O que é design de biogás?
O design do biogás difere com base nos materiais disponíveis e na escala de produção. O biogás é um tipo de biocombustível formado pela decomposição anaeróbica ou isenta de oxigênio de materiais orgânicos por bactérias. Os materiais orgânicos geralmente incluem resíduos de animais e plantas e culturas energéticas ou culturas cultivadas com o objetivo expresso de produção de combustível. O gás formado a partir deste processo pode ser utilizado para fins de aquecimento ou, na sua forma concentrada, para propulsão do veículo. Embora o design do biogás seja diferente nos detalhes, a maioria das plantas de biogás possui componentes principais semelhantes, incluindo um digestor e um suporte de gás.
O digestor é um recipiente hermético no qual os resíduos são despejados e decompostos, e o suporte de gás é um tanque que aproveita os gases emitidos pela lama. As bactérias no tanque do digestor decompõem os resíduos e, à medida que se decompõe, são liberados gases como monóxido de carbono, metano, hidrogênio e nitrogênio. Para facilitar a decomposição rápida com a produção ideal de gás, o tanque é mantido entre as temperaturas de 29 ° C e 41 ° C (84,2 ° F-105,8 ° F). É melhor manter a pasta no tanque a um pH ligeiramente básico para garantir uma decomposição mais rápida. Na tentativa de neutralizar a pasta, o material tenderá a emitir mais dióxido de carbono ácido, um produto desejado de decomposição.
Através de um sistema pressurizado, os gases liberados no digestor são conduzidos para um buraco no tambor do suporte de gás. O projeto de biogás do suporte de gás é especializado para permitir que o gás flua livremente para o suporte, impedindo que qualquer gás aproveitado escape de volta para o digestor ou para o ambiente externo. Isso é importante, tanto em termos de eficiência quanto de segurança, porque muitos desses gases são combustíveis e podem causar explosões quando misturados com oxigênio ou outros gases. A pasta dentro do tanque também deve ser agitada ocasionalmente para impedir que uma crosta dura se forme sobre os resíduos. Uma crosta pode reter os gases dentro da pasta e impedir a capacidade do maquinário de aproveitá-los.
O design do biogás pode variar de acordo com a quantidade de gás necessária, a quantidade de resíduos disponível e se o digestor é construído para alimentação em lote ou alimentação contínua. Os sistemas de alimentação em lote usam principalmente resíduos sólidos que são adicionados ao tanque em parcelas, e os modelos de alimentação contínua alimentam líquidos continuamente para o digestor. Um projeto de biogás pode colocar uma planta acima ou abaixo do solo, embora haja vantagens e desvantagens em ambos os modelos. Uma usina de biogás acima do solo é mais fácil de manter e pode se beneficiar do aquecimento solar, mas exige mais investimentos em construção porque deve ser construída para lidar com a pressão interna do digestor. Uma usina de biogás subterrânea é mais barata de construir e mais fácil de alimentar, mas mais difícil de limpar e reparar.
O biogás é frequentemente preferido às fontes de energia de combustíveis fósseis, como petróleo ou carvão, por razões ambientais e econômicas. A crescente concentração de carbono na atmosfera tornou-se uma questão central no problema do aquecimento global. Embora o biogás e os combustíveis fósseis emitam carbono, os combustíveis fósseis liberam carbono que foi enterrado por muitos anos na biomassa antiga e removido efetivamente do ciclo do carbono. O carbono liberado durante a produção e uso de biogás foi armazenado na forma de matéria orgânica apenas recentemente e ainda faz parte do ciclo. Portanto, não causa tanto transtorno na concentração de carbono na atmosfera quando liberado.
Os proponentes da produção de biogás também preferem o biogás do que os combustíveis fósseis, porque é uma fonte de energia renovável e de baixo custo que utiliza materiais de outra maneira desperdiçados. O design do biogás pode atender a locais de pequena escala, tornando-o uma opção viável para regiões de países em desenvolvimento. Os críticos do design do biogás argumentam que as culturas alimentícias cultivadas para fins de produção de biogás criarão uma escassez global de alimentos. Os biocombustíveis também podem causar desmatamento, poluição da água, erosão do solo e um impacto negativo nas nações produtoras de petróleo.