Projeto de instalações suínas. Pontos estratégicos para o futuro (3/3): alterações climáticas

Nos últimos anos, as alterações climáticas forçaram governos de todo o mundo a implementar leis para reduzir a pegada de carbono de todos os setores da sociedade, incluindo a produção de suínos. Portanto, muitas novas tecnologias foram desenvolvidas para responder a essas demandas.

Gases de efeito estufa

Os gases de efeito estufa (GEE) tornaram-se uma preocupação crescente nas últimas décadas devido aos seus potenciais efeitos nocivos sobre o clima global. A emissão de gases provenientes da pecuária, que inclui dióxido de carbono (CO₂), metano (CH₄) e óxido nitroso (N₂O ou N₂X), é um dos principais contribuintes de GEE. Além disso, a emissão de amônia (NH₃) também preocupa..

Na produção suína, o manejo de dejetos é uma fonte de emissões de CH₄ e N₂O. Predomina o manejo de dejetos líquidos, enquanto os sistemas baseados em dejetos secos e palha estão mais presentes na produção extensiva e orgânica de suínos. A maioria das emissões de GEE provenientes da gestão de dejeto líquido está na forma de CH₄, enquanto o N₂O está menos presente e é mais gerado em sistemas de dejeto seco. Este artigo centra-se na produção suína em grande escala e, portanto, principalmente na gestão de dejeto líquido.

Tabela 1. Distribuição da emissão de equivalentes de CO₂ (CO2-e) por suíno desde o nascimento até a terminação aos 115 kg (SEGES, 2021).

*Incluindo a contribuição da matriz.

Ao tentar reduzir os GEE é importante saber como é possível obter a maior redução com o menor custo. Fica claro na tabela acima que os alimentos para animais constituem a maior contribuição para os GEE, enquanto o metano proveniente das fezes está em segundo lugar. Obviamente, a contribuição da alimentação só pode ser reduzida pelo aumento da eficiência alimentar, que é principalmente atribuída a uma melhor genética. Portanto, iremos concentrar-nos principalmente na redução do metano, N₂O e outras tecnologias de conservação de energia. Abaixo estão as tecnologias mais importantes.

Resfriamento dos dejetos

A temperatura do dejeto geralmente fica em torno de 20-24ºC, semelhante à temperatura ambiente da baia. A temperaturas mais baixas, o crescimento de microrganismos será menor e a produção de CH₄, CO₂ e NH₃ diminuirá exponencialmente com a diminuição da temperatura.

Tabela 2. Vantagens e desvantagens da refrigeração de dejetos.

O resfriamento do dejeto é realizado instalando tubos PEL de 25-30 mm na base de concreto do poço. Os tubos são instalados a uma distância de 30-40 cm e fixados na armadura. Um circuito fechado de tubulações conectadas a uma ou mais bombas de calor transporta água fria pela base da fossa de dejeto, reduzindo a temperatura e aquecendo a água dentro da tubulação. A bomba de calor funciona como um refrigerador e resfria a água enquanto transfere o calor recuperado para um sistema de tubulação para obter água quente que é utilizada para aquecer as áreas onde o calor é necessário, geralmente as baias de maternidade e unidades de desmame. A bomba de calor funciona com eletricidade e a produção de calor é normalmente 4 vezes a energia consumida em kW. Se o calor recuperado for utilizado na sua totalidade, o efeito de GEE é de 1,0, 0,8 e 3,4 kg CO2-e por suíno, incluindo matrizes reprodutoras, suínos de 7-30 kg e 30-115 kg, respetivamente, com um efeito de arrefecimento de 10W/m².

Tabela 3. Refrigeração de dejeto – efeitos e custo de investimento.

Remoção frequente do dejeto

O dejeto é uma mistura de urina, fezes e água e, se não for gerido, pode decompor-se e produzir CH₄. O processo de decomposição pode ser controlado removendo frequentemente o dejeto e aplicando-o nas culturas como fertilizante. A frequência de remoção é geralmente uma vez a cada 7 dias.

Tabela 4. Vantagens e desvantagens da remoção frequente de dejeto.

Em sistemas de lama convencionais, os tampões são removidos usando uma haste através da abertura da fenda. É importante começar com a tampa na seção mais distante do tanque receptor para remover todos os detritos. A polpa é transferida para a tubulação principal, que a conduz ao tanque receptor. O sistema pode ser automatizado e incluir válvulas estrategicamente colocadas na tubulação que são abertas por um interruptor elétrico.

Tabela 5. Remoção frequente de dejeto – efeitos nas emissões.

Acidificação

Um ácido é adicionado e misturado com a pasta para reduzir seu nível de pH.

A tecnologia consiste em um sistema convencional de dejetos dentro da baia, mas sem tampas. O dejeto é retirado diariamente das baias e armazenado em um tanque de processo. Um ácido, geralmente ácido sulfúrico (com uma concentração de 93-96%), é então cuidadosamente adicionado à pasta. O ácido é adicionado a partir de um recipiente colocado nas células de carga para controlar o uso. Cerca de 11-13 kg de ácido são usados ​​por tonelada de pasta. Sensores que medem o pH constituem a principal base de controle. Quando o nível de pH da mistura de lama e ácido atinge 5,5, a maior parte da mistura é bombeada de volta para as baias, enquanto o restante é bombeado para um tanque de armazenamento. A superfície das baias é dividida em unidades de 1.000 a 1.500 m² que são esvaziadas e preenchidas com dejeto processado.

As emissões de odores podem ser reduzidas adicionando um filtro de tambor que separa os sólidos dos líquidos. O sistema combinado é certificado pela MTD e pode reduzir os odores em 61%.

Um estudo recente da Universidade de Aarhus indica que seria possível reduzir a quantidade de ácido para 2-3 kg/tonelada de dejeto, obtendo ao mesmo tempo um forte efeito na redução de CH₄ e NH₃. Portanto, a acidificação em baixas doses poderia ser uma estratégia viável para mitigar os GEE. Além disso, novas pesquisas utilizando ácido acético (CH₃COOH) em vez de ácido sulfúrico indicam que poderia reduzir o custo de operação e tornar o sistema mais aplicável em países onde o ácido sulfúrico não está prontamente disponível. Além disso, os riscos de usar um composto mais fraco como o ácido acético são menores.

Tabela 6. Acidificação do dejeto – efeitos nas emissões.

*Redução se combinado com filtro de tambor.