USO DO BIODIGESTOR: UMA PROPOSTA SUSTENTÁVEL NA ZONA RURAL DO MACIÇO DE BATURITÉ, CEARÁ

Olienaide Ribeiro de Oliveira Pinto¹, Juan Carlos Alvarado Alcócer² Jangirgledia de Oliveira³, Maria Elanny Damasceno Silva⁴ e Carlos Eduardo Barbosa⁵.

¹Doutora em Agronomia/Fitotecnia - Bolsista do Programa Nacional de Pós-Doutorado (PNPD) /CAPES, Mestrado Acadêmico em Sociobiodiversidade e Tecnologias Sustentáveis (MASTS), Universidade da Integração Internacional da Lusofonia Afro-Brasileira (UNILAB). E-mail: agron.olienaide@gmail.com.

²Doutor em Engenharia Elétrica - Professor da Universidade da Integração Internacional da Lusofonia Afro-Brasileira (UNILAB) e do Mestrado Acadêmico em Sociobiodiversidade e Tecnologias Sustentáveis (MASTS). E-mail: jcalcocer@unilab.edu.br.

³Mestranda do MASTS na UNILAB. E-mail: jg.jangir@gmail.com.

⁴Mestranda do MASTS na UNILAB. E-mail: elanny13@gmail.com.

⁵Mestrando do MASTS na UNILAB. E-mail: carlos@unilab.edu.br.

Resumo: Em muitas propriedades rurais são fartos os resíduos animais ou vegetais que muitas vezes são desperdiçados, podendo estes ser transformados em fonte de renda para os agricultores. O biodigestor é uma tecnologia sustentável e serve de equipamento para ocorrer à digestão anaeróbia e aproveitar os resíduos animais ou vegetais visando à produção de energia e adubo orgânico. O trabalho teve como objetivo realizar uma abordagem descritiva a respeito da tecnologia de biodigestor, analisando os benefícios do uso da tecnologia por agricultores como proposta sustentável na zona rural do Maciço de Baturité, Ceará. De várias formas a tecnologia do biodigestor favorece positivamente as pessoas que a utiliza, transformando em realidade a obtenção de energia limpa e adubo orgânico, de baixo custo e sustentável, sendo visível a satisfação dos usuários ao relatarem suas experiências. Além de promover benefícios tanto socioeconômicos quanto ambientais.

Palavras-chave: Energia renovável; Tecnologia sustentável; Digestão anaeróbia; Biofertilizante.

Abstract: In many rural properties animal or vegetable wastes are often wasted, which are often wasted, and these can be transformed into a source of income for farmers. The anaerobic digester is a sustainable technology and serves as equipment to occur to the anaerobic digestion and to take advantage of the animal or vegetal waste aiming at the production of energy and organic fertilizer. The objective of this work was to carry out a descriptive approach regarding anaerobic digester technology, analyzing the benefits of using technology by farmers as a sustainable proposal in the rural area of the Massif de Baturité, Ceará. In a number of ways anaerobic digesters technology positively favors the people who use it, making it a reality to obtain clean energy and organic fertilizer, low cost and sustainable, being visible the satisfaction of users when reporting their experiences. In addition to promoting both socioeconomic and environmental benefits.

Key words: Renewable energy; Sustainable technology; Anaerobic digestion; Biofertilizer.

INTRODUÇÃO

A necessidade de gerar novas fontes alternativas de energia é um fator importante na busca da sustentabilidade ambiental. Em muitas regiões brasileiras, são escassas as fontes energéticas para fins produtivos, cocção, resfriamento, aquecimento e iluminação, fato que levam diversos agricultores a utilizarem lenha como fonte de calor comum para uso na cozinha. A lenha é um recurso natural que deve ser preservado, pois, ocasiona o desmatamento, a perda de solo por erosão e coloca em perigo a flora e a fauna do ecossistema (OLIVEIRA et al., 2016). Portanto, uma alternativa para gerenciar resíduos oriundos da degradação ambiental e também proveniente de resíduos animais e vegetais é a digestão anaeróbia, que é um processo eficiente e de baixo custo.

A digestão anaeróbia baseia-se na atividade de microrganismos, mediante condições de ausência de oxigênio (O₂), para a conversão biológica da matéria orgânica complexa em compostos químicos simples. Dentre os principais produtos obtidos tem-se biogás que é composto de metano (CH₄), dióxido de carbono (CO₂), sulfeto de hidrogênio (H₂S) e outros gases, além do biofertilizante, o que torna esse processo atraente por vários pesquisadores (SOARES et al., 2017).

A tecnologia de biodigestor serve de equipamento para ocorrer à digestão anaeróbia, e aproveitar os dejetos animais e resíduos vegetais visando à produção de energia e adubo orgânico que é uma alternativa sustentável, além de minimizar os problemas ambientais causados pelo descarte incorreto destes resíduos orgânicos que podem favorecer o desenvolvimento econômico da propriedade rural (AQUINO et al., 2014).

Diversos trabalhos já foram publicados com relatos de programas e projetos que visam a implantação de biodigestores para agricultores principalmente os familiares. Percebe-se que a tecnologia não consegue atingir efetivamente as regiões mais interioranas de alguns estados brasileiros, sobretudo os nordestinos, como o caso do Maciço de Baturité, situado no Estado do Ceará. Para Gaspar (2003) as condições de altas temperaturas típicas na região do Nordeste são muito apropriadas para instalar biodigestores, pois o aumento de temperatura é satisfatório para auxiliar no processo da digestão anaeróbia.

Nesse sentido, a disseminação da tecnologia do biodigestor entre a população rural dos municípios do Maciço de Baturité reflete um mecanismo eficiente para destinar excrementos animais e resíduos vegetais que, muitas vezes são desperdiçados, além de contribuir para a higiene no campo, a destinação para uso na cozinha é saneado e não emite fumaças nem resíduos contribuindo para reduzir a poluição ambiental.

Portanto, ainda se observa um desconhecimento por muitas pessoas que vivem na zona rural sobre as tecnologias sustentáveis e os benefícios que podem gerar com o seu uso nas propriedades rurais. Dessa forma, a disseminação da possibilidade de produção de biogás a partir da utilização do biodigestor, bem como das demais vantagens da instalação desse equipamento, pode ser uma forma de despertar interesse no produtor rural para os benefícios oriundos dessa tecnologia sustentável e incentivadora na sua aquisição.

Nesse contexto, o objetivo do trabalho foi realizar uma abordagem descritiva a respeito da tecnologia de biodigestor, analisando os benefícios do uso da tecnologia por agricultores como proposta sustentável na zona rural do Maciço de Baturité, Ceará.

REFERENCIAL TEÓRICO

Biodigestor

O biodigestor é um sistema fechado onde é feita a degradação da matéria orgânica por ação de bactérias anaeróbia, que geralmente conta com um sistema de entrada de matéria orgânica, um tanque onde ocorre a digestão e um mecanismo para saída do biogás e outro para retirada do biofertilizante.

A classificação dos biodigestores varia de acordo com o modo de operação, que pode ser contínuo ou batelada. No sistema contínuo, os abastecimentos com o material orgânico a ser tratado são periódicos e contínuos, assim como a saída do substrato já tratado. Já o sistema em batelada recebe um volume total, sendo este retido até o final do processo de degradação, e posteriormente retirado (SOARES et al., 2017).

No biodigestor qualquer material orgânico (biomassa) tem condições de ser convertido em energia mecânica, elétrica ou térmica. A biomassa possui diversas origens: florestal (madeira), agrícola (arroz, soja, cana-de-açúcar, etc), excrementos de animais e dejetos industriais e urbanos (líquido ou sólido) (NETO et al., 2010).

Nos municípios do Maciço de Baturité as principais biomassas identificadas são de origem de esterco animal (suíno e bovino) e vegetal (milho, feijão, feijão-fava, arroz e mandioca). Segundo Baungratz et al. (2013) o acúmulo de nutrientes nos estercos de suínos é abundante em função de sólidos sendo este uma mistura de nitrogênio, fósforo e potássio. O nitrogênio por sua vez é uma substância em maior quantidade e comumente aplicado como fertilizante na agricultura.

O biodigestor é considerado uma alternativa viável e sustentável, pelo fato de ser projetado de acordo com a quantidade de resíduos gerados por uma propriedade rural. Os resíduos orgânicos oriundos das atividades agrícolas podem ser tratados através da digestão anaeróbia dentro do biodigestor, produzindo energia renovável e adubo orgânico, contribuindo para a geração de receitas, redução dos danos ambientais e a melhoria da qualidade de vida das pessoas que vivem principalmente na zona rural, além de o adubo orgânico estimular a reciclagem de nutrientes para as plantas (TOLLER, 2016).

Digestão anaeróbia

A digestão anaeróbia é definida como a atividade de uma associação de microrganismos, perante condições anaeróbias e controladas de operação, tendo como objetivo a conversão biológica da matéria orgânica complexa em compostos químicos mais simples, principalmente metano, o qual foi descoberto em 1776 pelo italiano Alessandro Volta, através da observação de bolhas que resultavam da decomposição de restos vegetais presentes em áreas alagadas, passando, em primeira instância, a ser denominado como “gás dos pântanos (BARICHELLO et al., 2015).

Teoricamente, qualquer material orgânico pode ser utilizado na digestão anaeróbica, porém os mais comuns são: esterco fresco de bovino, esterco seco de suíno e esterco seco de aves, sendo este último o que apresenta o maior rendimento por m³ de biogás (0,43 m³ de biogás por quilo de esterco) (SILVA et al., 2005). Além destes, têm-se resíduos vegetais, resíduos de abatedouros, esgoto, resíduos de cervejaria e vinícolas, soro do queijo, etc.

A fermentação da biomassa ocorre em um ambiente sem a presença de oxigênio, onde os microrganismos degradam o material orgânico. Os microrganismos responsáveis pelo processo de estabilização da matéria orgânica via digestão anaeróbia podem ser divididos em quatro etapas principais: hidrólise, acidogênese, acetogênese e metanogênese (SOARES et al., 2017), conforme Figura 1.

As bactérias fermentativas hidrolisam os complexos orgânicos através da liberação de enzimas extracelulares e os produtos originados são absorvidos pelos mesmos grupos de bactérias resultando na formação de ácidos graxos de cadeia curta, hidrogênio e dióxido de carbono. Os produtos provenientes das bactérias fermentativas são utilizados pelas bactérias acetogênicas, que irão produzir hidrogênio, dióxido de carbono e acetato. Por sua vez, a ação das bactérias acetogênicas serve de alimento para as bactérias metanogênicas, que, ao se alimentarem destes substratos, produzem o biogás (CALDEREIRO, 2015).

A digestão anaeróbia pode ser afetada por diferentes fatores, os quais estão relacionados com o substrato, as características do biodigestor, bem como as condições de operação. Se um determinado fator provoca desequilíbrio no processo, este se deve principalmente a uma maior sensibilidade das bactérias metanogênicas, que deixam de produzir o metano, ocasionando o aumento na concentração dos ácidos orgânicos voláteis e de outros produtos intermediários, inibindo ainda mais a produção do biogás (SOARES et al., 2017).

Figura 1 - Esquema da digestão anaeróbia da matéria orgânica.

Fonte: Caldereiro (2015).

Diversos fatores podem influenciar positiva ou negativamente o processo da digestão anaeróbia. Dentro das características físicas e químicas do ambiente, destaca-se a temperatura, o pH, os nutrientes, a alcalinidade e os ácidos graxos voláteis (GUSMÃO, 2008). É importante, também, que se conheça a potencialidade de produção de biogás de cada tipo de esterco, pois o uso de cada tipo de dejeto implicará em tamanhos diferentes de biodigestores e, com isso, o custo de construção varia muito em função desta decisão (CALZA et al., 2015).

Biogás e Biofertilizante

De acordo com Gaspar (2003) o biogás foi descoberto muito antes da primeira instalação que produzia gás combustível, por volta de meados do século XIX. O autor ressalta que a existência do gás metano foi revelada a partir do ano de 1776 através de pesquisas do italiano Alessando Volta que o chamou de “gás dos pântanos” como produto da deterioração de vegetais em ambientes confinados.

Com a crise energética entorno do mundo em 1973 o biodigestor foi aderido como fonte de obtenção do gás tanto por países desenvolvidos e em desenvolvimento, sendo que a China e a Índia acentuaram seu uso (GASPAR, 2003). No Brasil a ideia foi disseminada neste mesmo período. Para reduzir a dependência por petróleo o governo aderiu ao Programa de Mobilização Energética – PME (1980-1984), para investimento e supressão do insumo e seus derivados. Nesse momento os biodigestores foram postos através de financiamentos ou doações de materiais para instalação (PALHARES, 2007).

Palhares (2007) confirma que em 1982 em Santa Catarina haviam 236 biodigestores, sendo em grande maioria do modelo indiano. A Emater (Empresa de Assistência Técnica e Extensão Rural) contabilizou em 1984 com um total de 3.000 biodigestores no país, sendo a maior parte do tipo indiano e foram utilizados para a biodigestão de estercos de origem bovina. O biogás ganhou força no advento da crise do Petróleo, porém já se produzia desde os anos de 1940 quando padres instalaram biodigestores nas comunidades em que se dedicavam.

O termo biogás é utilizado para denominar o produto obtido a partir da decomposição anaeróbia de resíduos orgânicos. Sua composição é a porcentagem de gases, varia de acordo com o substrato que é degradado pelas bactérias anaeróbias, as condições de funcionamento da biodigestão, bem como o tipo de biodigestor utilizado, temperatura, pH entre outros fatores (SOARES et al., 2017).

A partir de vinte dias o metano começa a ser produzido e vai dando sequência até a terceira semana, após esse período há diminuição dos processos fermentativos em aproximadamente noventa dias. A composição do biogás possui metano (CH₄) percentual de 50 a 70%; gás carbônico (CO₂) com 35 a 40%; hidrogênio (H₂) cerca de 1 a 3%; oxigênio (O₂) entre 0,1 a 1%; e os outros gases em torno de 1,5 a 8%. Para que haja um biogás de boa eficiência o teor de metano precisa ser acima do teor de dióxido de carbono, portanto haverá uma energia abrangente sendo viável para iluminação, fogão, geladeiras, veículos de pequeno a grande porte e diversas finalidades (BONTURI; DIJK, 2012).

A biomassa, depois de fermentada, deixa o interior do biodigestor em forma líquida, o chamado biofertilizante. Com grande quantidade de material orgânico, é excelente para a fertilização. Com a aplicação deste no solo, melhoram-se as qualidades biológicas, químicas e físicas do mesmo. A digestão anaeróbia aumenta o teor de NH_4-N (Nitrogênio) e diminui o teor de carbono do estrume animal (BARICHELLO et al., 2015).

A composição média do biofertilizante é de 1,5 a 4,0% de nitrogênio, 1,0 a 5,0% de fósforo e 0,5 a 3,0% de potássio, além de apresentar outros nutrientes como: cálcio, magnésio, enxofre, boro, cobre ferro, manganês, molibdênio e zinco, o que lhe garante inegáveis vantagens para utilização como complemento ou substituição dos adubos nitrogenados químicos (OLIVEIRA, 2011).

O biofertilizante é um resíduo aquoso de natureza orgânica, que pode ser usado na fertilização do solo fornecendo os principais nutrientes para o crescimento das plantas, podendo ser aplicado diretamente na forma liquida ou desidratada, dependendo das condições locais de infraestrutura e necessidade da propriedade rural (MARQUES et al., 2014). Além de apresentar pH na faixa de 7 a 8, geralmente em torno de 7,5, levemente alcalino, proporcionando o crescimento de microrganismos benéficos para o desenvolvimento das plantas (OLIVEIRA, 2011).

O biofertilizante possui um poder de fixação dos sais é maior que das argilas, sendo responsável direto pela maior parte da nutrição das plantas, com até 58% da capacidade total de troca de bases do solo. Estabiliza os agregados de modo que resistam à ação desagregadora da água, absorvendo as chuvas mais rapidamente, evitando a erosão e conservando a terra por mais tempo (BARICHELLO et al., 2015).

A economia financeira obtida através do aproveitamento do biogás e biofertilizante gerado, melhoria ambiental, bem como ganhos sociais, estão dentre os benefícios pretendidos com a implementação desses sistemas de tratamento utilizando a tecnologia do biodigestor (SOARES et al., 2017).

MATERIAL E MÉTODOS

Área de Estudo

O trabalho foi realizado em alguns municípios no Maciço de Baturité que é uma macrorregião do estado do Ceará que possui uma extensão territorial de 3.750,1 km², o que corresponde a 2,6% do território do estado e compõem-se por 13 municípios, sendo eles: Acarape, Aracoiaba, Aratuba, Barreira, Baturité, Capistrano, Guaramiranga, Itapiúna, Mulungu, Pacoti, Palmácia, Redenção e Ocara, ilustrado na Figura 2 (IPECE, 2016). O estudo foi realizado durante doze meses entre 2017 e 2018.

Figura 2 - Maciço de Baturité, Ceará.

Fonte: IPECE (2016).

Caracterização da pesquisa

A pesquisa possui uma abordagem descritiva e os procedimentos utilizados foram bibliográficos e de campo para compreender a importância e a divulgação da tecnologia do biodigestor aos agricultores do Maciço.

Também se analisou os benefícios do uso da tecnologia por agricultores visando a sustentabilidade ambiental na região por realizar o aproveitamento dos dejetos dos animais transformado em energia renovável e adubo orgânico, evita-se assim, a contaminação dos mananciais de água e também do solo.

Como se realizou-se o estudo dos biodigestores

No trabalho foi realizado um estudo de caso sobre os tipos de biodigestores existentes nos municípios de Barreira, Ocara e Redenção que foram instalados nas propriedades rurais pelos agricultores em parcerias com instituições públicas ou privadas.

Inicialmente, realizou-se visitas nos municípios do Maciço e observou-se quais municípios já utilizavam a tecnologia do biodigestor, além de verificar, às criações de animais e produção de culturas agrícolas predominantes na região que servem de biomassa para biodigestores. Além disso, foi averiguado como os agricultores se informaram sobre a tecnologia do biodigestor e quais as formas disponíveis para instalar o biodigestor nas propriedades rurais.

Ocorreram ainda, visitas nas Secretarias de Agricultura e Sindicatos dos Agricultores dos municípios que ainda não utilizam a tecnologia do biodigestor e divulgou-se na ocasião a sua importância e os benefícios que promove com o uso do biodigestor.

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Biodigestores no Maciço de Baturité

No estudo observou-se que no Maciço do Baturité, um percentual de sua população vive da exploração das atividades rurais com a criação de animais (bovinos, ovinos, aves, caprinos, ovinos, etc.) e culturas agrícolas (feijão-fava, arroz, milho, feijão, mandioca, etc.). Segundo Oliveira et al. (2016) muitas vezes essas atividades não são capazes de fornecer renda suficiente para sua sobrevivência da população rural, e por falta de conhecimento e incentivo, não utilizam as tecnologias renováveis recomendadas, desrespeitando o ecossistema e danificando os recursos naturais, gerando, um quadro de pobreza crescente, bem como sérios impactos ambientais.

No levantamento realizado nas Secretarias de Agricultura e Sindicatos de Agricultores dos municípios do Maciço, verificou-se que a maior parte da população rural vive da criação de animais e plantações de culturas agrícolas. Verificou-se que grande parte da população rural desses municípios desconhecem a tecnologia do biodigestor e os dejetos dos animais e os resíduos de culturas agrícolas que muitas vezes desperdiçam nas propriedades rurais podem ser usados para alimentar biodigestores e transformar em energia renovável e adubo orgânico.

Observou-se ainda, que a maior parte das propriedades rurais dos municípios do Maciço é de agricultores familiares e a construção de biodigestores do tipo indiano é o que mais se adequa a realidade da região. A construção do biodigestor indiano é simples e, além disso, podem utilizar matérias existentes na própria propriedade rural e também no comércio local, reduzindo os custos de instalação desses equipamentos. Outra opção é o biodigestor chinês, porém, pode ocorrer vazamento do biogás por ser construído quase que na totalidade em alvenaria. Segundo Oliveira et al. (2016) em pequenas propriedades rurais os modelos de biodigestores mais difundidos são o indiano e o chinês, por serem de fácil instalação e utilizarem materiais baratos na sua construção.

O biodigestor do tipo canadense, não é tão recomendado para pequenas propriedades por necessitar de maior investimento na aquisição e instalação. Este tipo de biodigestor é mais utilizado em propriedades rurais de médio e grande porte. A escolha de um tipo de biodigestor depende, essencialmente, das características da biomassa, da disponibilidade de mão-de-obra e de condições de ordem econômica da propriedade rural. Os modelos de biodigestores comumente encontrados na literatura são: indiano, chinês, canadense e batelada.

O biodigestor modelo indiano caracteriza-se pelo fato de possuir uma campânula (gasômetro), a qual pode estar mergulhada sobre a biomassa em fermentação, e sua estrutura compõem-se também de uma parede central que divide o tanque de fermentação em duas câmaras, permitindo que a biomassa circule pelo interior da câmara de fermentação, pois, à medida que o biogás é gerado e não é consumido todo de uma vez, a campânula tende a deslocar-se verticalmente, aumentando o volume interno e mantendo a pressão constante (DEGANUTTI et al., 2002). No entanto, o biodigestor chinês é constituído quase que totalmente de alvenaria e grande parte de sua estrutura é enterrado no solo e funciona com base no princípio da prensa hidráulica. Nesse tipo de biodigestor é dispensado o uso de gasômetro, porém, por ser construído de alvenaria, podem ocorrer problemas como o vazamento de biogás o que não ocorre no modelo indiano (FRIGO et al., 2015).

O biodigestor canadense possui uma câmara de fermentação subterrânea revestida com lona plástica, possui também uma manta superior para reter o biogás produzido, de modo a formar uma campânula de armazenamento. Possui ainda uma caixa de saída onde o efluente é liberado, um registro para a saída do biogás e um queimador, que fica conectado ao registro de saída do biogás. Devido ao fato de ser horizontal, o mesmo possui menor profundidade que os demais, contudo é mais largo que os demais biodigestores, apresentando uma maior área de exposição solar (DEGANUTTI et. al., 2002).

Já, o modelo de biodigestor por batelada é composto por um sistema bastante simples e de pequena exigência operacional, sendo feito apenas de um tanque anaeróbio ou vários tanques em série. O seu abastecimento é realizado uma única vez, mantendo-se em fermentação por um determinado período para a produção do biogás (FRIGO et al., 2015). A biomassa permanece no reservatório fechado até que o ciclo da digestão anaeróbio esteja completo (JORGE; OMENA, 2012).

O modelo em batelada adapta-se melhor quando a disponibilidade de biomassa ocorre em períodos mais longos, como ocorre em granjas avícolas de corte, cuja biomassa fica à disposição após a venda dos animais e limpeza do galpão (DEGANUTTI et al., 2002). Esse tipo de biodigestor não se adequa a realidade da região do Maciço de Baturité, pois, a disponibilidade de biomassa na região ocorre em períodos curtos e a coleta dos dejetos de animais ocorre quase que diariamente, sendo mais adaptado a região do Maciço o modelo indiano e o chinês.

No Maciço do Baturité, tem-se conhecimento de biodigestores instalados nos munícipios de Aracoiaba, Barreira, Redenção e Ocara. Salienta-se ainda, que a região apresenta potencial para instalação de vários biodigestores, considerando que a oferta de biomassa é diversa.

No levantamento de biodigestores nos municípios de Aracoiaba, Barreira e Ocara, verificou-se que são do tipo indiano. Segundo os agricultores, na construção desses equipamentos utilizaram-se materiais de baixo custo e foram consideradas a realidade e condições econômicas de cada propriedade rural. No município de Redenção o biodigestor que se tem conhecimento é do tipo canadense que foi instalado para solucionar um problema ambiental ocasionada por dejetos de suínos.

Em ambos os casos é evidente a importância da instalação dos biodigestores para os agricultores e o meio ambiente, seja por meio da redução do lançamento de dejetos animais diretamente no solo, bem como pela reciclagem da matéria orgânica ou ainda pela substituição do uso de combustível oriundo de fonte não renovável por outro de fonte renovável, no caso o biogás.

Mediante dados levantados, identificou-se ainda que a região do Maciço de Baturité demostra potencial para a instalação de vários biodigestores em seus municípios, visto que dispõe de matérias orgânicas tanto animal quanto vegetal em quantidade suficiente para alimentar esses equipamentos. No entanto, percebe-se que muitos agricultores da região desconhecem essa tecnologia sustentável, impossibilitando assim, favorecerem-se dos produtos gerados com o seu uso. A seguir têm-se os estudos de casos dos biodigestores instalados nos municípios de Barreira, Redenção e Ocara.

Estudo de Caso 1: Barreira

O primeiro caso foi investigado na comunidade de Uruá, município de Barreira, Maciço de Baturité, Ceará, situado nas coordenadas: 4º 17’ 13’’S e 38º 38’ 35’’W (IPECE, 2016). Na comunidade, tem-se instalado um biodigestor modelo indiano em uma propriedade rural de 1 (um) hectare que utiliza dejetos de suínos como biomassa para alimentar o biodigestor (Figura 3).

A instalação do biodigestor na comunidade de Uruá fundamentou-se na necessidade de um dos agricultores para destinar dejetos de suínos, já que, os resíduos ocasionaram odores fétidos às propriedades vizinhas.

Figura 3 - Biodigestor indiano na comunidade de Uruá, Barreira, Maciço de Baturité, Ceará.

Fonte: Silva (2016).

A propriedade rural possui pequenas plantações de hortaliças, fruteiras tropicais e pequenas criações de aves, suínos e de bovinos.

Na baia dos suínos possui uma ligação para o biodigestor que após a limpeza dos dejetos, estes são levados direto para o biodigestor. A baia de criação dos suínos possui 9 m² e tem capacidade para 8 animais.

Na construção do biodigestor utilizaram materiais de baixo custo, sendo que, uma parte foi encontrada na propriedade rural e o restante no comércio local do município. A instalação foi próxima à residência da propriedade distante aproximadamente 12 metros, para facilitar o acompanhamento, manutenção e viabilização da captação do biogás para a cozinha da residência.

O biodigestor é formado de uma estrutura principal (tanque de 2 m de profundidade e 3,50 m de circunferência) e no fundo posicionam-se quatro batentes, que serviu de suporte para a caixa de fibra de vidro (câmara do biodigestor). Esse suporte evita que o fundo do tanque se feche para as entradas e saídas dos dejetos da câmara de biodigestão.

Construíram-se duas caixas, sendo, uma caixa de carga para a entrada dos dejetos e a outra de descarga para a saída do biofertilizante. Instalou-se ainda, canaletas em declive na parte baixa da estrutura principal do biodigestor para as caixas de carga (2 m) e descarga (3 m).

Após a construção do biodigestor, a primeira produção do biogás foi a partir de 40 (quarenta) dias, liberando um gás com odor fétido, oriundo do enxofre. Realizou-se uma filtragem, utilizando um filtro de água. Depois de oito dias, o biogás substituiu o gás de cozinha GLP (Gás Liquefeito de Petróleo) na residência da propriedade rural. Desde a sua construção no ano de 2016 que o biodigestor é alimentado diariamente, havendo uma produção de biogás continua.

De acordo com relatos do agricultor, o biogás serve para a cocção dos alimentos e também na fabricação de doces de frutas existentes na propriedade, proporcionando, desta forma, uma fonte de renda extra a família.

A primeira produção do biofertilizante foi 60 dias depois de construído, sendo produzido constantemente e aplicado em lavouras. O agricultor observou que as plantas aumentaram seus rendimentos e as plantas forrageiras apresentaram folhas mais vigorosas (verde mais intenso) após 15 dias ministrados. A parte líquida foi aplicada em plantas via fertirrigação e ainda serviu como defensivo natural para controle de algumas pragas e doenças.

A implantação do biodigestor na comunidade de Uruá apresentou-se como uma alternativa sustentável para destinação eficaz de dejetos suínos. Além disso, gera renda a família do agricultor e contribui para divulgar os benefícios do biogás e biofertilizante nas comunidades do município de Barreira, evitou ainda que os dejetos gerados pelos animais ocasionassem a contaminação do solo.

O biofertilizante pode ser usado como adubo orgânico na agricultura e/ou como fertilizante foliar. Conforme Barichello et al. (2015) o biofertilizante pode ser usado como adubo orgânico em conjunto com fertilizantes químicos em uma variedade de culturas de vegetais, proporcionando um rendimento comparável à obtida com o uso exclusivo de fertilizantes químicos, reduzindo o custo do processo de produção.

O biofertilizante, ao contrário dos adubos químicos, contribui para a melhora da qualidade do solo, deixando-o mais fácil de ser cultivado e proporcionar uma melhora na penetração de raízes.

Estudo de caso 2: Redenção

O segundo estudo de caso foi no distrito de Antônio Diogo, Redenção, Maciço de Baturité, Ceará, situado nas coordenadas: 4º 13' 33"S e 38º 43' 50"W (IPECE, 2012). Nesse local verificou-se um biodigestor canadense instalado em uma fazenda de produção de suínos (Figura 4).

Figura 2 - Biodigestor canadense instalado em uma fazenda de produção média de suínos, Redenção, Maciço de Baturité, Ceará.

Fonte: Autores (2018).

Segundo o proprietário da fazenda a instalação do biodigestor foi para destinar adequadamente os dejetos de suínos e gerar adubo orgânico para as plantas forrageiras e o biogás para fornecer energia.

Em conformidade com o proprietário, inicialmente na fazenda os excrementos dos animais eram utilizados na adubação da pastagem. Posteriormente após tomar conhecimento que as fezes de suínos têm um potencial contaminante do solo e mananciais de água, instalou-se o biodigestor para amenizar possíveis impactos ambientais.

O biodigestor detém capacidade de 200 m³, um filtro de água para retirada do enxofre, duas saídas, sendo uma para o biogás e outa para biofertilizante que é armazenado em duas lagoas de estabilização.

A fazenda possui uma criação de suínos de porte médio com produção de 5.000 animais por mês para engorda em sistema de confinamento.

O biodigestor da fazenda produz biogás diariamente. A parte líquida do biofertilizante é utilizada para adubação das pastagens através de fertiirrigação via pivô central. Essa pastagem serve para alimentação dos animais da fazenda. O biogás produzido é queimado todos os dias, porém, o proprietário relatou que em breve vai instalar um gerador para transformar o biogás em energia elétrica com a finalidade de reduzir os custos com energia da fazenda.

Estudo de caso 3: Ocara

O terceiro caso foi observado na Localidade de Lagoa do Serrote, município de Ocara situado nas coordenadas: 4º 29’ 27’’S e 38º 35’ 48’’WGr (IPECE, 2016). Nessa localidade têm-se conhecimento de três biodigestores indianos instalados no Assentamento Denir. Os sete assentamentos existentes no município se reuniram com o propósito de escolher uma tecnologia de convivência com o Semiárido na perspectiva agroecológica e teve como resultado a seleção do biodigestor.

O processo de instalação foi realizado através da Cooperativa de Trabalho Prestadora de Serviços e Assessoria Técnica – COPASAT e a equipe de Assistência Técnica e Extensão Rural – ATER as quais orientaram e acompanharam todo o processo, efetivado com mão de obra voluntária da comunidade local. Na Figura 5, ilustra-se o primeiro biodigestor indiano construído no assentamento e depois destes foram construídos mais dois.

O biodigestor instalado nesse assentamento possui porte pequeno e foi construído com material de baixo custo facilmente disponível no comércio local. Esse equipamento tem capacidade total de aproximadamente 40 kg de biomassa, sendo composto por câmara de biodigestão, caixa de carga e caixa de descarga. O seu abastecimento com a biomassa é executado de dois em dois dias com 15 kg de esterco fresco de bovino e adição de água na mesma quantidade, para facilitar a degradação anaeróbia.

Figura 5 - Biodigestor indiano (A); produção de biogás (B) e uso do biofertilizante para adubar as plantas (C e D) em Lagoa do Serrote, Ocara, Maciço de Baturité, Ceará.

Fonte: Autores (2018).

O biogás é produzido diariamente sendo suficiente para suprir a carência de gás da cozinha de aproximadamente duas famílias, sendo que, cada uma é composta de cinco membros. Outro produto originado da digestão anaeróbia é o biofertilizante.

A família que se beneficiou com a construção desse biodigestor relata que o biogás e o biofertilizante produzidos são utilizados constantemente.

Conforme o agricultor a utilização dessa tecnologia está sendo bastante útil principalmente por não necessitarem comprar gás de cozinha GPL e usarem o biogás no cozimento dos alimentos favorecendo a economia doméstica da família contemplada com o equipamento. Já o biofertilizante é utilizado na horta para a produção de várias hortaliças (cebolinha, coentro, pimenta, alface, couve, etc) e algumas fruteiras (bananeira, mamoeiro, coqueiro, limoeiro, etc), portanto abstém-se de gastos financeiros com adubo para as plantas.

Disseminação da tecnologia do biodigestor no Maciço de Baturité

A disseminação da tecnologia do biodigestor é uma proposta significante e sustentável para a região do Maciço de Baturité, pois, a produção de biogás e biofertilizante a partir da degradação anaeróbia dos diferentes tipos de estercos de animais e dos restos de culturas vegetais que existem na região serve de biomassa para alimentar biodigestores, cujos resultados positivos são inegáveis.

Nesse sentido, é importante divulgar a tecnologia do biodigestor entre agricultores do Maciço mostrando a importância da sua utilização, benefícios e os resultados que podem gerar com seu uso.

No levantamento de biodigestores na região do Maciço divulgou-se a tecnologia em Secretarias de Agricultura e Sindicatos dos Agricultores nos municípios que não conhecem a tecnologia. Na ocasião ressaltou-se a importância e os benefícios que a tecnologia pode proporcionar na vida da população rural. Citaram-se os biodigestores instalados em Barreira, Redenção e Ocara e sobre os efeitos proporcionados as pessoas que tem a tecnologia em suas propriedades rurais.

Mediante explicação do proprietário de biodigestor em Redenção seu desempenho reduziu os impactos ambientais. O biofertilizante é usado para adubar a pastagem que serve de alimentação para os animais. Já o biogás gera redução na conta de energia elétrica que fica em torno de R$15.000,00 por mês. O biodigestor do município de Barreira após a sua construção eliminou os odores fétidos que causava as propriedades rurais próximas, além de, contribuir no incremento da renda familiar. Conforme os agricultores do município de Ocara que utilizam biodigestor, desde seu funcionamento não compraram gás de cozinha.

Por isso, que a divulgação da tecnologia do biodigestor nessa região entre os agricultores é bastante relevante para conscientizar a população rural das contribuições que a tecnologia pode proporcionar principalmente no incremento da renda familiar e aumentar a qualidade de vida das famílias. O principal relato dos agricultores é da utilizam do biogás na cozinha como substituto do gás GLP.

Outra situação percebida durante o levantamento sobre biodigestores instalados e em funcionamento é que estes foram construídos de acordo com a realidade de cada família (quantidade de pessoas) e utilizam materiais existentes na propriedade rural e comércio local, proporcionando redução de investimento financeiro na instalação e reciclagem de elementos em desuso.

Um dado essencial é que os municípios que utilizam a tecnologia tiveram conhecimento por intermédio da Universidade da Integração Internacional da Lusofonia Afro-Brasileira - UNILAB, cooperativas (COPASAT) e assistências técnicas de impressas particulares e do INCRA (Instituto Nacional de Colonização e Reforma Agrária).

O primeiro biodigestor instalado em Uruá - Barreira, foi objeto de pesquisa de Silva (2016), formada no curso de Mestrado Acadêmico em Sociobiodiversidade e Tecnologias Sustentáveis – MASTS da UNILAB. Nesse trabalho, foi divulgado a importância da tecnologia e os benefícios proporcionados as famílias rurais do município. Ressalta-se que atualmente o biodigestor continua fornecendo o biogás e biofertilizante e constantemente usado na propriedade.

Outa forma de divulgação da tecnologia é através da INTERSOL (Incubadora Tecnológica de Economia Solidária) da UNILAB que auxilia em projetos sociais, promove a divulgação de tecnologias e colabora na instalação de biodigestores em parcerias com outras instituições públicas ou privadas em alguns municípios do Maciço de Baturité.

Atualmente uma das formas de disseminação da tecnologia do biodigestor no Maciço está sendo por meio de parcerias entre a UNILAB, NUTEC (Fundação Núcleo de Tecnologia Industrial do Ceará) e a UFC (Universidade Federal do Ceará) que recentemente realizaram análises do biogás em biodigestores no município de Ocara. Sendo motivo da realização de uma reportagem com intuito de verificar a composição do biogás e se este está dentro dos padrões seguro ao manuseio doméstico ademais favorecendo a expansão por uso de biodigestores.

De acordo com o pesquisador do NUTEC através do Laboratório de Resíduos Sólidos e Efluentes (Larse) o biogás usado pelos por agricultores está dentro dos padrões de qualidade aceitáveis para queima sem risco aos usuários. Ele ressalta ainda que o biodigestor traz diversas vantagens que podem contribuir para saneamento básico, eliminar odores dos dejetos animais, reduzir o número de insetos como as moscas, e auxiliar na preservação do meio ambiente ao reduzir o aquecimento global no processo da queima do gás metano, principal causador do efeito estufa. Além disso, a energia gerada a partir de biodigestores se apresenta como boa oportunidade de renda para o agricultor, além de gerar ganhos ambientais consideráveis. O caminho é a agricultura de baixo carbono, contribuído para Plano ABC (Agricultura de Baixa Emissão de Carbono) do Ministério da agricultura com ações de adaptação às mudanças climáticas (NUTEC, 2018).

A universidade desempenha o exercício da função social, com a extensão universitária e pode contribuir de forma significativa com a região na qual está inserida, difundindo tecnologias sustentáveis como o biodigestor. Assim, gera benefícios que auxiliam na redução da poluição ambiental e ganhos econômicos para os agricultores da região do Maciço.

Somam-se esforços no intuito de difundir a tecnologia do biodigestor com capacitação técnica dos agricultores familiares com conceitos agroecológicos e sustentáveis da produção agrícola. Além disso, mais pesquisas deverão ser conduzidas para fornecer suporte técnico-científico na montagem de novas unidades demonstrativas em comunidades rurais, diversificando o uso do biogás e o biofertilizante conforme as necessidades inerentes ao meio rural.

CONCLUSÃO

O estudo comprova que o aproveitamento de dejetos animais e resíduos vegetais existentes nas propriedades rurais nos municípios do Maciço de Baturité que têm biodigestores serve para a produção de biogás e biofertilizante proporcionando geração de renda, melhorando a qualidade de vida, bem como reduzindo a poluição e auxiliando no saneamento ambiental.

As famílias que usufruem do biodigestor não necessitam cortar lenha e tampouco comprar gás de cozinha, já que o biogás pode ser usado para a cocção dos alimentos e o biofertilizante é usado para adubação de diferentes plantas. Além disso, a fermentação da matéria orgânica dentro do biodigestor impede que o metano expelido na combustão seja liberado na atmosfera promovendo uma atividade sustentável para o meio ambiente.

A grande maioria das pessoas da região que foram indagadas desconhece a tecnologia do biodigestor. Nesse sentido, a disseminação da tecnologia do biodigestor apresenta as diversas vantagens que as famílias podem obter com a instalação do biodigestor. Os resíduos de animais e vegetais são simplesmente desperdiçados em muitas propriedades rurais e pode ser utilizado como fonte de biomassa para biodigestores e assim, favorecer o incremento financeiro para os agricultores.

De inúmeras formas a tecnologia do biodigestor favorece positivamente quem a utiliza, transformando em realidade a obtenção de energia limpa e adubo orgânico, de baixo custo e sustentável na zona rural dos municípios do maciço. É visível a satisfação dos usuários ao relatarem suas experiências com o biodigestor.

A universidade em parceria com cooperativas, prefeituras e instituições públicas ou privadas podem atuar com a propagação da tecnologia do biodigestor na região do Maciço enfatizando os benefícios por intermédio de seminários, cursos, visitas técnicas de campo e palestras.

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