O BIODIGESTOR

O meio ou aparelho através do qual se processa a Biodigestão, é denominado como Biodigestor.

Além de infindável número de biodigestores naturais, como o solo, as águas estagnadas e os cursos de água, existem os biodigestores desenvolvidos e implantados pelo homem, com finalidades distintas, as quais geralmente visam acelerar o processo de Biodigestão.

Exemplos típicos, são os biodigestores para produção de antibióticos em laboratórios farmacêuticos, as cubas de fermentação do caldo de cana para produção de aguardente e de álcool, os lagares de fermentação do môsto de uvas para a produção de vinhos, as fossas para saneamento de dejectos humanos, e muitos outros.

Genèricamente, de acôrdo com sua utilização, os biodigestores podem ser classificados em três tipos:

1 - Biodigestores Industriais

2 - Biodigestores Urbanos

3 - Biodigestores Agrícolas

Falaremos aqui sòmente dos biodigestores agrícolas, cuja finalidade é não só a degradação de matéria orgânica, mas também a obtenção de um produto de alta concentração de nutrientes para os vegetais, que é utilizado como adubo ou fertilizante, denominado como Biofertilizante.

Não cabe aqui contar a história dos biodigestores, posto que muitas de suas facêtas são bem conhecidas, mas é interessante mencionar uma breve sequência evolutiva daqueles utilizados atualmente.

Quando o homem chegou ao ponto de ter que plantar vegetais para a sua subsistência, foi aos poucos notando que estes apresentavam melhor desenvolvimento, quando plantados em solos que tinham ou mostravam indícios de matérias ou dejetos orgânicos em decomposição, ou já decompostos.

Destas observações, surgiu a ideia de construir poços (as esterqueiras), para depositar essa matéria orgânica, constituida não só de resíduos vegetais, como também os de animais, e até mesmo dejectos humanos, a qual fermentava e produzia adubo.

O manejo da esterqueiras, mostrou que era mais prático impermeabilizá-las, e dado os maus odores que surgiam nas mesmas, era melhor que fossem tampadas.

Verificou-se então, que das esterqueiras emanavam gases combustíveis, os quais eventualmente queimavam, produzindo uma chama azulada, semelhante aos fogos fátuos dos pântanos e dos cemitérios.

Sabemos hoje, que esses gases são essencialmente constituidos de Gás Metano, Gás Carbónico ou Dióxido de Carbono e Gás ou Ácido Sulfídrico.

Verificou-se ainda, que no fundo impermeável das esterqueiras, se acumulava um líquido viscoso e muito forte (concentrado), que quando despejado no solo, "queimava" as plantas.

Numa série de tentativas e êrros, experimentou-se diluir esse líquido, e só então descarregá-lo no solo.

E o resultado foi muito bom, dado que as plantas regadas com o mesmo, se desenvolviam muito bem.

Hoje sabemos que esse líquido é produto de uma Biodigestão Anaeróbia, e deu-se a ele o nome de Biofertilizante.

Acompanhando os conhecimentos científicos, os biodigestores evoluiram, bem como também evoluiu o conhecimento das diversas fases da Biodigestão.

De posse desses conhecimentos, passou então a ser possível projetar e construir os Biodigestores, para atender às nossas diversas necessidades.

Dentro de um biodigestor, a biodigestão da matéria orgânica processa-se em diversas fases, as quais podemos resumir da seguinte forma.

1 - REAÇOES ENZIMÁTICAS - Auxiliadas por ações mecânicas, as enzimas agem como catalizadores nas reações que transformam os compostos orgânicos complexos, tornando-os mais simples, e hidrolozando-os, facilitando assim a ação de ácidos e bactérias, e tornando a digestão mais fácil, como acontece so sistema gástrico dos animais.

Convém lembrar, que o processo de digestão dos alimentos nos animais, inclusive no homem, é uma biodigestão, pois na sua maior parte, se processa por bactérias.

Uma das mais importantes reações desta fase, é a tranformação dos produtos amiláceos presentes na matéria orgânica, em açúcares.

2 - AÇÃO DO OXIGÉNIO E BACTÉRIAS - Nesta fase, a matéria orgânica (parte digerida e parte não digerida) já beneficiada pelas enzimas, é submetida à ação do oxigénio e de bactérias aeróbias e mistas, provenientes dos escrementos dos animais, provocando a formação de compostos de cadeias simples, e solúveis na água.

3 - ATAQUE BACTERIANO - Aqui, a matéria orgânica parcialmente decomposta, é submetida à ação de leveduras alcoólicas, que transformam os açúcares provenientes dos amiláceos submetidos à ação da enzimas na primeira fase, em álcoois.

Também por ação de bactérias, os álcoois transformam-se em ácido acético, e êste, reage com vários compostos presentes, formando acetatos.

Esta fase ainda é predominantemente aeróbia, uma vez que se processa na presença do Oxigenio do ar.

4 - FASE ÁCIDA MISTA - Durante esta fase, misturam-se as ações de bactérias aeróbias e anaeróbias, num meio ainda ácido.

O meio de cultura vai-se tornando paulatinamente neutro, e propício à ação e predominância de bactérias anaeróbias, como as bactérias metanogénicas.

A ação das bactérias anaeróbias, neutralizando o meio de cultura, dá início então, a uma nova fase.

5 - FASE ANAERÓBIA NEUTRA - Esta fase é caracterizada pela predominância total de bactérias anaeróbias, consequência de condições de vida que lhes são mais favoráveis do que às bactérias aeróbias e mistas.

Pela ação das bactérias anaeróbias predominantes, nosso meio de cultura já é uma biomassa composta de Humus, soluções coloidais e soluções moleculares ionizadas.

Nesta fase, a biomassa apresenta-se neutra, e seu "DBO" (Demanda Biológica de Oxigénio) já é mínimo, e geralmente zero.

6 - FASE DE OXIGENAÇÃO OU AERAÇÃO - Esta é a última fase do processo, e por ela, se faz a redução e eliminação do "DQO" (Demanda Química de Oxigénio).

Além de disciplinar e acelerar a Biodigestão, o biodigestor também armazena os gases provenientes da mesma, que são passíveis de utilizar-se para geração de energia térmica, e para engarrafamento.

Um biodigestor agrícola genérico, deve ser projetado de forma que se constitua numa série de câmaras interligadas, para que em cada uma delas se desenvolva de maneira independente, cada uma das fases da Biodigestão, como pode ser visto no esquema que segue.

As funções de cada câmara podem ser assim descritas:

1 - CÂMARA DE RECARGA - Aqui é feita a carga dos resíduos constituintes da matéria orgânica, os quais são submetidos a uma trituração, e misturados com água.

Nesta câmara, também se processa uma aeração, e a matéria orgânica passa por transformações fisico-químicas, catalizadas por enzimas, e realizadas por bactérias, sendo que uma das principais reações, é a transformação dos produtos amiláeos em açúcares.

Geralmente esta câmara tem capacidade para reter a matéria orgânica por 5 dias.

2 -  CÂMARA DE TRATAMENTO AERÓBIO - Nesta, continua-se com a aeração da matéria orgânica, e processa-se uma fermentação aeróbia ácida, quando os açúcares são transformados em álcoois, e êstes se transformam em ácido acético, sendo que o ácido assim obtido, forma acetatos, e o nível de DQO (Demanda Química de Oxigénio) é reduzido.

O dimensionamento desta câmara, geralmente é feito para uma retenção da massa por 15 dias.

3 - CÂMARA DE TRATAMENTO MISTO - Processa-se nesta câmara uma fermentação mista, entre aeróbia e anaeróbia ácidas, iniciando-se já a tendência para a fermentação anaeróbia neutra.

Aqui, o nível de DBO (Demanda Biológica de Oxigénio) começa a declinar, e inicia-se a formação de Biogás e do Humus.

As dimensões desta câmara devem permitir a retenção da matéria orgânica durante 15 dias.

4 - CÂMARA DE TRATAMENTO ANAERÓBIO - Nesta câmara, a fermentação anaeróbia é totalmente dominante, e temos a formação ampla de Biofertilizante, de Humus e de Biogás.

O dimensionamento desta câmara, deverá ser de forma a permitir a retenção da biomassa dentro da mesma, durante 15 dias.

5 - CÂMARA DE TRATAMENTO ANAERÓBIO - Esta câmara é igual em tudo à câmara anterior, e nela, continua a fermentação anaeróbia.

6 - TANQUE DE AERAÇÃO - Neste tanque, é feita a aeração para nitrificação através da ação de bactéria nitrificantes, e drástica redução do nível de DQO.

7 - DEPÓSITO DE BIOFERTILIZANTE PURO - Sua finalidade principal, é a estocagem do Biofertilizante, deverá ter capacidade para 30 dias de produção do biodigestor, e deve ter comunicação com os tanques de mineralização.

8 - TANQUE DE MINERALIZAÇÃO - Geralmente tem capacidade de 10 metros cúbicos.   Aqui, quando necessário, faz-se a correção da composição química do Biofertilizante.

9 - TANQUE DE MINERALIZAÇÃO - Igual em tudo ao tanque anterior.

Um biodigestor é um equipamento complexo, e para sua construção, é necessário um projeto bem desenvolvido, que envolve um trabalho de engenharia, o qual deverá ser levado a efeito por profissionais com bastante vivência nessa área.

É pois recomendável, senão necessário, que aqueles que desejarem construir um equipamento desse tipo, procurem uma acessoria com profissionais habilitados para essa tarefa.

O Biodigestor Agrícola, é um implemento como um trator ou uma colheitadeira ou um sistema de irrigação.

Necessita de um operador, e de manutenção, o que exige pessoal treinado, treinamento esse que deverá ser proporcionado por acessores capacitados para tanto.

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