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O metano é um potente gás de efeito estufa (GEE) e, dentro da cadeia de produção da carne suína, representa cerca de 25% das emissões de GEE. Sua vida útil na atmosfera é curta em comparação à do CO₂, por isso, mitigar suas emissões nas granjas pode contribuir significativamente para frear o aquecimento global no curto prazo.
Nas granjas de suínos, o armazenamento do dejeto é responsável por 85% das emissões de metano, tornando a gestão das excreções o principal foco para a redução desse gás. Entre as diversas estratégias de manejo ou tratamento atualmente em estudo, a acidificação em baixa dose do dejeto suíno surge como uma abordagem inovadora, que pode ser apresentada como uma tecnologia flexível e economicamente viável para a ação climática.
Formação de metano e mecanismos de inibição
O metano é produzido por microrganismos especializados (metanogênicos) que interagem com outros grupos microbianos para degradar a matéria orgânica presente no dejeto suíno. Os metanogênicos ativos no dejeto diferem daqueles encontrados no sistema digestivo dos animais, e a acidificação em baixa dose atua retardando a adaptação e o crescimento dos “novos” metanogênicos capazes de sobreviver nesse ambiente estressante.
A acidificação do dejeto com ácido sulfúrico altera os equilíbrios químicos, inibindo os metanogênicos. Além disso, um grupo especializado de bactérias pode utilizar o sulfato proveniente do ácido sulfúrico, competindo diretamente com os metanogênicos e produzindo sulfeto de hidrogênio, o que reforça ainda mais a inibição desses microrganismos. Isso pode ajudar a manter a inibição ao longo do tempo.
O que é a acidificação do dejeto?
A acidificação do dejeto suíno com ácido sulfúrico concentrado (96%) foi desenvolvida há cerca de 25 anos na Dinamarca como um método para evitar a perda de amônia presente no dejeto. Mais tarde, descobriu-se que esse tratamento também reduzia de forma eficaz as emissões de metano e que, na verdade, vários outros compostos contendo enxofre também apresentavam certo grau de inibição (Petersen et al., 2012).
Estudos realizados em diversos países confirmaram essas observações e demonstraram que o ácido sulfúrico é o agente mais potente para inibir as emissões de metano. Isso nos levou a questionar qual seria o efeito da redução da dose de ácido sulfúrico sobre as emissões de metano e amônia.
Qual é o benefício climático ao usar uma dose menor de ácido e quais são as compensações em termos de perdas de nitrogênio e economia de custos?
Em 2021, um estudo em escala piloto demonstrou que a acidificação em baixa dose com 2 kg de ácido sulfúrico por tonelada de dejeto suíno (um terço da dose recomendada para reduzir as emissões de amônia) pode ser altamente rentável na redução das emissões de metano, embora com uma menor eficácia na redução das emissões de amônia (Ma, C. et al., 2022).
Acidificação de dejetos em granjas
O ácido sulfúrico concentrado é perigoso, por isso, são necessárias soluções técnicas para garantir a saúde e a segurança tanto dos trabalhadores quanto dos animais. Já existe uma tecnologia comercial totalmente automatizada para a acidificação do dejeto em granjas de suínos, mas os custos de investimento são elevados. Também é possível realizar a acidificação em tanques de armazenamento externos, onde o ácido é adicionado durante uma mistura vigorosa. Esse processo deve ser feito por profissionais capacitados, utilizando os equipamentos de proteção necessários e seguindo os procedimentos corretos, e geralmente é realizado por empresas contratadas.
Atualmente, em muitas granjas da Dinamarca, a acidificação é feita em tanques externos pouco antes da aplicação no campo. Nesse caso, o objetivo principal é reduzir as perdas de amônia durante a aplicação.
No entanto, para reduzir as emissões de metano durante o armazenamento, é necessário acidificar o dejeto nos tanques ao longo do período de estocagem.
As emissões de metano são particularmente elevadas durante o verão e o início do outono, por isso a acidificação deve ser realizada em junho e novamente no início de setembro. O dejeto fresco das instalações é bombeado para o tanque de armazenamento em intervalos regulares. Deve-se adicionar uma quantidade suficiente de ácido em junho e setembro para permitir essa diluição e ainda manter uma concentração final de 2 kg de ácido sulfúrico por m³ de dejeto ao final do período de armazenamento.
A transferência frequente do dejeto das instalações para um tanque de armazenamento pode melhorar a redução global das emissões de metano, ao possibilitar a aplicação da acidificação ou outras tecnologias de tratamento fora da instalação. No entanto, muitas granjas de suínos existentes possuem fossas profundas ou rasas com sistema de esvaziamento por tampão, o que impede a descarga frequente. É necessário desenvolver e adotar novos modelos de alojamento que favoreçam uma melhor gestão do dejeto.
Verificação da eficácia da acidificação em baixa dose
om base nos resultados promissores em escala laboratorial e piloto, a tecnologia de acidificação em baixa dose está sendo agora avaliada em escala prática, em um estudo que envolve 16 tanques de dejeto: oito em granjas de suínos e oito em propriedades com bovinos. Em seis dos oito tanques de cada sistema, foi realizada a acidificação.
Amostras de dejeto foram coletadas em diferentes momentos do armazenamento, em diversas posições e profundidades, para análise da composição do material e das taxas de produção de metano.
É necessário que já haja dejeto no tanque antes da adição do ácido sulfúrico. Por isso, nos casos de suínos, a acidificação foi feita por volta de 1º de julho e novamente em setembro. A maioria dos tanques recebeu dejeto fresco das instalações em intervalos regulares.
Os resultados do primeiro ano do estudo confirmaram que a produção de metano pode ser inibida de forma eficaz. No entanto, nos tanques com dejeto suíno, que são todos com alimentação inferior, foram frequentemente observadas bolsas de dejeto próximas à entrada com altas taxas de produção de metano, mesmo quando o material foi inicialmente acidificado. Isso evidencia a necessidade de continuar otimizando a tecnologia de tratamento e de documentar melhor a redução global das emissões de metano. Novas campanhas de medição em granjas estão previstas para a próxima fase do projeto.
Em um novo avanço, uma empresa dinamarquesa desenvolveu um sistema para a adição de ácido durante o bombeamento do dejeto da instalação para o tanque externo. Esse sistema será avaliado ainda este ano em uma granja de suínos e outra de bovinos. A proposta visa minimizar a manipulação do ácido na propriedade, ao mesmo tempo em que garante a inibição imediata dos metanogênicos.
Rentabilidade da acidificação de dejetos
A rentabilidade das estratégias de acidificação com doses baixas será determinada na primavera de 2026. No entanto, foi realizada uma avaliação preliminar da viabilidade econômica com base nos resultados do estudo piloto.
O custo da redução das emissões de gases de efeito estufa (GEE), expresso em euros por tonelada de CO₂ equivalente, foi calculado com base na dose de ácido e na estratégia de aplicação (1, 3 ou 10 tratamentos com ácido) (Fig. 2). Os custos considerados incluíram a acidificação realizada por um prestador de serviços, o valor da economia de nitrogênio devido à redução das perdas de amônia, a diminuição das emissões de metano e a prevenção das emissões de óxido nitroso derivadas da amônia.
O custo dos créditos de carbono da União Europeia é atualmente de 75 € por tonelada de CO₂ equivalente, de forma que, dependendo da necessidade de mistura durante o armazenamento, a acidificação com doses baixas pode ser uma solução rentável.
A acidificação do dejeto suíno nos tanques de armazenamento entre 1 e 3 vezes por ano pode ser uma estratégia eficaz para mitigar as emissões de gases de efeito estufa na agricultura. A eficiência de custos pode ser ainda maior com a transferência mais frequente do dejeto das granjas para os tanques de armazenamento externos, o que permitiria que a acidificação afetasse uma maior proporção das emissões totais de metano derivadas da gestão dos dejetos. Além disso, dado que a maior parte das emissões de metano ocorre no verão e no início do outono, a aplicação da dose completa de ácido, por exemplo, 2,1 kg de ácido sulfúrico por m³ de dejeto no volume final, antes do verão, poderia maximizar a redução durante o período de maior emissão e, ao mesmo tempo, evitar um excesso de enxofre no solo quando o dejeto for aplicado no campo.
