A importância da gestão de resíduos aumentou à medida que a intensidade da produção agrícola nas fazendas aumentou. Os resíduos da produção pecuária são dominados pelo esterco, mas também incluem cama e cama, ração desperdiçada, água e solo. A Tabela 1 lista algumas características relevantes do esterco; dejetos humanos são incluídos tanto para comparação quanto porque também devem ser tratados em uma fazenda. O alto teor orgânico do esterco fornece um excelente meio de crescimento para bactérias. A atividade metabólica das bactérias consumirá oxigênio e manterá o esterco armazenado a granel em um estado anaeróbico. A atividade metabólica anaeróbica pode produzir vários subprodutos gasosos tóxicos bem conhecidos, incluindo dióxido de carbono, metano, sulfeto de hidrogênio e amônia.
Tabela 1. Propriedades físicas do esterco excretadas por dia por 1,000 libras de peso animal, excluindo a umidade.
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Peso (lb) |
Volume (pés3) |
Voláteis (lb) |
Umidade (%) |
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Como excretado |
Como armazenado |
||||
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Vaca leiteira |
80-85 |
1.3 |
1.4-1.5 |
85-90 |
> 98 |
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vaca de corte |
51-63 |
0.8-1.0 |
5.4-6.4 |
87-89 |
45-55 |
|
Porco (criador) |
63 |
1.0 |
5.4 |
90 |
91 |
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Semear (gestação) |
27 |
0.44 |
2.1 |
91 |
97 |
|
Porca e leitões |
68 |
1.1 |
6.0 |
90 |
96 |
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Galinhas poedeiras |
60 |
0.93 |
10.8 |
75 |
50 |
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Frangos |
80 |
1.3 |
15. |
75 |
24 |
|
Perus |
44 |
0.69 |
9.7 |
75 |
34 |
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Cordeiro (ovelha) |
40 |
0.63 |
8.3 |
75 |
- |
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Pessoas |
30 |
0.55 |
1.9 |
89 |
99.5 |
Fonte: USDA 1992.
Processos Gerenciais
A gestão do estrume envolve a sua recolha, uma ou mais operações de transferência, armazenamento e/ou tratamento opcional e eventual utilização. O teor de umidade do esterco listado na tabela 1 determina sua consistência. Resíduos de diferentes consistências requerem diferentes técnicas de gerenciamento e, portanto, podem apresentar diferentes riscos à saúde e segurança (USDA 1992). O volume reduzido de esterco sólido ou de baixa umidade geralmente permite menores custos de equipamentos e requisitos de energia, mas os sistemas de manuseio não são facilmente automatizados. A coleta, transferência e quaisquer tratamentos opcionais de resíduos líquidos são mais facilmente automatizados e requerem menos atenção diária. O armazenamento de estrume torna-se cada vez mais obrigatório à medida que aumenta a variabilidade sazonal das culturas locais; o método de armazenamento deve ser dimensionado para atender a taxa de produção e cronograma de utilização, evitando danos ambientais, especialmente por escoamento de água. As opções de utilização incluem o uso como nutrientes para plantas, cobertura morta, ração animal, cama ou uma fonte para produzir energia.
Produção de estrume
As vacas leiteiras são normalmente criadas em pastagens, exceto quando em áreas de espera para pré e pós-ordenha e durante os extremos sazonais. O uso de água para limpeza nas operações de ordenha pode variar de 5 a 10 galões por dia por vaca, onde não é praticada a descarga de dejetos, a 150 galões por dia por vaca onde é. Portanto, o método utilizado para a limpeza tem forte influência no método escolhido para o transporte, armazenamento e utilização do esterco. Como o manejo do gado de corte requer menos água, o esterco bovino é mais frequentemente tratado como sólido ou semi-sólido. A compostagem é um método comum de armazenamento e tratamento para esses resíduos secos. O padrão de precipitação local também influencia fortemente o esquema de gerenciamento de resíduos preferido. Confinamentos excessivamente secos tendem a produzir um problema de poeira e odor a favor do vento.
Os maiores problemas para os suínos criados em pastagens tradicionais são o controle do escoamento superficial e da erosão do solo devido à natureza gregária dos porcos. Uma alternativa é a construção de galpões semifechados com lotes pavimentados, o que também facilita a separação de dejetos sólidos e líquidos; os sólidos requerem algumas operações de transferência manual, mas os líquidos podem ser manuseados por fluxo de gravidade. Os sistemas de tratamento de resíduos para edifícios de produção totalmente fechados são projetados para coletar e armazenar resíduos automaticamente em uma forma em grande parte líquida. O gado brincando com seus bebedouros pode aumentar os volumes de dejetos suínos. O armazenamento de esterco geralmente é feito em poços anaeróbicos ou lagoas.
As instalações avícolas são geralmente divididas em produção de carne (perus e frangos de corte) e produção de ovos (poedeiras). Os primeiros são criados diretamente na cama preparada, que mantém o esterco em estado relativamente seco (25 a 35% de umidade); a única operação de transferência é a remoção mecânica, geralmente apenas uma vez por ano, e o transporte direto para o campo. As poedeiras são alojadas em gaiolas empilhadas sem cama; seu esterco pode ser coletado em pilhas profundas para remoção mecânica pouco frequente ou ser automaticamente lavado ou raspado em forma líquida, muito parecido com o esterco suíno.
A consistência dos resíduos da maioria dos outros animais, como ovelhas, cabras e cavalos, é bastante sólida; a maior exceção são os vitelos de corte, devido à sua dieta líquida. Os dejetos de cavalos contêm uma alta fração de cama e podem conter parasitas internos, o que limita sua utilização em pastagens. Resíduos de pequenos animais, roedores e aves podem conter organismos causadores de doenças que podem ser transmitidas aos seres humanos. No entanto, estudos mostraram que as bactérias fecais não sobrevivem na forragem (Bell, Wilson e Dew 1976).
Riscos de armazenamento
As instalações de armazenamento de resíduos sólidos ainda devem controlar o escoamento da água e a lixiviação para as águas superficiais e subterrâneas. Assim, devem ser blocos ou fossas pavimentadas (que podem ser lagoas sazonais) ou recintos cobertos.
O armazenamento de líquidos e lamas é basicamente limitado a lagoas, lagoas, poços ou tanques abaixo ou acima do solo. O armazenamento de longo prazo coincide com o tratamento no local, geralmente por digestão anaeróbica. A digestão anaeróbia reduzirá os sólidos voláteis indicados na tabela 1, o que também reduz os odores provenientes de uma eventual utilização. Instalações subterrâneas desprotegidas podem levar a lesões ou mortes por entradas e quedas acidentais (Knoblauch et al. 1996).
A transferência de esterco líquido apresenta um risco altamente variável de mercaptanos produzidos por digestão anaeróbica. Os mercaptanos (gases contendo enxofre) demonstraram ser os principais contribuintes para o odor do estrume e são todos bastante tóxicos (Banwart e Brenner 1975). Talvez o mais perigoso dos efeitos do H2S mostrado na tabela 2 é sua capacidade insidiosa de paralisar o sentido do olfato na faixa de 50 a 100 ppm, removendo a capacidade sensorial de detectar níveis tóxicos mais altos e rápidos. O armazenamento líquido por apenas 1 semana é suficiente para iniciar a produção anaeróbica de mercaptanas tóxicas. Acredita-se que as principais diferenças nas taxas de geração de gás de estrume a longo prazo sejam devidas a variações descontroladas nas diferenças químicas e físicas no esterco armazenado, como temperatura, pH, amônia e carga orgânica (Donham, Yeggy e Dauge 1985).
Tabela 2. Algumas referências toxicológicas importantes para sulfeto de hidrogênio (H2S)
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Referência fisiológica ou regulatória |
Partes por milhão (ppm) |
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Limite de detecção de odor (cheiro de ovo podre) |
.01 – .1 |
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Odor ofensivo |
3-5 |
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TLV-TWA = limite de exposição recomendado |
10 |
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TLV-STEL = limite de exposição recomendado de 15 minutos |
15 |
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Paralisia olfativa (não pode ser cheirado) |
50-100 |
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Bronquite (tosse seca) |
100-150 |
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IDLH (pneumonite e edema pulmonar) |
100 |
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Parada respiratória rápida (morte em 1–3 respirações) |
1,000-2,000 |
TLV-TWA = Valores limite de limiar – Média ponderada no tempo; STEL = Nível de exposição de curto prazo; IDLH = Imediatamente perigoso à vida e à saúde.
A liberação normalmente lenta desses gases durante o armazenamento aumenta muito se a pasta for agitada para ressuspender o lodo que se acumula no fundo. H2Concentrações de S de 300 ppm foram relatadas (Panti e Clark 1991), e 1,500 ppm foram medidos durante a agitação do esterco líquido. As taxas de liberação de gás durante a agitação são muito grandes para serem controladas pela ventilação. É muito importante perceber que a digestão anaeróbica natural é descontrolada e, portanto, altamente variável. A frequência de superexposições graves e fatais pode ser prevista estatisticamente, mas não em qualquer local ou momento individual. Uma pesquisa com produtores de leite na Suíça relatou uma frequência de cerca de um acidente com gás de esterco por 1,000 pessoas-ano (Knoblauch et al. 1996). Precauções de segurança são necessárias cada vez que a agitação é planejada para evitar o evento excepcionalmente perigoso. Se o operador não agitar, o lodo se acumulará até que seja necessário removê-lo mecanicamente. Esse lodo deve ser deixado para secar antes que alguém entre fisicamente em um poço fechado. Deve haver um programa escrito de espaço confinado.
Alternativas raramente usadas para lagoas anaeróbicas incluem uma lagoa aeróbica, uma lagoa facultativa (uma que usa bactérias que podem crescer sob condições aeróbicas e anaeróbicas), secagem (desaguamento), compostagem ou um digestor anaeróbico para biogás (USDA 1992). As condições aeróbicas podem ser criadas mantendo a profundidade do líquido não superior a 60 a 150 cm ou por aeração mecânica. A aeração natural ocupa mais espaço; a aeração mecânica é mais cara, assim como as bombas de circulação de uma lagoa facultativa. A compostagem pode ser realizada em leiras (fileiras de esterco que devem ser reviradas a cada 2 a 10 dias), uma pilha estática mas aerada ou um recipiente especialmente construído. O alto teor de nitrogênio do estrume deve ser reduzido misturando-se uma emenda de alto carbono que apoiará o crescimento microbiano termofílico necessário para a compostagem para controlar odores e remover patógenos. A compostagem é um método econômico de tratamento de carcaças pequenas, se as leis locais permitirem. Consulte também o artigo “Operações de eliminação de resíduos” em outra parte deste enciclopédia. Se uma usina de processamento ou descarte não estiver disponível, outras opções incluem incineração ou enterro. Seu tratamento imediato é importante para controlar a doença do rebanho. Resíduos de suínos e aves são particularmente passíveis de produção de metano, mas esta técnica de utilização não é amplamente adotada.
Crostas grossas podem se formar sobre o estrume líquido e parecer sólidas. Um trabalhador pode andar sobre esta crosta e romper e se afogar. Os trabalhadores também podem escorregar e cair no esterco líquido e se afogar. É importante manter o equipamento de resgate próximo ao local de armazenamento de dejetos líquidos e evitar trabalhar sozinho. Alguns gases de esterco, como o metano, são explosivos, e sinais de “proibido fumar” devem ser afixados dentro ou ao redor do prédio de armazenamento de esterco (Deere & Co. 1994).
Riscos de aplicação
A transferência e a utilização de esterco seco podem ser feitas manualmente ou com auxílios mecânicos, como uma carregadeira frontal, uma carregadeira de direção deslizante e um espalhador de esterco, cada um dos quais apresenta um risco à segurança. O estrume é espalhado na terra como fertilizante. Os espalhadores de esterco geralmente são puxados por um trator e acionados por uma tomada de força (PTO) do trator. Eles são classificados em um dos quatro tipos: tipo caixa com batedores traseiros, mangual, tanque em V com descarga lateral e tanque fechado. Os dois primeiros são usados para aplicar adubo sólido; o espalhador V-tank é usado para aplicar esterco líquido, chorume ou sólido; e o espalhador de tanque fechado é usado para aplicar adubo líquido. Os espalhadores jogam o esterco em grandes áreas, seja na parte traseira ou nas laterais. Os perigos incluem o maquinário, queda de objetos, poeira e aerossóis. Vários procedimentos de segurança estão listados na tabela 3.
Tabela 3. Alguns procedimentos de segurança relacionados aos espalhadores de esterco
1. Somente uma pessoa deve operar a máquina para evitar ativação inadvertida por outra pessoa.
2. Mantenha os trabalhadores afastados de tomadas de força ativas (PTOs), batedores, brocas e expulsores.
3. Faça a manutenção de todas as proteções e blindagens.
4. Mantenha as pessoas afastadas da parte traseira e lateral do espalhador, que podem projetar objetos pesados misturados ao estrume a uma distância de até 30 m.
5. Evite operações de desconexão perigosas evitando o entupimento do espalhador:
- Mantenha pedras, tábuas e outros objetos fora do espalhador.
- Em tempo de congelamento, certifique-se de que os manguais e as correntes nos espalhadores do tipo mangual estejam soltos e descongelados antes da operação.
- Mantenha as correntes e os batedores nos espalhadores do tipo batedor em bom estado de funcionamento, substituindo as correntes esticadas e evitando deixar cair cargas de estrume congelado nas correntes do espalhador.
- Nunca entre em um espalhador em operação para limpá-lo.
- Mantenha o sem-fim de descarga e o expeller de descarga nos espalhadores V-tank para que operem livremente.
- Em tempo frio, limpe o interior do espalhador para que o esterco úmido não congele as partes móveis.
6. Use boas práticas de segurança do trator e da tomada de força.
7. Certifique-se de que a válvula de alívio nos espalhadores de tanque fechado esteja funcionando para evitar pressões excessivas.
8. Ao desenganchar o distribuidor do trator, certifique-se de que o macaco que suporta o peso da lingueta do distribuidor esteja seguro e travado para evitar que o distribuidor caia.
9. Quando o espalhador estiver criando poeira ou aerossóis no ar, use proteção respiratória.
Fonte: Deere & Co. 1994.