MONITORAMENTO DE BIODIGESTORES POR SISTEMA COMPUTACIONAL INTEGRADO À PLATAFORMA IOT

Reator Anaeróbio. Biogás. Biomassa. Bioenergia. Filtro Metano

O biodigestor tem o objetivo de dar tratamento adequado aos resíduos orgânicos que seriam descartados de forma inapropriada no meio ambiente. Resíduos estes que em seu processo de decomposição são responsáveis pela liberação de gases causadores do efeito estufa, como o gás carbônico (CO2) e o gás metano (CH4), também pela contaminação do solo e da água através do chorume produzido neste processo. Na biodigestão, esses resíduos orgânicos são transformados em gás combustível e biofertilizantes. O objetivo deste trabalho foi a construção de um sistema computacional que possibilitasse o monitoramento em tempo real dos parâmetros de grandezas físicas envolvidas no processo da biodigestão aplicados ao estudo de filtros biológicos do biogás gerado. Para o desenvolvimento deste trabalho foram modelados e construídos, utilizando materiais reciclados, quatro protótipos de biodigestores de bancada, adaptados com módulos de sensores eletrônicos para coleta e envio de dados em tempo real, por meio de plataforma IoT (Internet das Coisas), ao sistema desenvolvido nesta pesquisa, denominado UNIBIO. Foram utilizadas plataformas de hardware e de software embarcado baseadas em Microcontrolador de baixo custo, compatível com Arduino. O Sistema foi baseado em conceitos e tecnologias englobadas pela Indústria 4.0. Utilizou-se softwares de licença-livre. Para o ensaio do processo de biodigestão foi utilizado como matéria orgânica o esterco bovino fresco diluído em água potável na proporção de 1:1. Os parâmetros físicos monitorados eletronicamente pelos sensores foram: concentração dos gases metano (CH4), carbônico (CO2) e sulfídrico (H2S), temperaturas do biogás, da biomassa e do ambiente, umidade relativa do ar e pressão manométrica no biogás. Como resultado, o sistema apresentou os seguintes dados analíticos para os protótipos com filtros combinados numerados em P1(sem filtros), P2(água), P3(água e esponja de aço) e P4(água e palha de aço): melhor desempenho para o filtro do protótipo P3 que apresentou biogás (CH4 66,7%, H2S 16 ppm), seguido pelo filtro P4 (CH4 66,1%, H2S 18 ppm), P2 apresentou (CH4 64,9%, H2S 31 ppm) e por fim o referencial P1 apresentou (CH4 60,7%, H2S 88 ppm). O sistema apresentou satisfatoriamente a série histórica da variação das grandezas físicas monitoradas pelos sensores.