BIODIGESTERS AND SUSTAINABILITY: ENVIRONMENTAL IMPACTS AND BENEFITS
REGISTRO DOI:10.5281/zenodo.12775599
Carlos da Silva Damacena1
Leonardo Santos Costa2
Ludmilo Araujo de Figueiredo3
Resumo
Os problemas ambientais causados pela destinação inadequada de dejetos no meio rural estão se tornando, cada vez mais, um problema para o meio ambiente e para as pessoas que vivem nas áreas rurais. Os resíduos (dejetos) da propriedade rural, quando não tratados e dispostos inadequadamente, podem causar prejuízos incalculáveis ao meio ambiente, sociedade e economia, pois podem contaminar o ar, o solo e a água. Um dos principais impactos causados pelo uso inadequado dos dejetos de animais é a contaminação de cursos de água, que ocorre em razão da disposição imprópria dos dejetos em rios, córregos ou lagos, e pelo escoamento superficial em pastagens e lavouras adubadas com esses dejetos. Os dejetos de animais, também contribuem para emissão de gases de efeito estufa. O metano (CH4) é um dos principais emissores de gases de efeito estufa e os animais são os grandes emissores desse gás para a atmosfera por meio de suas fezes e pela respiração. Considerando as tendências de ampliação da produção agropecuária nas próximas décadas e a intensificação das discussões sobre seus efeitos em relação as mudanças climáticas, esta pesquisa buscou compreender como o uso de biodigestores em propriedades rurais pode promover a sustentabilidade e a mitigação de gases de efeito estufa (GEE). Os efeitos da crise do clima, em parte decorrentes da geração de energia a partir de fontes não renováveis, já estão sobrecarregadas pela coletividade, com o prenúncio de exacerbação de tais consequências. De forma geral, os aspectos que foram analisados, mostram que essa tecnologia de biodigestores, melhora a qualidade de vida das famílias agropecuaristas, agrega valor para o proprietário rural a partir da geração do biogás e biofertilizante e contribui para a qualidade do meio ambiente na área rural.
Palavras-chave: Biodigestores. Biogás. Gás metano. Dejetos de animais. Meio ambiente.
Abstract
Environmental problems caused by inadequate disposal of waste in rural areas are increasingly becoming a problem for the environment and for people living in rural areas. Waste (waste) from rural properties, when not treated and disposed of inappropriately, can cause incalculable damage to the environment, society and economy, as they can contaminate the air, soil and water. One of the main impacts caused by the inappropriate use of animal waste is the contamination of water courses, which occurs due to the improper disposal of waste in rivers, streams or lakes, and due to surface runoff in pastures and crops fertilized with this waste. Animal waste also contributes to greenhouse gas emissions. Methane (CH4) is one of the main emitters of greenhouse gases and animals are the main emitters of this gas into the atmosphere through their feces and breathing. Considering the trends towards expanding agricultural production in the coming decades and the intensification of discussions about its effects in relation to climate change, this research sought to understand how the use of biodigesters on rural properties can promote sustainability and the mitigation of greenhouse gases (GHG). The effects of the climate crisis, partly resulting from the generation of energy from non-renewable sources, are already burdened by the community, with the foreshadowing of an exacerbation of such consequences. In general, the aspects that were analyzed show that this biodigester technology improves the quality of life of agricultural families, adds value to the rural owner through the generation of biogas and biofertilizer and contributes to the quality of the environment in the area. rural.
Keywords: Biodigesters. Biogas. Methane gas. Animal waste. Environment.
1. INTRODUÇÃO
Estima-se um aumento populacional mundial dos atuais 7,7 bilhões de pessoas para 8,5 bilhões em 2030, 9,7 bilhões em 2050 e 10,4 bilhões em 2100, conforme apresentado no relatório Perspectivas Mundiais de População, divulgado pela Organização das Nações Unidas (ONU, 2022). Esse aumento populacional fará com que o consumo de alimentos se torne cada vez maior. Dados da Food and Agriculture Organization e Organization for Economic Cooperation and Development (FAO; OECD, 2022) preveem um aumento de 1,4% ao ano do consumo global de alimentos na próxima década. Associado a esta tendência, estima-se um acréscimo de 1,1% e 1,5% da produção agrícola e pecuária ao ano, respectivamente.
O Brasil é considerado o maior exportador líquido de alimentos do mundo (FAO, 2021). Segundo dados da Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (EMBRAPA, 2022), em 2021, as exportações do agronegócio brasileiro obtiveram uma receita de 121 bilhões de dólares, com tendência de crescimento para os próximos anos. No entanto, apesar dos avanços relacionados a melhorias na produtividade decorrentes de investimento em tecnologias e infraestruturas, as perspectivas destacam o impacto dos sistemas agrícolas para as mudanças climáticas, especificamente, ao considerar as emissões de Gases Efeito Estufa (GEE), (OECD; FAO; 2022; EMBRAPA, 2022).
Em 2022, o rebanho bovino cresceu pelo quarto ano consecutivo e alcançou novo recorde da série histórica, segundo a Pesquisa da Pecuária Municipal (PPM), divulgada pelo IBGE. O crescimento de 4,3% fez o número de cabeças chegar a 234,4 milhões.
A pecuária é considerada o maior setor de emissões dentre os setores agrícolas, sendo responsável por cerca de 70% do total da geração de GEE (SPRINGMANN et al., 2018; PANCHASARA; SAMRAT; ISLAM, 2021). As atividades relacionadas à pecuária como o manejo de esterco, consumo de energia e a fermentação entérica, que ocorre principalmente nos sistemas digestivos dos animais ruminantes, por exemplo, geram emissões de metano (CH4), óxido nitroso (N2O) e dióxido de carbono (CO2), gases estes relacionados diretamente com o aquecimento global (KIGGUNDU et al., 2019; CHENG; MCCARL; FEI, 2022; EISEN; BROWN, 2022). Destaca-se ainda que a criação de bovinos e suínos são a maior fonte de emissões de CH4 relacionadas com o estrume (ALI et al., 2021; CHENG; MCCARL; FEI, 2022), e que a contaminação dos solos e da água com alta concentração de metais pesados como cobre (Cu) e Zinco (Zn) é outro problema causado pelos dejetos de animais, quando não gerenciados adequadamente (ALCÓCER et al., 2020).
Do ponto de vista econômico e social, o sistema biointegrado de atividades rurais é de grande importância para as pequenas e médias propriedades rurais, e também para a preocupação com o meio ambiente, tendo em vista que, a destinação inadequada dos dejetos de animais nas propriedades rurais é um problema encontrado pelos agricultores, pois além de afetar o meio ambiente, traz danos que podem prejudicar a sua saúde e determinar maiores custos administrativos.
A mitigação desses gases pode ser feita através de tecnologias ou técnicas de produção já existentes. Uma das alternativas seria a intensificação da atividade através da melhora do manejo das pastagens, da qualidade do alimento fornecido aos animais e do manejo dos dejetos de animais confinados, utilizando tecnologias como a biodigestão anaeróbia para o tratamento destes dejetos.
A tecnologia dos biodigestores rurais pode ser apropriada aos pequenos produtores (DOMINIAK, 2016), apresentando técnica, princípio de economia, cuidado ambiental e proporcionando autonomia de energia, não utilizando somente a que provem da distribuidora.
Os benefícios econômicos são imensos, já que com a implantação do sistema de biodigestores haverá ganhos pela redução de energia comprada e uso dos recursos naturais para geração de energia sustentável mediante tecnologias de produção energética renováveis e mais limpas.
Especificamente, a medição dos impactos ambientais dos pacotes tecnológicos disponíveis ao produtor rural traz uma importante contribuição para o debate do dilema existente entre eficiência econômica e eficácia social, associado às escolhas técnicas feitas por agentes maximizadores de lucros.
Conforme apontam Garcia Junior, Pires e Cunha (2016), a utilização de biodigestores na agropecuária, pode auxiliar na redução de cerca de 40% a emissão de GEE e ser fonte de renda adicional para propriedades rurais. Alcócer et al. (2020), demonstraram que o uso do biodigestor na bovinocultura é uma alternativa sustentável que contribui na redução das emissões de GEE, redução dos impactos ambientais e na produção de energia renovável e adubo orgânico.
Kulkarni et al. (2021), observaram que a implementação dos sistemas de digestão anaeróbica nas propriedades rurais de agricultura familiar contribui na geração do biogás que é utilizado, em sua maior parte, para fins domésticos, nas atividades de cozimento, iluminação e aquecimento. Cortez et al., (2022), por sua vez, demonstraram que o uso de biodigestores tem a capacidade para aumentar o poder econômico de pequenos produtores e melhorar o saneamento básico em áreas remotas.
Este estudo busca aprofundar essa discussão e tem como objetivo principal compreender, a partir da visão de teóricos e produtores agropecuários, como o uso de biodigestores em propriedades rurais agropecuárias pode promover sustentabilidade econômica, social e ambiental e a mitigação de GEE, que tem papel preponderante nas mudanças climáticas que vêm sendo evidenciadas. Espera se com o estudo contribuir com a percepção sobre os benefícios da utilização da digestão anaeróbica para tratamento dos resíduos agrícolas e agropecuários. E ainda demonstrar, os benefícios e contribuições para sustentabilidade ambiental, considerando o contexto da produção pecuária brasileira. Esta revisão de conceitos teóricos examina a situação atual do setor agropecuário no Brasil, destacando os dados mais atualizados.
A metodologia neste ARTIGO é exploratória e descritiva, conseguida através de amplo levantamento bibliográfico. Seguindo os procedimentos delineados por Marconi e Lakatos (1996, p.24), foi realizada uma pesquisa bibliográfica para reunir dados atuais e relevantes relacionados ao tema de pesquisa. As ações práticas envolvidas na coleta de dados, essenciais para a construção do raciocínio deste estudo, estão englobadas pelas técnicas processuais. Essas técnicas visam responder a questionamentos referentes à análise do fenômeno ou do fato observado.
2. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
CONTAMINAÇÃO DE ÁGUAS SUPERFICIAIS E SUBTERRÂNEAS
Em relação ao pilar ambiental, o biodigestor proporciona a redução da emissão de GEE e apresenta uma grande capacidade para diminuir a poluição gerada pelo setor, melhorando a qualidade da água, superficial e subterrânea em nível local e regional, e do solo, dada a disposição adequada dos dejetos. As atividades humanas, devido ao lançamento de resíduos, têm gerado alterações nas características físicas, químicas e biológicas dos corpos-d ’água. Essa ação traz diversos problemas para a propriedade e também para a sua vizinhança, e isso ocorre em razão da composição físico-química de tais dejetos, ricos em determinados elementos químicos, como o fósforo (P), cuja concentração excessiva prejudica não somente água e solo, mas também o organismo dos seres vivos expostos a estes.
A contaminação da água subterrânea com nitrato proveniente de dejetos pode criar graves riscos para a saúde pública. Altos níveis de nitrato encontrados em poços de água perto de unidades de engorda, por exemplo, têm sido relacionados com maior risco de aborto.
Outros exemplos de como a poluição afeta a saúde ambiental não faltam no mundo inteiro. As substâncias presentes nos efluentes animais estão, também, presentes nas dietas, uma das funções é nutrição podendo estes serem incluídos natural ou artificialmente.
De acordo com Hartmans (1978) estes aspectos da contaminação devem ser observados:
1. Efluentes animais são adicionados ao solo para tornar seus nutrientes disponíveis para a planta com a intensão de incrementar seu crescimento, no entanto, apresentará efeitos indesejados ou nocivos, estes níveis serão diferentes segundo a espécie da planta. É importante identificar e estabelecer o nível mais adequado para a planta.
2. Um segundo efeito potencial dos componentes dos efluentes animais pode estar associado com homens e animais, surgindo indiretamente num solo fertilizado com efluentes. A presença de substâncias contaminantes geralmente é uma consequência de sua interação com a semente e o transporte para outras partes da planta. Esta quantidade presente pode trazer efeitos indesejados e é preciso estabelecer o nível mais aceitável.
3. O potencial dos contaminantes também devem ser considerados nos casos em que não afeta diretamente ao homem, mas afetam indiretamente: via flora microbiana do solo, via fertilidade do solo, via estrutura do solo, etc, afetando a produção das plantas, poluindo a água e possivelmente outras partes do ambiente.
4. O principal aspecto em que os poluentes requerem mais atenção é quando são acumulados na cadeia alimentar, do solo para a planta ou da planta para o homem ou animal.
CONTAMINAÇÃO DO SOLO
A agricultura constitui uma das fontes de poluição ambiental, intervindo de forma qualitativa e quantitativa no meio ambiente, com a utilização de adubos orgânicos ou industriais, pesticidas, entre outros. São usados também dejetos orgânicos, como lixo compostado, esterco bovino, suíno e de frango, lodo de esgoto e outras fontes alternativas utilizadas na agricultura podem ser fontes de contaminação do solo e de fontes de água. Contudo, devido à implantação de leis ambientais mais severas, que valorizam o gerenciamento ambiental, tem havido uma conscientização gradual dos efeitos nocivos provocados pelo despejo contínuo de resíduos sólidos e líquidos no meio ambiente.
Segundo a FAO, a criação de animais para consumo humano é um problema grave para os solos por causa do descarte de esterco. O volume dos excrementos cresce proporcionalmente à criação dos animais: a produção em nível global cresceu 66% entre 1961 e 2016, passando de 73 milhões para 124 milhões de toneladas. O risco é ainda mais grave quando se lembra que as fezes dos animais de criação podem conter altas quantidades de metais pesados, bem como agentes patogênicos e antibióticos, que podem contaminar também a água. O uso incorreto desses dejetos, ou seja, usados como adubo puro no solo, pode trazer uma degradação deste, e consequente ao meio ambiente.
De acordo com a FAO, na Austrália, existem 80 mil localidades cujo solo foi contaminado. A China considera que 16% de suas terras e 19% dos solos usados na produção agrícola estão poluídos. No Espaço Econômico Europeu e nos Bálcãs Ocidentais, existem 3 milhões de locais contaminados. Nos Estados Unidos, 1,3 mil regiões estão na lista de prioridades nacionais Superfund, em que o governo inclui áreas com elevado índice de poluição.
Segundo Cazarré (2008), para minimizar tais impactos, deverão ser tomadas algumas medidas, como desenvolver tecnologias para o tratamento dos dejetos à preço acessível aos produtores; monitorar os sistemas de tratamento existentes e os que virão; desenvolver novas linhas de créditos àqueles produtores que desejam resolver o problema; responsabilizar, por intermédio da promotoria pública a integradora, agroindústria ou cooperativa e aumentar a fiscalização do órgão ambiental responsável. Anjos et al. (2004) comentam que “[…] o solo é um recurso natural fundamental para a produção agrícola graças a um conjunto de propriedades que permitem que ofereça sustentação às plantas e lhes dê as condições necessárias de desenvolvimento.”
POLUIÇÃO DO AR
Segundo a ONU, 92% por cento das pessoas em todo o mundo não respiram ar limpo e a poluição do ar custa à economia global US$ 5 trilhões por ano em investimentos de bem-estar. E acredita-se que a poluição por ozônio ao nível do solo reduza os rendimentos das culturas básicas em 26% até 2030. De acordo com dados da Plataforma de Qualidade do Ar do IEMA, os únicos poluentes que não apresentam uma tendência geral de queda são o material particulado fino e, justamente, o ozônio.
Atualmente, sete poluentes são regulados no Brasil por seus reconhecidos danos à saúde: partículas totais em suspensão (PTS), partículas inaláveis (MP10), fumaça, dióxido de enxofre (SO2), dióxido de nitrogênio (NO2), monóxido de carbono (CO) e ozônio (O3). Sendo que as partículas inaláveis finas (MP2,5) e o ozônio são os poluentes cujo o controle das concentrações é mais desafiador.
Os dejetos produzidos por animais nas propriedades rurais contribuem para a emissão de gases de efeito estufa. O metano (CH4) é um dos principais emissores de gases de efeito estufa e os animais são grandes emissores desse gás para a atmosfera por meio de suas fezes e também pela respiração. Com isso, os produtores rurais devem tomar conhecimento dos problemas que podem vir a ocorrer com a disposição inadequada desses resíduos de animais (dejetos), como o efeito estufa, a redução da camada de ozônio e as mudanças climáticas; tudo isso deve ser considerado para que não ocorra essa poluição atmosférica, atualmente um problema que vem acontecendo frequentemente.
TECNOLOGIAS “LIMPAS” X PROBLEMAS AMBIENTAIS
As energias renováveis são provenientes de recursos naturalmente reestabelecidos, já as energias não renováveis são aquelas possíveis de esgotamento na natureza. Aliando a energia renovável a uma técnica sustentável e passível de ajudar o meio, sugerimos o uso do biodigestor como gerador de energia.
O biodigestor é utilizado para a produção de biogás, uma mistura de gases, inclusive metano, produzida por bactérias que dissolvem a matéria orgânica em condições anaeróbicas. Um biodigestor nada mais é que um reator químico onde as reações químicas têm origem biológica. Como defini Barrera (1993, p. 11) “o biodigestor, como toda grande ideia, é genial por sua simplicidade”.
A matéria orgânica utilizada no biodigestor pode ser proveniente dos excrementos de animais e também podendo ser implantado para dejetos humanos.
Segundo Seiffert (2007), “[…] tecnologias limpas são sistemas criados para minimizar de alguma forma os poluentes gerados em qualquer que seja o tipo de produção, agrícola, industrial, etc.” Surgiram, então, as tecnologias para o tratamento de poluentes, a fim de zelar pelos recursos naturais
Kunz, Perdomo e Oliveira (2004) afirmam ainda que “[…] o sistema de tratamento com biodigestores tem um abatimento de 70 a 80% da carga orgânica, ou seja, ele reduz o poder poluente do dejeto nestas porcentagens.”
O tratamento adequado desses dejetos trará uma série de benefícios ambientais, redução de gases de efeito estufa, ganhos com a utilização do biofertilizante nas lavouras e pastagens e também não ficam disponíveis à criação e proliferação de insetos e roedores; o que acontece com as lagoas anaeróbicas abertas, reduzindo, portanto, a proliferação de insetos, os maiores agentes causadores de doenças para as pessoas que moram nas propriedades.
BIOMASSA
Considera-se biomassa toda a matéria orgânica que possa ser transformada em energia mecânica, térmica ou elétrica, ela se torna uma das fontes renováveis com grande potencial de crescimento (AGÊNCIA NACIONAL DE ENERGIA ELÉTRICA, 2008).
No Brasil, a rede energética depende fortemente de fontes sustentáveis de energia, como a biomassa florestal. Para minimizar a utilização de madeira proveniente de florestas naturais, há um esforço concentrado para aumentar a utilização de lenha proveniente de florestas cultivadas (Simioni et al., 2018).
Segundo relatório da ANEEL, cerca de 14% da energia consumida no mundo é oriunda da biomassa, cuja energia vem da queima dessas matérias-primas.
No domínio da agricultura e silvicultura globais, o Brasil ocupa uma posição significativa, oferecendo perspectivas abundantes de crescimento sustentável. A nação possui um vasto potencial na utilização de métodos de torrefação para produzir combustíveis sólidos provenientes de biomassa lignocelulósica (da Silva et al., 2018).
Segundo Zagonel e Ramos (2001), a biomassa, de acordo com a origem, pode ser: florestal (principalmente madeira); agrícola (soja, arroz, cana-de-açúcar, entre outras) e rejeitos urbanos e industriais (sólidos ou líquidos, como o lixo).
Ao maximizar a utilização da biomassa derivada do setor sucroalcooleiro, a capacidade de bioeletricidade da biomassa da cana-de-açúcar, que atualmente é estimada entre 62-93TW/h, pode ser aumentada. Esta otimização contribuiria para alcançar um equilíbrio harmonioso em conjunto com os recursos hidroelétricos existentes (Khatiwada et al., 2012).
BIOGÁS
O Biogás refere-se a uma mistura de gases composta principalmente de metano. Isso confirma as teorias de Bley Junior (2015) e Romo-Rábago, Herremans e Hettiaratchi (2018), que compreendem o biodigestor como um equipamento responsável pela recuperação do CH4. O biogás pode ser utilizado nos processos que necessitam de energia e demandam aquecimento, sendo um substituto de lenha e de combustíveis fósseis.
Conforme Coldebella (apud ZANANDRÉA, 2010), o biogás é um produto da ação digestiva das bactérias metanogênicas, composto, principalmente, por gás carbônico (CO2) e metano (CH4), embora apresente traços de nitrogênio (N), hidrogênio (H) e gás sulfídrico (H2 S). Ele se forma por intermédio da decomposição de matéria orgânica (biomassa) em condições anaeróbicas.
O biogás é o gás produzido a partir da decomposição da matéria orgânica (resíduos orgânicos) por bactérias. Na geração de energia do biogás, ocorre a conversão da energia química do gás em energia mecânica por meio de um processo controlado de combustão. Essa energia mecânica ativa um gerador que produz energia elétrica. O biogás também pode ser usado em caldeiras por meio de sua queima direta para a cogeração de energia.
Existem três rotas para usar a biomassa como fonte energética. A primeira é através da combustão direta, a segunda é a gaseificação e a terceira diz respeito à reprodução do processo natural, em que a ação de microrganismos em um ambiente anaeróbico produz a decomposição da matéria orgânica e, consequentemente, emite o biogás.
De acordo com Oliveira et al. (2008), outro fator importante é a mistura do esterco com água para calcular o volume da carga diária. Para alimentar um biodigestor, é necessário conhecer a média da massa de dejetos produzida e somar a quantidade de água, observando a relação esterco/água.
Para que se possa produzir um metro cúbico de biogás, BARRERA (2003, p. 11) ressalta que são precisos:
a) 25 kg de esterco fresco de vaca ou;
b) 5 kg de esterco seco de galinha ou;
c) 12 kg de esterco de porco ou;
d) 25 kg de plantas ou cascas de cereais ou;
e) 20 kg de lixo.
Cada tipo de dejeto tem uma produção específica de biogás, que é dada em m3 de biogás por kg de sólidos voláteis (SV).
Os dejetos da criação de aves, suínos e bovinos, antes um problema ambiental, se tornaram uma solução sustentável. Embora domine as tecnologias de fabricação, o Brasil ainda aproveita pouco o potencial disponível no campo para a produção de biogás. A produção de biogás faz parte do ciclo global do carbono. Anualmente, a biodegradação natural de matéria orgânica em condições anaeróbicas libera entre 590 milhões e oitocentos milhões de toneladas de metano na atmosfera. Os sistemas de recuperação de biogás exploram esses processos bioquímicos para decompor vários tipos de biomassa, aproveitando o biogás liberado como fonte de energia.
O principal método de produção do biogás é a quebra biológica de material orgânico na ausência de oxigênio, conhecida como digestão anaeróbica. Em plantas industriais, os micro-organismos digerem a matéria-prima em um reator controlado, produzindo biogás com 50% a 70% de metano. A partir daí o biogás pode ser melhorado por vários métodos (absorção, adsorção, filtração por membrana, separação criogênica), resultando em uma elevação da percentagem de metano e aproximando o biogás ao gás natural fóssil, o que permite seu uso intercambiável.
Segundo Olivera et al. (2008), o produtor deve realizar diariamente as seguintes operações de manejo:
a) Manter os animais presos no curral durante uma parte do dia ou à noite;
b) coletar esterco pela manhã e depositar na caixa de entrada;
c) adicionar água na proporção correta;
d) misturar e liberar para o biodigestor;
e) retirar e aplicar o biofertilizante nas hortas;
f) utilizar o biogás para cozinhar, ligar motores, etc.
Levantamento do Cibiogás e da Abiogás, entidades que reúnem empresas do segmento, aponta que a capacidade nacional é gerar entre 80 milhões e 90 milhões de metros cúbicos por dia. O volume considera os resíduos agropecuários, mas os dejetos animais e da cana-de-açúcar (palha, torta e vinhaça) têm maior peso na conta.
“O desafio que temos é criar condições regulatórias para os investidores colocarem dinheiro no processo. O maior receio do produtor é a segurança do retorno garantido. A soja é commodity. De modo geral, a energia também. Mas, no caso do biogás, entra como energia distribuída, que não é commodity. Por que não poderíamos vendê-la?”
De acordo com Lindemeyer (2008), 1 m³ de biogás equivale a 6,5 kwh. Partindo-se desse princípio, tem-se que a eficiência de transformação de biogás em energia elétrica é obtida pela razão entre a energia produzida em kwh pela equivalência de 1 m3 de biogás, ou seja, 1 m3 de biogás pode gerar aproximadamente 2 kwh de energia elétrica.
BIOFERTILIZANTE
Bettiol et al. (1998) apud Santos (2008) afirma que os biofertilizantes estão surgindo como alternativas de produção para os pequenos produtores rurais, pois representam redução de custos com fertilizantes químicos, sendo mais acessíveis por serem um dos resultados da biodigestão anaeróbia, como também atendem a preocupação com a sustentabilidade na atividade pecuária. O biofertilizante bovino na forma líquida apresenta na sua composição microrganismos responsáveis pela decomposição da matéria orgânica, produção de sais e adição de compostos orgânicos e inorgânicos que atuam não só na planta, mas também sobre a atividade microbiana do solo.
O biofertilizante é o efluente gerado pela biodigestão que resulta da fermentação anaeróbia da biomassa de um biodigestor, é considerado um produto final de toda reação, e não somente um subproduto de grande importância para a agricultura. O uso de biofertilizante se sobrepõe ao uso dos dejetos crus ou armazenados em esterqueira por se apresentar na forma de matéria orgânica mais estável e em estado mais simples. Logo, é capaz de liberar os nutrientes com maior velocidade para as plantas. Além disso, uma porção maior de nitrogênio se encontra mineralizada no biofertilizante, enquanto nos dejetos crus o nitrogênio se volatiliza com maior intensidade. Desta forma, se pode dizer que o biofertilizante possui melhor qualidade e é menos danoso ao meio ambiente que o uso do dejeto cru. Este aporte de nutriente pode diminuir a demanda da propriedade por nutrientes minerais, resultando em economia para o produtor.
Essas constatações são corroboradas por Silva et al. (2018), que destaca o aumento do rendimento da produção de frutas, hortaliças e plantas forrageiras a partir do uso de biofertilizantes, bem como a economia obtida devido ao seu uso como substituto a adubos químicos, compostos orgânicos e estercos que antes deveriam ser adquiridos comercialmente.
Conforme Fornari (2002), o biofertilizante possui teores de nutrientes iguais e até maiores que o do material original. A fermentação anaeróbia faz com que haja menos perda de nutrientes, principalmente o N, cujo teor médio total é de 0,7%; o de P é de 0,5% e o de K, 0,7%. Seu pH (médio) é de 6,9 e a relação C/N (média) é de 11/1; isso tudo depende do material que for utilizado.
Os efluentes finais chamados de biofertilizantes, resultantes do processo de fermentação anaeróbia, são usados como adubos em cultivos de culturas e pastagens. O biofertilizante é um líquido rico em matéria orgânica e pode ser usado como adubo no solo, enriquecendo-o. Uma das principais vantagens do uso de biofertilizantes na agricultura é o baixo custo. Estes não geram problemas quanto à acidez e degradação do solo, como ocorre com o uso de fertilizantes de origem química.
Barrera (2003) comenta que o pH médio do biofertilizante é de 7,5, ou seja, levemente alcalino, fator que pode reduzir a acidez do solo e ajudar no aumento da produtividade.
BENEFICIOS AMBIENTAIS, SOCIAIS E ECONÔMICOS COM O USO DE BIODIGESTORES
No pilar social, a utilização do biodigestor apresenta melhor qualidade de vida no ambiente rural, visto que melhores condições de saneamento são proporcionadas pela redução do mau cheiro e da propagação de insetos que podem ser vetores de doenças, gerando melhor bem-estar das famílias e vizinhos das propriedades. A melhor qualidade de vida também pode ser denotada na redução do trabalho manual antes dispendido no manejo dos resíduos. O aporte dessa tecnologia nas áreas rurais pode também valorizar o trabalho do homem do campo, posicionando-o como um microempreendedor atento aos problemas ambientais globais.
No pilar econômico destaca-se que, apesar do investimento inicial elevado, o biodigestor viabiliza a economia na propriedade por produzir dois produtos dotados de valor econômico que podem reduzir gastos com energia elétrica, gás de cozinha, gás para aquecimento de água, adubos químicos e dependendo da escala implantada, pode ocorrer o fornecimento de energia para propriedades próximas ou a venda do excedente contribuindo com o aumento da renda familiar. Além disso, com a descentralização do sistema, é diminuída a vulnerabilidade das propriedades às quedas de energia que, inevitavelmente, causariam prejuízos à produção. Por fim, o aumento da produtividade a partir da utilização do biofertilizante também pode resultar em ganhos econômicos.
Benefícios sociais, econômicos e ambientais resultantes da utilização dos biodigestores também são evidenciados na literatura, como a melhora no poder econômico e saneamento básico das propriedades (CORTEZ et al., 2022); a minimização dos problemas ambientais, reciclagem de nutrientes e resultados econômicos em virtude da possibilidade da venda de créditos de carbono (ALCÓCER et al., 2020); e a utilização de energia limpa nas propriedades (PARIHAR et al., 2019).
De modo geral, a instalação dos biodigestores tem potencial para contribuir com as três dimensões da sustentabilidade. Além disso, atende as preocupações com a redução das emissões de GEE que desencadeiam as mudanças climáticas e podem trazer consequências, inclusive, para o sistema produtivo agropecuário (MALHI; KAUR; KAUSHIK, 2021; AYYILDIZ; ERDAL, 2021; CHENG; MCCARL; FEI, 2022). Apesar disso, cabe ressaltar que o problema é resolvido de forma parcial, visto que a emissão de GEE ocorre a partir da fermentação entérica nos sistemas digestivos dos animais ruminantes, sendo eliminados não apenas sob a forma de fezes e urina, mas também a partir do processo de ruminação e eructação (KIGGUNDU et al., 2019; CHENG; MCCARL; FEI, 2022). Nesse sentido, outras soluções podem ser necessárias para reduzir ainda mais as emissões de GEE na pecuária.
3. CONCLUSÃO
A promessa e a necessidade das energias renováveis na abordagem das questões ambientais prementes do nosso tempo não podem ser exageradas. Através da exploração e do investimento em diversas fontes de energia renováveis, incluindo solar, eólica, hidroelétrica, biomassa e geotérmica, podemos diminuir grandemente a nossa dependência dos combustíveis fósseis e combater eficazmente os impactos prejudiciais das alterações climáticas.
De acordo com Purdy et al. (2018) é importante e necessária a diversificação da matriz energética, a fim de atender a demanda crescente por energia, permitir o bom funcionamento das atividades nas propriedades rurais e auxiliar na redução do uso de combustíveis fósseis. Além disso, para Yasmeen at al. (2022), o consumo de energia renovável é fundamental para melhorar a qualidade ambiental. No entanto, ressalta-se que, para realmente promover resultados sustentáveis, o biodigestor deve ser operado de modo adequado com realização de manutenções periódicas,
Ao contrário dos combustíveis fósseis, as fontes de energia renováveis produzem quantidades muito menores de emissões de carbono. Isto não só ajuda a estabilizar o clima global, mas também leva a melhorias na qualidade do ar, à diminuição da poluição e à redução do risco para a saúde humana. A mudança para as energias renováveis oferece não só benefícios ambientais, mas também oportunidades econômicas significativas. O setor das energias renováveis está em rápida expansão, criando empregos em vários domínios, como a instalação de infraestruturas, a manutenção e o desenvolvimento de tecnologias inovadoras.
Considerando os objetivos estabelecidos, a análise e discussão dos resultados está estruturada da seguinte forma: Inicialmente é realizada a caracterização das propriedades, considerando informações sobre atividade predominante, instalação do biodigestor, investimentos iniciais e dificuldades observadas. Na sequência é abordado o uso dos biodigestores em propriedades rurais como alternativa à promoção da sustentabilidade e mitigação dos efeitos ambientais provocados pelas atividades agropecuárias. No próximo tópico discute-se sobre os produtos gerados a partir da digestão anaeróbica e formas de utilização. Por fim, centra-se especificamente nos benefícios ambientais, sociais e econômicos e nas contribuições do uso dos biodigestores para a redução de GEE.
De forma geral, os aspectos que foram levantados, analisados e acompanhados, permitem afirmar a total importância e a necessidade da existência de um tratamento adequado aos dejetos da agricultura, nas pequenas e grandes propriedades rurais. Os resíduos gerados nestas, quando não tratados de forma correta, trazem prejuízos imensos ao meio ambiente, sociedade e economia, como a poluição do ar, contaminação do solo e água; e ainda podem trazer riscos à saúde humana e de outros seres vivos, além de ocasionar a proliferação de insetos e outros agentes vetores de doenças e contaminação ambiental. O biodigestor representa uma excelente alternativa tecnológica para o tratamento de resíduos (dejetos) gerados, já que estes são de responsabilidade do produtor, o qual deve fornecer um destino adequado a eles; e, também, uma maior percepção da problemática ambiental causada pelas atividades rurais, das dificuldades da implantação de melhorias, tudo isso em busca da sustentabilidade e proteção ao meio ambiente. Assim, trará ganhos relevantes para a propriedade rural e seus moradores, geração de energia limpa, renovável e também ganhos ambientais. Percebe-se a importância do uso racional dos recursos naturais para que estes sejam inesgotáveis, e que a degradação ambiental é um problema causado pelo ser humano e necessita de soluções. A tecnologia de biodigestão com a produção de biogás e biofertilizantes é uma alternativa viável ao proprietário rural, o que traz inúmeros benefícios socioeconômicos e também contribui com a redução dos impactos ambientais causados pelas atividades rurais.
A fim de criar um futuro sustentável e resiliente para as gerações vindouras, é imperativo que nos esforcemos para alcançar a transição para as energias renováveis. O imenso potencial das energias renováveis apresenta-nos a única solução viável para resolver as questões ambientais e climáticas prementes que enfrentamos atualmente.
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1Pós-graduado em Educação Ambiental – Universidade Cidade de São Paulo – UNICID – E-mail: cedamacena@hotmail.com
2Pós-graduado em Docência no Ensino Superior – Centro Universitário Senac – Campus Santo Amaro – SP – E-mail: lscosta1986@gmail.com
3Discente do Curso de Mestrado Acadêmico em Modelagem e Simulação de Biossistemas da Universidade do Estado da Bahia – UNEB – Campus II Alagoinhas – BA – E-mail: ludymyllo@hotmail.com