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Avaliação da produção de hidrogênio a partir da codigestão anaeróbia de resíduos sólidos orgânicos e glicerol residual da produção de biodiesel

Introdução

O uso indiscriminado de combustíveis fósseis, os problemas ambientais relacionados ao aquecimento global e as necessidades de adequação às legislações ambientais cada vez mais rigorosas estimulam o desenvolvimento de novos recursos energéticos. Nesse contexto, a produção de biocombustíveis (biodiesel, etanol e biogás) surge como uma opção atraente para controlar os efeitos adversos relacionados com a oferta de energia a partir de fontes convencionais.

O hidrogênio (H2) vem sendo apontado como uma alternativa energética promissora, devido ao seu elevado teor de energia por unidade de massa (142 kJ g-1) e baixo potencial de poluição, uma vez que só produz água quando usado como comburente. Além disso, ele pode ser obtido a partir de matérias-primas oriundas de diferentes fontes, renováveis ou não, e por meio de vários métodos de produção. Nos setores de energia e transporte, o H2 pode ser utilizado diretamente em células a combustível ou motores de combustão interna.

Dentre os métodos biológicos disponíveis para geração de H2, a fermentação anaeróbia vem se destacando por ser de fácil operação, baixo custo e por possibilitar o uso de uma ampla variedade de matérias residuais como substratos quando comparada a outros processos biológicos existentes. A produção biológica de H2 constitui uma alternativa tecnológica bastante promissora, uma vez que a utilização de biomassa residual promove tanto a obtenção de energia limpa, quanto à redução e estabilização de resíduos orgânicos.

A quantidade crescente de resíduos sólidos urbanos gerados tem sido uma preocupação constante em todo o mundo. No ano de 2014, no Brasil, foram coletadas 64,4 milhões de toneladas de resíduos sólidos urbanos, domiciliares e públicos, dos quais 58,5% foram dispostos de forma inadequada em lixões e aterros controlados. Outro tipo de resíduos que vem atraindo atenção é o glicerol bruto proveniente da indústria de produção de biodiesel, fortemente relacionada com a expansão na produção de biocombustíveis. No Brasil, a mistura de 7% de biodiesel com o diesel convencional, de petróleo, tornou-se obrigatória em 2014. Consequentemente, observou-se um aumento da quantidade de biodiesel produzida nos últimos anos, a qual atingiu 3,9 milhões de m3 em 2015. Estima-se que cerca de 10% em massa dos produtos oriundos da produção de biodiesel corresponde ao glicerol, principal subproduto desse processo.

O desenvolvimento e implementação de processos sustentáveis é uma necessidade absoluta para o aproveitamento de diferentes resíduos (municipais e industriais), e, por conseguinte, redução do impacto ambiental associado ao descarte inadequado dos mesmos. Assim, uma opção interessante é a codigestão de resíduos orgânicos com substâncias biodegradáveis, tais como glicerol, que juntos podem aumentar a carga de matéria orgânica biodegradável e conduzir a uma maior produção de biogás.

Apesar do glicerol bruto ser um substrato atraente para aumentar a produção de biogás por digestão anaeróbia, poucos estudos relatam o seu uso como cosubstrato para a produção de H2. Embora existam estudos prévios que investigaram o efeito da adição de glicerol na digestão de fração orgânica sintética de resíduos sólidos urbanos e de resíduos industriais, a codigestão de glicerol e resíduos alimentares reais foi pouco explorada. Sendo assim, o presente trabalho teve como objetivo avaliar o efeito da adição de 1% (v v-1) de glicerol (proporção comumente reportada na literatura), como cosubstrato, na produção de H2 durante a fermentação anaeróbia de resíduos alimentares.

Autores: Fabrícia M. S. Silva, Luciano B. Oliveira, Claudio F. Mahler e João P. Bassin.

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