientes do processo e dos detalhes construtivos que afetam a eficiência dos biodigestores, assim como se fez um levantamento dos modelos de biodigestores residenciais existentes. A proposta deste biodigestor leva em consideração as informações levantadas nesta revisão, visando melhorar o equipamento de modo que ele seja eficiente, economicamente acessível e esteticamente atraente. Após a concepção do biodigestor, escolha dos materiais aplicados, tubulações utilizadas, e dimensionamento do biodigestor, foram levantados os quantitativos e os custos e elaborada uma planta 3D para melhor visualização do produto final. Faz-se, uma discussão acerca dos ganhos econômicos, sociais e ambientais da implantação deste empreendimento com o intuito de elucidar o alcance dos benefícios que este tipo de equipamento pode oferecer para o gerenciamento dos resíduos sólidos urbanos. De acordo com as estimativas realizadas para um condomínio com 100 moradores, correspondendo à produção diária de 96,12 kg de resíduos sólidos orgânicos, é possível gerar aproximadamente 9,61m³ de biogás por dia. Este potencial de produção de biogás corresponde ao equivalente energético de 4,32 m³ de GLP, sendo suficiente para manter 24 boca de fogão acesas por 3 horas por dia, ou ainda, manter 17 lâmparinas à biogás acesas 8 horas por dia.

Anaerobic digestion is a process that can be used for the treatment of organic solid waste, which has the advantage of transforming this substract into useful products such as biogas and fertilizer. The biogas is composed mainly by methane and carbon dioxide and has a wise of applications, such as burning or electric energy generation. In this context, anaerobic digestion shows itself as a promising alternative organic waste treatment since the organic fraction in mass of the waste is around 50% in Brazil. Considering this panorama, the objective of this work is to propose a biodigester for organic solid waste processing which is able to meet the needs of a condominium with 100 residents, located in Florianópolis, Santa Catarina. To achieve this objective, a literature review of the parameters and construction details that affects the efficiency of biodigester was develop. After this, an analysis of the currently available residential biodigesters for low volumes was also developed. The proposal of this biodigester considered all the collected information in these review aiming to optimize the equipment, so that it would be efficient, affordable and aesthetically appealing. Furthermore, besides the biodigester conception, selection of material and pipes used and the dimensioning, its costs were estimates and a 3D plant was develop to allow better view of the final product. Ultimately, a discussion around the economic, social and environmental gain regards the implementation of this project was included in order to clarify the scope of the benefits that this type of equipment can offer to urban solid waste management. According to the estimates, a condominium with 100 residents generates 96,12 kg of organic solid waste per day. This amount is able to produce about 9,61 m³ of biogas per day. It is equivalent to the energy potential of 4,32 m³ of PLG gas. This volume is sufficient to keep 17 lamps alight during 8 hours or 24 cook stove during 3 hours per day.