Sistema gasômetro automatizado para quantificação exata e armazenamento de baixas vazões de biogás

Abstract

Resumo: Este trabalho teve como objetivo principal, o desenvolvimento de uma solução prática e de baixo custo para a quantificação exata e o armazenamento de biogás gerado em baixas vazões (bancadas laboratoriais, semi-industriais e residenciais), uma vez que os trabalhos utilizando gasômetros do tipo telescópico existentes, ou fazem a estimativa de produção do biogás de forma manual, ou os sistemas automatizados não fazem a contagem corretamente. A metodologia utilizada foi uma pesquisa aplicada, pois o sistema necessitava ser desenvolvido fisicamente para a avaliação da viabilidade técnica e do funcionamento. Para isso, foi construído o protótipo e configurado de duas maneiras, a primeira (teste 1) com a configuração dos gasômetros tipo telescópico automatizados dos trabalhos utilizados como referência (mas que não possuíram protótipos e dados para comparação) e a segunda (teste 2) com as melhorias propostas neste trabalho. O gasômetro proposto foi confeccionado com garrafas de 10 e 20 litros em PEAD (Polietileno de Alta Densidade) e materiais de baixo custo, e a automatização foi feita utilizando a plataforma Arduino. O sistema é composto por um gasômetro principal, um gasômetro auxiliar, válvulas solenoides na entrada e na saída do gasômetro principal e um sistema de controle das válvulas. A comparação dos resultados dos testes 1 e 2 provou que o gasômetro auxiliar é fundamental para a correta contabilização do biogás. Foi possível identificar que 20% do biogás produzido deixa de ser computado nos sistemas existentes. O sistema ainda deve ser testado com biogás, porém, pode-se concluir que as evoluções aplicadas atenderam o objetivo de ter uma medição exata do biogás produzido e armazenado em gasômetros do tipo telescópico, tornando a obtenção dos dados de quantificação de biogás armazenado mais confiável, visto que enquanto o biogás é liberado no gasômetro principal para a queima ou utilização, o biogás que continua a ser produzido no biodigestor é armazenado separadamente no gasômetro auxiliar, possibilitando a geração e gravação de dados de qualidade.

Abstract: This work had as main objective, the development of a practical and low cost solution for the exact quantification and storage of biogas generated in low-flow (laboratory benches, industry and residences), once the gasometer telescopic type existing works or they estimate the biogas production manually, or the automated systems do not count correctly. The methodology used was an applied research, because the system needed to be developed physically for the evaluation of technical feasibility and operation. The prototype was constructed and configured in two ways, the first one (test 1) with the configuration of the automated telescopic type gasometers of the works used as reference (but that did not have prototypes and data for comparison) and the second one (test 2) with the improvements proposed in this work. The proposed gasometer was made with bottles of 10 and 20 liters in HDPE (High Density Polyethylene) and low-cost materials, and the automation was done using the Arduino platform. The system consists of a main gasometer, an auxiliary gasometer, solenoid valves at the inlet and outlet of the main gasometer and a system to control the valves. The comparison of the results of tests 1 and 2 proved that the auxiliary gasometer is fundamental for the correct accounting of biogas. It was possible to identify that 20% of the biogas produced is no longer computed in the existing systems. The system still has to be tested with biogas, however, it can be concluded that the applied evolutions met the objective of having an accurate measurement of the biogas produced and stored in telescopic type gasometers, making the obtaining of the stored biogas quantification data more reliable, since while the biogas is released into the main gasometer for burning or use, the biogas that is still produced in the biodigester is stored separately in the auxiliary gasometer, enabling the generation and recording of quality data.