UNIVERSIDADE DO EXTREMO SUL CATARINENSE – UNESC
CURSO DE ENGENHARIA AMBIENTAL
MARIANE GOMES MACHADO
TRATAMENTO E APROVEITAMENTO DE DEJETOS SUÍNOS COM
ÊNFASE NA PRODUÇÃO DE BIOGÁS.
ESTUDO DE CASO: SUINUTRI INDÚSTRIA E COMÉRCIO DE
CARNES E DERIVADOS LTDA – CAMPO VERDE, MT.
CRICIÚMA, NOVEMBRO DE 2009.
MARIANE GOMES MACHADO
TRATAMENTO E APROVEITAMENTO DE DEJETOS SUÍNOS COM
ÊNFASE NA PRODUÇÃO DE BIOGÁS.
ESTUDO DE CASO: SUINUTRI INDÚSTRIA E COMÉRCIO DE
CARNES E DERIVADOS LTDA – CAMPO VERDE, MT.
Trabalho de Conclusão de Curso, apresentado
para obtenção do grau de Engenheira
Ambiental, no curso de Engenharia Ambiental
da Universidade do Extremo Sul Catarinense,
UNESC, com Linha de Pesquisa em Recursos
Hídricos e Saneamento.
Orientadora: Profª. MSc. Nadja Zim Alexandre.
CRICIÚMA, NOVEMBRO DE 2009.
MARIANE GOMES MACHADO
TRATAMENTO E APROVEITAMENTO DE DEJETOS SUÍNOS COM
ÊNFASE NA PRODUÇÃO DE BIOGÁS.
ESTUDO DE CASO: SUINUTRI INDÚSTRIA E COMÉRCIO DE
CARNES E DERIVADOS LTDA – CAMPO VERDE, MT.
Trabalho de Conclusão de Curso aprovado pela
Banca Examinadora para obtenção do Grau de
Engenheira Ambiental, no curso de Engenharia
Ambiental da Universidade do Extremo Sul
Catarinense, UNESC.
Criciúma, 26 de novembro de 2009.
BANCA EXAMINADORA
_______________________________________________
Profª. Nadja Zim Alexandre – Mestra – (UNESC) – Orientadora
_______________________________________________
Profª. Marta Valéria Guimarães de Souza Hoffmann – Mestra – (UNESC)
_______________________________________________
Profª. Paula Tramontim Pavei - Mestra - (UNESC)
Dedico este trabalho a Deus, por ter me dado à
vida, e aos meus pais, por terem me ensinado
a viver em busca dos meus sonhos.
AGRADECIMENTOS
A minha família, meus pais Evanio e Esadir, minhas irmãs Juliane, Liliane
e Lara, e meu cunhado Higor, pelo amor incondicional.
Ao meu Avô Dilmo, in memoriam, e minha Avó Maria, pelo incentivo aos
estudos e ao conhecimento.
Ao meu Tio Raulino, minha Tia Alvaci, e a todos os funcionários da
Fazenda Caverá, por terem me dado oportunidade de ampliar meus conhecimentos
profissionais e pessoais.
A minha prima Laise, por ter sido companheira em toda minha vida.
A todos os meus amigos e colegas feitos durante os 5 anos de
graduação, em especial a Alice, Anderson, Flávia, Manú e Ramon, que me
proporcionaram momentos inesquecíveis, e principalmente amizades verdadeiras.
Ao Henrique, pelo carinho e atenção nos momentos mais difíceis.
Agradeço de coração ao departamento de Engenharia Ambiental e a
todos os professores que contribuíram para minha formação, em especial:
Ao professor e amigo Mário Ricardo Guadagnin, pelo apoio dado aos
projetos de pesquisas da Universidade, sabendo que a teoria é importante, mas a
prática é fundamental.
As professoras Marta Valéria Guimarães de Souza Hoffmann e Paula
Tramontim Pavei, por terem aceitado o convite de participar da minha banca de
apresentação de Trabalho de Conclusão de Curso, participando assim, de uma
etapa da minha vida.
A professora Nadja Zim Alexandre, pela orientação na construção deste
trabalho, e principalmente pela confiança depositada em mim.
"... Hoje entendo bem meu pai. Um homem
precisa viajar. Por sua conta, não por meio de
histórias, imagens, livros ou tv. Precisa viajar
por si, com seus olhos e pés, para entender o
que é seu. Para um dia plantar as suas próprias
árvores e dar-lhes valor. Conhecer o frio para
desfrutar do calor. E o oposto. Sentir a
distância e o desabrigo para estar bem sob o
próprio teto. Um homem precisa viajar para
lugares que não conhece para quebrar essa
arrogância que nos faz ver o mundo como o
imaginamos, e não simplesmente como é ou
pode ser; que nos faz professores e doutores
do que não vimos, quando deveríamos ser
alunos, e simplesmente ir ver".
("Mar sem fim" - Amyr Klink)
RESUMO
A suinocultura gera grande volume de dejetos, que em geral, não recebem
tratamentos adequados. A granja da Suinutri Indústria e Comércio de Carnes e
Derivados LTDA, produz 308,672 m3/dia de resíduos suínos. Portanto, neste
trabalho, foi verificada a eficiência dos biodigestores presentes na indústria em
estudo, como método de tratamento de dejetos suínos, além de analisadas a
quantidade de biogás gerado pelos mesmos, e as características dos resíduos
suínos como biofertilizantes. Foram realizadas análises dos efluentes na entrada e
na saída dos biodigestores, e na última lagoa de estabilização natural. Constatou-se
que os efluentes, com a passagem pelos biodigestores, apresentaram reduções
significativas do seu poder poluente, porém necessitam de tratamento complementar
para atender a legislação vigente. Nos 03 meses de estudo, verificou-se uma
produção média de 3.984 m3/dia de biogás. Os dejetos suínos, quando comparados
a outros trabalhos realizados, mostraram-se inviáveis economicamente para serem
utilizados como biofertilizantes, visto que se apresentaram muito diluídos, e assim,
com baixas concentrações de nutrientes por m3 de resíduos gerados.
Palavras-chave: Biodigestores, biofertilizantes, biogás.
LISTA DE ILUSTRAÇÕES
Figura 01 – Distribuição das atividades de projeto no Brasil por tipo de gás de efeito
estufa reduzido...........................................................................................................22
Figura 02 – Distribuição de projetos do MDL por estado no Brasil............................23
Figura 03 – Fermentação anaeróbia de materiais orgânicos mostrando as fases de
hidrólise, ácida e metanogênica.................................................................................36
Figura 04 – Localização da Empresa Suinutri............................................................44
Figura 05 – Propriedade da Fazenda Caverá............................................................45
Figura 06 – (A) Biodigestor 01. (B) Biodigestor 02. (C) Biodigestor 03. (D) Biodigestor
04...............................................................................................................................46
Figura 07 – (A) Fase de gestação. (B) Fase de maternidade. (C) Fase de pré-creche.
(D) Fase de crescimento/terminação.........................................................................47
Figura 08 – (A) Efluente gerado nas fases de gestação, maternidade, pré-creche e
creche, sendo destinado aos biodigestores 01 e 02. (B) Efluente gerado na fase de
crescimento/terminação, sendo destinado aos biodigestores 03 e 04.......................48
Figura 09 – (A), (B) Medidor e queimador dos biodigestores 01 e 02. (C), (D) medidor
e queimador dos biodigestores 03 e 04.....................................................................49
Figura 10 – (A) Crematório dos animais mortos da granja. (B) Caldeira que abastece
o abatedouro dos suínos. (C) Motor que transforma o biogás em energia elétrica
para a granja da Suinutri...........................................................................................50
Figura 11 – Lagoa de estabilização da Suinutri.........................................................51
Figura 12 – Fluxograma da granja de suínos Suinutri...............................................52
Figura 13 – Medidor da vazão do biogás dos biodigestores 01 e 02.........................55
Figura 14 – (A) Amostras coletadas no ponto 01. (B) Amostras coletadas no ponto
02...............................................................................................................................57
Figura 15 – Amostras dos pontos 01 e 02 sendo conservadas no isopor com gelo..58
Figura 16 – Efluentes do ponto 01 sendo depositados na garrafa PET de 5 litros....59
Figura 17 – (A) Coleta do ponto 03. (B) Coleta do ponto 04. (C) Coleta do ponto 05.
(D) Coleta de 1500 mL no ponto 03...........................................................................60
Figura 18 – Temperatura máxima e mínima diária do município de Campo Verde...62
Figura 19 – Resultado da geração de biogás do final de agosto...............................63
Figura 20 – Resultado da geração de biogás no mês de setembro...........................64
9
Figura 21 – Resultado da geração de biogás no mês de outubro.............................65
Figura 22 – Balanço de massa obtido com o uso dos biodigestores e das lagoas de
estabilização como unidade de tratamento de dejetos suínos...................................68
9
LISTA DE TABELAS
Tabela 01 – Distribuição das atividades de projeto no Brasil por tipo de projeto. .....23
Tabela 02 – Composição dos dejetos brutos de suínos............................................27
Tabela 03 – Valores da DBO diária em função do peso e do ciclo produtivo dos
suínos........................................................................................................................28
Tabela 04 - Produção média diária de dejetos por diferentes categorias de suínos. 29
Tabela 05 – Níveis de diluições apresentados na suinocultura.................................30
Tabela 06 – Composição média do biogás. ..............................................................37
Tabela 07 – Equivalência do biogás com outras fontes energéticas.........................38
Tabela 08 – A estimativa de geração de dejetos por fase de criação de suínos.......61
Tabela 09 - Comparação de outras fontes energéticas com a média de geração de
biogás/dia verificada na granja da Suinutri.................................................................66
Tabela 10 – Resultado das análises físico-químicas dos dejetos suínos..................66
Tabela 11 – Eficiência (%) de remoção de poluentes através do uso de biodigestores
e lagoas de estabilização. .........................................................................................69
LISTA DE QUADROS
Quadro 01 - Resumo das principais Conferências das Partes. .....................................20
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
AND – Autoridade Nacional Designada
CEMAT – Centrais Elétricas Matogrossenses
CIMGC – Comissão Interministerial de Mudança Global do Clima
COP – Conferência das Partes
CPTEC – Centro de Previsão de Tempo e Estudos Climáticos
CQNUMC – Convenção-Quadro das Nações Unidas sobre Mudança do Clima
DCP – Documento de Concepção de Projeto
EMBRAPA – Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária
GEE – Gases de Efeito Estufa
IC – Implementação Conjunta
IPCC – Intergovernmental Panel on Climate Change
LULUCF – Land Use, Land Use Change and Forestry
MCT – Ministério da Ciência e Tecnologia
MDL – Mecanismo de Desenvolvimento Limpo
OCDE – Organização para a Cooperação e Desenvolvimento Econômico
RCEs – Reduções Certificadas de Emissões
UNFCCC – United Nations Framework Convention on Climate Change
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO .......................................................................................................13
2 JUSTIFICATIVA.....................................................................................................14
3 OBJETIVOS...........................................................................................................15
3.1 Objetivo Geral....................................................................................................15
3.2 Objetivos Específicos .......................................................................................15
4. REFERENCIAL TEÓRICO....................................................................................16
4.1 Origem do Mecanismo de Desenvolvimento Limpo – MDL...........................16
4.2 Funcionamento do Mecanismo de Desenvolvimento Limpo ........................20
4.3 Projetos de MDL no Brasil e no Mundo...........................................................21
4.4 Suinocultura ......................................................................................................24
4.5 Impactos Ambientais Gerados pela Suinocultura ..........................................24
4.6 Características dos Dejetos Suínos ................................................................27
4.7 Volume dos dejetos ..........................................................................................28
4.8 Parâmetros Adotados para Dejetos Suínos....................................................30
4.9 Principais Técnicas de Tratamento de Dejetos Suínos .................................30
4.9.1 Técnicas de Tratamento físico ......................................................................31
4.9.1.1 Decantação ..................................................................................................31
4.9.1.2 Peneiramento...............................................................................................32
4.9.1.3 Centrifugação ..............................................................................................32
4.9.1.4 Separação Química .....................................................................................32
4.9.1.5 Desidratação................................................................................................33
4.9.2 Técnicas de Tratamento Biológico ...............................................................33
4.9.2.1 Compostagem .............................................................................................33
4.9.2.2 Lagoas de Estabilização: facultativas e aeradas......................................34
4.9.2.3 Diques de Oxidação ....................................................................................35
4.9.2.4 Lagoas Anaeróbicas ...................................................................................35
4.10 Características do Biogás ..............................................................................37
4.11 Biodigestor ......................................................................................................39
4.12 Utilização de Dejetos Suínos como Biofertilizantes em Solos Agrícolas ..40
4.12.1 Armazenamento dos dejetos suínos ..........................................................40
4.12.2 Como utilizar os dejetos suínos .................................................................41
14
4.12.3 Transporte dos dejetos suínos ...................................................................42
4.12.4 Viabilidade da utilização dos dejetos suínos.............................................43
5. METODOLOGIA ...................................................................................................44
5.1 Área de Estudo: A Empresa .............................................................................44
5.1.1 Fluxograma da Granja de Suínos Suinutri ...................................................52
5.2 Estimativa de Geração de Dejetos...................................................................53
5.3 Geração de Biogás ............................................................................................55
5.4 Definição da Metodologia para a Elaboração da Coleta dos Efluentes........56
6 APRESENTAÇÃO E ANÁLISE DOS DADOS.......................................................61
6.1 Resultado da Estimativa de Geração de Dejetos ...........................................61
6.2 Geração de Biogás ............................................................................................61
6.3 Análise do Uso de Biodigestores como Método de Tratamento de Dejetos
Suínos ......................................................................................................................66
6.3.1 Balanço de Massa da Granja da Suinutri......................................................68
6.3.2 Eficiência de Remoção de Poluentes Através do Uso de Biodigestores e
Lagoas de Estabilização..........................................................................................69
6.4 Qualidade dos Dejetos Suínos como Biofertilizantes....................................70
7 CONCLUSÃO.........................................................................................................73
REFERÊNCIAS.........................................................................................................75
ANEXOS....................................................................................................................78
Anexo 01: Resultado da análise do ponto 01 e 02................................................79
Anexo 02: Resultado da análise do ponto 03........................................................80
Anexo 03: Resultado da análise do ponto 04........................................................81
Anexo 04: Resultado da análise do ponto 05........................................................82
14
13
1 INTRODUÇÃO
O crescimento acelerado da população mundial acarretou forte pressão
sobre os setores industrial e agropecuário, onde os mesmos foram amplamente
explorados para atender à crescente demanda, não obedecendo critérios de
sustentabilidade e conservação do ambiente, causando impactos ambientais
relevantes, como a desertificação de vastas regiões, a degradação de importantes
rios e a contaminação de lençóis subterrâneos (KUNZ; HIGARASHI; OLIVEIRA,
2005).
Oliveira (2004) aborda que a suinocultura é uma das atividades de maior
impacto ambiental, sendo definida pelos órgãos de controle ambiental, como “grande
potencial poluidor”. Portanto, é necessário encontrar um sistema que seja capaz de
harmonizar a continuidade das atividades desta importante cadeia produtiva com o
uso racional dos recursos naturais, almejando a qualidade ambiental nas regiões de
maior concentração de suínos.
Kunz; Oliveira (2006) salientam que o uso de biodigestores apresenta-se
como uma alternativa interessante para contribuir na mitigação dos problemas
ambientais da criação de suínos. A biodigestão anaeróbia é um processo conhecido
há muito tempo, sendo muito difundida nos países asiáticos, como a China e a Índia.
Já no Brasil, esta tecnologia teve uma crescente nas décadas de 70 e 80, porém a
falta de conhecimento e técnicos especializados tornaram o uso dos biodigestores
raros. E novamente, em meados da década de 90, a biodigestão anaeróbia ganhou
força, surgindo como alternativa para a redução da emissão de gases de efeito
estufa, além de proporcionar uma degradação parcial da fração líquida dos dejetos
suínos, podendo assim, utilizá-los como biofertilizante, desde que, respeitem a
capacidade do solo de absorver os mesmos (KUNZ; OLIVEIRA; HIGARASHI, 2005).
Neste sentido, este trabalho busca oferecer resultados sobre a eficiência
dos biodigestores implantados na Suinutri Indústria e Comércio de Carnes e
Derivados LTDA, como unidade de tratamento de dejetos suínos e geração de
biogás, além de analisar as características dos dejetos como biofertilizante.
13
14
2 JUSTIFICATIVA
A suinocultura é uma atividade expressiva na economia nacional, gerando
alimento, emprego e renda, porém apresenta em sua produção, impactos ambientais
significativos, que em muitos casos são irreversíveis.
O grande volume de dejetos gerados na criação de suínos é sem dúvida o
maior problema ambiental da atividade, visto que possui um alto poder poluente, e
que na maioria dos casos não recebem nenhum tipo de tratamento, e quando
recebem são inadequados, sendo lançados aos corpos hídricos de forma agressiva,
comprometendo todo o equilíbrio do ecossistema.
O tratamento de dejetos mostra-se essencial para a manutenção sadia da
atividade suínicola, no entanto, os métodos de tratamentos encontrados apresentam
um investimento elevado e sem retorno aparente.
Conciliar o ambiente com a economia talvez seja a única forma de fazer
com que a suinocultura passe a cumprir fielmente as legislações vigentes.
O biodigestor surge como alternativa de tratamento de dejetos suínos
capaz de agregar lucro ao sistema de criação, seja com a utilização do biogás como
energia ou como créditos de carbono, recebidos quando houver comprovação que
os gases de efeito estufa (GEEs) gerados pela atividade, não foram emitidos para
atmosfera.
Outra forma de agregar valor ao dejeto suíno é quando o mesmo
apresenta características adequadas para o uso como biofertilzante agrícola,
podendo assim, substituir em parte ou totalmente o uso de fertilizantes químicos.
Conhecer a eficiência dos biodigestores presentes na Suinutri Indústria e
Comércio de Carnes e Derivados LTDA como método de tratamento de dejetos
suínos, e a qualidade como biofertilizante dos dejetos gerados, tornam-se
extremamente importante para avaliar há necessidade de utilizar tratamento
complementar para atender a legislação em vigor, e assim, não causar danos ao
ambiente.
14
15
3 OBJETIVOS
3.1 Objetivo Geral
Avaliar
o
uso
da
biodigestão
como
unidade
de
tratamento
e
aproveitamento dos dejetos suínos.
3.2 Objetivos Específicos
•
Descrever a atividade de manejo de suínos com foco na produção de
dejetos;
•
Realizar balanço de materiais para quantificar a produção de dejetos
suínos;
•
Diagnosticar o funcionamento do sistema de biodigestão de dejetos de
suínos;
•
Avaliar a eficiência do sistema de biodigestão como unidade de
tratamento do efluente da granja;
•
Verificar a viabilidade do uso dos dejetos suínos como biofertilizantes.
15
16
4. REFERENCIAL TEÓRICO
4.1 Origem do Mecanismo de Desenvolvimento Limpo – MDL
Com a era industrial, em meados do século XIX, houve uma grande
demanda por energia, fazendo com que as reservas de carvão e petróleo fossem
amplamente exploradas. No entanto, a queima desses combustíveis libera um
carbono extra, tendo como resultante o aumento da concentração de dióxido de
carbono (CO2) na atmosfera, excedendo a capacidade de reciclagem dos ciclos
biogeoquímicos naturais (KLABIN, 2000).
Devido o aumento na concentração do CO2 na atmosfera, a comunidade
científica passou a estudar com mais intensidade a dinâmica da atmosfera,
avaliando as conseqüências que esse evento acarretaria para o ambiente, além dos
possíveis impactos para os seres humanos. Conforme Klabin (2000) esses estudos
foram essenciais para a elaboração de relatórios publicados pelo Intergovernmental
Panel on Climate Change (IPCC).
Ainda segundo Klabin (2000) os relatórios publicados pelo IPCC
mostraram que além do CO2, haviam outros gases com aumento de concentração
na atmosfera, sendo os principais, o metano (CH4), óxido nitroso (N2O) e os cloroflúor-carbonos (CFC’s), que como o CO2, possuem a capacidade de absorver a
radiação infravermelha aumentando o efeito estufa do planeta.
Conforme Conejero (2006), as alterações climáticas tiveram uma resposta
com a Convenção-Quadro das Nações Unidas sobre Mudança do Clima (CQNUMC)
ou United Nations Framework Convention on Climate Change (UNFCCC) sendo
adotada durante a Rio 92 e entrando em vigor em 21 de março de 1994. Apresentou
185 signatários mais a União Européia, fundando um regime jurídico internacional
para conseguir equilíbrio nas concentrações de Gases de Efeito Estufa (GEE) na
atmosfera, com o intuito de manter o sistema climático sem grandes alterações.
A Convenção é baseada em dois princípios básicos: (i) precaução e (ii)
responsabilidade comum, mas diferenciada. O primeiro refere-se ao fato de
que a ausência de plena certeza científica em torno da questão não deve
ser usada como desculpa para que os países posterguem a adoção de
16
17
medidas para prever, evitar ou minimizar as causas da mudança do clima e
mitigar seus efeitos negativos. O segundo princípio diz que a maior parcela
das emissões globais, históricas e atuais, de GEE é originária dos países
desenvolvidos. Sendo assim, esses países deveriam assumir
compromissos de redução de suas emissões. As emissões per capita dos
países em desenvolvimento ainda são relativamente baixas e suas
emissões globais tenderão a crescer em decorrência das necessidades
sociais e de desenvolvimento (CONEJERO, 2006, p.100).
De acordo com o mesmo autor foram formados dois grupos de países,
tendo como base o princípio da responsabilidade comum, porém diferenciada. O
primeiro grupo são os países do Anexo I, ou seja, países membros da Organização
para a Cooperação e Desenvolvimento Econômico (OCDE) em 1992, Comunidade
Européia e países industrializados da ex-União Soviética e do Leste Europeu
(exceto México e Coréia do Sul). Já os países do Não-Anexo I são todos os países
que não estão inclusos no Anexo I, sendo o Brasil um deles. Cabendo as Partes do
Anexo I assumirem compromisso de redução de emissões de GEEs.
Após a CQNUMC, os países que ratificaram a mesma, em 1995 passaram
a fazer reuniões anuais, conhecida como Conferência das Partes (COP). A primeira
delas, a COP1, foi realizada em Berlim, tendo como finalidade a discussão de idéias
para a elaboração de um protocolo multilateral, adotando ações e atividades
adicionais com o objetivo de reduzir as emissões dos GEEs, e assim, propondo uma
maior dedicação dos países desenvolvidos (MARCOVITCH, 2005 apud SOUZA,
2007).
Em 1996, os países signatários da CQNUMC reuniram-se dessa vez em
Genebra, elaborando um conceito de prazos e limites para a emissão de GEE como
salienta Marcovitch (2005) apud Souza (2007). Na mesma convenção, o IPCC
mostrou através de um relatório, os prováveis impactos relacionados com a
alteração do clima.
Segundo IPCC (2001) apud Conejero (2006) as conseqüências previstas
pelos cientistas do IPCC em decorrência do aquecimento global, são apresentadas a
seguir:
•
A elevação do nível dos oceanos;
•
O derretimento das geleiras e das calotas polares;
•
Perda da biodiversidade;
17
18
•
Aumento da incidência de doenças transmissíveis por mosquitos e
outros vetores (malária, febre amarela e dengue, por exemplo);
•
Mudanças no regime de chuvas;
•
Intensificação de fenômenos extremos (tais como secas, inundações,
ciclones e tempestades tropicais);
•
Desertificação e perda de áreas agriculturáveis;
•
Acirramento dos problemas relacionados ao abastecimento de água
doce;
•
Aumento de fluxos migratórios.
Quando houver perda expressiva da capacidade produtiva dos solos em
função das mudanças climáticas poderão ocorrer os seguintes resultados negativos
(IPCC, 2001 apud CONEJERO, 2006):
•
Escassez;
•
Alta de preços;
•
Queda na renda real;
•
Desemprego;
•
Aumento da pobreza;
•
Aumento das desigualdades na distribuição de renda e riqueza;
•
Aumento do número de conflitos e da violência em geral;
•
Perda dos direitos das gerações humanas futuras, de usufruírem de
um meio-ambiente saudável, semelhante ao de seus antepassados.
Contudo, como afirma Souza (2007) a elaboração efetiva de um protocolo
multilateral que apresentasse acordos efetivos de redução da emissão de GEEs,
impondo limites e prazos quanto a emissão dos mesmos, só aconteceu na COP3,
realizada em 1997, na cidade de Kyoto, onde ocorreu a redação de um documento
oficial, adotando algumas medidas necessárias para que houvesse uma redução
das emissões de GEEs, denominado de Protocolo de Kyoto.
Com base no princípio da responsabilidade, mas diferenciada, o protocolo
possui dois pilares básicos (UNFCCC, 1997 apud CONEJERO, 2006, p. 103):
18
19
Limite de emissões de GEE. Hoje, qualquer país ou empresa pode emitir a
quantidade de GEE que quiser, respeitando apenas a legislação local, uma
vez que não há limites estabelecidos internacionalmente. O Protocolo
dispõe que, a partir de 2008, cada um dos países do Anexo I terá um limite
máximo (diferenciado entre os países) para emitir GEE. No total, esse
limite corresponderá à 94,8% do volume de GEE emitido em 1990. O
Protocolo definiu também que essa redução ou limitação deverá ser
cumprida entre 2008 e 2012 (fase definida como o Primeiro Período de
Cumprimento do Protocolo de Kyoto).
Mecanismos de flexibilização. Se um país do Anexo I obtiver folga no
cumprimento da sua meta, poderá transferi-la para um outro país que
deseja ultrapassar o seu limite. Nos países fora do Anexo I, se surgir uma
atividade nova que seqüestre uma dada quantidade certificada de GEE da
atmosfera ou reduza as emissões de GEE numa dada quantidade
certificada, isto gerará um crédito que poderá ser vendido a um país do
Anexo I.
De acordo com UNFCC (1997) apud Souza (2007) há três mecanismos
de flexibilização, com a finalidade de obter maiores resultados dos países do Anexo
I, e assim, alcançarem as metas abordadas no Protocolo de Kyoto. Porém vale
lembrar que os mecanismos de flexibilização não podem ser a única forma de
cumprimento das metas, devem ser algo adicional às medidas adotadas
internamente em cada país. A seguir são abordados os três mecanismos de
flexibilização (UNFCC, 1997 apud SOUZA, 2007, p. 36):
Implementação conjunta de processos (art. 6): países do Anexo I podem
adquirir de outras nações que tenham meta a cumprir, unidades de
redução de emissões, desde que elas não sejam necessárias para a parte
que as está vendendo alcançar seus objetivos, ou seja, essas unidades de
redução de emissão devem estar “sobrando”, além da meta que deve ser
atingida. Podem, outrossim, investir em projetos de mitigação do
aquecimento global naquelas nações que também tenham metas dentro do
Protocolo.
Mecanismo de Desenvolvimento Limpo (art. 12): países do Anexo I podem
investir em projetos que contribuam para o desenvolvimento sustentável
em nações que não são do Anexo I. Esses projetos devem conter
“adicionalidade”, ou seja, devem ter níveis de emissões de GEEs em um
nível inferior ao existente sem sua implementação.
Comércio de reduções certificadas de emissões (art. 17): mais conhecido
como “comércio de créditos de carbono”, esse mecanismo visa a compra
de unidades de redução de emissão que estejam devidamente certificadas
e disponíveis, a partir de projetos de implementação conjunta –somente
entre países do Anexo I. Já há Bolsas comercializando esses contratos no
mundo. As principais são a Chicago Climate Exchange e a EU Emission
Trade Scheme. O Banco Mundial também participa desse comércio, com o
objetivo de estimular ações que diminuam os gases que provocam o efeito
estufa e, assim, contribuir para amenizar os efeitos do aquecimento global.
No Quadro 01 é apresentado um resumo das principais Conferências das
Partes realizadas até o ano de 2006 (CONEJERO, 2006).
19
20
Quadro 01 - Resumo das principais Conferências das Partes.
CONFERÊNCIAS DAS
PARTES
COP-1, Berlim (1995)
COP-2, Genebra (1996)
COP-3, Kyoto (1997)
COP-4, Buenos Aires (1998)
COP-5, Haia (2000)
COP-6 BIS, Bonn (2001)
COP-7, Marrocos (2001)
COP-8, Nova Déli (2002)
COP-9, Milão (2003)
COP-10, Buenos Aires
(2004)
COP-11, Montreal (2005)
FINALIDADE
Foram definidas as modalidades, regras, diretrizes e quais
atividades adicionais devem ser realizadas pelos países para
reduções de emissões de GEE.
Apresentação do 2º relatório de avaliação do clima pelo IPCC e
necessidade de adoção de metas obrigatórias de redução global de
emissões, prioritariamente direcionadas às nações desenvolvidas.
Elaboração e abertura para assinatura do Protocolo de Kyoto.
Plano de Ação de Buenos Aires, para colocar em prática as
principais regras e questões técnicas e políticas em relação à
implantação do Protocolo de Kyoto.
Discussões referentes ao seqüestro de carbono pelas florestas
(denominado LULUCF – Land Use, Land Use Change and Forestry)
foram abordadas, e se aquelas atividades deveriam ser elegíveis ao
MDL. Divergências entre os EUA e países europeus suspenderam a
reunião.
Acordo de Bonn, concessões feitas ao Japão e Rússia para
sobrevivência do protocolo. Essas concessões dizem respeito
utilização de sumidouros de carbono (“sinks”) como créditos para
esses países.
Regulamentação do MDL e discussões do LULUCF.
Definições de modalidades e procedimentos simplificados para
alguns tipos de atividades de pequena escala.
Definições e modalidades para as atividades de florestamento e
reflorestamento (LULUCF) elegíveis ao MDL.
Definições referentes ao teste de adicionalidade nas metodologias
de linha de base e monitoramento dos projetos de MDL e
Implementação Conjunta (IC).
Discussões sobre medidas para facilitar a aprovação de
metodologias de linha de base pelo Painel de Metodologias da
Junta Executiva do MDL e sobre o regime pós-2012 – 2º. período
de cumprimento.
(Fonte: Adaptado de CONEJERO, 2006).
4.2 Funcionamento do Mecanismo de Desenvolvimento Limpo
Segundo CQNUMC (2009) apud Ministério da Ciência e Tecnologia – MCT
(2009) um projeto de MDL só resultará em reduções certificadas de emissões
(RCEs) quando passar pelas sete etapas do ciclo do projeto. A primeira etapa é a
elaboração de documento de concepção de projeto (DCP), utilizando metodologia de
base e plano de monitoramento aprovados. A segunda fase do ciclo é a validação,
ou seja, o projeto será analisado se está em conformidade com a regulamentação
do Protocolo de Kyoto. A terceira etapa se refere à aprovação pela Autoridade
20
21
Nacional Designada – AND, que no Brasil é a Comissão Interministerial de Mudança
Global do Clima (CIMGC), onde a Comissão verificará a contribuição que esse
projeto acarretará para o desenvolvimento sustentável. Depois dessa etapa, é
necessária a submissão do projeto ao Conselho Executivo para registro, seguido do
monitoramento, verificação/certificação e emissão de unidades segundo o acordo de
projeto.
4.3 Projetos de MDL no Brasil e no Mundo
No mundo existem 5.302 projetos que se encontram em alguma fase do
ciclo de projetos do MDL, porém registrados pelo Conselho Executivo do MDL
existem apenas 1.780. O Brasil ocupa o 3° lugar em número de atividades de
projeto, tendo 405 projetos (8%), sendo que 160 são registrados. O 2° lugar é da
Índia com cerca de 1.409 projetos (27%), sendo a China a primeira colocada, com
1.973 projetos (37%), conforme dados do CQNUMC (2009) apud MCT (2009).
Quanto ao potencial de reduções de emissões associados aos projetos no
ciclo do MDL o Brasil também ocupa a terceira posição, sendo estipulada uma
redução de 363.356.422 de tCO2, correspondendo a 6% do total mundial para o
primeiro período de obtenção de créditos, que vai de 2008 a 2012. Os primeiros
lugares ficam novamente com a Índia e a China, sendo que são previstas reduções
de 1.582.737.887 de tCO2 e 2.922.231.445 de tCO2, respectivamente (CQNUMC,
2009 apud MCT, 2009).
Como mostra a figura 01, no que se refere à redução das emissões de
gases de efeito estufa por tipo de gás no Brasil com a utilização de projetos do MDL,
o CO2 é predominante.
21
22
1,20%
0,50%
34%
CO2
CH4
N2O
PFC
65%
Figura 01: Distribuição das atividades de projeto no Brasil por tipo de gás de efeito estufa reduzido.
(Fonte: Adaptado de CQNUMC, 2009apud MCT, 2009).
De acordo com CQNUMC (2009) apud MCT (2009), a energia renovável e
a suinocultura são as atividades que despertam maior interesse aos participantes de
projetos de MDL no Brasil, representando a maioria das atividades de projetos
(65%), como mostra a tabela 01. Porém quem mais reduzirá as emissões de GEEs
são as atividades de energia renovável, aterro sanitário e redução de N2O, com um
total de 71% das emissões a serem reduzidas no primeiro período de obtenção de
créditos.
22
23
Tabela 01 – Distribuição das atividades de projeto no Brasil por tipo de projeto.
PROJETOS EM
VALIDAÇÃO/APROVAÇÃO
NÚMERO DE
PROJETOS
Energia renovável
201
REDUÇÃO DE EMISSÃO NO 1º
PERÍODO DE OBTENÇÃO DE CRÉDITO
(tCO2)
129.235.975
Aterro Sanitário
36
84.210.095
Redução de N2O
5
44.617.272
Suinocultura
61
34.054.330
Troca de combustível fóssil
43
27.129.190
Eficiência Energética
26
18.967.598
Reflorestamento
2
13.033.140
Processos industriais
14
7.449.083
Resíduos
15
4.363.388
Emissões fugitivas
2
296.352
(Fonte: Adaptado de CQNUMC, 2009 apud MCT, 2009).
Na figura 02 é apresentado à distribuição de projetos do MDL por estado
no Brasil, mostrando que a região de destaque é a Sudeste, sendo que São Paulo
possuiu 23% do total dos projetos do país e Minas Gerais 16%.
18,00%
SP
23%
MG
RS
5,00%
SC
PR
MT
6,00%
16%
7,00%
7,00%
GO
MS
8%
10%
Outros
Figura 02: Distribuição de projetos do MDL por estado no Brasil. (Fonte: Adaptado de CQNUMC,
2009 apud MCT, 2009).
23
24
4.4 Suinocultura
A suinocultura é uma das atividades mais importantes do complexo
agropecuário brasileiro, sendo desenvolvida em sua maior parte em pequenas
propriedades rurais e em áreas com limitações topográficas para o estabelecimento
de lavouras extensivas, que além de gerar renda, alimento e emprego, fixa o homem
ao campo (OLIVEIRA, 1993).
Conforme Steinfeld (2002) apud Bomsucesso (2004) a produção de
suínos atual é 30% mais elevada que há duas décadas, sendo que o aumento da
população mundial, juntamente com a crescente taxa de urbanização das
metrópoles são os principais motivos para essa crescente.
A China é o país que mais produz suínos, com uma expressiva marca de
41.600 toneladas ano, seguida pelos Estados Unidos com 8.596 t/ano e a Alemanha
com 3.976 t/ano. O Brasil ocupa a sexta posição mundial, produzindo 1.950 t/ano
(NATIONAL PORK BOARD, 2002 apud BOMSUCESSO, 2004).
No Brasil, a suinocultura é mais representativa na região Sul, tanto no
aspecto numérico, econômico e tecnológico. Porém as regiões Sudeste e Centro
Oeste estão se destacando na atividade, devido principalmente aos grandes
investimentos implantados nos estados de Minas Gerais, Goiás, Mato Grosso e Mato
Grosso do Sul, como aborda ACSURS (2007) apud Strapazzon (2008). As regiões
Norte e Nordeste também possuem um rebanho suíno expressivo, tendo uma
importância social e econômica para os mesmos.
A
suinocultura
brasileira
é
uma
atividade
que
proporciona
a
comercialização de produtos industrializados, abastecendo o mercado interno e
externo, e assim, movimenta a economia nacional. Porém se não for manejada de
uma forma correta, causa severos problemas ambientais (BOMSUCESSO, 2004).
24
25
4.5 Impactos Ambientais Gerados pela Suinocultura
Conforme Medri (1997) com o crescimento intenso e desordenado da
suinocultura, o planejamento da atividade torna-se difícil, onde os elevados volumes
de dejetos, carregados de nitrogênio (N) e fósforo (P), produzidos nas instalações
suinícolas transformam-se em um grande problema. A maioria dos sistemas de
tratamento adotados pelos proprietários não possuem critérios científicos, além de
uma operação deficiente (COSTA et al, 1995 apud MEDRI, 1997).
A redução do poder poluente a níveis aceitáveis, 40 mg/DBO/litro de
dejetos, 15% de sólidos voláteis, redução da taxa de coliformes a 1,0%,
requer investimentos significativos, normalmente acima da capacidade do
produtor e, sem a garantia, no entanto, do atendimento das exigências da
Saúde Pública e a Preservação do meio ambiente, restando, pois a
alternativa do lançamento nos cursos naturais de água (IMHOFF &
IMHOFF, 1986 apud OLIVEIRA, 1993, p. 28).
A Lei 14.675/2009 que institui o código ambiental de Santa Catarina, no
seu art. 177 declara que a DBO passível de lançamento é de no máximo 60 mg/L,
sendo que este limite somente pode ser ultrapassado quando no caso de efluente de
sistema de tratamento biológico com eficiência mínima de 80% na redução da carga
orgânica. A Lei Complementar n° 38/1995 que dispõe sobre o código ambiental de
Mato Grosso não cita nenhum valor, porém deixa claro que o efluente só poderá ser
lançado em um corpo hídrico quando o mesmo tiver em condições de recebê-lo sem
que haja alteração da sua qualidade, ou seja, quando compatíveis com sua
classificação. A classificação dos corpos de água é abordada na Resolução
CONAMA n° 357/2005.
Um dos impactos evidenciados na criação de suínos é referente às
doenças infecciosas, onde os problemas epidemiológicos originados no meio rural
estão diretamente ligados aos grandes sistemas de confinamento e o manejo
realizado no esterco animal. Salienta-se que a maioria dos suínos infectados elimina
o agente patogênico por meio dos dejetos, além de outros meios (OLIVEIRA, 1993).
O mesmo autor cita que a geração dos gases nocivos também é um dos
problemas relacionados com a criação de suínos, visto que pode ocasionar danos à
saúde da comunidade ou apenas o incômodo devido aos maus odores. Perdomo;
25
26
Lima; Nones (2001) aborda que em torno de 50% dos suínos criados em
confinamentos possuem problemas de saúde, onde alguns criadores dos animais
também são afetados, devido à exposição dos mesmos há locais com elevadas
concentrações de poeiras e gases, acarretando danos ao sistema respiratório.
Os gases mais preocupantes na suinocultura são: amônia, sulfeto de
hidrogênio, dióxido de carbono e metano. Os odores são produzidos pela amônia,
sulfeto de hidrogênio e por vários compostos orgânicos intermediários provindos da
decomposição biológica da matéria orgânica dos dejetos (OLIVEIRA, 1993).
O mesmo autor cita ainda que a contaminação do solo deve ser
considerada também um fator importante na criação de suínos, pois quando há
aplicações de grandes quantidades de dejetos líquidos no solo, ou quando os
mesmos são armazenados em lagoas sem revestimento impermeabilizante durante
alguns anos, poderão acarretar uma sobrecarga da capacidade do solo de filtrar e
reter os nutrientes dos dejetos.
Segundo Perdomo; Lima; Nones (2001) o fósforo e o nitrogênio contidos
nos estercos dos suínos são considerados como os principais problemas dos
recursos hídricos, onde Oliveira (1993) aborda que o fósforo difunde-se mais
rapidamente no solo que o contido nos fertilizantes comerciais, pois a matéria
orgânica do dejeto favorece a solubilização dos fosfatos. Porém isso só ocorre em
solos altamente arenosos, em solos argilosos isto jamais acontece.
Os dejetos de suínos podem estimular o crescimento e a multiplicação de
bactérias e fungos, quando lançados em mananciais sem nenhum tipo de
tratamento, causando uma elevada depleção de oxigênio, seguidos de uma intensa
eutrofização. Um dos graves problemas é que essas contaminações não ficam
restritas apenas no local onde os dejetos foram depositados, visto que os
mananciais podem atravessar diversos municípios (MEDRI, 1997).
Existem poucos estudos desenvolvidos para o aproveitamento de
metodologias e tecnologias que visem à mitigação dos impactos ambientais
advindos dos dejetos de suínos no Brasil. Dessa forma, como aborda Medri (1997),
a carência de pesquisas e estudos faz com que os técnicos brasileiros adotem
soluções encontradas em experiências de outros países.
26
27
4.6 Características dos Dejetos Suínos
Segundo Konzen (1993) apud Diesel; Miranda; Perdomo (2002) os
dejetos suínos são formados por fezes, urina, água desperdiçada pelos bebedouros
e de higienização, resíduos de ração, pêlos, poeiras e outros materiais utilizados na
criação dos animais, podendo apresentar variações significativas em sua
composição em decorrência do manejo utilizado pela granja.
As fezes dos suínos contêm matéria orgânica, nitrogênio, fósforo,
potássio, cálcio, sódio, magnésio, manganês, ferro, zinco, cobre, além de outros
elementos utilizados nas dietas dos animais (DIESEL; MIRANDA; PERDOMO, 2002
apud KONZEN, 1993).
De acordo com Bezerra (2002) a composição dos dejetos brutos de
suínos é apresentada na tabela 02.
Tabela 02 – Composição dos dejetos brutos de suínos.
PARÂMETROS
pH
DBO (mg/L)
DQO (mg/L)
Sólidos Totais (mg/L)
Sólidos Voláteis (mg/L)
Sólidos Fixos (mg/L)
Sólidos Sedimentáveis (mg/L)
Nitrogênio Kjeldahl (mg/L)
Fósforo Total (mg/L)
Potássio Total (mg/L)
VALOR MÍNIMO
VALOR MÁXIMO
MÉDIA
6.5
9.0
7.75
5.000
15.500
10.250
12.500
38.750
25.625
12.697
49.432
22.399
8.429
39.024
16.389
4.268
10.408
6.010
220
850
429
1.660
3.710
2.374
320
1.180
578
260
1.140
536
(Fonte: Adaptado de KONZEN, 1980 apud BEZERRA, 2002).
Os dejetos de suínos apresentam um potencial poluidor em torno de 3,5
vezes a mais do que o esgoto doméstico, visto que, o último possui uma Demanda
Bioquímica de Oxigênio (DBO) per capita de 54 g/hab/dia conforme Imhoff (1986),
enquanto que os dejetos suínos apresentam uma DBO per capita de 189
g/suíno/dia, com peso de 61 kg (AGRICULTURAL SANITATION AND WASTE
MANAGEMENT COMMMITTEE, 1993 apud MEDRI, 1997).
Na tabela 03 são dados os valores da DBO diárias em função do peso e
do ciclo produtivo dos suínos.
27
28
Tabela 03 – Valores da DBO diária em função do peso e do ciclo produtivo dos
suínos.
CATEGORIA ANIMAL
Varrão
Porca gestante
Porca com leitão
Leitões desmamados
Suínos em crescimento
Suínos em terminação
PESO (kg/cabeça)
DBO DIÁRIA (kg/cabeça)
160
0,182
125
0,182
170
0,340
16
0,032
30
0,059
68
0,136
(Fonte: FREIRE, 1985 apud OLIVEIRA, 1993).
Em uma pesquisa efetuada em oito municípios da região Oeste de Santa
Catarina, verificou-se que o teor de matéria seca apresentado nos dejetos suínos foi
apenas de 3%, valor inferior daquele apresentado na Tabela da Comissão da
Fertilidade do Solo, que é de 6% e serve de base para a recomendação de
adubação orgânica (SCHERER, 1994 apud DIESEL; MIRANDA; PERDOMO, 2002).
As amostras com baixo teor de matéria seca possuem uma baixa concentração de
nutrientes, diminuindo seu valor como fertilizante.
4.7 Volume dos dejetos
Segundo Perdomo; Oliveira; Kunz (2003) a estimativa do volume de
dejetos é uma das operações mais difíceis, visto que, há grandes variações nas
criações de suínos, com diferentes sistemas hidráulicos, equipamentos, rotinas de
higiene, desperdícios, duração e freqüência da limpeza, sendo que até na mesma
granja o volume varia ao longo do tempo. Contudo, existem três componentes
fundamentais para a estimativa mais efetiva do volume de efluentes, os quais são: a
demanda de água para consumo dos animais, demanda para a limpeza e higiene de
instalações, e as perdas existentes através de bebedouros.
Conforme Diesel; Miranda; Perdomo (2002) a quantidade total de esterco
gerada por suíno varia de acordo com o seu crescimento, apresentando valores
entre 4,9 a 8,5% em relação a seu peso vivo/dia para a faixa de 15 a 100 kg.
A geração de fezes e urina é baseada por fatores zootécnicos, ou seja,
tamanho, sexo, raça e atividades dos animais, além dos ambientais, como
28
29
temperatura e umidade, e os dietéticos (digestibilidade, conteúdo de fibra e proteína)
como aborda Dartora; Perdomo; Tumelero (1998).
A produção diária de dejetos, de acordo com a categoria dos suínos é
apresentada na tabela 04.
Tabela 04 - Produção média diária de dejetos por diferentes categorias de suínos.
ESTERCO
ESTERCO + URINA
DEJETOS
(kg/dia)
(kg/dia)
LÍQUIDOS (L/dia)
Suíno 25 a 100 kg
2,30
4,90
7,00
Porcas gestantes
3,60
11,00
16,00
Porcas em lactação
6,40
18,00
27,00
Machos
3,00
6,00
9,00
Leitões 5,5 a 25 kg
0,35
0,95
1,40
* Considerando o dejeto com 40% de matéria seca. (Fonte: Adaptado de OLIVEIRA,1993).
CATEGORIA DO SUÍNO
Dessa forma, para obter o volume diário de dejetos gerados basta
multiplicar o número de animais presentes em cada fase de crescimento pela
quantidade média de dejetos produzida pelos animais na fase correspondente
(BARANCELLI, 2007).
Em algumas propriedades suinícolas a maior parte dos dejetos líquidos é
originada de bebedouros mal regulados, limpeza das baias e principalmente da água
das chuvas, onde muitas vezes os bebedouros não são adequados, ocorrendo
desperdício de água pelo animal ou vazamentos. Já a água da limpeza é utilizada
em grande volume, onde o mais adequado seria o uso com uma alta pressão, porém
com baixa vazão. A água da chuva também é responsável pelo aumento do volume
dos dejetos, visto que a maioria dos canais de transporte dos dejetos não possuem
cobertura (OLIVEIRA; SILVA, 2004 apud STRAPAZZON, 2008).
Assim sendo, os valores de produção total dos dejetos de suínos somente
poderão ser avaliados corretamente quando se considerar também o seu grau de
diluição, como expressa Dartora; Perdomo; Tumelero (1998).
Segundo Perdomo; Lima; Nones (2001), uma granja pode apresentar
coeficiente de diluição baixo, médio e alto. Sabendo que em condições normais, ou
seja, efluente pouco diluído, uma matriz gera 100 litros de dejetos/dia, e já com uma
diluição média e alta, este valor aumenta para 150 e 200 litros de dejetos/dia,
respectivamente, puderam-se considerar os coeficientes de diluições apresentados
na tabela 05.
29
30
Tabela 05 – Níveis de diluições apresentados na suinocultura.
NÍVEL DE DILUIÇÃO
Baixo
Médio
Alto
COEFICIENTE DE DILUIÇÃO
1
1,5
2
(Fonte: Adaptado de PERDOMO; LIMA; NONES, 2001).
4.8 Parâmetros Adotados para Dejetos Suínos
Os principais parâmetros de controle para determinar a qualidade do
efluente de dejetos suínos são apresentados a seguir (DIESEL; MIRANDA;
PERDOMO, 2002, p.9):
Demanda Química de Oxigênio (DQO-mg/l): é a quantidade de oxigênio
necessária para oxidar quimicamente a matéria orgânica e inorgânica
oxidável da água, ou seja a quantidade de oxigênio consumida por diversos
compostos sem a intervenção de microorganismos.
Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO-mg/l): principal unidade de
medição de poluição dos efluentes. Corresponde a quantidade de oxigênio
necessário para que as bactérias depuradoras possam digerir cargas
poluidoras na água. Quanto maior a DBO maior é a poluição causada. No
processo de digestão desta carga poluidora as bactérias necessitam de
certa quantidade adicional de oxigênio, que é denominada de DBO.
Sólidos Totais (ST - mg/l): O conteúdo de sólidos totais corresponde à
matéria sólida contida nos dejetos e que permanece após a retirada da
umidade.
Sólidos Voláteis (SV - mg/l): Caracterizam a fração de material orgânico,
assim como o teor de sólidos fixos indicam o teor de sólidos minerais.
Nutrientes: Dos nutrientes o que tem maior interesse no estudo das águas
residuárias são o nitrato, nitrito, a amônia e o nitrogênio orgânico. O
nitrogênio total é a soma da amônia livre e do nitrogênio orgânico. Sua
presença indica o grau de poluição do aqüífero ocasionada por despejo de
água rica em fertilizantes nitrogenados. Em teores elevados, na preparação
de alimentos para crianças, pode causar a cianose (methemoglobinemia),
doença que atinge crianças. O seu padrão máximo na água é 10 mg/l
(SABESP).
4.9 Principais Técnicas de Tratamento de Dejetos Suínos
Existem várias técnicas de tratamento de dejetos com elevada
concentração de matéria orgânica, como os provenientes da suinocultura. A escolha
30
31
do tratamento depende das características do dejeto, do local a ser implantado e dos
recursos financeiros exigidos, contudo, o mais importante é atender a legislação
ambiental vigente (DIESEL; MIRANDA; PERDOMO, 2002).
4.9.1 Técnicas de Tratamento físico
Conforme Diesel; Miranda; Perdomo (2002) no tratamento físico tem-se a
separação de fases, que pode ser realizada por processo de decantação,
centrifugação, peneiramento, e a desidratação da parte líquida por vento, ar forçado
ou ar aquecido. A separação entre as fases sólida e líquida poderá minimizar os
custos de implantação do tratamento
4.9.1.1 Decantação
Esse tratamento físico consiste em armazenar certa quantia de dejetos
líquidos em um reservatório, por determinado período de tempo, para que a parte
sólida em suspensão decante, separando-se então as fases líquida e sólida do
dejeto. A solubilidade distinta dos diversos elementos presentes no dejeto ocasiona
uma divisão heterogênea destes: o fósforo e o nitrogênio orgânico são encontrados
nos sólidos sedimentados (82% e 62%, respectivamente); o nitrogênio amoniacal
(90%) e o potássio (100%), encontrados na fase líquida (BELLI FILHO; CASTILHOS,
1990 apud OLIVEIRA, 1993).
31
32
4.9.1.2 Peneiramento
Segundo Oliveira (1993) o peneiramento, assim como a decantação tem
como objetivo separar as frações líquidas e sólidas, facilitando o processamento dos
dejetos, visto que, com a separação são adotados sistemas diferenciados de
tratamento para as distintas fases.
Existem três tipos de peneiras, as estáticas ou hidrodinâmicas, que
funcionam com os dejetos sendo lançados na peneira sob pressão, as vibratórias,
que realizam movimentos tangencial e vertical, mantendo os dejetos em fluxo
contínuo, e as rotativas, onde o dejeto líquido atravessa os crivos da peneira,
depositando-se na sua parte inferior, e a fração sólida adere à superfície onde é
retirada por uma lâmina de raspagem (MERKEL, 1981 apud OLIVEIRA, 1993).
4.9.1.3 Centrifugação
Segundo Oliveira (1993) a separação por centrifugação ocorre mediante o
uso da força gravitacional que incide nas partículas em suspensão dos dejetos.
Podendo ser do tipo horizontal, cilindro rotativo ou cônico com diferentes
velocidades.
4.9.1.4 Separação Química
A separação química ocorre através da adição de produtos químicos em
águas residuais, tendo como finalidade precipitar partículas e material coloidal, e
assim, reduzir a demanda de oxigênio (LOEHR, 1974 apud OLIVEIRA, 1993). Esta
técnica de tratamento não é apropriada para remoção de compostos orgânicos
solúveis, mas sim compostos inorgânicos solúveis, semelhantes aos fosfatos, que
são removidos através da formação de precipitados insolúveis.
32
33
4.9.1.5 Desidratação
Como expressa Oliveira (1993) a desidratação consiste na redução do
conteúdo de umidade, servindo para o controle da poluição e alcançando melhoras
nas características do produto para o manuseio. A redução da umidade dos dejetos
para níveis de 10 a 15% gera um material livre de odores, podendo ser utilizado
como fertilizante e suplemento alimentar.
4.9.2 Técnicas de Tratamento Biológico
Nas técnicas de tratamento biológico ocorre a decomposição da matéria
orgânica do dejeto, podendo ocorrer por microorganismos aeróbios quando há
presença de oxigênio, e por anaeróbios quando há ausência do mesmo (DIESEL;
MIRANDA; PERDOMO, 2002).
4.9.2.1 Compostagem
A compostagem é definida por Oliveira; Higarashi (2006a) como sendo a
decomposição biológica e a estabilização das substâncias orgânicas, permitindo o
desenvolvimento de temperaturas como resultado da produção biológica de calor
pelas bactérias termofílicas, tendo assim, um produto final estável para a estocagem
e aplicação agrícola sem gerar impactos ao ambiente.
A compostagem é considerada um processo controlado de decomposição
microbiana de oxidação e oxigenação de uma massa heterogênea de
matéria orgânica no estado sólido e úmido, passando pelas seguintes
fases: uma inicial do composto cru ou imaturo, seguida de uma fase de
semicura ou bioestabilização, para atingir finalmente a cura, maturação ou
mais tecnicamente, a humificação, acompanhada da mineralização de
determinados componentes da matéria orgânica, quando pode se
considerar finalizada a compostagem. Durante o processo ocorre a
33
34
produção de calor e o desprendimento, principalmente de gás carbônico e
vapor d’água (KIEHL, 1998 apud OLIVEIRA; HIGARASHI, 2006a, p.14).
A compostagem é uma técnica de tratamento elaborada através da
mistura de dejetos brutos de suínos com os resíduos conhecidos como maravalha,
serragem, palha ou qualquer substrato rico em carbono (Oliveira, 2003 apud
Oliveira; Higarashi, 2006a). A mistura permanece na unidade de compostagem por
um período de 2 a 3 meses, até sua maturação total (relação C/N < 20).
4.9.2.2 Lagoas de Estabilização: facultativas e aeradas
As lagoas facultativas possuem uma zona aeróbia superficial, zona
facultativa na porção central e zona anaeróbica no fundo, juntamente com a camada
sedimentada (MERKEL, 1981 apud OLIVEIRA, 1993).
As lagoas facultativas funcionam através da atividade fotossintética das
algas sob a influência da luz solar e da ação das bactérias. O surgimento
das algas é função da presença de nutrientes oriundos da mineralização da
matéria orgânica afluente pelas bactérias. Esta forma de oxidação, por ser
anaeróbia, implica no consumo de oxigênio devido à respiração dos
microorganismos
decompositores,
principalmente
as
bactérias
heterotróficas aeróbias. As bactérias, na presença de oxigênio, convertem
a matéria orgânica a compostos simples e inertes como o dióxido de
carbono e água, além de sais de nitrogênio e fósforo. Esses compostos
inorgânicos são utilizados pelas algas e através da fotossíntese ocorre à
liberação do oxigênio molecular. Este, por sua vez, é utilizado pelas
bactérias aeróbias e facultativas na sintetização da matéria orgânica
(SOUSA,1994 apud MEDRI, 1997).
Ainda segundo Medri (1997) a matéria orgânica presente no fundo da
lagoa é estabilizada pela liberação de gases como metano, carbônico, sulfito de
hidrogênio e nitrogênio amoniacal, deslocando-se para a superfície da lagoa, e, em
seguida, a grande maioria, é liberada para a atmosfera.
Já as lagoas aeróbias são utilizadas como método de tratamento para
descargas leves, oriundas de efluentes de outras lagoas, possuindo uma eficiência
de remoção de DBO e DQO baixa (Sousa, 1987 apud MEDRI, 1997). Tendo assim,
como funções principais a destruição de microorganismos patogênicos, redução de
34
35
nutrientes e sólidos em suspensão, de acordo com Mara; Pearson (1986) apud
Medri (1997).
A lagoa aeróbia apresenta uma estrutura rasa, necessária para manter as
condições aeróbias, onde o desempenho da lagoa depende unicamente do oxigênio
produzido pelas algas, sendo ele transferido por quase toda a lagoa devido à
agitação dos ventos (MEDRI, 1997).
4.9.2.3 Diques de Oxidação
O dique de oxidação é um método de tratamento de dejetos com aeração
artificial, sendo usado em câmaras de aeração em circuito fechado ou contínuo,
quase sempre na forma de uma elipse (SILVA, 1977 apud OLIVEIRA, 1993).
Como o dique de oxidação é um sistema aeróbio de tratamento, os
odores provocados pelos tratamentos anaeróbios não ocorrem. Segundo Loehr
(1974) apud Oliveira (1993) só emitem odores característicos de amônia quando há
uma falha no suprimento de oxigênio, ou quando não há a nitrificação.
4.9.2.4 Lagoas Anaeróbicas
Lagoas anaeróbicas são reatores biológicos estruturados para receber
grandes quantidades de cargas orgânicas por unidade de volume do reator, dessa
forma a taxa de consumo de oxigênio é maior que a taxa de produção, sendo assim,
completamente isentas de oxigênio dissolvido e de atividade fotossintética (MEDRI,
1997).
De acordo com Merkel (1981) apud Medri (1997) o tratamento anaeróbio
é um processo que envolve três estágios, na primeira fase, hidrólise de materiais
complexos, o material orgânico complexo é transformado em matéria orgânica
simples solúvel através de hidrólise enzimática. Já na segunda etapa, produção de
ácidos, os ácidos são formados pelas bactérias anaeróbias e facultativas,
35
36
convertendo
os
compostos
orgânicos
solúveis
em
ácidos
orgânicos,
predominantemente ácido acético. E no terceiro e último estágio, fermentação
metanogênica, os ácidos orgânicos simples são convertidos em metano e dióxido de
carbono pelas bactérias anaeróbias produtoras de metano, e que segundo Merkel
apud Oliveira (1993), podem produzir metano de duas maneiras distintas, por
fermentação do ácido acético, gerando metano e dióxido de carbono, ou por redução
do dióxido de carbono com gás hidrogênio, formando metano e água, como mostra a
figura 03.
MATERIAL ORGÂNICO COMPLEXO
SOLÚVEL E INSOLÚVEL
(carboidratos, lipídios e proteínas)
Hidrólise
Enzimas
Extracelulares
MATERIAL ORGÂNICO SIMPLES
SOLÚVEL
(glicose)
Acidogênesis
ÁCIDOS ORGÂNICOS
SIMPLES
(fórmico, acético)
Bactérias produtoras de ácidos
Hidrogenogênesis
OUTROS ÁCIDOS
ORGÂNICOS
(propiônico, butírico, isobutírico)
Bactérias produtoras de H2
CH4
e
CH2
Figura 03: Fermentação anaeróbia de materiais orgânicos mostrando as fases de hidrólise, ácida e
metanogênica. (Fonte: Adaptada de OLIVEIRA, 1993 apud MORGA, 1983).
36
37
4.10 Características do Biogás
O biogás é um gás inflamável, proveniente da degradação da biomassa
pelas bactérias metanogênicas, sendo composto principalmente de gás Metano
(CH4) e Carbônico (CO2), apresentando traços de Nitrogênio (N2), Hidrogênio (H2) e
gás Sulfídrico (H2S) (CAMPOS, 2004 apud BARANCELLI, 2007).
A tabela 06 mostra a composição média do biogás.
Tabela 06 – Composição média do biogás.
COMPONENTE
Metano (CH4)
Dióxido de Carbono (CO2)
Hidrogênio (H2)
Nitrogênio (N2)
Oxigênio (O2)
Sulfureto de hidrogênio (H2S)
Amônio (NH3)
Monóxido de Carbono (CO)
Água (H2O)
QUANTIDADE (%)
50 a 75
25 a 40
01 a 03
0,5 a 2,5
0,1 a 01
0,1 a 0,5
0,1 a 0,5
0,1 a 01
Variável
(Fonte: Adaptado de PIRES, 2000 apud ANDREOLI et al, 2003)
Conforme Oliveira; Higarashi (2006b) o metano, principal componente do
biogás, não possui cheiro, cor ou sabor, porém outros gases presentes conferem-lhe
um odor de vinagre ou de ovo podre.
O metano possui um alto poder calorífico, que varia de 5.000 a 7.000 kcal
por metro cúbico, e que, quando submetido a um índice de purificação pode chegar
a 12.000 kcal por metro cúbico (BARANCELLI, 2007).
Outro dado importante é dado por Oliveira (1993), onde 1 m3 de dejetos
suínos corresponde a 0,5 m3 de biogás gerado.
A tabela 07 apresenta a comparação da capacidade calorífica do biogás
com outras fontes energéticas.
37
38
Tabela 07 – Equivalência do biogás com outras fontes energéticas.
COMBUSTÍVEIS
3
EQUIVALÊNCIA AO BIOGÁS (por m )
0,613 litros
0,579 litros
0,553 litros
0,454 litros
1,536 kg
0,790 litros
1,428 Kw
(Fonte: BARREIRA, 1993 apud BARANCELLI, 2007).
Gasolina
Querosene
Óleo Diesel
Gás de Cozinha
Lenha
Álcool Hidratado
Eletricidade
Como aborda Andreoli et al (2003), até alguns anos atrás, o biogás era
visto somente como um subproduto, gerado a partir da decomposição anaeróbia de
lixo urbano e resíduo animal, além das estações de tratamento de efluentes
domésticos. Porém, o aumento do desenvolvimento econômico dos últimos anos e a
crescente dos preços
dos
combustíveis
convencionais
tem
proporcionado
investimentos em fontes de energias alternativas e viáveis, reduzindo a demanda
por recursos naturais não renováveis.
O biogás gerado pela decomposição da matéria orgânica pode ser
simplesmente queimado para reduzir a emissão de gases de efeito estufa para
atmosfera, ou pode ser aproveitado como energia, seja ela, mecânica, elétrica, ou
térmica (OLIVEIRA et al, 2003 apud OLIVEIRA; HIGARASHI, 2006b).
O principal problema para gerar energia utilizando o biogás é a presença
de vapor d’água, CO2 e gases corrosivos (H2S) no biogás “in natura”, onde os
equipamentos mais sofisticados, como motores à combustão, geradores, bombas e
compressores têm uma vida útil reduzida, como aborda Oliveira; Higaraschi (2006b).
Magalhães et al (2004) apud Barancelli (2007) declara que é necessário eliminar as
substâncias corrosivas e o CO2, para que os equipamentos não sejam afetados e
comprometidos,
e
para
aumentar
a
capacidade
calorífica,
quando
haver
necessidade de utilizar o biogás para fins nobres, como a produção de eletricidade,
respectivamente.
38
39
4.11 Biodigestor
Segundo Oliveira (1993), o biodigestor é um mecanismo para tratamento
de dejetos através da fermentação anaeróbica, ou seja, sem a presença de oxigênio.
Os sólidos voláteis (SV) são os grandes responsáveis pela produção do
biogás, dessa forma, quanto maior a concentração de SV na alimentação diária do
biodigestor, maior será a capacidade do biodigestor em produzir o biogás. Como
abordam Sanchez et al. (2005) apud Oliveira; Higaraschi (2006b), quando analisado
os dejetos suínos, os sólidos voláteis representam entre 70 a 75% dos Sólidos
Totais (ST).
Existem três tipos de bactérias de acordo com a temperatura, as bactérias
termofílicas, que se desenvolvem principalmente em temperaturas superiores a
45°C, bactérias mesofílicas, que se desenvolvem especialmente em temperaturas
entre 20 a 45°C, e por último, as bactérias psicrofílicas, que se desenvolvem
principalmente em temperaturas inferiores a 20°C (BARANCELLI, 2007).
Conforme Andreoli et al (2003) as bactérias são muito sensíveis às
variações de temperatura, portanto, o essencial é não haver mudanças bruscas de
temperatura no biodigestor, visto que as bactérias não sobrevivem, e a produção de
biogás é reduzida consideravelmente.
A alcalinidade e o pH são outros fatores que afetam diretamente a
produção de biogás, pois, conforme as bactérias produzem ácidos, diminuindo o pH,
o carbonato reage com esses ácidos, havendo assim, um controle da acidez do
meio (ANDREOLI et al, 2003).
Os mesmos autores também abordam que as bactérias produtoras de
metano sobrevivem a uma faixa estreita de pH (6,5 a 8,0); e Barancelli (2007)
aponta como faixa de pH ótimo 7 a 7,2.
Quando avaliado o biodigestor como método de tratamento de dejetos
suínos, conclui-se, que, embora ele remova a matéria orgânica e parte dos
nutrientes, não deve ser visto como um sistema definitivo de tratamento, tendo como
alternativas, utilizá-los como fertilizante orgânico em locais que possuem
disponibilidade de área agrícola, ou ainda, passarem por tratamento final,
removendo a carga orgânica e nutrientes, para posteriormente, serem lançados em
corpos hídricos (OLIVEIRA; HIGARASCHI, 2006b) .
39
40
4.12 Utilização de Dejetos Suínos como Biofertilizantes em Solos Agrícolas
Segundo Diesel; Miranda; Perdomo (2002), os sistemas intensivos de
criação de suínos confinados produzem quantidades significativas de dejetos,
necessitando de uma destinação. Uma das alternativas possíveis, e de maior
receptividade pelos agricultores tem sido como fertilizante.
O biofertilizante é resultado da digestão anaeróbia constituindo-se num
processo, que apesar de sintetizar a matéria orgânica, não destrói os
nutrientes, melhorando a sua atividade como fertilizante orgânico. Isso
permite um melhor aproveitamento pelo solo, bem como pela cultura
escolhida. Depois de passarem no biodigestor, respeitando a taxa de
retenção hidráulica (TRH), os resíduos sólidos apresentam alta qualidade
para uso como fertilizante agrícola, devido, principalmente, à diminuição no
teor de carbono do material, pois a matéria orgânica ao ser digerida perde
exclusivamente carbono na forma de CH4 e CO2. Tem como vantagem os
aumentos no teor de nitrogênio e demais nutrientes, em conseqüência da
perda do carbono; a diminuição na relação C/N da matéria orgânica, o que
melhora as condições do material para fins agrícola; maiores facilidades de
imobilização do biofertilizante pelos microrganismos do solo, devido ao
material já se encontrar em grau avançado de decomposição, o que vem
aumentar a eficiência do biofertilizante; solubilização parcial de alguns
nutrientes (BEZERRA, 2002, p.173).
O uso de dejetos suínos em propriedades agrícolas permite desenvolver
sistemas integrados de produção, que além de diversificar as fontes de renda, cria
maior estabilidade econômica e social (KONZEN, 1997 apud DIESEL; MIRANDA;
PERDOMO, 2002).
4.12.1 Armazenamento dos dejetos suínos
Konzen (2003) aborda que as lagoas de estabilização natural, destinadas
a armazenar os dejetos suínos, devem ser impermeabilizadas com manta plástica
coberta com terra ou por processo de compactação, devendo ficar de 120 a 150 dias
armazenados para só depois serem utilizados como fertilizantes, proporcionando
assim, uma maior segurança ambiental.
40
41
A locação das lagoas, esterqueira ou pátios de compostagem devem ser
em pontos estratégicos, próximo aos locais de utilização, com o intuito de reduzir os
custos operacionais dos sistemas de distribuição dos dejetos (KONZEN, 2003).
4.12.2 Como utilizar os dejetos suínos
Conforme Perdomo; Lima; Nones (2001) os dejetos suínos podem ser
usados como fertilizantes sem comprometer a qualidade do solo e do ambiente,
porém é necessário elaborar um plano técnico de manejo e adubação, devendo
considerar a composição química dos dejetos, a área a ser utilizada, a fertilidade e o
tipo de solo, além das exigências da cultura a ser implantada.
Para facilitar a utilização dos dejetos orgânicos Diesel; Miranda; Perdomo
(2002) recomendam conhecer algumas características físicas e químicas dos
dejetos, tais como:
•
Matéria seca: indica o grau de diluição do dejeto, e, assim, o seu valor
como fertilizante, sendo que os valores de matéria seca são bastante
variáveis, até mesmo dentro da mesma criação.
•
Concentrações de N, P, K: está relacionada com a qualidade dos
alimentos consumidos pelos animais e como tamanho do animal, medido
em peso vivo, onde, em média, 75% do nitrogênio, 80% do P2O5 e 85% do
K2O presentes nos alimentos são excretados nas fezes. O fósforo
encontra-se mais na forma de compostos orgânicos, apresentando na
urina
apenas
traços
do
elemento.
Dessa
forma
é
necessário
homogeneizar a biomassa presente nas lagoas e esterqueiras, porque o
fósforo pode estar fixado no fundo das mesmas. Já o potássio apresentase mais na urina dos animais, tendo como características a alta
solubilidade em água e a sua grande disponibilidade, pois se encontra
totalmente na forma mineral. Devendo assim, evitar perdas de K solúvel
por vazamentos nas esterqueiras, podendo fluir juntamente com a água.
41
42
•
Valor do pH: o pH dos dejetos fermentados deve ser superior a 6.5,
principalmente quando o fertilizante for colocado em cobertura nas
pastagens ou culturas anuais.
Diesel; Miranda; Perdomo (2002) abordam que para se evitar perdas de
nutrientes dos dejetos após o seu uso no solo, por escorrimento da água da chuva
ou por volatização, a distribuição dos dejetos deve ser feita em horários adequados,
ou seja, horários com menor insolação, para que ocorra uma imediata incorporação
ao solo.
4.12.3 Transporte dos dejetos suínos
A distribuição dos dejetos na agricultura pode ocorrer de diversas
maneiras, porém os sistemas mais utilizados são pelo conjunto de aspersão com
canhão e o conjunto trator e tanque distribuidor (DIESEL; MIRANDA; PERDOMO,
2002).
Segundo Seganfredo; Girotto (2004) a distribuição de dejetos através de
tanques mecanizados representa um investimento alto, tendo limitações de área
possível de adubar, tanto em quantidade, quanto em topografia, além do risco de
compactação do solo pelo intenso trânsito, porém proporciona uma distribuição
uniforme do dejeto disposto no solo e/ou injetado no solo.
Já os sistemas de aspersão, com investimento semelhante, permitem a
distribuição apenas de maneira uniforme, no entanto, com maior precisão. A
aspersão leva vantagem quanto aos custos, pois ela permite fertilizar uma área
maior com o mesmo investimento em equipamento quando utilizado o tanque
mecanizado, reduzindo os custos da fertilização em torno de 50%, além disso, não
oferece
limitações
relativas
a
trânsito
na
área
ou
quanto
à
topografia
(SEGANFREDO; GIROTTO, 2004).
Os mesmos autores destacam que o ponto negativo do uso dos sistemas
de aspersão é a necessidade de reter pêlos, tampinhas e frascos de medicamentos,
hastes de capins, plásticos, etc., pois estes materiais podem ocasionar problemas
de entupimento dos equipamentos.
42
43
4.12.4 Viabilidade da utilização dos dejetos suínos
Resultados alcançados no ano de 1994 apontam que o dejeto suíno
quando utilizado de forma equilibrada, constitui um fertilizante capaz de substituir
com vantagem parte ou, em certas situações, totalmente a adubação química das
plantações. A utilização dos dejetos como fertilização em solos agrícolas mostra-se
economicamente viável somente quando apresentar no mínimo 5 kg de nutrientes
por metro volumétrico (SCHERER; CASTILHOS, 1994 apud DIESEL; MIRANDA;
PERDOMO, 2002).
Um problema encontrado no manejo de dejetos suínos é o alto grau de
diluição, ocasionados por diversos fatores, como vazamentos no sistema hidráulico,
desperdício de água nos bebedouros e sistemas de limpeza inadequados. Portanto,
para viabilizar o uso de dejetos como adubo orgânico é necessário reduzir o volume
gerado (DARTORA; PERDOMO; TUMELERO, 1998).
Como aborda Diesel; Miranda; Perdomo (2002) o fator de maior influência
quanto à viabilidade da utilização dos dejetos como fertilizante é a distância entre a
esterqueira e o local onde é aplicado o dejeto. Os autores informam que pesquisas
elaboradas avaliando os custos de sistemas de aplicação de esterco, observaram
que para a distância de 10 km entre a esterqueira e a plantação, o sistema só foi
viável quando foram utilizados tanques de grande capacidade para o transporte.
43
44
5. METODOLOGIA
5.1 Área de Estudo: A Empresa
A Suinutri Indústria e Comércio de Carnes e Derivados LTDA, empresa
em estudo, localiza-se na Fazenda Caverá, no município de Campo Verde, Sudeste
de Mato Grosso, estando a 130 km de Cuiabá, capital do estado, como mostra a
figura 04. Tem como vias de acesso BR 070, BR 252, MT 140 e MT 344. A cidade é
limitada ao Norte pela cidade de Nova Brasilândia, ao Sul por Jaciara, Dom Aquino e
Santo Antonio do Leveger, ao Leste por Primavera do Leste e Poxoréu, e ao Oeste
pela Chapada dos Guimarães e Cuiabá.
Figura 04: Localização da Empresa Suinutri. (Fonte: Adaptado do Google Earth, 2009).
A Suinutri é uma indústria que produz e comercializa carnes e derivados
suínos, conta com 60 funcionários, e está no mercado há 14 anos, sendo que até
2004 o comércio era realizado apenas com suínos vivos e após esta data passou a
comercializar carnes e derivados.
44
45
A Fazenda Caverá possui além da Suinutri, 940 hectares de terras
produtivas, onde durante o ano, ocorre o cultivo de milho (primeiro semestre) e soja
(segundo semestre) (figura 05).
Figura 05: Propriedade da Fazenda Caverá. (Fonte: Adaptado do Google Earth, 2009).
A Fazenda conta com 03 poços artesianos, que abastecem toda a
propriedade, inclusive a granja de suínos.
A indústria está localizada na área rural do município de Campo Verde, a
aproximadamente 10 km do rio das Mortes, sendo este o rio mais próximo da sede
da empresa, pertencente à Região Hidrográfica de Tocantins/Araguaia.
A empresa possui 04 biodigestores em sua granja, como mostra a figura
06, instalados no ano de 2006, que foram financiados, desenvolvidos e eram
mantidos pela empresa multinacional AgCert Internacional, especializada em
desenvolver projetos de Mecanismo de Desenvolvimento Limpo (MDL) na área da
suinocultura, para, assim, comercializar créditos de carbono, obtidos pela redução
da emissão de gases de efeito estufa (GEE) para a atmosfera. Devido a problemas
45
46
financeiros, esta empresa em 2009 tornou-se subsidiária da à AES Corporation,
empresa global de energia e que no Brasil é controladora da Eletropaulo.
A
B
C
D
Figura 06: (A) Biodigestor 01. (B) Biodigestor 02. (C) Biodigestor 03. (D) Biodigestor 04.
(Fonte: O autor, 2009).
A AgCert, com o comando da AES Corporation financia 80 projetos em
granja com suínos no Brasil e México. A multinacional escolheu a Suinutri para
desenvolver um desses projetos devido a grande quantidade de dejetos gerados e
pelo clima quente de Mato Grosso, que facilita o processo de biodigestão da
biomassa, gerando assim, mais biogás e conseqüentemente mais créditos de
carbono.
A Suinutri aceitou a instalação dos biodigestores visando o tratamento
prévio dos efluentes gerados, reduzindo a contaminação do ambiente, proliferação
de moscas e odor, além de ser beneficiada com a utilização do biogás, reduzindo os
custos com energia. A empresa também recebe 10% do total de créditos de carbono
gerados pelos biodigestores, sendo que os 90% restantes ficam para AES
Corporation.
46
47
A granja possui 2070 matrizes, tendo como sistema de criação o ciclo
completo de suínos, ou seja, apresenta todas as etapas; inseminação, gestação,
maternidade, pré-creche, creche e terminação (figura 07). Em cada fase são
utilizadas rações específicas, com composições diferentes, que implicam em dejetos
e efluentes distintos.
A
B
C
D
Figura 07: (A) Fase de gestação. (B) Fase de maternidade. (C) Fase de pré-creche. (D) Fase
de crescimento/terminação. (Fonte: O autor, 2009).
A granja é composta de 32 barracões, sendo que 07 são destinados a
suínos em fase de crescimento/terminação, 07 para maternidade, 07 para gestação,
04 para inseminação, 04 para creche, e 03 para pré-creche.
A gestação de uma matriz dura aproximadamente 114 dias. Na fase de
maternidade os leitões, juntamente com as matrizes, ficam 04 semanas no mesmo
barracão, na pré-creche e na creche, juntas num período de 06 semanas e na fase
de crescimento/terminação, ou seja, a etapa final da criação, 13 semanas. Porém
esses valores podem ser alterados devido o desenvolvimento de cada animal, mas
sem grandes variações.
47
48
Todo o efluente gerado dentro da granja é encaminhado através de
canaletas e tubulações até as caixas de distribuições que direcionam o volume para
os biodigestores. Como na fase de terminação o tempo de ocupação e a quantidade
de animais são maiores, acaba gerando mais dejetos, sendo o efluente direcionado
para 02 biodigestores em série, permanecendo 21 dias nos mesmos. Já os efluentes
das fases de inseminação, gestação, maternidade, pré-creche e creche são
depositados nos 02 biodigestores restantes, que também tem como tempo de
retenção 21 dias (figura 08).
A
B
Figura 08: (A) Efluente gerado nas fases de gestação, maternidade, pré-creche e creche,
sendo destinado aos biodigestores 01 e 02. (B) Efluente gerado na fase de
crescimento/terminação, sendo destinado aos biodigestores 03 e 04. (Fonte: O autor, 2009).
Os biodigestores foram dimensionados e construídos para reter os
efluentes durante 21 dias, onde nesse período as bactérias anaeróbias degradam os
sólidos voláteis e geram o biogás. Os biodigestores que recebem os dejetos da fase
de crescimento/terminação possuem dimensões maiores que os biodigestores das
fases de inseminação, gestação, maternidade, pré-creche e creche, visto que a fase
de crescimento/terminação possui uma vazão maior de dejetos que as demais.
48
49
O sistema de combustão dos biodigestores é composto por dois
medidores de vazão de biogás, além de dois queimadores responsáveis por queimar
toda a produção excedente que não é destinada à geração de energia, como mostra
a figura 09. O acionamento dos queimadores é realizado automaticamente, através
de detectores de pressão, proporcionando assim, um funcionamento seguro e
contínuo de acordo com a pressão exercida pela produção de gás sobre as células
de biodigestão.
A
B
C
D
Figura 09: (A), (B) Medidor e queimador dos biodigestores 01 e 02. (C), (D) medidor e
queimador dos biodigestores 03 e 04. (Fonte: O autor, 2009).
O biogás gerado pelos biodigestores é utilizado no crematório dos
animais mortos da granja, na caldeira do abatedouro dos suínos, além de fornecer
energia elétrica para toda a granja (figura 10). Dessa forma, o biogás traz uma
economia considerável dos recursos naturais (lenha que era utilizada na caldeira e
no crematório), e financeiros, com a redução do uso de energia elétrica proveniente
das Centrais Elétricas Matogrossenses – CEMAT.
49
50
A
B
C
Figura 10: (A) Crematório dos animais mortos da granja. (B) Caldeira que abastece o
abatedouro dos suínos. (C) Motor que transforma o biogás em energia elétrica para granja da
Suinutri. (Fonte: O autor, 2009).
Depois do processo de biodigestão, os efluentes são encaminhados para
um sistema de 04 lagoas em série, com objetivo de estabilizar ainda mais o efluente
(figura 11). Estas lagoas não possuem nenhum tipo de impermeabilização, visto que
anteriormente o órgão ambiental do estado não fazia tal exigência, uma vez que o
solo é constituído por 54% de argila, 35,5% de areia, 8% de silte e 2,5% de matéria
orgânica (dados do Laboratório Agro Análise), ou seja, um solo argiloso, com
características impermeabilizantes. Porém atualmente a Secretaria Estadual do Meio
Ambiente de Mato Grosso – SEMA, determina que as lagoas de estabilização de
dejetos suínos necessitam ser impermeabilizadas devido ao risco de contaminação
do lençol freático.
Dessa forma a Suinutri deverá entrar em conformidade,
construindo lagoas adequadas, com uso de materiais impermeabilizantes.
50
51
Figura 11: Lagoa de estabilização da Suinutri. (Fonte: O autor, 2009).
O fluxograma da granja da Suinutri é apresentado na figura 12, onde são
apresentadas todas as etapas de criação e o destino de seus respectivos efluentes.
51
52
5.1.1 Fluxograma da Granja de Suínos Suinutri
Inseminação
Gestação
Maternidade
Pré-Creche
Creche
Efluente
Terminação
Biodigestor 01
Efluente
Expedição
Biodigestor 02
Biodigestor 03
Biodigestor 04
Lagoa de Estabilização 01
Lagoa de Estabilização 02
Lagoa de Estabilização 03
Lagoa de Estabilização 04
Figura 12: Fluxograma da granja de suínos Suinutri.
52
53
5.2 Estimativa de Geração de Dejetos
A estimativa de geração de dejetos foi elaborada através de visitas in loco
no mês de agosto de 2009, observando o tipo de manejo utilizado, verificando
quantas vezes ao dia era realizada a limpeza nos barracões e se havia desperdício
de água nessa atividade, tipo de bebedouros usados, quantidade de ração
consumida, quantidade de matrizes existentes, e o tempo de ocupação dos suínos
em cada fase de criação.
Além das visitas in loco, através do levantamento de referências,
verificou-se a estimativa da produção média diária de dejetos por diferentes
categorias de suínos, apresentada anteriormente (tabela 04).
Para o cálculo foram utilizadas a quantidade de matrizes presentes na
granja (2070), a média de partos por porca ao ano (2,8), a quantidade de suínos
terminados por porca ao ano (28), adotando a média de 10 suínos por parto, e a
quantidade de machos presentes na granja para coleta de sêmen (15), além dos
valores encontrados na tabela 04.
•
Partos por semana:
Quantidade de matrizes × partos por porca ao ano / quantidade de semanas ao ano
•
Volume de dejetos gerados na coleta de sêmen:
Quantidade de machos × média de dejetos gerados por machos
•
Volume de dejetos gerados na maternidade:
Quantidade de partos por semana × semanas de ocupação na maternidade × média
de dejetos gerados por matriz na fase de lactação
•
Volume de dejetos gerados na gestação:
53
54
Quantidade de matrizes – quantidade de matrizes em lactação × média de dejetos
gerados por matriz na fase de gestação
•
Volume de dejetos gerados na pré-creche e creche:
Quantidade de partos por semana × semanas de ocupação na pré-creche e creche
× quantidade de suínos gerados por parto × média de dejetos gerados por leitões na
fase de pré-creche e creche (leitões 5,5 a 25 kg)
•
Volume de dejetos gerados na fase de crescimento/terminação:
Quantidade de partos por semana × quantidade de suínos gerados por parto ×
semanas de ocupação de crescimento e terminação × média de dejetos gerados por
suínos na fase de crescimento e terminação (suínos de 25 a 100 kg)
•
Volume total dos dejetos gerados diariamente:
Volume de dejetos gerados na coleta de sêmen + Volume de dejetos gerados na
maternidade + Volume de dejetos gerados na gestação + Volume de dejetos
gerados na creche + Volume de dejetos gerados na fase de crescimento/terminação
Após verificar a produção média diária de dejetos por diferentes
categorias de suínos e o volume total de dejetos gerados, buscou a vazão final da
granja incluindo o volume de água para a limpeza, desperdícios e lãmina d’água.
Para isso, utilizou-se o coeficiente de diluição mostrado na tabela 05, encontrado em
referências, definindo assim, o volume diário final de dejetos.
Como a granja utiliza grande volume de água para limpeza, e possui
lãmina d’água nas fases de crescimento/terminação e creche, o coeficiente adotado
é o de alta diluição.
•
Volume diário final de dejetos:
Volume total dos dejetos gerados diariamente × Coeficiente de diluição
54
55
5.3 Geração de Biogás
A geração de biogás foi verificada através de visitas in loco, sempre às 15
horas e 30 minutos, onde do dia 28 de agosto até 20 de outubro foram realizados
registros diários da geração de biogás, apresentados nos 02 medidores existentes.
O primeiro medidor apresenta os resultados da geração de biogás dos biodigestores
01 e 02 (figura 13), sendo que o segundo medidor mostra o volume de biogás
produzido nos biodigestores 03 e 04.
Figura 13: Medidor da vazão do biogás dos biodigestores 01 e 02. (Fonte: O autor, 2009).
Além da verificação da geração do biogás, houve uma preocupação em
observar se havia alternância de temperatura a cada dia, visto que a produção do
biogás está diretamente ligada com a temperatura ambiente, e assim, pôde-se fazer
uma relação a respeito.
55
56
5.4 Definição da Metodologia para a Elaboração da Coleta dos Efluentes
Foram coletadas amostras em 05 pontos distintos, buscando analisar a
qualidade do efluente na entrada e saída dos biodigestores, com o intuito de verificar
a eficiência de remoção de poluentes através do uso de biodigestores, além de
avaliar a composição final do efluente de dejetos suínos, após passar pelos
biodigestores e lagoas de estabilização.
Os pontos 01 e 02 localizam-se na entrada dos biodigestores, sendo que
o primeiro recebe dejetos das fases de inseminação, gestação, maternidade, précreche e creche, já o ponto 02 recebe dejetos da fase de crescimento/terminação.
Na saída dos biodigestores foram coletadas amostras referentes aos
pontos 3 e 4, sendo que os biodigestores que alimentam o ponto 03 são abastecidos
pelo efluente das fases de inseminação, gestação, maternidade, pré-creche, creche,
e os biodigestores que alimentam o ponto 04 são abastecidos pelo efluente da fase
crescimento/terminação.
O ponto 05 localiza-se na última lagoa de estabilização e recebe o
efluente de todas as fases da granja.
Houve a necessidade de criar uma metodologia para a elaboração das
coletas nos pontos 01 e 02, tendo como objetivo alcançar uma amostra se não igual,
parecida com a composição real dos efluentes, visto que, ao longo do dia a atividade
suinícola gera efluentes diferentes, devido ao manejo da granja, sendo necessário
coletar os mesmos, em horários distintos, e assim, fazer amostras compostas.
Para elaborar as amostras compostas buscou-se conhecer o manejo
adotado pela granja. Encontrou-se 04 efluentes distintos ao longo do dia. Às 06
horas é realizada a limpeza mais bruta, em todas as fases de criação, onde todos os
sólidos decantados nas lâminas de água e no piso da granja são retirados através
de pás e mangueiras, gerando um grande volume de água, e exercendo a maior
vazão do dia. Às 09 horas e 45 minutos, na fase de gestação, as matrizes são
levantadas de suas gaiolas, onde as mesmas urinam com maior facilidade e
proporção, alterando novamente a composição do efluente. Às 13 horas ocorre
novamente uma limpeza nas gaiolas da fase da maternidade, e das 16 horas e 30
minutos até as 06 horas do outro dia não ocorre mais nenhuma limpeza, sendo a
56
57
vazão e a composição do efluente praticamente constante, alterado somente por
alguns problemas de bebedouros, limpezas não planejadas, etc.
Foram coletadas 04 amostras totais de 500 mL às 07 horas, 10 horas, 13
horas e 30 minutos, e 16 horas e 30 minutos, nos ponto 01 e 02 (figura 14).
A
B
Figura 14: (A) Amostras coletadas no ponto 01. (B) Amostras coletadas no ponto 02. (Fonte: O
autor, 2009).
As amostras ao longo do dia foram armazenadas em um isopor com gelo
para conservação, como mostra a figura 15.
57
58
Figura 15: Amostras dos pontos 01 e 02 sendo conservadas no isopor com gelo. (Fonte: O
autor, 2009).
Após as coletas procurou-se homogeneizar as frações obtidas nos
diferentes horários para obter uma amostra final de 1500 mL de cada ponto (01 e
02), onde foram usados 500 mL do efluente das 07 horas, pela vazão ser a maior do
dia, 250 mL do efluente das 10 horas, 250 mL do efluente das 13 horas e 30 minutos
e 500 mL do efluente das 16 horas e 30 minutos, pelo tempo de geração ser o maior
do dia.
Para a homogeneização da amostra foi utilizada uma garrafa PET de 05
litros, onde os efluentes foram depositados e agitados por 30 segundos (figura 16).
Após a homogeneização dos efluentes do ponto 01 a garrafa PET foi lavada, e
assim, repetido o mesmo processo com os efluentes do ponto 02. Os efluentes
homogeneizados (ponto 01 e 02), após a agitação, foram dispostos cada um em
uma garrafa de 1500 mL e armazenados novamente no isopor, sendo
posteriormente, encaminhado ao Laboratório Agro Análise de Cuiabá, Mato Grosso.
58
59
Figura 16: Efluentes do ponto 01 sendo depositados na garrafa PET de 5 litros. (Fonte:
FONSECA, 2009).
Nos pontos 03, 04 e 05 foi realizada apenas uma coleta de 1500 mL em
cada ponto (figura 17), não precisando obter amostras compostas uma vez que
estão homogeneizados após a passagem pelos biodigestores. As amostras dos
pontos 03, 04 e 05 foram encaminhadas para o mesmo laboratório.
59
60
A
B
C
D
Figura 17: (A) Coleta do ponto 03. (B) Coleta do ponto 04. (C) Coleta do ponto 05. (D) Coleta
de 1500 mL no ponto 03. (Fonte: BALSAN, 2009).
5.5 Balanço de Massa
Para a realização do balanço de massa foram considerados o volume
de dejetos gerados em cada fase de criação, utilizados para obter a carga
poluente, transformando os valores obtidos nas análises dos 05 pontos de mg.L-1
para kg.dia-1.
No balanço de massa também foi apresentado à geração de biogás
com o objetivo de constatar a transformação da carga orgânica presente nos
dejetos suínos em biogás.
60
61
6 APRESENTAÇÃO E ANÁLISE DOS DADOS
6.1 Resultado da Estimativa de Geração de Dejetos
A estimativa de geração de dejetos por fase de criação de suínos está
representado na tabela 08.
Tabela 08 – A estimativa de geração de dejetos por fase de criação de suínos.
FASE DE CRIAÇÃO DE SUÍNOS
Coleta de Sêmen
Gestação
Maternidade
Pré-creche/creche
Crescimento/terminação
Total sem diluição
Total com diluição
* Considerando coeficiente de diluição alto (tabela 05).
3
VOLUME (m / dia)
0,135
31,328
12,042
9,366
101,465
154,336
308,672
Com os resultados estimados sobre a geração de dejetos, percebe-se
que a fase de criação que produz um maior volume é a de crescimento/terminação,
com cerca de 65,7% do total gerado ao dia. Já a fase que representa a menor
porcentagem é a da coleta de sêmen, não chegando a 1%. Estes valores podem ser
explicados pelo número de animais presentes em cada fase, sabendo que quanto
mais animais, maior será a produção de dejetos.
6.2 Geração de Biogás
A média da temperatura máxima e mínima diária do município de Campo
Verde do dia 28 de agosto até 20 de outubro de 2009 é apresentada na figura 18.
61
31
30
29
28
27
26
25
24
23
22
21
20
19
18
17
16
15
14
13
12
11
10
28
/8
30
/8
1/
9
3/
9
5/
9
7/
9
9/
9
11
/
13 9
/9
15
/9
17
/
19 9
/9
21
/
23 9
/9
25
/9
27
/
29 9
/9
1/
1
3/ 0
10
5/
10
7/
1
9/ 0
1
11 0
/1
13 0
/
15 10
/1
17 0
/
19 10
/10
Tem peratura (º C )
62
Data
Média da temperatura Máxima
Média da temperatura Miínima
Figura 18: Temperatura máxima e mínima diária do município de Campo Verde. (Fonte:
Adaptado de CPTEC, 2009).
Na figura 18 percebe-se que o mês de setembro foi o que apresentou
maiores variações de temperatura, tendo conseqüências na produção de biogás.
Já na figura 19 é apresentada à geração diária de biogás dos 04
biodigestores existentes, considerando os dados do final do mês de agosto.
62
63
4500
4000
m3/dia
3500
3000
Vazão de
biogás
(m3/dia)
2500
2000
1500
1000
o
-ag
28
o
-ag
29
dia
o
-ag
30
o
-ag
31
Figura 19: Resultado da geração de biogás do final do mês de agosto. (Fonte: O autor,
2009).
Como mostra a figura 19, a geração de biogás do final do mês de agosto
não apresentou nenhuma variação brusca, tendo mínima de 4.256 m3/dia, máxima
de 4.352 m3/dia, e média de 4.286 m3/dia.
A pequena variação de produção de biogás pode ser explicada pela
temperatura constante no final do mês de agosto, considerado um mês de seca em
Mato Grosso, com elevadas temperaturas, além de não ter ocorrido nenhum
problema técnico nos biodigestores, como vazamento de gás, ou queda de energia
que provocasse a interrupção do funcionamento dos medidores de vazão e dos
queimadores de biogás.
A soma da produção diária de biogás dos 04 biodigestores existentes no
mês de setembro é mostrado na figura 20.
63
64
4500
4000
m 3/dia
3500
3000
2500
Vazão de
biogás
(m3/dia)
2000
1500
se
11 t
-s
e
13 t
-s
e
15 t
-s
e
17 t
-s
e
19 t
-s
e
21 t
-s
e
23 t
-s
e
25 t
-s
e
27 t
-s
e
29 t
-s
et
se
t
9-
se
t
7-
se
t
5-
3-
1-
se
t
1000
dia
Figura 20: Resultado da geração de biogás no mês de setembro. (Fonte: O autor, 2009).
O mês de setembro apresentou diferenças significativas na geração de
biogás, tendo mínima de 1.368 m3/dia, máxima de 4.653 m3/dia, e média de 3.860
m3/dia.
A variação brusca de geração de biogás no mês de setembro pode ser
explicada pela queda de temperatura nos dias 04 e 09, e ocorrência de chuvas, com
queda de temperatura nos dias 19, 20, 21, e 22, visto que as bactérias que
produzem o biogás são muito sensíveis às variações climáticas, e quando há
alteração brusca na temperatura ambiente, não resistem e acabam morrendo.
No dia 22, além da chuva, houve um blecaute na Fazenda Caverá,
provocado pela baixa qualidade do fornecimento de energia realizado pela CEMAT,
visto que o fornecimento da mesma é prejudicado pela localização da empresa,
situada na área rural do município de Campo Verde - MT. Com a queda de energia
houve a interrupção do funcionamento dos medidores de vazão do biogás, havendo
a necessidade de religar manualmente. Porém este fato só foi percebido no dia
posterior, onde o biogás gerado no dia anterior estava acumulado nos biodigestores,
acarretando pressão nas lonas, desgastando-as, e podendo assim, ocasionar
vazamentos de biogás.
64
65
Na figura 21 é mostrada a soma da geração diária de biogás dos 04
biodigestores existentes, no mês de outubro.
4500
4000
m 3/dia
3500
3000
Vazão de
biogás
(m3/dia)
2500
2000
1500
1-
ou
2- t
ou
t
3ou
4- t
ou
5- t
ou
6- t
ou
t
7ou
8- t
ou
9- t
o
10 u t
-o
u
11 t
-o
12 u t
-o
13 u t
-o
14 u t
-o
u
15 t
-o
16 u t
-o
17 u t
-o
18 u t
-o
u
19 t
-o
20 u t
-o
ut
1000
dia
Figura 21: Resultado da geração de biogás no mês de outubro. (Fonte: O autor, 2009).
O mês de outubro também apresentou algumas variações na produção de
biogás, tenho mínima de 3.354 m3/dia, máxima de 4.307 m3/dia, e média de 3.808
m3/dia.
A geração baixa de biogás no começo do mês de outubro deve-se as
variações de temperatura ao longo dos dias, com manhãs ensolaradas e tardes
nubladas com chuvas.
Na tabela 09 é verificada a comparação de outras fontes energéticas com
a média de produção de biogás apresentada por dia nos três meses de estudo,
3.984 m3/dia.
65
66
Tabela 09 – Comparação de outras fontes energéticas com a média de geração de
biogás/dia verificada na granja da Suinutri.
COMBUSTÍVEIS
Biogás
Gasolina
Querosene
Óleo Diesel
Gás de Cozinha
Lenha
Álcool Hidratado
Eletricidade
EQUIVALÊNCIA ENERGÉTICA
3
3.984 m
2.442,2 litros
2.306,7 litros
2.203,2 litros
1.808,7 litros
6.119,4 kg
3.147,4 litros
5.689,2 kW
No referencial teórico, Oliveira (1993), aborda que 1 m3 de dejeto suíno
equivale a geração de 0,5 m3 de biogás, porém com o valor encontrado na
estimativa de geração de dejetos suínos por dia (308,672 m3/dia), pelo tempo de
detenção dos resíduos nos biodigestores (21 dias), e pelo média de biogás
produzido por dia nos três meses de pesquisa, a equivalência de 1 m3 de dejeto
suíno com a geração de biogás passa para 0,61 m3, ou seja, apresenta uma maior
eficiência energética, valorizando ainda mais os dejetos produzidos na granja.
6.3 Análise do Uso de Biodigestores como Método de Tratamento de Dejetos
Suínos
O resultado das análises físico-químicas dos dejetos suínos está
apresentado na tabela 10.
Tabela 10 – Resultado das análises físico-químicas dos dejetos suínos.
PARÂMETROS
pH a 25° C
-1
Sólidos Totais (mg.L )
-1
Sólidos Totais Fixos (mg.L )
-1
Sólidos Totais Voláteis(mg.L )
-1
Sólidos Suspensos (mg.L )
-1
Sólidos Dissolvidos (mg.L )
-1
D.B.O. (mg.L )
-1
D.Q.O. (mg.L )
-1
Nitrogênio Total (mg.L )
-1
Nitrato (mg.L )
-1
Potássio Total (mg.L )
-1
Fósforo Total (mg.L )
PONTO 01
7,2
4984,0
1492,0
3492,0
3992,0
992,0
2899,0
5252,0
162,4
PONTO 02
7,2
11492,0
3268,0
8224,0
9288,0
2204,0
6986,0
11110,0
392,0
PONTO 03
7,1
2436,0
1092,0
1344,0
1248,0
1188,0
96,0
176,0
700,0
PONTO 04
7,5
7316,0
3276,0
4040,0
4672,0
2644,0
1391,0
2552,0
2478,0
322,5
145,0
715,0
275,4
270,0
104,9
875,0
169,8
PONTO 05
8,0
2812,0
1476,0
1336,0
572,0
2240,0
613,0
1056,0
1064,0
0,1
525,0
58,5
66
67
Os dejetos brutos de suínos da granja da Suinutri (pontos 01 e 02)
quando comparado aos valores observados pelo Bezerra (2002) na tabela 02 do
referencial teórico, referente à composição mínima, máxima e média dos dejetos
brutos de suínos, são menos concentrados na maioria dos parâmetros analisados,
sendo que os sólidos totais, sólidos fixos, sólidos voláteis e DQO estão abaixo da
composição mínima observada na tabela 02, tanto no ponto 01 como no ponto 02.
Já a DBO5 do ponto 02, potássio do ponto 01, e fósforo do ponto 02, encontram-se
entre os valores mínimos e médios, enquanto o potássio do ponto 02 apresenta-se
entre os valores médio e máximo da mesma tabela.
A menor concentração dos valores encontrados nos dejetos brutos da
Suinutri, quando comparados à tabela 02, mostra que os dejetos da empresa estão
muito diluídos, ou seja, recebem um grande volume de água, podendo ser das
limpezas diárias, bebedouros com defeitos, utilização de lâminas d’água, ou
contribuição da água da chuva.
O pH dos dejetos brutos (pontos 01 e 02), como é apontado no referencial
teórico por Barancelli (2007), apresenta-se na faixa considerada ideal para a
produção de biogás pelas bactérias anaeróbias.
Os Sólidos Voláteis dos pontos 1 e 2, correspondem a mais de 70% dos
sólidos totais, valor este, que já foi comentado no referencial teórico, onde Sanchez
et al. (2005) apud Oliveira; Higaraschi (2006) abordam, que os sólidos voláteis
representam entre 70 a 75% dos Sólidos Totais (ST) dos dejetos suínos,
favorecendo a produção de biogás.
O parâmetro nitrato foi analisado no ponto 05, última lagoa de
estabilização, onde se verifica uma quantidade insignificante. Porém, recomenda-se
analisar este parâmetro com freqüência, pois como aborda Matos; Lemos; Barros
(2004) quando o mesmo estiver presente em excesso em solos agrícolas poderá
apresentar características preocupantes quanto à contaminação dos corpos hídricos,
visto que os ânions do nitrato não são adsorvidos em solos eletronegativos, sendo
mais facilmente carreados com águas de escoamento superficial ou lixiviados no
perfil do solo, podendo alcançar grandes magnitudes, e comprometer também o
lençol freático.
67
68
6.3.1 Balanço de Massa da Granja da Suinutri
Q = 105,472
3
m /dia de dejeto
Coleta de sêmen
Gestação
Maternidade
Pré-creche
Creche
(Ponto 01)
Crescimento/
Terminação
(Ponto 02)
Q = 202,930
3
m /dia de dejeto
Carga Poluente (kg/dia)
Sólidos Totais
Sólidos Fixos
Sólidos Voláteis
Sólidos Suspensos
Sólidos Dissolvidos
D.B.O.
D.Q.O.
Nitrogênio
Potássio
Fósforo
526
157
368
421
105
306
554
17
34
15
Biodigestor 1
Biodigestor 3
Biodigestor 2
(Ponto 03)
Biodigestor 4
(Ponto 04)
Carga Poluente (kg/dia)
Sólidos Totais
Sólidos Fixos
Sólidos Voláteis
Sólidos Suspensos
Sólidos Dissolvidos
D.B.O.
D.Q.O.
Nitrogênio
Potássio
Fósforo
2332
663
1669
1885
447
1418
2255
80
145
56
3
257
115
142
132
125
10
19
74
28
11
3.984 m /dia de
biogás
1485
665
820
948
537
282
518
503
178
34
Lagoas de
estabilização
(Ponto 05)
Carga Poluente (kg/dia)
Sólidos Totais
Sólidos Fixos
Sólidos Voláteis
Sólidos Suspensos
Sólidos Dissolvidos
D.B.O.
D.Q.O.
Nitrogênio
Potássio
Fósforo
867
455
412
176
691
189
326
328
162
18
Figura 22: Balanço de massa obtido com o uso dos biodigestores e das lagoas de estabilização
como unidade de tratamento de dejetos suínos.
68
69
6.3.2 Eficiência de Remoção de Poluentes Através do Uso de Biodigestores e
Lagoas de Estabilização
A eficiência dos biodigestores como método de tratamento de dejetos
suínos é mostrado na tabela 11, além da eficiência das 04 lagoas de estabilização.
Tabela 11 – Eficiência (%) de remoção de poluentes através do uso de
biodigestores e lagoas de estabilização.
Método de
ST
SF
SV
SS
SD
DBO DQO
tratamento
Biodigestores 1 e 2
51,1
26,8
61,5
68,7 +19,8 96,7 96,6
Biodigestores 3 e 4
36,3
+0,2
50,9
49,6 +20,0 80,1 77,0
4 L. de Estabilização
50,1
41,6
56,1 83,64 +4,3
35,3 39,2
* o sinal positivo representa o incremento do parâmetro analisado em %.
N
K
P
+331
+532,1
43,0
16,3
+22,4
21,3
27,7
38,3
60,4
Os biodigestores 01 e 02 que recebem o efluente das fases de
inseminação, gestação, maternidade, pré-creche e creche, apresentaram uma maior
eficiência de remoção de poluentes que os biodigestores 03 e 04, que são
abastecidos pelo efluente da fase crescimento/terminação. Esta maior eficiência
pode ser explicada pela troca da lona superior do biodigestor 3 devido ao vazamento
de biogás. A retirada da lona ocorreu 30 dias antes da realização da coleta, sendo
que a massa de matéria orgânica foi novamente coberta depois de 3 dias. Dessa
forma, as bactérias anaeróbias sofreram uma redução representativa, visto que as
mesmas tiveram contato com o oxigênio, comprometendo todo o equilíbrio do
sistema de tratamento, e por conseqüência, reduzindo a eficiência de remoção da
carga poluente.
Como esperado, os sólidos voláteis foram removidos em maior proporção
que os sólidos fixos, visto que as bactérias presentes nos biodigestores utilizam-se
dos SV, degradando-os, e assim, gerando o biogás.
Os sólidos suspensos também tiveram uma boa eficiência de remoção, no
entanto, cabe salientar que os mesmos, podem ter sofrido uma decantação natural e
estar depositados no fundo das lagoas de estabilização, e ainda, a matéria orgânica
suspensa pode ter se transformado em matéria orgânica dissolvida, explicando o
69
70
aumento dos sólidos dissolvidos com a passagem dos efluentes nos biodigestores e
lagoas de estabilização.
A DBO5 e a DQO foram os parâmetros analisados com melhores
resultados, principalmente nos biodigestores 01 e 02.
Quanto aos nutrientes, o nitrogênio teve um aumento considerável com a
passagem pelos biodigestores, que pode ser explicado pelo método de análise
realizado pelo laboratório, considerando somente o nitrogênio dissolvido, e sabe-se
que o nitrogênio no efluente bruto de dejetos suínos apresenta-se em grande parte
em suspensão.
Já o potássio nos biodigestores 01 e 02 e nas lagoas de
estabilização, sofreu uma pequena queda, e nos biodigestores 03 e 04, um pequeno
aumento. No fósforo só houve redução, contudo, a redução maior foi nas lagoas de
estabilização, e como já foi abordado no referencial teórico, pelos autores Perdomo;
Lima; Nones (2001) o fósforo está predominantemente presente nos compostos
orgânicos, podendo assim, se encontrar decantado no fundo das lagoas.
Com a passagem dos efluentes pelos biodigestores e pelas lagoas de
estabilização conclui-se que houve uma redução significativa do potencial poluidor
dos dejetos suínos, porém em função da elevada carga orgânica, o efluente mesmo
após o tratamento poderá alterar a qualidade do corpo receptor. Portanto, os
biodigestores são considerados eficientes como métodos prévios de tratamento de
dejetos suínos, sendo essencial utilizar outra técnica de tratamento complementar
para os mesmos, ou ainda, utilizar os dejetos estabilizados como biofertilizantes.
6.4 Qualidade dos Dejetos Suínos como Biofertilizantes
Como já foi mencionado na metodologia, a Fazenda Caverá possui 940
hectares de terras produtivas, onde durante o ano são cultivadas plantações de
milho e soja. Nestas plantações são necessários a utilização de grandes
quantidades de nutrientes, e segundo o engenheiro agrônomo, Alex Machado, o solo
da propriedade necessita de 90 kg/ha de nitrogênio, 100 kg/ha de fósforo e 120
kg/ha de potássio no decorrer de 01 ano para atender as exigências das plantas.
70
71
A quantidade de nutrientes disponíveis nos dejetos suínos para a
utilização como biofertilizantes foram apresentadas na tabela 10, no ponto 05
(referente à última lagoa de estabilização), onde se obteve 1064 mg/L de nitrogênio,
525 mg/L de potássio e 58,5 mg/L de fósforo. Anualmente tem-se 119.428 kg de N,
59.151,9 kg de K e 6.591,9 kg de P, resultando em 127,05 kg/ha, 62,9 kg/ha e 7,01
kg/ha, respectivamente.
O único nutriente provindo dos resíduos suínos da granja da Suinutri que
passaria da quantidade necessária para a adubação, seria o nitrogênio, os demais
ficariam abaixo do exigido, o potássio apresentou 52,4% do valor recomendado, já o
fósforo ficou muito abaixo do necessário, aparecendo com apenas 7,01%.
Outro dado importante a respeito das características dos dejetos suínos
como biofertilizantes é o valor de pH, sendo que quando ácido pode tornar
disponíveis alguns metais para o solo, comprometendo a sua utilização, porém não
é o caso da Fazenda Caverá, que apresenta um pH final 8.
A Fazenda Caverá conta com um caminhão com capacidade de
armazenar 6 m3 de dejetos suínos. Durante o ano a granja da Suinutri produz
112.665,28 m3 de resíduos suínos, dessa forma para utilizar os dejetos como
biofertilizantes teria que carregar o veículo 18.777,5 vezes ao longo de um ano,
dando 51,5 viagens por dia. Como o tempo disponível para realizar a atividade de
adubação é somente de 4 meses, o caminhão precisaria ser abastecido com dejetos
suínos aproximadamente 153,9 vezes ao longo de um dia, tornando-se inviável.
Para diminuir o número de viagens ao dia com dejetos suínos, seria
necessário realizar modificações no manejo da granja da Suinutri, para que fosse
reduzido consideravelmente o volume de água utilizado, e assim, o dejeto ficaria
mais concentrado, ou seja, mais nutrientes por m3 de dejeto estabilizado.
Outra alternativa para reduzir os gastos com transporte seria a aquisição
de um veículo com maior capacidade de armazenamento.
A viabilidade do uso de dejetos suínos como biofertilizantes é abordada
por Diesel; Miranda; Perdomo (2002), em que afirma que os mesmos só são viáveis
economicamente quando apresentarem valores de nutrientes acima de 5 kg/m3,
portanto, valor superior do encontrado nos dejetos da Suinutri que foi de 1,6 kg/m3
(1,064 kg/m3 N + 0,525 kg/m3 K + 0,0585 kg/m3 P).
Visto que o uso de dejetos suínos como biofertilizantes não se mostrou
viável economicamente devido o seu grau de diluição, pelo menos ambientalmente
71
72
seria uma boa solução, pois não usá-los como adubo, implicaria na necessidade de
investir em unidade complementar de tratamento de dejetos suínos, para
atendimento a legislação vigente.
Dessa forma, recomenda-se realizar novos estudos, como levantamento
do custo total do uso dos dejetos suínos na agricultura, analisando o transporte dos
dejetos, veículos com maiores capacidades de armazenamento, mão-de-obra,
desgaste do veículo, e balancear o quanto seria economizado com a substituição de
fertilizantes químicos pelos biofertilizantes disponíveis nos resíduos, além de mudar
o manejo atual da granja, visando à redução do uso da água.
Após analisar os custos referentes ao uso dos dejetos suínos como
biofertilizantes, seria necessário avaliar o uso de um outro método de tratamento de
efluentes suínos, ou seja, um tratamento final, procurando estimar os valores
necessários para tal investimento, e assim, optar pela melhor solução econômica
para atender a legislação em vigor, seja utilizando os dejetos na agricultura ou
tratando-os, para serem lançados em algum corpo receptor.
72
73
7 CONCLUSÃO
O uso dos biodigestores como método de tratamento de dejetos suínos
mostrou-se eficaz, porém com algumas limitações, como a pequena remoção de
nutrientes, exemplo do nitrogênio com nenhuma remoção. Já as lagoas de
estabilização natural, só não foram eficientes na remoção de sólidos dissolvidos,
apresentando bons resultados nos demais parâmetros. Porém, salienta-se que
alguns nutrientes podem estar associados aos compostos orgânicos e decantados
no fundo das lagoas.
Os efluentes brutos apresentaram-se com características adequadas para
a produção de biogás, pH 7,2 e sólidos voláteis acima de 70% dos sólidos totais,
além é claro, das condições climáticas de Mato Grosso, que favorecem a atividade
de biodigestão. Dessa forma, os 04 biodigestores presentes na Suinutri,
conseguiram uma boa média de geração de biogás por dia, 3.984 m3, onde 1 m3 de
dejeto suíno, proporcionou a produção de 0,61 m3 de biogás, valor superior ao
mencionado por Oliveira (1993), que é de 0,5 m3 de biogás.
As características dos dejetos suínos como biofertilizantes não são as
ideais, visto que os mesmos mostraram-se muito diluídos, e assim, com baixas
concentrações
de
nutrientes
por
m3
de
resíduos
suínos,
tornando-se
economicamente inviável em função do custo do transporte e distribuição.
Para tornar viável o uso dos resíduos suínos da granja da Suinutri como
biofertilizantes, recomenda-se a redução da utilização de água no manejo da
mesma, seja através das manutenções de bebedouros, para que não ocorra
nenhum desperdício, ou até mesmo no uso mais controlado na hora de realizar as
limpezas diárias. Para isso, é necessário que os funcionários da granja se
conscientizassem da importância que tal ato acarretaria para a viabilidade dos
dejetos como biofertilizantes. A água da chuva é outro problema, sendo necessário
aprimorar as edificações da granja para reduzir ou acabar com a contribuição da
mesma para o volume dos dejetos gerados.
Os biodigestores mostraram-se eficientes na redução de poluentes e na
geração de biogás, nos quais, transformaram grandes volumes de dejetos suínos
em energia, agregando valor para a indústria, e deixando de emitir para atmosfera
quantidades expressivas de gases de efeito estufa (GEE), como o metano (CH4) e
73
74
dióxido de carbono (CO2). No entanto, quando analisado as características dos
resíduos
como
biofertilizantes
não
se
alcançou
resultados
satisfatórios
economicamente, devendo assim, alterar o manejo da granja, ou investir em outra
forma de tratamento final de dejetos suínos propiciando o seu lançamento em cursos
d’água.
De qualquer forma, se faz necessário aprofundar os estudos com relação
à possibilidade de contaminação das águas subterrâneas, caso se viabilize o uso do
dejeto tratado como biofertilizante. Tal prática deverá ainda, ser acompanhada por
um programa de controle com instalação de uma rede de poços de monitoramento.
74
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77
78
ANEXOS – Resultados das Análises
78
79
Anexo 01: Resultado da análise do ponto 01 e 02
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80
Anexo 02: Resultado da análise do ponto 03
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81
Anexo 03: Resultado da análise do ponto 04
81
82
Anexo 04: Resultado da análise do ponto 05
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