GESTÃO DE RESÍDUOS NA SUINOCULTURA

Transcrição

1 GESTÃO DE RESÍDUOS NA SUINOCULTURA Alícia Zem Fraga Zootecnista, Universidade Federal de Viçosa Ms. Zootecnia - Unesp/ Jaboticabal Doutoranda - Unesp/Jaboticabal 1. Resíduos Produção animal DEJETOS: Fezes, urina, água desperdiçada (bebedouros e higienização), resíduos de ração, pelos, poeiras e outros materiais decorrentes do processo de criação. VOLUME DE DEJETOS 2 1

2 1. Resíduos Suinocultura Suíno ( kg) PV ¹: 4.9 a 8.5% do PV Fezes + Urina/dia Fonte (1): Oliveira, Resíduos Suinocultura 4.9 a 8.5% = 6.7% Ex: 1000 animais - 50kg 3.35 ton/dia Produção média diária de dejetos nas diferentes fases de produção dos suínos Categoria Esterco + Urina Kg/dia Suínos ( kg) 4,9 Porca em Gestação 11,0 Porca em Lactação + Leitões 18,0 Fonte: Oliveira, 1993 Cachaço 6,0 Leitões na creche 0,95 4 2

3 1. Resíduos Suinocultura Exemplo: Categoria Esterco + Urina Kg/dia Suínos ( kg) 4,9 Porca em Gestação 11,0 Porca em Lactação + Leitões 18,0 Cachaço 6,0 Leitões na creche 0,95 Cresc./Terminação = 1400 Porcas Gestantes = 200 Lactação + leitões = 100 Cachaços = 12 Leitões na creche = 1500 Ton/dia? 5 1. Resíduos Suinocultura - Granja Querencia¹ Elias Fausto, SP suínos mil litros dejetos/dia - 1m³ dejetos = R$3,00² Foto: Google Imagens (representação, não se trata da granja). Fonte (1): (2) EMATER/RS 6 3

4 1. Resíduos Suinocultura Produção média diária de dejetos nas diferentes fases de produção dos suínos, em m³/dia. Fases de Produção Dejetos gerados (m³/dia) Suínos ( kg) 0,007 Porca em Gestação 0,0162 Porca em Lactação + Leitões 0,027 Cachaço 0,009 Leitões na creche 0,0014 Fonte: Kunz et al., Resíduos Suinocultura Composição: Concentração média da demanda biológica de oxigênio (DBO5), nitrogênio (N), fósforo (P) e potássio (K) em mg/l e coliformes termotolerantes (CT) em colônia/l nas granjas com nível tecnológico médio baseada na produção de dejetos dos suínos. Sistema DBO* (mg/l) N (mg/l) P (mg/l) K (mg/l) CT (colônias/l) UPL ,85 x Creche ,96 x Terminação ,18 x Fonte: Saganfredo et al.,

5 1. Resíduos Suinocultura - Ciclo do nitrogênio: - Formas de poluição do N em áreas de produção animal incluem: NITRITO (Met- Hemo) AMÔNIA + Fósforo EUTROFIZAÇÃO Cianobactérias 9 1. Resíduos Suinocultura Composição: METANO Bactérias Metanogênicas Foto: Google Imagens 10 5

6 1. Resíduos Suinocultura N ingerido 100% 33% N retido 67% N excretado SOLO Gases Fezes (16%) Urina (51%) Representação esquemática do fluxo de Nitrogênio na produção de um suíno do nascimento ao abate (Dourmad, Adaptado). VOLATILIZAÇÃO 34% DEJETOS SOLO 32% LIXIVIAÇÃO PLANTAS Resíduos Suinocultura Volume - variável: Alimentação (% PB), Fase do animal (...) Outros fatores: Animais (n na granja) Volume de dejetos por dia nas estações do ano e produzidos por suínos nas fases de crescimento e terminação (litros / suíno). Inverno Verão Média litros/suínos/dia 2,90 4,13 Fonte: Perdomo (2000); Dalla Costa (2001); Costa (2004). Época do ano Consumo de água*** Tipo de bebedouro, vazão... 30% 12 6

7 2. Tratamento de Resíduos 1 PRODUÇÃO COLETA TRATAMENTO ARMAZENAGEM 5 DISTRIBUIÇÃO e UTILIZAÇÃO Tratamento de Resíduos: Produção Objetivo: Determinar o volume dos dejetos. Função do tamanho do rebanho (n de animais). Obs: Os desperdícios de bebedouros e a quantidade de água para a limpeza de baias apresentam grande influência sobre o volume e a consistência dos dejetos. 14 7

8 2.1. Tratamento de Resíduos: Produção Tipo de bebedouros: Tratamento de Resíduos: Produção Produção média de dejetos em função do bebedouro Tipo de Bebedouro BB CH TE P-valor 18 sem* 5,69 ± 0.23 a 4,19 ± 0.23 b 4,54 ± 0.24 b < 0.01 Observação: Dados em litros/suínos/dia para mesma quantidade de animais alojados. Fonte: Tavares et al., 2013 Cuidado 0.35 litros/suíno/dia Obs: Considerando 500 suínos nas 18 semanas 16 8

9 2.2. Tratamento de Resíduos: Coleta Coletar os dejetos produzidos nas diferentes fontes e conduzi-los através de uma rede de ductos ou calhas para um local de captação central. Fonte: Embrapa Tratamento de Resíduos: Coleta Canaletas externas sem cobertura ou sem controle de fluxo de dejetos (proliferação de moscas). Fonte: Embrapa 18 9

10 2.3. Tratamento de Resíduos: Tratamento Objetivo: Reduzir o potencial poluente. 1- Lagoas de estabilização 2- Composteiras 3- Biodigestores Obs: Próximos slides Tratamento de Resíduos: Armazenagem A armazenagem é temporária e visa facilitar o uso dos dejetos em lavouras, pastagens e outros na época adequada (venda); Impacto da estocagem sobre a consistência e as características dos dejetos

11 2.5. Tratamento de Resíduos: Distribuição e Utilização Fase: movimentação, reciclagem e reintrodução dos dejetos gerados na propriedade. MELHORAR A EFICIÊNCIA PRODUTIVA DO SISTEMA REDUÇÃO DE CUSTOS RISCOS DE DEGRADAÇÃO AMBIENTAL Lagoas de Estabilização Foto: Embrapa Fonte:

12 3. Lagoas de Estabilização Pré-tratamento: Homogeneização dos dejetos líquidos; Capacidade para armazenar a quantidade do volume dos dejetos líquidos produzidos diariamente pela criação. Fonte: EMATER/RS Foto: Lagoas de Estabilização F A C U L T A T I V A Foto: Embrapa Ocorre: - Estabilização da MO - Remoção da DBO (Eficiência: 98,62%) - Remoção de Coliformes fecais (maturação) - Produto: Fertilizantes nas lavouras

13 3. Lagoas de Estabilização *Obs.!!! Fazenda Miunça, DF - Fonte: Lagoas de Estabilização - Mais utilizada - Baixo custo (implantação e manutenção) - Estratégia eficaz - Poucos equipamentos Foto: Embrapa Problemas: - Dimensionamento - Grande área para o sistema de tratamento - Odor, patógenos, metano

14 4. Composteiras Sequência de tanques: PRIMÁRIA SECUNDÁRIA FASE DE ABSORÇÃO FASE DE MATURAÇÃO 10 a 15 d m = 45 d Composteiras PRIMÁRIA SECUNDÁRIA DEJETOS + MATERIAL (maravalha) MATURAÇÃO (Biomassa) Adubação 1 m³ maravalha = 800 litros de dejetos Obs: Peso específico da maravalha aproximadamente 250 kg/m³ 28 14

15 4. Composteiras Compostagem: Composição (kg/m³) de nitrogênio, fósforo e potássio dos dejetos líquidos e do composto de dejetos de suínos. Elementos (kg/m³) Composto Nitrogênio 11,60 Fósforo 9,30 Potássio 7,80 Fonte: Embrapa Milho e Sorgo - Dezembro/ Biodigestores são estruturas hermeticamente fechadas nas quais podem ser acumuladas grandes quantidades de dejetos orgânicos. Digestão anaeróbica Biogás e Biofertilizante Frequência de operação: - Contínuo - Batelada 30 15

16 Batelada: Ciclos: Com uma grande quantidade de matéria orgânica. - Descarregado Obs: 80% 40 a 60 d MO decomposta Contínuo: - Alimentado sucessivamente por meio de dutos de alimentação. - Cargas diárias ou periódicas. - Indiano - Chinês - Canadense 31 Indiano: Fonte: Fonseca et al.,

17 Indiano: 1- CAMPÂNULA MÓVEL/Gasômetro [Biogás] 2- Pressão op. constante Fonte: TUBO GUIA 33 Indiano: - Fácil construção; - Gás produzido não precisa ser consumido imediato. - Obs: Metal encarece o custo final do equipamento; Fonte: Google Imagens - Entupimento tubulações

18 Indiano/ Construção: Fonte: EvangelaGielow/biodigestor-na-suinocultura 35 Chinês: Fonte: Fonseca et al.,

19 Fonte: Fonseca et al., Quase totalmente em alvenaria - Pressão no biodigestor variável 37 Obs: Vazamento do biogás. Representação tridimensional em corte do biodigestor modelo chinês. Fonte: Deganutt et al., 2002 Representação tridimensional em corte do biodigestor modelo indiano

20 Canadense: Fonte: Google Imagens 39 Canadense: - Horizontal; - Tecnologia mais utilizada; - Manta: PVC 40 20

21 Maior exposição à radiação solar; m de distância de qualquer fonte de água. Fonte: 41 Canadense: Google Imagens 42 21

22

23

24

25 Grupo Animais para Agroecologia UFV Divino MG Arquivo Pessoal Arquivo Pessoal Grupo Animais para Agroecologia UFV (Divino MG) Arquivo Pessoal

26 CH 4 ; CO 2 ; H 2 S; N 2 O 6. Produto: Biogás Gás resultante da fermentação anaeróbica da degradação da matéria orgânica. O biogás é uma mistura gasosa combustível de alto poder calorífico. Gás Símbolo Concentração no biogás (%) Metano CH Dióxido de carbono CO Hidrogênio H Nitrogênio N Gás Sulfídrico e Outros H 2 S, CO, NH Fonte: Embrapa, Bionergia/

27 6. Produto: Biogás Motor originalmente a gasolina/diesel adaptado para biogás + Gerador Energia elétrica Conj. Moto-Gerador Obs: Quadro de comando para monitorar o seu funcionamento Produto: Biogás Motor originalmente a gasolina/diesel adaptado para biogás + Bomba d'água acionada por um motor elétrico Conj. Motor Bomba Biofertilizante 54 27

28 6. Produto: Biogás 1. Sistema de Produção de Suínos 2. BIODIGESTOR (Biogás e Biofertilizante) 3. MOTO-GERADOR: Energia elétrica 4. MOTOR BOMBA: Biofertilizante Produto: Biogás Fundamentos bioquímicos para produção do biogás: AGV: Propionato, Butirato... COMPLEXOS ORGÂNICOS Bactérias Hidrolíticas HIDRÓLISE ORGÂNICOS SIMPLES Bactérias Acidogênicas ACIDOGÊNESE ÁCIDOS ORGÂNICOS Bactérias Acetogênicas ACETOGÊNESE Acetato, Bactérias Metanogênicas H 2 + CO 2 CH 4 + CO 2 METANOGÊNESE Fonte: Bitton (2005) - Adaptado 56 28

29 6. Produto: Biogás Parâmetros importantes para a produção do biogás: 1. TEMPERATURA/ ph ph: Influencia as bactérias envolvidas no processo de fermentação anaeróbica. Faixa²: 6,8 a 7,2 Influencia a velocidade do processo de biodigestão anaeróbia, atuando diretamente na taxa de crescimento dos microrganismos. - MESOFÍLICA¹ (+): 30 a 35 C - TERMOFÍLICA¹: 50 a 55 C Fonte: (1) Chernicharo, 1997; (2): Sreekrishnan et al., Produto: Biogás 2. TRH Ocorra a digestão; Usualmente: dias Obs: É possível produzir biogás logo na primeira semana. 3. CONCENTRAÇÃO de NUTRIENTES/ TEOR de ÁGUA Relação C/N: 20:1 ou 30:1 Obs: Biomassa que carrega o biodigestor. Excesso ou falta de água¹: Obs: Prejudicial à produção de biogás. Excesso: Comprometimento hidrólise; Falta: Entupimento. Fonte: (1) Neves,

30 6. Produto: Biogás 4. SUBSTÂNCIAS TÓXICAS Desinfetantes; Antibióticos; Bactericidas... - Fatal para as bactérias, - Retarda o processo e digestão Produto: Biogás Produção de biogás: Animal (PV) m³ biogás/animal/dia Bovino (500kg) 0,36 Suínos (90kg) 0,24 Fonte: Oliveira, Aves (2,5kg) 0,014 Quanto vale 1 m³ de biogás? Fonte: Ross et al., ,5 m³ de gás natural 0,8 litros de gasolina 1,3 litros de álcool 0,6 litros de óleo combustível 60 30

31 6. Produto: Biogás Biogás Energia elétrica - Por que essa variação? 1 kwh - 1,43 m³ - 0,70 m³ - 0,62 m³ - 1,54 m³ FONTE: Casagrande/2003; Lucas Jr. E Silva/2005); Gaspar/2003; Palhares/s.d Produto: Biogás RECICLAGEM DOS NUTRIENTES APROVEITAMENTO ENERGÉTICO AGREGAÇÃO DE VALOR À CARNE Suinocultura: Atividade sustentável 62 31

32 6. Produto: Biogás/Curiosidades Estima-se que a população brasileira de suínos gere dejetos suficientes para se produzir cerca de 4 milhões de m³/dia de biogás. Esse biogás poderia gerar, aproximadamente, 2 milhões de kwh de energia elétrica por dia = 60 milhões de kwh por mês. Admitindo consumo médio mensal de 170 kwh, a energia elétrica produzida a partir da suinocultura brasileira poderia atender mais de 350 mil residências. Fonte: Lima, Produto: Biofertilizante Fonte:

33 7. Produto: Biofertilizante Biofertilizante: Produto resultante da fermentação da matéria orgânica na ausência total de oxigênio. 7. Produto: Biofertilizante Desempenho de cultivares de pimentão adubados com biofertilizante de dejetos Fonte: SANTOS MR; SEDIYAMA MAN; VIDIGAL SM. Desempenho de cultivares de pimentão adubados com biofertilizante de dejetos de suínos Horticultura de suínos. Brasileira 28: S2796-S2802. Obs.* 66 33

34 8. Estudo de Caso - Projeto Granja Colombari São Miguel do Iguaçu/PR: 3 mil suínos em terminação 25 a 120 kg Biodigestor canandense - Gerador de 30 kva; Produção diária de 360 kwh: 60% consumo próprio e 40% vendidos para a Copel Estudo de Caso - Projeto Granja Colombari São Miguel do Iguaçu/PR¹ R$ ,00 Antes: gastava com energia e diesel R$2.200,00/mês Foto meramente ilustrativa. Foto: Google Imagens Fonte (1): 34

35 8. Estudo de Caso - Projeto Granja Colombari 1. Auto abastecimento MDL: Protocolo de Kyoto 2. Excesso: venda (COPEL) + R$ 2.600,00 1 ton de metano que não é liberado para o meio ambiente = 21 créditos de carbono Estudo de Caso - Observação MDL: Valor dos gases: 1 ton de CO 2 que não é liberado para o meio ambiente = 1 crédito de carbono Ton do gás Número de créditos de carbono N2O (óxido nitroso) 310 HFCs (hidrofluorcarbonetos) 140 a PFCs (perfluorcarbonetos) 6500 a 9200 SFe (Hexafluoreto de Enxofre) Fonte: ecopiniao.wordpress.com 70 35

36 8. Estudo de Caso - Observação COMPRA DE CRÉDITO DE CARBONO - RCE: Redução Certificada de Emissão Sistemas Sustentáveis Estudo de Caso - Observação 67% 48% Reputação/Imagem da empresa Engajamento dos Funcionários - Mercado de crédito de carbono: milhões de dólares 47% Diferenciação 7,34 dólares Por crédito Fonte: Fonte: bono.jpg 72 36

37 9. Alternativas: Cama sobreposta Outras alternativas para minimizar o impacto dos dejetos na Suinocultura: Criação dos animais em substrato (maravalha, casca de arroz ou palha); Absorve os dejetos dos animais. - Produto final: Composto orgânico Alternativas: Nutrição de Precisão Alimentação por fases: SEXO SUBESTIMADA SUPERESTIMADA IDADE POTENCIAL GENÉTICO EXIGÊNCIAS NUTRICIONAIS (1,2) Tempo ou Peso corporal (1) Martínez-Ramírez, Oliveira e Gracioli (2014) (2) Pomar et al.,

38 10. Alternativas: Nutrição de Precisão Alimentação em grupo¹: (1) Hauschild et al., 2010 Google Imagens Alternativas: Nutrição de Precisão Fases Diária Grupo Individual (1) Diet A Diet B EXIGÊNCIAS NUTRICIONAIS Peso corporal Consumo de alimento Intelligente Precision Feeder (2) (1) Hauschild et al., 2010 (2) Cedido por Luciano Hauschild,

39 11. Observação/Revisão aula Verdadeiro ou Falso: Questões 1 e 2 Obs: Se falso Indicar o erro Observação/Revisão aula

40 28/03 Alini Alícia Zem Fraga 40