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O Biogás ii

Título do Módulo 1

O Biogás

Orientado à região da América Latina e do Caribe

Objetivos do Módulo

O módulo tem como propósito formar profissionais no campo do Biogás para que no

desenvolvimento de sua profissão contribuam a difundir o conhecimento à sociedade a fim de

alcançar, no âmbito energético e ambiental, a excelência no contexto globalizado de uma economia

social, amigável com o meio ambiente.

Concebe como objetivo geral proporcionar uma perspectiva global do Biogás em um contexto

energético e ambiental da região da América Latina e do Caribe. No módulo se apresentam os

fundamentos teóricos relativos ao processo de biodigestão anaeróbica e revelam-se aspectos

técnicos precisos para obter um amplo conhecimento desta energia renovável, da fonte de

produção ao seu aproveitamento final, em seus diferentes âmbitos tais como: características dos

recursos, tecnologias existentes, composição e produção, aplicações atuais e novos

desenvolvimentos. O aluno realizará dois casos práticos nos quais poderá aplicar os conhecimentos

adquiridos. Do mesmo modo, será fornecida informação de projetos relacionados com o biogás que

estão sendo realizados atualmente na América Latina e no Caribe, bem como do projeto singular e

estratégico PROBIOGAS, que teve como objetivo a promoção e demonstração da produção e uso do

biogás agroindustrial na Espanha.

A finalidade do módulo é dotar o aluno dos conhecimentos e capacidades básicas precisas para

poder realizar a avaliação e definição de projetos e atividades viáveis e sustentáveis relativas ao

Biogás como recurso energético na América Latina e no Caribe.

Os objetivos específicos mais importantes deste módulo são:

 Aproximar e introduzir aos alunos o conhecimento e a importância do Biogás, a fim de

estimular a implantação desta energia renovável na América Latina e no Caribe.

 Revela aos alunos os diferentes tipos e características de resíduos biodegradáveis existentes

(resíduos agroindustriais, resíduos pecuários, fração orgânica dos resíduos urbanos, lodos de

ETAR), como recurso para a produção de biogás, bem como sua importância atual como

fonte energética, a fim de que possam avaliar, bom base nas suas características e geração,

o potencial do biogás em seus respectivos países da América Latina e do Caribe. Será feita

uma especial menção aos resíduos agropecuários e à produção e utilização do biogás no

âmbito rural, tendo como marco de aplicação a região da América latina e do Caribe (ALC).

 Revelar aos alunos os benefícios ambientais e energéticos que podem ser obtidos com uma

adequada gestão dos resíduos biodegradáveis.

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 Estudar os fundamentos do processo de biometanização, a microbiologia, os fatores que

influenciam na operação e controle do processo e os produtos finais.

 Informar dos diversos tipos de digestores anaeróbicos existentes, bem como a seleção do

mais adequado em função das características do resíduo biodegradável a tratar.

 Revelar os digestores anaeróbicos mais adequados para o meio rural em países em vias de

desenvolvimento. Os alunos realizarão um caso prático que terá como objetivo determinar o

desenho de um digestor para o tratamento de resíduos pecuários no meio rural, o biogás

que pode ser obtido e suas possíveis aplicações.

 Estudar o processo de geração de biogás nos aterros, a infraestrutura de extração e

aproveitamento necessária e os benefícios de sua extração. Os alunos aplicarão o modelo de

produção de biogás de aterro LandGEM versão 3.02 da EPA a um aterro sanitário cujos

dados serão fornecidos.

 Revelar o conceito de aterro biorreator e expor as investigações que estão sendo realizadas,

principalmente nos Estados Unidos, a fim de considerá-lo como possível futura aplicação na

América Latina e no Caribe.

 Estudar a composição e as características do biogás, revelando suas diversas aplicações

atuais e os novos desenvolvimentos que estão sendo realizados. Analisar os possíveis usos

aplicáveis na América Latina e no Caribe.

 Informar experiências bem sucedidas realizadas em países da América Latina e do Caribe

sobre a produção e uso do Biogás através de casos práticos de plantas atualmente em

funcionamento. Do mesmo modo, informar do projeto singular e estratégico PROBIOGAS

realizado na Espanha com objeto de promover o biogás agroindustrial.

Finalmente, este módulo está preparado para proporcionar ao aluno uma perspectiva global do

biogás, em um contexto energético e ambiental, orientada à região da América Latina e do Caribe.

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1.1. Desenvolvimento sustentável

Provavelmente o problema mais grave de conservação com o que se enfrentam os países em

desenvolvimento é o atraso do desenvolvimento rural. Na luta por alimentos e combustível foram

cortadas grandes áreas de vegetação, arvores e arbustos. A consequência é a alteração dos

processos ecológicos nestes países e a destruição permanente dos recursos normalmente

renováveis. Há uma necessidade urgente do desenvolvimento rural, que combina medidas de curto

prazo para a sobrevivência das medidas a longo prazo, a fim de proteger a base dos recursos e

melhorar a qualidade de vida, ao mesmo tempo em que garante o futuro. Muitas comunidades

rurais não tem uma flexibilidade econômica que permita postergar o consumo de recursos que

precisam de restauração. Assim, necessitam-se medidas de conservação para, pelo menor, manter o

nível de vida destas comunidades ou melhora-lo, considerando seu próprio conhecimento do

ecossistema, e a busca de formas eficazes de garantir que esses recursos sejam utilizados de forma

sustentável.

Em função da estratégia mundial em direção ao desenvolvimento sustentável, que reconhece a

necessidade de uma ação internacional para coloca-la em prática, e para estimular e apoiar a ação

nacional, é necessário um enfoque integrado para muitos dos problemas propostos. A cooperação

entre as nações e as organizações pode facilitar a conservação dos escassos recursos disponíveis e,

desse modo, melhorar as perspectivas para a conservação e o desenvolvimento sustentável.

Uma ação internacional conjunta pode auxiliar muito a restauração do meio ambiente, a luta contra

a pobreza induzida pelo próprio ambiente e a que os países possam fazer melhor uso de seus

recursos. O primeiro objeto é manter processos ecológicos essenciais, como a regeneração e

proteção do solo, a reciclagem de nutrientes e a purificação da água, dos quais depende a

sobrevivência humana. Parte deste objetivo pode ser atingido através de um uso raciona da matéria

orgânica nos países em desenvolvimento, para ajudar as comunidades rurais a conservar seus

recursos básicos de vida.

Um destes procedimentos é a produção de biogás a partir de resíduos agrícolas orgânicos. Estes

materiais são biodegradáveis e podem representar um benefício sustentável em uma fazenda. A fim

de conquistar a estratégia neste campo particular, é necessário aumentar o número de pessoas

capacitadas, conscientizar, e uma gestão orientada à pesquisa com a informação básica necessária.

A conservação e o desenvolvimento sustentável, nas comunidades rurais, cujo único combustível é a

madeira, o esterco e os resíduos de plantações, são básicos. A produção de biogás combina as

necessidades econômicas a curto prazo destas comunidades com a conservação e o fim da

degradação ecológica.

O biogás, como fonte de energia renovável, despertou um grande interesse nos últimos anos, sendo

talvez uma das tecnologias de mais fácil implementação, sobretudo nos sectores rurais. Seu

potencial desenvolvimento, não apenas considerando a produção de biogás, mas também a

obtenção de biofertilizante e tratamento de problemas sanitários em alguns casos, tornam muito

atrativa sua aplicação e difusão nos setores com abundancia de resíduos com alta concentração de

matéria orgânica.

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Recentemente a FAO (FAO, 2012) destacou o biogás como fonte de energia para a agricultura na

América Latina e no Caribe. Asseverou que o biogás é uma fonte de energia renovável que pode dar

um impulso às atividades agropecuárias dos pequenos produtores e reduzir a emissão de gases de

feito estufa neste e em outras regiões do planeta. Por outro lado, a ONU indicou que nos últimos

anos a energia e os biocombustíveis ocupam um lugar prioritário na agenda da região devido à

volatilidade dos preços do petróleo e à necessidade dos países de adquirir maior independência

energética. Ademais, destacou que a América Latina produzia aproximadamente 40% dos

biocombustíveis do mundo.

Dadas as características desta região, os especialistas enfatizam o potencial que possui nas cadeias

de produção alimentícia. Os agricultores podem tratar os resíduos de sua produção resolvendo um

problema ambiental e gerando, ao mesmo tempo, energia para seu próprio consumo ou para

vender o excedente a empresas especializadas. Assim reduz-se os custos da produção e a energia é

convertida em um novo produto na economia rural. Contudo, o grande potencial da América Latina

e do Caribe (ALC) para converter resíduos agropecuários em biogás somente se materializará se os

governos fomentarem as energias limpas e apoiarem sua pesquisa e difusão.

O biogás pode ser uma excelente oportunidade para a sustentabilidade, tanto da indústria

agropecuária quanto, e especialmente, de pequenos agricultores. Com tecnologias apropriadas e

uma boa capacitação podem ser tratados resíduos orgânicos, resolvendo um problema ambiental e

ao mesmo tempo produzir energia, eléctrica e/ou térmica, e um fertilizante natural.

O número de biodigestores na região é mínimo comparado com os milhões existentes na Índia e na

China. Na Alemanha existem aproximadamente 8.000 funcionando; no México, apenas 721. O Chile,

por exemplo, gera 132 milhões de m^3 /ano de biogás, dos quais somente 15% são energeticamente

aproveitáveis, segundo o Centro de Energias Renováveis de CORFO (Hurtado M.E., 2012). Em

comparação, a Alemanha gera mais de 10.000 milhões de m^3 que são totalmente aproveitados.

Mas as coisas estão mudando, detecta-se um interesse crescente pelo biogás na maioria dos países

da América Latina. Um exemplo é a criação do Centro Internacional de Energias Renováveis com

ênfase no Biogás (CIER-Biogás). O centro, localizado no Parque Tecnológico de Itaipu, Brasil,

realizará, entre outras atividades, pesquisas sobre o biogás, difusão a outros países e capacitação de

especialistas.

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2. Resíduos Biodegradáveis

A biodegradabilidade é a faculdade de alguns produtos ou substâncias de descompor-se em elementos químicos naturais em um período de tempo relativamente curto e por ação de organismos vivos (bactérias, microrganismos, fungos, vermes, insetos, etc.) que as utilizam para produzir energia e criar outras substâncias como aminoácidos, novos tecidos ou novos organismos. A biodegradação pode ocorrer de forma aeróbica, na presença de oxigênio, ou de forma anaeróbica, quando não há oxigênio no meio. Os processos anaeróbicos tem a característica de que, além de tratar os resíduos, produzem um combustível gasoso, conhecido como biogás por sua origem biológica, que pode ser facilmente aproveitável.

Os resíduos biodegradáveis englobam subprodutos e resíduos orgânicos, que podem ser apresentados em fase sólida e líquida, suscetíveis de ser submetidos a processos biológicos de tratamento via biometanização. Consideram-se resíduos biodegradáveis potenciais, isso é, aqueles suscetíveis de ser tratados por digestão anaeróbica para a geração de energia (biogás), principalmente os seguintes: resíduos de explorações pecuárias (esterco e purinas), resíduos de agroindústrias, como os que gerados em usinas de álcool e açúcar, na indústria do café, fábricas de queijo, matadouros, conservas, etc., a fração orgânica dos resíduos sólidos urbanos e os lodos anaeróbicos das estações depuradoras de águas residuais (ETAR’s). A América Latina e o Caribe têm uma grande produção de resíduos biodegradáveis como demonstra o fato de ser a maior região exportadora de alimentos do Planeta e a primeira exportadora mundial de carne bovina.

2.1. Parâmetros de Caracterização do Resíduo

Quando se aborda um projeto de tratamento de resíduos, é necessária uma fase inicial de caracterização dos mesmos, que deve iniciar-se com uma campanha de analises e coleta de toda informação sobre os fatores que afetam as características do resíduo. Um resíduo é definido através de um conjunto de parâmetros físico-químicos que o caracterizam e determinam o tipo de processo de deve ser seguido para seu tratamento. Os parâmetros mais importantes de caracterização dos resíduos biodegradáveis são os seguintes:

Vazão: A correta determinação do vazão de derramamento de uma exploração ou indústria é crítica

para a definição do projeto. Geralmente se expressa em m^3 /dia para os resíduos líquidos e em t/dia

para os resíduos sólidos.

Conteúdo de umidade (H): É a medida da quantidade de água que possui a amostra do resíduo no momento de ser extraída. Para determinar este parâmetro pesa-se a amostra logo após sua extração (m 1 ), que é mantida durante 24 horas em um forno a uma temperatura de 105ºC para ser pesada novamente (m 2 ). A porcentagem de umidade é calculada substituindo os valores na seguinte fórmula:

Porcentagem de Umidade = m 1 -m 2 x 100 m 2 Onde: m 1 = massa da amostra recém extraída. m 2 = massa da amostra depois de passar pelo forno A porcentagem de umidade é determinada também para saber qual é o conteúdo em sólidos totais (ST) de um resíduo, já que: Porcentagem de umidade = 100-ST.

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Concentração de sólidos: A natureza e conteúdo dos sólidos definem fisicamente um resíduo e influenciam muito a escolha do processo de tratamento e dos equipamentos a serem utilizados. Existem diferentes tipos de sólidos em função de suas características, de modo que temos:

Sólidos Totais (ST): É um parâmetro muito utilizado e de grande influencia na escolha do tratamento e dos equipamentos a serem utilizados. Como já foi dito, os sólidos totais são determinados por dissecação da amostra a 105ºC, até obter um peso constante. Através de filtração separam-se os sólidos suspensos determinados finalmente a 105ºC e, por diferenciação com os sólidos totais, encontram-se os dissolvidos. São calculados substituindo os valores na seguinte fórmula:

Na Figura 1 são apresentados os distintos tipos de sólidos que um resíduo pode conter. Os sólidos totais se dividem em sólidos suspensos e filtráveis. O primeiro grupo está constituído por sólidos sedimentáveis e não sedimentáveis e, o segundo, por sólidos coloidais e dissolvidos. No entanto, na prática costuma-se simplificar esta divisão considerando os sólidos totais divididos entre sólidos suspensos e sólidos dissolvidos. Normalmente, determinam-se apenas os sólidos suspensos e, por diferenciação, os dissolvidos.

Orgânicos (voláteis) Sedimentáveis Minerais Suspendidos Orgânicos (voláteis) Não sedimentáveis Minerais Sólidos Totais Orgânicos (voláteis) Coloidais Minerais Filtráveis Orgânicos (voláteis) Dissolvidos Minerais

Figura 1: Tipos de sólidos

 Sólidos em Suspensão (SS): Não existe mescla íntima sólidos-água, conservando ambos suas

próprias características. São facilmente separáveis por decantação. Cabe destacar que o conteúdo em sólidos suspendidos, seu tamanho, dureza e composição química, afetam a biodegradabilidade, abrasividade e fluência do resíduo.

 Sólidos Dissolvidos (SD): Encontram-se misturados intimamente com a água, sendo que as

propriedades da mescla são únicas e as dos componentes individualmente são distintas. Não podem ser separados por decantação.

 Sólidos Voláteis (SV): são aqueles que se volatilizam durante a calcinação à 550±50ºC e são

determinados por diferencia de peso com os sólidos minerais, segundo os métodos 2540E (amostras aquosas) ou 2540G (amostras sólidas e semissólidas) do Standard Methods (American Public Health Association, 1992). Calculam-se substituindo os valores na seguinte fórmula:

sólidos totais (%)= peso amostra

peso105ª – tara

Sólidos voláteis (%)= peso amostra

Peso105º – Peso550ª

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Nitrogênio: Este elemento forma parte da matéria orgânica como nitrogênio amoniacal e como nitrato. A importância do nitrogênio se deve ao seu caráter de elemento essencial para a nutrição dos microrganismos responsáveis pelos processos biológicos. Normalmente se determina como nitrogênio Kjeldhal, que é a soma do nitrogênio orgânico e o amoniacal. A analise consiste em uma avaliação com ácido do nitrogênio que foi transformado através de um processo de mineralização em amônio.

A determinação é realizada de acordo com o Método de 4500 doStandard Methods (APHA, 1992 e

Relação Carbono/Nitrogênio : A relação C/N é um índice da suscetibilidade de um material que será degradado biologicamente. Os microrganismos requerem um substrato que contenha carbono e nitrogênio em uma relação equilibrada para seu desenvolvimento. Se a relação C/N é alta, não haverá suficiente nitrogênio e as bactérias não poderão produzir as enzimas necessárias para assimilar o carbono, e se a relação C/N é baixa, produz-se um excessivo desenvolvimento de microrganismos. Geralmente, o valor ideal da relação C/N para que um processo biológico possa ser iniciado está compreendido entre 20 e 30, em nenhum caso devera exceder o valor de 35.

Temperatura: Todos os processos biológicos têm uma gama ideal de temperatura, de modo que é necessário conhecer a temperatura que origina o resíduo e suas variações diárias e anuais, a fim de adequarão ao valor ideal.

pH: O pH é imprescindível para caracterizar um resíduo, informa o tipo de compostos que pode conter e de possíveis reações que podem ser realizadas, como precipitação de sais e oxidação de metais. Geralmente, quando o pH fica fora da gama 6,5-8, que á a apropriada para os processos biológicos, será necessário corrigi-lo.

Alcalinidade: Indica a capacidade do resíduo para neutralizar ácidos ou para tamponamento. A alcalinidade se deve à presença de hidróxidos, carbonato e bicarbonato de cálcio, magnésio, sódio, potássio e amônio. Determina-se por avaliação com ácido normalizado expressando os resultados

como CaCO 3 de acordo com o Método 2320 doStandard Methods (APHA, 1992 e 1999).

Fósforo: Como o nitrogênio, o fósforo é um elemento essencial para o desenvolvimento dos microrganismos. Em alguns casos pontuais é necessário adicionar fósforo a um resíduo para que possa sofrer uma bioconversão. O fósforo é determinado como ortofosfato através da formação de um complexo colorido com molibdato de amônio, de acordo com o Método 4500-PC doStandard

Methods (APHA, 1992 e 1999).

Enxofre: A determinação do conteúdo em sulfatos é necessária para prever a formação de ácido sulfídrico no gás de digestão. Esta determinação consiste em uma turbidimetria, adicionando sal de

bário à amostra, de acordo com o Método 4500 doStandard Methods (APHA, 1992 e 1999).

Compostos Inibidores: São todos aqueles que afetam negativamente os processos biológicos, impedindo ou retardando as reações. Sua natureza é muito variada. Podem ser compostos orgânicos que aparecem como consequência do processo gerador do resíduo, como é o caso de detergentes, pesticidas, antibióticos, etc. Também pode existir inibição causada por metais pesados ou por concentrações elevadas de elementos que por si só não são tóxicos, como o sódio ou o nitrogênio, quando se encontram na forma amoniacal.

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2.2. Resíduos Pecuários

A pecuária, em seu conceito básico mais simples, pode ser definida como a agrupação de espécies animais que foram domesticadas pelo homem a fim de utilizar melhor seus produtos. Do ponto de vista ambiental, até pouco tempo, não se podia dizer que causasse problemas importantes de contaminação. Os resíduos gerados nas explorações pecuárias são utilizados tradicionalmente como adubo e complemento orgânico nas plantações, devido ao seu conteúdo em elementos minerais e matéria orgânica. Sua equilibrada dispersão, permanente contato com a natureza, o tipo de exploração e o reduzido tamanho dos rebanhos não podiam produzir impactos importantes sobre o meio ambiente, pois o próprio poder depurativo dos sistemas naturais era capaz de eliminar o problema.

Contudo, nos últimos anos, em um espaço de tempo curto, passou-se das explorações tradicionais extensivas às intensivas, devido às exigências do mercado, isso é, ao grande consumo de produtos, o que implica uma massificação de animais e uma seleção genética muito intensa. Este fato fez com que os resíduos gerados fossem também tão numeroso e especificamente localizados, que a capacidade de autodepuração do meio receptor não fosse suficiente para absorver esta produção. Isto produz a conseguinte repercussão e incidência no meio físico, o que leva ao deterioração destes, impossibilitando sua utilização posterior e gerando um grave problema ecológico.

Estas mudanças não afetaram a penas a produção de resíduos, mas também incidiram na composição, devido ao uso de produtos que induzem o crescimento acelerado, medicamentos e de metais pesados como o cobre e o zinco, cuja presença nos resíduos pode gerar danos e prejuízos irreversíveis quando utilizados e aplicados com fins agrícolas. Estas circunstancias fazem com que os resíduos das explorações pecuárias, consideradas antigamente como subprodutos de aplicação agrícola, atualmente constituam um sério problema ambiental, por sua forte carga contaminante e os grandes volumes gerados nos núcleos produtores.

Neste sentido, a digestão anaeróbica oferece a possibilidade de solucionar, em grande medida, o problema ambiental e, ao mesmo tempo, produzir uma energia facilmente utilizável. Ademais, em fazendas de pequeno porte, nas quais o problema ambiental não é tão severo, o biogás gerado a partir dos resíduos pode resolver muitos problemas energéticos e ajudar a melhorar a qualidade de vida de seus usuários, como de fato tem ocorrido há anos em alguns países.

2.2.1. Produção

Não é possível estabelecer de forma geral e teórica a produção de resíduos pecuários, já que esta é muito variável, não apenas como é óbvio entre uma espécie ou outro, mas inclusive dentro da mesma espécie. Os resumos biográficos são abundantes e os dados variam muito, pois a produção de resíduos de origem animal depende de inúmeros fatores como a espécie pecuária, tamanho do animal, estado fisiológico e alimentação, fundamentalmente.

Também é possível encontrar variações nos volumes de resíduos produzidos, conforme o tipo de alojamento e a frequência de lavagens, bem como pela forma de evacuação e de utilização da água como meio de propulsão, cujo volume deve ser considerado. É, portanto, imprescindível, no momento de realizar um estudo do tratamento a ser aplicado a estes resíduos, determinar a produção real dos mesmos, utilizando a bibliografia somente como dado orientativo, devido à importância deste parâmetro no desenho de uma planta de tratamento.

Como dado orientativo, a Tabela 1 reúne, como valores médios, os resíduos produzidos por distintas espécies animais. Como é possível ver, a quantidade de resíduos produzidos por animal oscila entre 50 kg/d em vacas leiteiras até 0,1 kg/d em aves.

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Tabela 4: Características de resíduos pecuários em função da produção

Animal ST (kg.d)

SV

(kg.d)

DQO

(kg/d)

Nitrogênio (kg/d)

Resíduo total(kg/d)

Umidade (%) Bovino de carne 2,353 1,895 1,961 0,163 29,412 92 Vaca leiteira 8,900 7,500 8,100 0,450 68,000 87 Frangos de carne 0,022 0,016 0,018 0,002 0,088 75 Poedeiras 0,027 0,020 0,022 0,001 0,102 74 Javali gravida 1,200 1,000 1,100 0,085 12,000 90 Javali 0,380 0,340 0,270 0,028 3,800 90 Fonte: ASAE (2003-2005).

2.2.4. A Pecuária na América Latina e no Caribe

A produção pecuária na América Latina e no Caribe (ALC) está distribuída em condições climáticas e agroecológicas muito variadas, que abarcam regiões tropicais a temperadas, regiões úmidas e semiáridas, regiões montanhosas e de ladeiras e, até mesmo, regiões planas de planície e cerrado. Por sua vez, a pecuária é realizada com base em uma série de condições técnicas muito diversas. Em um extremo estão os sistemas de produção de subsistência, caracterizados por baixos indicadores de produção e uso de matéria prima. Do outro, os sistemas de produção intensivos, com alto uso de matéria prima, nos quais a produção é destinada a satisfazer demandas de mercado bem estabelecidos ou crescentes. Estes sistemas de produção estão presente e coexistem em quase todos os países da região.

Na América Central e no Caribe, a produção pecuária se baseia principalmente em pequenas explorações, nas quais são criados poucos animais, geralmente com um proposito duplo (leite e carne), destinados ao consumo familiar ou para venda em leilões locais. Também se encontram explorações pecuárias maiores, encaminhadas à atividade comercial destinada a cobrir a demanda de produtos pecuários do mercado interno ou de exportação. Com relação à América do Sul, a produção pecuária se baseia em pequenas e medias explorações, em que a produção se destina ao consumo familiar ou ao mercado, dependendo da escala da mesma. Ademais, a América do Sul possui um indústria orientada à exportação (principalmente na Argentina, Brasil e Uruguai) que se encontra em rápido crescimento e com um desenvolvimento de grande importância em termos econômicos.

Da perspectiva socioeconômica, a pecuária é uma atividade de muita relevância na ALC. As existências pecuárias aumentaram bastante nos países da ALC nos últimos 10 anos. A região possui quase 14% das existências mundiais das principais espécies pecuárias (gado, porco, ovelha e carneiro, aves e vacas leiteiras). As existências avícolas na ALC aumentaram a uma velocidade incrível de 5,3% anual, com uma alta de 35,6% durante os últimos 10 anos. A região agora representa 14% das cifras avícolas mundiais (CEPAL, 2012). O Brasil apresenta a maior produção de todas as cifras de gado na América Latina, o que inclui a metade de todos os porcos e bovinos para carnes e lácteos, e cerca de 40% das aves de curral.

Os avanços surpreendentes em matéria de eficiência na produção de carne e leite na ALC contribuíram com o aumento da produção durante os últimos 10 anos, o que se traduz no maior rendimento do leite (22%), aves (15%), porcos (14%) e carne (7%), porcentagens que superam muito os avanços conquistados nos Estados Unidos e no resto do mundo (CEPAL, 2012). Por outro lado, estudos prospectivos desenvolvidos por IFPRI, ILRI e a FAO, indicam que o consumo mundial do total de produtos da carne aumentará de 184 milhões de toneladas em 1993 a 303 milhões de toneladas no ano 2020. Isto significa que existe uma tendência de crescimento na produção e que o consumo se manterá durante os próximos anos, estimando-se que 70% do crescimento dos mesmos ocorrerá nos países da ALC e da Ásia.

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Cerca de 20% dos 535 milhões de habitantes da região se encontram relacionados com as atividades agropecuárias, sendo que um terço desta porcentagem se dedica à pecuária. A atividade pecuária na ALC, como em outras partes do mundo, é fonte de trabalho e ingressos para famílias rurais e, no caso das famílias pobres, faz parte integral das estratégias de vida para acumular capital e recursos.

Contudo, o setor pecuário devera combater problemas ambientais. As evidencias indicam que deverá abordar estes problemas associados ao crescimento da produção. Atualmente os grandes desafios ambientais são combater a mudança climática, estimular a gestão apropriada da água e proteger a biodiversidade e o solo. Me muitos países da ALC a pecuária está contribuindo para enfrentar estes desafios (CEPAL, 2012).

Nos próximos anos surgirão oportunidades no setor pecuário, devido à crescente demanda mundial por carne e leite. Para satisfazer esta demanda será necessário mitigar as consequências do aquecimento global e avançar na gestão sustentável dos recursos naturais. Os países que poderão aproveitar essas oportunidades serão aqueles capazes de elevar a produtividade de maneira sustentável através da inovação e que respondam melhor às preferencias e demandas dos consumidores. Também se vislumbra uma grande oportunidade de potencializar a pecuária no âmbito da agricultura familiar camponesa, para o que é necessário associar o aumento da produção pecuária (através da melhoria de sua produtividade) com a redução da pobreza e a gestão sustentável dos recursos.

2.3. Resíduos Agroindustriais

Os resíduos biodegradáveis de origem agroindustrial normalmente se identificam com os resíduos e águas residuais de origem agroalimentar que, para sua depuração, são tratados por processos biológicos. Existem, além disso, outros resíduos industriais, como os procedentes de fabricas de papel, industrias farmacêuticas, dentre outros que, conforme o tipo de processo industrial que os gera, podem ser tratados biologicamente. A seguir serão descritas as características dos resíduos biodegradáveis produzidos em algumas das regiões mais agroindustriais da ALC.

2.3.1. Características de resíduos agroindustriais

Indústria do café: O café maduro apresenta uma composição em que o grão, que é a parte aproveitável para consumo, representa aproximadamente 20% do volume total do fruto. O processo de extração do fruto (beneficiado) gera aproximadamente o restante 80% do volume processado na qualidade de resíduo (Orozco et al., 2005). As características das águas residuais variam muito em função do procedimento seguido, encontrando-se valores de 2.000 (mg L-1) e 15.000 (mg L-1) para a DQO (Guardia, 2012). Estes resíduos agroindustriais apresentam excelentes condições de biodegrabilidade do ponto de vista de relação BOD/COD (superior a 0.5) (Guardia, 2012).

Destilarias: As águas residuais geradas nas destilarias recebem o nome de vinhaças, suas características dependem do tipo de licor a destilar. No melaço da cana-de-açúcar ou beterraba a quantidade de vinhaça gerada oscila entre 10 e 15 litros por litro de álcool, com uma DQO próxima de entre 60.000 y 100.000 mg/l (Wilkie et al., 2000; López et al., 2010; Del Toro, 2001; Pérez y Garrido, 2008).

Cervejarias: Da indústria cervejeira provém águas residuais da lavagem de garrafas, barris e bacias, que são as mais abundantes, e águas procedentes do resfriamento e condensação que aportam altos volumes pouco contaminantes. Valores de referência são: volume de águas residuais/volume de