Modelagem de biodigestores de dejetos animais : da digestão anaeróbia à análise de viabilidade econômica de sistemas de lagoa coberta

Abstract

A modelagem matemática de biodigestores é comumente utilizada para estimar a quantidade e qualidade do biogás de acordo com o tipo de matéria orgânica de entrada ou estimar a energia de saída dos sistemas biodigestores a partir da quantidade de metano presente neste biogás. A pesquisa exposta neste trabalho propõe um modelo matemático e computacional unificado que avalie a geração de potência elétrica em um biodigestor anaeróbio de resíduos animais considerando as características destes resíduos e a viabilidade econômica do sistema. Foram revisados, adaptados e simulados computacionalmente quatro modelos denominados como Modelo Químico, Modelo Mecânico, Modelo Elétrico e a Avaliação de Viabilidade Econômica. As simulações foram realizadas a fim de comparar apenas as variáveis de saída de interesse: fluxo de biogás produzido, capacidade de produção diária de energia mecânica e elétrica e as análises econômicas a partir destas variáveis, supondo que o investimento inicial de implementação dos biodigestores fosse o mesmo. Os modelos simulados avaliam e relacionam a geração de potência elétrica em biodigestores anaeróbios de resíduos animais considerando as características químicas, físicas e biológicas destes resíduos e apresenta a viabilidade econômica dos três sistemas simulados, permitindo comparação entre os resultados. Este trabalho demonstra que é possível modelar matematicamente todo o processo de geração de bioenergia, desde a matéria prima até a energia elétrica e que os sistemas de biodigestores aqui discutidos apresentam viabilidade econômica no atual cenário energético e tarifário brasileiro, além de também serem benéficos ambientalmente, utilizando gases geradores de efeito estufa para produzir energia elétrica.