Este documento apresenta um guia didático sobre biogás, abordando seu potencial como fonte de energia renovável na América Latina e Caribe. O documento discute os objetivos gerais e específicos do curso, a estrutura do curso, os recursos biodegradáveis para produção de biogás, o processo de digestão anaeróbica, as tecnologias de digestores, a geração e uso do biogás e casos práticos de aplicação.

1. Guía didático 1
Guía Didático
O Biogás

2. Guía didático 2
Guía Didático
O Biogás
OBJETIVOS
Objetivo geral
Concebe como objetivo geral proporcionar uma perspectiva global do Biogás em um contexto energético e
ambiental da região da América Latina e do Caribe (ALC). No módulo se apresentam os fundamentos
teóricos relativos ao processo de biodigestão anaeróbica e revelam-se aspectos técnicos precisos para obter
um amplo conhecimento desta energia renovável, da fonte de produção ao seu aproveitamento final, em
seus diferentes âmbitos tais como: características dos recursos, tecnologias existentes, composição e
produção, aplicações atuais e novos desenvolvimentos. O aluno realizará dois casos práticos nos quais
poderá aplicar os conhecimentos adquiridos. Do mesmo modo, será fornecida informação de projetos
relacionados com o biogás que estão sendo realizados atualmente na ALC.
Objetivos específicos
 Aproximar e introduzir aos alunos o conhecimento e a importância do Biogás, a fim de estimular a
implantação desta energia renovável na América Latina e no Caribe.
 Revelar aos alunos os diferentes tipos e características de resíduos biodegradáveis existentes
(resíduos agroindustriais, resíduos pecuários, fração orgânica dos resíduos urbanos, lodos de ETAR),
como recurso para a produção de biogás, bem como sua importância atual como fonte energética, a
fim de que possam avaliar, bom base nas suas características e geração, o potencial do biogás em
seus respectivos países da América Latina e do Caribe. Será feita uma especial menção aos resíduos
agropecuários e à produção e utilização do biogás no âmbito rural, tendo como marco de aplicação
a região da América latina e do Caribe (ALC).
 Revelar aos alunos os benefícios ambientais e energéticos que podem ser obtidos com uma
adequada gestão dos resíduos biodegradáveis.
 Estudar os fundamentos do processo de biometanização, a microbiologia, os fatores que influenciam
na operação e controle do processo e os produtos finais.
 Informar os diversos tipos de digestores anaeróbicos existentes, bem como a seleção do mais
adequado em função das características do resíduo biodegradável a tratar.
 Revelar os digestores anaeróbicos mais adequados para o meio rural em países em vias de
desenvolvimento. Os alunos realizarão um caso prático que terá como objetivo determinar o
desenho de um digestor para o tratamento de resíduos pecuários no meio rural, o biogás que pode
ser obtido e suas possíveis aplicações.

3. Guía didático 3
 Estudar o processo de geração de biogás nos aterros, a infraestrutura de extração e aproveitamento
necessária e os benefícios de sua extração. Os alunos aplicarão o modelo de produção de biogás de
aterro LandGEM versão 3.02 da EPA a um aterro sanitário cujos dados serão fornecidos.
 Revelar o conceito de aterro biorreator e expor as investigações que estão sendo realizadas,
principalmente nos Estados Unidos, a fim de considerá-lo como possível futura aplicação na
América Latina e no Caribe.
 Estudar a composição e as características do biogás, revelando suas diversas aplicações atuais e os
novos desenvolvimentos que estão sendo realizados. Analisar os possíveis usos aplicáveis na
América Latina e no Caribe.
 Informar experiências bem sucedidas realizadas em países da América Latina e do Caribe sobre a
produção e uso do Biogás através de casos práticos de plantas atualmente em funcionamento.
Finalmente, este módulo foi preparado para responder às dúvidas que alunos da ALC possam ter sobre o
biogás.

4. Guía didático 4
ESTRUTURA DO CURSO
1. Introdução
1.1. Desenvolvimento sustentável
Resumo do Capitulo 1
2. Resíduos Biodegradáveis
2.1. Parâmetros de Caracterização do Resíduo
2.2. Resíduos Pecuários
2.2.1. Produção
2.2.2. Composição
2.2.3. Características dos resíduos pecuários
2.2.4. A Pecuária na América Latina e no Caribe
2.3. Resíduos Agroindustriais
2.3.1. Características dos resíduos agroindustriais
2.3.2. Geração de resíduos agroindustriais na América Latina e no Caribe
2.4. Os Resíduos Sólidos Urbanos
2.4.1. Produção
2.4.2. Composição
2.5. Lodos de ETAR
2.5.1. Produção de lodos
2.5.2. Características
2.5.3. Lodos de ETAR na América Latina e no Caribe
2.6. Mescla de resíduos: A codigestão
Resumo do Capitulo 2
3. A Digestão Anaeróbica ou Biometanização
3.1. Síntese Histórica: Descobrimento do Biogás
3.2. Benefícios ambientais e vantagens da Digestão Anaeróbica
3.2.1. Benefícios ambientais da digestão anaeróbica
3.2.2. Vantagens da digestão anaeróbica
3.3. Biodegradabilidade dos componentes da matéria orgânica
3.4. Etapas do Processo Anaeróbico
3.4.1. Hidrólise
3.4.2. Fase Acidogênica
3.4.3. Fase Acetogênica
3.4.4. Fase Metanogênica
3.4.5. Formação de ácido sulfídrico

5. Guía didático 5
3.5. Produtos Finais do processo de Digestão Anaeróbica
3.5.1. O Biogás
3.5.2. O Digestor
3.6. Fatores que influenciam na operação e controle de os processos anaeróbicos
3.6.1. Fase de arranque. Inoculo inicial
3.6.2. pH
3.6.3. Alcalinidade
3.6.4. Ácidos graxos voláteis
3.6.5. Potencial redox
3.6.6. Temperatura
3.6.7. Nutrientes
3.6.8. Toxicidade e inibição
3.6.9. Homogeneização
3.6.10. Tempo de residência hidráulico
3.6.11. Tempo de retenção de sólidos
3.6.12. Velocidade de carga orgânica
Resumo do Capitulo 3
4. Tecnologias anaeróbicas. Digestores no meio rural de países em desenvolvimento
4.1. Síntese histórica: Evolução da tecnologia
4.2. Tipos de digestores em função de a frequência de carga
4.2.1. Digestor Batch o descontínuo
4.2.2. Digestores de tipo contínuo
4.2.3. Digestores de tipo semicontínuo
4.3. A Digestão Anaeróbica em áreas rurais de países em desenvolvimento
4.3.1. Integração da tecnologia
4.3.2. Vantagens e inconvenientes da aplicação dos biodigestores básicos no meio rural
4.4. Digestores de pequena escala e baixo custo
4.4.1 Digestor anaeróbico de cúpula fixa
4.4.2 Digestor anaeróbico de tambor flutuante
4.4.3 Digestor anaeróbico tubular de polietileno
4.5. Construção e desenho de um digestor tubular de polietileno
4.5.1. Dimensionamento e desenho
4.5.2. Materiais para a construção
4.5.3. Região de trabalho
4.5.4. Construção da estrutura para o digestor
4.5.5. Instalação do digestor e primeira carga

6. Guía didático 6
4.5.6. Construção da Estufa
4.5.7. Construção da Linha de gás
4.5.8. Produção de Biogás
4.6. Fatores que influenciam na operação e controle deste tipo de digestores
4.7. Programas para o desenvolvimento. Experiências na ALC em Digestores de baixo custo
4.7.1. Os Biodigestores familiares de baixo custo no Peru. Experiências em Cusco e Cajamarca
Resumo do Capitulo 4
5. Tecnologias anaeróbicas avançadas
5.1. Interação entre substrato, nutrientes e microrganismos
5.2. Tecnologia dos digestores anaeróbicos de Biomassa Suspensa
5.2.1. Mescla Completa ou CSRT
5.2.2. Fluxo Pistão
5.2.3. Contato
5.2.4. Leito expandido de lodos ou UASB
5.3. Tecnologia de os digestores anaeróbicos de Biomassa Aderida
5.3.1. Biomassa aderida a superfícies fixas
5.3.2. Biomassa aderida a superfícies móveis
5.4. Digestores de duas Fases
5.5. Comparação entre as distintas tecnologias
5.6. Evolução dos digestores industriais
5.7. Experiência prática na América Latina: planta do Rum Brugal na República Dominicana
5.7.1. Introdução
5.7.2. Processo
5.7.3. Planta de tratamento das vinhaças geradas no Rum Brugal
5.7.4. Características da digestão anaeróbica de Brugal
5.7.5. Características do Biogás obtido na planta
5.8. O projeto singular e estratégico PROBIOGAS
5.8.1. Objetivo
5.8.2. Alcance
Resumo do Capitulo 5
6. Biogás de aterro sanitário de RSU
6.1. Situação na América Latina e no Caribe com relação ao tratamento dos RSU
6.2. Etapas do processo de formação de biogás em um aterro sanitário
6.3. Conveniências da extração do biogás
6.4. Infraestrutura de extração e aproveitamento do biogás em um aterro sanitário
6.4.1. Poços de captação e Linhas de condução

7. Guía didático 7
6.4.2. Tocha
6.4.3. Estação de regulação e medida
6.4.4. Sistemas de limpeza e eliminação de água e compostos corrosivos
6.4.5. Sistema de aproveitamento do biogás
6.4.6. Custos de investimento associados
6.5. Potencial energético de um aterro sanitário
6.5.1. Produção de biogás em um aterro sanitário
6.5.2. Potencial do biogás
6.6. Projetos MDL em aterros sanitários. Experiências na América Latina e no Caribe
6.6.1. Caso prático. Nova planta no aterro sanitário de Bordo Poniente (México)
6.7. Aterro Biorreator Anaeróbico
6.7.1. Características dos aterros biorreatores
6.7.2. Vantagens potenciais de os aterros biorreatores
6.7.3. Fatores a serem considerados nos aterros biorreatores
6.7.4. Pesquisas da EPA sobre o aterro sanitário biorreator. Caso prático: aterro do Condado de Yolo
Resumo do Capitulo 6
7. O Biogás
7.1. Características dos principais constituintes
7.1.1. Metano
7.1.2. Dióxido de carbono
7.1.3. Compostos minoritários
7.2. Equivalências do Biogás com outros combustíveis
7.3. Utilização do Biogás como fonte de energia
7.3.1. Obtenção de calor por combustão direta
7.3.2. Geração de eletricidade
7.3.3. Sistemas de cogeração
7.3.4. Integração em a rede de gás natural
7.3.5. Combustível para veículos
7.4. Produção de energia a partir de Biogás na ALC
7.5. Tratamento do biogás em função do uso
7.5.1. Redução de umidade
7.5.2. Redução de H2S
7.5.3. Redução de CO2
7.5.4. Tratamento mediante filtros
Resumo do Capitulo 7

8. Guía didático 8
MAPA CONCEITUAL

9. Guía didático 9
METODOLOGIA E PLANO DE ATIVIDADES
Para estudar este curso é preciso ler e compreender os conceitos teóricos que serão encontrados na
documentação. Nestes conteúdos de estudo estão os aspectos que logo serão avaliados nas
atividades do curso, que são:
 Visualização do conteúdo multimídia e realização da avaliação teste do mesmo. No teste
serão apresentadas 5 perguntas com varias respostas possíveis e somente uma correta.
Dispõe-se de 2 tentativas para realiza-lo. Para superar esta atividade o participante deve
acertar 80% das respostas (4 respostas corretas).
 Leitura da documentação. Em primeiro lugar, é necessário ler o texto extenso do módulo e,
logo, aprofundar os aspectos ou conceitos mais interessantes. Para tanto, dispõe-se de uma
ampla bibliografia.
 No caso prático 1 propõe-se melhorar as condições energéticas de uma família rural que
mora em um país em desenvolvimento a partir dos resíduos gerados pelos animais de sua
pequena fazenda. Casos como este estão sendo realizados na região da América Latina e do
Caribe. Para tanto, a partir dos dados fornecidos, deverá ser realizado: o desenho de um
digestor de baixo custo e de sua estrutura, o desenho das duas primeiras cargas ao digestor,
uma estimação da produção de biogás que pode ser obtida e, finalmente, possibilidades de
utilização da energia obtida. Com este exercício o aluno se familiarizará com os conceitos
aprendidos.
Neste teste serão apresentadas perguntas com várias respostas possíveis e somente uma
correta. Dispõe-se de 5 tentativas para realiza-lo. Para superar esta atividade o participante
deve acertar 100% das respostas.
 No caso prático 2 propõe-se estimar a geração de biogás em um aterro sanitário através da
aplicação do modelo matemático “Landfill Gas Emisions Model” (LandGEM) Versão 3.02, o
mais utilizado nos Estados Unidos e na América Latina. Com este exercício o aluno se
familizará com a aplicação do modelo matemático.
Neste teste serão apresentadas perguntas com várias respostas possíveis e somente uma
correta. Dispõe-se de 5 tentativas para realiza-lo. Para superar esta atividade o participante
deve acertar 100% das respostas.
 Teste final de auto-avaliação que poderá comprovar se os conceitos ministrados no módulo
foram assimilados, bem como o grau de conhecimentos adquiridos. Do mesmo modo, servirá
como referencia para avaliar os conceitos que possam ser necessários consolidar através de
uma nova leitura do módulo e/ou acessando a bibliografia.
Neste teste serão apresentadas 20 perguntas com várias respostas possíveis e somente uma
correta. Dispõe-se de 1 hora e 2 tentativas para realiza-lo.
Para superar esta atividade o participante deve acertar 80% das respostas (16 respostas
corretas).

10. Guía didático 10
Para completar adequadamente o curso, estima-se uma dedicação de 16 horas distribuídas conforme seja
mais conveniente para cada participante. Por ser uma modalidade de auto-formação, permite-se
flexibilidade na realização das atividades, ainda que se recomende regularidade no curso, dedicando-se de
um a duas horas diárias para seu melhor aproveitamento.
Em todas as atividades, que permitem mais de uma tentativa para sua realização, será considerada a
tentativa com qualificação mais alta como resultado final.

11. Guía didático 11
DIPLOMA
No final do curso CIEMAT e UNIDO expedirão um diploma de aproveitamento para os participantes que
superem os seguintes requisitos:
 Visualização de 100% do conteúdo e superar 80% da avaliação associada ao mesmo.
 Realizar os casos práticos e responder corretamente 100% das perguntas associadas aos mesmos.
 Superar 80% do teste de auto-avaliação final.
Uma vez superados estes requisitos, o participante terá acesso à seção correspondente da Aula
Virtual para fazer o download do diploma de aproveitamento em formato eletrônico.