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O metano é um potente gás com efeito de estufa (GEE) e, na cadeia de abastecimento de carne de porco, é responsável por cerca de 25% das emissões de GEE. O tempo de vida do metano na atmosfera é curto em comparação com o CO2, pelo que a redução das suas emissões nas explorações poderia contribuir significativamente para travar o aquecimento global a curto prazo.
Nas explorações de suínos, o armazenamento do chorume é responsável por 85% das emissões de metano, pelo que a gestão do estrume é o principal objectivo para reduzir as emissões de metano. Entre as várias estratégias de gestão ou tratamento actualmente em investigação, a acidificação do chorume em doses reduzidas é uma nova abordagem que pode ser apresentada como uma tecnologia flexível e rentável para a acção climática.
Formação do metano e mecanismos de inibição
O metano é produzido por microrganismos especializados (metanogénios) que interagem com outros grupos microbianos para degradar a matéria orgânica presente no chorume. Os metanogénios activos no chorume são diferentes dos que se encontram no sistema digestivo dos animais, e a acidificação do chorume em doses baixas actua retardando a adaptação e o crescimento de “novos” metanogénios que podem sobreviver neste ambiente stressante.
A acidificação do chorume com ácido sulfúrico altera os equilíbrios químicos, inibindo os metanogénios. Além disso, um grupo especializado de bactérias pode utilizar o sulfato do ácido sulfúrico, competindo directamente com os metanogénios e produzindo sulfureto de hidrogénio, o que reforça ainda mais a inibição dos metanogénios. Isto poderia ajudar a manter a inibição ao longo do tempo.
O que é a acidificação do chorume?
A acidificação do chorume com ácido sulfúrico concentrado (96%) foi desenvolvida há cerca de 25 anos na Dinamarca como um método para evitar a perda de amoníaco no chorume. Mais tarde, verificou-se que este tratamento também reduzia eficazmente as emissões de metano e que, de facto, vários outros compostos contendo enxofre também apresentavam algum grau de inibição (Petersen, et al. 2012).
Estudos efectuados em vários países confirmaram estas observações e mostraram que o ácido sulfúrico é o agente mais potente para inibir as emissões de metano. Isto levou-nos a perguntar qual seria o efeito da redução da dose de ácido sulfúrico sobre as emissões de metano e amoníaco. Qual é o benefício climático se utilizarmos uma dose mais baixa de ácido e quais são as contrapartidas em termos de perdas de azoto e de poupança de custos?
Em 2021, foi realizado um estudo à escala-piloto que demonstrou que a acidificação de baixa dosagem com 2 kg de ácido sulfúrico por tonelada de chorume de suínos (um terço da dose prescrita para diminuir as emissões de amoníaco) poderia ser altamente rentável na diminuição das emissões de metano, embora com uma menor redução das emissões de amoníaco (Ma, C., et al., 2022).
Acidificação do chorume nas explorações
O ácido sulfúrico concentrado é perigoso, pelo que são necessárias soluções técnicas para garantir a saúde e a segurança do pessoal e dos animais. Já existe tecnologia comercial totalmente automatizada para a acidificação do chorume nas explorações de suínos, mas os custos de investimento são elevados. Também é possível acidificar o chorume em tanques de armazenamento ao ar livre, onde o ácido é adicionado durante uma mistura vigorosa. Esta operação deve ser efectuada por pessoal qualificado, utilizando o equipamento de segurança necessário e seguindo os procedimentos adequados, e é geralmente realizada por empresas subcontratadas.
Actualmente, em muitas explorações na Dinamarca, a acidificação é efectuada em tanques de armazenamento ao ar livre, pouco antes da aplicação no campo. Neste caso, o objectivo é reduzir as perdas de amoníaco durante a aplicação. No entanto, para reduzir as emissões de metano durante o armazenamento, é necessário acidificar o chorume nos tanques durante o período de armazenamento.
As emissões de metano são particularmente elevadas durante o Verão e o início do Outono, pelo que a acidificação deve ser efectuada em Junho e novamente no início de Setembro. O chorume fresco dos pavilhões é bombeado para o tanque de armazenamento a intervalos regulares. Deve ser adicionado ácido suficiente em Junho e Setembro para permitir esta diluição e ainda manter uma concentração final de 2 kg de ácido sulfúrico por m3 de chorume no final do período de armazenamento.
A transferência frequente de chorume da instalação para um tanque de armazenamento pode melhorar a redução global das emissões de metano, permitindo a acidificação ou outras tecnologias de tratamento fora do local. No entanto, muitas explorações de suínos existentes têm fossas profundas ou fossas pouco profundas com um sistema de esvaziamento com tampão, o que impede o esvaziamento frequente. É necessário desenvolver e adoptar novas concepções de instalações para melhorar a gestão do chorume.
Verificação da eficácia da acidificação a baixa dosagem
Com base em resultados promissores à escala laboratorial e piloto, a tecnologia de acidificação de baixa dosagem está agora a ser avaliada à escala prática num estudo que envolve 16 tanques de chorume: oito em explorações de suínos e oito em explorações de bovinos. Seis dos oito tanques foram acidificados. As amostras de chorume foram recolhidas várias vezes durante o armazenamento, em diferentes posições e a diferentes profundidades, para analisar a composição do chorume e as taxas de produção de metano.
É necessário que algum chorume esteja no tanque antes da adição de ácido sulfúrico, pelo que o chorume de suínos foi acidificado por volta de 1 de Julho e novamente em Setembro. A maioria dos tanques recebia chorume fresco do pavilhão a intervalos regulares.
Os resultados do primeiro ano do estudo confirmaram que a produção de metano pode ser efectivamente inibida. No entanto, nos tanques de chorume de suínos, que são todos alimentados pelo fundo, foram frequentemente observadas bolsas de chorume perto da entrada com elevadas taxas de produção de metano, mesmo quando o chorume foi inicialmente acidificado. Por conseguinte, são necessários mais trabalhos para optimizar a tecnologia de tratamento e para documentar a redução global de metano. Na próxima fase do projecto, serão realizadas campanhas de medição nas explorações.
Num novo desenvolvimento, uma empresa dinamarquesa concebeu um sistema para a adição de ácido durante a bombagem de chorume do pavilhão para o armazenamento exterior, que será avaliado ainda este ano numa exploração de suínos e numa exploração de bovinos. Este sistema minimizaria a necessidade de manuseamento do ácido na exploração, assegurando simultaneamente a inibição imediata dos metanogénios.
Rentabilidade da acidificação do chorume
A rentabilidade das estratégias de baixa dose de acidificação será determinada na Primavera de 2026. No entanto, foi feita uma avaliação preliminar da relação custo-eficácia com base nos resultados do estudo-piloto.
O custo da redução das emissões de GEE, expresso em euros por tonelada de equivalente CO₂, foi calculado em função da dose de ácido e da estratégia de aplicação (1, 3 ou 10 tratamentos ácidos) (Fig. 2). Os custos considerados incluíram a acidificação por um subcontratado, o valor das poupanças de azoto resultantes da redução das perdas de amoníaco, a redução das emissões de metano e a prevenção das emissões de óxido nitroso provenientes do amoníaco.
O custo das licenças de carbono da UE é actualmente de 75 euros por tonelada de equivalente CO₂, pelo que, dependendo da necessidade de mistura durante o armazenamento, a acidificação de baixa dosagem poderia ser uma solução rentável. A acidificação do chorume de suínos em tanques de armazenamento 1-3 vezes por ano pode ser uma estratégia eficaz para mitigar as emissões de gases com efeito de estufa na agricultura. A eficiência de custos pode ser melhorada se o chorume for transferido das explorações para tanques de armazenamento ao ar livre com maior frequência, o que permitiria que a acidificação afectasse uma maior proporção das emissões totais de metano provenientes da gestão do chorume. Além disso, uma vez 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 chorume no volume final, antes do Verão poderia maximizar a redução durante o período de pico das emissões e, ao mesmo tempo, evitar uma entrada excessiva de enxofre no solo quando o chorume é aplicado no campo.
