Biogás na escola: aprendendo na prática para o futuro!

Biogás na escola: aprendendo na prática para o futuro!

Explorando Soluções Educativas com o Portal Energia e Biogás.

O biogás emerge como um tema relevante no mercado atual e apresenta-se como uma ferramenta poderosa para capacitar os alunos desde o ambiente escolar. Projetos práticos com biodigestores oferecem uma oportunidade única para os estudantes aplicarem conhecimentos em disciplinas escolares que se concentrem em temas como ciências ambientais, química, biologia e engenharia. Ao integrar a teoria do processo de biodigestão com atividades práticas de operação e manutenção, os alunos não apenas compreendem os fundamentos científicos envolvidos, mas também enfrentam desafios que enriquecem sua experiência de aprendizado.

A biodigestão é inerentemente interdisciplinar e transversal, podendo servir como elo entre diversas disciplinas escolares. Um único projeto de ensino e pesquisa na área de biodigestão pode catalisar o desenvolvimento de atividades educacionais abrangendo uma ampla gama de temas, desde matemática (para cálculos de eficiência e produção), até estudos ambientais (para compreensão do impacto ecológico) e até mesmo empreendedorismo (para explorar oportunidades no campo do biogás).

Através dessa abordagem integrada, os estudantes não apenas absorvem conhecimento teórico, mas também ganham habilidades práticas e cognitivas essenciais para a sua formação e para uma participação ativa no mercado de trabalho, que cada vez mais valoriza profissionais com visão ecológica e habilidades multidisciplinares.

Aprendendo sobre biogás e conectando com outras áreas do saber, os estuantes terão uma percepção diferenciado de temas como economia circular, descarbonização, desenvolvimento regional sustentável, bioeconomia, entre outros. 

O biogás no dia a dia escolar

→ Como aprender sobre biogás?

A pauta do biogás se entrelaça de forma multifacetada com uma variedade de disciplinas acadêmicas, refletindo sua importância interdisciplinar e seu potencial educacional (ensino fundamental e enino médio).

Em um contexto educativo, temas como o manejo de dejetos animais e a produção de biofertilizantes são abordados em Agronomia, enquanto Biologia investiga os microrganismos no biodigestor e a biodegradação da matéria orgânica. Ecologia contribui com o entendimento dos ciclos biogeoquímicos e do impacto ambiental da produção de biogás. Já disciplinas como Eletrônica e eletrotécnica se concentram na instrumentação e no controle do processo anaeróbio, enquanto Matemática oferece modelagem e otimização do processo. Da mesma forma, Química analisa a composição do biogás, e Física explora suas propriedades físicas e princípios de combustão. Hidráulica contribui com o dimensionamento do sistema de tubulação, e a Sustentabilidade abrange a gestão de resíduos e o uso de fontes renováveis de energia. Essa ampla gama de disciplinas convergentes cria um ambiente educacional rico e holístico, proporcionando aos alunos uma compreensão abrangente e prática do potencial e das implicações do biogás como uma forma de energia sustentável.

Confira exemplos de áreas de ensino relacionadas com a temática do Biogás:

• Agronomia: manejo de dejetos animais, produção de biofertilizantes, agricultura sustentável.
• Biologia: estudo dos micro-organismos presentes no biodigestor, conceitos sobre cadeia alimentar, relações como comensalismo mutualismo e parasitismo, análise da biodegradação da matéria orgânica.
• Ecologia: Ciclos biogeoquímicos, decomposição da matéria orgânica, impacto ambiental da produção de biogás, mitigação dos impactos, biodigestor como instrumento para redução da poluição ambiental.
• Eletrônica e eletrotécnica: instrumentação e controle do processo anaeróbio, desenvolvimento de sistemas de aquisição de dados para o monitoramento da produção de biogás, automação e controle do sistema de biodigestor.
• Estatística: análise de dados da produção de biogás e do digestato, avaliação da eficiência do processo e identificação de probabilidade de falhas e redução de desempenho.
• Física: estudo das propriedades físicas do biogás, princípios da combustão.
• Hidráulica: dimensionamento do sistema de tubulação, cálculo de vazão e pressão.
• Matemática: modelagem matemática do processo anaeróbio, otimização da produção de biogás.
• Programação: automação do sistema de monitoramento e controle do biodigestor, projeto de bando da dados, indicadores-chave de desempenho (KPIs), IoT (Internet das Coisas) e inteligência artificial (IA).
• Química: análise da composição química do biogás e do digestato, estudo das reações bioquímicas no biodigestor.
• Sustentabilidade: pela ótica da energia, sociedade e ambiente avaliar as fontes de energia renovável, gestão de resíduos sólidos, economia circular, identificação de potencial, transição energética e a descarbonização.
• Termodinâmica: monitoramento da temperatura e produção de biogás, relacionar as consequências direta da mudança da temperatura no processo com os cálculos do potencial energético.

O Biogás em algumas Formações Acadêmicas

→ Qual formação preciso ter para trabalhar diretamente com a produção de biogás?

Diversas formações acadêmicas (ensino superior) encontram-se envolvidas e capacitadas para atuar na área promissora do biogás, apresentando uma abordagem interdisciplinar que combina conhecimentos técnicos e científicos.

Engenheiros agrônomos e agrícolas são responsáveis pelo dimensionamento e construção de biodigestores, além do manejo desses sistemas na agricultura e utilização estratégica do biogás em práticas agrícolas.

Engenheiros ambientais são especializados no tratamento de efluentes e na recuperação de áreas degradadas, contribuindo para a sustentabilidade ambiental.

Já engenheiros de bioprocesso e biotecnologia são fundamentais no desenvolvimento e otimização de biodigestores, visando aumentar a eficiência na produção de biogás. 

Engenheiros de controle e automação trabalham no desenvolvimento de sistemas de controle precisos para biodigestores, enquanto engenheiros de energia concentram-se na geração e cogeração de energia renovável.

Engenheiros eletricistas e eletrônicos são essenciais no dimensionamento, instalação e automação dos sistemas elétricos e de monitoramento para biodigestores, assim como do controle da geração e distribuição da energia elétrica obtida a partir do biogás.

Por fim, engenheiros mecânicos aplicam seu conhecimento no dimensionamento e construção dos biodigestores, bem como no desenvolvimento de sistemas de controle robustos. Engenheiros sanitários, por sua vez, desempenham um papel importante na gestão de resíduos sólidos e na produção de biocombustíveis, contribuindo para a economia circular e a redução do impacto ambiental.

Essas diversas áreas de especialização demonstram a amplitude e o potencial colaborativo dos profissionais envolvidos na expansão e aprimoramento da indústria de biogás.

Na área de digestão anaeróbia e produção de biogás e digestato, destacam-se aplicações em diferentes áreas profissionais, como:

• Agronomia: Alunos podem analisar a qualidade do biofertilizante produzido no biodigestor e compará-lo com fertilizantes químicos.
• Biologia: Estudantes podem analisar a composição do biogás e identificar os diferentes tipos de microrganismos presentes no biodigestor.
• Ecologia: Estudantes podem monitorar a emissão de gases de efeito estufa na produção de biogás e comparar com outras fontes de energia.
• Eletrônica e Eletrotécnica: Alunos podem projetar e construir um sistema de monitoramento da temperatura do biodigestor.
• Engenharia Agronômica e Engenharia Agrícola: Dimensionamento e construção de biodigestores, manejo de biodigestores na agricultura, utilização do biogás em sistemas agrícolas.
• Engenharia Ambiental: Tratamento de efluentes, recuperação de áreas degradadas.
• Engenharia de Bioprocesso e Biotecnologia: Desenvolvimento de novos reatores, otimização da produção de biogás entre outros bioinsumo para possibilitar uma nova bioeconomia.
• Engenharia de Controle e Automação: Desenvolvimento de sistemas de controle para biodigestores, otimização da produção de biogás. 
• Engenharia de Energia: Geração de energia renovável, cogeração de calor e energia, diagnóstico energético, planejamento energético.
• Engenharia Elétrica: Dimensionamento e instalação do sistema elétrico para biodigestores, geração de energia elétrica a partir do biogás. Estudantes podem dimensionar e instalar o sistema elétrico para um biodigestor de pequena escala.
• Engenharia Eletrônica: Alunos podem projetar e construir um sensor para medir a variação de pressão, temperatura, pH, vazão de efluentes e da produção de biogás, assim como investigar a composição do biogás a partir de sensores, entre outras ações que permitam o monitoramento do processo anaeróbio, desenvolvimento de sistemas completos de automação para biodigestores.
• Engenharia Mecânica: Dimensionamento e construção de biodigestores, desenvolvimento de sistemas de controle.
• Engenharia Sanitária: Gestão de resíduos sólidos, produção de biocombustíveis.
• Física: Alunos podem determinar o poder calorífico do biogás e compará-lo com outros combustíveis.
• Matemática: Alunos podem calcular a quantidade de biogás que pode ser gerada a partir de uma determinada quantidade de resíduos orgânicos.
• Química: Estudantes podem analisar a composição química do digestato e avaliar seu potencial como fertilizante.

Tecnologia do Biogás na Educação: Integrando Teoria e Prática

O processo anaeróbio, projetos de biodigestores e a produção controlada de biogás e digestato oferecem oportunidades valiosas para demonstrar aos alunos as aplicações práticas dos conceitos teóricos aprendidos em sala de aula.

Ao integrar a pauta do biogás ao currículo educacional, estamos promovendo uma abordagem interdisciplinar que prepara os alunos não apenas com conhecimentos teóricos, mas também com habilidades práticas essenciais para o mercado de trabalho.

Essa união entre teoria e prática no contexto da educação sobre biogás não apenas enriquece a experiência de aprendizado dos alunos, mas também os capacita a enfrentar desafios reais e contribuir para soluções sustentáveis no futuro.

Escolas e Projetos que uniram Biogás e Educação 

→ Conheça estudos de casos de escolas que adotaram biodigestores como ferramenta de ensino:

• Samsung SP - 04 de novembro de 2021, Alunos de São Carlos produzem biogás a partir de resíduos orgânicos e concorrem a Prêmio Nacional da Samsung – Projeto finalista do Solve For Tomorrow tem como objetivo reduzir o desperdício de alimento em ambiente escolar.
• Surgiu TO - 04 de novembro de 2021, Colégio Agropecuário de Almas em Tocantis firma parceria para implantação de sistema biodigestor – A equipe do Colégio Agropecuário de Almas recebeu nesta quinta-feira, 4, técnicos da Secretaria da Agricultura, Pecuária e Aquicultura (Seagro) para discutir a implantação de um sistema biodigestor na unidade de ensino.
• Portal Energia e Biogás - 19 de setembro de 2022, Iniciativa Escolas +Verdes selecionará projetos para implantação de biodigestores em escolas públicas – O Ministério do Meio Ambiente, em parceria com o Ministério da Educação, lança Escolas +Verdes para estimular ações sustentáveis na educação. Investimento de até R$ 300 milhões será realizado em duas etapas, financiando projetos voltados para reciclagem, reuso e eficiência no uso da água e energias limpas.
• Portal Energia e Biogás - 24 de novembro de 2022, UNILA em parceria com colégio público desenvolvem projeto de extensão – Em Foz do Iguaçu - Paraná, um projeto de extensão da Universidade Federal da Integração Latino-Americana - UNILA, desenvolvido em parceria com colégio público estimula o interesse dos alunos pela ciência e soluções sustentáveis a partir do biogás. 
• Prefeitura de Guarulhos SP - 10 de janeiro de 2023, Escolas municipais são selecionadas em projeto sustentável do Ministério do Meio Ambiente – A implantação dos biodigestores em escolas públicas no município de Guarulhos será executada por meio do Condemat (Consórcio de Desenvolvimento dos Municípios do Alto Tietê). Mais que o incentivo para a geração de biogás a partir de resíduos orgânicos das escolas, a iniciativa tem como foco a redução das emissões de gases de efeito estufa, como o metano, a melhoria da gestão de resíduos sólidos e a promoção da educação ambiental;

• Rádio Santiago RS - 21 de julho de 2023, Transformar lixo em gás de cozinha? Isso será feito em três escolas de Santiago - RS – Escolas em Santiago usarão biodigestores para transformar lixo em gás de cozinha, além de proporcionar aprendizado prático aos estudantes.

• Portal Energia e Biogás - 23 de agosto de 2023, Biodigestor é doado pelo Consulado Geral de Israel em São Paulo para o Lar das Crianças da CIP – O equipamento doado é uma oportunidade de economia para a instituição e educação ambiental.

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