Simulador de biodigestor

🔋 Simulador de Biodigestor v8.0

Modelo de Cálculo Avançado

Tipo de resíduo: Selecione o tipo de resíduo... Esterco Bovino Esterco Suíno Esterco de Aves Resíduo Vegetal Orgânico Doméstico Quantidade diária de resíduo (kg): Temperatura média (°C): pH do biodigestor: Tempo de retenção (dias): Eficiência do gerador (%): Valor da energia (R$/kWh):

🧮 Lógica e Metodologia do Cálculo

1️⃣ Composição do Resíduo

Cada tipo de resíduo possui características específicas que determinam seu potencial de produção:

• Teor de Sólidos Totais (ST): Porcentagem de matéria sólida presente no resíduo
• Teor de Sólidos Voláteis (SV): Fração orgânica que pode ser degradada biologicamente
• Potencial de Biogás: Volume de biogás produzido por kg de SV destruído (m³/kg)
• Densidade Energética: Quantidade de energia contida por m³ de biogás (kWh/m³)

Massa ST = Quantidade diária × Teor ST
Massa SV = Massa ST × Teor SV (fração orgânica)
Massa SF = Massa ST - Massa SV (fração inorgânica)
Massa Água = Quantidade diária - Massa ST

2️⃣ Fatores de Eficiência da Digestão

A produção de biogás é influenciada por diversos fatores ambientais e operacionais:

• Fator Temperatura: Temperatura ideal é 35°C (mesofílica). Calculado por: e^{-0.05×|T-35|}
• Fator pH: pH ideal é 7.2 (neutro). Calculado por: 1 - ((pH - 7.2) / 3)²
• Fator Tempo de Retenção: Quanto mais tempo, melhor a conversão. Usa função: tanh(dias / 30)
• Fator Sazonal: Variação climática ao longo do ano: 0.85 + 0.15 × cos((mês - 7) × π / 6)

Eficiência da Digestão =
Fator Temp × Fator pH × Fator Tempo × Fator Sazonal

3️⃣ Cálculo da Produção de Biogás

Com a eficiência calculada, determinamos quanto de matéria orgânica é realmente convertida:

SV Destruídos = Massa SV × Eficiência da Digestão
Biogás Diário = SV Destruídos × Potencial de Biogás
Energia Diária = Biogás × Densidade Energética × Eficiência do Gerador

⚠️ Margem de Erro: Os resultados apresentam uma faixa de ±20% para considerar variações naturais do processo de digestão anaeróbia.

4️⃣ Cálculo do Biofertilizante

O material que sai do biodigestor é rico em nutrientes e serve como fertilizante:

SV Remanescentes = Massa SV - SV Destruídos
Biofertilizante Diário = Massa Água + Massa SF + SV Remanescentes

O biofertilizante contém água, matéria orgânica não degradada e sólidos inertes, formando um excelente adubo orgânico.

5️⃣ Cálculo Econômico

A economia é calculada multiplicando a energia produzida pelo valor da tarifa elétrica:

Economia = Energia Produzida (kWh) × Valor da Energia (R$/kWh)

Os valores são projetados para períodos diários, mensais (×30) e anuais (×365).

📚 Referências Científicas:
Este simulador baseia-se em parâmetros estabelecidos por estudos em digestão anaeróbia, incluindo trabalhos da FAO, EMBRAPA e literatura técnica internacional sobre biodigestores.