Biodigestor

PROJETO BIODIGESTOR

INTRODUÇÃO:

O presente trabalho foi desenvolvido na Escola de Ensino Infantil e Fundamental Professor Marcilio Dias de San Thiago localizada no bairro Vila Manaus em Criciúma, com os alunos do 5º ao 8º ano.

Foi desenvolvido com os alunos a origem do biodigestor e todo o processo de desenvolvimento do biogás com restos de alimentos.

O biodigestor foi construído pelos alunos sob a orientação e supervisão do professor.

OBJETIVOS

Desenvolver conhecimentos relativos a reciclagem, a produção de biogás e biofertilizante através da construção de um biodigestor;

 Trabalhar com os alunos as fórmulas químicas que envolvem todo o processo de fermentação anaeróbica no biodigestor.

METODOLOGIA

Foram realizadas aulas expositivas dialogadas sobre a origem e função do biodigestor; as formulas químicas que envolvem o processo de formação do biogás e biofertilizante.

Os alunos foram levados à campo para construção do biodigestor. Todo o material para sua execução foi cedido pela Prefeitura Municipal de Criciúma dentre eles: pá, tijolo, cimento, areia, brita, ferro,  mangueiras, cano de PVC, válvula de gás, etc.

Os alunos junto ao professor construíram um pré-projeto da planta do biodigestor antes do mesmo ser concretizado. Após, a planta (desenho) foi colocada em pratica, sendo colocado tijolo por tijolo até atingir uma altura de 1,50m e 80 por 60cm de largura. Na parte inferior do biodigestor  foi feito um buraco para a saída do biofertilizante através de um cano de PVC (150cm),  na parte superior, na tampa foi colocado uma mangueira chumbada para a saída do biogás e uma válvula de gás de cozinha sendo o gás injetado diretamente no botijão. O biofertilizante foi jogado diretamente na horta escolar.

Após a construção completa do biodigestor o mesmo recebeu água e material orgânico como cascas de frutas e legumes. O biodigestor foi fechado para que então ocorresse o processo de fermentação anaeróbica. A tampa foi chumbada com cimento para que a vedação completa fosse garantida, pois qualquer entrada de ar comprometeria o desenvolvimento das bactérias anaeróbicas.

RESULTADOS

Foi produzido uma certa quantidade de  biogás mas foi produzido muito mais biofertilizante, que foi jogado na horta onde serviu muito para regular o pH do solo, assim gerando hortaliças e chãs.

Apostila para pesquisa dos alunos  ( material para leitura)

Introdução

      Os restos de materiais orgânicos como a suinocultura passou por grandes transformações nas últimas décadas, intensificando e concentrando-se em algumas regiões do Brasil, especialmente no Sul do Brasil, expandindo agora para o Centro-Oeste. Os avanços tecnológicos da atividade não foram acompanhados pela questão de tratamento dos resíduos, ou seja, dos dejetos de suínos e lixo orgânicos. Um dos motivos foi a pouca capacidade de investimento dos produtores, uma vez que o custo para manejo e tratamento sempre foi alto e não gerava retorno. Com o surgimento de tecnologias para este fim, os produtores perceberam que, com a utilização correta de alguns sistemas, seria possível agregar valor aos dejetos produzidos em suas propriedades, além de amenizar o problema.

Biodigestor anaeróbico é um equipamento usado para a produção de biogás, uma mistura de gases – cerca de 75% CO2 e 25% metano - produzida por bactérias que digerem matéria orgânica em condições anaeróbicas (isto é, em ausência de oxigênio). Um biodigestor nada mais é que um reator químico em que as reações químicas têm origem biológica.

Utilização

      O biogás pode ser usado como combustível em substituição do gás natural ou do Gás Liquefeito de Petróleo (GLP), ambos extraídos de reservas minerais. O biogás pode ser utilizado para cozinhar em residências rurais próximas ao local de produção (economizando outras fontes de energia, como principalmente lenha ou GLP). Pode também ser utilizado na produção rural como, por exemplo, no aquecimento de instalações para animais muito sensíveis ao frio (leitões até 15 dias de idade, por exemplo) ou no aquecimento de estufas de produção vegetal.

Pode ser usado também na geração de energia elétrica, através de geradores elétricos acoplados a motores de explosão adaptados ao consumo de gás. Exemplo um motor de caminhão como gerador de eletricidade.

Equivalência energética

Um metro cúbico (1 m³) de biogás equivale energeticamente a :

·      1,5 m de gás de cozinha;

·      0,52 a 0,6 litro de gasolina;

·      0,9 litro de álcool;

·      1,43 kWh de eletricidade;

·      2,7 kg de lenha (madeira queimada).

         O efluente (o líquido que sai do biodigestor após o período de tempo necessário à digestão da matéria orgânica pelas bactérias) possui propriedades fertilizantes. Além de água, o líquido efluente, conhecido como biofertilizante, apresenta elementos químicos como nitrogênio, fósforo e potássio em quantidades e formas químicas tais que podem ser usados diretamente na adubação de espécies vegetais através de fertirrigação. O biofertilizante possui entre 90 a 95 % de água (isto é, 5 a 10% de fração seca do líquido). Nessa base seca, o teor de nitrogênio - dependendo do material que lhe deu origem - fica entre 1,5 a 4% de nitrogênio (N), 1 a 5% de fosfato (P2O5) e 0,5 a 3% de potássio (K20).O mesmo biodigestor que trata os dejetos vindos do estábulo ou da pocilga ou do confinamento de bovinos pode ser ligado ao esgoto doméstico das residências. Embora sejam usados primordialmente como fonte de energia e de fertilizantes orgânicos para produtores rurais, o biodigestor também pode ser enfocado como um sistema de tratamento de esgotos humanos para pequenas comunidades urbanas.

Condições anaeróbicas

As condições ótimas de vida para as bactérias anaeróbicas são:

Inexistência de Ar

       O Oxigênio (O2) do ar é letal para as bactérias anaeróbicas. Se houver oxigênio no ambiente, as bactérias anaeróbicas paralisam seu metabolismo e deixam de se desenvolver. As bactérias aeróbicas (que utilizam o oxigênio em seu metabolismo) produzem dióxido de carbono (CO2) como produto final de sua respiração. As Archaeas metanogênicas produzem metano (CH4). Enquanto que o metano é um gás rico em energia química e, portanto, pode ser usado como combustível, o dióxido de carbono já está totalmente oxidado e não pode ser usado como combustível. Se o biodigestor não estiver hermeticamente vedado contra a entrada de ar, a produção de biogás não ocorre porque as bactérias anaeróbicas morrem e as aeróbicas sobrevivem. O biogás produzido será então rico em CO2 e não em metano. Assim, o biodigestor deve assegurar uma completa hermeticidade que cause uma completa falta de oxigênio em seu interior, isto é, a completa anaerobiose do ambiente necessária para o metabolismo das bactérias anaeróbicas.

Temperatura adequada

     A temperatura no interior do biodigestor é um parâmetro importante para a produção de biogás. As archaeas que produzem metano são muito sensíveis a alterações de temperatura. Alterações de temperatura que excedam 45 graus Celsius ou vão abaixo de 15 graus Celsius paralisam a produção de biogás. Assim, outro papel do biodigestor também é o de assegurar certa estabilidade de temperatura para as bactérias.

Nutrientes

      Os principais nutrientes dos micro-organismos são o carbono, nitrogênio e sais minerais. Fontes ricas de nitrogênio são os dejetos de animais (inclusive seres humanos). Fontes ricas de carbono são os restos de culturas vegetais. Os sais minerais presentes nos dejetos animais e resíduos vegetais são suficientes para a nutrição mineral das bactérias. No entanto, se não houver um adequado equilíbrio de compostos de carbono (que fornecem a energia) e de compostos nitrogenados (que fornecem o nitrogênio) não ocorrerá uma eficiente produção de biogás.

Teor de água

        O material a ser fermentado deve possuir em torno de 90 a 95 % de umidade em relação ao peso. Tanto muita água quanto pouca água são prejudicial. O teor da água varia de acordo com as matérias-primas destinadas à fermentação. Esterco de bovino (que possui em média 84% de umidade) precisa ser diluído em 100% de seu peso em água. Já o de suínos (com 19%) precisa de 130% de seu peso em água. O de ovinos e caprinos, em 320%.

Tipos de biodigestores

Biodigestor anaeróbico tubular

O biodigestor é composto de :

Caixa de entrada – Esta é à parte do biodigestor em que é feito o carregamento dos resíduos animais e vegetais. Os resíduos podem ser submetidos a uma trituração e diluídos com água até atingirem o teor adequado de umidade (90 a 95% de água).

Biodigestor propriamente dito - Dentro do biodigestor, na área de entrada de materiais, processa-se inicialmente uma fermentação aeróbica ácida na qual os açúcares simples presentes no material são fermentados e se transformam em acetato (ou ácido acético). No corpo do biodigestor passa a ocorrer uma fermentação anaeróbica concomitante. As bactérias que produzem acetato usam todo o oxigênio presente na carga inicial e o ambiente interno do biodigestor tende a ficar anaeróbico e as bactérias que sobrevivem são apenas as anaeróbicas. Elas utilizam o acetato em seu metabolismo e o transformam em metano. O ambiente torna-se totalmente anaeróbico e a formação de biogás ganha a maior eficiência. O dimensionamento do biodigestor deve permitir a retenção da biomassa. O nível de DBO (Demanda Biológica de Oxigênio) do líquido em fermentação declina e ele começa a se transformar em biofertilizante.

Caixa de saída - A cada volume de carga na entrada corresponde à saída do mesmo volume de líquido do biodigestor. Este líquido deve ser armazenado em condições aeróbicas para que, sob a ação de bactérias nitrificastes, sofra uma última e drástica redução do seu nível de DBO. Estas reações bioquímicas finais resultam na formação do biofertilizante. Como também deve estocar o produto, este tanque aberto deve ter capacidade de armazenar cerca de 30 dias de produção do biodigestor.

Qual o melhor local para construção dos Biodigestores

        É indicado local que  produzem resíduos orgânicos diariamente que sirva como fonte de alimentação para as bactérias que transformara em biogás. Sua alimentação é descontinua e a produção de gás não é constante. A matéria orgânica é adicionada no biodigestor, e fica armazenado por um tempo determinado até a degradação de o material ocorrer e a biogás ser produzido. Por exemplo, um biodigestor com esterco bovino fica em média trinta a quarenta dias fechados, sem oxigênio, ocorrendo somente a retirada do gás. Depois é aberta, a biomassa restante é retirada, podendo ser utilizada como biofertilizante, e novamente é adicionada a matéria, repetindo-se o processo.

Breve histórico da origem do biodigestor:

      O biodigestor, que na década de 1970 esteve no auge, caindo em desuso na década seguinte, vindo a renascer na década de 1990. A Embrapa, vinculada ao Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento, dois fatores foram decisivos para o retorno desta tecnologia. “Um deles se refere à legislação ambiental, que cobra cada vez mais do produtor a responsabilidade com o meio ambiente no tratamento dos resíduos da atividade. Outra causa foi à crise de energia enfrentada pelo país e a busca por energias renováveis, de baixo custo", explicou o pesquisador. O biodigestor é um sistema de tratamento que estabiliza parcialmente o dejeto. "Esta característica implica em cuidados redobrados com o manejo", alerta o pesquisador Airton Kunz. O produto final deve passar por tratamento complementar, como lagoas de estabilização, se o destino final forem os corpos d água. Via de regra, o sistema tem um abatimento de 70 a 80% da carga orgânica, ou seja, ele reduz o poder poluente do dejeto nestas porcentagens.

Avaliação de química 2 ano

                                                              Avaliação de Química

1) À massa de 8,2 g de H3PO3 puro adiciona-se água suficiente para preparar 500 ml de solução. A normalidade da solução preparada equivalente a:

a) (       ) 0,2         b) (      ) 0,4          c) (      ) 0,6          d) (    ) 0,8       e) (       )  1,0

2) Qual a normalidade de CaCl2 em uma solução obtida por dissolução de 1,11 g de CaCl2 anidro em tanta água quanto necessário para que o volume da solução seja de 500 ml?

a) (      ) 0,1 molar    b) (      ) 11,1 molar    c) (     ) 0,4 molar     d) (      ) 0,002 molar   e) 0,2 molar.

3) A análise qualitativa de certo líquido não aquoso de dissociação iônica desprezível revelou conter íons Na, Mg, Cl,SO4. Por método análiticos quantitativos estabeleceu que o líquedo contém:

0,170 mol/litros de Mg; 0,120 mol/litros de SO4; 0,300 mol/litros de Cl. " Com estas informações pode-se concluir que a concentração de Na na amostra é de:

a) (      ) 0,250 mol/litro          b) (       ) 0,550 mol/litro         c) (       ) 0,200 mol/litro                  d) (      ) tem um valor diferente das três opções    e)  (      )  pode ter mais de um valor.

4) Misturando-se 20 ml de uma solução 0,50 molar de NaOH com 40ml de uma solução 0,30 molar de NaOH em água resulta uma solução cuja molaridade, admitido-se a aditividade de volume, é:

a) (      ) ( 0,50 + 0,30) : 2

b) (      ) ( 20 X 0,50 + 40 X 0,30) : ( 20 + 40 )

c) (      ) ( 40 X 0,50 + 20 X 0,30) : (20 + 40 )

d) (      ) ( 20 X 0,50) : ( 40 X 0,30)

e) (      ) ( 0,50 : 0,30 ) X ( 40 : 20 )

5) A molaridade de uma solução de H2SO4 a 49% em massa, e de densidade igual a 1,5 g/cm cubico vale:

a) (      ) 75 M       b) (       ) 15 M           c) (      ) 3,75 M          d) (        ) 0,75 M  e)  (      ) 0,25 M

Gabarito

1 = ..............                   2 = ...............          3 = ............          4 = ...........        5 = ..............

Área para cálculo

                                                 Recuperação de Química

1) 50 ml de H2SO4   2N devem ser diluidos de maneira a obter-se uma solução 0,5 M. O volume final dessa solução será:

a) (      ) 100 ml          b) (      ) 150 ml          c) (      ) 200 ml        d) (      ) 250 ml      e) (        ) nenhuma das alternativas.

2) Sabe-se que uma solução de cloreto férrico em água contém 0,60 mol por litro de íons cloreto a molaridade da solução a FeCl3 e de:

a) (      ) 0,2 molar        b) (      ) 0,6 molar      c) 0,8 molar       d) (      ) 1,2 molar     e) (      ) 1,8 molar.

3) Que massa de solução a 4 %, em massa, de NaCl é necessário para se obter 6 miligrama de NaCl?

a) (      ) 15 mg         b) (      ) 67 mg        c)(      ) 16 mg       d) (      ) 100 mg      e) (       ) 150 mg.

4) Água saturada com oxigênio a 25 graus contém 27 ml desse gás, medido nas CNTP, por litro de água. A molaridade de oxigênio na água equivale:

a) (       ) 0,00012 molar        b) (      ) 0,0012 molar      c) (       ) 0,012 molar       d) (       ) 0,12 molar               e)  (       )  1,2 molar.

5) Qual das alternativas abaixo reúne somente modos de exprimir a concentração, cujo valor é indempedente da temperatura a que é submetida a solução? ( abstraindo perdas por rvaporação, por decomposição, e por variação de solubilidade).

a) (      ) porcentagem em massa, fração molar e molaridade;

b) (     ) molaridade, normalidade e molalidade;

c) (     ) fração molar , molalidade e normalidade;

d) (     ) porcentagem em volume e porcentagem em massa;

e) (     ) porcentagem em massa, fração molar e molaridade.

Gabarito:

1 = ..............       2 = ...........        3 = .............       4 = ................       5 = ..............

Área para cálculos                

    

Prova de matemática

DISCIPLINA: FÍSICA PROFESSOR: Aluno (a): ___________________________________________________ Turma: ________          Série: ________    Data:_____/_____/_

Avaliação de Física

1 – Represente as distâncias em quilômetros:

a)     1369 m

b)    4440700 cm

c)     77770 m

d)    35889840 cm

2 – Represente em gramas os seguintes valores:

a)     0,78 kg

b)    8,6 kg

c)     0,146 kg

d)    25484 mg

e)     312500 mg

f)     014400 mg

3 – Transforme em segundos:

a)     46 min

b)    4 h e 14 min

c)     3 h e 27 mim

d)    344 min

e)     27 h

f)     12 h e 12 min

4 – Transforme em gramas, quilômetros ou segundos, conforme as unidades de medidas:

a)     0,078 kg

b)    147142 cm

c)     17 h e 18 min

d)    74 h

e)     16 g

f)     3341 mg

g)    44733 m

DISCIPLINA: FÍSICA PROFESSOR: Aluno (a): ___________________________________________________ Turma: ________          Série: ________    Data:_____/_____/_

Avaliação de Física

1 – Represente as distâncias em quilômetros:

a)     1285 m

b)    3200700 cm

c)     39470 m

d)    36479840 cm

2 – Represente em gramas os seguintes valores:

a)     0,36 kg

b)    2,6 kg

c)     0,056 kg

d)    12584 mg

e)     362500 mg

f)     230400 mg

3 – Transforme em segundos:

a)     36 min

b)    2 h e 14 min

c)     3 h e 24 mim

d)    394 min

e)     17 h

f)     14 h e 12 min

4 – Transforme em gramas, quilômetros ou segundos, conforme as unidades de medidas:

a)     0,036 kg

b)    147852 cm

c)     14 h e 18 min

d)    74 h

e)     16 g

f)     3641 mg

g)    45133 m

Formação da bomba atomica

Como é constituído a bomba Atomica

Bomba atômica é uma arma explosiva cuja energia deriva de uma reação nuclear, por isso também é denominada de bomba nuclear. Ela tem um poder destrutivo imenso, para ter ideia dessa potência, basta citar que ela é capaz de destruir totalmente grandes cidades.

Na história há relatos de duas situações nas quais bombas atômicas foram utilizadas e causaram estragos irreversíveis. As bombas foram lançadas durante a Segunda Guerra Mundial, ambas pelos Estados Unidos contra o Japão, nas cidades de Hiroshima e Nagasaki. O poder de destruição das bombas foi imenso, quase 200 mil foram mortos, iniciando, assim, a era nuclear.

Tudo começou quando Einstein, em 1939, admitiu que poderia ser viável a construção de uma bomba atômica. Já no início da década de 40 essa ideia começou a ser difundida, o que foi uma oportunidade para dezenas de cientistas europeus, fugindo do nazismo e do fascismo, encontrarem refúgio nos Estados Unidos. Um desses cientistas era o físico italiano Enrico Fermi que, em 1942, juntamente com sua equipe, produziu uma reação atômica em cadeia.

As teorias de Einstein começavam a entrar em prática, mas muitos já temiam o mais provável: que a bomba pudesse causar grandes estragos, pois era impossível determinar e controlar o impacto de uma explosão dessa natureza.

No ano de 1945, a equipe liderada por J. Robert Oppenheimer construiu uma bomba de fissão nuclear. Os primeiros testes ocorreram na manhã de 16 de julho de 1945, no deserto do Novo México. Posteriormente foi inventada a bomba de hidrogênio, testada em Bikini, chamada de bomba H, a qual se revelou cinco vezes mais destruidora do que todas as bombas convencionais usadas durante a Segunda Guerra Mundial.

De lá pra cá, as bombas nucleares já foram usadas centenas de vezes em testes nucleares por vários países do mundo. Atualmente, as maiores potências mundiais buscam o chamado “poder bélico”, que consiste na aquisição das técnicas de destruição mais eficazes e precisas. Nações que possuem tal poder são mais respeitadas no âmbito político.

O idealizador da bomba atômica, Einstein, tomando consciência da tragédia provocada pela bomba atômica, e sendo ele o idealizador desta ameaça mundial proferiu a seguinte frase: “Tudo havia mudado...menos o espírito humano”.
 

A Bomba atômica é uma arma de energia nuclear que possui um grande poder de destruição. Foi elaborada durante a Segunda Guerra Mundial quando houve a necessidade de desenvolver novas armas de combate. Partindo dessa necessidade, alguns cientistas realizaram pesquisas do átomo partindo das teorias de Albert Einstein. 

Antes de saber sobre o funcionamento da bomba atômica você precisa saber sobre o elemento Urânio, um dos causadores da explosão. O Urânio é um isótopo, ou seja, existem duas formas do elemento Urânio, elas possuem o mesmo número atômico, mas se diferem na quantidade de massa. 

O Urânio com massa 238 é mais comum na natureza, já o que possui massa 235 representa apenas 0,72% do total de Urânio existente, e é justamente ele que representa perigo à humanidade. É usado em reatores nucleares e em bombas atômicas. 

Quando o núcleo do átomo de urânio 235 é atingido velozmente por um nêutron em alta velocidade, ele se quebra em dois pedaços e lança mais nêutrons e porções de energia. Cada um dos nêutrons projetados pela quebra atinge outros núcleos de átomos de urânio, realizando novamente a quebra e gerando mais nêutrons e mais energia, e assim sucessivamente. Esse processo é chamado de fissão nuclear (fissão=quebra, nuclear= núcleo) e significa a quebra do núcleo. 

Em 1942, cientistas nos Estados Unidos realizaram a primeira experiência atômica e obtiveram êxito. Aproveitando a descoberta, o presidente americano Harry Truman, querendo forçar o Japão a sair da guerra, ordenou que fossem lançadas duas bombas sobre o país. 

Em 06 de agosto foi lançada a primeira bomba em Hiroshima e três dias depois a segunda bomba em Nagasáqui. Tais lançamentos provocaram a morte de 200 mil pessoas em Hiroshima e de 150 mil pessoas em Nagasáqui. Essa arma nuclear tinha a potência equivalente a 20 mil toneladas de dinamite. Ainda hoje, passados 58 anos da explosão da primeira bomba atômica, o número de vítimas continua sendo contabilizado, já ultrapassando 250 mil mortos. 

Vale lembrar que uns poucos quilos de Urânio é capaz de provocar um enorme estrago como o que ocorreu em Hiroshima e Nagasáqui. 

Lista de Exercício de Matemática

Exercício Avaliativo de Matemática

1 – Quais os números naturais:

a)    Compreendidos entre 100 e 135?

b)    Pares compreendidos entre 60 e 90?

c)    Ímpares compreendidos entre 700 e 730?

2 – Leia o conteúdo da aula anterior, sobre o conjunto dos números naturais, e responda:

a)    O que é um número par?

b)    O que é um número ímpar?

c)    O que é um número sucessor?

d)    O que é um número antecessor?

3 – Resolva os probleminhas:

a)    Tinha em minha conta bancária R$ 900,00. Depositei R$ 670,00. Qual meu novo saldo?

b)    Mário ganhou um prêmio no valor de R$ 800,00. Ele pretende comprar os seguintes produtos com este prêmio:

- Tênis de R$ 180,00

- Boné de R$ 83,00

- Calça de R$ 79,90

- Celular de R$ 399,00

- Relógio de R$113,00

Responda:

è O dinheiro que Mário ganhou é suficiente para comprar todos esses produtos?

èQual a diferença entre o valor do prêmio e o valor total dos produtos que ele pretende comprar?

èVai sobrar ou faltar dinheiro para Mário comprar esses produtos?

c)    Uma empresa tem um escritório e uma fábrica. No escritório trabalham 375 pessoas e na fábrica trabalham 5439 pessoas. Quantas pessoas trabalham, ao todo, nessa empresa?

d)    Meu tio fez uma compra para pagar em três parcelas: R$ 72,00 de entrada e mais duas prestações de R$ 48,00 cada. No total, quanto ele pagou?