[pt] DESENVOLVIMENTO DE UM SIMULADOR PARA A GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA A PARTIR DO BIOGÁS ORIUNDO DE RESÍDUOS ALIMENTARES

[en] DEVELOPMENT OF A SIMULATOR FOR THE GENERATION OF ELECTRIC ENERGY FROM BIOGAS DERIVING OUT OF FOOD WASTE

[pt] LETICIA VIDAL OZORIO

[pt] ENERGIA

[pt] DIGESTAO ANAEROBIA

[pt] RESIDUO SOLIDO

[pt] BIOGAS

[pt] MATERIA ORGANICA

[pt] DEMANDA ENERGETICA

[en] ENERGY

[en] ANAEROBIC DIGESTION

[en] SOLID WASTE

[en] BIOGAS

[en] ORGANIC MATTER

[en] ENERGY DEMAND

[pt] O aumento da demanda energética e sua expressiva dependência em combustíveis fósseis, assim como a crescente geração de resíduos sólidos e sua disposição inadequada, estão associados a altas emissões de gases do efeito estufa, fator de grande desequilíbrio ambiental. Desta forma, o tratamento de resíduos através da digestão anaeróbia surge como uma alternativa para ambas as questões, devido ao seu principal produto, o biogás, de alto potencial energético. Diante disso, o objetivo deste trabalho é, a partir do levantamento de dados na literatura, obter correlações entre os parâmetros mais importantes do processo, e estimar a quantidade de biogás e de matéria orgânica necessária para suprir a demanda de energia elétrica da Estação de Educação Ambiental da PUC-Rio. Os processos estudados indicam uma temperatura de trabalho média de 37 graus Celsius, implicando em um caráter mesofílico, com valores médios para o pH e volume do reator de 6,9 e 9,5 L respectivamente. Também foi identificado que as produções de metano (CH4) mais elevadas são oriundas de processos contínuos de uma só fase com substratos que sofreram codigestão e que os valores médios de produção de biogás e CH4 são de 0,509 e 0,343 m3/ kg.VS, sendo o teor médio de CH4 no biogás de 62,17 porcento. A partir dos dados coletados e de suas médias, da demanda de energia elétrica levantada e da escolha de um cenário em que um motor Diesel opera em modo dual, com substituição parcial de um biogás com 85 porcento de CH4, se estimou a necessidade de um volume de biogás de 414 m3/mês e 39,4 kg TS/dia de alimentação de matéria orgânica ao biodigestor. A universidade, por sua vez, diante de sua geração diária de resíduos alimentares, poderia suprir 38,6 porcento da demanda energética.

[en] The increase in energy demand and its significant dependence on fossil fuels, as well as the growing generation of solid wastes and their inappropriate disposal, are associated with a high number of greenhouse gas emissions, a factor of great environmental imbalance. That being, the treatment of residues through anaerobic digestion appears as an alternative to both issues, due to its main product, biogas, which has high energy potential. Therefore, the aim of this work, based on data collection in the literature, is to obtain correlations between the most important parameters of the process, and to estimate the amount of biogas and organic matter needed to supply the electricity demand of the Environmental Education Station of PUC-Rio. The processes studied indicate an average working temperature of 37 Celsius degrees, implying a mesophilic character, with mean values for pH and reactor volume of 6.9 and 9.5 L, respectively. It has also been found that the higher methane (CH4) productions come from single-phase continuous processes with substrates from codigestion and that the average biogas and CH4 production values are 0.509 and 0.343 m3 / kg.VS, with an average content of CH4 in the biogas of 62.17 percent. Based on the collected data and their averages, the raised demand for electric energy and the selection of a scenario in which a diesel engine operates in dual fuel mode, with partial replacement of a biogas with 85 percent CH4, the need for a biogas volume of 414 m3/month and 39,4 kg TS/day of organic matter feed to the digester was estimated. Therefore, considering the daily food waste production in the university, it would be possible to meet 38,6 percent of electrical energy demand.

FLORIAN ALAIN YANNICK PRADELLE

THAIS CRISTINA CAMPOS DE ABREU

2019-05-23

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https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.38238