Uso de Biodigestores Em Propriedades Rurais

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Uso de biodigestores em propriedades rurais: uma alternativa sustentabilidade ambiental

George Barbosa*

Marcelo Langer**

Resumo

Os problemas ambientais causados pela destinao inadequada de dejetos no meio rural esto se tornando, cada vez mais, um problema para o meio ambiente e para as pessoas que vivem nas reas rurais. Os resduos (dejetos) da propriedade rural, quando no tratados e dispostos inadequadamente, podem causar prejuzos incalculveis ao meio ambiente, sociedade e economia, pois podem contaminar o ar, o solo e a gua. Esta pesquisa teve como principais atividades desenvolvidas a anlise tcnica de biodigestores para tratamento de resduos de sunos e gerao de biofertilizantes e biogs em propriedades rurais. As atividades foram desenvolvidas por meio de visitas tcnicas a diversas obras realizadas nas propriedades, para um manejo adequado dos dejetos dos animais e levantamento dos benefcios da implantao de biodigestores. Essa anlise apresentou suas vantagens e principais benefcios gerados, como a utilizao do biogs para gerar energia renovvel e limpa, e a produo de biofertilizantes para o uso em pastagens e lavouras. A adubao na prpria propriedade mostrou uma realidade vivel e facilmente aplicvel. De forma geral, os aspectos que foram analisados e acompanhados, mostram que essa tecnologia de biodigestores traz ganhos significativos para o produtor e o meio ambiente. O tratamento e aproveitamento desses dejetos apresentam benefcios para o meio ambiente e para a sade dos moradores locais, como ganhos ambientais mediante a reduo de gases de efeito estufa e a reduo da poluio ambiental; e socioeconmicos, por meio da produo de energia e biofertilizantes, alm da possibilidade da venda de crditos de carbono. Palavras-chave: Biodigestores. Biogs. Biofertilizantes. Dejetos agropecurios. Meio ambiente.

1 INTRODUO Do ponto de vista econmico e social, o sistema biointegrado de atividades rurais de grande

importncia para as pequenas e mdias propriedades rurais, e tambm para a preocupao com o meio ambiente.

A destinao inadequada dos dejetos de animais nas propriedades rurais um problema encontrado pelos agricultores, pois alm de afetar o meio ambiente, traz danos que podem prejudicar a sade desses agricultores e determinar maiores custos administrativos.

As propriedades rurais brasileiras esto se modernizando em virtude das inovaes tecnolgicas e de gesto no setor agroindustrial. O uso de energias renovveis uma alternativa tecnolgica capaz de gerar timos resultados, melhorando a gesto dos recursos econmicos da propriedade, reduzindo problemas ambientais pelos resduos orgnicos e evitando problemas sade humana em razo da contaminao do meio ambiente, alm de contribuir para a estabilizao dos nveis de consumo dos recursos naturais e solucionar o problema de abastecimento energtico mundial.

* Acadmico do Curso de Tecnologia em Gesto Ambiental da Unoesc, Campus de Xanxer, SC; Rua Dirceu Giordani, 696, Xanxer, SC, 89820-000; [email protected] ** Mestre em Cincias Florestais pela ESALQ/USP; professor do Curso de Tecnologia em Gesto Ambiental da Unoesc, Campus de Xanxer, SC; Rua Dirceu Giordani, 696, Xanxer, SC, 89820-000; [email protected]

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George Barbosa, Marcelo Langer

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A utilizao da biomassa e o aproveitamento dos resduos rurais, efluentes industriais e urbanos como fontes renovveis e sustentveis de energia. Uma dessas tecnologias a biodigesto, que pode gerar tanto benefcios ambientais pela eliminao de resduos dispostos de modo irregular, diminuindo a contaminao da gua, do solo, e do ar, quanto sociais evitando contato humano aos resduos e proliferao de pragas e outras doenas correlacionadas falta de saneamento bsico, alm dos econmicos que podem ser percebidos por meio da gerao de energia e uso de biofertilizantes de grande importncia para as pastagens e adubao em geral.

Os benefcios econmicos so imensos, j que com a implantao do sistema de biodigestores haver ganhos pela reduo de energia comprada e uso dos recursos naturais para gerao de energia sustentvel mediante tecnologias de produo energtica renovveis e mais limpas.

A utilizao do gs em forma de energia uma tima forma de reduo dos gastos, sendo a tecnologia dos biodigestores para produo de energia a partir de dejetos da agropecuria em propriedades rurais e os benefcios que o tratamento e uso desses resduos podem trazer agricultura e ao meio ambiente, com a produo de biogs e biofertilizantes.

A destinao inadequada dos dejetos de animais faz com que ocorram inmeros problemas ambientais, como a poluio da gua, do solo e tambm do ar; outro agravante a proliferao de insetos e roedores, que acabam trazendo doenas para os seres humanos.

Os produtores rurais utilizam tecnologias que geralmente so escolhidas por sua eficincia e rentabilidade econmica. Entretanto, essas opes tecnolgicas, ao causarem danos ambientais, afe-tam negativamente o bem-estar de outros agentes que utilizam os recursos ambientais comuns.

Especificamente, a medio dos impactos ambientais dos pacotes tecnolgicos disponveis ao produtor rural traz uma importante contribuio para o debate do dilema existente entre efici-ncia econmica e eficcia social, associado s escolhas tcnicas feitas por agentes maximizadores de lucros.

CONTAMINAO DE GUAS SUPERFICIAIS E SUBTERRNEAS1.1

Um dos principais impactos causados pelo uso inadequado dos dejetos de animais a con-taminao de cursos de gua, que ocorre em razo da disposio imprpria dos dejetos em rios, crregos ou lagos, e tambm pelo escoamento superficial em pastagens e lavouras adubadas com esses dejetos.

Pinheiro (2004) descreve que [...] as atividades humanas, devido ao lanamento de resduos, tm gerado alteraes nas caractersticas fsicas, qumicas e biolgicas dos corpos-dgua.

Essa ao traz diversos problemas para a propriedade e tambm para a sua vizinhana, e isso ocorre em razo da composio fsico-qumica de tais dejetos, ricos em determinados elementos qumicos, como o fsforo (P), cuja concentrao excessiva prejudica no somente gua e solo, mas tambm o organismo dos seres vivos expostos a estes.

CONTAMINAO DO SOLO1.2

Anjos et al. (2004) comentam que [...] o solo um recurso natural fundamental para a pro-duo agrcola graas a um conjunto de propriedades que permitem que oferea sustentao s plantas e lhes d as condies necessrias de desenvolvimento.

O uso incorreto desses dejetos, ou seja, usados como adubo puro no solo, pode trazer uma degradao deste, e consequente ao meio ambiente.

Ainda conforme Anjos et al. (2004), entre os principais componentes poluentes dos dejetos, principalmente de sunos, esto os macronutrientes nitrognio (N) e fsforo (P), e alguns micro-

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minerais como o zinco (Zn) e o cobre (Cu). A ao deteriorante do nitrognio no solo ocorre em virtude da sua transformao em nitrato.

Com o aumento das atividades no meio rural, torna-se cada vez mais preocupante a situao do meio ambiente, decorrente da falta, muitas vezes, de um saneamento adequado s necessidades de cada propriedade.

A expanso da produo de sunos (suinocultura) na regio, certamente se tornou um grande marco para o desenvolvimento socioeconmico da sociedade. Esses dejetos de animais so res-ponsveis por diversos problemas, como a proliferao de moscas, roedores, vetores de doenas, poluio de rios, emisso de GEE como CH4, NO, SO e outros.

De acordo com Cazarr (2008), para minimizar tais impactos, devero ser tomadas algumas medidas, como desenvolver tecnologias para o tratamento dos dejetos preo acessvel aos pro-dutores; monitorar os sistemas de tratamento existentes e os que viro; desenvolver novas linhas de crditos queles produtores que desejam resolver o problema; responsabilizar, por intermdio da promotoria pblica a integradora, agroindstria ou cooperativa e aumentar a fiscalizao do rgo ambiental responsvel.

Um suno adulto produz em mdia 2 kg de esterco por dia, ou seja, 2000 gramas, o suficiente para criao de 2000 novas moscas por dia; cada mosca produz em mdia 1200 ovos durante sua vida (PAIVA, 1994).

A atual Legislao Ambiental Brasileira obriga os suinocultores a passarem por um processo para obter a licena ambiental em que os impactos da atividade so todos avaliados.

POLUIO DO AR1.3

Segundo Assuno (2006, p. 102), atualmente, a poluio do ar um problema mundial, com impactos em todo o planeta Terra, como o efeito estufa e a reduo da camada de oznio.

Os dejetos produzidos por animais nas propriedades rurais contribuem para a emisso de gases de efeito estufa. O metano (CH4) um dos principais emissores de gases de efeito estufa e os animais so grandes emissores desse gs para a atmosfera por meio de suas fezes e tambm pela respirao.

Com isso, os produtores rurais devem tomar conhecimento dos problemas que podem vir a ocorrer com a disposio inadequada desses resduos de animais (dejetos), como o efeito estufa, a reduo da camada de oznio e as mudanas climticas; tudo isso deve ser considerado para que no ocorra essa poluio atmosfrica, atualmente um problema que vem acontecendo frequente-mente.

TECNOLOGIAS LIMPAS PARA MINIMIZAR OS PROBLEMAS NAS1.4

PROPRIEDADES RURAIS Segundo Seiffert (2007), [...] tecnologias limpas so sistemas criados para minimizar de al-

guma forma os poluentes gerados em qualquer que seja o tipo de produo, agrcola, industrial, etc. Surgiram, ento, as tecnologias para o tratamento de poluentes, a fim de zelar pelos recursos naturais.

Conforme Cazarr (2008), uma das tecnologias apresentadas na construo de biodigestores anaerbicos cobertos, assim o sistema capturar o biogs gerado pelo tratamento anaerbico do material orgnico oriundo dos animais confinados. Isso trar uma srie de benefcios ambientais, como a reduo das emisses de gases de efeito estufa, contribuindo para o desenvolvimento sustentvel.



Esse sistema utiliza a biomassa gerada nas propriedades rurais para gerar benefcios a elas. O resultado esperado a reduo significativa das emisses de gases de efeito estufa, quando comparadas s emisses que ocorreriam na ausncia do projeto e tambm promover a produo sustentvel de animais confinados pela transformao dos dejetos em energia limpa, resultante da sua queima e gerao de biogs.

Alm disso, pode proporcionar aos produtores rurais a utilizao do biogs na gerao de eletricidade para suprir a necessidade da prpria granja, na qual o produtor decide investir recursos adicionais para a implementao de um gerador.

Segundo Barrera (2003), para as condies brasileiras, o biodigestor rural aproveita todas as sobras orgnicas da propriedade para a produo de gs e fertilizante, reduzindo custos nas pro-priedades, em que o biofertilizante usado para o uso na irrigao de cultivos anuais e perenes.

Kunz, Perdomo e Oliveira (2004) afirmam ainda que [...] o sistema de tratamento com biodi-gestores tem um abatimento de 70 a 80% da carga orgnica, ou seja, ele reduz o poder poluente do dejeto nestas porcentagens.

O tratamento adequado desses dejetos trar uma srie de benefcios ambientais, reduo de gases de efeito estufa, ganhos com a utilizao do biofertilizante nas lavouras e pastagens e tambm no ficam disponveis criao e proliferao de insetos e roedores; o que acontece com as lagoas anaerbicas abertas, reduzindo, portanto, a proliferao de insetos, os maiores agentes causadores de doenas para as pessoas que moram nas propriedades.

2 FONTES ALTERNATIVAS DE ENERGIAS

2.1 BIOMASSA

Considera-se biomassa toda a matria orgnica que possa ser transformada em energia me-cnica, trmica ou eltrica, ela se torna uma das fontes renovveis com grande potencial de cresci-mento (AGNCIA NACIONAL DE ENERGIA ELTRICA, 2008).

contida nos vegetais e nos resduos florestais e agropecurios, bem como na matria or-gnica presente nos resduos industriais e rurais.

A ANEEL (2008) estabelece que qualquer matria orgnica que possa ser transformada em energia mecnica, trmica ou eltrica classificada como biomassa. Sua origem pode ser florestal (madeira, principalmente); agrcola (soja, arroz e cana-de-acar, entre outras) e rejeitos urbanos e industriais (slidos ou lquidos, como o lixo). Os derivados obtidos dependem tanto da matria prima utilizada (cujo potencial energtico varia de tipo para tipo), quanto da tecnologia de proces-samento para obteno dos energticos.

Ainda segundo a ANEEL (2008), biomassa uma das fontes para produo de energia com maior potencial de crescimento nos prximos anos. Tanto no mercado internacional quanto no interno, considerada uma das principais alternativas para a diversificao da matriz energtica e a consequente reduo da dependncia dos combustveis fsseis.

Segundo Zagonel e Ramos (2001), a biomassa, de acordo com a origem, pode ser: florestal (principalmente madeira); agrcola (soja, arroz, cana-de-acar, entre outras) e rejeitos urbanos e industriais (slidos ou lquidos, como o lixo).

2.2 BIOGS

Segundo Zanandra (2010), o biogs gerado por meio da mistura gasosa, resultante da fermentao anaerbia da matria orgnica, proporcionada por certas bactrias anaerbias,



denominadas de bactrias metanognicas. O biogs pode ser produzido artificialmente com a utilizao de um equipamento denominado biodigestor anaerbio, ou seja, o biodigestor.

Conforme Coldebella (apud ZANANDRA, 2010), o biogs um produto da ao digestiva das bactrias metanognicas, composto, principalmente, por gs carbnico (CO2) e metano (CH4), embora apresente traos de nitrognio (N), hidrognio (H) e gs sulfdrico (H2S). Ele se forma por intermdio da decomposio de matria orgnica (biomassa) em condies anaerbicas.

A composio do biogs varia de acordo com o tipo e a quantidade da biomassa que colocada dentro do biodigestor, os fatores climticos e o tamanho deste. Conforme Zanandra (2010), essa composio do biogs depende de alguns fatores, como o tipo de biomassa e as condies favorveis s atividades bacterianas anaerbias. A temperatura que o biodigestor est operando tambm outro fator determinante para que os micro-organismos possam melhor desempenhar suas atividades, pois as bactrias predominantes que atuam no processo de digesto anaerbia so mesoflicas, e, portanto, a temperatura ideal para o seu desenvolvimento fica entre 20 e 45 C.

A decomposio bacteriana de matria orgnica sob condies anaerbias composta por trs fases. Na fase de hidrlise enzimtica, as bactrias liberam no meio as enzimas extracelulares que iro fazer a hidrlise de partculas; na fase cida, as bactrias produtoras de cidos transformam molculas de protenas, gorduras e carboidratos em cidos (cido lctico e cido butlico), etanol, hidrognio, amnia e dixido de carbono, entre outros; enquanto que na fase metagnica, as bactrias metanognicas atuam sobre o hidrognio e o dixido de carbono, transformando-os em metano (CH4). Nessa fase, a velocidade da cadeia de reaes fica limitada, em razo, principalmente, da formao de microbolhas de CH4 e CO2 em torno da bactria metanognica, isolando-a do contato direto com a mistura, razo pela qual a agitao prtica recomendvel por meio de movimentos giratrios do gasmetro ou com ps no biodigestor (ARRUDA et al., 2002).

De acordo com Oliveira et al. (2008), outro fator importante a mistura do esterco com gua para calcular o volume da carga diria. Para alimentar um biodigestor, necessrio conhecer a mdia da massa de dejetos produzida e somar a quantidade de gua, observando a relao esterco/gua.

Para que se possa produzir um metro cbico de biogs, BARRERA (2003, p. 11) ressalta que so precisos:

25 kg de esterco fresco de vaca ou;a) 5 kg de esterco seco de galinha ou;b) 12 kg de esterco de porco ou;c) 25 kg de plantas ou cascas de cereais ou;d) 20 kg de lixo.e)

Cada tipo de dejeto tem uma produo especfica de biogs, que dada em m3 de biogs por kg de slidos volteis (SV).

2.3 USO DO BIOGS

Em aproximadamente 10 dias aps o fechamento dos biodigestores, estes j estaro produ-zindo metano, e extremamente importante que o biogs seja queimado, caso contrrio, poluies atmosfricas ocorrero.

Quando se queima o gs metano com o biodigestor, esse gs transformado em dixido de carbono, e, portanto, reduz-se o dano potencial do gs gerado pela decomposio dos resduos animais. A queima desse gs deve ter uma eficincia de 95%, para se ter um manejo adequado.

Segundo Olivera et al. (2008), o produtor deve realizar diariamente as seguintes operaes de manejo:



Manter os animais presos no curral durante uma parte do dia ou noite;a) coletar esterco pela manh e depositar na caixa de entrada;b) adicionar gua na proporo correta;c) misturar e liberar para o biodigestor;d) retirar e aplicar o biofertilizante nas hortas;e) utilizar o biogs para cozinhar, ligar motores, etc.f)

De acordo com Lindemeyer (2008), 1 m de biogs equivale a 6,5 kwh. Partindo-se desse princpio, tem-se que a eficincia de transformao de biogs em energia eltrica obtida pela razo entre a energia produzida em kwh pela equivalncia de 1 m3 de biogs, ou seja, 1 m3 de biogs pode gerar aproximadamente 2 kwh de energia eltrica, conforme demonstrado na equao:

(1)

A estimativa de produo de energia eltrica a partir do biogs pode ser determinada pela seguinte equao, de acordo com a Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental (Cetesb) (2006):

biogsgeradoreltrica PCIREE ..= (2) Onde:Eeltrica = Energia eltrica gerada por meio do biogs;E = Potencial energtico do biogs;Rgerador = Rendimento do gerador;PCIbiogs = Poder calorfico inferior: 22.320 kJ/m

3.

2.4 BIOFERTILIZANTE

O biofertilizante o efluente gerado pela biodigesto que resulta da fermentao anaerbia da biomassa de um biodigestor, considerado um produto final de toda reao, e no somente um subproduto de grande importncia para a agricultura.

Conforme Fornari (2002), o biofertilizante possui teores de nutrientes iguais e at maiores que o do material original. A fermentao anaerbia faz com que haja menos perda de nutrientes, principalmente o N, cujo teor mdio total de 0,7%; o de P de 0,5% e o de K, 0,7%. Seu pH (mdio) de 6,9 e a relao C/N ( mdia) de 11/1; isso tudo depende do material que for utilizado.

Os efluentes finais chamados de biofertilizantes, resultantes do processo de fermentao anaerbia, so usados como adubos em cultivos de culturas e pastagens. O biofertilizante um lquido rico em matria orgnica e pode ser usado como adubo no solo, enriquecendo-o.

Uma das principais vantagens do uso de biofertilizantes na agricultura o baixo custo. Estes no geram problemas quanto acidez e degradao do solo, como ocorre com o uso de fertilizan-tes de origem qumica.

Barrera (2003) comenta que o pH mdio do biofertilizante de 7,5, ou seja, levemente alcalino, fator que pode reduzir a acidez do solo e ajudar no aumento da produtividade.



3 CONCLUSO

De forma geral, os aspectos que foram levantados, analisados e acompanhados, permitem afirmar a total importncia e a necessidade da existncia de um tratamento adequado aos dejetos da agricultura, nas pequenas e grandes propriedades rurais.

Os resduos gerados nestas, quando no tratados de forma correta, trazem prejuzos imensos ao meio ambiente, sociedade e economia, como a poluio do ar, contaminao do solo e gua; e ainda podem trazer riscos sade humana e de outros seres vivos, alm de ocasionar a proliferao de insetos e outros agentes vetores de doenas e contaminao ambiental.

O biodigestor representa uma excelente alternativa tecnolgica para o tratamento de resduos (dejetos) gerados, j que estes so de responsabilidade do produtor, o qual deve fornecer um destino adequado a eles; e, tambm, uma maior percepo da problemtica ambiental causada pelas atividades rurais, das dificuldades da implantao de melhorias, tudo isso em busca da sustentabilidade e proteo ao meio ambiente. Assim, trar ganhos relevantes para a propriedade rural e seus moradores, gerao de energia limpa, renovvel e tambm ganhos ambientais.

Percebe-se a importncia do uso racional dos recursos naturais para que estes sejam inesgotveis, e que a degradao ambiental um problema causado pelo ser humano e necessita de solues. A tecnologia de biodigesto com a produo de biogs e biofertilizantes uma alternativa vivel ao proprietrio rural, o que traz inmeros benefcios socioeconmicos e tambm contribui com a reduo dos impactos ambientais causados pelas atividades rurais.

Abstract

Environmental problems caused by improper disposal of wastes in rural areas are becoming increasingly a problem for the environment and for people who live in rural areas. The waste of rural property, if not treated and disposed of improperly, can cause incalculable damage to the environment, society and economy, therefore, can contaminate air, soil and water, this research has as main activities the technical analysis digesters for pig waste treatment and generation of biogas and bio-fertilizers on farms. The activities were conducted through visits to various works carried out in properties for proper management of animal waste, and raising the benefits of deploying digesters. The analysis of the implementation of biogas digesters, their advantages and their key benefits, such as the use of biogas for generating renewable energy and clean, and the production of bio-fertilizers for use in pastures, crops. Fertilization inside the property proved to be a really viable and easily applicable. In general aspects have been analyzed and monitored, and show that this technology brings significant gains digesters for the producer and the environment. The treatment and use of these wastes have benefits for the environment and the health of local residents, such as environmental gains through the reduction of greenhouse gases, reduction of environmental pollution, and socioeconomic through the production of energy and fertilizer, as well the possibility of selling carbon credits.

Keywords: Biodigesters. Biogas. Biofertilizers. Agricultural wastes. Environment.

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