_Hinrichs_Kleinback

Cap. 16 Biomassa: das Plantas ao Lixo 445
A Tabela 16.2 apresenta a energia potencial disponibilizada pela produção agrícula e
florestal comercial nos Estados Unidos. Vinte por cento da área de terra livre norte-americana
(nos 48 Estados contíguos) é dedicada à produção agrícola e 30% é coberta com florestas
comerciais e nativas. Em termos do seu valor energético, o milho é a maior cultura.
Os processos para a conversão de biomassa em outras formas de energia são numerosos,
mas podem ser classificados em três tipos:
1. Combustão direta — a queima de biomassa para produzir calor para o
aquecimento de ambientes ou para a produção de eletricidade através de uma
turbina de vapor. Qualquer coisa — de resíduos sólidos e sobras de colheitas a
madeira — pode servir como combustível para este processo.
2. Pirólise — a decomposição térmica de resíduos em um gás ou líquido (com um
relativamente baixo valor de aquecimento) sob altas temperaturas (500°C a
900°C) em uma atmosfera pobre em oxigênio.
3. Processos bioquímicos — decomposição de resíduos orgânicos em uma
atmosfera deficiente em oxigênio — com a produção de gás metano (digestão
anaeróbica) ou a fermentação controlada para a produção dos álcoois etanol
e metanol.
A digestão anaeróbica é um processo de decomposição por meio do qual bactérias
convertem material orgânico em gases metano e dióxido de carbono na ausência de oxigênio.
Este é um método utilizado atualmente nas estações municipais de tratamento de
esgotos para a remoção de matéria orgânica e a destruição de microorganismos nocivos. O
processo pode utilizar resíduos agrícolas — como o esterco — para gerar um gás com um
valor de aquecimento de 500 Btu/pés 3 a 600 Btu/pés 3 (gás natural de metano puro tem
um valor de aquecimento de cerca de 1.000 Btu/pés 3 ). Nas estações de tratamento de esgoto,
este gás é queimado para fornecer as temperaturas necessárias para a rápida decomposição
dos resíduos.
A digestão anaeróbica normalmente ocorre em digestores construídos para conter
uma mistura pastosa de resíduos e água. Se a matéria-prima é esterco bovino, o produto é
um gás composto de cerca de 60% metano e 40% dióxido de carbono. Uma libra de esterco
bovino irá produzir cerca de 1 pé 3
de gás e a produção anual de uma vaca é equivalente à
energia de aproximadamente 50 galões de gasolina. Este gás (denominado biogás) pode
ser utilizado para aquecimento, cozimento, refrigeradores a gás, geração de eletricidade e
outras demandas por energia. Digestores no Quênia, com volumes de 1,5 m 3 (16 pés 3 ),
produzem cerca de 0,75 m 3
(8 pés 3 ) de biogás por dia a partir do esterco diariamente produzido
por duas vacas — o que é suficiente para cinco horas de iluminação ou uma hora
de cozimento. A utilização de usinas de biogás tem sido crucial na China e na Índia, com
mais de 1 milhão de usinas em operação. Dois terços das famílias nas áreas rurais da China
utilizam biogás como seu combustível primário.
A Figura 16.5 mostra um digestor de metano de pequena escala. O tanque coletor tem
uma cobertura flutuante para permitir a expansão do gás. Os resíduos e a água são misturados
com microorganismos que convertem os resíduos em biogás. A faixa de temperatura
na qual a bactéria digestora trabalha varia de 35°C a 43°C (95°F a 110°F). Sendo assim, é
necessária uma fonte externa de calor (como um coletor solar). Além do biogás, outro produto
útil do digestor é o fertilizante. Resíduos sólidos domésticos e lodo de estação de
tratamento de esgotos podem ser combinados em um processo com calor para fornecer
outro produto útil — composto. Uma usina em Massachusetts utiliza materiais provenientes
de aterros para produzir um produto comercializável. Ar e calor são adicionados à
mistura de resíduos domésticos e lodo de estação de tratamento de esgotos para fazer o
composto. O produto pode ser utilizado na agricultura e em paisagismo.