METANO PRODUZIDO EM BIODIGESTOR ANAERÓBICO A PARTIR DE DEJETOS SUÍNOS: FONTE DE ENERGIA PARA A PRODUÇÃO

Transcrição

1 METANO PRODUZIDO EM BIODIGESTOR ANAERÓBICO A PARTIR DE DEJETOS SUÍNOS: FONTE DE ENERGIA PARA A PRODUÇÃO Arndt, B. E. 1 ; Hartmann, C. R. 1 ; Arndt, F. R. 1 ; da Cruz, Jhuliane A. K. 1 ; Volstein, M. 1 ; Bako, E. M. 2 ; Dias, R. C. E 3. Instituto Federal Catarinense Câmpus Araquari/SC INTRODUÇÃO No Brasil o constante crescimento da agropecuária traz com as vantagens alguns problemas, sendo um dos principais o local para depositar os dejetos gerados pelos animais. Os depósitos de dejetos contam mais de 20% de emissão de gases poluentes à atmosfera. Dentre as diversas atividades agropecuárias, a Suinocultura é a atividade que mais traz riscos ao meio ambiente segundo órgãos de controle ambiental (KONZEN, 1993). Os dejetos suínos são constituídos por fezes, urina, água desperdiçada pelos bebedouros e de higienização, resíduos de ração, pêlos, poeiras e outros materiais decorrentes do processo criatório. O esterco é as fezes dos animais, que contém matéria orgânica, N, P, K, Ca, Na, Mg, Mn, Fe, Zn, Cu e outros elementos das dietas dos animais (CUNHA, 2007). Para resolver o problema de armazenagem dos dejetos, estão sendo usados os biodigestores anaeróbicos, os quais merecem destaque pois, além da função sanitária, tem grande potencial de geração de energia através do biogás. Segundo Argonese et al. (2006), a produção de dejetos suínos tem valor energético considerável. O princípio de funcionamento dos biodigestores se baseia no processo anaeróbio (TRISTÃO, 2012). É importante entender o processo de biodigestão para identificar os compostos que podem ser produzidos e propor um destino ambientalmente correto. O processo de fermentação é um processo que pode se dividir em quatro fases: fase hidrolítica, fase de fermentação ácida, fase de acetogênese e fase metanogênica (OLIVEIRA, 2004; SOUZA, 2005). Os gases produzidos são comuns a atmosfera, como o dióxido de carbono, 1 Curso Técnico em Agropecuária integrado ao Ensino Médio 2 Professora colaboradora da área de Medicina Veterinária - Suinocultura 3 Coordenador do projeto. Professor da área de Química. Todos do IFC Araquari.

2 gás hidrogênio, e o gás metano. O foco do trabalho é o aproveitamento do gás metano (CH 4 ), o mais simples dos compostos orgânicos e de grande poder combustível. Quatro objetivos centrais permearam durante toda a atividade: destinar corretamente os resíduos, gerar lucro, produzir o bem-estar animal e enriquecer o perfil de egresso do técnico em Agropecuária. MATERIAL E MÉTODOS Como o trabalho foi feito com alunos do ensino técnico, os professores priorizaram, a princípio, a compreensão do processo de biodigestão. A Unidade de Ensio-aprendizagem (UEA) da Suinocultura do Instituto Federal Catarinense Câmpus Araquari, foi utilizada como base estrutural de discussões. Após revisão de literatura específica e de discussões, em visitas in loco, foram propostas 3 alternativas. Desta forma, os alunos tiveram um discernimento de todo o processo, identificação de necessidades e problemas e proposição de soluções. Na sequência, os alunos produziram figuras e esquemas, e, a partir disto, maquetes e modelos foram confeccionados, fechando um ciclo de ensino-aprendizagem interessante à formação técnica. RESULTADOS E DISCUSSÃO Fundamentação Como parte do desenvolvimento do trabalho, solicitou-se que os alunos fizessem uma revisão minuciosa da literatura. A seguir, os alunos expuseram, de forma resumida, os principais fatores a serem considerados para posteriormente sugerirem as melhorias: 1. Sobre os dejetos suínos: Como o suíno é considerado um dos animais que mais produzem dejetos, podendo chegar até 8% do peso vivo, pode-se reverter todo esse dejeto em lucro; basta um pouco de investimento, o qual requer estrutura simples como um biodigestor e lagoas de estabilização e também algum equipamento para reverter o biogás produzido em fonte de energia, como na maioria dos casos, para produção de calor e de energia elétrica. 2. Sobre o Biodigestor: Trata-se de um ambiente criado de forma artificial e favorável ao desenvolvimento de bactérias anaeróbias. Existem vários modelos de biodigestores, sendo que cada um é adequado aos diferentes tipos de resíduos obtidos no meio rural, podendo ser operados com cargas contínuas ou batelada. Entre os vários tipos, os mais utilizados são os biodigestores indianos, chineses, de fluxo contínuo e do tipo batelada (TRISTÃO, 2012); 3. Sobre o processo de Biodigestão: A biodigestão é um processo fermentativo realizado por bactérias que se multiplicam em ambientes anaeróbios no processo de digestão 2

3 da matéria orgânica. As bactérias estão dispostas na natureza, em sedimentos de lagos, trato digestório de animais e esterco. O processo de fermentação é um processo que pode se dividir em quatro fases (OLIVEIRA, 2004; SOUZA, 2005): *Fase hidrolítica: enzimas hidrolíticas extracelulares das moléculas complexas dos substratos solúveis degradam-se (hidrolizam) em pequenas moléculas que são transportadas para dentro das células dos microrganismos e metabolizadas. Também ocorre a transformação de proteínas em aminoácidos, de carboidratos em açúcares solúveis e de lipídeos em ácidos graxos de cadeia longa e glicerina; *Fase de fermentação ácida: nesta fase os produtos formados na fase anterior são transformados em ácidos orgânicos; *Fase de acetogênese: as bactérias acetogênicas, que também chamadas de produtoras de hidrogênio, convertem produtos gerados da acidogênese em dióxido de carbono, hidrogênio, acetato e ácidos orgânicos de cadeia curta; *Fase metanogênica: as bactérias metanogênicas convertem ácidos orgânicos de cadeia curta e o H 2 em CH 4 e CO 2. Segundo pesquisadores, 70% do metano formado provêm do acetato e o restante do dióxido de carbono e hidrogênio. Utilização do metano na Unidade de Ensino Aprendizagem (UEA) de Suinocultura Atualmente, o metano do biodigestor é queimado, sem utilização de sua energia. Determinou-se que o objetivo central e inicial era tornar o processo menos poluente. Após a revisão bibliográfica e discussões do grupo, foram elaboradas as seguintes propostas (Fig. 1). A) Fonte de energia para campânula: No inverno o uso de campânulas para aquecimento dos leitões é indispensável. A campânula é um objeto metálico usado para o aquecimento do local sendo colocada superiormente na baia. A mesma é usada com o aquecimento através da queima do GLP (Gás Liquefeito de Petróleo), assim podendo ser substituída pela queima do gás metano, sendo o gás transportado por canos de PVC, chegando na baia e direcionado por mangueiras próprias para a condução do gás (Fig 1). B) Fonte de energia para escamoteadores: Na maternidade existe um local chamado escamoteador, utilizado pelos leitões recém-nascidos para trazer o conforto, a segurança e o aquecimento (entre 32 a 34ºC) demandado que a matriz não oferece no estado que se encontra (dentro da gaiola de maternidade). O aquecimento atual é dado através de uma lâmpada incandescente, no qual utiliza luz elétrica. Propõe-se a substituição por serpentinas com água 3

4 quente aquecida pela combustão do metano, que passariam no teto com uma grade de proteção, assim trazendo o calor necessário para os leitões (Fig. 1). C) Aquecimento de água para higienização: Na UEA-Suinocultura, a higienização das baias é indispensável, pois há alta incidência de disseminação de microrganismos pelas baias sujas. Então propondo a ideia do aquecimento de água, poderia ser feita uma caldeira ou uma serpentina para o aquecimento da água, assim tendo uma bomba para fazer o transporte da água quente através de dutos de PVC com pressão ideal para fazer uma limpeza e desinfecção de qualidade, dependendo da temperatura da água que se consegue atingir (Fig. 1). Figura 1. Campânula (a), escamoteadores (b), esquema para aquecimento de água (c) e projeção da UEA com os novos sistemas de aproveitamento de CH 4. IFC - Araquari. O próximo passo do projeto é a viabilização das obras na UEA Suinocultura do 4

5 CONCLUSÕES Este projeto propôs com êxito métodos de utilização do biogás metano produzido a partir de dejetos suínos, almejando a sustentabilidade. Em foco também estava o bem-estar e a sanidade animal. Verificou-se que o emprego do biogás propicia maior lucratividade ao produtor, pois além de redução nos custos de energia, possibilita maior desempenho produtivo e reprodutivo, com menores taxas de mortalidade. A equipe concluiu que estas ações podem ser aplicadas não apenas na unidade estudada, mas em qualquer granja. O trabalho foi importante para o crescimento intelectual e científico, produzindo nos alunos o interesse pela ciência e desenvolvendo um pensamento crítico sobre a produção animal, com olhar na problematização ambiental e econômica. REFERÊNCIAS KONZEN, E. A. Manejo e utilização de dejetos suínos. Concórdia, EMBRAPA - CNPSA, p. TRISTÃO, P. Biodigestor produz energia e fertilizantes a partir de dejetos. Viçosa, Centro de Produções Técnicas e Editora Ltda Disponível em: < Acesso em 25 set OLIVEIRA, P. A. V. de. Produção e aproveitamento do biogás. In: OLIVEIRA, P. A. V. de et al. Tecnologias para o manejo de resíduos na produção de suínos: Manual de boas práticas. Concórdia: Gestão Integrada de Ativos Ambientais, Cap. 4, p SOUZA, C. de F. Produção de biogás e tratamento de resíduos: Biodigestão anaeróbia. Viçosa, Ação Ambiental, n. 34, p.26-29, RIZZONI, L. B.; TOBIAS, A. C. T.; DEL BIANCHI, M.; GARCIA, J. A. D. Biodigestão anaeróbia no tratamento de dejetos de suínos. Garça, Revista Científica Eletrônica de Medicina Veterinária, v. 18, CUNHA, L. Uso do biodigestor para tratamento de dejetos suínos. Universidade Federal de Santa Catarina Disponível em: < Acesso em: 25 set ANGONESE, A. R; CAMPOS, A. T.; ZACARKIM, C. E.; MATSUO, M. S.; CUNHA, F. Eficiência energética de sistema de produção de suínos com tratamento dos resíduos em biodigestor. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental. v.10, n.3, p ,