Made available in DSpace on 2017-07-10T15:14:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cleber Aimoni Marques.pdf: 1860726 bytes, checksum: 384ef435970008b91758ce448afe1ed5 (MD5) Previous issue date: 2012-01-25 / The energy is of fundamental importance to society, it is necessary for numerous activities of day-to-day, such as cooking, heating, refrigeration, lighting, among many others. Currently, with increasing population, the increasing use of industrial and agricultural machinery as well as fleet vehicles, there has been an increased demand for energy, especially fossil fuels renewable or not. Due to this growth, social and environmental problems arise because most of the sources used to produce fuel and electricity is produced from fossil fuels (oil, coal, natural gas), and burning these fuels releases various gases that are responsible for air pollution. Many countries have invested in the production of clean and renewable energy. This study aimed to evaluate the production of biogas from pig manure and generate electricity using biogas as a primary energy source. Biogas is produced on a farm located in São Miguel do Iguaçu / PR, which uses two digesters for biogas production, whose conversion into electricity is conducted in a motor-generator of 100 kVA or 76 kW. The biogas production data were collected using a gas meter model Roots Meter Series B3. For monitoring the consumption of biogas (m3 / h), the engine to generate electricity (kWh) used a mass flow transmitter of thermal dispersion model Thermatel TA2. The production of electricity (kWh) on the property was measured with a SMART METER T, which is a meter and recorder portable electrical quantities. For an average number of animals housed 4672 was 553 m3/day of biogas produced, making biogas used to generate 847 kWh / day of electricity. The average specific consumption of biogas in the engine 76 kW generator was 0.68 m3.kWh-1 and with an efficiency of 22.21%. The cost of producing electricity using the biogas was 0.45 R$ / kWh, on the other hand the value of energy paid by the concessionaire is 0.14 R$ / kWh, showing no viability. Moreover it was found that if there is a credit sale carbon and the increased production of biogas energy becomes competitive. / A energia é de fundamental importância para toda a sociedade, pois é necessária para inúmeras atividades do dia-a-dia, como cozinhar, aquecer, refrigerar, iluminar, entre tantas outras. Atualmente, com o aumento populacional, o uso crescente de máquinas industriais e agrícolas e também da frota de veículos automotores, gerou-se um aumento na demanda por energia, especialmente de combustíveis fósseis ou não renováveis. Devido a esse crescimento, surgem alguns problemas socioambientais, pois a maioria das fontes utilizadas para geração de combustíveis e eletricidade é de origem fóssil (petróleo, carvão, gás natural), e a queima desses combustíveis, libera vários gases que são responsáveis pela poluição atmosférica. Muitos países têm investido na produção de energia limpa e renovável. O presente trabalho teve como objetivo avaliar a produção de biogás proveniente dos dejetos suínos e a geração de energia elétrica utilizando o biogás como fonte primária de energia. O biogás é produzido em uma propriedade rural localizada na cidade de São Miguel do Iguaçu/PR, a qual utiliza dois biodigestores para produção de biogás, cuja conversão em eletricidade é realizada num moto-gerador de 100 kVA ou 76 kW. Os dados de produção de biogás foram coletados utilizando um medidor de gás modelo Roots Meter Series B3. Para o monitoramento do consumo de biogás (m3/h), pelo motor para geração de energia elétrica (kWh), utilizou-se um transmissor de fluxo de massa de dispersão térmica, modelo Thermatel TA2. A produção de energia elétrica (kWh) na propriedade foi medida com um SMART METER T, o qual é um medidor e registrador portátil de grandezas elétricas. Para uma quantidade média de 4672 animais alojados foi produzido 553 m3/dia de biogás, sendo esse biogás utilizado na geração de 847 kWh/dia de eletricidade. O consumo específico médio de biogás no motor gerador de 76 kW foi de 0,68 m3.kWh-1 e com uma eficiência de 22,21%. O custo de produção de eletricidade utilizando-se o biogás foi de 0,45 R$/kWh, por outro lado o valor da energia paga pela concessionária é de 0,14 R$/kWh, mostrando que não há viabilidade. Por outro lado verificou-se que se ocorrer a venda de créditos de carbono e a ampliação da produção de biogás a energia torna-se competitiva.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2017-03-06T17:29:15Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1233220 bytes, checksum: 7f43bb4187e92aec5ddfb949809b685c (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-06T17:29:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1233220 bytes, checksum: 7f43bb4187e92aec5ddfb949809b685c (MD5) Previous issue date: 2004-04-15 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais / A biodigestão anaeróbia tem sido aplicada para o tratamento de efluentes de agroindústrias alimentícias e de bebidas, tanto em países desenvolvidos como naqueles em desenvolvimento. Contudo, a eficiência do processo de biodigestão anaeróbia é afetada por uma série de fatores que vão desde as condições ambientais, operação do sistema, natureza da matéria prima até ao desenho do biodigestor. Dentre os fatores mais importantes está a temperatura, pois o desenvolvimento dos microrganismos e conseqüentemente a produção de biogás é função da temperatura operacional do biodigestor, ou seja, a mesma temperatura afeta diretamente a dinâmica do processo. Todos os microorganismos produtores de metano são muito sensíveis a alterações de temperatura e qualquer mudança brusca que exceda a 3 °C afeta a produção. Dessa forma é preciso assegurar uma relativa estabilidade de temperatura e ainda a distribuição da mesma no volume de substrato, o mais uniforme possível. O mais importante é evitar variações bruscas, pois, do contrário, os microrganismos não sobrevivem e, portanto, a produção do biogás é interrompida. O objetivo geral do presente trabalho foi avaliar a eficiência de um trocador de calor em manter a temperatura do substrato constante e uniforme. Tal avaliação foi feita com base em parâmetros de eficiência do próprio processo de biodigestão anaeróbia tais como a redução da concentração de sólidos, de Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO) e Demanda Química de Oxigênio (DQO) e, ainda, com base na produção de biogás. Para o estudo foi construído um biodigestor, modelo Indiano, com capacidade útil de 2,20 m 3 , no qual foi instalado um sistema de trocador de calor, tipo serpentina, para o aquecimento do substrato. Na operação considerou se a média aproximada de 6 dag.L -1 de sólidos totais no afluente, concentração considerada adequada a biodigestão anaeróbia de dejetos de suínos. Com base no estudo desenvolvido pôde-se concluir que o sistema de aquecimento proposto foi insuficiente para manter a temperatura do substrato na faixa de temperatura ótima de biodigestão, apesar de tê-la mantido constante em aproximadamente 25 °C. Houve redução de 12,54% na concentração de sólidos totais, de 18,10% na concentração de sólidos voláteis e, de 3,3 e 3,64% , respectivamente, para DQO e DBO. / Anaerobic biodigestion has been used for treating effluents of food and beverage agro-industries in developed as well as developing countries. However, the efficiency of the anaerobic biodigestion process is affected by a number of factors ranging from environmental conditions, system operation, and raw material origin to the biodigester design. Temperature is among the most important factors, because the development of microorganisms and consequently biogas production is a function of the biodigester operational temperature, which means, that the same temperature affects directly the dynamics of the process. All methane-producer microorganisms are very sensitive to temperature alterations and any abrupt change that exceeds 3 °C affects the production. In that way, it is necessary to assure a relative temperature stability and also its distribution in the substrate volume as uniform as it is possible. The most important thing is to avoid abrupt variations because, otherwise, microorganisms will not survive and therefore biogas production is interrupted. The general objective of the present work was to evaluate the efficiency of a heat exchanger in keeping the substrate temperature constant and uniform. Such evaluation was carried out based on efficiency parameters of the anaerobic biodigestion process itself, such as solid concentration reduction, Biochemical Oxygen Demand (BOD) and Chemical Oxygen Demand (COD) and, also biogas production. For the study, a 2,20 m3 work capacity biodigester, Indian-model, was built, having a serpentine-type heat exchange system installed in order to heat substrate. The approximate average of 6 dagL-1 total solids in the tributary was considered in the operation. This concentration is reckoned to be appropriate to swine waste anaerobic biodigestion. Based on the results obtained, it is concluded that the heating system proposed was deficient in keeping the substrate temperature within the range of optimum biodigestion, in spite of having kept it steady in approximately 25 °C. There was reduction of 12,54% in the total solids concentration, 18,10% in the volatile solids concentration, and 3,3 and 3,64% for COD and BOD respectively. / Dissertação importada do Alexandria

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2017-05-31T13:06:29Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 3926441 bytes, checksum: 9dcfd5894b978a15d330cc9b270e4581 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-31T13:06:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 3926441 bytes, checksum: 9dcfd5894b978a15d330cc9b270e4581 (MD5) Previous issue date: 2010-06-09 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais / A utilização de biodigestores para tratamento de dejetos em granjas de suínos possibilita a obtenção de reduções certificadas de emissão (RCEs), também conhecidas como crédito de carbono. Entretanto, o biogás gerado na fermentação contém enxofre na forma de H2S, que é um gás com odor fétido, tóxico e corrosivo, danificando os equipamentos e aumentando os custos com a manutenção e substituição dos mesmos. A adaptação de motores automotivos de combustão interna para queima do biogás vem sendo cada vez mais usada pelos produtores rurais, devido ao menor custo de aquisição, comparado a conjuntos motogeradores vendidos comercialmente. Diante do exposto, o objetivo do presente trabalho foi desenvolver e analisar um sistema de filtragem de biogás, da fermentação anaeróbia de dejetos de suínos, de baixo custo. A análise técnica foi feita por meio da eficiência de remoção do H2S, das características físicas e químicas dos dejetos, da eficiência do biodigestor em remover a carga orgânica e do desempenho do motor de combustão interna adaptado para funcionar com biogás. Os tratamentos foram: filtragem via úmida (0,1 m3 de H2O mais 20 kg de CaO e 10 kg de carvão vegetal); filtragem via seca (50 kg de arame liso recozido no 06 e 10 kg de carvão vegetal); filtragem em série (filtragem via úmida seguido da filtragem via seca). O biogás foi coletado antes e após os filtros, armazenado em bolsas de polivinil nylon e analisado por meio de cromatografia gasosa. Os filtros funcionaram 300 horas em cada tratamento com vazão média de biogás de 12,0 m3.h-1. O óleo lubrificante, o filtro de ar e as velas do motor foram trocados a cada 300 horas de funcionamento. Os parâmetros utilizados na caracterização dos dejetos foram: demanda química de oxigênio; pH; sólidos totais; sólidos fixos totais; sólidos voláteis totais; alcalinidade medida como bicarbonato; ácidos voláteis totais; sulfato; nitrogênio total; potássio total; fósforo total. Os parâmetros estudados para comparar o efeito do biogás no motor foram: concentração dos gases de escape (O2, NO2, CO2, H2S, CO, SO2 e CH4), temperatura do fluido refrigerante, temperatura do óleo lubrificante, temperatura do ar ambiente, composição físico-químico do óleo lubrificante e desgaste físico das peças. Os resultados encontrados indicam que o rendimento do biodigestor em remover a carga orgânica foi aproximadamente 68%; o tratamento em série foi o que melhor removeu o H2S (53,5%); o rendimento teórico máximo do motor foi de 29%, enquanto o rendimento observado foi próximo de 12% para o tratamento que utilizou hidróxido de cálcio como recheio do filtro; os desgastes nos componentes do motor não foram significativos, entretanto o laudo do laboratório recomendava a troca imediata do óleo lubrificante; ambos os tratamentos de filtragem do biogás possibilitaram o motor uma baixa taxa de emissão de gases para a atmosfera, reduzindo a emissão de CH4 e SO2 e mantendo constante a emissão de H2S em aproximadamente 18 ppm. / Utilization of biodigestors for treatment of manure in hog confinements allows for obtaining certified emission reductions (CER) also known as carbon credits. However, biogas generated by fermentation contains sulfur in the form of H2S which has a pungent odor and is toxic and corrosive, damaging equipment and increasing costs of maintenance and equipment substitution. Adaptation of internal combustion automotive engines for burning of biogas are being more and more used by rural producers due to the low capital cost compared to commercially sold engine-generator sets. Therefore, the objective of the present study was to develop and analyze a low-cost filtration system for biogas derived from the anaerobic fermentation of hog manure. A technical analysis was performed by means of the efficiency for removal of H2S, the physical and chemical characteristics of the manure, the efficiency of the biodigestor to remove the organic load and the performance of the internal combustion engine adapted to function with biogas. The treatments were: moist filtration (0,1 m3 of H2O) plus 20 kg of CaO and 10 kg of charcoal), dry filtration (50 kg of smooth coiled no 06 wire and 10 kg of charcoal) and filtration in series (moist filtration followed by dry filtration). Biogas was collected before and after the filters, stored in polyvinyl nylon bags and analyzed by gas chromatography. The filters operated for 300 hours in each treatment with an average biogas flow of 12.0 m3.h-1. The lubricating oil, air filter and sparkplugs of the engine were exchanged after each 300 hours of operation. Parameters utilized for characterization of the manure were: chemical oxygen demand, pH, total solids, total fixed solids, total volatile solids, alkalinity measured as bicarbonate, total volatile acids, sulfate, total nitrogen, total potassium and total phosphorus. The parameters studied to compare the effect of biogas on the motor were: concentration of the exhaust gases (O2, NO2, CO2, H2S, CO, SO2 and CH4), temperature of the cooling fluid, temperature of the lubricating oil, temperature of the ambient air, physical-chemical composition of the lubricating oil and physical wear of the parts. Results indicated that efficiency of the biodigestor to remove the organic load was approximately 68%; and the treatment in series was that which best removed H2S (53.5%); the maximum theoretical efficiency of the engine was 29%, while the observed efficiency was near 12% for the treatment which utilized calcium hydroxide to fill the filter. Wear of the engine components was not severe; however, a laboratory analysis suggested immediate exchange of the lubricating oil. Both biogas filtration methods allowed for low emissions from the engine, reducing CH4 and SO2 emissions and maintaining H2S emission constant at 18 ppm.

Orientador: Profª. Dra. Juliana Tófano de Campos Leite Toneli / Tese ( doutorado)- Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Energia, 2015. / No âmbito da Política Nacional de Resíduos Sólidos, instituída no Brasil no ano de 2010, devem ser considerados como objetivos para a gestão e gerenciamento de resíduos sólidos urbanos (RSU), na seguinte sequência: não geração, redução, reutilização, reciclagem, tratamento e disposição final ambientalmente adequada dos rejeitos. Nesse contexto, este trabalho teve como objetivo principal fornecer subsídios para os gestores analisarem rotas alternativas para disposição final dos resíduos sólidos de grandes centros urbanos levando em consideração o potencial de recuperação energética. Como objeto de estudo, foram considerados os resíduos depositados no aterro sanitário de Caieiras/SP. Foram analisadas três diferentes formas de disposição de RSU que permitem, além do tratamento, a recuperação da energia química da biomassa presente na sua composição e conversão em eletricidade. Os tratamentos considerados foram: ¿ disposição em aterros sanitários com recuperação do biogás, biodigestão anaeróbia em biodigestores e incineração com recuperação energética ¿ avaliando-se principalmente os aspectos tecnológicos, energéticos e ambientais. Para a análise do potencial dos RSU dispostos em aterros sanitários, foram utilizados modelos matemáticos que permitem estimar a produção de biogás em função do potencial de dois importantes parâmetros (potencial de produção de biogás e constante de decaimento). Os resultados obtidos para o aterro de Caieiras apresentaram uma variação de até 54% entre um modelo e o outro, sendo que os valores mínimo e máximo obtidos para a geração de metano no ano de 2015 foram de 100 a 220 milhões de Nm3. Para avaliação da biodigestão anaeróbia em biodigestores, foram avaliados dois modelos matemáticos que permitem estimar a produção de metano em função dos diversos fatores que interferem no processo (concentração de acetato e de micro-organismos, da variação do pH, dentre outros). Os resultados obtidos para a biodigestão anaeróbia apresentaram uma variação de até 32% em relação à faixa considerada para a concentração de sólidos totais (2,4 a 39%), sendo que os valores mínimo e máximo obtidos para a biodigestão anaeróbia da fração orgânica dos RSU foram de 100 e 220 milhões de Nm3 de CH4/ano, respectivamente. No caso da incineração, foram considerados seis modelos matemáticos empíricos (baseados nas análises imediata, gravimétrica e elementar) para estimar o poder calorífico inferior (PCI) dos RSU. Foram consideradas três alternativas: incineração dos RSU sem segregação dos seus componentes, incineração considerando segregação dos materiais recicláveis e incineração considerando a separação da fração orgânica dos RSU para biodigestão. Os resultados obtidos para a incineração apresentaram uma variação de até 40% entre um modelo e o outro, sendo que os valores mínimo e máximo obtidos para o PCI dos RSU foram de 4,87 e 8,26 MJ/kg, considerando a coleta indiferenciada. Baseados nos resultados obtidos, conclui-se que a incineração apresenta os melhores resultados do ponto de vista do potencial de conversão energética. Assim, este trabalho fornece subsídios para os gestores definirem rotas alternativas para disposição final dos resíduos sólidos urbanos, considerando a possibilidade de aproveitamento energético. / Within the framework of National Solid Waste Policy, established in Brazil in 2010, should be considered as principles for the management of municipal solid waste (MSW), in the following order: non-generation, reduction, reuse, recycling, treatment and environmentally sound disposal of waste. In this context, this work aimed to provide subsidies for managers define alternative routes for disposal of municipal solid waste, considering the possibility of energy recovery of waste generated in large urban centers, taking as a basis MSW intended for landfill Caieiras/SP. Three different forms of MSW disposal have been considered that enable, in addition to treatment, the recovery of chemical energy of the biomass present in the composition and conversion of electricity. These treatment forms were - disposal in landfills, anaerobic digestion in biodigesters and incineration - especially considering the technological, energy and environmental aspects. To analyze the potential of MSW disposed in landfills, it was used mathematical models, which allow to estimate the biogas production from the potential of two important parameters (biogas potential and decay constant). The results obtained for Caieiras landfill showed a variation of up to 54% between one model and another being that the minimum and maximum values obtained for methane generation in the year 2015 were 100 to 220 million Nm3. For evaluation of anaerobic digestion in biodigesters, two mathematical models were studied, which allow estimating the methane production from various factors that affect the process (concentration of acetate and mico-organisms, changes in pH, among others). The results for the anaerobic digestion showed a variation of up to 32% for the range of total solids content assumed (2.4 to 39%), and the minimum and maximum values obtained for the anaerobic digestion of the organic fraction of MSW were 100 to 220 million Nm3 CH4/year respectively. In the case of incineration were evaluated six empirical mathematical models (based on immediate analysis, gravimetric and elemental) used to estimate the lower heating value (LHV) of MSW. Three alternatives were considered: MSW incineration without segregation of its components, incineration considering segregation of recyclable materials and incineration considering the separation of the organic fraction of MSW. The results obtained for the incineration showed a variation of up to 40% between one model and another being the minimum and maximum values for the LHV of MSW 4.87 and 8.26 MJ/kg respectively for undifferentiated collection. Based on these results, it is concluded that the incineration provides the best results from the point of view of energy conversion potential. Thus, this work provides subsidies for managers define alternative routes for disposal of municipal solid waste, considering energy use.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:23:06Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2001-09-27Bitstream added on 2014-06-13T19:08:56Z : No. of bitstreams: 1 steil_l_me_araiq.pdf: 799428 bytes, checksum: ea2cd9b8adbc44bdd76ac6b53c7d3a09 (MD5) / Investigou-se a influência da utilização de inóculos sobre a digestão anaeróbia de resíduos de aves de postura, frangos de corte e suínos em biodigestores modelo batelada com volume útil de 60 L operados à temperatura ambiente, por meio da caracterização do potencial e distribuição da produção de biogás ao longo do tempo, o estudo da redução de sólidos, a análise das características dos efluentes quanto à concentração de ácidos graxos voláteis e por meio da determinação do número mais provável (NMP) de coliformes fecais e totais nos afluentes e efluentes. Avaliou-se também a atividade metanogênica nos biodigestores com 10 % de inóculo. Foram testadas três concentrações de inóculo: 0, 10 e 15 %. Os resultados mostraram que os resíduos de aves de postura, frangos de corte e suínos são bons substratos para o processo de digestão anaeróbia, apresentando potenciais médios que variaram de 0,3828 a 0,4403 m3, de 0,3495 a 0, 3915 m3, e de 0,1949 a 0,4466 m3 de biogás por kg de ST adicionados, respectivamente para resíduos de aves de postura, frangos de corte e suínos. Com base em todos os parâmetros estudados, as concentrações de inóculo que promoveram melhores resultados foram 10 % para resíduos de aves de postura e frangos de corte, e 15 % para resíduos de suínos. O tratamento anaeróbio revelou-se eficiente na remoção de coliformes totais e fecais independente da concentração de inóculo, alcançando porcentagens médias de redução de NMP que variaram de 99,71 % de 1,09 x 102 a 100 %. A atividade metanogênica específica foi mais elevada nas amostras provenientes dos biodigestores operados com resíduos de aves de postura (0,0340 mmol CH4 g-1 SV h-1), seguida pelos resíduos de frangos de corte (0,0188 mmol CH4 g-1 SV h-1) e suínos (0,0029 mmol CH4 g-1 SV h-1). Estes resultados parecem estar mais associados aos teores... / This study was carried out in 60 L volume batch digesters at ambient temperature and investigated the inoculums concentration effects on anaerobic digestion of laying hens, poultry and piggery wastes through evaluation of potential and distribution of biogas production along the time, solids removal, analyze of volatile fatty acids efluent concentration and by monitoring the most probable number (MNP) of total and faecal coliforms in the inffluents and effluents. Specific methanogenic activity (SMA) into the 10 % inoculum digesters was also measured. Three inoculum concentrations (0, 10 and 15 %) were tested. Results showed that laying hens, poultry litter and piggery wastes are good substrats to anaerobic digestion. The potential biogas production varied from 0.03828 to 0.4403 m3, 0.3495 to 0.3915 m3 and 0.1949 to 0.4466 m3 of biogas kg-1 of total solids added, respectively for laying hens, poultry and piggery wastes. The best results for inoculum concentration were 10 % for laying hens and poultry wastes, and 15 % for piggery wastes. Anaerobic digestion was efficient for reduction of the most probable mean number of total and faecal coliforms. Reduction of MNP mean varied from 99.71 of 1,09 x 102 to 100 %. SMA test showed the best activity was from laying hens wastes (0,03400 mmol CH4 g-1 SV h-1), followed by poultry wastes (0,01877 mmol CH4 g-1 SV h- 1) and by piggery wastes (0,00293 mmol CH4 g-1 SV h-1). Results of SMA test appear to be most affected by volatile solids content of the samples than the best ability of the microrganisms to convert substrate. The best organic load rate for activity test were 0,25 g DQO g-1 SV.

A tecnologia da biodigestão anaeróbia tem sido comprovada como uma das mais eficientes no tratamento dos dejetos de suínos, esta tecnologia, encontra-se num crescimento tímido em Angola facilitando assim uma poluição maior dos Rios, solos e o ar atmosférico, por falta de tratamento adequado da biomassa produzida por milhares de suínos existentes neste País. O emprego do biogás como fonte de energia para o funcionamento dos equipamentos ainda encontra limitações de ordem tecnológica e por falta de informação, organização e em muitos casos apoios tecnológicos e de instituições governamentais ou Não Governamentais. Este trabalho avaliou a viabilidade técnica, na implantação de Biodigestores na Região de Icolo Bengo em Angola. Foi estudada a implantação de Biodigestores, Modelo Indiano, na fazenda Menga assim como o potencial de geração de energia elétrica existente na produção de Biogás. O tratamento anaeróbio dos resíduos de Suínos como fonte renovável de energia, dentro de um conceito de desenvolvimento sustentável e de racionalização da produção sem agressão ao Meio-Ambiente também são referenciados mostrando que esta tecnologia pode ser apropriada como estratégia de conservação e uso eficiente da energia elétrica que é muito escasso em Angola. O emprego da biodigestão anaeróbia neste caso é possível e desejável, uma vez que contribui para preservação do Meio Ambiente, viabiliza os modernos sistemas de confinamento e reduz o custo da produção assim como ajuda na produção de energia elétrica e de fertilizantes. Um sistema integrado foi proposto e será aplicado na Fazenda Menga, como um dos projetos pioneiros em Angola. / The technology of anaerobic digestion has been proven as one of the most effective in the treatment of pig slurry, In Angola this technology is growing in a shy, so faculties a greater pollution of rivers, soil and atmospheric air for lack of adequate treatment of biomass produced by thousands of pigs in this country. The uses of biogas as an energy source for the operation of the equipment still meets the technological, and for lack of information, organization and often support technological and governmental institutions or NGOs. This study evaluated the technical feasibility, for implementation of the Biodigestors in Icolo-Bengo in Angola. We studied the implementation of Biodigestors, Indian Model, at Menga farm as well as potentially generating power existing in the production of biogas. The anaerobic treatment of swine waste as a renewable source of energy, within the concept of sustainable development and rationalization of production without aggression to the Environment are also referred to showing that this technology may be appropriate as conservation and energy efficiency electricity that is not much in this country. The use of anaerobic digestion in this case is possible and desirable, as it contributes to preservation of the environment, makes possible the modern systems of containment and reduces the cost of production as well as help in the production of electricity and fertilizers. An integrated system was proposed and will be implemented at the Menga farm, as one of the pioneer projects in Angola.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2017-05-19T12:13:48Z No. of bitstreams: 1 soraiachafianabackdemoura.pdf: 1039537 bytes, checksum: 6e4756a8c6e322b6ede60724913c6861 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-05-19T14:42:48Z (GMT) No. of bitstreams: 1 soraiachafianabackdemoura.pdf: 1039537 bytes, checksum: 6e4756a8c6e322b6ede60724913c6861 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-19T14:42:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 soraiachafianabackdemoura.pdf: 1039537 bytes, checksum: 6e4756a8c6e322b6ede60724913c6861 (MD5) Previous issue date: 2017-02-24 / Os dejetos animais podem ser utilizados em biodigestores no processo de biodigestão anaeróbia, produzindo biofertilizante e gerando biogás e energia. Pelo fato do processo biológico produzir biogás e biofertilizante é importante identificar a população bacteriana, bem como seu perfil de resistência aos antimicrobianos. O objetivo deste trabalho foi avaliar microbiologicamente a biodigestão anaeróbia, e a resistência a antimicrobianos de bactérias, em biodigestores de escala piloto, alimentados com dejetos de suínos e com dejetos de bovinos, bem como comparar os métodos de identificação bioquímico e molecular. Inicialmente a morfologia dos isolados bacterianos foi confirmada pela coloração de Gram, em seguida as amostras foram identificadas fenotipicamente pelo método semi-automatizado BBL Crystal Identification System® e posteriormente genotipicamente pelo sequenciamento das amostras de rDNA 16S. O perfil de susceptibilidade a antimicrobianos foi determinado pelo método de disco-difusão. Os grupos microbianos encontrados foram os Bacilos Gram Negativos da família Enterobacteriaceae e os cocos Gram positivos, com a prevalência de Escherichia coli e Enterococcus faecium, respectivamente. Quanto a susceptibilidade aos antimicrobianos, para os isolados do gênero Staphylococcus a penicilina foi a droga que apresentou o maior índice de resistência (78,9%), seguida da oxacilina (57,9%), sendo a maioria dos isolados (94,7%) sensíveis à combinação de ampicilinasulbactam e ao levofloxacino (78,9%). Para os isolados do gênero Enterococcus os maiores índices de resistência foram detectados para a rifamicina (48%) e eritromicina (32%), com elevada sensibilidade ao levofloxacino (88%) e à vancomicina (80%). As linhagens de E.coli avaliadas apresentaram uma alta sensibilidade à amicacina (85,7%) e a maior resistência se deu para o antimicrobiano ampicilina (42,8%). A utilização do biofertilizante gerado pela biodigestão de dejetos suínos e bovinos deve ser criteriosa, devido à persistência de espécies potencialmente patogênicas no efluente final, algumas das quais apresentam resistência a antimicrobianos relevantes para o tratamento em humanos e em animais. / Animal waste can be used in the anaerobic biodigestion process producing biofertilizer and generating biogas and energy. Due to the production of biogas and biofertilizer in the biodigestor, it is important to identify its bacterial population as well as the antimicrobial susceptibility profile. The aim of this study was to evaluate the diversity of enterobacteria and of Gram-positive cocci isolated from pilot scale anaerobic biodigestors fed with porcine and bovine fecal matter and to compare biochemical and molecular methods of identification. Initially, the morphology of the bacterial isolates was confirmed by Gram staining, then the samples were identified phenotypically by the semi-automated BBL Crystal Identification System® biochemical kit, and finally genotypically by sequencing rDNA 16S.The antimicrobial susceptibility profile was determined by the disc diffusion method. The microbial groups found were the Gram negative bacilli belonging to the family Enterobacteriaceae and the Gram- positive cocci, with the prevalence of Escherichia coli and Enterococus faecium, respectively. For the Staphylococcus species, the highest resistance rate was detected for penicillin (78,9%) and oxacillin (57,9%), with the great majority (94,7%) susceptible to ampicillin/sulbactam and levofloxacin (78,9%). For the isolates belonging to the genus Enterococcus, the highest resistance ratios were detected for rifamicin (48%) and erythromycin (32%), and with high susceptibility to levofloxacin (88%) and vancomycin (80%). The Escherichia coli strains exhibited high susceptibility to amikacin (85,7%), showing the highest resistance ratio to the antimicrobial ampicillin (42,8%). The use of biofertilizers produced from the biodigestion of swine and bovine fecal matters must be judicious due to the persistence of potentially pathogenic species in the final effluent, some of which show resistance to relevant antimicrobial in the treatment of human and animal infections.

El presente trabajo de investigación se desarrollará en el Centro Poblado Las Canteras en el Distrito de Pátapo, Provincia de Chiclayo, Departamento de Lambayeque, en donde existen viviendas muy dispersas ubicadas en las chacras, que se ubican alejadas de las líneas eléctricas convencionales, es así que dichos pobladores no pueden acceder al servicio de energía eléctrica, por lo que viven en oscuridad por las noches, sin poder realizar actividades, en especial los niños. Otro problema que existe en estas viviendas es el uso de cocinas artesanales instaladas sin ningún criterio técnico, que utilizan leña para la cocción de sus alimentos extrayendo dicha materia de la tala de algarrobos existentes en la zona. Las viviendas en la zona son de material rústico: adobe y techo de calamina, siendo la concina uno de los ambientes de la vivienda, lugar donde se produce bastante humo, es por ello que para solucionar dicho inconveniente se ha propuesto diseñar un sistema de producción de biogás para uso domiciliario, a partir del estiércol de ganado vacuno existente en el Centro Poblado Las Canteras, con una producción diaria de estiércol de 314,0 kg/día; PH de 7,3; materia seca 6%; cuyo potencial de Biogás a producir es de 0,55 m3/día. De este estudio se determina que el Biodigestor a implementar, será Tubular tipo Taiwán, por necesitar técnicas de construcción sencillas además su ser económico, para su construcción se requerirá de una fosa de 4 m de largo, con 1 m de profundidad y 1,2 m de ancho en superficie. El tamaño de la Biobolsa será de 1,25 m de diámetro por 4 m de longitud, con un volumen total de 4,90 m3 y un volumen para el almacenaje de biogás de 1,60 m3. El presupuesto total que involucra la implementación del Biodigestor asciende a S/. 3 909,20 y los gastos de operación y mantenimiento son de S/. 300 al año. Finalmente, con este tipo de trabajos se ha logrado utilizar residuos locales y poder satisfacer las necesidades de energía eléctrica de los pobladores Centro Poblado Las Canteras.

La construcción de biodigestores para tratar residuos orgánicos provenientes de la producción agropecuaria (estiércoles de animales) a fin de obtener biogás, es una práctica habitual en poblaciones agropecuarias ubicadas en zonas tropicales y son menos construidas en zonas frías dado que no resultan producir la misma cantidad de biogás que los construidos en las zonas cálidas. Esto se debe a que las bajas temperaturas o fluctuaciones de temperaturas día/noche que ocurren en estas zonas, disminuyen la temperatura dentro del biodigestor provocando una inhibición en la producción de biogás que se obtiene de la fermentación de estos residuos a temperatura constante. Es necesario entonces investigación acerca de nuevos diseños de biodigestores para adaptarlos satisfactoriamente a zonas frías. El trabajo de tesis plantea un procedimiento para el dimensionamiento y análisis térmico de biodigestores de pequeña escala que permitirá encontrar un mejor diseño adaptado a climas fríos en el Perú. La instalación de biodigestores permitirá que familias productoras agropecuarias ubicadas en zonas rurales del Perú, tengan un adecuado tratamiento de sus residuos orgánicos y además se beneficien con un combustible renovable que puede ser usado para calefacción de una vivienda o para uso doméstico. Para conseguir este objetivo se propone un procedimiento de cálculo estandarizado que puede ayudarse del uso de un software de elaboración propia, que dimensiona los biodigestores y calcula las pérdidas de calor. En primera instancia se hace un análisis de la demanda energética en la vivienda, para luego relacionar esta demanda de energía con una cantidad equivalente en metros cúbicos de biogás, que a su vez, se relacionan directamente con una cantidad de animales que el usuario debe tener. Finalmente se analizan alternativas para remediar las variaciones de temperaturas dentro del biodigestor con calentadores activos o pasivos, y se determinan conclusiones y recomendaciones para mitigar las pérdidas de calor dentro del biodigestor.

En la presente investigación se desarrolló el diseño de un sistema híbrido para dotar de energía térmica a un motor Stirling, orientado a su uso en zonas rurales. El funcionamiento del sistema es tal que, durante el día aproveche la energía solar, y por la noche utilice la energía otorgada por la flama de biogás. El lugar elegido para el estudio es Marayhuaca, Incahuasi, donde se tiene una temperatura ambiente de 14,3 °C, y una irradiancia solar de 650 W/m2. El motor utilizado es un Stirling tipo beta de 15 W, con una temperatura en el receptor reportada de 730°C y un consumo de GLP de 0,0874 g/s. Para alimentar el motor se diseñó un biodigestor de 5,2 m3 cargado por una mezcla estiércol: agua en la proporción de 1:3; con un tiempo de retención hidráulico de aproximadamente un mes (29 días), y se incluyó una caseta tipo invernadero para mantener la temperatura interna mayor a la temperatura ambiente; el caudal necesario para el funcionamiento es de 0,57 m/h. Para captar la energía solar se seleccionó una antena parabólica OFFSET reciclada de 66 cm, sin embargo, no se obtuvieron resultados satisfactorios, ya que teóricamente la temperatura alcanzada en el foco fue de 229 °C. Finalmente, se estableció la distribución de los componentes del sistema híbrido, el concentrador debe estar orientado al norte a una inclinación de 30°, y el biogás pasa por una etapa de purificación y almacenamiento, y luego se transporta hasta el receptor del Stirling.