Análise e Proposta de um Modelo Matemático para Viabilidade de Instalação de Biodigestores em Propriedades Rurais Destinadas a Ordenha

Resumo

A utilização de energia renovável é hoje tema abordado em todo mundo devido à preocupação com a preservação do meio ambiente, aliado com as recentes crises energéticas. Entre as energias renováveis, a biomassa possui grande destaque por sua disponibilidade. O esterco bovino é uma das mais abundantes e quando fermentado corretamente por meio de biodigestão anaeróbia, tem-se o biogás que possui um alto poder calorífico, pois é composto em sua maior parte por gás metano. A partir da queima do biogás em motores de Ciclo Otto acoplados a geradores, tem-se energia elétrica. Dentro desse contexto, o presente trabalho tem como objetivo realizar um estudo de caso na Fazenda Milk Mel, localizada no município de Araçatuba/SP. No estudo busca-se desenvolver um modelo matemático que avalia a possibilidade de instalação de um sistema para geração de energia elétrica a partir do biogás, visando o aproveitamento dos dejetos bovinos provenientes do confinamento de 170 vacas leiteiras. Primeiramente fez-se um estudo para verificar se a propriedade poderia gerar energia elétrica suficiente para suprir sua demanda. Para isso, estimou-se a quantidade de dejetos produzidos pelos animais confinados dentro do estábulo. De acordo com Barreira, [1] uma vaca produz em média 1,046 kg de dejetos por hora. Se cada vaca permanecer 15 horas dentro do estábulo, tem- se 15,69 kg de dejetos por dia de cada animal. Para calcular quanto de dejeto se tem no período de um mês, multiplicou-se a quantidade de animais pela quantidade de dejetos produzidos por animais e pelo total de dias, obtendo 80.019,00 kg/mês. Em seguida, estimou-se a quantidade de biogás que pode ser gerada pela propriedade a partir dos estudos de Barreira, [1] que afirma ser necessários 25 kg de esterco fresco de vaca para se produzir um metro cúbico (m3) de biogás. Se a propriedade tem capacidade de produzir 80.019,00 kg/mês de dejetos, isto resultará em 3.200,76 m3/mês de biogás gerado. Com estes resultados, pode-se estimar a quantidade de energia elétrica a ser gerada. Segundo Barreira [1], cada m3 de biogás equivale 6000 kcal, que equivale a 6,96 kWh. A propriedade tem capacidade de gerar 3.200,76 m3/mês; logo, a quantidade de energia gerada será de 22.277,289 kWh/mês. A propriedade consome atualmente 16.075 kWh/mês, portanto, tem-se um excedente de 6.200,289 kWh/mês. A partir dos cálculos verificou-se que a propriedade pode  ser autosuficiente economicamente e diante deste contexto, um modelo matemático foi proposto, com vista a obter resultados que possam servir de apoio à tomada de decisões quanto a implantação de biodigestores em propriedades rurais destinadas à ordenha ([2], [3]). [...]