CONTRIBUIÇÃO DE BIODIGESTORES PARA A AGRICULTURA FAMILIAR

Abstract

CONTRIBUIÇÃO DE BIODIGESTORES PARA A AGRICULTURA FAMILIAR

ALINE CASTRO PRACIANO¹, DANIEL ALBIERO², ORLANDO DE MORAES POSSUELO³, LUCAS FERNANDO ARAÚJO DOS SANTOS⁴, LEONARDO DE ALMEIDA MONTEIRO⁵

¹ Departamento de Engenharia Agrícola, Universidade Federal do Ceará, Campus do PICI, Bloco 804, CEP: 60450-760, Fortaleza, Ceará, Brasil, alinecastro.praciano@gmail.com

² Departamento de Engenharia Agrícola, Universidade Federal do Ceará, Campus do PICI, Bloco 804, CEP: 60450-760, Fortaleza, Ceará, Brasil, daniel.albiero@gmail.com

³ Departamento de Engenharia Agrícola, Universidade Federal do Ceará, Campus do PICI, Bloco 804, CEP: 60450-760, Fortaleza, Ceará, Brasil, orlandopossuelo@gmail.com

⁴ Departamento de Engenharia Agrícola, Universidade Federal do Ceará, Campus do PICI, Bloco 804, CEP: 60450-760, Fortaleza, Ceará, Brasil, santos@alu.ufc.br

⁵Departamento de Engenharia Agrícola, Universidade Federal do Ceará, Campus do PICI, Bloco 804, CEP: 60450-760, Fortaleza, Ceará, Brasil, aiveca@ufc.br

RESUMO: O setor agrícola e pecuário é responsável por cerca de 58% do lixo do mundo, boa parte desse material é orgânico, acarretando em um âmbito com grande potencial para a produção de biogás, já que é gerado a partir da fermentação anaeróbica de matéria orgânica. O uso de biodigestores na agricultura pode trazer diversos benefícios ao ambiente, promovendo a redução da emissão dos gases do efeito estufa e do saneamento rural, evitando a contaminação do solo e de aquífero, além de estimular o manejo adequado dos dejetos dos animais de produção. O uso desse combustível no meio rural pode gerar fonte de renda e desenvolvimento para a agricultura familiar. O objetivo do trabalho foi avaliar a produção diária de biogás a partir de esterco bovino em um biodigestor tubular de PVC (Policloreto de Polivinila). O biogás gerado foi convertido em energia elétrica e térmica, através do uso de um motogerador de 1200 W e um fogão de duas chamas, respectivamente. Foram avaliados o consumo de uma motobomba, lâmpadas LED (Light Emitting Diode) e de um fogão de duas chamas. Também foi realizada a análise química de macronutrientes, pH e condutividade elétrica do biofertilizante gerado. Utilizou-se 75 kg de esterco bovino para gerar 2,836 m³ de biogás, após 20 dias de retenção hidráulica. O consumo de biogás para bombear 1 m³ de água com uma motobomba de 1/3 CV foi de 0,134 m³, para funcionar uma lâmpada LED de 24 W foi de 0,072 m³h^-1, um conjunto de duas lâmpadas LED de 12 W e 16 W foi de 0,089 m³h^-1 e um conjunto de três lâmpadas LED de 12 W, 16 W e 24 W foi de 0,112 m³h^-1 e para funcionar um fogão de duas chamas foi de 0,135 m³h^-1. O biofertilizante analisado possui concentrações de 0,60 gL^-1 de N, 0,05 gL^-1 de P, 0,11 gL^-1 de P₂O₂, 0,30 gL^-1 de K, 0,36 gL^-1 de K₂O, 0,09 gL^-1 de Ca, 0,26 gL^-1 de Mg, 44,12 mgL^-1 de Fe, 0,01 mgL^-1 de Cu, 1,78 mgL^-1 de Zn, 40,35 mgL^-1 de Mn, pH de 7,9 e Condutividade Elétrica de 3,97 dSm^-1. O uso do biogás no período analisado possibilitou o uso de motobomba, lâmpadas de LED e gás para fogão de forma alternativa, podendo gerar economia financeira para o agricultor familiar que aderir ao sistema.

Palavras-chaves: esterco bovino, biogás, energia renovável.

BIODIGESTORS CONTRIBUTION ON FAMILY FARMING AGRICULTURE

ABSTRACT: The agricultural and livestock sector is responsible for an average of 58% of the world waste, much of this material is organic and has great potential for biogas production, since biogas is generated from an aerobic fermentation of organic matter. The use of biodigesters in agriculture provide several benefits to the environment, promoting the reduction of green house gas emissions and rural sanitation, avoiding soil and aquifer contamination, stimulating the proper management of farm animal waste. The use of this fuel in rural areas can provide a source of income and development for family agriculture. Therefore, the objective of this research was to assess the daily production of biogas from cattle manure in a PVC (Polyvinyl Chloride) tubular biodigester. The produced biogas was converted into electric and thermal energy through a 1200 W motor-generator and a two-flame stove, respectively. The consumption of biogas to operate a motor-pump, LED (Light Emitting Diode) lamps and a two-flame stove were evaluated. Chemical analysis of macronutrients, pH and electrical conductivity of the generated biofertilizer was also performed. 75 kg of cattle manure was used to generate 2.836 m³ of biogas, after 20 days of hydraulic retention. The consumption of biogas to pump 1 m³ of water with a motor-pump of 1/3 HP was 0.134 m³, to operate a 24 W LED lamp was 0.072 m³h-1, a set of two LED lamps with 12 W and 16 W was 0.089 m³h-1, a set of three LED lamps with 12 W, 16 W and 24 W was 0.112 m³h-1 and to operate a two flame stove was 0.135 m³h-1. The analyzed biofertilizer has concentrations of 0.60 gL-1 of N, 0.05 gL-1 of P, 0.11 gL-1 of P2O2, 0.30 gL-1 of K, 0.36 gL-1 of K2O, 0,09 gL-1 Ca, 0.26 gL-1 Mg, 44.12 mgL-1 Fe, 0.01 mgL-1 Cu, 1.78 mgL-1 Zn, 40.35 mgL-1 Mn, pH 7.9 and Electrical Conductivity 3.97 dSm-1. The use of biogas in the analyzed period enabled the use of motor pumps, LED lamps and gas for stoves in an alternative way, which could generate financial savings for the family farmer who uses the system.

Keywords: cattle manure, biogas, renewable energy.