bio 1770710912016 - autora jessica violin berni

7/22/2019 BIO 1770710912016 - Autora Jessica Violin Berni

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FACULDADE DE TECNOLOGIA DE ARAATUBA

CURSO DE TECNOLOGIA EM BIOCOMBUSTVEIS

JSSICA VIOLIN BERNI

FERMENTAO ANAERBICA DE DEJETOS BOVINOS EM

BIODIGESTOR CANADENSE: ANLISE DE MACRO E

MICRONUTRIENTES DE BIOFERTILIZANTE

ARAATUBA2011


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JSSICA VIOLIN BERNI




Trabalho de Graduao apresentado Faculdade de Tecnologia de Araatuba, doCentro Estadual de Educao TecnolgicaPaula Souza, como requisito parcial paraconcluso do curso de Tecnologia emBiocombustveis sob a orientao da Profa.Dra. Lucinda Giampietro Brando

ARAATUBA2011


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BERNI, Jssica ViolinFermentao anaerbica de dejetos bovinos em biodigestor canadense: anlise de

macro e micronutrientes de biofertilizante / Jssica Violin Berni-- Araatuba, SP: Fatec,2011.

58f. : il.

Trabalho (Graduao) Apresentado ao Curso de Tecnologia em Biocombustveis,Faculdade de Tecnologia de Araatuba, 2010.

Orientador: Profa. Dra. Lucinda Giampietro Brando

1. Biofertilizante 2. Macronutrientes 3. Micronutrientes. II. Ttulo.

CDD 333.9539


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JSSICA VIOLIN BERNI




Trabalho de Graduao apresentado Faculdade de Tecnologia de Araatuba, doCentro Estadual de Educao Tecnolgica

Paula Souza, como requisito parcial paraconcluso do curso de Tecnologia emBiocombustveis avaliado pela bancaexaminadora composta pelos professores

Profa. Dra. Lucinda Giampietro BrandoOrientadora- Fatec Araatuba

Prof. Dr. Osvaldino Brando JuniorProfessor - Fatec Araatuba

Prof. Me. Renato Tadeu GuerreiroProfessor - Fatec Araatuba

Araatuba2011


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A Deus

Aos meus pais Carlos Flvio Berni (In memorian) eMariusa Violin BerniA minha irm Karla Violin Berni


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AGRADECIMENTOS

Primeiramente agradeo a Deus por me dar aconchego em seus braos, sendo o meu

apoio para a concluso desse curso, me proporcionando momentos nicos com pessoas

insubstituveis.

Aos meus pais Mariusa Violin e Carlos Flvio Berni (in memorian), irm Karla

Violin Berni, av Jophefa, tio Airton por me acompanhar, me dando conselhos, amor

incondicional e fora para nunca desistir nos momentos mais difceis.

s pessoas que estiveram comigo esse tempo todo, me dando auxlio do jeito mais

simples da vida, que a amizade, entendendo os momentos de ausncia, que no pude estarcom eles.

Aos meus amigos de graduao, em especial a Emily Fernanda e Joaquim Lemos,

pela ajuda e companheirismo por todos esses anos.

s pessoas que de amigos, tornaram-se irmos: Adriana Rodrigues, Camila

Camargo, Dandara Kingler, Paula Nevack e Priscila Neres.

Profa. Dra. Lucinda Giampietro Brando, por me orientar, colaborando para a

realizao deste trabalho. Agradeo tambm pela amizade, respeito e por acreditar na minhacapacidade.

A todos os professores da FATEC, se no fosse seus ensinamentos, no estaria onde

estou hoje.


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Os pases em desenvolvimento tm duas

opes: a cincia ou a misria.

(Bernardo Houssay)


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RESUMO

Cada vez mais os biofertilizantes esto sendo substitudos pelos adubos qumicos,

fertilizantes minerais e agrotxicos,por causa de suas vantagens como ambientais. Com isso,

o objetivo do trabalho foi em acompanhar a produo de biofertilizante oriundo de dejetos

bovinos de uma propriedade rural e encaminhar uma amostra para anlise macro e

micronutrientes presente no mesmo. Os resultados dos macronutrientes em g/L foram 1,05

(N), 0,39 (P2O5), 0,4 (K2O), 0,41 (Ca) , 0,14 (Mg), 0,11 (S) e 4,45 (C-total) .Os

micronutrientes em mg/L foram 148 (Na), 12 (Cu), 72 (Fe), 7 (Mn). A relao C/N foi de

4/1 e o pH de 6,87. Estes resultados foram comparados com outros biofertilizantes da

literatura. Conclui-se que os resultados foram satisfatrios, com a presena de elementos

essenciais em quantidades interessantes para a qualidade nutricional do solo e

consequentemente para os alimentos ali fornecidos.

Palavras-chave:

Biofertilizante. Macronutrientes. Micronutrientes.


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ABSTRACT

Increasingly, biofertilizers are being replaced by chemical fertilizers, pesticides and

fertilizers, because of its advantages as environmental. Thus, the objective was to monitor

the production of biofertilizers produced from cattle manure anaerobic fermentation on a

farm and send a sample for analysis macro and micronutrients present in the same. The

results of macronutrients in g/L were 1.05 (N), 0.39 (P2O5), 0.4 (K2O), 0.41 (Ca), 0.14

(Mg), 0.11 (S) and 4.45 (total-C). micronutrients in mg/L were 148 (Na), 12 (Cu), 72 Fe), 7

(Mn). The C/N ratio was 4/1 and pH of 6.87. These results were compared with other

biofertilizers literature. It is concluded that results were satisfactory, with the presence of

essential elements in quantities of interest to the nutritional quality of the soil and thereforeto the food provided there.

Keywords:

Biofertilizer. Macronutrients. Micronutrients.


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LISTA DE FIGURAS

Figura 1 - Biodigestor Indiano 18

Figura 2 - Biodigestor Chins 20

Figura 3 - Biodigestor Canadense 21

Figura 4 - Sequncia metablica e grupos microbianos envolvidos na digesto

anaerbia 38

Figura 5 - Vista paronmica do stio Vov Cida 40

Figura 6 - Vacas lactantes da raa holandesa P.O presentes na propriedade 41

Figura 7 - Lava-ps com ralos por onde a gua escoa 42Figura 8 - Local de espera para ordenha 43

Figura 9 - Local de alimentao e defecao das vacas com ralos para escoar o

material diludo 43

Figura 10 - Ralos de escoamento das guas 44

Figura 11 - Tubulao por onde a gua da chuva coletada 44

Figura 12 - Entrada do dejeto diludo na caixa de entrada do biodigestor pela

tubulao de PVC 45Figura 13 - Bolhas de fermentao a. caixa de entrada e sedimentao e b. caixa de

diluio e pr fermentador 45

Figura 14 - Caixa de pr fermentao 46

Figura 15 - a. Caixa de entrada e b. grade de reteno de resduos 46

Figura 16 - Caixa de canalizao do material pr-fermentado e diludo para o

biodigestor 47

Figura 17 - Biodigestor 47Figura 18 - Caixa de sada do biodigestor: a. vista superior e b. visto lateral 48

Figura 19 - Tubulao de biofertilizante (a) chegando ao reservatrio (b) 48

Figura 20 - Motor Bomba 49


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LISTA DE TABELA

Tabela 1 - Comparao de desempenho entre trs modelos de biodigestores 22

Tabela 2 - Diferentes substratos para biodigestores e sua converso em biogs 26

Tabela 3 - Desempenho de diferentes biofertilizantes aplicados via fertirrigao na

produtividade de meloeiro amarelo 28

Tabela 4 - Composio qumica do biofertilizante Vairo, feito pelo estudo da Embrapa

Semi-rido 29

Tabela 5 - Composio qumica do biofertilizante Agrobom elaborado na Embrapa

Semi-rido 30

Tabela 6 - Resultado da anlise de macronutrientes presente no biofertilizante em 15dias (amostra 1) e 30 dias (amostra 2), com resultado em (g/L) 30

Tabela 7 - Resultado da anlise de micronutrientes pH presentes no biofertilizante em

15 dias (amostra 1) e 30 dias (amostra 2), com resultado em (mg/L ao natural), relao

C/N e pH 31

Tabela 8 - Produo de frutos comerciais por planta e produo de frutos comerciais,

em funo do desdobramento entre esterco bovino e biofertilizante versus adubao

convencional. CCA-UFPB, Areia, PB, 2004 32Tabela 9 - Resultado da anlise de macronutrientes presente no biofertilizante, com

resultado em (g/L) 50

Tabela 10 - Resultado da anlise de micronutrientes presente no biofertilizante, com

resultado em (mg/L ao natural), relao C/N e pH 50

Tabela 11 - Comparao da anlise de macronutrientes de cada biofertilizante

analisado 51

Tabela 12 - Comparao da anlise de micronutrientes de cada biofertilizanteanalisado 52

Tabela 13 - Comparao da anlise de pH de cada biofertilizante analisado 54


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LISTA DE GRFICOS

Grfico 1 - Concentrao de macronutrientes em biofertilizante 51

Grfico 2 - Concentrao de micronutrientes em biofertilizante 53

Grfico 3 - Concentrao de pH de cada biofertilizante 54


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SUMRIO

INTRODUAO 13

1. REVISO DE LITERATURA 16

1.1 Biodigestores 16

1.1.1 Definio 16

1.2 Histria dos Biodigestores 16

1.3 Modelos de Biodigestores 17

1.3.1 Biodigestor Indiano 17

1.3.2 Biodigestor Chins 191.3.3 Biodigestor Canadense 20

1.4 Caractersticas de Construo 21

1.5 Tipos de Biodigestores 23

1.5.1 Batelada 23

1.5.2 Contnuo 23

1.5.2.1 Contnuo Vertical 24

1.5.2.2 Contnuo Horizontal 242. BIOGS 25

2.1 Definio 25

2.2 Caractersticas 25

3. BIOFERTILIZANTE 27

3.1 Definio 27

3.2 Principais caractersticas do biofertilizante 27

3.3 Tipos de biofertilizante 283.3.1 Biofertilizante Vairo 29

3.3.2 Biofertilizante Agrobom 29

3.3.3 Biofertilizante fermentado de rumem 30

3.3.4 Biofertilizante caseiro 30

3.4 Formas de aplicao 31

3.5 Elementos 32

3.5.1 Macronutrientes 33

3.5.1.1 Definio dos elementos que compem os macronutrientes 33

3.5.2 Micronutrientes 34


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3.5.2.1 Definio dos elementos que compem os micronutrientes 34

3.6 Produo de Biofertilizante 35

3.6.1 Digesto Anaerbia 35

3.6.1.1 As quatro fases 36

3.6.2 Substrato: esterco e poluio ambiental 38

4. MATERIAIS E MTODO 40

4.1 Localizao e caracterizao do local de estudo 40

4.2 Caracterizao dos bovinos e sua rotina 41

4.3 Produo de esterco pelos bovinos e etapas do processo at a produo de

biofertilizante 42

5. RESULTADOS 50

5.1 Biofertilizante 50

5.1.1 Anlise macro e micronutrientes 50

6. DISCUSSO 51

7. CONSIDERAES FINAIS 56

REFERENCIAS 57


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INTRODUO

Atualmente percebe-se um crescimento significativo dos sistemas agropecurios

modernos nos pases desenvolvidos e subdesenvolvidos com o intuito de suprir a demanda

de alimentos em relao quantidade de populao, pode-se afirmar que a origem desses

sistemas est na Revoluo Industrial do sculo XVII e, conseqente, a chegada da

Revoluo Verde (CAPORAL, 2003). Este termo teve origem do ingls, Green Revolution,

foi utilizado pela primeira vez em 1968 em Washington, DC, por William S. Gaud, ento

diretor da USAID (United States Agency for International Development), numa

comunicao SID (Society for International Development) a fim de melhorar a agriculturados pases menos desenvolvidos (HENRIQUES, 2009). A partir de ento, os pases

subdesenvolvidos iniciaram acesso a evoluo agrcola e ao aparecimento de novas espcies

de cereais de baixo porte como arroz, milho e trigo, alm de tecnologias qumicas na

agricultura, como a utilizao de fsforo (P) e potssio (K) na adubao, tudo isto com o

intuito de diminuir ao mximo a fome nestes pases. Esta Revoluo recebeu muitas crticas

por ser uma agricultura baseada num conjunto de prticas e procedimentos independentes de

contaminaes e totalmente dependente de mecanizaes intensas (no utilizao de mo-de-obra), uso de energia no renovvel e uso de fertilizantes sintticos, degradando o solo,

contaminando gua e alimentos (CAPORAL, 2003).

Segundo Casco e Protsio (2008) certo que a expresso Revoluo Verde no

surgiu a propsito de energia, mas apropriada para descrever os fenmenos ocorridos

nesta rea. Atualmente ser green ser chic, mesmo que um carro verde seja preto. Na

verdade o objetivo atual desta revoluo lutar contra alteraes climticas e promover as

energias renovveis, no apenas no Brasil, mas no mundo todo, incluindo CAC (Captura eArmazenamento de CO2), para possvel uso como fonte de energia eltrica, uso de

biocombustveis e biofertilizantes. Em resumo, atualmente Revoluo Verde pode ser vista

como conjunto de medidas para promoo do investimento em energias renovveis,

eficincia energtica e novas tecnologias para o desenvolvimento sustentvel e a segurana

do aprovisionamento.

freqente a grande utilizao de dejetos bovinos como fonte de adubao na

agricultura, entretanto, pesquisas realizadas no pas demonstram que a simples asperso

desse material nas pastagens possibilita a continuidade do custo biolgico dos nematides


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gastrointestinais influenciando significamente na mortabilidade e na eficincia produtiva

dos animais (AMARAL e colaboradores, 2004, BIANCHIN; CATTO, 2008).

O manejo inadequado desses dejetos traz muitos prejuzos ambientais atuando como

vetor de doenas e contaminante de solo e gua, sendo essa prtica muito comum na

agricultura brasileira, podendo acarretar poluio ambiental, deficincia nas plantas pelo

fato que grande quantidade de esterco seqestra nitrognio para a decomposio de celulose

(OLIVER, 2008).

Como alternativa para diminuir essas contaminaes surgem idias e projetos para o

problema desses dejetos animais na agricultura, podendo ser de sunos, bovinos, aves entre

outros, que a partir de tratamentos de biodigesto anaerbias, que acontece nos

biodigestores, se transformam em um timo biofertilizante podendo ser usado nos alimentose nas plantas como adubo e tambm pode ser til para as pessoas, aumentando o rendimento

agrcola e tambm gerando o biogs como fonte de energia renovvel (MEDEIROS;

LOPES, 2006; OLIVER, 2008).

O biofertilizante tem alta variedade, devido quantidade de escolhas de matrias

primas, dessa forma os teores qumicos tambm variam. Esse biofertilizante um

complemento nutricional para o solo e as plantas. A sua forma de aplicao simples,

podendo ser via foliar (sobre as folhas), via fertirrigao sobre o solo, sobre as sementes ouem hidroponia que uma tcnica de cultivar as plantas sem solo. Essas formas fazem com

que as plantas tenham um resultado rpido e eficiente de absoro, sendo muito til para as

culturas de ciclo curto ou no tratamento rpido de deficincias nutricionais das plantas.

(SILVA., et al, 2007a).

Segundo Oliver e colaboradores (2008) e Gaspar (2003), o biofertilizante tem

grandes qualidades, podemos citar algumas:

a. reduo de pragas e doenas de culturas agrcolas, pois com a limpeza diria pararecolher o esterco bovino e por no apresentar odor, diminui as moscas e parasitas

que so os vetores dessas doenas, reduzindo a mortalidade dos animais;

b. aumento de nutrientes como o nitrognio (N), devido a diminuio na relao

carbono/nitrognio (C/N) da matria orgnica;

c. perda de carbono (C) sob a forma de metano (CH4) e dixido de carbono (CO2);

d. ao de correo de acidez, retirando o alumnio;

e. melhora a textura e a estrutura do solo, fazendo com que fique mais porosa

permitindo maior entrada de ar na zona explorada pelas razes, deixando-o melhor

no manuseio;


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f. depois de ser desidratado pode ser utilizado para dar volume composio de raes

para animais.

Sendo assim, o presente trabalho tem como objetivo a anlise de macro e

micronutrientes de biofertilizante resultante da fermentao anaerbica de dejetos bovinos

de um biodigestor canadense.


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1. REVISO DE LITERATURA

1.1Biodigestores

1.1.1 Definio

Biodigestor uma cmara hermeticamente fechada onde ocorre o processo de

digesto anaerbia da matria orgnica. Esse material orgnico em soluo aquosa que se

decompem assim gerando o biogs e o biofertilizante, podendo apresentar vantagens naspropriedades rurais nas reas de preservao ambiental e energia (NISHIMURA, 2009).

1.2 Histria dos Biodigestores

Apesar dos biodigestores serem instalados depois da metade do sculo XIX, o gs

metano era conhecido bem antes. A ndia foi a pioneira na instalao de um biodigestor nacidade de Kampur (GASPAR, 2003).

A China foi a segunda a implantar os biodigestores na dcada de cinquenta quando

iniciou seu programa de implantao de biodigestores, motivada pela ndia. O Brasil adotou

esse projeto na dcada de setenta devido crise do petrleo (PORTES, 2005).

A ndia e a China desfrutaram dos biodigestores a partir da crise energtica de 1973,

ambas tinham interesses diferentes sobre o biodigestor. No caso da China, o interesse

deveu-se, originalmente, a questes militares, pois com a Guerra Fria, o pas temeu ficarsem nenhuma atividade econmica. Mais tarde, as necessidades da China mudaram em

relao aos biodigestores, j que ela possui milhes de pessoas para alimentar e no poderia

mecanizar todo o trabalho agrcola o que resultaria em um ndice de desemprego muito alto.

Surgiu ento a idia de uso dos biodigestores para produo de biofertilizante a fim do

cultivo dos solos, economizando em compostos qumicos e melhorando a qualidade dos

alimentos. A ndia ao contrrio da China, no se preocupava com as guerras nucleares (ela

fazia parte dos no alinhados), por no ser auto-suficiente em petrleo, ela se sentia na

necessidade de buscar novas formas de economizar custos, como por exemplo, aproveitando

o gs oriundo do biodigestor, o biogs, como fonte de energia. (GASPAR, 2003).


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Oliver (2008) e Nishimura (2009) explicam que na dcada de 1970, com a crise do

petrleo, o Brasil adotou o uso dos biodigestores, os principais modelos instalados foram o

chins e o indiano, quase que exclusivamente oriundos da produo de biogs, mas com um

altssimo aproveitamento do biofertilizante, como adubos orgnicos. Na regio Nordeste, o

governo implantou vrios programas de difuso dos biodigestores, mas, infelizmente, no

foram obtidos resultados positivos causando uma desacelerao do programa de incentivos

resultante de fatores como:

a. falta conhecimento na construo e na operao dos biodigestores;

b. custo elevado de material de construo e manuteno;

c. baixo custo da energia eltrica, adubos e do gs GLP, qual os custos de manuteno

e construo era mais elevado;d. o uso do biofertilizante exigia equipamentos de distribuio na forma lquida e

transporte os quais tambm geravam custos;

e. falta de equipamentos desenvolvidos e baixa durabilidade para a converso de

biogs para energia eltrica (queimadores, aquecedores e motores).

Na poca todos esses fatores fizeram com que camuflassem e no fossem

divulgados as vantagens e beneficiamento que os biodigestores trazem para a agricultura e

agricultores, alm de diminuir o efeito poluente do material orgnico, reduzindo oscoliformes totais e fecais (OLIVER, et al. 2008).

Cada biodigestor tem as suas caractersticas individuais variando de cada regio,

cada clima, em funo das experincias, da disponibilidade de resultados para elaborao de

projeto mais adequados a cada situao, diferentes matrias-primas e materiais de

construo. Isso justifica o desenvolvimento na poca de dois modelos diferentes de

biodigestor: chins e o indiano (PORTES, 2005).

1.3 Modelos de Biodigestores

1.3.1 Biodigestor Indiano

A Figura 1 mostra o modelo indiano de biodigestor, sendo diferenciado pelos outros

biodigestores por possuir uma campnula flutuante como gasmetro, fazendo com que ele

trabalhe com presso constante e permite a regulagem do mesmo. Alm disso, possui uma

parede central que divide o reservatrio, que parecido com um poo, em duas partes,


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sendo que em uma h o tubo de entrada e na outra o tubo de sada. A matria orgnica ao

entrar no biodigestor vai diretamente para o fundo e, conforme vai ocorrendo o processo de

fermentao, ela tende a subir at cair na outra metade da cmara. A parede divisria serve

para fazer com que ocorra a circulao da matria orgnica. Esse modelo de biodigestor

aproveita a temperatura do solo que pouco varivel, favorecendo a ao das bactrias e

com isso o processo de fermentao acontece mais rpido. O modelo indiano ocupa pouco

espao a construo por ser subterrnea, dispensa o uso de reforos, como cintas de

concreto (NISHIMURA, 2009; LIMA, 2008; PORTES, 2005).

Gaspar (2003) afirma que, em climas frio, temperado ou mesmo tropical, pode ser

construdo esse modelo de biodigestor, bastando s alterar a relao dimetro-profundidade

do mesmo.

Figura 1 - Biodigestor Indiano

Fonte: Nishimura, 2009, p. 31


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O biodigestor indiano possui os seguintes componentes que podem ser observados na

Figura 1 (NISHIMURA, 2009):

a. tanque de entrada (onde depositado o material orgnico e diludo);

b. cmara cilndrica (local onde ocorre a fermentao anaerbia, produzindo biogs e

biofertilizante);

c. campnula (onde nela fica depositado todo biogs produzido, impedindo o

vazamento para o meio ambiente);

d. eixo guia ( o suporte da campnula);

e. tubulao de sada do biogs (sada do gs, conduzindo para os pontos de

consumo);

f. selo dgua (evita o contato do biogs com a matria orgnica);g. tanque de sada. (local de recebimento do material fermentado lquido e slido,

basicamente o biofertilizante).

1.3.2 Biodigestor Chins

O modelo chins de biodigestor foi inspirado no modelo indiano, mas houveadaptaes do seu projeto, para se adequar em condies locais da China, esse modelo

projetado enterrado no solo, para as propriedades rurais que so pequenas, ocupando menos

espao (LIMA, 2008).

Esse modelo mais rsticos que os outros, todo construdo em alvenaria, tem o

corpo em formato cilndrico com o fundo e o teto em formato de calotas, dando mais

trabalho na sua construo, pois os tijolos tm que ser assentados sem escoramento dos

pedreiros. Alm disso, precisa de uma boa camada de impermeabilizantes, nas paredesinternas e externas, como forma de impedir infiltraes de gua, trincas ou rachaduras.

Apesar de tudo isso, o biodigestor chins mais barato que os outros, por dispensar o uso de

gasmetro em chapas de ao, sendo assim o gs fica armazenado no interior do prprio

reator, contendo assim o tanque de entrada, o tanque de sada, as tubulaes de conduo

dos dejetos e a tubulao de sada do gs como componentes como pode ser observado na

Figura 2 (GASPAR, 2003; SILVA, et al. 2009; NISHIMURA, 2009).

Seu funcionamento difere do modelo indiano, por trabalhar com presso varivel, ou

seja, para obter maior presso necessita-se de mais gases no interior do seu corpo, fazendo o


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efluente deslocar para o tanque de sada. Uma caracterstica semelhante ao modelo indiano

seu abastecimento, que feito de forma contnua. (PORTES, 2005).

Figura 2 - Biodigestor Chins

Fonte: Nishimura, 2009, p.32

1.3.3Biodigestor Canadense

O biodigestor Canadense (Figura 3), tambm conhecido como da marinha ou fluxo

tubular, caracteriza-se por possuir uma base retangular onde o substrato depositado, com a

largura maior que a profundidade, fazendo com que h maior rea de exposio ao sol,

tornando maior a produo de biogs, seu gasmetro feito em manta flexvel de PVC, que

apesar de caro fcil no manuseio de limpeza, podendo ser retirado, infla como um balo

conforme a produo do biogs. Esse modelo pode ser construdo abaixo da terra ou no,

sendo mais usado em regies quentes, onde a temperatura ambiente ajuda a manter atemperatura do biodigestor em nveis adequados para a realizao do processo de digesto


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anaerbia. Contendo assim o tanque de entrada, o tanque de sada, o gasmetro de PVC e a

tubulao de sada de gs como os seus componentes (NISHIMURA, 2009).

Silva e colaboradores (2009) afirma que com a escolha da construo do biodigestor

canadense, deve-se seguir alguns parmetros sobre a localizao do mesmo:

a. condies locais do solo;

b. facilidade na obteno, preparo e armazenamento da biomassa;

c. facilidades na remoo e utilizao do biofertilizante.

Figura 3 - Biodigestor Canadense

Fonte: Nishimura, 2009, p 33

1.4 Caractersticas de Construo

A Tabela 1 apresenta uma comparao entre os trs modelos de biodigestores em

ralao aos materiais usados para construo, matria-prima utilizada, produtividade, custo

entre outros.


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Tabela 1 - Comparao de desempenho entre trs modelos de biodigestores

CHINS INDIANO NACIONAL(MARINHA)

MATERIAIS Tipo, cimento, pedra eareia.

Tijolo, cimento,pedra, areia, ferro

ou alumnio.

Tijolo, cimento,pedra, areia e

plstico.SISTEMA Abastecimento e esvaziamento peridicos.

POSSIBILIDADEDE INSTALAO

Pode ser montadointeiramente pelousurio, desde que

tenha bastantehabilidade como

pedreiro.

Pode ser montadopelo usurio, mas acmara de gs deveser feita em oficina

metalrgica(funilaria).

Pode ser montadopelo usurio, mas acmara de gs deve

ser adquirida emfirma credenciada

pela Marinha.ISOLAMENTO

TERMICO

Feito dentro da terra:

bom isolamento natural,a temperatura constante.Para melhorar, instalar

o digestor sobestbulos.

Tem perdas de

calor pela cmarade gs metlica,difcil de isolar.Menos indicado

para climas frios.

No tem problemas

de perda de calor.

PERDAS DE GS A parte superior deveser protegida com

materiais impermeveise no-porosos; difcil

obter construoestanque.

Sem problemas.

MATRIA PRIMAUSADA

Esterco, excrementos e restos de vegetaismuito bem triturados e submetidos a pr-

fermentao.

Esterco, excrementose maior quantidadedos restos vegetais.

PRODUTIVIDADE Tempo de digesto, 30-60 dias; produo de150 a 350 L/m do

volume do digestor/dia.Se for perfeitamente

estanque, pode produzirat 600 l/m.

Tempo de digesto30-60 dias;

produo de 400 a600 L/m dovolume do

digestor/dia.

Tempo de digesto,30-60 dias; maior

produo de gs emrelao ao volume de

biomassa devido sua forma.

MANUTENO Deve ser limpo uma ouduas vezes/ano.

A cmara de gsdeve ser pintada

uma vez/ano.

Limpar uma vez/ano.

MELHORIASPOSSIVEIS

Abbada impermevel,adoo de agitadores,construo de parededivisria no digestor.

Campnulainoxidvel emelhoria no

isolamento trmicoda mesma.

Campnula commaior espessura esegurana contra

danos; sistema quepermite presso

constante.Fonte: Barrera, 1983, p 27


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1.5 Tipos de Biodigestores

Para fazer a escolha correta do tipo de biodigestor, tem que levar em conta

inicialmente a necessidade de gs e biofertilizante da propriedade e a quantidade de dejetos

disponveis para o processo fermentativo (BARRERA, 1983).

Ao se referir em abastecimento da biomassa, pode ter a classificao dos

biodigestores: batelada e contnuo (SILVA et al. 2009).

1.5.1 Batelada

Esse tipo de alimentao prprio para produes pequenas de biogs e operado

de uma nica vez, sendo colocadas num biodigestor fechado, totalmente sem ar, para que

inicie e termine o processo de fermentao. O fim da produo de biogs indica que o ciclo

est completo, sendo assim o biodigestor aberto, para fazer a limpeza e est pronto para

receber uma nova carga de matria orgnica. Para ter uma produo constante de biogs,

necessita de vrios biodigestores operando em srie (LIMA, 2008; PORTES, 2005;

COMASTRI FILHO, 1981).

1.5.2 Contnuo

A diferenado biodigestor contnuo em relao ao de batelada est na operao e

construo. A matria-prima utilizada lquida ou semi-lquida, geralmente de fcil

decomposio e que esteja sempre disponvel. Podemos afirmar que contnua, pois osbiodigestores so alimentados conforme a carga diria e a mesma quantidade que foi

adicionada retirada, com intervalos regulares de tempo, proporcionando permanente

fornecimento de gs e biofertilizante. De modo geral, os biodigestores contnuos se

encontram divididos em dois tipos, horizontal e vertical, de acordo com o seu

posicionamento sobre o solo como veremos descrito a seguir (PORTES, 2005; COMASTRI

FILHO, 1981; LIMA, 2008; SILVA et al. 2009).


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1.5.2.1 Contnuo Vertical

O Consiste num tanque cilndrico, quase sempre com a maior parte submersa ao

solo, podendo ser construdo e alvenaria, concreto ou outros materiais. No mesmo coloca-se

a matria-prima na parte inferior, com a sada de gs na parte superior. Existem dois

modelos simples desse biodigestor vertical com dupla cmara ou apenas com uma cmara

(COMASTRI FILHO, 1981).

1.5.2.2 Contnuo Horizontal

Segundo Comastri Filho (1981), a caracterstica desse biodigestor de apresentar a

largura ou a profundidade inferior s outras dimenses, a qual enterrada no solo ou no.

Pode ser construda em qualquer formato. A matria-prima colocada periodicamente em

um dos lados do biodigestor. Esse tipo de biodigestor por no precisar de tanta profundidade

no solo, pode ser construdo em regies de incidncia de lenis freticos.


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2. BIOGS

2.1 Definio

O biogs um combustvel renovvel e de queima limpa formado por uma mistura

de gs metano (CH4) em torno de 50 a 60%, gs carbnico (CO2) em torno de 35 a 40%,

hidrognio (H2) em torno de 1 a 3%, oxignio (O2) em torno de 0,5 a 1% e gases diversos

em torno de 1 a 5 %. A composio do biogs varia de acordo com o resduo utilizado,

condies climticas, caractersticas do biodigestor utilizado. O gs metano, o principal

componente do biogs, no tem odor, cor ou sabor, mas caso o gs cido sulfdrico (H2S)

esteja presente tem-se cheiro relativo a ovo podre. Na sua queima, o gs produz chama azulclara (ARRUDA, 2002; BARREIRA, 1983, NISHIMURA, 2009).

2.2 Caractersticas

No Brasil j foram apresentados vrios estudos e experimentos relacionados

produo de biogs a partir de diversos resduos como, por exemplo, efluentes industriais,de esgotos e principalmente de dejetos de animais. Esse gs produto de uma fermentao

anaerbia, mesmo mtodo utilizado para fabricar vinho, vinagre, cerveja, entre outros, que

ocorre no interior de um biodigestor (NISHIMURA, 2009; BARRERA, 1983).

Os dejetos animais pelo fato de j sarem dos seus intestinos carregados de bactrias

anaerbias, se tornam o melhor alimento para a produo de biogs (BARRERA, 1983). A

Tabela 2 mostra diferentes substratos para biodigestores e sua capacidade de produzir

biogs.


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Tabela 2 - Diferentes substratos para biodigestores e sua converso em biogs

Substrato Quantidade (kg) Biogs (m)

Esterco fresco de bovino 10 0,40

Esterco seco de galinha 01 0,43

Esterco seco de suno 01 0,35

Resduo vegetal seco 01 0,40

Resduo de frigorfico 01 0,07

Lixo 01 0,05

Fonte: Comastri Filho, 1981, p 18

A produo e a criatividade tende em s aumentar cada vez mais nas propriedadesrurais, por meio do dimensionamento e a capacidade de gerao em seu biodigestor,

tornando esse poder num fator de verdadeira independncia energtica, podendo ser usados

em: foges, lampies, chuveiros, geladeiras, campnulas, chocadeiras, secadores, motores

de combusto interna, conjunto de motor-bomba, geradores de energia eltrica, entre outros.

Alm disso, auxilia na soluo de problemas ambientais, ajudando na reduo do efeito

estufa, minimizando a contaminao do mesmo por microorganismos nocivos e parasitos,

diminuindo consequentemente a proliferao de moscas, melhorando a qualidade dosprodutos gerados (OLIVER et al., 2008; SILVA et al., 2009).

Quando se emprega o biogs como combustvel, que seria no caso da transformao

da energia do gs em energia trmica, tem que existir uma combusto integral, formando

assim uma chama forte, de colorao azul claro fazendo com que o gs emita um assobio

indicando queima completa (CH4+ 2 O22 H2O + CO2), que produz como gs nocivo o

dixido de carbono (CO2). Se a chama tremer significa que houve uma combusto

incompleta (CH4 + O2 CO + H2O) com insuficincia de ar, produzindo monxido de

carbono (CO), que um gs venenoso devido sua combinao estvel com a hemoglobina

dos glbulos vermelhos, tomando o lugar do O2. Se a chama for curta, amarela e piscante,

indica biogs insuficiente e ar excessivo (ARRUDA, 2002).


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3. BIOFERTILIZANTE

3.1 Definio

O biofertilizante um produto natural obtido da digesto anaerbica de materiais

orgnicos, como por exemplo, o esterco de caprinos, bovinos, sunos ou ovinos. Este

produzido concomitantemente ao biogs. O biofertilizante um adubo orgnico com

grandes qualidades nutricionais para o solo melhorando as caractersticas fsicas, qumicas e

biolgicas do mesmo, tornando seu rendimento mais eficaz e realizando um papel de

proteo das plantas contra pragas e doenas (OLIVER, 2008, SILVA, 2007a).

3.2 Principais caractersticas do biofertilizante

Malavolta (2008) e Oliver e colaboradores (2008) afirmam que o consumo de adubo

est relacionado com o crescimento da populao, sendo que o Brasil o 4 consumidor de

adubos do mundo, perdendo da China, Estados Unidos e ndia. O biofertilizante um adubo

orgnico que interessa os produtores agrcolas, por apresentarem inmeras caractersticaspeculiares. Em mdia, eles contm de 1,5 a 2,0% de nitrognio (N), que este fcil de ser

absorvido pelo solo, nutrindo rapidamente as plantas, 1,0 a 1,5% de fsforo (P) e 0,5 a 1,0%

de potssio (K), que so liberados no solo com a funo de fazer a correo de acidez, por

ter um pH (potencial de hidrognio) em torno de 7,5, mas no se pode concluir que uma

planta bem nutrida est imune aos agentes das doenas. As plantas nutridas ficam menos

suscetveis do que as em desequilbrio nutricional. O biofertilizante possui outras

caractersticas importantes:a. controle de pragas e doenas de culturas agrcolas, pois ele age como escudo nos

vetores;

b. aumento da penetrao de ar pelos poros, facilitando a sua respirao pelas razes

das plantas que consequentemente obtm maiores resultados de desenvolvimento;

c. evita eroses, pois as partculas ficam mais agregadas, absorvendo rapidamente as

guas;

d. d vida a solos j degradados, aumentando a qualidade e a sua estrutura

favorecendo o desenvolvimento das planta, graas a multiplicao das bactrias;


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e. reduo de prejuzo aos produtores, como por exemplo as plantas daninhas, pois o

biofertilizante diminui o poder germinativo das suas sementes;

f. contribui de forma extraordinria no restabelecimento do teor de hmus do solo.

3.3 Tipos de biofertilizante

Segundo Silva e colaboradores (2007a), um bom biofertilizante no aquele que

leva a altos ndices de colheita e produtividade, mas tambm o que conduz a uma melhoria

da fertilidade do solo por uso de compostos e resduos de vrias prticas agrcolas. Sendo

assim, um estudo realizado pela Embrapa (Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuria)Semi-rido com trs tipos de biofertilizantes diferentes, Vairo, Agrobom e Fermentado

Biolgico, tendo o melo como cultura indicadora, foi realizado em reas de solos arenosos,

com baixa fertilidade natural e teor de matria orgnica, permitindo que cada biofertilizante

expressasse sua capacidade de nutrir a planta. Sendo assim, os biofertilizantes foram usados

como fonte imediata de nutrientes, complementando os j existentes. Os resultados no to

interessantes, levando em considerao a carncia de nutrientes dos solos escolhidos e por

outro lado, o potencial dos biofertilizantes. A Tabela 3 mostra os resultados da capacidadede produtividade de cada biofertilizante, tendo o Vairo como o maior produtor de melo

amarelo.

Tabela 3 - Desempenho de diferentes biofertilizantes aplicados via fertirrigao na

produtividade de meloeiro amarelo

Biofertilizantes Produtividade (t h- )

Agrobom 21.879,23Fermentado biolgico de rumem 24.491,90

Vairo 26.604,29

Testemunha convencional 23.794,05

Fonte: Silva, et al., 2007a, p.2

A seguir, temos a descrio da composio qumica, a formulao e a maneira de uso

de cada biofertilizante citado anteriormente.


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3.3.1 Biofertilizante Vairo

Vairo umbiofertilizante lquido, simples e bastante conhecido, produzido a partir

da fermentao anaerbia (20-40 dias) de esterco fresco de bovino misturado com gua,

folhas picadas, farinha de ossos, cinzas, ps de rocha rico em slica ou fosfato rocha. Esse

adubo orgnico demonstra mltiplas finalidades, desde a ao controladora, at a promoo

de florescimento e de enraizamento em algumas plantas cultivadas, isso ocorre pelos

hormnios vegetais presentes neles (FERNANDES, 2006), cuja composio qumica est

apresentada na Tabela 4.

Tabela 4 - Composio qumica do biofertilizante Vairo, feito pelo estudo da EmbrapaSemi-rido

N

total

P K Ca Mg B Cu Fe Mn Zn Na pH CE

g/L mg/L H2O

dS/m

Vairo 9,64 0,05 7,1 0,33 0,21 18 0,06 4,5 0,10 0,33 135 7,6 24,5

Fonte: Silva, et al., 2007a, p.2

3.3.2 Biofertilizante Agrobom

Silva e colaboradores (2007a) descrevem que o biofertilizante Agrobom foi adaptado

da receita do biofertilizante Agrobio, criado pela PESAGRO-RIO (Empresa de Pesquisa

Agropecuria do Rio de Janeiro), para o uso em sistemas alternativos de produo, sendo

rico em micronutrientes. Ele resultante da fermentao anaerbica (30 dias) esterco

bovino fresco ou esterco caprino com melao ou rapadura com adio de calcrio

dolomtico (CaO > 12% de MgO), p de rocha rico em slica (SiO2), brax borato de

sdio ou tetraborato de sdio (Na2B4O7), sulfato de magnsio (MgSO4), sulfato de zinco

(ZnSO4), sulfato de mangans (MnSO4), molibidato de sdio (Na2MoO4) e iodo a 10, aps

adio de um pr-inculo preparado por fermentao anaerbica de esterco fresco com

gua, suco de frutas ou hortalias, leite, esterco de galinha, ch de cinzas de fogo e sopa de

p de rocha rico em slica. Na Tabela 5 esto apresentados componentes qumicos do

Agrobom.


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Tabela 5 - Composio qumica do biofertilizante Agrobom elaborado na Embrapa

Semi-Arido

N

total

P K Ca Mg B Cu Fe Mn Zn Na pH CE

g/L mg/L H2O

dS/m

Agrobom 7,61 0,06 7,6 0,24 0,10 7,5 0,16 0,6 0,02 0,15 215 7,9 24,3

Fonte: Silva, et al., 2007a, p. 2

3.3.3 Biofertilizante fermentado de rmem

Esse biofertilizante resultante da fermentao anaerbia de esterco retirado do

rmem do bovino com gua, p de rocha rico em slica, rapadura (transformada em melao

de preferncia) e plantas diversas (SILVA et al, 2007a).

3.3.4Biofertilizante caseiro

Paris, (2010), fez o biofertilizante utilizando como substrato o esterco bovino da

propriedade rural Stio So Jos (Stio Contel), na cidade de Birigui, estado de So Paulo.

As amostras do biofertilizante foram coletadas em 15 e 30 dias de fermentao anaerbia.

Obtendo resultado apresentados na tabela 6 e 7.

Tabela 6 Resultado da anlise de macronutrientes presente no biofertilizante em 15

dias (amostra 1) e 30 dias (amostra 2), com resultado em (g/L)

Amostra (S) N P2O5 K2O Ca Mg S MO-total C-total

1 0,42 0,10 0,19 0,10 0,12 0,02 8,00 4,44

2 0,34 0,10 0,18 0,11 0,11 0,02 4,00 2,22

Fonte: Paris, 2010, p.52


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Tabela 7 Resultado da analise de micronutrientes pH presentes no biofertilizante em

15 dias (amostra 1) e 30 dias (amostra 2), com resultado em (mg/L ao natural), relao

C/N e pH

Amostra (S) Na Cu Fe Mn Zn C/N pH

1 41 0 30 9 8 11/1 6,27

2 41 0 20 8 4 7/1 6,53

Fonte: Paris, 2010, p.52

3.4 Formas de aplicao

Os biofertilizantes lquidos no tm s uma forma de aplicao, como a sobre os

solos, que a mais conhecida, mas tambm tem aplicaes sobre as folhas (adubo foliar),

sobre as sementes e em hidroponia, que uma tcnica de cultivar a planta sem solo. Alm

disso, ao contrrio dos biofertilizantes slidos, o biofertilizante lquido tem uma absoro

muito rpida pelas plantas, sendo muito til para tratamento rpido de desnutrio das

plantas obtendo resultados com muita eficincia e tambm til para as culturas de ciclo

curto, como por exemplo, o das oleceas (hortalias); que no sempre que pode esperarpela disponibilidade lenta de nutriente dos fertilizantes orgnicos (SILVA et al., 2007a;

SILVA et al, 2007b).

Arajo (2007) realizou um trabalho em Areia (PB) na Universidade Federal da

Paraba com o objetivo de avaliar o efeito de doses de esterco bovino, na presena e na

ausncia de biofertilizante, aplicados no solo e via foliar sobre a cultura do pimento verde

(Capsicum annuum). Obteve resultados positivos a produo de frutos por planta e a

produtividade de frutos comerciais no pimento verde foi influenciada pelas doses deesterco bovino e sua interao com o biofertilizante; A resposta do pimento pode estar

relacionada ao fato de que quantidades adequadas de esterco bovino de boa qualidade

podem ser capazes de suprir as necessidades das plantas. O biofertilizante aplicado via foliar

foi o que proporcionou melhor interao com as doses de esterco bovino, resultando em

incrementos na produtividade de frutos comerciais de 1,3 e 1,8 t h -1em relao quelas

obtidas apenas com esterco bovino e sua aplicao no solo. O que o autor pode indicar foi

que os biofertilizantes via foliar atendeu as necessidades nutricionais do pimento como

apresentando na Tabela 8.


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Tabela 8 - Produo de frutos comerciais por planta e produo de frutos comerciais,

em funo do desdobramento entre esterco bovino e biofertilizante versus adubao

convencional. CCA-UFPB, Areia, PB, 2004

Tratamentos Produo de frutosplanta-1 (g)

Produo de frutoscomerciais (t h-1)

Esterco bovino e biofertilizante 365 a 7,31 aAdubao convencional 284 a 5,69 aCV(%) 23,91 25,81

Fonte: Arajo et al., 2007, p. 469

Quando os biofertilizantes lquidos so aplicados sobre os solos, alm de nutrir e

fornecer boas condies para a planta, ainda proporciona uma maior disponibilidade de

nutrientes para as razes e favorece maior riqueza de microorganismos. J o uso continuado

de biofertilizantes em aplicaes foliares abre novas oportunidades de absoro de outros

elementos que so essenciais para as plantas e deixam os patgenos mais resistentes, por

isso que deve ser feita uma avaliao para adotar a forma mais correta de aplicao de

acordo com a necessidade de planta a ser plantada nas respectivas reas (SILVA et al.,

2007a).

3.5 Elementos

Os elementos so essenciais porque exercem funes na vida das plantas, direta ou

indiretamente (MALAVOLTA, 2008).

As plantas tm elementos que juntos formam 95% da sua matria seca, os restos 5%

so constitudos de minerais, e esses so retirados dos solos ou dos adubos ali fornecidos

(MALAVOLTA., et al., 2002).

Malavolta (2008), afirma que esses minerais so divididos em dois grupos, que

exercem a mesma funo nas plantas superiores sendo que sua falta ou excesso causam

sintomas malignos, so eles: macronutrientes e micronutrientes.


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3.5.1 Macronutrientes

So os elementos exigidos em maior proporo, quilos por hectare, sendo eles: o

nitrognio ou azoto (N), o fsforo (P), o potssio (K), o clcio (Ca), o magnsio (Mg) e o

enxofre (S) (MALAVOLTA., et al., 2002).

3.5.1.1 Definio dos elementos que compem os macronutrientes

Segundo Malavolta (2002) as definies so:

a. Nitrognio (N) um elemento muito importante por constituir as protenas ondealgumas tm funes enzimticas, sendo responsveis pelas mais variadas funes:

desde a absoro dos elementos minerais pelas razes ou pelas prprias folhas at a

fotossntese ou a respirao. Quando as plantas crescem e produzem menos e suas

folhas ficam amareladas conseqncia de falta de nitrognio no solo, que nesse

caso o adubo no forneceu diferente, se tiver o excesso do nitrognio no solo, a

planta vegeta excessivamente e se for frutfera, d menos frutos;

b. Potssio (K) o elemento essencial para a formao dos acares nas folhas e paraseu transporte para outros rgos. A falta de potssio nas plantas tem um efeito

prejudicial, as suas folhas mais velhas amarelecem e depois secam nas pontas e nas

margens, os colmos se tornam mais fracos, no resistem seca, ao frio a pragas e

molstias. O efeito prejudicial do excesso de N pode s vezes, ser corrigido quando

a cultura recebe K suficiente, mas o excesso de potssio pode provocar falta de

magnsio e de clcio, ou seja, as culturas devem receber quantidades equilibradas de

cada elemento;c. Fsforo (P) importante na florao e na frutificao, alm de ajudar no

desenvolvimento do sistema radicular. Quando falta P, as folhas adquirem colorao

verde azulada e depois apresentam tonalidades roxas, seguindo-se, mais tarde,

amarelecimento;

d. Clcio (Ca) faz parte da parede celular, cuja resistncia penetrao de bactrias e

fungos assim aumentada. Quando falta clcio, pode haver colapso do pecolo,

murchamento das folhas mais novas e amarelecimento de suas margens;


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e. Magnsio (Mg) funciona como ativador de enzimas, ajuda na absoro do fsforo, a

carncia de magnsio as folhas mais velhas ficam amarelas entre as nervuras e caem

prematuramente, e a formao das sementes prejudicada;

f. Enxofre (S) faz parte de algumas vitaminas e de coenzimas atuando em processos

que vo desde a fotossntese at a fixao do nitrognio nos ndulos das razes das

leguminosas. Quando falta enxofre, as folhas mais novas ficam amareladas.

3.5.2 Micronutrientes

So os elementos que so exigidos em uma quantidade menor, gramas por hectares,so eles: boro (B), cloro (Cl), cobalto (Co), cobre (Cu), ferro (Fe), mangans (Mn),

molibdnio (Mo), nquel (Ni), selnio (Se) e zinco (Zn); algumas plantas no vivem sem

sdio (Na) (MALAVOLTA., et al., 2002).

3.5.2.1 Definio dos elementos que compem os micronutrientes

Malavolta, (2002), define cada um:

a. Boro (B) juntamente com o clcio realiza muitas funes, como o desenvolvimento

e o funcionamento das razes, a germinao do gro de plen e o pegamento das

floradas. Com a falta desse elemento, compromete a planta na morte das gemas

terminais e no superbrotamento com folhas menores e deformadas, o interior do

caule, pecolo, flores e frutos podem escurecer;

b. Cloro (Cl) essencial para a fotossntese, alm disso, aumenta o processo deabsoro dos elementos minerais, tanto pelas folhas quanto pelas razes;

c. Cobalto (Co) atua na formao de parte da clorofila e de outros compostos. O

amarelecimento das folhas tambm um problema na falta de cobalto;

d. Cobre (Cu) colabora com as enzimas respiratrias e fotossintticas. Tanto o excesso,

quanto a falta de cobre traz problemas, no caso do excesso acaba restringindo o

desenvolvimento das razes e causa amarelecimento e queda posterior das folhas, a

falta de cobre torna as folhas a princpio maiores, plidas e flcidas;

e. Ferro (Fe) esse elemento necessrio para a formao da planta, apesar desta no

fazer parte da clorofila. O ferro participa dos processos mais diversos na vida da


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planta: fotossntese, respirao, fixao biolgica do nitrognio e suas assimilao,

desenvolvimentos dos cloroplastos, desenvolvimento dos ribossomos. A carncia de

ferro nos solos no muito comum no Brasil, bastando ver a cor avermelhada, a no

ser quando se faz uma correo inadequada de acidez, elevando muito o pH e

usando excesso de calcrio;

f. Mangans (Mn) faz parte de uma protena, a manganina, e participa da

decomposio da gua na fotossntese. A calagem excessiva causa carncia de

mangans, causando conseqncias parecidas com a do ferro, as nervuras ficam

verdes, com uma estreita faixa de tecido ao longo delas o que d folha o aspecto de

um reticulado grosso;

g. Molibdnio (Mo) tem menor proporo no tecido vegetal, mas no deixa de serimportante. Faz parte da enzima que ajuda na assimilao do nitrognio ntrico,

participa da formao do gro de plen. Faltando molibdnio as folhas mais velhas

apresentam manchas amareladas entre as nervuras;

h. Nquel (Ni) antes era considerado como txico, mas hoje faz parte dos essenciais. Os

seres humanos, animais e plantas possuem uma enzima chamada urase, ativa nas

folhas, essa enzima desdobra a uria em amnia (NH3) e gs carbnico. A urease

no funciona sem nquel. A falta de nquel d pontuaes escuras entre as nervuras;i. Selnio (Se) era conhecido como txico, seu papel est ligado aos cidos nuclicos e

sntese de protenas. A deficincia de selnio se manifesta com um amarelecimento

das folhas mais velhas.

3.6 Produo de Biofertilizante

A produo de biofertilizante a partir da digesto da matria orgnica, esse

processo conhecido como digesto anaerbia.

3.6.1 Digesto Anaerbia

A digesto anaerbia consiste na converso biolgica da matria orgnica em

metano, gs carbnico, gua, gs sulfidrico, amnia e novas clulas bacterianas, sem a

presena de oxignio. A digesto depende da quantidade da populao de bactrias, ento

quanto maior, mais rpida e eficiente ser a converso. A maior vantagem da digesto


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anaerbia por apresentar uma alternativa para o tratamento de resduos, que seriam

descartados incorretamente, aumentando a poluio ambiental, contaminao dos solos e

das guas subterrneas e de superfcie (PORTES, 2005; AMARAL et al., 2004;

NISHIMURA, 2009).

Segundo Arruda, 2002, para que o processo de biodigesto anaerbia seja satisfatria

deve ficar atento em alguns critrios essenciais de sustentao da vida das bactrias como,

por exemplo:

a. Temperatura deve ser mantida mais ou menos em torno de 35, qualquer mudana

brusca que exercida afeta a produo, a menos de 15 a produo cessa

completamente;

b. pH prejudica a produo se mantida muito alta ou muito baixa;c. Nutrientes, sais orgnicos, nitrognio (N), que so encontrados em grande

quantidade nos dejetos animais e principalmente carbono (C), que so fornecidos

pelos polmeros presentes nos restos de culturas (palha ou forragem), so os

nutrientes mais importantes para a vida dos microorganismos. A relao C/N

tambm tem grande importncia, deve ser mantida entre 20:1 e 30:1;

d. Toxicidades de Cu, Cr, NaCl, K, Mg, Ni, esses elementos so aceitos se mantidos

abaixo de certas concentraes;e. Tempo de reteno entre 35 a 45 dias em geral.

Portes (2005), afirma que os microorganismos que so responsveis pela biodigesto

anaerbia podem ser divididos em trs grupos de bactrias com comportamentos

fisiolgicos diferentes, sendo elas: bactrias fermentativas, bactrias acetognicas e as

bactrias metanognicas, que sero abordadas no prximo item.

3.6.1.1 As quatro fases

Segundo Portes (2005) e Gaspar (2003), a biodigesto anaerbia subdividida em

quatro fases, sendo elas: hidrlise, acidognese, acetognese e metanognese.

Na primeira fase, chamada de hidrlise, as bactrias liberam no meio enzimas

extracelulares, que tem a funo de promover a hidrlise de partculas, sendo a quebra das

partculas maiores em partculas menores deixando elas mais solveis no meio aquoso

atravs da ao de exoenzimas excretadas pelas bactrias fermentativas hidrolticas,

podendo atravessar as paredes celulares das bactrias fermentativas. J a fase de


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acidognese, caracterizada pelas bactrias produtoras de cidos, transformando molculas

de gorduras, protenas, e carboidratos em acidos graxos volteis (principal produto do

organismo fermentativo), lcoois, acido lctico, gs carbnico, hidrognio, amnia e sulfeto

de hidrognio. Na acetognese, ocorre a oxidao dos produtos gerados na fase acidognica

em substrato apropriado para bactrias metanognicas atravs das bactrias acetognicas,

sendo assim elas fazem parte de um grupo metablico intermedirio, produzindo substrato

para as metanognicas. As bactrias acetognicas geram produtos que so os hidrognios,

acetato (somente esses dois podem ser usados diretamente pelas metanognicas) e o dixido

de carbono. A fase final da digesto anaerbia a metanognese, que os atuadores desse

processo so as bactrias metanognicas, atuando sobre o hidrognio e o dixido de

carbono, transformando-os em metano (CH4). comum ocorrer uma diminuio navelocidade da cadeia de reaes, pois as bactrias acabam ficando isoladas do meio em

digesto devido presena de microbolhas de metano e/ou dixido de carbono que

permanecem em torno das mesmas, isolando-as do contato com a biomassa. Por isso que

cada biodigestor deve possuir um mecanismo de agitao do meio em digesto,

desprendendo as bolhas em direo cmara do gs, liberando as bactrias para a concluso

da degradao orgnica.


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Figura 4 - Seqncia metablica e grupos microbianos envolvidos na digesto

anaerbia

Fonte: Chernicharo, 1997, citado por Portes, 2005, p. 15

3.6.2 Substrato: esterco e poluio ambiental

Fezes bovinas tm sido identificadas como o principal reservatrio de Escherichia

colie moscas domsticas, sendo eles um potente veculo de transmisso para o ambiente,

para o gado (por exemplo, a mastite) e para os alimentos (AMARAL et al, 2004).

Alm disso, Oliver (2008), explica que nesse esterco tem uma principal fonte de

poluio que o nitrognio (N), pode ser perdido para os solos e guas na forma de nitrato e

para o ar na forma de amnia. O fsforo (P) tambm tem participao como poluente,

quando o esterco for depositado incorretamente no solo saturado de fsforo, contaminar as

guas de superfcie e o lenol fretico.

A poluio desses dejetos prejudica produtores mundiais, na Alemanha, Holanda e

Frana que so paises desenvolvidos, se vem constantemente com esse problema. J no


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Brasil em Concrdia, por exemplo, constataram-se problemas como as dobras do curral de

porcos, a pocilga, que contaminaram seriamente os rios e regatos, provocando de forma

dramtica a multiplicao de borrachudos (BARRERA, 1983).

Para que esse tipo de poluio no coloque a vida dos animais, seres humanos e o

ambiente em risco, tem-se os biodigestores que esto totalmente relacionada correo

desses problemas, tendo como uma das suas principais caractersticas, sanear o meio rural,

obtindo resultados satisfatrios e rpidos. Os dejetos ao passar da caixa de entrada para a

caixa de sada dos biodigestores, j ocorre diminuio do efeito poluente do material,

reduo dos coliformes totais e fecais, alm da eliminao de ovos e viabilidade das larvas

infectantes de endoparasitos, esses dejetos geram os subprodutos j citados, o biogs, como

fonte de energia renovvel e o biofertilizante como adubo (OLIVER, 2008).


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4. MATERIAIS E MTODO

Os materiais e mtodos aplicados para a coleta e as anlises dos biofertilizantes

produzidos no biodigestor Canadense no stio Vov Cida (Buritama-SP), a partir de esterco

bovino de lactantes holandesas P.O (pura de origem) esto descritos a seguir.

4.1 Localizao e caracterizao do local de estudo

O nosso trabalho foi realizado na propriedade Stio Vov Cida situado na cidade de

Buritama, estado de So Paulo. A Figura 5 uma foto de satlite da localizao do stio,retirada no Google Mapas.

Figura 5 Vista panormica do stio Vov Cida

O Stio Vov Cida possui como principal atividade a produo de leite (do tipo B).

Este local foi escolhido para tal pesquisa por ter-se prvio conhecimento das

instalaes e por possuir um biodigestor canadense construdo com a finalidade inicial de

evitar a contaminao ambiental pelo esterco bovino produzido na propriedade. para este


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biodigestor que enviado este todo o esterco coletado durante o dia. O mesmo tem grande

capacidade de produo de biogs e biofertilizante, sendo eles usados na propriedade.

O biogs gerado direcionado para um conjunto motor-gerador que e com a queima

gera energia eltrica para a propriedade.

O biofertilizante totalmente aproveitvel, sendo assim irrigado nas lavouras de

milho e pastagens de capim napier, que servem de alimento para os bovinos, eles so

direcionados para o pasto ao anoitecer. O mesmo tem grande capacidade nutricional, mas

seus nutrientes presentes so desconhecidos.

4.2 Caracterizao dos bovinos e sua rotina

A propriedade conta com 140 a 160 vacas lactantes da raa holandesas P.O. (pura de

origem) como mostra a Figura 6. Todas so mantidas com vacinao correta, alimentao e

todos os outros itens necessrios para uma sanidade adequada para produo do leite tipo B

o qual repassado para empresas e laticnios.

Figura 6 - Vacas lactantes da raa holandesa P.O. presente na propriedade

As lactantes permanecem o dia todo em dois estbulos, onde recebem alimentao

adequada e defecam. Por meio de tubulaes a gua utilizada para limpar os dejetos so

encaminhados diretamente para a caixa de sedimentao/entrada de dejetos do biodigestor.

H realizao de duas ordenhas por dia de modo, que todo o espao ocupado pelas mesmas

lavado duas vezes para manter a limpeza e sanidade local.


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4.3 Produo de esterco pelos bovinos e etapas do processo at a produo de

biofertilizante

Cada vaca em lactao produz cerca de 0,755 m de esterco por dia. Esta quantidade

leva em considerao apenas a o esterco produzido durante o tempo em que elas esto nos

estbulos para lactao. O volume de esterco produzido durante a noite em que esto no

pasto no pode ser determinado com acurcia (comunicao pessoal).

A partir do prximo pargrafo todo o esterco coletado nos diferentes locais da

propriedade a serem citados enviado para processamento e produo de biofertilizante e

consequentemente de biogs.

A Figura 7 mostra o local de entradas das lactantes para ordenha e onde acontece alavagem dos cascos das mesmas. A gua escoa com o esterco e as sujidades fluem pelos

ralos que vo direto por tubulao subterrnea para caixa de sedimentao/entrada do

biodigestor.

Figura 7 Lava-ps com ralos por onde a gua escoa

Logo aps o lava ps h um local de espera para ordenha (Figura 8) e as fezes

liberadas neste local tambm so enviadas por tubulaes para serem utilizadas na caixa de

sedimentao/entrada do biodigestor.


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Figura 8 - Local de espera para ordenha

As vacas por sua vez possuem um local para alimentao (Figura 9) e este espao

tambm higienizado duas vezes ao dia com todo contedo sendo canalizado

subterraneamente para caixa de sedimentao/entrada do biodigestor.

Figura 9 Local de alimentao e defecao das vacas com ralos para escoar omaterial diludo

A gua de lavagem das vacas e os dejetos diludos tambm so encaminhados para

caixa de sedimentao/entrada do biodigestor escoando pelos ralos presentes no local(Figura 10).


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Figura 10 Ralos de escoamento das guas

A gua da chuva tambm totalmente aproveitada e pelas de tubulaes mostradas

na Figura 11 enviada para a caixa de entrada do biodigestor

Figura 11 Tubulao por onde a gua da chuva coletada

Todo o esterco e gua coletados, conforme descrito e mostrado nas pginas

anteriores so encaminhados por uma tubulao subterrnea que chega at a caixa de

entrada/sedimentao do biodigestor por um tubo de entrada de PCV (policloreto de vinila)

como pode ser visto nas Figuras 12 a e 12 b.


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Figura 12 Entrada do dejeto diludo na caixa de entrada do biodigestor pela

tubulao de PVC

Na caixa de entrada ocorre sedimentao de materiais indesejveis como areia,

materiais no dissolvidos, pregos, parafusos e outros resduos indesejveis dentro do

biodigestor que possam ter vindo junto com o esterco diludo. Esta caixa possui uma parede

que a separa da caixa de diluio e pr-fermentao. Todo o material sedimentado acaba

servindo como um filtro de componentes mais robustos que no so desejveis e, sendo

assim, s parte lquida contendo esterco diludo capaz de passar este filtro natural e

ultrapassar por debaixo da parede onde h um buraco que no pode ser visto por foto. Dessaforma, o material passa da caixa da Figura 13a, passando por debaixo da parede atingindo a

caixa de diluio apresentada na Figura 13b. Ainda na Figura 13a e 13b pode se observar as

bolhas formadas pela pr-fermentao do material que ser enviado ao biodigestor.

Figura 13 Bolhas de fermentao

a. caixa de entrada e sedimentao e b. caixa de diluio e pr fermentador

a b

a b


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Aps atingir a caixa de pr-fermentao (Figura 14) todo o esterco poder ou no

receber mais gua para diluio e neste local ainda tem-se uma pr-fermentao.

Figura 14 Caixa de pr fermentao

Da caixa de diluio/pr-fermentao o contedo destinado para a caixa de entrada

do biofertilizante (Figura 15a), mas para isto h uma barreira a ser ultrapassada, ou seja,

uma grade mostrada na Figura 15b que retm resduos grandes presentes na caixa de pr-

fermentao.

Figura 15 a. Caixa de entrada e b. grade de reteno de resduos

O material que passou pela pr-fermentao e ultrapassou a grade canalizado

(Figura 16a e 16b) para dentro do biodigestor.

a b


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Figura 16 Caixa de canalizao do material pr-fermentado e diludo para o

biodigestor

dentro do biodigestor (Figura 17) que aps um perodo de fermentao

anaerbica h produo biogs e biofertilizante. O biogs ser coletado e usado como fonte

de energia eltrica aps purificao. O biofertilizante canalizado subterraneamente de

dentro do biodigestor de forma a atingir inicialmente uma caixa de sada (Figura 18a e 18b).

Figura 17 - Biodigestor

ba


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Figura 18 Caixa de sada do biodigestor: a. vista superior e b. vista lateral

Aps a atingir a caixa de sada o biofertilizante direcionado por tubulaosubterrnea para um reservatrio o qual ele atinge pela tubulao de sada do biofertilizante

(Figura 19 a) que desemboca direto para o local de armazenamento mostrado na Figura 19

b.

Figura 19 Tubulao de biofertilizante (a) chegando ao reservatrio (b)

O biofertilizante para as anlises foi coletado da tubulao de biofertilizante que

chega ao reservatrio. Cerca de 500 mL foi armazenado em garrafa PET (politereftalato de

etileno) e enviado pelo correio para a Universidade do Estado de So Paulo Jlio de

Mesquita Filho de Botucatu para o Laboratrio de fertilizantes e corretivos, para proceder

as anlises de macro e micronutrientes.

Todo o biofertilizante armazenado bombeado atravs do motor bomba

representado na Figura 20 para adubao do pasto.

a b

a b


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49

Figura 20 Motor bomba


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5. RESULTADOS

5.1 Biofertilizante

5.1.1 Anlise macro e micronutrientes

A amostra de biofertilizante coletada foi enviada para o laboratrio da Unesp, em

Botucatu-SP. As Tabelas 9 e 10 mostram os resultados obtidos.

Tabela 9 Resultado da anlise de macronutrientes presente no biofertilizante, com

resultado em (g/L)

Amostra (S) N P2O5 K2O Ca Mg S MO-total C-total

1 1,05 0,39 0,4 0,41 0,14 0,11 8,00 4,45

Tabela 10 Resultado da anlise de micronutrientes presente no biofertilizante, com

resultado em (mg/L ao natural), relao C/N e pHAmostra (S) Na B Cu Fe Mn Zn C/N pH

1 148 * 12 72 7 12 4/1 6,87


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6- DISCUSSO

Para melhor visualizao dos resultados os dados foram plotados nas seguintes

tabelas e grficos, para serem comparados com outros biofertilizantes j publicados com sua

anlise de macro e micronutrientes.

Tabela 11 - Comparao da anlise de macronutrientes de cada biofertilizante

analisado

BiofertilizanteN total

g/LP

g/LK

g/LCag/L

Mgg/L

Vairo 9,64 0,05 7,1 0,33 0,21

Agrobom 7,61 0,06 7,6 0,24 0,1

Jssica 1,05 0,39 0,4 0,41 0,14

Camila 15 dias 0,42 0,10 0,19 0,10 0,12

Camila 30 dias 0,34 0,10 0,18 0,11 0,11

Grfico 1 - Concentrao de macronutrientes em biofertilizante

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

g/L

N total P K Ca Mg

Macronutrientes

Vairo

Agrobom

Jssica

Camila 15

Camila 30


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Segundo Malavolta (2008) e Oliver e colaboradores (2008), os biofertilizantes

contm de 1,5 a 2,0% de nitrognio, 1,0 a 1,5% de fsforo (P) e 0,5 a 1,0% de potssio (K),

que so liberados no solo com a funo de fazer a correo de acidez, por ter um pH

(potencial de hidrognio) em torno de 7,5. Sendo assim, o biofertilizante que apresentou

maior concentrao de nitrognio (N) foi o Vairo com 9,64 g/L, que o elemento essencial

para a nutrio dos solos, constituindo as protenas que algumas tm funes enzimticas, e

os outros biofertilizantes possuem esse elemento s que em uma menor concentrao. O

fsforo (P) se destacou no biofertilizante Jssica com 0,39 g/L que essencial para o

desenvolvimento do sistema radicular e tambm importante na florao e na frutificao. O

potssio (K) o elemento importante para a formao dos acares nas folhas e para seu

transporte para outros rgos, tendo maior concentrao no biofertilizante Agrobom com7,1 g/L. De uma maneira geral o biofertilizante Jssica (1,05 mg/L) ficou com concentrao

de N abaixo da mdia que 1,5-2,0 g/L, o mesmo ocorrendo para o P (0,39 g/L) sendo que

a mdia de 1,0-1,5 g/L. O valor de K (0,4) foi bem prximo da mdia que 0,5-1,0 g/L.

Apesar disto, o importante lembrar que o foco deste stio no produzir biofertilizante e

sim dar destino aos resduos bovinos. Sendo assim, a quantidade de N, P e K j bastante

interessante.

Sobre os outros elementos, um que d resistncia para a planta o clcio (Ca), com0,41 g/L no biofertilizante Jssica, e por fim o ltimo elemento da parte dos macronutrientes

presentes nesses biofertilizantes o magnsio (Mg), que o elemento que ajuda na ativao

das enzimas, com uma maior concentrao de 0,21 g/L no biofertilizante Vairo

(MALAVOLTA, 2002).

Os valores de micronutrientes obtidos esto comparados na Tabela 12.

Tabela 12 - Comparao da anlise de micronutrientes de cada biofertilizante

analisado

BiofertilizanteNa

mg/LB

mg/LCu

mg/LF

mg/LMn

mg/LZn

mg/L

Vairo 135 18 0,06 4,5 0,1 0,33

Agrobom 215 7,5 0,16 0,6 0,02 0,15

Jssica 148 12 72 7 12

Camila 15 dias 41 0 30 9 8

Camila 30 dias 41 0 20 8 4


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Grfico 2 - Concentrao de micronutrientes em biofertilizante

0

50

100

150

200

250

g/L

Na B Cu Fe Mn Zn

Micronutrientes

Vairo

agrobom

Jssica

Camila 15

Camila 30

Na anlise de micronutrientes, o biofertilizante Jssica que obteve os maiores

resultados, com o maior destaque em ferro (Fe) com 72 Mg/L. Malavolta (2002), explica

que esse elemento faz parte dos mais importantes e mais diversos processos da planta:

fotossntese, respirao, fixao biolgica do nitrognio e suas assimilaes,desenvolvimentos dos cloroplastos, desenvolvimento dos ribossomos. O elemento boro (B)

s apareceu nos biofertilizantes Vairo e Agrobom, que juntamente com o clcio realiza

muitas funes, como o desenvolvimento e o funcionamento das razes, a germinao do

gro de plen.

O pH tambm deve ser destacado por ser o elemento que indica a acidez,

neutralidade e alcalinidade dos solos. Barrera (1983), afirma que apesar de comprovado por

experincias, ainda no se sabe quais as razes que levam a terra adubada com

biofertilizante a ter seu pH corrigido. O pH mdio do biofertilizante de mais ou menos 7,5,

levemente alcalino, que torna a terra favorvel ao crescimento de microrganismos de grande

importncia, assim os especialistas acreditam que o biofertilizante no corrige a acidez da

terra, mas cria condies para a proliferao desses microrganismos, que restabelecem a

vida do solo, propiciando o equilbrio do pH. A Tabela 13 mostra a comparao de pH de

cada biofertilizante estudado.


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Tabela 13 - Comparao da anlise de pH de cada biofertilizante analisado.

Biofertilizante pH

Vairo 7,6

Agrobom 7,9Jssica 6,87

Camila 15 dias 6,27

Camila 30 dias 6,53

Grfico 3 Concentrao de pH de cada biofertilizante

Dos biofertilizantes citados, os que vo de encontro com o valor citado por Barrera

(1983), so Vairo e Agrobom, j os biofertilizantes caseiros tm uma concentrao um

pouco menor, na mdia de 6,5 de pH.

Todos os biofertilizantes usaram com matria prima, o esterco bovino, em comum

junto com outras, fazendo assim com que a concentrao de todos os elementos tambm se

tornasse diferente. No caso do biofertilizante Vairo, o esterco bovino foi misturado com

gua, folhas picadas, farinha de ossos, cinzas, ps de rocha rico em slica ou fosfato rocha.

J o biofertilizante Agrobom teve sua matria prima, complementada com muitos elementos

nutricionais, como calcrio dolomtico (CaO > 12% de MgO), p de rocha rico em slica

(SiO2), brax borato de sdio ou tetraborato de sdio (Na2B4O7), sulfato de magnsio

(MgSO4), sulfato de zinco (ZnSO4), sulfato de mangans (MnSO4), molibidato de sdio

(Na2MoO4); tambm tem que levar em conta a alimentao de cada animal que ir utilizar

seu dejeto, o biofertilizante Jssica que foi produzido no stio Vov Cida, conta com 140 a

160 vacas lactantes da raa holandesas P.O. (pura de origem) que so alimentadas apenas

0

1

2

3

4

5

6

7

8

Vairo agrobom Jssica Camila 15 Camila 30

pH

pH


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com raes e capim napier quando direcionadas para o pasto, essas diferenas de cada

biofertilizante explicam os resultados diferentes de nosso trabalho, mas comprovado que

todos atendem as exigncias nutricionais mnimas para fertilizar o solo.


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7- CONSIDERAES FINAIS

O Brasil um dos principais consumidores de fertilizantes do mundo o que justifica

uma maior ateno da sociedade ao biofertilizante, alm de ser um adubo com todas aspropriedades nutricionais necessrias, dar destino aos estercos que causariam problemas

sade humana e animal, estimulando o desenvolvimento de vetores de doenas e problemas

ambientais, poluindo solos e gua, age como escudo para pragas e doenas agrcolas, da

vida a solos degradados graas ao aumento de bactrias promotoras de crescimento no solo,

reduz o poder germinativo de sementes de plantas daninhas e aumenta o teor de hmus no

solo.

A instalao de biodigestores, em propriedades rurais, no conta com incentivosfinanceiros e subsdios governamentais. De fcil manuseio e com pouca manuteno, o

prprio capim que as vacas comem, aps a digesto eliminado na forma de esterco que

diretamente encaminhado para o biodigestor, onde aps fermentao anaerbia alm do

biofertilizante o biogs, sendo que este pode ser utilizado como uma fonte de gerao de

energia eltrica limpa. O biofertilizante por sua vez utilizado para irrigao da pastagem

que serve de alimento para o prprio rebanho, o que poderia ser um grande investimento de

sustentabilidade no pas.


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