Technologies to mitigate the environmental impact of broiler production

Tecnologias para mitigar o impacto ambiental da produção de frangos de corte

Tecnologias para mitigar o impacto ambiental da produção de frangos de corte

Technologies to mitigate the environmental impact of broiler production

Edgar O. Oviedo-Rondón, DVM, PhD., Dipl. ACPV

Department of Poultry Science, North Carolina State University, Raleigh, NC 27695-7608

RESUMO

A criação industrial de frangos de corte tem sido eficiente na produção de proteína animal, no entanto geram resíduos com alto conteúdo de N, P, K, minerais traço, e alta carga de bactérias. A rápida degradação microbiana destes resíduos ocasiona volatilização de amônia, odores, e pó fino, além de atrair insetos e roedores. Esta apresentação discutirá os métodos mais efetivos para aproveitamento destes recursos e minimizar o possível impacto ambiental. Estes procedimentos incluem planejamento, capacitação do pessoal, zoneamento das áreas para dispor dos resíduos finais nas glebas, isolamento da granja, nutrição com precisão, praticas de manejo da cama e galpão, e correto manejo das aves mortas. A cama de frangos tem sido utilizada na alimentação animal e geração de energia. Adicionalmente serão apresentadas novas tecnologias visando à redução de emissões de amônia, odores e pó fino, ou a redução na solubilidade de fósforo.

Palavras-chave: impacto ambiental, resíduos, frangos de corte, amônia, odor

ABSTRACT

The broiler industry produces efficiently animal protein, but generates residues with high contents of N, P, K, trace minerals, and high bacterial charge. The rapid microbial decomposition of these residues cause ammonia volatilization, nuisance odor, fine particulate matter, and attract insects and rodents. This presentation will discuss the more effective methods to utilize these resources and minimize potential environmental impact. These procedures include planning, personnel training, zoning of areas used to dispose the final residues in crop lands, farm isolation, precision nutrition, litter and house management practices, and appropriate mortality disposal. Broiler litter has been used for animal feeding and power generation. Additionally, new technologies to reduce ammonia, odor and fine particle emissions, or reduction of P solubility will be presented.

Key words: environmental impact, residues, broilers, ammonia, odor

Introdução

A produção de frangos de corte é a forma mais eficiente e barata de produzir proteína animal para alimentação humana no mundo. Os frangos são os animais mais eficientes para transformar grãos em proteína animal, em curto tempo, com utilização de pouco espaço, pouca água e energia, e adicionalmente é possível utilizar o animal inteiro após o abate. No entanto, como em todas as atividades humanas de produção existem resíduos na avicultura. Estes resíduos quando aproveitados ou tratados de forma incorreta, compreenderão alto risco aos recursos hídricos, incluindo o solo e ar.

A maior parte dos frangos a nível mundial é produzida em sistemas industriais com altas eficiências econômicas na utilização de recursos e mão de obra. Os Estados Unidos é o maior produtor mundial de frangos e segundo exportador, sendo o Brasil é o maior exportador mundial de frangos, com US $2,7 bilhões em vendas para 142 países. Nos dois países e no mundo inteiro a produção de frangos continuará crescendo aceleradamente nos próximos anos. A indústria avícola mundial utiliza a integração vertical e a economia de escala para obter alta eficiência econômica, porém isto indica uma alta concentração de recursos em espaços limitados. Para facilitar o transporte de pintinhos, ração e frangos para o abate, as empresas localizam seus incubatórios, fábricas de rações, granjas e abatedouros a distâncias eqüidistantes. Entretanto, este arranjo indica uma grande concentração de aves em áreas relativamente pequenas, ocasionando um impacto ambiental nas áreas de produção onde muitos nutrientes são trazidos de diferentes lugares dos alimentos usados na fabricação da ração. Para que a produção de frangos continue crescendo é cada vez mais importante desenvolver práticas adequadas de manejo de resíduos para atingir as restrições legais atualmente existentes.

A produção de frangos de corte gera um grande volume de resíduos na forma de esterco, efluentes, camas e aves mortas. Estes resíduos possuem concentrações importantes de nitrogênio, fósforo, potássio, minerais traço como cobre e zinco (Tabela 1), e uma alta carga de bactérias (Terzich et al., 2000). A rápida decomposição destes resíduos dentro e fora dos lugares de produção avícola gera problemas adicionais como pó, volatilização de amônia, pequenas quantidades de sulfeto de hidrogênio, e outros compostos orgânicos voláteis que aumentam os odores (Williams et al., 1999; Nahm, 2000; Seiffert et al., 2000).

Esta apresentação tem por objetivo discutir os principais resíduos resultantes da produção de frangos de corte e as tecnologias disponíveis utilizadas na indústria atualmente, assim como tecnologias em desenvolvimento para mitigar ou minimizar o impacto ambiental atual e futuro.

Impacto ambiental da produção de frangos

Os resíduos dos aviários podem ser tanto um recurso como um poluente, no entanto o manejo adequado destes resíduos com altos conteúdos de nutrientes possibilita um impacto ambiental mínimo. Estes resíduos têm o potencial de poluir as águas superficiais e o lençol freático. Os resíduos avícolas podem aumentar os nutrientes minerais, as substâncias orgânicas que demandam oxigênio, materiais em suspensão e em algumas ocasiões microorganismos patogênicos (Seiffert, 2000). A produção de frangos também pode afetar a qualidade do ar, por emissões de gases como amônia, exalação de odores, e produção de pó à atmosfera (Robarge et al., 1999; Zhongchao & Zhang, 2004). A incineração de carcaças de aves mortas libera dióxido de sulfuroso, oxido nítrico, cinzas e odores (Lacey et al., 2004). Alguns dos nutrientes e fatores relacionados à produção de frangos com maior impacto ambiental são discutidos posteriormente.

Nitrogênio

A amônia e os nitratos são as duas formas químicas de nitrogênio mais comuns nos resíduos avícolas (Tabela 1). O íon amônio (NH₄⁺) é a forma dominante de nitrogênio no esterco de aves, o qual é convertido em amônia (NH₃⁺) com a elevação do pH e sob condições de umidade. A amônia, um gás tóxico que afeta a saúde humana e animal (Carlie, 1984; Donham et al., 2002; Homidan et al., 2003), é volatilizada rapidamente afetando a qualidade do ar dentro do aviário, aumenta a formação de material particulado de pequeno tamanho (2,5 e 5 µm) (Zhongchao & Zhang, 2004; Patterson & Adrizal, 2005).

Os nitratos podem ser a maior forma contaminante do lençol freático quando níveis excessivos de cama de frangos são utilizados com adubo. Estes nitratos são solúveis em água e são transportados pela solução do solo às raízes das plantas, mas também ao lençol freático, onde pode contaminar suprimentos de água potável subterrânea.

Fósforo

O fósforo é um mineral encontrado em altas quantidades nas excretas das aves, no entanto a aplicação excessiva na adubação pode saturar a capacidade do solo e plantas de utilizar este nutriente, o que acarreta na lixiviação, e posterior contaminação do lençol freático. O fósforo dos resíduos avícolas pode ser bastante solúvel, no entanto sua aplicação como adubo em épocas de chuva e em terrenos com declive pode afetar a água superficial como lagoas e rios, especialmente em solos arenosos e bem drenados (Maguire et al., 2005).

Os excessos no solo de P podem ser controlados através da rotação de cultivos de grãos com pastagens, produção de silagem e feno. Para evitar a contaminação das águas é necessário tem um bom controle da erosão e de cobertura do solo (Seiffert, 2000; Nahm, 2003a, 2004).

Elemento traço

As rações das aves têm quantidades altas de ferro e zinco, sendo comum observar níveis altos destes minerais traço nas camas de frangos (Tabela 2). Níveis altos destes minerais são observados em solos onde existe aplicação constante de resíduos avícolas por vários anos (Kingery et al., 1994; Jackson et al., 2003). Excessos destes minerais no solo afetam o crescimento radicular das plantas (Broadley et al., 2007).

Efeitos sobre a qualidade da água

Os nutrientes contidos nos resíduos avícolas podem afetar águas superficiais e subterrâneas, onde as bactérias oriundas da matéria fecal das aves podem contaminar as águas de consumo humano e animal. O nitrogênio e fósforo eliminados são os dois nutrientes com maior potencial poluente para os corpos de água superficiais. A concentração de P nas águas superficiais não deve ser maior de 0.05 mg P/l para cursos de água e 0,10 mg P/l para lagos e reservatórios. A eutrofização ocasionada por estes nutrientes aumenta a população de algas na água, elevando a concentração de oxigênio dissolvido na água durante o dia, sendo utilizado no processo de respiração das algas à noite e sob condições de dias nublados (Nahm, 2004; Maguire et al., 2005). A baixa concentração de oxigênio dissolvido pode resultar na mortandade de peixes e ictiofauna associada. Igualmente, o ambiente anaeróbico causa a produção de metano, aminas e sulfitos (Williams et al., 1999).

A matéria sólida suspensa nos corpos de água pode afetar o oxigênio dissolvido por redução na penetração de luz solar e conseqüentemente à geração de oxigênio livre através da fotossíntese de algas e plantas aquáticas (Seiffert, 2000).

Resíduos químicos

Resíduos químicos oriundos das dietas dos frangos com antibióticos, coccidiostatos ou larvicidas aplicadas na cama também podem ser encontrados em resíduos avícolas. Os antibióticos são cada vez menos freqüentes devido à restrição, voluntaria ou mandatória, da adição destes produtos na ração das aves pressionada principalmente pelos consumidores. Sendo assim a maioria das empresas avícolas não utilizar nenhum aditivo químico, ou somente a utilização de alguns produtos muito específicos em circunstancias com alta incidência de doenças. Estas substâncias podem incluir amprolium, clortetraciclina, sulfato de neomicina, nicarbaxina, compostos arsenicales e oxitetraciclina (Williams et al., 1999).

Existe pouca informação do efeito dos antibióticos sob plantas, água ou solo (Sims & Wolf, 1994). Como em todo tipo de produção agropecuária é necessário ter consideração os resíduos de rações, remédios, inseticidas, embalagens, lixo e solo descoberto que podem ser transportados pela água de chuva para os pontos mais baixos do terreno e rede de drenagem, afetando os cursos de água.

Microorganismos patogênicos

As fezes de todos os animais contêm bactérias, que em contato com as fontes de água potável podem causar contaminação. Escherichia coli e Salmonella são bactérias naturalmente presentes nas fezes de todos os animais que podem contaminar a água superficial. Os pós gerados nas instalações avícolas contem bactérias que afetam a qualidade microbiológica do ar dentro e fora dos galpões (Terzich et al., 2000; Davis & Morishita, 2005).

Emissões de gases

A amônia (NH₃) é considerada como o gás mais nocivo produzido em galpões de frangos (Carlile, 1984) além de afetar a saúde das aves (Dawkins et al., 2004). Adicionalmente, o gás NH₃ é o precursor das partículas voláteis muito pequenas conhecidas como PM_2.5 (Particle Matter 2.5m m), as quais são o segundo maior poluente do ar das instalações avícolas. A emissão de amônia dos galpões de frangos é muito variável (Tabela 3). Estas emissões dependem de vários fatores incluindo o tipo de ventilação, a idade da cama, a duração do ciclo de frangos, e o método de medição entre outros.

Vários relatos de literatura (Kristensen & Wathes, 2000; Homidan et al., 2003; Wathes, 2004) indicam que a exposição a NH₃, pó, e microorganismos aéreos afetam significativamente o crescimento das aves. Evidencias cientificas sugere que a NH₃ ocasiona irritação das membranas mucosas os olhos e no aparato respiratório, aumenta a susceptibilidade a doenças respiratórias, e reduz o consumo de alimento, a conversão alimentar e a taxa de crescimento. Miles et al. (2004) reportou que reduzindo as concentrações de NH₃ em 10% se poderia aumentar o peso final dos frangos abatidos a 42 dias em mais de 45 gramas. A exposição dos frangos a concentrações entre 25 e 50 ppm durante sete dias induz uveíte ou doenças nos olhos em frangos de corte (Olanrewaju et al., 2007).

O impacto ambiental destas emissões de gases dos galpões de frangos não é ainda muito clara (Aneja, 1997; Robarge et al., 1999). Estas emissões tem um efeito na formação de pó muito fino (PM_2.5) e no aumento de N no ambiente. As concentrações de amônia no ar são muito variáveis. Assim, nas altas montanha é de 1µg de N-NH₃/m³ ou 0.00172 ppm; os valores típicos, em áreas rurais com cultivos, variam de 1 a 6 µg N-NH₃/m³, mas podem chegar a 14 µg N-NH₃/m³; em áreas urbanas de 16 µg N-NH₃/m³ e ao interior das vivendas até 36 µg N-NH₃/m₃. Perto de galpões avícolas as concentrações podem ser tão altas como 50 µg N-NH₃/m³ ou 0.071 ppm. Por seu lado, os seres humanos podem detectar, pelo cheiro, concentrações de 45 ppm e os mais sensíveis até 10 ppm. O limite tolerável de exposição aceitado muda de pais a pais, normalmente esta perto de 15 ppm (Aneja, 1997; Robarge et al., 1999).

Odores

Os odores dos galpões de frangos são resultantes da degradação microbiana de uma variedade de compostos orgânicos da cama dos frangos, incluindo as fezes (O'Neill et al., 1992). A concentração do odor pode ser mensurada pelo método do limiar absoluto olfatométrico, ainda que a intensidade, caráter, e tom hedônico do odor são igualmente importantes para avaliar a percepção pública também como a freqüência e duração do odor. Existe uma relação não-linear entre a concentração de odor e a intensidade do odor, a qual causa dificuldades para concluir qual o efeito ocasionado (Lacey et al., 2004). As tentativas para correlacionar a concentração de odores, e as concentrações de amônia e pó não têm tido sucesso. Devido à falta de evidencia científica, as emissões de odor das instalações avícolas não são reguladas pela maioria dos governos dos diferentes paises, mas constituem um ponto freqüente de discórdia entre os produtores e os vizinhos das granjas (McGahan et al., 2002).

Insetos e roedores

Outro ponto de discórdia com as vizinhanças das granjas de avícolas é a infestação de insetos e roedores. As granjas manejam volumes muito grandes de alimento de alta qualidade, esterco e mortalidades de aves que atraem rapidamente insetos e roedores. O ambiente fechado, protegido do sol e a chuva, e aquecido dos galpões de frangos é propicio para o desenvolvimento e moradia destas pragas. Uma vez estabelecida uma granja de frangos deve-se iniciar de imediato um controle de pragas integral para evitar a proliferação de insetos e roedores.

Os dois insetos mais comuns na avicultura são a mosca doméstica (Musca domestica) e o cascudinho (Alphitobius diaperinus). Estes dois insetos podem transmitir agentes patogênicos como Salmonella, Pasteurella, Staphilococcus e ovos de helmintos. Os cascudinhos também podem transmitir viroses como leucose, Marek, New Castle, reovirus, rotavirus e enterovirus. Estes dois tipos de insetos ocasionam incomodidade para os trabalhadores dos aviários e para a vizinhança principalmente quando a cama é usada na lavoura (Pedroso-de-Paiva, 2000).

O controle de insetos e roedores deve ser uma pratica diária nos aviários, incluindo controle cultural através de técnicas de monitoramento da população de pragas e conhecimento do comportamento das pragas; medidas de controle mecânico, que envolvem desde detalhes de construção, manejo de resíduos e práticas sanitárias (Pedroso-de-Paiva, 2000).

Tecnologias para Manejar e Utilizar os Dejetos e Diminuir Impacto Ambiental

Devido à aplicação da legislação ambiental nas condições agrícolas, existe um grande interesse a nível mundial da indústria avícola, incluindo as empresas integradoras e os produtores, as instituições de pesquisa agropecuária e as Universidades para desenvolver e aplicar novas tecnologias para o manejo de resíduos da produção de frangos de corte. Porém, a maioria das tecnologias de manejo de resíduos termina com aplicação de nutrientes remanescentes na terra como fertilizante, e para isto é necessário planejar e delimitar as áreas onde os nutrientes serão aplicados. Adicionalmente, é necessário capacitar os produtores e operadores nos diferentes passos do manejo de resíduos e na aplicação final destes nutrientes.

Planejamento, capacitação e zoneamento para manejo de nutrientes

Em quase todos os paises, os proprietários rurais, produtores, operadores e distribuidores destes resíduos, são responsáveis pela obtenção de licenciamento ambiental para o desenvolvimento de atividades rurais, bem como obrigados a operar a produção, dentro de normas e regulamentações legais existentes. As empresas integradoras são geralmente mais visíveis para os grupos ambientalistas e por tanto podem ter maior responsabilidade para promover praticas de manejo ambiental.

No manejo de questões ambientais, o passo inicial para diminuir o impacto ambiental é o planejamento da localização e expansão das empresas para evitar aumentar os problemas em áreas sensíveis (Seiffert, 2000). As decisões das empresas integradoras afetam os possíveis riscos de poluição das operações na avicultura, a minimização dos conflitos com vizinhos, e problemas com autoridades ambientais e grupos ambientalistas. As áreas ambientais sensíveis são aquelas que ficam perto de mananciais ou corpos de água que abastecem centros urbanos, solos arenosos ou com lençol freático superficial, proximidade de cursos de água, áreas urbanas ou semi-urbanas, estradas, áreas de topografia forte ondulada (20% a 45% de declividade) a montanhosa (45% a 75% declividade).

É importante lembrar que as áreas residenciais tendem a crescer mais rapidamente que a indústria avícola, consequentemente os planos de expansão devem revisar as licenças de urbanismo e o potencial dos terrenos nas vizinhanças. Na maioria dos países existem recomendações ambientais ou de saúde publica para ter os galpões de frangos afastados entre 30 e 50 metros das residências. No entanto, muitas vezes as novas construções de residências suburbanas são situadas mais perto das granjas já existentes, ocasionando conflitos entre o produtor avícola e os novos residentes. Os critérios de manutenção das áreas verdes, preservação de mananciais, fixação do valor da terra e taxação para licenciamento de atividades a nível municipal podem ser utilizados para determinar os planos de expansão e uso futuro da terra (Brake, 1996).

O segundo passo no manejo ambiental dos resíduos da produção de frangos de corte é a capacitação ambiental dos produtores, e monitoramento das praticas de manejo. Os contratos entre a empresa integradora e os produtores geralmente incluem clausulas que estimulam as praticas ambientais preventivas. A capacitação ambiental abrange o conhecimento das leis ambientais e normas regionais para o manejo dos resíduos. Esta capacitação deve ser constante e requisito para obter a licencia ambiental para produzir, e igualmente para renovar anualmente esta licença.

Dentro do planejamento é importante considerar o zoneamento de instalações e distribuição de espaços físicos disponíveis na região para destinar os estercos (Brake, 1996). Muitas regiões têm planos e mapas das glebas para aplicação das camas de frango como fertilizante nas lavouras e cada produtor o manipulador de camas de frango deve seguir estas recomendações referentes aos terrenos que ainda podem aceitar descarga destes resíduos. Os mapas da região devem ser utilizados para determinar os tamanhos das áreas para aplicação, as distancias entre as granjas e as glebas, afastamento destas áreas dos corpos de água, afastamento de vizinhos, afastamento de áreas públicas, ventos dominantes, escoamento superficial de águas pluviais, e o tipo de geologia da região. Adicionalmente, é importante manter registros dos tipos de cultivos plantados nessas áreas específicas e características dos solos. Cada tipo de planta utiliza diferentes quantidades de nutrientes e o N, P e K são os marcadores principais para determinar os limites e o calendário de aplicação do esterco de frangos (Williams et al., 1999; Seiffert, 2000; Mukhtar et al., 2004).

Finalmente, é muito importante avaliar a drenagem superficial, subsuperficial, as características geológicas do terreno e a natureza dos solos no entorno das instalações de criação das aves, de armazenagem, transporte e aplicação dos resíduos. A drenagem de água de chuva dos telhados precisam serem controladas e conduzidas para fora das áreas de entorno dos galpões. Tanto os aviários como as áreas de estocagem e compostagem do esterco devem ser construídas em partes elevadas do terreno para controlar o deslocamente das águas pluviais. Em algumas ocasiões, em áreas úmidas e terrenos baixos, é necessário isolar do subsolo dos aviários e áreas de estocagem e composteiras com polietileno ou piso de concreto. O objetivo final sempre é evitar a contaminação das águas subterrâneas. Locais com formação geológica de lençol freático superficial, com grande variação sazonal do lençol freático, ou com problemas de drenagem dificultam ou limitam a aplicação de esterco e a disposição de aves mortas. As características de profundidade, declividade, textura e retenção de água também determinam se o local é favorável para espalhar os nutrientes dos resíduos avícolas. Os solos arenosos, com mais de 45% de declividade, e rasos com menos de 50 cm de profundidade são os menos adequados, e os mais favoráveis são os solos argilosos profundos com mais de 100 cm de profundidade (Mukhtar et al., 2004).

A aplicação dos estercos, cama ou compostagem nas glebas geralmente são nas estações de primavera e verão. O operador que irá distribuir estes nutrientes nos solos deve observar a previsão do tempo para evitar o escoamento superficial da água de chuva transportando os nutrientes para a rede de drenagem. Igualmente, o operador deve evitar distribuir estercos a distâncias com afastamento menor que 30 m de pequenos cursos de água e 60 m de poços e áreas de mananciais (Seiffert, 2000; Mukhtar et al., 2004).

Isolamento das granjas com barreiras naturais

As barreiras naturais com árvores nativos de cada região tem sido uma prática de biosegurança muito comum e importante na avicultura. Informações científicas recentes (Malone et al., 2006; Patterson et al., 2008) demonstram que barreiras de árvores situados na frente dos exaustores das granjas podem capturar poeira e amônia, diminuindo entre 40 e 50% o impacto ambiental da amônia, e evitando que a vizinhança tenha contato visual direito com os galpões (Patterson & Adrizal, 2005).

Uma vez existem avaliações e determinação das zonas para distribuição dos nutrientes, isolamento das granjas, medidas para controlar a fuga destes nutrientes, compromisso do pessoal envolvido e capacitação para o manejo ambiental é possível executar algumas metodologias para evitar o desperdício de nutrientes no sistema de criação de frangos de corte, sendo a nutrição e alimentação o primeiro fator a ser reavaliado.

Manejo nutricional para diminuir impacto ambiental

Melhorar a eficiência de utilização de nutrientes e fazer uma formulação mais precisa são as metodologias mais efetivas para reduzir as perdas de nutrientes no ambiente que ocasionam contaminação. Estas metodologias têm sido descritas em detalhe por vários autores (Williams et al., 1999; Ferket et al., 2002; Nahm & Carlson, 1998; Nahm, 2000, 2002, 2003a,b, 2004). Alguns exemplos de estes métodos incluem: 1). A suplementação de aminoácidos cristalinos e a redução dos conteúdos de proteína crua das rações podem reduzir de 10 a 30% a excreção de N (Verstegen & Jongbloed, 2003); 2). A suplementação de enzimas resulta em reduções de 12 a 15% na matéria fecal dos frangos; 3) A suplementação da enzima fitase resulta em reduções de 25 a 35% de fósforo nas rações, se é feita uma redução na quantidade de fósforo inorgânico nas dietas (Coelho & Kornegay, 1996; Maguire et al., 2005); 4) A alimentação por fases, com mais dietas que atinjam com mais acuracia as exigências nutricionais dos frangos pode reduzir a excreção de N e P entre 10 e até 30% (Maguire et al., 2005); 5) A utilização de alimentos com melhor digestibilidade pode diminuir a excreção de nutrientes em 5%.

A utilização de aditivos como os extratos de Yucca schidigera (Amon et al., 1997), zeolitas e alguns probióticos baseados em Lactobacillus (Chang & Chen, 2003) nas dietas de frangos tem resultado em reduções significativas de amônia e odor. Porém, outros pesquisadores não têm observado efeitos significativos destes aditivos (Ullman et al., 2004).

Da mesma forma, algumas práticas de processamento de alimentos como manter um tamanho de partícula adequada e a uniformidade, o melhor controle de qualidade das rações e a peletização ou expansão melhoram a digestibilidade de nutrientes e reduzem a excreção destes nutrientes.

Manejo de Resíduos

A finalidade de toda tecnologia de manejo de resíduos é aproveitar todos os nutrientes disponíveis com mínimas perdas no ambiente durante o processo de aproveitamento. Os resíduos sólidos de frangos incluem a cama ou crostas ao final de cada ciclo de produção e a mortalidade diária.

Manejo da cama, coleta e armazenagem de resíduos

A maioria dos frangos de corte são criados sobre pisos de terra batida e alguns em pisos de concreto. A cama é o material distribuído sobre o piso dos galpões para servir de leito das aves, absorver a umidade, servir como isolante térmico, e absorver o impacto do peso da ave (Paganini, 2004). Geralmente é utilizado suficiente material para ter camas com 5 a 15 cm de grossura. Entre os materiais mais comuns temos maravalha, pó de serra, casca de arroz, sabugo de milho triturado, palhadas de culturas em geral e fenos de gramíneas.

Em muitos paises a cama é reutilizada em vários lotes de frangos, coletada completamente após um ou vários anos. Esta reutilização da cama é per se uma tentativa para minimizar o impacto ambiental da avicultura. Outras razões para a reutilização da cama são os custos para aquisição do material e em muitos casos a escassez do material, a disponibilidade de mão de obra para retirar a cama do galpão no curto período de tempo disponível entre lotes de frangos, e a disponibilidade de terrenos apropriados para espalhar estes nutrientes. Nestes sistemas de produção, as crostas ou materiais empastados e endurecidos pelas fezes e a umidade é coletado ao final de cada lote e em algumas ocasiões novo material de cama é adicionado. O material empastado é armazenado geralmente por vários meses até um volume suficiente este disponível para ser transportado e utilizado nas glebas (Mukhatar et al., 2004; Paganini, 2004).

As praticas de manejo dos frangos influem na qualidade da cama e nas emissões de gases da cama e consequentemente no impacto ambiental da granja. A adequada ventilação e aeração das instalações são necessárias para tentar manter a umidade relativa interna em menos de 70%, e a umidade da cama entre 20% e 35%. Ajustes na ventilação devem ser feitos devido às estações do ano, períodos de chuva e aumentos na densidade de estocagem das aves. As dietas também podem afetar a umidade da cama pelos efeitos na umidade das excretas das aves. Assim, níveis protéicos, inclusão de ingredientes com alto nível de potássio ou sódio, o balanço eletrolítico da dieta em geral, a adição de ionóforos para controle de coccidiose como a lasolacida e salinomicina, e os efeitos negativos de micotoxinas e peróxidos afetam a umidade da cama. Descuidos no manejo da pressão da água, nível de água, vazamentos de água e má regulagem da altura dos bebedouros podem aumentar a umidade da cama. O tipo de bebedouros (nipple vs tipo pendular) e manejo dos mesmos também pode afetar a umidade da cama. Todas estas falhas de manejo afetam a produtividade dos frangos e acarretam maior impacto ambiental com a maior produção de amônia, odores, dificuldades de manejo de cama úmida, aumento na solubilidade de nitratos e do fósforo (Carey et al., 2004; Patterson & Adrizal, 2005).

Em muitos países são utilizados métodos químicos para reduzir a carga microbiana da cama e em parte diminuir a volatilização da amônia (Nahm 2003b; Paganini, 2004; Williams et al., 2004). Os métodos químicos incluem desinfectantes, alcalinizantes e acidificantes. Os desinfectantes mais comuns são os trifenoles sintéticos e a formalina. Esta última, embora eficiente esta caindo em desuso devido aos perigos decorrentes de sua utilização, em especial à saúde humana. O material alcalinizante mais comum é a cal, no entanto é ineficiente frente à Clostridium perfringes muito comum em criações de frangos (Terzich et al., 2000). Os compostos acidificantes mais utilizados são o sulfato de hidrogênio sódico e a sulfato de alumínio. Estes acidificantes são aplicados comumente à razão de 35 a 50 kg/100 m² o dia anterior à recepção dos pintinhos e geralmente só na área de recepção. Porém, o efeito dos acidificantes não é maior de 2 ou 3 semanas (Pope & Cherry, 2000; Fairchild et al., 2006). Pesquisadores da Universidade Estadual da Carolina do Norte estam avaliando em condições de uma granja comercial os efeitos de diferentes doses de adição e métodos de aplicação do sulfeto de hidrogênio sódico nas emissões totais de amônia de galpões de frangos com cama reutilizada por dois anos.

Os métodos biológicos utilizados para diminuir bactérias são a fermentação ou compostagem e a inibição competitiva. O simples amontoamento ou compostagem elimina muitas bactérias e vírus presentes na cama, porém a fermentação gera volatilização de amônia. Vários dos fatores necessários para diminuir esta produção de amônia serão discutidos na seção de compostagem. Outro método de manejo biológico da cama é a inibição competitiva por inoculação da cama com bactérias como o Bacillus subtilis que inibe competitivamente as populações de bactérias patogênicas, diminui a formação de crostas, e reduz a formação de amônia por transformação de amônia a nitratos e nitritos (Paganini, 2004).

A composição da cama varia com o material utilizado para gerar a camada inicial, a quantidade de material adicionado entre lotes, o número de lotes de frangos criados sobre esta cama, a mortalidade, o tempo de armazenagem, e se o material foi revolvido entre a saída e inicio de novos lotes de animais. O conteúdo de nitrogênio, ira elevar-se com o numero sucessivo de lotes, e geralmente atinge o máximo após o quarto e quinto lote de frangos.

A armazenagem temporal das camas deve ser feita em galpões cobertos, em pilhas cobertas com plásticos, ou em calhas de compostagem. Estas instalações ou montes de estercos devem ser localizados a uma distância não inferior a 30 metros dos galpões por razões sanitárias, devem ser mantidas secas para prevenir a geração de moscas, odores e perdas de amônia, e ao mesmo tempo facilitar o transporte às glebas.

Compostagem

A compostagem é o processo que transforma o material orgânico em material quimicamente mais uniforme com baixa presença de substancias odoríferas, chamado húmus ou composto. A compostagem é considerada um processo aeróbio, mas as pilhas de esterco sem revolvimento também pode formar composto. O processo aeróbio é geralmente mais eficiente, rápido, gera menos odores e reduz a perdas de N como amônia. Na formação de uma compostagem é necessário garantir uma relação 30 partes carbono para 1 de nitrogênio, uma umidade de 40 a 50% e continuo suprimento de oxigênio. Geralmente, em camas de frango não são necessários adicionar mais cama para suprir o carbono. O processo de compostagem gera calor e atinge temperaturas de 80ºC, e as temperaturas normais podem estar entre 60 e 70ºC. Se o composto não atinge estas temperaturas pode necessitar maiores quantidades de carbono ou suprimento de oxigênio. A mistura do composto com objetivo de fornecer oxigênio pode ser feita com equipamento mecânico ou por mecanismos de ar forçado. O composto geralmente tem menor umidade e volume que a cama de frangos fresca. O composto tem efluentes que devem ser conduzidos apropriadamente para evitar contaminação da água da rede de drenagem.

Durante a compostagem é comum perder quantidades consideráveis de amônia. Para reduzir esta volatilização de amônia é recomendado adicionar aditivos como zeolitas, argilas, CaCl₂, CaSO₄, MgCl₂, MgSO₄ e sulfato de alumínio (Ullman et al., 2004).

A peletização da cama ou do composto tem sido utilizada por algumas empresas para facilitar o transporte e venda do material para jardineira. Como exemplo, a empresa Perdue AgriRecycle que faz parte da Empresa Avícola Integradora Perdue Farms Inc. do Estado de Delaware, produz o produto MicroStart60 a partir de cama de frango peletizada desde ano 1995 com grande sucesso (O'Keefe, 2002).

Manejo de mortalidades

A compostagem é um dos métodos mais aceitados para dispor das carcaças de aves mortas normalmente ao nível de granja. Porém, sempre é necessário planejar o manejo acorde com o tamanho do plantel e a mortalidade diária esperada. Hoje, também é necessário planejar para ocasiões de mortandade massivas associadas com catástrofes como o choque térmico, falhas dos equipamentos de ventilação e epidemias de doenças infecciosas (Williams, et al., 1999; Steiffer, 2000).

Outros métodos de disposição de mortalidades incluem: enterramento, incineração, gasificação. Todos estes tem limitações ambientais devido ao nível do lençol freático para enterramento, e os custos do gás necessário para a incineração ou combustão.

A prática de compostagem das aves mortas envolve a mistura da mortalidade com a cama, serragem, palha e água. Geralmente é necessário adicionar um litro de água por cada 2 kg de carcaças, e conforme avança a mortalidade e necessária adicionar camadas de material como fonte de carbono. O processo completo de fermentação das carcaças toma cerca de 60 dias, durante o qual necessita ser removido e misturado pelo menos três vezes para fornecer oxigênio e manter o processo bacteriano aeróbio. O composto de mortalidade de aves é similar a outro húmus com pequenas proporções de ossos e penas remanescentes, o qual pode ser utilizado como fertilizante agrícola. Os cuidados normais de todo compostagem também aplicam para o manejo de carcaças, especialmente a cobertura para evitar a umidade e percolação de nutrientes no subsolo e na rede de drenagem, o piso de concreto ou isolamento do solo, e paredes laterais de madeira para facilitar o manejo do composto durante as misturas (Steiffer, 2000).

Utilização da cama de frango na alimentação animal

Em algumas regiões, ainda é possível utilizar a cama de frangos de corte na alimentação de bovinos e ovinos em combinação com outros alimentos principalmente à base de cana de açúcar, sabugo de milho ou polpa de citros (Williams et al., 1999; Leme et al., 2000). Na maioria dos países, esta pratica esta proibida como parte das medidas sanitárias para evitar transmissão de doenças infecciosas. Este material geralmente é suplemento alimentício para bovinos e ovinos quando outros alimentos não estão disponíveis nos períodos de seca, mas não é considerado para animais de alta produtividade. A cama de frango é um material muito heterogêneo na suas composições químicas, com altos níveis de cinza, e minerais como cobre, zinco, selênio e em alguns casos arsênio. Se for utilizado, a cama deve ser moída e peneirada para eliminar material grosso, e carcaças de aves. A fermentação inicial, inclusão em silagens, calor seco, úmido, fumigação com óxido de etileno ou brometo de metila, diminui o risco de transmissão de doenças, e melhora a digestibilidade (Williams et al., 1999; Leme et al., 2000).

Produção de energia

As camas de frangos podem ser utilizadas para produção anaeróbica de biogás (Williams et al., 1999; Lucas & Santos, 2000) ou como combustível para geração de energia elétrica (Fibrowatt, 2005). O biogás esta constituído por 60% CH₄, 38% CO₂ e 2% da mescla de vapor de água, NH₃ e H₂S. O biogás pode ser utilizado como fonte de energia na granja para queimar em aquecedores ou combustível de motores de combustão interna na geração de energia elétrica. Os efluentes da fermentação anaeróbica e os sólidos resíduos deste processo podem ser utilizados como fertilizantes e até suplementos animais devido a seu alto conteúdo protéico, vitamínico e minerais. Existem diversos modelos de biodigestores e condições de operação (Lucas & Santos, 2000). No entanto, poucos produtores utilizam digestão anaeróbica como método de tratamento de resíduos avícolas devido aos custos de instalação, baixa eficiência de produção de biogás e dificuldades na operação dos fermentadores (Williams et al., 1999; Turnell et al., 2007). Porém, com os altos custos do gás propano e a necessidade de encontrar alternativas de energia renovável, existe interesse em retomar esta tecnologia no nível de granja.

Uma alternativa que tem tomado muito mais interesse é o uso da cama de frangos como combustível direto para geração de energia elétrica ao nível industrial e regional (Bock, 2004; Turnell et al., 2007). A empresa Fibrowatt Ltd do Reino Unido desenvolveu esta tecnologia que esta em funcionamento na Inglaterra. Nos Estados Unidos a primeira planta foi construída pela empresa em Benson, Estado de Minnesota e vai produzir cada ano 55 mega-Watts de eletricidade a partir de 700.000 toneladas de cama de perus em combinação com biomassa agrícola. Esta mesma empresa chamada nos Estados Unidos Fibrowatt LLC USA propôs construir duas plantas geradoras de energia no Estado da Carolina do Norte (FibroWatt, 2008). Os contratos com os produtores de frango para coletar as camas já têm sido firmados e a primeira planta deve estar em funcionamento em 2011. As experiências na Europa indicam que a planta não gera odores, com emissões mínimas de gases a grandes alturas. Esta tecnologia reduz o volume do resíduo em mais de 80%, elimina completamente o carbono e grande parte do nitrogênio contido na cama, e adicionalmente entrega um resíduo de cinzas com alto conteúdo de fósforo e minerais traças que pode ser utilizado na adubação.

Pesquisa e Desenvolvimento de Tecnologias para Minimizar Impacto Ambiental da Produção de Frangos de Corte

Várias tecnologias estão sendo desenvolvidas o em fase inicial de implementação para minimizar o impacto ambiental da produção avícola (Nahm, 2003b, Ullman et al., 2004). A maioria enfoca em reduzir as emissões de amônia, outros gases e odores, na redução da solubilidade do fósforo da cama.

Sistemas Purificadores (Scrubbers)

Estes aparelhos são localizados nos ventiladores exaustores dos galpões de ventilação por túnel. A desodorização e a captura de NH₃ ocorrem quando o ar contaminado entra em contacto com uma solução ou com água em spray que solubiliza e capturam a maior parte dos compostos químicos presentes no ar. Esta solução pode sofrer degradação microbiológica dos compostos. A idéia é simples, mas na pratica tem varias complicações como o alto custo inicial de implementação, necessidade de bombas, problemas de entupimento dos aspersores, problemas de variação na pressão da solução, e em geral a manutenção (Ullman et al., 2004; Zhongchao & Zhang, 2004).

Filtros e biofiltros

Os filtros são uma alternativa aos purificadores e também são situados nos exaustores de ar. Estes filtros capturam o pó fino que contem os compostos que causam odor em fibras finas através de mecanismos físicos. A eficiência pode ser de 50%, mas nas condições comerciais as penas e grandes quantidades de materiais transportados pelo ar causam entupimento em poucos dias. Para solucionar este problema, são instalados vários filtros de diferente tamanho para remover as partículas mais grossas.

Os biofiltros consistem de materiais que permitem a proliferação de microorganismos que podem degradar os compostos químicos presentes no ar extraído do galpão. Para isto é utilizado material poroso, carvão ativado, entre outros materiais. O material deve ser mantido úmido, entre 40 e 80% de umidade e o pH entre 7 e 8, podendo reduzir entre 90 e 99% dos odores. No entanto, sua implementação tem sido difícil em condições comerciais devido aos problemas de instalação, manutenção e custos (Ullman et al., 2004). A eficiência real de diminuir poeira em condições comerciais de frangos de corte é menor de 40% (Janni et al., 1999; Zhongchao & Zhang, 2004).

Ozônio no ar de galpões de frangos

A aplicação de ozônio (O₃) no ar dos galpões tem sido mencionada com uma tecnologia prometedora para reduzir as emissões de amônia, a poeira, odores e microorganismos no ambiente dos galpões de aves (Yokoyama et al, 2000; Nahm, 2003b, Ullman et al., 2004). O ozônio tem sido utilizado para purificar água por mais de um século (Debevec, 1990). O ozônio é um gás tri- atômico alotrópico ao oxigênio que é gerado pela reação fotoquímica da luz ultravioleta de 185 nm de longitude de onda, com o ar. Este gás instável também pode ser produzido por uma descarga elétrica. Geradores elétricos de ozônio são vendidos para purificar o ar de residências. O O₃ é um oxidante potente que pode rapidamente reagir com muitas moléculas no ar e causar sua oxidação. Porém, em concentrações maiores de 0,1 ppm pode ser tóxico para as mucosas respiratórias e sendo assim nessas condições considerado como poluente. Pouca pesquisa tem sido feita para avaliar os efeitos destes sistemas de O₃ nas aves e na sua capacidade de reduzir poluentes no ar dentro e fora dos aviários. Os resultados preliminares mostraram reduções em NH₃, nos odores, e nas bactérias.

Nos Estados Unidos esta tecnologia já esta em uso em algumas granjas de frangos de corte do Sudeste. Pesquisadores da Universidade Estadual da Carolina do Norte avaliaram esta tecnologia em cinco lotes de frangos numa granja comercial. Nossos resultados indicaram que não existiram efeitos deletérios nas aves, houve uma redução na concentração de NH₃ entre 0 e 10 ppm, porém os efeitos benéficos em ganho de peso, conversão alimentar e mortalidade foram variáveis, e não foram observadas reduções significativas nas bactérias do ambiente. Outros pesquisadores (Masten et al., 2001) utilizaram O₃ para tratar cama de frangos e observaram redução significativa nas bactérias e também nas populações de moscas. Nosso grupo de pesquisa na Carolina do Norte avaliou o efeito de aplicação de O₃ em galpões de frangos nas populações de cascudinhos e não foram observadas diferenças significativas entre os galpões tratados e os dois do grupo controle.

Uma forma mais eficiente de utilizar o O₃ para oxidar NH₃ e compostos orgânicos voláteis que causam odores, é incluir materiais catalíticos como cinzas de carvão e de carvão de madeira, ou "char" de biomassas. O "fly ash" e o "char" são materiais sólidos que permanecem após gases leves e alcatrão são liberados da primeira combustão da madeira e do carvão mineral conhecida como carbonização. Estes dois materiais são produzidos em grandes volumes (75 e 5.5 milhões de toneladas por ano, respectivamente só nos Estados Unidos) e a maioria são desperdícios sólidos. Os resultados preliminares desta tecnologia indicam que podem ser utilizados para remover amônia (Comunicação pessoal do Dr. James Kastner, Dept. of Biological and Agricultural Engineering, University of Georgia, 2008).

Sistemas de Carga Eletrostática ou Ionizadores

O pó dos aviários transporta odores, bactérias e amônia. A ionização do ar dá carga negativa a estas partículas ocasionando sua precipitação (Ullman et al., 2004). Um ionizador consta de uma barra metálica que opera entre -20 e - 25kV DC. Estes ionizadores podem diminuir 43% do pó no ar, e 13% da amônia. Segundo Ritz et al. (2006), um equipamento como este para um galpão comercial utiliza aproximadamente 100 watts de energia elétrica.

Fly-ash

O "fly ash" é o resíduo da combustão industrial do carvão nas plantas de geração elétrica e na indústria. Este resíduo industrial pode ser utilizado a muito baixo custo para reduzir a solubilidade do fósforo na cama de frangos (Nahm, 2003b). Zhang et al. (2004) concluiu que a aplicação de 250 g de "fly ash" por quilograma de cama reduziam o fósforo solúvel em 80%, transformando o P solúvel em água a solúvel em bicarbonato, o qual é ainda disponível para as plantas.

Óleo para reduzir poeira

Óleo vegetal esta sendo utilizado para reduzir pó nos galpões de suínos do Centro-Oeste dos Estados Unidos e no Canadá. A aspersão do óleo diretamente na cama pode reduzir 99% do pó dos aviários, e pode ser aplicado também nos locais de armazenamento de camas usadas. O custo é mínimo e os resultados são consistentes (Ullman et al., 2004).

Conclusões

A avicultura gera resíduos com alto conteúdo de nutrientes que ainda podem ser aproveitados na geração de energia ou utlizados como fertilizante nas lavouras. Sua adequada aplicação no solo seguindo planos de manejo de nutrientes causa mínimo impacto ambiental. O primeiro e mais importante passo para mitigar o impacto ambiental da avicultura é o adequado planejamento, zoneamento e capacitação de todo o pessoal envolvido na criação das aves e no manejo de seus resíduos. A nutrição com maior precisão para atingir as exigências das aves, e a melhora do aproveitamento dos nutrientes são os métodos mais efetivos para evitar desperdícios de nutrientes no ambiente. A compostagem é uma das melhores técnicas para o manejo de cama e mortalidades. É possível gerar energia a partir de cama de frangos. Existem varias tecnologias para reduzir as emissões de amônia, odores e pó dos aviários, porém a maioria tem um alto custo de implementação e ainda não estão muito difundidas.

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Publication Dates

• Publication in this collection
  10 June 2009
• Date of issue
  July 2008