PIM V

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PIM V – GESTÃO DE RESÍDUOS SÓLIDOS, EFLUENTE E EMISSÕES.
SERRA
2019
TRATAMENTO DE RESÍDUOS DE SUINOCULTURA
“Setor de Terminação” 
Trabalho PIM V elaborado como requisito parcial para aprovação da Disciplina de Gestão de Resíduos Sólidos, Efluentes e Emissões do curso de Gestão Ambiental oferecido pela Universidade Paulista - UNIP.
Aluno: George Santos Sarter
Professora: 
SERRA
2019
SUMÁRIO
41-	CARACTERIZAÇÃO DA ATIVIDADE	�
52-	MEMORIAL DE CÁLCULO	�
62.1- Tratamento Preliminar	�
62.1.1- Cálculo de GRADE:	�
72.1.2- Cálculo da CAIXA DE AREIA:	�
82.2- Biodigestor	�
102.3- Fertirrigação	�
113-	MEMORIAL DESCRITIVO	�
123.1 - Observações em relação aos cuidados com os dejetos	�
123.2 – Observações em relação à Legislação de Dejetos	�
133.3- Manejo de dejetos e impacto ambiental	�
143.3.1- Contaminação do solo	�
143.3.2- Contaminação da água	�
153.4- Recuperação de energia na forma de biogás	�
163.4.1- Bactérias Envolvidas nas Etapas da Produção de Biogás	�
173.4.2- Bactérias Metanogênicas	�
183.5- Função do Biodigestor	�
183.5.1- Biodigestor a ser utilizado no setor Terminação para descarga de dejetos de 400 animais: Tubular	�
203.5.2- Tipos de Biodigestores	�
214- ORÇAMENTO	�
214.1- Materiais utilizados na construção de um Biodigestor	�
215-	FERTIRRIGAÇÃO	�
236-	CONCLUSÃO	�
247-	REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS	�
�CARACTERIZAÇÃO DA ATIVIDADE
A suinocultura no Brasil, segundo o IBGE (1983), é uma atividade predominantemente desenvolvida por pequenas propriedades rurais. Cerca de 81,7% dos suínos são criados em unidades de até 100 hectares (ha). Essa atividade se encontra presente em 46,5% das 5,8 milhões de propriedades existentes no país, empregando mão-de-obra tipicamente familiar e constituindo uma importante fonte de renda e de estabilidade social. 
O Brasil é o país do mundo que as melhores condições para aumentar o plantel de suínos, dentre eles o clima tropical, mão-de-obra de baixo custo, facilidade para manejo e tratamento de dejetos pelas grandes dimensões territoriais e topografia plana, grande produção de grãos (milho e soja), dentre outros. 
A produção de dejetos suínos, até meados da década de 70, não representava um fator muito preocupante, uma vez que a concentração de animais era relativamente pequena e o solo das propriedades suinocultoras tinha capacidade para absorver o volume de dejetos produzidos até aquela data, sendo que parte da produção era utilizada na forma de adubo orgânico.
O Brasil tem condições de aumentar as exportações de carne suína que foi aproximadamente 500 mil toneladas em 2003, sendo a grande maioria para a Rússia. E aumentar também o consumo interno que é apenas de aproximadamente 14 kg/hab/ano, muito distante de países europeus que chegam a 60 kg/hab/ano. 
A carne suína é a mais consumida no mundo e que os países europeus, bem como os Estados Unidos, tem como tendência reduzir o plantel em virtude de problemas ambientais e altos custos de produção, (SARTOR et al. 2004).
A atividade suinícola vem ganhando espaço no mercado de consumidor, devido ao alto melhoramento genético, melhorias na nutrição e ambiência. Nas zonas intensivas de produção, a suinocultura possui uma importância econômica, social e cutural, porém é considerada uma atividade com baixa qualidade ambiental, face ao elevado número de contaminantes gerados pelos seus efluentes, o que pode representar importante fonte de degradação do ar, dos recursos hídricos e do solo, (FERREIRA, 2012).
Em termos de criações confinadas, este segmento está em constante crescimento dentro da suinocultura, visando produtividade para atender o mercado consumidor de carne e derivados. Desta forma, se a intensidade de produção é alta conseqüentemente a carga poluidora da atividade será elevada, então se torna viável empregar uma tecnologia mais apurada no tratamento de dejetos desta atividade.
No decorrer dos anos, os criadores vêm intensificando suas técnicas de manejo, mudando-as gradualmente do sistema de criação extensivo para o sistema intensivo, procurando melhorar o controle sanitário, a eficiência da mão-de-obra e o desempenho dos animais. Com isso eliminaram-se as opções de busca, por parte dos animais, de um ambiente mais propício ao seu bem-estar. Nesse sentido, as instalações apresentam um papel fundamental no desempenho dos animais, (SARTOR et al. 2004).
Segundo Ferreira (2012), dando destaque ao tratamento de dejetos os principais constituintes dos dejetos suínos que afetam as águas superficiais são matéria orgânica, nutrientes, bactérias fecais e sedimentos. Além desses fatores as emissões de gases originados pelos dejetos podem causar entre outros agravantes, prejuízos nas vias respiratórias do homem e dos animais, bem como a formação de chuva ácida por meio de descargas de amônia na atmosfera além de contribuírem para o aquecimento global. Considerando que o escoamento desses dejetos com um fim legal pode gerar resultados positivos principalmente na aplicação de dejetos em lavouras e pastagens onde é utilizado como fonte de nutrientes, sendo importante na ciclagem dos mesmos dentro das próprias unidades de produção.
Portanto, deve haver em qualquer suinocultura o conhecimento e domínio de uma legislação e a elaboração correta do projeto de manejo de dejetos, além de considerações sobre a utilização destes rejeitos na agricultura.
MEMORIAL DE CÁLCULO
Segundo Diesel et al. 2012 citado por Ferreira (2012), os dados para produção média diária de dejetos na categoria crescimento/terminação são:
Esterco (Kg.dia -1): 2,30;
Esterco + Urina (Kg.dia -1): 4,90;
Dejetos líquidos (L. dia -1): 7,00;
DBO = Média de 25.542,90 (mg. L-1);
Sólidos totais = 22.399,00 (mg. L-1);
Sólidos voláteis = 16.388,80 (mg. L-1);
Sólidos fixos = 6.010,20 (mg. L-1);
Sólidos sedimentáveis = 428,90 (mg. L-1);
Nitrogênio total (N total) = 2.374,30 (mg. L-1);
Fósforo total (P total) = 577,80 (mg. L-1);
Potássio total (K total) = 535,70 (mg. L-1);
pH = 7,98;
Turbidez (NTU) = 35520 (efluente de uma terminação); 
DQO (mgL-1) = 52.975,50 (efluente de uma terminação).
Fonte: BELI et al. (2010) modificado e FERREIRA (2012).
Quantidade de lotes e animais ao total: 4 lotes de 100 animais = 400 animais;
Jornada de trabalho de 6 horas/dia;
Velocidade de Escoamento = 0,6 m/s;
Velocidade Horizontal na caixa de areia: 0,02m/s.
2.1- Tratamento Preliminar
2.1.1- Cálculo de GRADE:
1º passo: Cálculo de Vazão
Q = 400 x 7 L/dia
Q= 2800 L/dia ÷ 1000 
Q = 2,8 m 1000 
Q = 2,8 m 1000 
Q = 2,8 m³/dia ( 2,8 m³/dia ÷ 6 horas/dia = 0,46 m³/hora ÷ 3600 seg ( 0,00012 m³/seg 
2º passo: Cálculo Área Útil
Au = 0,00012 m³/seg ÷ 0,6 m/seg
Au = 0,0002 m²
Como Au < 0,1 então adotamos Au = 0,1 e b1 = 0,2 m e h = 0,5 m
3º passo: Cálculo da sessão do canal
E = 1,5 ÷ (1,5 + 2,0) = 0,428
Sc = Au ÷ E
Sc = 0,1 m² ÷ 0,428 = 0,2336 m²
Correção:
Sc = b2 x h
0,2336 m² = b2 x 0,5 m
b2 = 0,2336 m² ÷ 0,5 m = 0,46 m ou 46 cm
4º passo: Cálculo da área da barra
Ab = Sc – Au
Ab = 0,2336 m² - 0,1
Ab = 0,1336 m²
Nº de Barras:
nb = 46 cm ÷ 8,99 = 5,17 ~ 6 barras
Altura = 0,5 m
Base = 0,46 m
nb = 6 barras de espessura 1,5 cm
2.1.2- Cálculo da CAIXA DE AREIA:
1º passo: Cálculo da área
Considerou-se vh = 0,02 m/s
A = Q ÷ vh 
A = 0,00012 m³/s ÷ 0,02 m/s 
A = 0,006 m²
b = 25 x L ( b = 25 x 0,015 m = 0,375 m
A = b x L
A = 25 L x L
A = 25 L²
0,006 m² = 25 x L²
L = √0,006 m² ÷ 25 = 0,015 m
2º passo: Cálculo de Volume
V = Q x T
V = 0,00012 m³/s x 300 seg (considerou o T = 5 minutos)
V = 0,036 m³
Correção da altura para h = 1,5
A = V ÷ 1,5
A = 0,036 m³ ÷ 1,5 m 
A = 0,024 m² (área)
A = 25 L²
L = √0,024 m² ÷ 25 
L = 0,030 m
b = 25 x 0,030 m
b = 0,75 m
3º passo: Cálculo do comprimento
C = V ÷ A
C = 0,036 m³ ÷ 0,024 m²
C = 1,5 m
2.2- Biodigestor
Será considerado um tempo de digestão de 50 dias;
Temperatura
da Biomassa: 20º C a 35º C;
O Biogás produzido no biodigestor será canalizado para utilização na maternidade e como fonte de energia elétrica para o funcionamento da granja;
Profundidade do biodigestor de 1,5 m.
1º passo: Cálculo do Volume útil (Vu) – Biodigestor
Considerando um tempo de digestão (TD) de 50 dias.
Volume diário de 2,8 m³/dia (Vr = 400 x 7 L/animal = 2800 L/dia ÷ 1000 = 2,8 m³/dia)
Vu = 2,8 m³/dia x 50 dias
Vu = 140 m³
2º passo: Cálculo da profundidade
Foi adotada uma profundidade de 1,5 m para o biodigestor
3º passo: Comprimento maior C1
30 m³ ---- 10 m
140 m³ ---- x
x = 46,66 m ~ 47 m
4º passo: Largura maior L1
30 m³ ----- 3,5 m
140 m³ ---- x
x = 16,33 m ~ 17 m
5º passo: Comprimento menor C2
30 m³ ---- 8,0 m
140 m³ ---- x
x = 37,33 m ~ 38 m
6º passo: Largura menor L2
30 m³ ---- 1,5 m
140 m³ ---- x
x = 7 m
7º passo: Cálculo da Lona
47 m x 1,5 m x 2 = 141 m² (comprimento do biodigestor)
17 m x 1,5 m x 2 = 51 m² (largura do biodigestor)
38 m x 7 m = 266 m² (fundo do biodigestor)
A = 2Πr ÷ 2 x C 
A = 2 x 3,14 x 8,5 ÷ 2 x 47
A = 1254,43 m² ~ 1255 m² (cobertura do biodigestor – circunferência)
Somatório (Ʃ) = 458 m² + 10% (sobrar de lona) = 503,8 m² ~ 504 m²
8º passo: Cálculo do gás dentro do biodigestor
2,8 m³ de dejetos/dia x 50 dias de digestão = 140 m³ por período.
V = Vc x Vm ÷ Vb
V = 140 m³ x 30 m³ ÷ 1 m³
V = 4200 m³/ciclo de 50 dias.
Observação: A altura no pico máximo de produção de gás = 5,25 m; onde (4200 m³ ÷ (47 x 17) = 5,25 m) 
V = volume de biogás produzido;
Vc = volume de carga inicial;
Vm = volume de metano produzido para cada 1m³ de biomassa (considerado 30 m³ de CH4);
Vb = volume de biomassa (considerado 1m³).
2.3- Fertirrigação
Características da água residuária da suinocultura:
Nitrogênio total (N total) = 2.374,30 (mg. L-1);
Nitrogênio amoniacal = 900 mg/L;
Cobre = 82 mg/L;
Produção de 46 t/ha de massa seca;
Solo possui 3 dag/Kg ou 3% de MO (matéria orgânica);
Massa específica (ρs): 1g/cm³;
Profundidade do sistema radicular da cultura (ρ): 0,80 cm;
Meses da cultura (n): 12 meses;
Retorno da cultura (PR): 0,70;
Taxa de mineralização do material orgânico no solo: 1%;
O capim elefante foi utilizado para Fertirrigação devido ao seu alto potencial de crescimento vegetativo, alto teor protéico.
1º passo: Cálculo do Nitrogênio Orgânico (Norg)
Nt = Namoniacal + Norgânico
Norg = 2374,30 – 900
Norg = 1474,30 mg/L
2º passo: Cálculo da dose a ser aplicada no solo
Dars = 1000 x [Nplanta – (Tm1 x mo x ρs x ρ x 107 x 0,05 x n ÷ 12) ÷ [Tm2 x Norg x n ÷ 12 + (Namoniacal – Nnitrato) x PR]
Dars = 1000 x [800 – (0,01 x 0,03 x 1 x 0,80 x 107 x 0,05 x 12 ÷12) ÷ [0,99 x 1474,30 x 12÷12 + (900 + 0) x 0,7]
Dars = 1000 x [800 – 120] ÷ (1459,56 + 630)
Dars = 680000 ÷ 2089,56
Dars = 325, 43 m³/ha/ano
3º passo: Passar para Lâmina
Lars = 325,43 ÷ 10000
Lars = 0,032543 x 1000 mm/ano
Lwars = 32,54 mm/ano
MEMORIAL DESCRITIVO
Os dejetos de suínos podem ser usados na fertilização das lavouras, trazendo ganhos econômicos a produção rural, sem comprometer a qualidade do solo e do meio ambiente. Para isso, é fundamental a elaboração de um plano técnico de manejo e adubação, considerando a composição química dos dejetos, a área a ser utilizada, a fertilidade e tipo de solo e as exigências da cultura a ser implantada. 
No campo, através da determinação da densidade dos dejetos, é possível estimar a sua composição em nutrientes e calcular a dose adequada a ser aplicada para uma determinada cultura. O manejo dos dejetos é parte integrante de qualquer sistema produtivo de criação de animais e deve estar incluído no planejamento da construção das instalações, de acordo com GASPAR (2003).
O projeto que foi utilizado neste trabalho está estruturado a partir das seguintes considerações:
Um setor de Terminação/Crescimento, subdividido em 4 (quatro) lotes de 100 animais em cada um;
Os animais serão adquiridos aos 105 dias e serão vendidos para abate com 150 dias de idade;
As instalações serão simples e funcionais, sendo 4 (quatro) baias com 100 animais em cada baia de 65 m², onde cada animal ocupa o espaço de 0,65 m².
3.1 - Observações em relação aos cuidados com os dejetos
O volume total de rejeitos de uma suinocultura depende dos seguintes fatores, Ferreira (2012): 
Desenvolvimento ponderal dos suínos e categoria animal neste caso suínos em terminação com ganho de peso significativo; 
O sistema de manejo adotado observando o potencial de poluição;
Necessidade de mão de obra;
A área disponível;
Operacionalidade do sistema;
Legislação vigente;
Confiabilidade e custos do projeto.
3.2 – Observações em relação à Legislação de Dejetos 
De acordo com Ferreira (2012), na produção animal, destacam-se as seguintes Resoluções do Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA):
Resolução nº 357 de 2005, que estabelece padrões de lançamentos de efluentes nos corpos d’água;
Resolução nº 357 de 2006, que regulamenta a aplicação do efluente animal no solo, quando este se encontra na forma de lodo.
Através da Resolução nº 357 de 2005 do CONAMA, que estabelece que o despejo de resíduos da produção animal, não é permitido em rios de Classe I. O despejo pode ser efetuado desde que tratado no intuito de obter os mesmo padrões qualitativos da água do rio, Classe II e III.
Devido à crescente expansão do setor suinícola e da grande quantidade de resíduos gerados, é de extrema importância a implantação de projetos que tenham o intuito de minimizar os impactos desses dejetos no ambiente.
3.3- Manejo de dejetos e impacto ambiental
De acordo com LOVATTO (1996), até a década de 70, os dejetos dos suínos não representavam problema ao meio ambiente, uma vez que a suinocultura intensiva era incipiente. O desenvolvimento da suinocultura industrial trouxe consigo a produção de grandes quantidades de dejetos que, pela falta de tratamento adequado, vêm se transformando em uma das maiores fontes poluidoras dos mananciais hídricos das regiões de intensa produção. A proposta tecnológica da suinocultura desconsiderava o impacto ambiental dos efluentes. Mas, a partir de 1992, com o advento da RIO-92, o IBAMA e as fundações ambientais estaduais (tais como a FEPAM-RS e a FATMA-SC) estabeleceram regulamentos e começaram uma fiscalização mais efetiva sobre a poluição decorrente da suinocultura. Isso possibilitou espaços interinstitucionais no sentido de definir correções tecnológicas no modelo, como forma de reduzir e/ou aproveitar os dejetos suínos.
Os recursos naturais, quando renováveis, devem ser utilizados em níveis abaixo das taxas de renovação e com um ritmo assimilável pelo meio ambiente. Sob este aspecto a suinocultura deve ser analisada pelas necessidades de energia em diferentes vetores (renovável e não renovável), pelo uso do processo de fotossíntese (radiação solar e vegetais), pelo uso de minerais e água (solo, uso de fertilizantes na produção de grãos destinados às rações e uso da água na produção de grãos, higienização das instalações e dessedentação dos animais) e pelo uso de animais (suínos e seu material genético), de acordo com LUCAS JÚNIOR (1994).
Ainda de acordo com LOVATTO (1996) comparativamente ao esgoto doméstico, os dejetos suínos são 260 vezes mais poluentes. Isso se deve à DBO5 (Demanda Bioquímica de Oxigênio - referencial que traduz, de maneira indireta, o conteúdo de matéria orgânica de um resíduo através da medida da quantidade de oxigênio necessária para oxidar biologicamente a matéria orgânica por um período de 5 dias). A DBO5 é de 200 e 40.000 mg/l para o esgoto doméstico e dejetos suínos, respectivamente.
Para tanto, os cenários possíveis em relação ao tratamento de dejetos e impacto ambiental da atividade suinícola, destaca a questão ambiental passa a ser encarada sob a ótica da impossibilidade de se conciliar o desenvolvimento de uma nação sem aumento significativo no uso
de água e energia e na geração de resíduos, agravando-se o aspecto relativo ao aumento de poluição. Neste sentido os diversos setores da produção animal começam a se organizar para atender a dois requisitos com o objetivo de que seus produtos possam competir e para que tenham boa aceitação no mercado: questões legais e a exigência de mercado interno e externo, LUCAS JÚNIOR (1994).
3.3.1- Contaminação do solo 
Quando o esterco líquido é aplicado em grandes quantidades no solo ou armazenados em lagoas não impermeabilizadas, poderá ocorrer a sobrecarga da capacidade de filtração do solo e retenção dos nutrientes do esterco. Quando isso ocorre, alguns destes nutrientes podem atingir as águas subterrâneas ou superficiais acarretando problemas de contaminação. Um dos compostos que deve ser considerado na preservação ambiental é o nitrato. Os teores de nitrato observados em lençóis freáticos de terras tratadas com grandes volumes (160 m3/ha de esterco líquido por vários anos) foram maiores que os encontrados nas terras não tratadas, de acordo com LOVATTO (1996).
3.3.2- Contaminação da água
Mesmo com a remoção dos sólidos, aeração ou desidratação, os patógenos não são eliminados completamente. Dentre as infecções que têm veiculação hídrica, destaque é dado à salmonelose, a colibacilose e a leptospirose. Nesse caso, uma estratégia de controle dessas patologias é o tratamento das águas residuais lançadas nas rios através da clorização. As dosagens variam de acordo com o tipo de cloro, teor de matéria orgânica dos efluentes, pH, temperatura, nível de cloro residual e tempo de contato. Um tempo de contato de 15-30 minutos normalmente é suficiente. O nível de cloro residual não deve ser inferior a 0,1-0,5 mg/litro, de acordo com LOVATTO (1996).
3.4- Recuperação de energia na forma de biogás
O interesse no aproveitamento dos resíduos orgânicos gerados nas suinoculturas tem aumentado, não somente pelos aspectos de reciclagem de nutrientes no próprio meio e de saneamento, como também pelo aproveitamento energético do biogás que, segundo BORESMA et al. (1981) citado por LUCAS JÚNIOR (1994), ao estudarem a recuperação de energia a partir de estrume de suínos, corresponde a 86,4% da energia utilizada numa propriedade agrícola; indicando a existência de um potencial para 
que se desenvolvam métodos que possibilitem às propriedades tornarem-se energeticamente independentes. 
Os dejetos de suínos passaram a ser bastante estudados, principalmente, a partir da década de 70, inicialmente com o objetivo energético e, mais recentemente, com o objetivo de reciclagem e tratamento, porém, com a utilização do processo de biodigestão anaeróbia, os três benefícios ocorrem concomitantemente, permitindo saneamento, atendimento de uma demanda energética e a utilização do material biodegradado como biofertilizante, LUCAS JÚNIOR (1994).
A pré-fermentação do estrume demonstrou ser importante, tanto pela necessidade de menor quantidade de inóculo para acelerar o processo (inóculo contribuindo com 5,44% da matéria seca foi suficiente), como pelo maior potencial de produção de biogás (se for comparado com estrume fresco e seco ao ar, sem inóculo). 
O melhor rendimento em produção de biogás foi obtido com teores de inóculo em torno de 15% da matéria seca, no estrume fresco e no seco ao ar, pois com valores maiores o rendimento decresceu (o inóculo compete com o estrume ocupando maior espaço no biodigestor). 
O uso de inóculo acelera o processo de biodegradação quando utilizado de forma adequada, permitindo a definição de maior ou menor número de ciclos de fermentação para um mesmo período de tempo e aumentando o potencial efetivo de produção de biogás do estrume. 
Aspectos relacionados ao manejo do estrume pré-fermentado ou seco ao ar devem ser admitidos; no primeiro ocorrem vantagens quanto à aceleração e potencial da produção de biogás e no segundo, embora as mesmas vantagens se manifestem, em menor intensidade, existe necessidade de maior diluição em água; devendo-se admitir, também, que nos dois casos os estrumes permanecem maior tempo expostos ao ambiente, se comparados com o uso do estrume fresco, de acordo com LUCAS JÚNIOR (1994).
3.4.1- Bactérias Envolvidas nas Etapas da Produção de Biogás
A conversão anaeróbia de substratos orgânicos, conforme figura 6, desde a hidrólise até a produção do biogás, é realizada por bactérias quimioheterotróficas não metanogênicas e bactérias metanogênicas. A conversão anaeróbia, conforme Figura 6, envolve processos metabólicos complexos, que ocorrem em etapas seqüenciais e simbióticas, dependendo ainda da atividade de quatro grupos de microrganismos distintos: bactérias hidrolíticas, acidogênicas, acetogênicas e metanogênicas (AQUINO & CHERNICHARO, 2005).
A maioria dos microrganismos acidogênicos fermenta monossacarídeos, aminoácidos e ácidos graxos oriundos da hidrólise da matéria orgânica complexa, produzindo consequentemente ácidos graxos de cadeia curta como ácido acético, propiônico e butírico; alcoóis como o etanol; cetonas como a acetona; dióxido de carbono e hidrogênio.
Segundo Aquino & Chernicharo (2005), os microrganismos fermentativos são os primeiros a atuar na etapa sistemática de degradação do substrato e são os que mais se beneficiam da energia. Portanto, bactérias acidogênicas possuem um tempo mínimo de geração e as mais elevadas taxas de crescimento microbiano, ou seja, se multiplica rapidamente em pouco tempo. Dessa forma, a etapa acidogênica só será insatisfatória se o material a ser degradado não for corretamente hidrolisado. Porém, segundo Comastri Filho (1981), entre todas as fases, a metanogênica é a mais sensível e exigente, requerendo vários cuidados para que se processe adequadamente, liberando dessa forma uma boa produção de biogás.
3.4.2- Bactérias Metanogênicas
As bactérias metanogênicas representam geneticamente um único grupo de microrganismos, onde todas têm forma e estrutura celular diferente e as espécies estudadas possuem metabolismo energético muito similar e peculiar. Atualmente são conhecidos dezenas de gêneros e espécies de bactérias formadoras de metano, incluindo bastonetes, cocos e micro cocos, Gram-negativas, Gram-positivas de desenvolvimento lento e anaeróbico obrigatórias, sendo que os principais substratos para as mesmas são: hidrogênio, dióxido de carbono e acetato. 
As bactérias metanogênicas são microorganismos extremamente sensíveis às variações bruscas de temperatura, devendo ser corrigidas, imediatamente, logo que verificadas. A queda brusca de temperatura no biodigestor, por exemplo, pode causar uma redução progressiva na produção de biogás, até a parada total do mesmo. 
As bactérias metanogênicas de acordo com a temperatura são divididas em psicrofílicas (desenvolvem-se em temperaturas menores que 20ºC), mesofílicas (desenvolvem em temperatura na faixa de 20 a 45ºC) e termofílicas (desenvolvem-se em temperaturas acima de 45ºC, suportando temperaturas altíssimas).
A formação biológica do metano, segundo Comastri Filho (1981), é comum na natureza, pois bactérias metanogênicas são comumente encontradas em ambientes anaeróbicos, onde a matéria orgânica é facilmente e completamente decomposta. Nestes mesmos ambientes, as bactérias metanogênicas são os organismos finais na cadeia alimentar microbiana. Ressaltando que esta cadeia alimentar ocorre perfeitamente em lamas escuras e pântanos, onde a celulose sofre decomposição natural, daí a origem do gás dos pântanos”, descoberto por Alessandro Volta em 1776. Além disso, a produção de biogás em biodigestores, que utilizam dejetos de bovinos como matéria-prima, não apresenta nenhum problema, muito pelo contrário, pois as fezes desses animais já contêm bactérias metanogênicas, necessárias para a produção de biogás.
 O esterco bovino tem se mostrado excelente matéria-prima para a produção de biogás, pelo fato de já possuir naturalmente os microrganismos responsáveis pela fermentação.
3.5- Função do Biodigestor
Um biodigestor compõe-se, basicamente,
de uma câmara fechada na qual uma biomassa (em geral detritos de animais) é fermentada anaerobicamente, isto é, sem a presença de ar. Como resultado desta fermentação ocorrem a liberação de biogás e a produção de biofertilizante. É possível, portanto, definir biodigestor como um aparelho destinado a conter a biomassa e seu produto: o biogás. Como definiu Barrera (1993, p. 11), "o biodigestor, como toda grande idéia, é genial por sua simplicidade". Tal aparelho, contudo, não produz o biogás, uma vez que sua função é fornecer as condições propícias para que um grupo especial de bactérias, as metanogênicas, degrade o material orgânico, com a conseqüente liberação do gás metano. 
Existem vários tipos de biodigestor, mas, em geral, todos são compostos, basicamente, de duas partes: um recipiente (tanque) para abrigar e permitir a digestão da biomassa, e o gasômetro (campânula), para armazenar o biogás. 
Em relação ao abastecimento de biomassa, o biodigestor pode ser classificado como contínuo, abastecimento diário de biomassa, com descarga proporcional à entrada de biomassa; ou intermitente, quando utiliza sua capacidade máxima de armazenamento de biomassa, retendo-a até a completa biodigestão. Então, retiram-se os restos da digestão e faz-se nova recarga. O modelo de abastecimento intermitente é mais indicado quando da utilização de materiais orgânicos de decomposição lenta e com longo período de produção, como no caso de palha ou forragem misturada a dejetos animais.
3.5.1- Biodigestor a ser utilizado no setor Terminação para descarga de dejetos de 400 animais: Tubular
Para Lucas Junior & Souza (2009), o digestor conhecido como canadense é chamado de biodigestor de fluxo tubular, o qual possui uma construção simplificada do tipo horizontal com câmara de biodigestão escavada no solo e com gasômetro do tipo inflável feito de material plástico ou similar.
Este modelo de biodigestor é mais recente e apresenta uma tecnologia bem mais moderna e avançada, porém menos complexa. É um modelo tipo horizontal, apresentando uma caixa de carga em alvenaria e com a largura maior que a profundidade, possuindo, portanto, uma área maior de exposição ao sol, o que possibilita grande produção de biogás, evitando o entupimento. Durante a produção de biogás, a cúpula do biodigestor infla porque é feita de material plástico maleável (PVC), podendo ser retirada.
Segundo Ribeiro (2004), o biodigestor tubular é dividido em duas partes: uma para a fase líquida e outra para a fase de gás. Isto é, dentro do biodigestor existe na parte superior, uma área denominada campana, destinada para reservar o biogás produzido pela fermentação anaeróbica e na parte inferior uma área denominada fossa, destinada à mistura líquida, (excremento animais mais água) que entra no sistema (BOTERO e PRESTON, 1986). O autor afirma que é comum que a proporção gás/fase líquida seja alterada segundo a necessidade do projeto de instalação do biodigestor, ou seja, do tempo de retenção da fase líquida, da quantidade de matéria-prima disponível e do consumo de gás diário. 
O biodigestor de fluxo tubular é amplamente difundido em propriedades rurais e é, hoje, a tecnologia mais utilizada dentre as demais. Neste tipo de biodigestor, o biogás pode ser enviado para um gasômetro separado, permitindo maior controle. Embora o biodigestor descrito apresente a vantagem de ser de fácil construção, possui menor durabilida, como no caso da lona plástica perfurar e deixar escapar gás (LUCAS JUNIOR & SOUZA, 2009).
Fonte: Oliver et al., 2008, p. 9
3.5.2- Tipos de Biodigestores
Nos biodigestores contínuos a matéria-prima é colocada continuamente e quase sempre diretamente, utilizando matéria-prima que possua decomposição relativamente fácil e que tenha boa disponibilidade por perto, sendo que a falta da mesma provoca parada no sistema. Sendo assim, a produção de biogás e biofertilizantes ocorrem de forma contínua, ou seja, nunca cessam. Existem vários modelos de digestores contínuos, dependendo do seu formato, mas de modo geral se dividem de acordo com seu posicionamento sobre o solo: vertical ou horizontal. Os biodigestores Chinês, Indiano e Canadense são do tipo contínuo, assim como muitos reatores caseiros.
No sistema de batelada a matéria-prima é colocada no biorreator fechado, totalmente sem ar, para que seja realizada a fermentação anaeróbica. O gás produzido é armazenado no próprio recipiente que serve de digestor ou em um gasômetro acoplado a ele. Terminando a produção de biogás, o digestor é aberto, retirando finalmente seus resíduos. Após a sua limpeza, é colocada nova quantidade de substrato, reiniciando o processo.
Os digestores contínuos horizontais podem ter qualquer formato, desde que a altura seja menor que comprimento e a largura, podendo ou não ser enterrada no solo. A matéria prima é colocada periodicamente em um dos lados do digestor. Este tipo de biodigestor, por ser construído de forma horizontal e não precisar de tanta profundidade pode ser instalado em regiões de incidência de lençóis freáticos.
O digestor contínuo vertical é um tanque cilíndrico, feito em alvenaria (tijolo, concreto ou outros materiais disponíveis), quase sempre com a maior parte submersa no solo. Nele a matéria-prima é colocada na parte de baixo com saída do gás na parte de cima do biodigestor. É necessário cuidado extremo com esses biodigestores, pois em locais onde lençóis freáticos são superficiais pode ocorrer contaminação dos mesmos (COMASTRI FILHO, 1981).
A escolha do tipo do biodigestor depende basicamente das condições locais, tipo de substrato, experiência do construtor e principalmente relação custo x benefício. Todavia, qualquer digestor construído, se for corretamente instalado e operado, produzirá biogás e biofertilizante. O biodigestor de batelada é indicado para pequenas produções de biogás, pois é abastecida uma única vez, fermentando por um período conveniente, sendo o material descarregado posteriormente utilizado como biofertilizante. Esse tipo de biodigestor, por ser extremamente simples, pode ser construído utilizando materiais simples existentes na propriedade (DEGANUTTI, et al., 2002).
4- ORÇAMENTO
4.1- Materiais utilizados na construção de um Biodigestor
	Material
	Unidade
	Valor Unitário R$
	Quantidade
	Total
	
Escavação Mecânica
	
horas
	
200,00
	
3
	
600,00
	Regularização e compactação de fundo e lateral do Biodigestor
	
horas
	
100,00
	
2
	
200,00
	
Manta plástica de revestimento PVC flexível 8 mm
	
m²
	
2,50
	
504
	
1260,00
	Manta plástica de cobertura PVC flexível 1,0 mm
	
m²
	
3,50
	
1255
	
4392,50
	Tubulação PVC 150 mm para esgoto (branca) para entrada de dejetos e saída de biofertilizante
	
Barra de 6m
	
102,00
	
50
	
850,00
	Tubulação e conexões PVC 40 mm para água (marrom) para condução do biogás
	
Barra de 6m
	
28,00
	
30
	
140,00
	Barras de ferro (3/4’’) Grades (tratamento preliminar)
	
m
	
9,50
	
5
	
47,50
	
TOTAL
	
	
	
	
7490,00
FERTIRRIGAÇÃO
Os grandes centros produtores de suínos, a exemplo da Europa e Estados Unidos, já enfrentam dificuldades para manter os seus atuais rebanhos, como decorrência do excesso de dejetos, da saturação das áreas para disposição agronômica, da contaminação dos recursos naturais e dos altos investimentos para o tratamento dos efluentes. Por outro lado, países como o Brasil, que possuem clima e disponibilidade de área para utilização agronômica, têm ainda um potencial grande de aumentar seus rebanhos. Para isso, encontrar um modo de manejo adequado aos dejetos de suínos é o maior desafio para a sobrevivência das zonas de produção intensiva no Brasil, em razão dos riscos de poluição das águas superficiais e subterrâneas por nitratos, fósforo e outros elementos minerais ou orgânicos e, do ar, pelas emissões de NH3, CO2, N2O e H2S.
Há um consenso na sociedade de que os setores Suinícola e Avícola devam adotar
uma postura de respeito à qualidade do meio ambiente e de vida. Dentro desta concepção a implantação de projetos de produção devem obedecer às normas de equilíbrio entre os passivos e ativos ambientais decorrentes dos sistemas de produção. A Região Sul do Brasil é, hoje detentora de 60 a 70% da produção tecnificada de suínos e aves, com 900 mil matrizes suínas e 341,95 milhões de aves, gerando aproximadamente 450,5 milhões de toneladas de dejetos ao ano. Independentemente da maneira como considerados os dejetos apresentam alto poder poluente, especialmente para os recursos hídricos, em termos de Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO). A presente exposição objetiva apresentar algumas alternativas tecnológicas de utilização dos dejetos de suínos e cama de aves, como insumo agrícola, com o menor de risco ambiental e alguns resultados destas práticas para o produtor.
A recomendação técnica para o manejo destes resíduos líquidos é o armazenamento e tratamento em esterqueiras ou lagoas para posterior uso em lavouras como fertilizante. Os trabalhos de pesquisa desenvolvidos na área de manejo de efluentes da suinocultura indicam que nenhum tratamentos de dejetos em uso no Brasil, é capaz de tratar o resíduo final a ponto de que este seja lançado diretamente nos cursos d’água.
Os dejetos de suínos devem e podem ser reciclados de forma que sejam transformados em insumo agrícola útil e econômico com um mínimo de agressão ambiental. A utilização desses dejetos em lavouras para fertirrigação consiste na aplicação de fertilizantes via água de irrigação. É um sistema que teve início na Califórnia, por volta de 1930, em sistemas de irrigação por aspersão em pomares. É uma técnica relativamente antiga que os agricultores de muitos países tem utilizado, em diferentes métodos de irrigação.
Os dejetos de suínos podem ser usados na fertilização das lavouras, trazendo ganhos econômicos ao produtor rural, sem comprometer a qualidade do solo e do meio ambiente. Para isso, é fundamental a elaboração de um plano técnico de manejo e adubação, considerando a composição química dos dejetos, a área a ser utilizada, a fertilidade e tipo de solo e as exigências da cultura a ser implantada.
Com o incentivo governamental no tratamento dos efluentes domésticos, várias estações estão sendo instaladas no país e além da retirada do material sólido (lodo de esgoto) são devolvidos aos cursos d’águas a água tratada, que em função de suas características são interessantes do ponto de vista de irrigação e também fertirrigação.São vários os benefícios da água de reuso provenientes de tratamento de esgotos na agricultura, podendo-se mencionar a possibilidade de substituição parcial de fertilizantes químicos, com diminuição do impacto ambiental, em função da redução da contaminação de curso d’água; aumento na produção; economia da quantidade de água direcionada para a irrigação, que pode ser utilizada para o abastecimento público (Bernardi, 2003). Segundo Brega Filho & Mancuso (2002), a prática de reuso de água na agricultura, além de garantir a recarga do lençol freático, serve para fertirrigação de diversas culturas.
A utilização de água proveniente de reuso deve ser direcionada para a irrigação de plantas não comestíveis (silvicultura, pastagens, fibras e sementes), porém para plantas comestíveis essas águas necessitam de um nível maior de qualidade, principalmente em relação às questões sanitárias. Nesse sentido, o sistema de irrigação por gotejamento, minimiza o problema em relação à aspersão. No que se refere aos patógenos, vetores de doenças ao ser humano, é preciso destacar que o solo atua como redutor do período de sobrevivência dos mesmos (Bernardi, 2003). 
CONCLUSÃO
A implantação de um sistema de tratamento de resíduos em uma suinocultura é imprescindível, para manter uma produção sustentável e com menor poluição ambiental.
A utilização de mecanismos que contribuam para a redução da carga poluente de dejetos é de grande valia, visto que na atualidade quanto menor for à descarga de dejetos gerada pela produção; maior confiabilidade do sistema e credibilidade dos órgãos fiscalizadores.
Com custos médios para implantação de um sistema de tratamento, o produtor consegue o retorno do investimento a curto e médio prazo, pois, a geração de gases utilizado dentro do sistema, reduz custos em relação ao aquecimento de leitões e distribuição de energia elétrica principalmente para a própria granja.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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BERNARDI, C.C. Reuso de água para irrigação. Monografia. ISEA-FGV Ecobusiness School. 2003. 52 p. 
BELI, E.; HUSSAR, G. J.; HUSSAR, D. H. Redução de DQO e turbidez de efluente de uma unidade suinícola empregando Reator Anaeróbio Compartimentado (RAC) seguido de filtro biológico e filtro de areia. Engenharia Ambiental - Espírito Santo do Pinhal, v. 7, n. 1, p. 005-019, jan./mar. 2010.
BORESMA, L., et. al. Methods for recovery of nutrients andenergy from swine manure. 1. Biogas. Neth. J. Agric. Sci. Wageningen, v.29, p.3-14, 1981.
BOTERO, R.; PRESTON, T.R. Manual de instalación de un biodigestor a bajo costo. Cali, 1986, 35 p.
BREGA FILHO, D. ; MANCUSO, P.C.S. Conceito de reuso de água. In: Mancuso, P.C. S.; Santos, H. F. Reuso de água. Universidade de São Paulo – Faculdade de Saúde Pública, Associação de Engenharia Sanitária e Ambiental – ABES, São Paulo, 2002. 
COMASTRI FILHO, J. A. BIOGÁS: Independência energética do pantanal mato-grossense. EMBRAPA, Corumbá-MS, circular técnica n09, out. 1981.
DEGANUTTI, R, et al. Biodigestores rurais: modelo indiano, chinês e batelada. In: 4 encontro de energia meio rural. São Paulo, 2002. Faculdade de Arquitetura, Artes e Comunicação. UNESP. São Paulo, 2002.
FERREIRA, R. A. Suinocultura – Manual Prático de Criação. 1ª edição; Viçosa- MG, 2012.
LOVATTO, P.A.; Suinocultura Geral. Manejo de Dejetos. Capítulo 9. Disponível em: < http://w3.ufsm.br/suinos/CAP9_dej.pdf> Acesso em 16/11/2011.
LUCAS JÚNIOR, J.; SOUZA, C. de F. Construção e operação de biodigestores. Viçosa-MG, CTP, 2009.
SARTOR, V.; SOUZA, C. F.; TINOCO; I.F.F. Informações básicas para projetos de construções rurais. Viçosa, 2004.
RIBEIRO, D. Biodigestor: Maximización del volumen. Universidade EARTH, Guácimo. 2004. 13 p.
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