Desenvolvimento de um reator para geração de biogás a partir de biomassa de microalgas como alternativa energética nas áreas rurais

Abstract

O presente trabalho tem como objetivo gerar energia por biodigestão da biomassa de microalgas, visando aplicação em locais com difícil acesso a combustíveis convencionais como as áreas rurais. Para atingir este objetivo, considerou-se projetar, construir, testar, e validar um reator para geração de biogás utilizando biomassa de microalgas para uso e benefício nas comunidades rurais. O primeiro passo foi identificar a quantidade de biogás gerado pela biomassa, desse modo foi avaliada a quantidade de matéria-prima disponível, com a colaboração do Laboratório de Bioenergia e Catálise e sua planta piloto, sendo possível determinar a espécie disponível para os testes, biomassa mista com predominância da microalga Chlorella sp. Posteriormente, segundo as características da biomassa, foram desenhados três protótipos (reator UASB com estágio de pós-digestão, reator de dois estágios com recirculação de biogás, e reator de dois estágios com fluxo de carga semi-contínuo) com base em modelos utilizados para tratamento de esgoto, e outros empregados nas áreas rurais carregados com esterco de gado. Em função das vantagens e limitações que cada protótipo apresentou, foi escolhido o reator de dois estágios com fluxo de carga semi-contínuo, como o modelo mais adequado. O reator foi construído em escala de laboratório em função da quantidade de biomassa disponível, do número de testes, e o tempo de degradação da biomassa. Foram montados três reatores do mesmo modelo, variando apenas o tempo de alimentação, com a finalidade de avaliar o melhor período de tempo para alimentar o material orgânico no reator. Com base nos resultados obtidos, é possível concluir que o protótipo do reator testado conseguiu gerar metano (332,62 e 196,56 mLCH4/g ST) a partir de biomassa mista da microalga Chlorella sp., com uma maior produção de gás nos reatores alimentados semanalmente. Estimou-se um dimensionamento em escala real do protótipo capaz de fornecer energia por cinco horas ao dia (1.250 litros de biogás por dia) a uma família composta de cinco pessoas que mora numa área rural, considerando para isso as instalações requeridas na fazenda, os materiais de construção, o custo de investimento, e os devidos cuidados de operação, manutenção e segurança do biorreator e dos operários.