palestra integrante do evento itinerante promovido pelo MAPA: Fórum pecuária de baixa emissão de carbono

2. Manejo de resíduos em sistemas de produção de
leite: limpeza hidráulica dos pisos e produção de
biofertilizante
Marcelo Henrique Otenio

3. Água Residuária
Entende-se por água residuária, a água descartada após utilização em diversas
atividades ou processos.
Nos sistemas de produção de leite é gerada grande quantidade de água
residuária nas diversas etapas do processo.

4. Embrapa Coronel Pacheco

5. Um bovino elimina o equivalente a 9% do seu peso por dia em excretas, sendo
que 60% de fezes com teor de água de 85%.
Uma vaca leiteira (peso médio de 400 kg) produz, diariamente, em excretas o
equivalente a 28-32 kg de fezes, estando a produção de fezes + urina na faixa de
38 – 50 kg.
Estes resíduos podem se tornar uma oportunidade para o produtor se manejados
adequadamente.

6. Fazenda Santa Alice Leópolis-PR

7. Os dejetos de animais
têm se tornado foco de
pesquisas no intuito de
proteger o meio ambiente
da poluição e melhorar a
qualidade de vida com os
benefícios obtidos a partir
do seu tratamento.

8. Reuso de Água Residuária
Na agricultura o reuso mais aplicado é o não potável, onde pode-se
realizar limpeza de pisos e finalmente a fertirrigação.

9. Embrapa Coronel Pacheco

10. Embrapa Coronel Pacheco

11. Fazenda Santa Alice Leópolis-PR
Fazenda Bom Retiro – Pouso Alto-MG

12. Biodigestão de resíduos da produção leiteira
Biodigestor é um equipamento utilizado para o processamento de matéria orgânica,
como, por exemplo, fezes, urina e sobras de alimentos.
Biogás: É uma mistura de gases contendo, aproximadamente, 75% de CH4 e 25%
de CO2.
Biofertilizante: Matéria orgânica rica em elementos minerais, possuindo grande
capacidade de recuperação de solos degradados.

13. BIODIGESTÃO AERÓBIA
É realizada por diferentes grupos de micro-organismos.
O processo envolve a oxidação direta de matéria orgânica e de matéria
celular biodegradável.

14. Nos estágios iniciais, os micro-organismos se reproduzem a uma taxa de
crescimento populacional logarítmica.
Progride a oxidação da matéria orgânica e a taxa de crescimento começa
a diminuir.
Fontes de carbono orgânico disponível se tornam limitantes, reduzindo a
taxa de consumo de oxigênio.

15. Biogás e
Biofertilizante
Mais de 90% da energia disponível por oxidação direta se transforma
em metano.
Pode-se converter uma grande quantidade de resíduos, em
subprodutos úteis.
Matéria
Orgânica
decomposição
Bactérias anaeróbias
estritas e facultativas

16. Permite a reciclagem do efluente;
Alternativa para o tratamento de resíduos;
Permite a redução do potencial poluidor e dos riscos sanitários dos
dejetos.
Promove a geração do biogás;

18. Projeto do biodigestor
Para a concepção e o dimensionamento de sistemas de tratamento de
águas residuárias agroindustriais deve-se considerar:
a) o objetivo do tratamento;
b) o nível do tratamento que se quer alcançar;
c) a destinação do efluente tratado.

19. Fazenda Bom Retiro – Pouso Alto-MG

20. Indicadores da viabilidade da montagem e operação de
biodigestores
Disponibilidade de dejetos e espaço físico a fim de viabilizar a construção
do biodigestor;
Tempo e mão de obra disponível para manejo diário;
Conhecimento técnico de como utilizar os insumos adquiridos pela
biodigestão;
Disponibilidade de equipamentos para utilização do biogás produzido;

21. Produtividade
A produção de biogás variando entre 0,5 – 0,7 m³ biogás/dia por m³ de
biomassa (volume do biodigestor). Se considerar um biodigestor com
100m³ de volume, este teria potencial para gerar entre 50 – 70 m3
biogás/dia.
A produção de biogás tem um fator determinante que é o tipo de esterco
que será usado. Todo material orgânico pode ser utilizado na biodigestão,
porém os que apresentam maior rendimento são os estercos de aves e
suínos.

22. Quantidade de dejetos
produzido pelos animais
ENSMINGER, M. E., OLDFIELD, J.E. , HEINEMANN, W.W. Feeds & Nutr. 2 ed., California: The
Ensminger Publishing Company, 1990. p.1544.

23. Biodigestores
Há dois tipos de biodigestores.
• Descontínuo
• Contínuo

24. Biodigestor modelo chinês

25. Modelo Indiano

26. Modelo Canadense
Modelo tipo horizontal;
Caixa de carga em alvenaria e com a largura maior que a
profundidade;
Grande produção
de biogás
Área maior de
exposição ao sol
Amplamente difundido: é hoje a tecnologia mais utilizada;
O biogás pode ser enviado para um gasômetro separado.

27. Embrapa Coronel Pacheco

28. A localização do biodigestor é de grande importância, uma vez
que irá afetar o sucesso ou a falha da operação do sistema.
Deve estar pelo menos de 30 a 50 metros de qualquer fonte de água
para evitar a possibilidade de contaminação;
Deve estar localizado preferencialmente em área protegida de ventos
frios e onde a temperatura permanece relativamente estável, tentando
receber o máximo de energia solar.

29. Ação do Biofertilizante no Solo
Mantém os sais minerais em formas
aproveitáveis pelas plantas, evitando que
esses sais sejam levados pelas águas;
A fertirrigação é uma técnica de disposição que ocorre após um
tratamento das águas residuárias, na qual o objetivo é o aproveitamento
dos nutrientes.
Melhora a estrutura e a textura, deixando-o
mais fácil de ser trabalhado e facilitando a
penetração das raízes.
Fertirrigação
Embrapa Coronel Pacheco

30. Favorece a multiplicação das
bactérias fixadoras de nitrogênio;
Aumenta a produtividade, com
aumento da matéria orgânica e
fertilidade.
Dá firmeza ao solo, de modo que resistam à ação desagregadora da
água;

31. Atributos Média Máximo Mínimo
Desvio padrão
N-orgânico (mg L-1) 22,46 36,59 3,23
±12,53
N-amoniacal (mg L-1) 29,13 56,12 15,39
±15,97
Nitrito (mg L-1) 0,07 0,16 0,01
± 0,05
Nitrato (mg L-1) 42,58 59,90 24,75
± 14,32
N-total (mg L-1) 94,23 126,7 69,95
± 21,25
P-total (mg L-1) 31,64 56,88 16,55
± 14,53
K-total (mg L-1) 0,2 0,5 0,1
± 0,23
Na (mg L-1) 0,01 0,01 0,01
± 0,0
Tabela - Atributos físico químicos do biofertilizante.

32. O caso da Embrapa Gado de Leite
O sistema implantado na Embrapa Gado de Leite em Coronel Pacheco opera com
aproximadamente 148 animais no verão e 121 animais no inverno, em semi-
confinamento.
Basicamente neste sistema temos o reuso de água para limpeza hidráulica de pisos
e fertirrigação com o efluente tratado em biodigestor.
A retirada do efluente ocorre a cada 20 ou 30 dias, ou seja, retirada do biofertilizante
da lagoa de estabilização e entrada de água nova no sistema.

34. O biogás gerado é canalizado e direcionado a um motor/gerador de
energia a partir de biogás.
A energia elétrica gerada é usada para o funcionamento dos
equipamentos utilizados no sistema de produção.
A concentração de gás metano produzida pela biodigestão anaeróbia
atingiu um pico de 70% no verão a uma temperatura média de 30ºC,
sendo a menor concentração de 56%, a aproximadamente, 24ºC.

36. Características do Biogás
Composição do Biogás:
O metano é altamente combustível e inflamável, produzindo chama azul-claro , em
queima completa produz CO2 e H2O;
Fonte: LA FARGE (1979), APPUD COLDEBELLA (2006)

37. Capacidade de Geração de Biogás
A geração de biogás depende da característica do resíduo, que é o substrato para o
crescimento dos micro-organismos;
A dieta dos animais e sistema digestório, interferem na distinção dos resíduos quanto
à potencialidade de produção de biogás;

38. A digestão anaeróbia destes resíduos promove a reciclagem e a geração de energia.
Ainda, em função da natureza das transformações biológicas durante o processo de
digestão anaeróbia, o produto final tem potencialidade de uso com biofertilizante.
O aumento do uso de fertilizantes é responsável pelo aumento da produção agrícola.
Neste contexto, a substituição deste fertilizante comercial pelos efluentes de
biodigestores vem reduzir os custos de produção.
Considerações

40. Obrigado
marcelo.otenio@embrapa.br