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Atrás da história, as pessoas que criam gado e aves de capoeira têm usado esterco como fertilizante, alteração do solo, fonte de energia, até mesmo material de construção. O esterco contém muitos componentes úteis e recicláveis, incluindo nutrientes, matéria orgânica, sólidos, energia e fibras. Com a tecnologia atual, o esterco pode ser usado mais eficientemente e de mais maneiras do que nunca, o que deve mitigar muitos dos impactos ambientais que resultam quando o esterco é tratado como um resíduo.

Nutrientes

Agricultores, jardineiros, paisagistas e outros geralmente usam o esterco animal como fertilizante para fornecer nutrientes necessários para a produção de culturas. Os nutrientes do estrume têm um valor real como fertilizante. O valor do fertilizante do esterco aumentará à medida que o preço dos fertilizantes comerciais aumentar.

Como fertilizante comercial, o esterco deve ser manejado adequadamente para evitar impactos ambientais. O estrume tem valor de fertilizante na sua forma bruta; no entanto, o processamento do estrume através da digestão, compostagem ou outros meios pode produzir materiais que são mais portáteis e cujos nutrientes estão mais disponíveis para as plantas, mais equilibrados às necessidades das culturas, ou menos propensos a perdas ambientais.

Destrume fresco

Utilizar estrume fresco como fertilizante para criar culturas que serão alimentadas de volta ao gado, quer directamente ou como um subproduto do processamento posterior, é uma excelente forma de reciclar nutrientes. Idealmente, o estrume fresco seria usado na fazenda onde o estrume é gerado ou numa fazenda vizinha, porque o estrume fresco é caro para transportar mesmo a curtas distâncias.

O estrume animal é normalmente aplicado na terra como um semi-sólido ou líquido. Os agricultores podem incorporar o estrume no solo ou injetá-lo sob a superfície do solo para reduzir o risco de perdas por escoamento e problemas de odor. s vezes o estrume sólido é separado do líquido. Após a separação líquido/sólido de estrume, os restantes líquidos de estrume ainda contêm cerca de metade dos nutrientes originais. Os sólidos podem ser usados para a cama ou para outros usos e os líquidos podem ser aplicados na terra, tanto na água como nas culturas fertilizantes.

Os agricultores são os utilizadores mais comuns de estrume fresco para fertilizar, mas os jardineiros e paisagistas domésticos também fertilizam às vezes com estrume fresco.

Compostagem

A compostagem de estrume animal reduz os odores, mata os agentes causadores de doenças (agentes patogénicos), reduz o volume e estabiliza o estrume para facilitar o seu manuseamento. Uma operação de compostagem de estrume devidamente construída e gerida também pode processar mortalidades Saída (animais mortos) das operações de criação de gado. Em algumas partes do país, as operações de compostagem devem ser manejadas intensivamente para garantir um composto livre de patógenos que satisfaça tanto os requisitos das regulamentações sanitárias como a percepção pública.

Compostagem pode ser aplicada de forma mais uniforme e com melhor controle do que o estrume. O nitrogénio no composto não está tão prontamente disponível para as plantas como o nitrogénio no estrume fresco, mas a disponibilidade de fósforo, potássio e outros nutrientes do composto é semelhante ou superior à disponibilidade desses nutrientes do estrume fresco.

Os agricultores e rancheiros podem utilizar o composto nas suas próprias operações como fertilizante ou material de cama. As vendas de composto podem remover o excesso de nutrientes das fazendas e ranchos que não podem usar todos os nutrientes do esterco para suas próprias necessidades.

Composto é mais barato de transportar do que o esterco fresco devido ao seu menor teor de umidade, e mais lucrativo de transportar devido ao seu maior valor de mercado. Isto significa que o composto tem mais potencial para uso em áreas mais distantes da fazenda. O composto de estrume pode ser usado para muitos fins em áreas não agrícolas, incluindo restauração do local, controle de erosão, remediação do solo e restauração de áreas úmidas.

• North Dakota State University Extension’s Composting Animal Manures (PDF)(8 pp, 358 K, About PDF) Saída
• Kansas Department of Health and Environment’s Composting at Livestock Facilities (PDF)(5 pp, 387 K, Sobre PDF) Saída

Outros produtos de estrume

Peletização compacta estrume fresco a alta temperatura e pressão para convertê-lo num produto acabado seco. As pelotas são úteis como emenda do solo ou fertilizante. Como as pelotas absorvem um volume menor, podem ser mais facilmente armazenadas e transportadas do que o estrume. Em alguns casos, o processamento pode resultar num produto com um conteúdo consistente e previsível de nutrientes, tornando-o mais conveniente para a produção de culturas e outros usos. O processo de pelotização é usado principalmente para cama de aves, mas pode ser aplicado em sólidos separados de outros estrumes.

Tecnologias de extração de nutrientes, ou tecnologias de recuperação de nutrientes do estrume, podem remover nutrientes do estrume para produtos fertilizantes. A extração de nutrientes remove nutrientes elementares do esterco bruto, líquidos separados ou resíduos da digestão anaeróbica por precipitação química ou coagulação. Exemplos de produtos fertilizantes que podem ser gerados com sistemas de extração de nutrientes são sulfato de amônio, fosfato de cálcio e sulfato de magnésio (estruvite) cristais de amônio.

Biomassa Conversão

Bioconversão envolve o cultivo de organismos em estrume ou nutrientes de estrume e, em seguida, colhê-los para uso como componentes de ração animal, fertilizantes, ou emendas do solo.

Algas cultivadas em nutrientes de águas residuais de laticínios podem ser colhidas para produzir um produto usado em fertilizantes vegetais e suplementos de ração animal com alto teor de proteína. As larvas de mosca-soldado negro comem esterco, matando agentes causadores de doenças (patógenos) e transferindo os nutrientes do esterco para seus corpos. As larvas, ricas em nutrientes, são um produto de valor acrescentado que pode ser exportado para fora da quinta. Os alimentos ricos em proteínas feitos com produtos como estes podem valer até $500 por tonelada. O estrume deixado após a colheita das larvas é útil como emenda do solo ou fertilizante semelhante ao composto.

Vermicompostagem usa vermes para digerir o estrume, criando produtos livres de patógenos, ricos em nutrientes que podem ser vendidos e exportados para fora da fazenda. As minhocas produzem peças fundidas ricas em nutrientes. As peças fundidas, juntamente com o esterco usado para cultivar os vermes, são úteis como fertilizante ou emenda do solo. Diz-se que este vermicomposto contém mais nutrientes vegetais disponíveis do que o composto convencional. Além das receitas da venda do vermicomposto, os vermes podem ser vendidos como isca de pesca ou processados para alimentação suplementar para operações de aves ou peixes.

Matéria Orgânica

Agricultores, jardineiros e outros utilizam o estrume animal como emenda do solo para melhorar a qualidade do solo. Além de fornecer nutrientes para o crescimento das plantas, a aplicação de estrume animal fresco ou compostado nas terras de cultivo melhora a matéria orgânica e a inclinação do solo (as condições físicas que tornam um solo adequado para o cultivo de culturas). A aplicação de estrume animal na terra de cultivo aumenta a quantidade de matéria orgânica no solo que melhora a estrutura do solo e pode aumentar a capacidade do solo para reter água.

Aumento da matéria orgânica do solo também ajuda a manter o carbono no solo (“sequestro de carbono”) e fora da atmosfera onde pode formar o dióxido de carbono de gás de efeito estufa. O esterco fornece estes benefícios quando é aplicado na forma bruta ou quando os sólidos são aplicados após a separação sólido-líquido, pelotização, digestão ou compostagem.

Biochar é um carvão de carbono produzido pela queima de biomassa (incluindo esterco) em um ambiente de baixo teor de oxigênio. Biochar pode melhorar os solos e armazenar carbono. Quando utilizado como uma alteração do solo, o biochar fornece nutrientes numa forma estável que está disponível para as plantas, reduzindo o risco de perdas por escorrimento ou lixiviação para as águas subterrâneas. O Biochar também melhora a inclinação do solo, porosidade, capacidade de retenção de água, capacidade de troca catiônica (CEC), biologia do solo e eficiência dos fertilizantes. Biochar é uma forma estável de carbono orgânico do solo, seqüestrando carbono por potencialmente milhares de anos.

• U.S.-Focused Biochar Report: Assessment of Biochar’s Benefits for the United States of America (PDF)(84 pp, 1.5 MB, About PDF) Exit – Report by the Center for Energy and Environmental Security and the United States Biochar Initiative.

Sólidos

Algumas fazendas de laticínios usam serragem, aparas de madeira, palha, areia ou outros materiais comprados como cama para animais. A roupa de cama pode ser cara – na ordem de $40 a $50/ vaca/ano. Nas últimas décadas, os materiais de cama tradicionais como serragem ou areia se tornaram mais caros. O material sólido pode ser recuperado do esterco (através da separação sólido-líquido, compostagem, ou digestão anaeróbica) e usado como cama, substituindo materiais comprados fora da fazenda.

• Uso de Sólido de esterco seco como cama para vacas leiteiras (PDF) (9 pp, 487 K, Sobre PDF) Saída – Relatório do Cornell Waste Management Institute.

Energia

• Uso de esterco para fertilizantes e para energia: Relatório ao Congresso – O relatório do USDA afirma que o uso de esterco para produção de energia não diminuiria o uso de esterco para fertilizantes porque os processos usados para produzir energia deixam os nutrientes do esterco como resíduos para serem usados em outros lugares.

Biogás

Biogás recuperado de digestores anaeróbicos é útil para gerar calor ou eletricidade para usar na fazenda ou vender para a rede elétrica local. A produção de biogás normalmente utiliza estrume de leite ou de suínos devido ao seu potencial relativamente elevado de produção de metano. No entanto, alguns digestores nos EUA utilizam estrume de vaca ou cama de aves como matérias-primas.

Gás de digestão anaeróbia é cerca de 60 a 80% metano e tem um valor de aquecimento de 600 – 800 BTU/ft3. (Como comparação, o gás natural geralmente contém mais de 85% de metano e tem um valor de aquecimento de cerca de 950 – 1050 BTU/ft3). A maioria dos equipamentos que utilizam gás natural, butano ou propano como combustível podem ser modificados para utilizar biogás. Isto inclui caldeiras, aquecedores espaciais e geradores elétricos.

Porque os digestores capturam metano e outros poluentes do ar, reduzem as emissões de ar nocivas do esterco e proporcionam um controle superior do odor. O uso do biogás dos digestores também compensa o consumo de combustível e as emissões de combustíveis fósseis não renováveis.

• O programa AgSTAR da EPA tem mais informações sobre a digestão anaeróbia de esterco para energia.

Bio-óleo

Os combustíveis bio-óleo líquido podem ser produzidos a partir de esterco por processos termoquímicos como a pirólise e a gaseificação. A bioconversão, como o cultivo de algas com nutrientes do esterco, é outro processo que pode produzir bio-óleo.

Os bio-óleos são fisicamente diferentes do fuelóleo derivado do petróleo. Por exemplo, os bio-óleos têm um menor conteúdo energético por galão e maior acidez do que o óleo combustível à base de petróleo. Entretanto, testes indicam que o bio-óleo poderia ser usado para aplicações como aquecimento ou geração de eletricidade.

A experiência comercial com biodiesel tem sido muito promissora. O biodiesel funciona tão bem quanto o diesel de petróleo, enquanto reduz as emissões atmosféricas de partículas, monóxido de carbono, hidrocarbonetos e óxidos de enxofre.

• Tecnologia Pyrolyss: Solução ambientalmente amigável para o manejo de nutrientes na Baía de Chesapeake (PDF) (35 pp, 2,9 MB, Sobre PDF) Exit – Virginia Tech relata resultados promissores de sua unidade experimental móvel de pirólise para tratamento de cama de aves.

• O Programa de Combustível Alternativo e Renovável e Tecnologia Veicular da Califórnia Exit projeta que a produção de biodiesel em escala comercial a partir de esterco leiteiro seco ao ar pode resultar em até 6.8 milhões de galões de diesel renovável anualmente, 30 a 50 empregos em tempo integral e reduções anuais de gases de efeito estufa de 851.050 toneladas de dióxido de carbono equivalente de metano e 720.666 toneladas de CO2e de óxidos de nitrogênio.

Syngas

Gasificação pode cobrir o esterco (atualmente principalmente cama de aves) em um combustível de gás sintético composto de uma mistura de vapor de água, alcatrões, gás hidrogênio, monóxido de carbono, dióxido de carbono, gás nitrogênio e gases de hidrocarbonetos. Parte do gás se condensa para formar um bio-óleo combustível. O gás restante pode alimentar uma variedade de sistemas de energia, incluindo motores alternativos, turbinas a gás e células de combustível.

Fibra

É possível produzir produtos especiais de valor agregado a partir de esterco animal para comercialização aos consumidores com base no conteúdo de fibra do esterco. Na maior parte dos casos, os exemplos dados abaixo são experimentais ou feitos em escala de butique. A maioria envolve a extração e uso da fibra sólida do esterco.

• Substituto de musgo de turfa. A fibra recuperada da digestão anaeróbica do esterco leiteiro é útil como meio de crescimento da planta. Ensaios de crescimento de plantas mostraram que, quando devidamente processada, a fibra tem o mesmo desempenho que o musgo de turfa para o cultivo de plantas em recipientes.
• Novelty Fiber products. Agricultores e outros inovadores estão encontrando maneiras criativas de fazer produtos de valor agregado a partir de fibras recuperadas do esterco.
  • Potes de amendoim, vasos de iniciação à base de fibras de esterco, feitos com esterco biodegradável de vaca compostagem.
  • Esculturas feitas com esterco composto e comercializadas como fertilizante de jardim art.
  • Papel feito com esterco processado de uma variedade de animais, incluindo elefantes e vacas. O esterco seco é enxaguado em água, deixando a fibra não digerida, que é fervida e misturada com outras fibras naturais para fabricar uma variedade de produtos de papel.
• Materiais de construção. A fibra de estrume recuperada foi incluída em placas de fibra para a construção civil.

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