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Definição

O biogás é um dos produtos da decomposição anaeróbia (ausência de oxigênio gasoso) da matéria orgânica, que se dá através da ação de determinadas espécies de bactérias.

O biogás é composto principalmente por metano (CH4) e gás carbônico (CO2) e foi descoberto por Shirley, em 1667. No entanto, foi só um século mais tarde que Volta reconheceu a presença de metano no gás dos pântanos. Já no século XIX, Ulysse Gayon, aluno de Louis Pasteur, realizou a fermentação anaeróbia de uma mistura de estrume e água, a 35ºC, conseguindo obter 100 litros de gás por m3 de matéria. Em 1884, Louis Pasteur, ao apresentar à Academia das Ciências os trabalhos do seu aluno, considerou que esta fermentação podia constituir uma fonte de energia para aquecimento e iluminação, devido a presença de metano, o hidrocarboneto de menor cadeia (1 átomo de carbono), principal componente do gás natural e de elevado poder calorífico.

Atualmente, esse processo vem se difundindo como uma forma de tratamento de resíduos por vários países. A recuperação de energia gerada pelos processos anaeróbios teve grande impulso com a crise do petróleo onde diversos países buscaram alternativas para a sua substituição. Entretanto, como descreve NOGUEIRA (1986), as soluções para os problemas de desenvolvimento devem ser apropriadas às necessidades, às capacidades e recursos humanos, aos recursos financeiros e à cultura. Assim, o impulso recebido no período de crise não chegou a constituir um sólido movimento de substituição dos recursos não renováveis por outras fontes renováveis.

Inicialmente, o termo biogás estava associado aos diversos nomes atribuídos a ele, como: gás dos pântanos, gás de aterro, gás de digestor e gás da fermentação, entre outros. Atualmente, o termo refere-se, de forma geral, àquele gás formado a partir da degradação anaeróbia da matéria orgânica.

O primeiro documento relatando a coleta de biogás de um processo de digestão anaeróbia ocorreu em uma estação de tratamento de efluentes municipal da Inglaterra, em 1895, sendo que o primeiro estudo de aproveitamento em uma pequena planta, com uso de estrume e outros materiais remontam de 1941, na Índia. Desde então, o processo anaeróbio tem evoluído e se expandido ao tratamento de resíduos industriais, agrícolas e municipais (ROSS et al, 1996).

VILLEN (2001), discorre sobre digestão anaeróbia, salientando que na natureza existem vários ambientes favoráveis ao desenvolvimento desse processo, sendo representados pelos pântanos, estuários, mares e lagos, usinas de carvão e jazidas petrolíferas.

Esses sistemas possuem concentrações baixas de oxigênio, facilitando a ocorrência desse fenômeno. Da observação casual desses ambientes, o ser humano tomou ciência da possibilidade de produzir gás combustível a partir de resíduos orgânicos ao observar a combustão natural desse gás na superfície de regiões pantanosas.

Posteriormente, passou-se a desenvolver e utilizar esse processo fermentativo para o tratamento de esgoto doméstico, objetivando, principalmente, a destruição da matéria orgânica. O gás produzido era destinado à iluminação.

No começo do século XX, ocorreu na Índia e na China, o início do desenvolvimento de digestores para a produção de gás metano a partir de esterco de animais, principalmente bovinos.
Somente a partir de 1960, a digestão anaeróbia passou a ser pesquisada com caráter mais científico, havendo então grandes progressos quanto à compreensão dos fundamentos do processo e também de projetos de digestores e equipamentos auxiliares.

Segundo CHAMBERS & POTTER (2002), a aplicação da digestão anaeróbia na América do Norte encontra-se, predominantemente, nos domínios da estabilização do lodo do esgoto urbano e no tratamento anaeróbio de efluentes industriais e agropecuários

Durante a digestão anaeróbia, a energia química presente na composição orgânica é largamente conservada, principalmente, como metano.

A composição do biogás é difícil de ser definida, pois depende do material orgânico utilizado e do tipo de tratamento anaeróbio que sofre. Contudo, em linhas gerais, o biogás é uma mistura gasosa composta principalmente por:

  • Metano (CH4): 50% – 70% do volume de gás produzido.
  • Dióxido de carbono (gás carbônico, CO2): 25% – 50% do volume de gás produzido.
  • e traços de outros gases:
    • Hidrogênio (H2): 0% – 1% do volume.
    • Gás sulfídrico (H2S): 0% – 3% do volume.
    • Oxigênio (O2): 0% – 2% do volume.
    • Amoníaco (NH3): 0% – 1% do volume.
    • Nitrogênio (N2): 0% – 7% do volume.