VIABILIDADE ECONÔMICA DA GERAÇÃO DISTRIBUIÍDA DO …de forma clara, organizada, com eficiência...

FAE - Centro Universitário Franciscano Programa de pós-graduação multidisciplinar em organizações e desenvolvimento

Mestrado em organizações e desenvolvimento

PAULO HENRIQUE RATHUNDE

VIABILIDADE ECONÔMICA DA GERAÇÃO DISTRIBUIÍDA DO BIOGÁS DE DEJETOS

ANIMAIS NO MUNICÍPIO DE CRUZ MACHADO

Orientador: Cleverson Vitório Andreoli

CURITIBA 2009

Dissertação apresentada como requisito parcial para obtenção do grau de Mestre em Organizações e Desenvolvimento pela FAE –Centro Universitário Franciscano.

II

Esta dissertação foi impressa em frente e verso em respeito à Natureza e aos princípios de uma sociedade sustentável.

FAE - CENTRO UNIVERSITÁRIO FRANCISCANO

RATHUNDE, Paulo Henrique. Viabilidade econômica da geração distribuída do biogás de dejetos animais no município de Cruz Machado, Dissertação de

Mestrado, UniFAE, Curitiba, 2010.

Orientador: Prof. Dr. Cleverson V. Andreolli. Tese Doutorado: Uso e manejo do lodo de esgoto na agricultura e sua influência em características ambientais

no agroecossistema, MADE/UFPR, Curitiba, 1999.

1. Biogás; 2. Energia distribuída; 3. Dejetos de suínos; 3. Viabilidade financeira

III

DEDICATÓRIA

A todos aqueles que tem trabalhado com seriedade e profissionalismo para a abertura de

caminhos rumo a um mundo sustentável.

A meus pais

Ruy Rathunde e Olinda Kugler Rathunde

A meus filhos

André Luiz Fiechter Rathunde e Luiz Fernando Fiechter Rathunde

A meus familiares e amigos

É como se a vida nos dissesse o que precisamos ouvir.

É como se o vento nos mostrasse o caminho que devemos seguir.

É como se a flor que conheci trouxesse um recado de Deus.

É como se o tempo entrelaçasse seus passos aos meus.

Verão de 2010

Paulo Henrique Rathunde

IV

AGRADECIMENTOS

Fitjof Capra, físico austríaco, afirma que a vida se apossou do planeta não por meio da

competição, mas por meio de redes complexas de colaboração. A realização de um trabalho

de pesquisa acadêmica não pode ser visto como algo se se exclui desta metáfora. O

caminho percorrido entre a problematização – e mesmo antes desta – e as conclusões, é

construído por uma rede de relações colaborativas muitas vezes anônima. Qualquer mérito

atribuído a um autor não pode deixar de considerar tal fato, sob pena de distorcer de forma

simplista e reducionista a natural complexidade da constituição do conhecimento humano.

Ao curvar-me diante de tal reconhecimento, ouso citar alguns poucos nomes de pessoas e

instituições que contribuíram de forma mais direta para que este trabalho de pesquisa se

realizasse.

À Copel, Companhia Paranaense de Energia, reconhecida como empresa pioneira,

socioambientalmente responsável, que faz investimentos significativos na educção

continuada de seu quadro profissional, agradeço o apoio, o estímulo e a oportunidade criada

por meio de seu Comitê de Treinamento e Desenvolvimento para a formação Strictu Sensu.

À UniFAE – Centro Universitário Franciscano, fica o reconhecimento à coragem de inovar,

pela oferta de um curso de Mestrado Interdisciplinar em Organizações e Desenvolvimento,

cuja qualidade se equipara aos melhores do território nacional e que opotuniza reflexões

profundas sobre as relações complexas existentes entre o meio ambiente e os contextos

social e econômico.

Aos mestres e doutores do Mestrado em Organizações e Desenvolvimento da UniFAE, o

agradecimento pela seriedade, competência, bom humor e espírito de equipe com que

propiciaram momentos importantes para o crescimento intelectual de seus alunos.

Às pessoas que não mediram esforços para contribuir com orientações, conhecimentos

especializados ou mesmo com singelas palavras de motivação e amizade, retribuo com

apreço e carinho: Frederico Reichmann Neto, Marlene Zannin, Joceli de Andrade Bogusz,

V

Robson Guarneri e Ary Luiz Marques (Copel); Cícero Bley Jr., Gláucio Roloff e Kleber

Vanolli (Itaipu Binacional); Benno H. W. Doetzer, Rubens Antonio Sieburger Costa e

Osmar Schipanski (Emater).

Aos Professores Doutores que se prontificaram em participar das bancas de qualificação e

defessa da dissertação, que disponibilizaram sua experiência e seu conhecimento para o

enriquecimento deste trabalho, fica o meu profundo respeito à sua competência

profissional: Charles Carneiro, Cleverson V. Andreoli, Antoninho Caron e Lafaiete Neves.

Ao Orientador desta dissertação, Cleverson V. Andreoli, que soube conduzir meu progresso

de forma clara, organizada, com eficiência e sabedoria, sem restringir possibilidades, mas

reconduzindo o trabalho, sempre que necessário, para o viés acadêmico e científico, minha

admiração como professor e profissional que exerce seu papel com paixão e há tantos anos

vem contribuindo para a melhoria ambiental do Estado do Paraná e do Brasil.

Aos produtores pecuaristas do município de Cruz Machado que amavelmente nos

receberam e se prontificaram a fornecer dados importantes de maneira irrestrita,

fundamental para que se chegasse aos resultados alcançados, desejo prosperidade e ofereço

este trabalho como contribuição à sua dedicação e esforços.

VI

ÍNDICE

RESUMO................................................................................................................. 1

ABSTRACT........................................... .................................................................. 2

1 INTRODUÇÃO................................................................................................. 3

2 OBJETIVOS.......................................... ........................................................... 7

2.1 Objetivo geral ..................................................................................................................................... 7

2.2 Objetivos específicos .......................................................................................................................... 7

3 REVISÃO DE LITERATURA .............................. ............................................. 8

3.1 A problemática ambiental ................................................................................................................. 8

3.2 A centralização produtiva do Brasil e sua relação com a qualidade da água, da geração de energia e das condições de saneamento rural e urbano .............................................................................. 14

3.3 Energia: conceitos e a situação no mundo, no Brasil e no Paraná............................................... 18

3.4 Geração distribuída e as sociedades sustentáveis .......................................................................... 34

3.5 Dejetos de animais e a biodigestão.................................................................................................. 37

3.6 Viabilidade financeira da energia elétrica a partir do dejeto de suíno........................................ 59

4 MATERIAL E MÉTODOS ................................. ............................................. 62

4.1 Compilação dos dados teóricos ....................................................................................................... 62

4.2 Caracterização da área de estudo ................................................................................................... 62

4.3 Caracterização dos dados da área de estudo ................................................................................. 68

4.4 Análises quantitativas e financeiras................................................................................................ 74

4.5 Dimensionamento dos equipamentos.............................................................................................. 78

4.6 Localização do grupo gerador nos condomínios de geração distribuída de energia .................. 78

4.7 Dimensionamento da rede de biogás .............................................................................................. 79

VII

5 RESULTADOS E DISCUSSÃO............................. ........................................ 81

5.1 Compilação dos dados da revisão de literatura ............................................................................. 81

5.2 Análise ambiental ............................................................................................................................. 83

5.3 Análise da produção de biofertilizante........................................................................................... 86

5.4 Análise energética............................................................................................................................. 88

5.5 Análise financeira............................................................................................................................. 90 5.5.1 Requisitos mínimos de produção para um projeto de MDL.......................................................... 91 5.5.2 Requisitos mínimos de produção para a instalação de um grupo gerador ..................................... 93 5.5.3 Cenário 1: Cada uma das propriedades individualmente............................................................... 95 5.5.4 Cenário 2: Um único condomínio de geração distribuída reunindo os seis maiores produtores . 102 5.5.5 Cenário 3: Dois condomínios de geração distribuída com três produtores cada, agrupados por proximidade geográfica ............................................................................................................................. 111 5.5.6 Cenário 4: Incorporação de produtores menores aos gasodutos do cenário 2 ............................. 117 5.5.7 Comparativo entre os cenários 1, 2, 3 e 4.................................................................................... 122

6 CONCLUSÕES............................................................................................ 127

7 RECOMENDAÇÕES.................................................................................... 130

8 REFERÊNCIAS ........................................................................................... 131

VIII

LISTA DE FIGURAS Figura 1 - Matriz energética mundial (MME, 2007) ............................................................22 Figura 2 - Matriz elétrica brasileira (MME, 2007)...............................................................23 Figura 3 - Sistema Interligado Nacional (ONS, 2009).........................................................24 Figura 4 - Sistema de geração, transmissão e distribuição de energia elétrica no Brasil .....25 Figura 5 - Relação entre oferta de energia e PIB no Brasil ..................................................26 Figura 6 - Plantel de suínos no Brasil, região Sul e Paraná..................................................40 Figura 7: Variáveis da produtividade energética do dejeto ..................................................47 Figura 8 - Produção específica de biogás pelo Modelo de Chen .........................................48 Figura 9 – Mapa do Paraná com a localização do município de Cruz Machado .................63 Figura 10 - Pontos de monitoramento do reservatório de Foz do Areia (IIEGA, 2009) ......64 Figura 11 - Cruzamento dados do IBGE com levantamento da Emater...............................67 Figura 12 – Propriedade A - Esterqueira a céu aberto ..........................................................71 Figura 13 – Propriedade A – Canaletas abertas ....................................................................71 Figura 14 – Propriedade B - Esterqueira coberta – caixa de sedimentação desativada........71 Figura 15 – Propriedade B – UCT - Baias com suínos em crescimento ..............................71 Figura 16 – Propriedade C – Canaletas abertas....................................................................71 Figura 17 – Propriedade C – Abertura para a esterqueira coberta, sob os galpões .............71 Figura 18 – Propriedade D - Esterqueira a céu aberto..........................................................72 Figura 19 – Propriedade D – Maternidade da UPL..............................................................72 Figura 20 – Propriedade E - Esterqueira coberta e protegida de enxurradas .......................72 Figura 21 – Propriedade E – Caixa de sedimentação a céu aberto, com defeito..................72 Figura 22 – Propriedade F - Esterqueira a céu aberto; canalizações subterrâneas ...............72 Figura 23 – Propriedade F – Maternidade da UPL...............................................................72 Figura 24 – Localização dos principais produtores de suíno de Cruz Machado ..................73 Figura 25 - Número mínimo de suínos para viabilizar um investimento ............................95 Figura 26 - Cenário 2 - condomínio com os maiores produtores de suínos do município.104 Figura 27 - Cenário 3 – Dois condomínios de geração distribuída ....................................112

IX

LISTA DE TABELAS Tabela 1 - Presença de hidrocontaminantes potenciais nos dejetos de suínos .....................13 Tabela 2 - Produção de dejetos por suíno – dados literatura ................................................41 Tabela 3 – Produção de dejetos por suíno – adaptado de EMBRAPA (2003)......................43 Tabela 4 – Produção de dejetos por suíno - resumo .............................................................43 Tabela 5 - Composição do biogás.........................................................................................46 Tabela 6 - Produção de biogás a partir dos dejetos de suínos ..............................................49 Tabela 7 – Sólidos voláteis por animal por dia ....................................................................50 Tabela 8 - Produção de biogás – valores assumidos para cálculos (m3 biogás/animal/dia) .52 Tabela 9 – Cotação da RCE - Cotação da Redução Certificada de Emissões.....................55 Tabela 10 - Redução de CO2 equivalente e créditos de carbono..........................................56 Tabela 11 – Tamanho do biodigestor por animal .................................................................57 Tabela 12 - Produtividade energética do biogás...................................................................59 Tabela 13 - Custo da eletricidade do biogás.........................................................................60 Tabela 14 – Pontuação para as atividades produtivas para dimensionamento da carga

orgânica/Km2................................................................................................................65 Tabela 15 - Municípios do Médio Iguaçu com maior plantel de suínos...............................66 Tabela 16 – Dados do município de Cruz Machado ............................................................69 Tabela 17 – Dados do levantamento dos seis maiores produtores de suínos do município de

Cruz Machado ..............................................................................................................70 Tabela 18 – Dados do levantamento complementar.............................................................74 Tabela 19 - Resumo dos dados da revisão de literatura .......................................................82 Tabela 20 – Estimativa da redução de DQO pelo uso de biodigestor ..................................84 Tabela 21 – Estimativa da quantidade potencial de contaminantes gerados pela produção de

suínos............................................................................................................................84 Tabela 22 – Estimativa dos gases de efeito estufa dos dejetos de suínos.............................85 Tabela 23 – Comparativo da emissão por animal com projetos de MDL aprovados pelo

IPCC .............................................................................................................................86 Tabela 24 – Estimativa do biofertilizante gerado do dejeto de suíno...................................87 Tabela 25 – Estimativa da produção de biogás e do potencial energético ...........................89 Tabela 26 – Comparativo do total de emissões de projetos de MDL aprovados pelo IPCC92 Tabela 27 – Número mínimo de suínos em cada unidade de produção para um projeto de

MDL .............................................................................................................................93 Tabela 28 – Características de grupos geradores com acionamento manual .......................94 Tabela 29 – Dimensionamento dos equipamentos de cada produtor individualmente ........96 Tabela 30 – Investimentos e custos de operação para os produtores individualmente –

cenário 1 (24 h/dia).......................................................................................................97 Tabela 31 – Receitas dos produtores individualmente – cenário 1 (24 h/dia)......................98 Tabela 32 – Indicadores financeiros para os produtores individualmente – cenário 1 (24

hrs/dia)..........................................................................................................................98

X

Tabela 33 – Investimentos e custos de operação para os produtores individualmente – cenário 1 (10 h/dia).....................................................................................................100

Tabela 34 – Receitas dos produtores individualmente – cenário 1 (10 h/dia)....................100 Tabela 35 – Indicadores financeiros para os produtores individualmente – cenário 1 (10

hrs/dia)........................................................................................................................101 Tabela 36 – Distâncias entre os produtores de suínos de Cruz Machado em quilômetros103 Tabela 37 – Alternativas para a localização do grupo gerador...........................................103 Tabela 38 – Dados por trecho da rede de biogás................................................................107 Tabela 39 – Especificações e custos da rede de biogás......................................................107 Tabela 40 – Investimentos e custos de operação para condomínio do cenário 2 (10hrs/dia)

....................................................................................................................................108 Tabela 41 – Receitas do condomínio do cenário 2 (10hrs/dia) ..........................................109 Tabela 42 – Indicadores financeiros para condomínio do cenário 2 (10 hrs/dia)...............110 Tabela 43 – Alternativas para a localização dos grupos geradores no cenário 3 ...............111 Tabela 44 – Dados por trecho da rede de biogás no cenário 3 ...........................................113 Tabela 45 – Especificações e custos da rede de biogás no cenário 3 .................................114 Tabela 46 – Investimentos e custos de operação para os condomínios no cenário 3

(10hrs/dia)...................................................................................................................115 Tabela 47 – Receitas dos condomínios no cenário 3 (10hrs/dia) .......................................116 Tabela 48 – Indicadores financeiros para os condomínios dos cenário 3 (10 hrs/dia).......116 Tabela 49 – Coeficientes de produção animal de esterco e biogás ....................................117 Tabela 50 – Produção de biogás dos produtores do levantamento adicional .....................118 Tabela 51 – Dados por trecho da rede de biogás no cenário 4 ...........................................118 Tabela 52 – Especificações e custos da rede de biogás no cenário 4 .................................119 Tabela 53 – Investimentos e custos de operação para os condomínios no cenário 4

(10hrs/dia)...................................................................................................................120 Tabela 54 – Receitas dos condomínios no cenário 4 (10hrs/dia) .......................................121 Tabela 55 – Indicadores financeiros para os condomínios dos cenário 4 (10 hrs/dia).......121 Tabela 56 – Comparativo entre os cenários – TMA/TIR...................................................123 Tabela 57 – Comparativo entre os cenários – PAYBACK SIMPLES...............................126

FAE – Centro Universitário Franciscano Viabilidade econômica da geração distribuída do biogás de dejetos animais no município de Cruz Machado

Paulo Henrique Rathunde - 2009

1

RESUMO

Este trabalho analisa a viabilidade de implantação de projetos de geração de energia a partir de

dejetos animais no município de Cruz Machado, Paraná. Ao questionar se a energia distribuída a

partir do biogás de dejetos animais pode contribuir para o desenvolvimento local sustentável, seu

objetivo é analisar a viabilidade econômica da implantação de projetos de geração distribuída de

energia, sejam individuais ou coletivos, por meio do que se chama de condomínio de geração

distribuída de energia. Para isso, buscou-se na literatura fundamentos sobre os problemas

ambientais da suinocultura, a situação da água no Brasil e no mundo, energia e a geração

distribuída, dejetos animais e biodigestão. O Município de Cruz Machado foi selecionado por

apresentar dados de produção de suínos significativos na área de interesse, ou seja, a bacia do

Médio Rio Iguaçu. As análises foram feitas tanto do ponto de vista individual, isto é, cada produtor

gerando sua própria energia, como do ponto de vista coletivo, em que os diversos produtores

poderiam se unir formando condomínios de geração distribuída de energia, com objetivo comum de

gerar energia elétrica, vender à concessionária local e gerar benefícios mútuos, tanto financeiros,

quanto ambientais e sociais. Os resultados deste trabalho mostraram que as alternativas para gerar

energia desta forma podem ser viáveis em alguns casos e inviáveis em outros. Nem sempre a

constituição de um condomínio gera vantagens em relação ao investimento individual. Tudo

depende do potencial energético dos dejetos em cada propriedade e das distâncias que os separam.

No caso do município de Cruz Machado, objeto deste estudo, o investimento individual em geração

de energia do dejeto de suíno é viável, mas um condomínio não se viabiliza devido às grandes

distâncias entre os produtores o que resulta em custo elevado do gasoduto necessário.

Palavras-chave: biogás, energia distribuída, dejetos de suínos, viabilidade financeira



2

ABSTRACT

This paper analyzes the feasibility of implementation of projects to generate energy from animal

waste in the municipality of Cruz Machado, Paraná. By questioning whether the distributed power

generation from biogas from animal waste may contribute to local sustainable development, its goal

is to analyze the economic feasibility of the implementation of projects for distributed energy

generation, whether individual or collective, through what is called condominium of distributed

energy generation. For this, we searched the literature grounds of environmental problems in pig

farming, the water situation in Brazil and the world, energy and distributed generation, animal

waste and digestion. The municipality of Cruz Machado was selected to present data on pig

production in the area of significant interest, ie, the basin of the Middle Iguaçu River. The analysis

was made of both the individual point of view, that is, each producer generating its own energy, and

the collective point of view, in which individual farmers could band together into condominiums of

distributed energy generation, with the common goal of generating energy electric, sell it to the

local utility and generate mutual benefits, be it financial, environmental or social. These results

showed that the alternatives to generate power through this way can be feasible in some cases and

impractical in others. Not always the establishment of a condominium creates advantages for

individual investment. Everything depends on the energy potential of waste on each property and

the distances that separate them. In the case of Cruz Machado, this study, the individual investment

in power generation from pig manure is feasible, but a condo is still not feasible due to the large

distances between producers, resulting in high cost of gas pipes.

Keywords: biogas, energy distributed, pig manure, financial viability



3

1 Introdução

O problema ambiental

O estilo de vida moderno apresenta muitos benefícios resultantes do desenvolvimento da tecnologia

e do conhecimento que acabam melhorando as condições de conforto, segurança e saúde da

população. Entretanto, este estilo de vida supervaloriza a variável econômica e normalmente

desconsidera efeitos colaterais da atividade humana, denominados pela Economia de

externalidades. Tal modelo subestima os custos ambientais das pontas das cadeias produtivas, ou

seja, na extração de matéria prima e no descarte dos resíduos. Segundo o economista Hugo

Penteado, “o nosso falho sistema de preços só mensura os custos diretos de produção e não a

exaustão dos recursos naturais nem o esfacelamento ecológico” (2004, 71).

Um dos resultados indesejados deste tipo de comportamento são os impactos ambientais gerados

pela produção de animais. O objetivo da atividade produtiva é claro: gerar alimento de qualidade

para a população a preços acessíveis. Entretanto, os efeitos colaterais do viés estritamente

econômico que orienta as complexas relações de mercado acabam se transformando em risco

ambiental, social e também para a saúde humana.

Vários efeitos indesejáveis podem ser citados quando se fala em suinocultura: contaminação de

cursos de água superficiais (rios lagos) e subterrâneos (lençóis freáticos), produção de gases de

efeito estufa, mal cheiro nas propriedades, proliferação de insetos e risco de patologias. Com a

intensificação do problema começam a surgir efeitos até mesmo econômicos. É o caso do

tratamento de água para uso humano que se torna cada vez mais oneroso à medida que os

mananciais de abastecimento encontram-se cada vez mais poluídos. Estes custos, entretanto,

acabam não sendo percebidos pela atividade produtiva nem pelo mercado, pois acabam sendo

transferidos para o Estado que muitas vezes é responsabilizado pela situação.

Um outro efeito colateral importante a ser destacado é a produção de gases de efeito estufa. A

decomposição de dejetos animais a céu aberto produz gás carbônico e metano, entre outros gases,

que contribuem para o fenômeno do aquecimento global.



4

Energia e a atividade produtiva

Em meados do século 20 o Brasil iniciou um processo acelerado de crescimento econômico a partir

das políticas de desenvolvimento de Getúlio Vargas e Juscelino Kubitcheck. O objetivo era

recuperar o atraso econômico do país em relação aos países desenvolvidos. As estratégias

funcionaram e tiraram o Brasil de uma situação de “terceiro mundo” para uma condição de país em

desenvolvimento. Entretanto, o modelo produtivo que se instalou no país foi fundamentado em

tecnologia importada dos países de primeiro mundo. Se por um lado melhoraram a condição

econômico-políticas do Brasil no cenário internacional e propiciaram melhores condições de vida

para a população, por outro, favoreceram o descaso em relação às questões sociais e ambientais.

A matriz energética brasileira, instalada no Brasil para dar suporte a esta proposta de crescimento

econômico, centralizada e majoritariamente hidráulica, retrata muito bem o modelo da “estrutura de

produção, distribuição e consumo altamente concentrada” (BURSZTYN, 2001, p.35) instalada no

Brasil. Além dos impactos sociais e ambientais causados pelas grandes usinas, segundo Bursztyn,

as comunidades atingidas por esses impactos geralmente não são beneficiadas pelos grandes

empreendimentos. Ainda de acordo com o mesmo autor, a energia é transferida para grandes

centros urbanos ou enviada para regiões industrializadas, fato que dificulta muito a resolução dos

conflitos.

Nestes centros urbanos, para onde a energia é transferida, situa-se hoje a maior parte da população

brasileira, cerca de 77% (IBGE, 2000-a). A alta tecnologia empregada nas atividades rurais e a

atratividade de oportunidades dos grandes centros urbanos mudaram drasticamente a distribuição

demográfica do país, agravando os problemas sociais das cidades (SILVA, 2006, p.52).

Algumas conseqüências podem ser observadas hoje: lançamento de gases na atmosfera, lançamento

de efluentes industriais nos rios, sem tratamento ou com tratamento ineficiente, técnicas não

adequadas de uso e manejo do solo e de pecuária favorecem a erosão e a contaminação dos cursos

de água com materiais orgânicos e químicos. As limitações dos sistemas de saneamento básico no

país fazem com que grande parte da população não seja atendida por este serviço, como será visto

mais adiante.

Soluções para a sustentabilidade e a geração distribuída de energia

Sustentabilidade é um termo que gera controvérsias, cujo conceito não está claro na literatura

especializada. Há divergências, por exemplo, entre economistas e ambientalistas que se apropriam

do termo segundo interpretações antagônicas que favorecem interesses específicos. Entretanto, para



5

a finalidade deste trabalho, considera-se que a sustentabilidade seja a manutenção em longo prazo

das condições naturais que sustentam a vida em geral e o sistema produtivo humano, considerando

a atividade antrópica de todo o planeta Terra e sua capacidade de manutenção natural. Em termos

técnicos, pode-se dizer que um sistema produtivo sustentável é aquele que não aumenta a entropia,

ou seja, o nível de desorganização material, de seu meio. Na prática, nenhum ser vivo e nenhum

sistema produtivo, considerado isoladamente, é sustentável. Eis aí identificada a limitação do

modelo mental reducionista que fundamenta a atividade humana da cultura ocidental.

Segundo este prisma, a sustentabilidade exige ampliar o escopo da análise de um sistema. Exige

repensar o modelo produtivo do país para que se possam construir soluções efetivas aos problemas

ambientais como o das algas, citado anteriormente. Vários autores sugerem a descentralização como

caminho para a sustentabilidade, como será visto mais adiante, tendo em vista que quanto mais

centralizado o processo, mais difícil é o respeito aos limites das condições naturais do entorno.

Assim sendo, a geração distribuída de energia aponta na direção da sustentabilidade indicada por

estes autores e contribui para as cinco dimensões propostas por Ignacy Sachs (in OLIVEIRA &

SOUZA-LIMA, 2006, p.22). Mas reduzir um sério problema ambiental, o lançamento de nutrientes

nos rios, por meio de uma interessante solução de negócio (econômica) com conseqüente melhoria

das condições sociais rurais, a redução da desigualdade e a migração para os centros urbanos

(espacial), respeitando a cultura e as tradições locais (cultural ), como sugerem estes autores, exige

abordagem sistêmica e interdisciplinar. São soluções de longo prazo que envolvem políticas

públicas, parcerias, engajamento das comunidades, tecnologias e ações que traspassam as fronteiras

de qualquer organização ou negócio.

Problema de pesquisa

Os criadouros de animais, em geral os de pequenos produtores que possuem poucos recursos e não

têm orientação técnica adequada, acabam lançando os dejetos diretamente no leito dos rios sem

qualquer tratamento. Mesmo quando alguma obra de saneamento é feita, como a construção de

pocilgas, não há como garantir que o solo estará totalmente protegido, principalmente no caso de

esterqueiras ao ar livre sem proteção contra enxurradas decorrentes de chuvas intensas. Mesmo que

existam esterqueiras para proteger o solo e aproveitar o adubo orgânico produzido a partir dos

dejetos, sua decomposição a céu aberto libera gases de efeito estufa.

O dejeto animal é um sério problema ambiental se considerado desta forma. Entretanto, a questão

poderia ser observada a partir de uma nova perspectiva que não somente a do problema ambiental,



6

mas pela perspectiva da sustentabilidade, que procura compor as variáveis ambiental, social e

econômica – para não falar das dimensões cultural e espacial – numa configuração única. A

destinação mais adequada dos dejetos animais na propriedade é investimento que evita a

contaminação do solo e dos cursos de água. Mas só a proteção das águas não basta, pois o

lançamento de gases de efeito estufa decorrente da decomposição dos dejetos caracteriza um outro

problema ambiental conseqüente da mesma causa. A simples queima do metano (CH4), um dos

gases resultantes da decomposição dos dejetos, transformando-o em dióxido de carbono (CO2) já

seria uma enorme vantagem ambiental, pois o metano é um gás com potencial de aquecimento

global 21 vezes maior do que o dióxido de carbono. Mas a captura do metano para possibilitar a

queima também exige investimento. Portanto, até este ponto, o proprietário rural não teria nenhum

retorno para si que não fosse o saneamento, com benefício gerado à comunidade, uma atribuição

que normalmente se remete ao Estado.

A solução pode estar no uso de biodigestores, equipamentos que aceleram o processo de

decomposição dos dejetos, associados a geradores de energia. O biodigestor retém o gás resultante

da biodigestão dos dejetos, chamado de biogás, composto principalmente de metano e dióxido de

carbono, que pode ser utilizado diretamente como combustível ou para movimentar um gerador de

eletricidade. O lodo, também resultante da biodigestão, pode ser usado como adubo orgânico na

lavoura.

O problema ambiental existe e é facilmente constatado. A situação econômica dos proprietários

rurais, em geral pressionados pelos preços do mercado, não permitem investimentos em saneamento

rural. A solução para tais problemas, portanto, deve ser financeiramente viável. Desta forma, seria

possível transformar problemas sociais e ambientais em soluções econômicas atraentes?

Este foi o problema de pesquisa que se investigou com este trabalho: quais condições tornam

viáveis investimentos em geração distribuída de energia de dejetos animais?

Para responder a esta questão, vários cenários foram analisados no município de Cruz Machado,

Paraná, considerando os maiores produtores de suínos deste município: 1) investimentos em

propriedades individuais; 2) constituição de um condomínio geração de energia reunindo os

maiores produtores do município de Cruz Machado; 3) constituição de dois condomínios de geração

de energia pela proximidade geográfica dos maiores produtores de Cruz Machado; 4) vinculação de

outros produtores de animais menores à tubulação de biogás dos condomínios do cenário 3.



7

2 Objetivos 2.1 Objetivo geral

Avaliar a viabilidade financeira de empreendimentos de geração distribuída de energia de dejetos

animais no município de Cruz Machado.

2.2 Objetivos específicos

a) Elaborar revisão de literatura sobre os temas relacionados ao desenvolvimento local

sustentável, geração distribuída de energia e impactos ambientais da produção pecuarista.

b) Avaliar o potencial impacto ambiental da produção de suínos;

c) Mensurar o potencial energético do biogás de dejetos animais no município de Cruz

Machado;

d) Avaliar as condições que favorecem a viabilidade de investimentos em geração

distribuída de energia de dejetos animais no município de Cruz Machado, considerando

vários possíveis cenários.



8

3 Revisão de literatura

Os primeiros capítulos da revisão de literatura procuram explorar a situação da água no mundo, no

Brasil e no Paraná e o processo de deterioração da qualidade dos ambientes aquáticos, considerando

as principais causas e sua relação com a atividade humana. Os capítulos seguintes fazem uma

leitura do processo de desenvolvimento da sociedade brasileira, do panorama político-econômico do

Brasil e da infra-estrutura de energia construída para dar suporte a tal processo, procurando

identificar características que favorecem a contaminação dos cursos de água, lagos e reservatórios.

Aborda-se, então, a energia distribuída, complemento importante para a matriz energética brasileira,

que poderia dar suporte às idéias de desenvolvimento local sustentável defendida por diversos

autores. Mas a adoção de tal solução, como qualquer inovação tecnológica, não ocorre de forma

isolada, sendo necessário investimento, preparo institucional, políticas e meios, o que exige

mudança cultural. Aborda-se, então, o pensamento complexo como sustentação conceitual de uma

forma de pensar descentralizada que exige a adoção de técnicas de redes colaborativas. Os três

últimos capítulos da revisão de literatura abordam questões mais técnicas sobre a geração de energia

a partir de dejetos animais, características, equipamentos, viabilidade técnica e econômica e

exploram conceitos sobre sistemas de informações geográficas como tecnologia de suporte para a

pesquisa a ser realizada.

3.1 A problemática ambiental

Ao considerar a dinâmica da água na Terra, dois conceitos devem ser considerados: o ciclo

hidrológico e a bacia hidrográfica. O ciclo hidrológico representa o movimento da água pelo

planeta. Ao evaporar, a água se desloca para regiões mais elevadas da superfície da Terra onde se

precipita e percorre em direção a regiões mais baixas. A parte terrestre do ciclo hidrológico ocorre

pelas bacias hidrogáficas que são áreas geográficas delimitadas pelos pontos mais altos do relevo,

os divisores de água. A bacia hidrográfica tem sido vista como “unidade de planejamento,

integrando políticas para a implementação de ações conjuntas visando o uso, a conservação e a

recuperação das águas” (MMA/SRH, 2006, p.15). É também a base do Sistema Nacional de

Recursos Hídricos que será visto mais adiante.

O problema da disponibilidade da água



9

O fato da superfície do planeta ser coberta em sua maior parte por água, cerca de 70%, poderia

induzir à conclusão de que a água não deve ser motivo de preocupação. Entretanto, este percentual

representa apenas relação de superfície. Se for considerado volume, sabe-se que a Terra possui

cerca de 1,35 milhões de metros cúbicos de água (VIAINTEGRAL, 2009). Parece muito, mas se

comparado ao volume total do planeta, cerca de 904,7 bilhões de metros cúbicos, isso representa

apenas 0,000149%. Do total de água existente sobre a Terra, 97,5% é salgada. Do restante, cerca de

68,8% está nas geleiras, 30% corresponde a águas subterrâneas e 0,9% inclui umidade do solo,

pântanos, placas de gelo flutuante ou solo permanentemente congelado. Apenas 0,3% da água doce,

que corresponde a 0,0075% do total de água disponível no planeta, está disponível para consumo

humano em rios e lagos (MMA/SRH, 2006, p.17).

Os números acima indicam boa disponibilidade de águas subterrâneas, possíveis de serem extraídas

por meio de poços artesianos. As regiões sul, sudeste e centro-oeste do Brasil estão sobre “o maior

reservatório de água doce das Américas” (MMA/SRH, 2006, p.23), o Aqüífero Guarani. Entretanto,

o uso excessivo dos aqüíferos subterrâneos, acima de sua capacidade de recarga, pode gerar

problemas geológicos e deslocamentos de solo.

O uso humano direto não altera o montante disponível de água, uma vez que a água é captada em

um ponto e devolvida ao ciclo hidrológico em outro. Portanto, o dito “consumo” de água tem

impacto maior para a qualidade do que para a disponibilidade da água, como será visto adiante. Os

setores de maior uso de água no mundo são o agrícola e o industrial, 70 e 25 % respectivamente,

sendo que no Brasil o uso para a agricultura é de 59% (ANDREOLI, 2003, p.50). No Paraná, o

maior uso da água é para abastecimento público.

Entretanto, a atividade humana pode interferir indiretamente no ciclo hidrológico de várias formas.

A impermeabilização do solo nos centros urbanos, a retirada da camada vegetal e algumas técnicas

de agricultura dificultam a infiltração da água no solo onde ela naturalmente estaria armazenada.

Como conseqüência, a água da chuva chega aos cursos d’água com maior velocidade e menor

tempo, aumentando a ocorrência de inundações e reduzindo a disponibilidade em épocas de seca.

O problema da distribuição espacial da água

Um outro importante dado a ser considerado é que a água doce disponível nem sempre se localiza

onde é necessária. Muitos países já se ressentem da falta de água para suprir as necessidades básicas

de sua população, como é o caso, por exemplo, de Argélia, Israel, Egito e outros 23 países cuja

disponibilidade de água é menor que 500 m3/hab/ano (ANDREOLI, 2003, p.41). O Brasil tem uma



10

situação muito privilegiada em termos de disponibilidade de água, pois em seu território encontra-

se 12,8% do total da água disponível em rios e lagos do planeta. Entretanto, 68% está na região

norte onde se localiza apenas 6,98% da população. Na região sudeste, onde está a maior

concentração populacional, 42,65%, a disponibilidade de água é de apenas 6%. A região sul, local

de realização desta pesquisa, oferece 6,5% da água existente no país para 15,5% da população

(MMA/SRH, 2006).

O problema da qualidade da água

É durante o movimento de percolação da água pela bacia hidrográfica que o ser humano a utiliza

para consumo próprio ou recurso para os sistemas produtivos. Ao retornar ao ambiente natural, a

água leva consigo os resíduos da atividade humana. Tais resíduos, orgânicos e/ou minerais,

promovem alterações no ambiente aquático e favorecem o desenvolvimento de microorganismos

chamados de cianobactérias, ou algas, que se alimentam destes resíduos e tornam a água novamente

limpa. Trata-se de um processo natural, porém que é intensificado pelo excesso de material

orgânico e mineral resultante da atividade humana na bacia hidrográfica, podendo gerar riscos

ambientais e de saúde pública quando o equilíbrio natural é quebrado.

A crescente contaminação da água pode ser vista como uma externalidade pela economia que

percebe os sistemas produtivos de forma linear e delega os custos de tal negligência ao Estado. Em

decorrência disso, os rios e lagos estão com sua potabilidade cada vez mais reduzida. Como

conseqüência, os custos de tratamento se elevam na mesma proporção.

A situação da água está cada vez mais crítica e tem sido vista como um iminente fator limitante para

o desenvolvimento das cidades, o que poderá resultar em conflitos internacionais. Segundo

ANDREOLI (2003, p.42), conflitos motivados pela posse de água são milenares e tendem a se

agravar à medida que a disponibilidade e qualidade atuais tendem a se reduzir ao mesmo tempo em

que a população continua aumentando.

Principais causas do aporte de nutrientes

Segundo XAVIER (2005), várias são as atividades antrópicas que contribuem para o aporte de

nutrientes nos cursos de água e, conseqüentemente, aceleram o processo de eutrofização e

deterioração da qualidade da água: 1) Atividades agrícolas, principalmente pelo aporte de

nitrogênio das lavouras, uma vez que o fósforo proveniente de áreas agrícolas em geral é absorvido

pela argila, portanto, encontra-se em estado não biodisponível; 2) Esgoto sanitário, fonte de



11

nitrogênio e fósforo para os ambientes aquáticos, este último derivado principalmente de sabões e

detergentes. Segundo o IBGE, 58,4% dos municípios brasileiros não possuem rede de coleta de

esgoto. Dos que possuem coleta, 66% não fazem qualquer tratamento, sendo que neste caso o

esgoto é lançado diretamente em rios (84,6%), mar, lago ou lagoa, baía ou outros (IBGE, 2000-c).

Quando há tratamento, as estações tradicionais reduzem apenas matéria orgânica e não retiram

nitrogênio e fósforo, o que elevaria o custo do tratamento para números muito acima dos atuais; 3)

Impermeabilização e drenagem pluvial urbanas – o escoamento de água de chuva, em geral chuva

ácida que contém metais, carrega materiais orgânicos e inorgânicos diretamente para os cursos de

água, uma vez que a água pluvial é impedida de infiltrar no solo; 4) Atividades industriais, cujos

efluentes possuem características variadas e podem conter carga orgânica e sedimentos em

suspensão; 5) Atividade pecuária, uma fonte geralmente difusa de carga orgânica, uma vez que no

Brasil, em geral, o gado não é confinado e suínos e frangos são muitas vezes produzidos por

pequenos produtores que não possuem recursos para a instalação de tecnologias de tratamento de

dejetos e proteção ambiental (SHIGAKI, SHARPLEY & ROCHNOW, 2006, p.200).

Estudos demonstram que no sul do Brasil, onde se concentra respectivamente 43 e 49% da

produção brasileira de suínos e aves do país, a produção de fósforo em dejetos animais em 2003 foi

2,6 vezes maior do que a quantidade de fósforo utilizada como fertilizante. Se os fertilizantes

fossem substituídos por dejetos animais para a adubação agrícola, ainda haveria um excedente de

0,66 milhões de toneladas anuais de fósforo (SHIGAKI, SHARPLEY & ROCHNOW, 2006,

p.194). Como isso não ocorre, o acúmulo é ainda maior. Parte deste excedente contido nos dejetos

não devidamente destinados é lançado diretamente nos corpos d’água. Parte do fósforo excedente

utilizado na agricultura é carreado pelo escoamento superficial e parte pelo escoamento

subsuperficial. Portanto, “o potencial poluidor do dejeto não é, em geral, convertido em

produtividade” HOFFMANN in SHIGAKI, SHARPLEY & ROCHNOW, 2006, p.198),

constituindo-se em desperdício.

Poluição hídrica dos dejetos de suinos

Um dos efeitos da contaminação dos cursos de água é a floração de algas em lagos e reservatórios

que compromete o uso múltiplo dos reservatórios e pode caracterizar riscos à saúde humana e

animal, além de fortes odores. A floração de algas é conseqüência da aceleração de um processo

natural chamado de eutrofização. Eutrofização é a redução da qualidade da água devido ao aumento

da fertilidade dos ambientes aquáticos decorrente do aporte de nutrientes, principalmente matéria

orgânica, fósforo (P) e nitrogênio (N) (XAVIER, 2005). A atividade humana na bacia de



12

contribuição de um lago ou reservatório pode acelerar este processo natural reduzindo

significativamente o tempo de deterioração de tais ambientes aquáticos. O fósforo é considerado

agente primário, uma vez que muitas algas podem obter o nitrogênio diretamente da atmosfera. Por

isso, o controle da eutrofização muitas vezes consiste em retirar o aporte de fósforo, nutriente

encontrado em abundância na produção agrícola e animal (SHIGAKI, SHARPLEY & ROCHNOW,

2006, p.195), presente também em fertilizantes e rações.

A poluição hídrica vinculada à suinocultura acaba ocorrendo pelas inadequadas condições de

descarte dos dejetos nas propriedades. Nas propriedades com produção doméstica, os suínos são

criados soltos e, em geral, próximos aos cursos de água. Todo dejeto, neste caso, é levado pelas

águas pluviais e representam grande potencial de contaminação. Nos casos de produções

comerciais, que já receberam orientação da Extensão Rural, os dejetos são depositados em

esterqueiras, com já foi citado anteriormente. Embora reduzam significativamente a poluição

hídrica, as esterqueiras, de modo geral, representam riscos de contaminação, principalmente em

situações de enxurrada.

Quanto maior a quantidade de dejetos por animal, maior é o potencial de contaminação hídrica. A

Tabela 1mostra valores relacionados à quantidade de hidrocontaminantes potenciais no dejeto.

Pela Tabela 1, calcula-se que um biodigestor proporciona redução entre 70 e 80% de DBO e 58 a

78% de DQO. Para GALIKIN & BLEY JR. (2009), a redução de DQO é de 80% e está relacionada

com o percentual de metano contido no biogás. Segundo estes autores, “[...] pode-se produzir 0,25

m3 de metano com a conversão completa de 1 Kg de DQO removida [...]” (2009, p.39).



13

Tabela 1 - Presença de hidrocontaminantes potenciais nos dejetos de suínos1 Unidade P2O5

Kg / m3 dejeto

Ntot Kg / m3 dejeto

K2O Kg / m3 dejeto

SV Kg / m3 dejeto

DBO aflu *

Kg / m3 dejeto

DBO eflu *

Kg / m3 dejeto

DQO aflu *

Kg / m3 dejeto

DQO eflu * Kg

/ m3 dejeto

Autor

0,84 0,17 1,76 0,38 Campos (2005)2 UCT 1,07 2,98 1,59 25,49 Angonese (2006)3 UCT 2,70 23,75 Zhang (2006)4 UCT 3,47 27,36 Nagae (2004)5 UCT 2,20 3,20 2,00 25,40 Gosmann (1997)6

25,65 10,79 Campos (2004) 1,14

a 6,07 1,60

a 6,51 1,00

a 3,00 Oliveira (2006)7

6,47 1,90 Bortoli (2009)8 0,9 2,8 1,8 27,5 33,3 Santos (2000)9 0,9 1,6 1 23,75 Valor mínimo 6,07 6,51 3 27,5 Valor máximo 2,28 3,32 1,88 25,910 Valor médio 2,18 1,52 0,73 1,56 Desvio padrão

* Valores médios de DBO e DQO do afluente e do efluente do biodigestor. Gestão das águas

Diante dos riscos vinculados à situação das águas, a Constituição Federal de 1988 previu a

organização do Sistema Nacional de Gerenciamento de Recursos Hídricos (SINGREH), um

conjunto de mecanismos jurídicos e administrativos para implementar, de forma participativa, a

Política Nacional de Recursos Hídricos definida pela Lei das Águas (9.433/1997). Esta lei prevê

cinco instrumentos de gestão: Plano de recursos hídricos; enquadramento de corpos d’água em

classes (de acordo com a contaminação e o uso previsto); a outorga dos direitos de uso; a cobrança

pelo uso da água; o sistema de informações sobre recursos hídricos (ANA, 2009). No Paraná alguns

comitês de bacias já foram implantados de acordo com tal política.

1 OBS.: os valores informados estão em Kg/m3 de dejeto. A maioria dos autores citou medidas feitas na entrada do biodigestor, portanto, medidas sobre o dejeto líquido. Como o volume de SV – sólidos voláteis – varia com a densidade, ou seja, a quantidade de água contida no dejeto, os valores informados pelos autores geram margem de dúvida. Tal dúvida seria sanada se tivesse sido informada a densidade do dejeto. O único autor que definiu faixas, que corresponde à variação de densidade, foi Oliveira. Considera-se, portanto, que os valores de 6,07, 6,51 e 3,00 Kg/m3 de dejeto sejam respectivamente os valores de fósforo, nitrogênio e potácio medidos sobre o material com mínimo teor de água (máxima densidade). 2 Biodigestão em reator UASB (CAMPOS, MOCHIZUKI, DAMASCENO & BOTELHO, 2005). 3 ANGONESE, CAMPOS, PALACIO & SZYMANSKI, 2006. 4 ZHANG et al 1990 apud ANGONESE, CAMPOS, PALACIO & SZYMANSKI, 2006. 5 NAGAE 2004 apud ANGONESE, CAMPOS, PALACIO & SZYMANSKI, 2006. 6 GOSMANN 1997 apud ANGONESE, CAMPOS, PALACIO & SZYMANSKI, 2006. 7 Varia de acordo com a densidade do dejeto: de 1.008 a 1.040 Kg/m3 (OLIVEIRA & HIGARASHI, 2006, 19). 8 BORTOLI, KINZ & SOARES, 2009. 9 Apud COLDEBELLA, 2006. 10 A quantidade de SV – sólidos voláteis - varia em função da densidade do dejeto. Portanto, ao invés de se utilizar este valor médio, recomenda-se utilizar os valores da Tabela 4 diferenciados para UCTs e UPLs.



14

O Paraná também lançou em 2008 o Programa de Gestão Ambiental Integrada por Microbacias,

cujo objetivo é “promover a melhoria da qualidade e disponibilidade das águas no Estado mediante

o aperfeiçoamento do uso, manejo e conservação adequada do solo, da água e das florestas”

(PGAIM, 2009). Fruto de experiências de várias décadas com outros programas, o PGAIM é um

interessante esforço interinstitucional entre as Secretarias do Estado, a Copel e a Sanepar, em

sintonia com o SINGREH, para promover a mobilização comunitária nas microbacias e se chegar à

execução de planos de ações locais para a melhoria das condições ambientais com preocupações

especiais à qualidade e disponibilidade da água.

Não é objetivo deste trabalho aprofundar a análise de tais iniciativas, mas apenas destacar que a

situação da água no planeta, no Brasil e no Estado do Paraná é crítica e vem despertando o interesse

de inúmeras instituições de todos os setores da sociedade, representando risco de conflitos

internacionais além de riscos para a saúde animal e humana. Como acontece com a energia, a

disponibilidade de água de boa qualidade em si não promove do desenvolvimento e a expansão

humana, industrial e agropecuária, mas sua falta os compromete direta ou indiretamente.

3.2 A centralização produtiva do Brasil e sua relação com a qualidade da água, da geração de energia e das condições de saneamento rural e urbano

Diante do quadro exposto até este momento, constata-se que a situação da água para uso humano

deve levar em conta dois fatores: as condições naturais de disponibilidade e as alterações de

qualidade e disponibilidade da água provocada pela atividade humana. Para aprofundar um pouco a

questão da atividade humana e suas conseqüências sobre a água, faz-se aqui uma rápida análise do

processo de desenvolvimento do Brasil e do modelo estrutural constituído para dar suporte a tal

desenvolvimento.

Ao se analisar o cenário do Brasil no contexto econômico internacional, deve-se levar em conta que

o Estado brasileiro possui algumas peculiaridades que o diferenciam de outros países. 1) um

governo centralizador que buscava recuperar o atraso do desenvolvimento do país - perspectiva da

teoria da modernidade segundo a qual o desenvolvimento é uma questão temporal, pois a única

coisa que separa os países desenvolvidos dos não desenvolvidos são algumas décadas; 2) a ausência

de uma classe burguesa organizada; 3) a pressão das empresas transnacionais que procuravam

instalar suas filiais onde pudessem produzir produtos primários com mão-de-obra barata e recursos

naturais abundantes. Este conjunto de fatores contribuiu para a implantação de setores produtivos



15

eletrointensivos que produzem bens primários de baixo valor agregado – extração mineral,

siderúrgicas, alumínio primário, etc. – e intensifica problemas sócio-ambientais sérios no país.

No Brasil, os primeiros indícios de industrialização são registrados a partir de meados do século 19

quando a produção do café começou a entrar em crise por uma série de razões. O investimento no

setor industrial, entretanto, ocorreu de forma mais intensiva bem mais tarde, durante o governo de

Juscelino Kubitcheck, com seu Plano de Metas, e o objetivo substituir a demanda interna de

produtos importados. Por isso este processo foi denominado de modelo de substituição de

importações.

Após a Segunda Guerra, a constatação do atraso econômico do Brasil era evidente e a ausência de

uma burguesia em condições de promover uma nova ordem exigiu do Estado um posicionamento

de agente econômico para sustentar o desenvolvimento que se estabeleceu pelas estratégias

nacionalistas implantadas por Getúlio Vargas e Juscelino Kubitschek.

Mas ao contrário do que poderia parecer, o processo de centralização do Brasil não ocorreu por

mera vontade política e sim como resposta inevitável à crise de 29 (NUNES, 2003) e às pressões

dos oligopólios internacionais que queriam proteger seus investimentos no Brasil, uma vez que o

regime da velha república, estruturado sobre as bases clientelistas rurais, não era confiável. Em

outras palavras, a industrialização do Brasil foi feita pelas mãos do governo, mas com capital,

tecnologia, padrão de vida, costumes e, principalmente, influência de países estrangeiros.

Promovido pelas mãos do Estado, sob a influência de interesses de pequenos grupos econômicos,

com tecnologia inadequada à realidade do país, sem uma significativa mudança na estrutura agrária

e sem organização da sociedade civil (MANTEGA, 1984), o processo de industrialização resultou

em um mercado interno inexpressivo bem como em desigualdade na distribuição de renda. A

mecanização do campo associado à atratividade das cidades promoveu uma intensa urbanização não

planejada que, além de significar excedente de mão-de-obra, criou condições sociais precárias nos

centros urbanos. Na opinião de Rangel (apud MANTEGA, 1984, p.103), a industrialização no

Brasil ocorreu sem uma adequada modificação na estrutura agrária que, segundo ele, era precária e

ineficiente.

Assim, a industrialização brasileira ocorreu de forma concomitante com a desruralização da

produção, o que acarretou um movimento de urbanização com poucos paralelos na história.

Considerado hoje um país urbano, o Brasil conta com mais de 80% de sua população nas cidades.

As altas taxas de crescimento e concentração de renda decorrentes deste processo, intensificadas na

década de 1970, não se sustentaram nos anos seguintes. O alto contingente populacional dos centros



16

urbanos não retornou ao campo com a queda do crescimento econômico e se transformou em um

sério problema social (OLIVEIRA, 2006, p.49).

Ciência, tecnologia e inovação têm papel fundamental para o modelo produtivo de um país.

Entretanto, com baixo investimento (0,9% do PIB) comparado a países desenvolvidos (2% do PIB),

o sistema nacional de aprendizagem tecnológica no Brasil é considerado passivo, pois se limita a

absorver o conhecimento de tecnologias importadas, patenteadas por outros países. Em outras

palavras, o Brasil é hoje tecnologicamente dependente do núcleo econômico (MCT, 2002).

Sem condições de competir em termos de tecnologia e inovação, o Brasil abriu suas portas ao livre

mercado internacional na década de 1990 em decorrência das pressões neoliberais impostas pelos

mercados inglês e americano iniciadas dez anos antes. Considerando o ciclo histórico entre controle

Estatal e livre mercado, este período marca um momento em que o Estado tentou deixar o mercado

seguir suas regras, com a mínima intervenção. No Brasil, o movimento provocou uma onda de

privatizações da infra-estrutura de base do país, incluindo o fornecimento de energia. Há que se

considerar, entretanto, que num país com profunda desigualdade na distribuição de renda, em que

59,8% das famílias tem rendimento médio inferior a cinco salários mínimos11 (IBGE, 2000-b), a

maioria das pessoas tem dificuldade de pagar pelos serviços básicos. As conseqüências acabam

recaindo sobre os ombros do Estado que arca com a responsabilidade pelo suprimento de serviços

básicos à população. Na opinião de Sunkel (2001, p.282),

“os governos encontram-se entre a cruz e a espada. Por um lado, são forçados a reduzir [...] a sua receita

tributária para assegurar que as empresas privadas mantenham-se competitivas [...] Por outro, [...mesmo

tendo que suprir os serviços básicos à população, obrigam-se a] diminuir o elevado nível de gastos que

implica a manutenção do Estado de Bem-Estar e do Estado desenvolvimentista.”

Em resumo, o Brasil se caracteriza como um país centralizado do ponto de vista administrativo,

político e populacional. Concomitantemente ao processo de centralização político-administrativa, a

industrialização brasileira ocorreu de forma rápida para atender ao atraso no cenário econômico

internacional. Tal processo acelerado caminhou em descompasso com a percepção de seus impactos

sociais e ambientais e com a possibilidade de mitigação de tais impactos gerados pela

industrialização do país que se desenvolveu com características importadas de países do núcleo

econômico mundial.

No que se refere à energia, par e passo à industrialização e para lhe dar suporte, se instalou no

Brasil uma infra-estrutura de geração e distribuição de energia – eletricidade, petróleo e gás – entre

11 Corresponde a R$ 2.075,00 – salário mínimo de R$ 415,00 (medida provisória 421/2008, de 29.02.2008)



17

as décadas de 40 e 60 (GOLDEMBERG & LUCON, 2006) também centralizada e de capital

intensivo.

Após Segunda Grande Guerra, ocorre no Brasil um outro exemplo interessante de centralização: a

da produção de proteínas. Antes deste período, a Europa produzia a proteína animal necessária ao

seu consumo. Para sustentar esta atividade, importava proteína vegetal segura e de baixo custo do

Brasil, Estados Unidos e a Argentina, que se transformaram em grandes exportadores. Entretanto, a

pecuária é uma atividade altamente poluente e que demanda muita água. Esta percepção,

concomitantemente com a crescente demanda de proteína animal nos países em desenvolvimento,

bem como a constatação de que o custo de transporte de proteína animal é menor do que o do

transporte de proteína em grãos, gerou uma nova tendência no sistema produtivo de proteínas: a

produção de proteína animal próxima à produção de grãos, com a consequente transferência dos

impactos ambientais da pecuária, quais sejam, o aumento descontrolado da poluição hídrica e o

aumento das emissões de gases de efeito estufa nos países em desenvolvimento (GALINKIN &

BLEY JR, 2009). Mas as vantagens para a Europa nesta nova configuração não se restringem às

questões econômicas e à transferência dos impactos ambientais, mas inclui a importação de água.

Chamada de água virtual, representa a água não consumida para produzir um produto importado.

No caso da pecuária, para se produzir um quilograma de carne suína, por exemplo, são necessários

5.250 litros de água (BRAGA, 2008), considerando a demanda para desedentação, limpeza de baias,

etc. Desta forma, ao importar a proteína animal de outros lugares, a Europa economiza também

água potável.

Os desafios globais de crescimento populacional, de aumento de consumo, degradação ambiental,

desigualdade social e escassez de recursos e de energia são algumas das variáveis, segundo autores

pesquisados, de um sistema produtivo centralizado, de capital intensivo e de acumulação de

riquezas. A matriz energética mundial que dá suporte a este sistema é fundamentalmente fóssil e

gerida por grandes empresas fornecedoras. No Brasil não é diferente, embora existam

particularidades em relação à matriz energética mundial. Debates sobre sustentabilidade apontam na

direção de um setor produtivo mais descentralizado para a promoção de um melhor equilíbrio dos

aspectos econômicos, sociais e ambientais. Nesta configuração, a geração de energia próxima ao

consumo, chamada de geração distribuída de energia, pode ser vista como importante complemento

à matriz energética nacional, tendo em vista a formação de modelos produtivos descentralizados

que promovam a sustentabilidade local pela melhoria das condições ambientais, sociais e

econômicas destas localidades.



18

A implantação de fontes de energia próximas ao consumo, limpas, confiáveis e economicamente

competitivas representa enorme desafio. Entretanto, tais fontes que em geral demandam mão-de-

obra intensiva, podem desempenhar importante papel como parte integrante de cadeias produtivas

locais, capazes de transformar problemas ambientais em oportunidades de negócios, apresentando-

se como interessante infra-estrutura para gerar sustentabilidade local. Trata-se, portanto, não

somente de um modelo de geração de energia, mas de um modelo produtivo descentralizado, auto-

suficiente, economicamente viável, ecologicamente eficiente e socialmente justo. Analisar esta

oportunidade é objetivo deste trabalho que procura elaborar um ensaio sobre como a geração

distribuída pode contribuir para a criação de sociedades sustentáveis no contexto das comunidades

locais.

3.3 Energia: conceitos e a situação no mundo, no Brasil e no Paraná

Conceitos

Alguns conceitos são aqui apresentados com o objetivo de promover um alinhamento da linguagem

necessária ao desenvolvimento deste trabalho.

Quanto à fonte, a energia pode ser classificada como primária ou secundária. Fontes primárias de

energia são “aquelas disponíveis tais como se encontram na natureza e que não sofreram ainda

qualquer conversão” (LELLIS, 2007, p.29). Um processo de transformação pode transformar uma

energia primária em secundária. Por exemplo, a gasolina é uma fonte secundária obtida a partir do

refino do petróleo, uma fonte primária.

Chama-se matriz energética o conjunto de fontes energéticas primárias e/ou secundárias do mundo,

de um país ou de um Estado, cada uma representada pela sua proporção em relação ao total.

Energias fósseis são aqueles oriundas da transformação de matéria orgânica submetida a altas

pressões geológicas durante milhares de anos. São, em geral, chamadas de combustíveis fósseis

devido ao seu alto poder de combustão. Nesta categoria estão o petróleo, o carvão mineral e o gás

natural. Devido ao alto teor de carbono dos combustíveis fósseis, seu uso emite CO2 para a

atmosfera e contribui para o aquecimento global.

Denomina-se energia limpa a fonte energética primária ou secundária que causa impacto ambiental

comparativamente bem menor em seu processo de obtenção e uso, em relação às fontes de

combustíveis fósseis. As energias solar, eólica e biomassa são exemplos desta categoria. Algumas

fontes de biomassa emitem dióxido de carbono (CO2) quando utilizadas, mas são consideradas



19

energias limpas porque o processo de obtenção (plantio) compensa tais emissões pelo seqüestro de

carbono da atmosfera durante o crescimento da planta. A principal fonte de energia elétrica do

Brasil, a hidroeletricidade, também é considerada limpa. Entretanto, cuidados devem ser tomados

durante a execução da obra de uma usina hidrelétrica para que materiais orgânicos não sejam

submersos pelo enchimento do reservatório. Se isso ocorrer, o lago pode gerar dióxido de carbono

(CO2) e metano (CH4) nos primeiros dez anos de operação devido à decomposição deste material.

Pesquisas têm sido feitas para avaliar estas emissões, porém, para uma dada quantidade de energia

gerada, são bem menores se comparadas às emissões dos combustíveis fósseis. Uma vez construída

a usina, o processo de geração hidroelétrica não emite poluentes ao longo de sua vida útil como

ocorre com as usinas a gás ou a carvão. Como resultado, a geração de eletricidade no Brasil, 41%

de fontes limpas (MME, 2007) e majoritariamente hidrelétricas, faz com que a matriz energética

brasileira seja considerada uma das mais limpas do mundo.

Lellis (2007, p.110) define energias alternativas como sendo aquelas utilizadas como “alternativa

ou complemento ao parque gerador convencional, [este] composto de hidrelétricas e termelétricas a

combustíveis fósseis ou nucleares de grande porte”. São, em geral, pequenas fontes que

complementam a matriz energética, mas ainda sem uma oferta expressiva. Em geral, são fontes de

energia limpa como a solar e a eólica.

Quanto à matéria-prima, uma fonte energética pode ser classificada como renovável ou como não-

renovável. A primeira, “emprega como matéria-prima elementos que podem ser recompostos na

natureza em um processo de curto prazo” (LELLIS, 2007, p.34). É o caso, por exemplo, do etanol,

álcool obtido da cana-de-açúcar. A segunda “utiliza como matéria-prima elementos que irão se

esgotar na natureza ou que sejam de difícil renovação, levando séculos ou milênios para serem

recompostos” (LELLIS, 2007, p.30). É o caso dos combustíveis fósseis, cujas reservas um dia

poderão chegar ao fim.

Em relação ao tempo de utilização, uma fonte energética pode ser classificada como finita ou como

infinita . Finita são aquelas que podem chegar ao fim após algum tempo de utilização. Novamente é

o caso dos combustíveis fósseis. Combustíveis fósseis são, portanto, finitos e não-renováveis.

Fontes infinitas geram energia sem reduzir a sua disponibilidade. É o caso, por exemplo, do sol e do

vento. Dependendo das condições de uso, uma mesma fonte pode ser finita ou infinita. Por

exemplo, a lenha utilizada como combustível: se a demanda por lenha for maior que a produção de

árvores, ela é finita, caso contrário, infinita.



20

Para o Centro de Gestão de Estudos Estratégicos – CGEE -, geração distribuída de energia

consiste da geração e armazenamento de energia de forma modular e em instalações situadas

próximas do usuário final, podendo estar conectadas ou não ao sistema de distribuição principal

(CGEE, 2001, p.7). O Instituto Nacional de eficiência Energética (www.inee.org.br) tem um

conceito similar: “corresponde à geração elétrica realizada próxima do consumidor, independente

da potência, fonte e tecnologia empregadas” (BLEY JR, 2009-a). Embora os termos geração

distribuída e co-geração sejam utilizados com freqüência como sinônimos, são conceitos

diferentes. Por se tratar do tema principal deste trabalho, este conceito será aprofundado mais

adiante.

ODDONE (apud MAPA, 2005, p.49) conceitua co-geração como sendo um “... processo de

transformação de uma forma de energia em mais de uma forma de energia útil [...] atentando que as

formas de energia útil mais freqüentes são a energia mecânica ... e a térmica”. Ferrão e Weber

complementam esta definição considerando que “o trabalho mecânico pode gerar energia elétrica e

que este processo [a obtenção de mais de uma forma de energia útil] ocorre a partir de um único

combustível tal como derivados de petróleo, biomassa ou gás natural" (2001, p.8 e p.11). A energia

térmica gerada é utilizada para prover calor para um processo qualquer. O aproveitamento de calor

exige proximidade do ponto de consumo, por isso a co-geração geralmente é uma forma de energia

distribuída.

Dois conceitos relacionados ao uso de combustíveis fósseis são o efeito estufa e o aquecimento

global. O primeiro é um fenômeno natural pelo qual a camada de gases da atmosfera retém a

radiação solar, como acontece numa estufa de cultivo de plantas. Daí o seu nome. Sem este efeito o

planeta Terra seria gelado e a vida, tal como a conhecemos, seria impossível sobre sua superfície. O

segundo é o aumento gradativo da temperatura média da Terra em função do aumento dos gases do

efeito estufa, principalmente dióxido de carbono (CO2), metano (CH4) e óxido nitroso (N2O). Sabe-

se que o aumento da temperatura média da terra tem provocado alterações climáticas, mas há

controvérsias sobre os efeitos de longo prazo e a respeito da contribuição da atividade humana para

este processo.

Matriz energética mundial e os riscos para a economia

As fontes primárias de energia mundial são fundamentalmente de origem fóssil e correspondem a

cerca de 80% da matriz – ver próxima figura. A maioria das fontes de energia limpa e renovável



21

ainda não se apresenta em escala comercial competitiva e, em geral, carecem de padronização e

controle de qualidade (GELLER, 2003, p.55 e p.56).

Diante de tal constatação, os desafios que se apresentam para as próximas décadas são

preocupantes. Um dos objetivos do milênio propostos pelo Programa das Nações Unidas para o

Desenvolvimento – PNUD - é a generalização do acesso à energia para a população mundial

(PNUD BRASIL). Contudo, segundo GOLDEMBERG (2002, p.138), um terço da humanidade não

tem acesso aos sistemas de energia. Além disso, uma matriz fundamentada no uso intensivo de

combustíveis fósseis é ineficiente (GELLER, 2003, p.44), uma vez que resulta em grande perda na

relação trabalho produzido/energia utilizada. Por serem não renováveis e finitas, há perspectiva de

exaustão das fontes de combustíveis fósseis (GOLDEMBERG, 2002, p.138) que resultará no

aumento gradativo de preços no mercado internacional (MAPA, 2005, p.15). Isso pode resultar em

tensões entre as nações (GELLER, 2003, p.44). Como já foi visto, o crescimento econômico é

proporcional ao aumento da oferta de energia. Logo, uma economia fundamentada numa matriz de

fontes fósseis pode ser considerada frágil, tendo em vista que as reservas são finitas, a extração é

feita por poucas e grandes empresas que concentram o capital e as reservas se concentram nas mãos

de poucos países (FERRÃO & WEBER, 2001, p.9). Trata-se de uma questão de segurança para o

abastecimento de energia (MAPA, 2005, p.19).

Além do mais, as emissões destes combustíveis são nocivas ao meio ambiente e à saúde (LELLIS,

2007, p.25). A chuva ácida e a poluição do ar decorrentes do uso intensivo de combustíveis fósseis

geram impactos locais. Mas a emissão de gases não respeita fronteiras e traz conseqüências globais

como potencializar o aquecimento global (GOLDEMBERG, 2002, p.139).

A energia nuclear, considerada única alternativa limpa, economicamente viável e em escala de

produção capaz de absorver grande parte da demanda de energia mundial é utilizada por diversos

países desenvolvidos, principalmente Franca, Alemanha e Estados Unidos. Contudo, trata-se de

uma fonte finita, uma vez que depende das reservas de urânio existentes no solo. Mas o principal

problema relacionado a esta fonte é que não há solução para a deposição segura dos resíduos

nucleares (GELLER, 2003, p.40). Um outro ponto a ser considerado é a segurança da operação.

Embora os equipamentos e instalações modernas garantam a segurança das usinas, lembranças de

acidentes como o de Chernobil dividem a opinião pública. Após altos investimentos em energia

nuclear na década de 1970 por diversos países, em meados da década de 1980 o número de projetos

diminuiu significativamente (TOMASQUIM, 2005).



22

A situação energética do Brasil

Em termos de fontes primárias de energia – Figura 1 - o Brasil ocupa uma posição invejável no

cenário mundial, graças ao seu território que possibilita a exploração de um enorme potencial

hídrico e da iniciativa do Pró-álcool, iniciado na década de 1970 em resposta à crise de

abastecimento de petróleo. Enquanto a matriz mundial é apenas 16,8% renovável, a brasileira é

45,8% renovável. O setor que mais contribui para o uso de combustíveis fósseis no Brasil é o de

transporte – 50,7% (MME, 2007). A Figura 1 mostra a matriz energética do Brasil, dos países da

OECD e do mundo, onde pode ser observada a característica diferenciada da matriz brasileira.

Figura 1 - Matriz energética mundial (MME, 2007)



23

Para a produção de energia elétrica o país conta com 80,8% de fontes limpas e renováveis,

conforme mostrado na Figura 2.

Figura 2 - Matriz elétrica brasileira (MME, 2007)

A geração hidrelétrica é sensível às condições meteorológicas, por isso, as usinas hidrelétricas

precisam de um reservatório para reservar água em períodos de falta de chuvas, além de concentrar

o potencial energético na barragem. Entretanto, estiagens prolongadas podem comprometer a

geração de eletricidade. Por isso, o sistema de abastecimento de energia elétrica no Brasil é

interligado em quase todo o território nacional, com exceção da região norte – Figura 3.

Como o território brasileiro é muito extenso, esta interligação reduz o risco de falta de

abastecimento decorrente das faltas de chuva. Assim, se faltar água em uma região, o excedente

elétrico gerado em outra região pode ser transferido. Este sistema interligado é coordenado pela

Operação do Sistema Nacional – ONS, vinculado à Agência Nacional de Energia Elétrica -

ANEEL.



24

Figura 3 - Sistema Interligado Nacional (ONS, 2009)

A energia elétrica do sistema principal de abastecimento no Brasil é gerada por grandes usinas hidrelétricas,

térmicas ou nucleares. Esta energia é transferida em alta tensão para os grandes centros de consumo pelo

sistema nacional interligado de transmissão e, então, distribuída em média tensão, como pode ser observado na

Figura 4. Este modelo, que consiste de grandes centros geradores para atender a um grande

consumo de energia exige capital intensivo e, por isso, deve ser suportado pelo Estado ou por

grandes empresas. Por ser a energia um bem para o atendimento de necessidades básicas e que dá

suporte ao setor produtivo do país, há necessidade de regulamentação e controle rígido sobre o

preço final. Esta tarefa é desempenhada no Brasil pela Agência Nacional de Energia Elétrica –

ANEEL.

Subestação redutora de

tensão

Subestação elevadora de

tensão Do Estado 4 P/ Estado 3



25

Figura 4 - Sistema de geração, transmissão e distribuição de energia elétrica no Brasil

A produção de petróleo e de etanol – álcool da cana-de-açúcar – deixa o setor de transporte

brasileiro em situação confortável. O mesmo não se pode dizer do setor de energia elétrica, que

enfrenta sérios riscos de abastecimento. Um crescimento da economia acima do esperado ou uma

estiagem prolongada nas regiões sul, sudeste e centro-oeste pode comprometer o fornecimento de

energia elétrica para o país e gerar transtornos para a economia.

Como foi visto anteriormente, a infra-estrutura de energia no Brasil foi instalada para dar suporte ao

acelerado processo de industrialização. A demanda de energia para atender ao crescimento intenso

do setor industrial foi suportado pela infra-estrutura pública federal e estadual até a década de 80

quando ocorreu a abertura do mercado. Esta infra-estrutura energética apresenta características

peculiares: centralizada e gerida por poucas e grandes organizações. BURSZTYN (2001, p.35)

compartilha desta visão ao afirmar que a matriz energética brasileira retrata muito bem o modelo da

“estrutura de produção, distribuição e consumo altamente concentrada” instalada no Brasil.

Além das restrições técnicas e econômicas, há também as normativas. No Brasil, tradicionalmente o

papel de geração de energia está nas mãos do Estado ou de grandes empresas, tendo em vista o alto

custo associado aos projetos de engenharia tradicionais. Atualmente a geração de energia é

regulamentada pela ANEEL, Agência Nacional de Energia Elétrica, que possui políticas, normas e

orientações para os empreendimentos tradicionais. Entretanto, a geração distribuída está vinculada a

empreendimentos de pequena escala e baixo investimento, portanto, descentralizado e fora das

mãos do Estado e das grandes empresas, não tendo legislação e normatização que lhe dê o

necessário suporte burocrático. Esta situação não deve perdurar por muito tempo, tendo em vista a

pressão que começa a ocorrer nesta área. No Paraná, por iniciativa de algumas empresas como a

Itaipu Binacional e a Copel – Companhia Paranaense de Energia, investimentos estão sendo feitos

no sentido de viabilizar projetos de geração distribuída e atuar junto à ANEEL para se criar as



26

condições normativas adequadas. Por enquanto, o que existe, é uma autorização provisória desta

Agência que permitiu a realização de projetos experimentais no Estado do Paraná.

Há uma relação proporcional entre crescimento econômico – produto interno bruto, PIB - e oferta

de energia. Esta relação pode ser observada pelo gráfico da Figura 5 (MME, 2008). A

horizontalidade da curva caracteriza que a relação do PIB sobre a oferta de energia é constante ao

longo do tempo. É com base nesta relação e nas tendências de crescimento econômico que a

empresa de planejamento energético – EPE – elabora estudos para atender à demanda de energia do

país. (MAPA, 2005, p.19).

Figura 5 - Relação entre oferta de energia e PIB no Brasil

Segundo Gondemberg e Lucon, as estimativas de crescimento do mercado de energia baseadas nas

expectativas de crescimento do PIB e na elasticidade da demanda consistem de hipóteses simplistas

que não levam em consideração inúmeras variáveis. Com base nestes estudos, o novo modelo do

setor elétrico pode favorecer a implantação de usinas térmicas que, segundo os autores, colocam o

Brasil “na contramão da história [... ao inserir] fontes poluentes em sua matriz energética”

(GOLDEMBERG & LUCON, 2006, p.15), hoje considerada a mais limpa do mundo. Mas o

posicionamento da EPE é justificável diante do atual modelo produtivo instalado no Brasil.

Segundo Bento Oliveira Silva, a demanda de energia aumenta duas vezes mais do que o resultado

do PIB. Isso significa que se o PIB crescer 4%, a energia elétrica deve crescer 8%. Se não houver

crescimento da oferta de energia, não haverá crescimento do PIB (2002, p.159). Em outras palavras,

embora a oferta de energia não seja fator determinante para o crescimento econômico, a falta de

energia resultaria em crise econômica para o Brasil como agente competitivo no mercado

internacional. Sob este aspecto, a responsabilidade do setor de energia é suprir a demanda em

crescimento.

OFERTA INTERNA DE ENERGIA / PIB (tep / 10³ US$)

0,00

0,05

0,10

0,15

0,20

0,25

0,30

1970 1974 1978 1982 1986 1990 1994 1998 2002 2006



27

Com base nos estudos de crescimento econômico o modelo monopolista do Brasil, politicamente

centralizado e de capital concentrado, tende a investir em empreendimentos de larga escala que são

de capital intensivos. A tendência, portanto, é o aumento da dependência de capitais externos e a

perpetuação dos impactos socioambientais (DEMANBORO, MARIOTONI, NATUREZA &

SANTOS JUNIOR, 2006, p.3).

Além dos impactos sociais e ambientais causados pelas grandes usinas, as comunidades atingidas

por esses impactos geralmente não são diretamente beneficiadas por estes empreendimentos. A

energia é transferida para grandes centros urbanos, onde a população está concentrada, ou enviada

para regiões industrializadas, fato que dificulta muito a resolução dos conflitos (BURSZTYN,

2001).

Em resumo, a infra-estrutura energética brasileira foi implantada na terceira fase da história mundial

da economia industrial, da qual o Brasil é um país semiperiférico, para fornecer a energia

demandada pela industrialização acelerada. Este processo coincidiu com a centralização político-

produtiva do Brasil e foi estruturada segundo o mesmo modelo centralizador do setor produtivo. A

proporcionalidade entre crescimento econômico e oferta de energia tende a promover investimentos

em grandes empreendimentos de geração. Mas a discussão que se pretende fazer aqui transcende a

relação linear unidirecional entre demanda e oferta de energia. Os atuais debates sobre

desenvolvimento sustentável questionam seus fundamentos e propõem reflexões sobre as

instituições econômicas, sociais e políticas vigentes. Ao se colocar o foco das discussões sobre a

sustentabilidade da sociedade, mais do que sobre o desenvolvimento, abre-se um novo diálogo

sobre a estrutura de fornecimento de energia do país. Frente aos desafios sociais e ambientais do

contexto mundial, as proposições de soluções para a sustentabilidade tendem a valorizar processos

de descentralização, levanto em conta a configuração de economias locais. Neste aspecto, a geração

distribuída com energias limpas, complementares ao sistema principal de suprimento de energia do

país, pode ser considerada tema central.

Principais características da geração distribuída

A geração distribuída, como já conceituada anteriormente, é uma forma de gerar energia próxima

dos pontos de consumo e pode ou não estar interligada ao sistema principal de distribuição de

energia elétrica. Geralmente são projetos de pequeno porte para soluções locais. A geração

distribuída é complementar às fontes principais de geração de energia e pode ser considerada como

uma forma de eficientização energética do sistema (CGEE, 2001, p.8 e p.9), uma vez que reduz a



28

demanda de energia do sistema principal. Portanto, economiza água dos reservatórios de geração

hídrica e reduz a necessidade de investimentos em novas usinas de geração centralizada. (FERRÃO

& WEBER, 2001, p.10).

A geração distribuída não pode ser vista apenas sob o prisma energético, como fim em si mesma

para solucionar os problemas de energia do país (MAPA, 2005, p.24). Ela deve ser percebida como

uma oportunidade de gerar sustentabilidade dentro de um contexto produtivo local como, por

exemplo, o agronegócio, como forma de auto-suficiência energética que gera vantagens

econômicas, sociais e ambientais. É neste contexto que a geração distribuída apresenta suas maiores

vantagens, resultando em benefícios locais que podem se tornar globais à medida que a quantidade

de projetos se tornar significativa. Este tipo de solução precisa, portanto, de visão estratégica

sistêmica e de longo prazo, uma vez que a maioria das tecnologias de energias alternativas

encontra-se em fase de pouca maturidade, necessitando de “subsídios, políticas de incentivo e

investidores pacientes” (GOLDEMBERG, 2002, p.143).

Vantagens da geração distribuída

Considerado o que foi exposto anteriormente, principalmente no que diz respeito ao contexto de

aplicação, soluções de geração distribuída apresentam inúmeras vantagens em relação aos grandes

empreendimentos de geração centralizada. Iniciando pelos aspectos ambientais, as concepções de

projeto de geração distribuída geram baixo impacto ambiental negativo ou mesmo impactos

positivos (FERRÃO & WEBER, 2001, p.10). Destaca-se o fato das soluções de geração distribuída

serem, em geral, fontes de energia limpa (GOLDEMBERG & MOREIRA, 2005, p.222) como a

solar, a eólica ou o aproveitamento do bagaço de cana. Isso reduz a emissão de poluentes e gases

que contribuem para o aquecimento global (PALETTA, 2002, p.146). Por serem soluções de

pequeno porte, suas obras afetam pouco o seu entorno. Algumas vezes são capazes de transformar

danos ambientais em vantagens sócio-econômicas. É o caso, por exemplo, da minimização dos

riscos sanitários de produtores de suínos que decidem produzir biogás a partir dos dejetos de

animais (MAPA, 2005, p.96). Os dejetos nas propriedades rurais geram mau cheiro, contaminam

rios e lençóis freáticos e emitem gás metano para a atmosfera, o que contribui para o aumento do

efeito estufa. Este último fato não é desprezível, uma vez que o metano é vinte e uma vezes mais

prejudicial que o dióxido de carbono. A simples queima do metano capturado já consiste em

vantagem ambiental. Mas a utilização integrada de biodigestores com geradores de eletricidade de

pequeno porte pode deixar a propriedade auto-suficiente em termos de energia elétrica, sendo que o



29

excedente ainda pode ser vendido à concessionária de energia local se o sistema estiver interligado.

Um outro exemplo clássico são as usinas de etanol (álcool da cana-de-açúcar) que geram

quantidades imensas de bagaço de cana. Quando o bagaço não é aproveitado para gerar eletricidade

e calor ele é queimado, emitindo CO2 para a atmosfera.

Investimentos em geração distribuída reduzem a necessidade de importação de combustíveis

fósseis, como é o caso do biodiesel que substitui parte do consumo de óleo diesel, ajudando a

manter a matriz energética limpa (MAPA, 2005, p.147). Um outro exemplo clássico para o Brasil é

o caso Pró-álcool. Segundo Geller, “no período entre 1976 e 1996 [o pró-álcool] proporcionou ao

Brasil uma economia de aproximadamente US$ 33 bi de importações de petróleo” (2003, p.140).

Estes dados indicam que a geração distribuída contribui para a diversificação da matriz energética

brasileira e para sua manutenção como uma matriz limpa (PORTO & CORREIA, 2002, p.172).

Quanto ao aspecto social, soluções de geração distribuída possibilitam fornecer energia para

comunidades distantes aonde o sistema principal de distribuição não chega (FERRÃO & WEBER,

2001, p.9). Representa também estímulo ao desenvolvimento da indústria local, gerando

competitividade local (CGEE, 2001, p.3), novas tecnologias, empregos (MAPA, 2005, p.96) e

capacitação (PORTO, 2002, p.172). A produção de cana-de-açúcar e álcool é o maior empregador

agro-industrial do Brasil, pois representa 700 mil empregos diretos e 3,5 milhões de empregos

indiretos nas áreas rurais (COELHO in GUARDABASSI, 2006, p.19). Estatísticas demonstram que

é possível gerar de 10 a 20 vezes mais empregos na agricultura de energia comparativamente à

cadeia de petróleo (MAPA, 2005, p.17).

Também pode-se abordar a geração distribuída do ponto de vista de contribuição técnica ao sistema

principal de fornecimento energético. Um dos desafios do sistema nacional de eletricidade é a

adequação entre demanda de energia e capacidade instalada. Como a demanda não é estável e a

energia elétrica não pode ser armazenada, o sistema de geração deve ser dimensionado para o

horário de pico de consumo, que no Brasil coincide com o início da noite quando as indústrias e o

comércio ainda estão funcionando e os chuveiros elétricos começam a ser acionados nas

residências. Pelo fato de estar próxima ao consumo, a geração distribuída permite o achatamento do

pico da curva de carga (CGEE, 2001, p.6), portanto, uma “melhor adequação da curva de oferta à

curva de demanda” (DEMANBORO, 2006, p.2) e, portanto, “postergação de investimentos em

unidades centralizadas de geração e em linhas de transmissão. Ao se produzir energia onde ela é

necessária, a geração distribuída reduz as perdas com transmissão de longas distâncias” (CGEE,

2001, p.3 e p.7). Para Ferrão e Weber (2001, p.12), o fato das pequenas geradoras configurarem

uma rede distribuída de geração melhora a confiabilidade do conjunto do sistema elétrico.



30

Do ponto de vista econômico, além de estimular o desenvolvimento local, como já foi citado, a

ampliação do potencial energético do país pela geração distribuída permite a captação de capital

privado para investimento na geração de energia (CGEE, 2001, p.3). Por serem de menor porte, as

obras de geração exigem menor tempo de construção e menor capital de investimento inicial, tendo

o retorno do investimento mais rápido.

Entraves para a adoção da geração distribuída em larga escala

Se a geração distribuída apresenta tantas vantagens, por que ela ainda não é adotada em escala

significativa? Uma das respostas está relacionada ao fato de que o atual desenvolvimento

tecnológico de certas soluções ainda não tem rendimento adequado ou confiabilidade.

Algumas tecnologias bem desenvolvidas apresentam custo elevado em relação à forma tradicional.

É o caso, por exemplo, da energia solar fotovoltaica, viável tecnicamente, mas não

economicamente, a não ser em alguns casos especiais como no atendimento a comunidades

isoladas. Para se tornarem viáveis economicamente, precisam de subsídios. Um exemplo clássico é

a produção de etanol no Brasil que se tornou um sucesso graças aos enormes subsídios na fase de

maturação da tecnologia. Isso mostra claramente que a vontade política pode ser uma variável

decisiva para o sucesso de uma tecnologia.

A falta de políticas públicas adequadas que estimulem investimentos nesta área também é uma

limitação. A Alemanha é um exemplo digno de citação no aproveitamento da energia solar

fotovoltaica. Com uma insolação significativamente menor que o Brasil, a Alemanha apresenta taxa

de crescimento no aproveitamento desta fonte energética bem superior ao Brasil, graças ao

incentivo promovido pelo Estado (SCHRIMPFF, 2006).

Em muitos casos, a impossibilidade de se criar uma escala de produção para a geração de energia

em um mercado local e os riscos vinculados às tecnologias utilizadas inibem o interesse de

potenciais investidores (WALTER, 2003).

Um outro fator importante é que a geração distribuída cria um nicho de mercado em regiões rurais

onde, em geral, as pessoas têm restrições de acesso à informação técnica para instalação e operação

dos sistemas, dificuldade de acesso a linhas de crédito e financiamentos e falta de mão-de-obra

qualificada. (WALTER, 2003).

A geração distribuída faz sentido quando instalada próxima ao consumo, no contexto de

empreendimentos produtivos, considerando as cadeias produtivas e a possibilidade de utilizar



31

resíduos como fonte energética. Trata-se, portanto, não somente de um modelo de geração de

energia, mas de um novo modelo produtivo, descentralizado, auto-suficiente, ecologicamente

eficiente e socialmente justo, objeto deste trabalho. Exige, portanto, conhecimento e visão sistêmica

dos empreendedores e do setor público para a implantação de políticas que estimulem tais

composições.

Tipos de geração distribuída e suas características

Pequenas centrais hidrelétricas – PCHs – são usinas hidrelétricas de pequeno porte. Segundo a

Agência Nacional de Energia Elétrica – ANEEL -, podem ser simplificadamente classificadas como

PCHs as usinas com capacidade de geração entre 10 e 30 MW com reservatório não superior a 3

Km2 (TOMASKIN, 2005). A exigência ambiental para um projeto de uma PCH é menor do que

para uma usina de grande porte devido ao menor impacto ambiental por empreendimento, apesar de

que, segundo Tomaskin, para uma determinada potência instalada, o impacto ambiental de um

conjunto de PCHs ou de uma única grande usina é o mesmo. Para a PCH é necessária apenas a

apresentação do Relatório Ambiental Simplificado – RAS (SILVA, 2002, p.160). Segundo o Banco

de Informações de Geração da ANEEL, em maio de 2008 o Brasil contava com 298 PCHs, um

parque gerador de 1.979 MW, 1,94% do potencial hidroelétrico brasileiro. Há ainda mais 235 PCHs

outorgadas, em construção ou não, correspondendo a um potencial de 3.750 MW, 14,03% do total

de empreendimentos de geração outorgados, em construção ou não (ANEEL, 2008). O custo da

energia gerada por uma PCH gira em torno de U$ 40,00 por MWh (DENAMBORO, 2006, p.3).

Energia eólica é obtida por geradores movimentados pela força do vento. O Brasil tem um bom

potencial eólico, especialmente nas regiões nordeste, sul e sudeste, podendo chegar a um potencial

de carga instalada de 143 GW (RUIZ FILHO, 2002, p.153). Com um custo compatível ao de uma

PCH, variando de U$ 40,00 a U$ 50,00 por MWh (GELLER, 2003, p.34). Segundo a ANEEL,

atualmente há 16 usinas eólicas em operação, correspondendo a 248 MW, 0,24% do potencial

elétrico brasileiro. Há outros 101 empreendimentos outorgados, em construção ou não,

correspondendo a um potencial de 4.442 MW, 16,63% do total outorgado (ANEEL, 2008).

A energia solar direta pode ser utilizada de duas formas: geração de eletricidade ou aquecimento.

No primeiro caso a tecnologia de células fotovoltaicas ainda é cara - U$ 5 A 10 milhões por MW

(CGEE, 2001, p.8), valor confirmado por SHAYANI, OLIVEIRA & CAMARGO (2006) - e só se

justifica economicamente em comunidades isoladas onde o custo de extensão da rede de

distribuição é muito alto. O potencial de geração é enorme, uma vez que cada telhado do país pode



32

abrigar um painel de células fotovoltaicas. Já o aquecimento solar tem como principal função a

substituição do uso de chuveiros elétricos e, conseqüentemente, a redução da demanda por

eletricidade em horário de pico (FRANCO, 2002, p.84).

A tecnologia de células a combustível tem se desenvolvido rapidamente e seus custos, ainda não

competitivos, têm caído significativamente. São “dispositivos eletroquímicos que produzem energia

elétrica do hidrogênio” (DEMANBORO, MARIOTONI, NATUREZA & SANTOS JUNIOR, 2006,

p.6) ou de outros compostos como o biogás ou o gás natural. Existem hoje no mercado vários tipos

de células para aplicações diferentes (DEMANBORO, 2006, p.6). O hidrogênio é o elemento mais

abundante no Universo, mas ele não se encontra na natureza na forma livre. Pode ser obtido a partir

da reforma do gás natural ou da hidrólise da água. O primeiro processo é utilizado geralmente em

plantas comerciais. O segundo necessita de eletricidade, energia cara que o inviabiliza

economicamente. Uma tecnologia promissora é a geração do hidrogênio pela hidrólise da água

utilizando células fotovoltaicas, ainda caras, como fonte de energia elétrica. As células a

combustível alimentam motores elétricos, sendo que os resíduos são água quente limpa e oxigênio.

Pode-se também utilizar o movimento das ondas para gerar energia elétrica. Esta tecnologia tem

pouca previsibilidade de aplicação no Brasil.

Chama-se de geotérmica a energia obtida do calor natural proveniente do solo. É mais comum onde

existem atividades vulcânicas intensas (MAPA, 2005, p.22).

Biomassa é toda matéria orgânica que pode ser transformada em combustíveis líquidos, sólidos e

gasosos. Esses combustíveis têm aplicações diversas e podem ser utilizados, por exemplo, em

usinas termelétricas para a geração de eletricidade (LELLIS, 2007, p.40). Há inúmeros processos de

aproveitamento da energia da biomassa. A biomassa é utilizada há séculos como fonte de energia. A

chamada biomassa tradicional consiste da combustão direta de madeira, carvão vegetal, resíduos

agrícolas ou animais, tecnologia que em geral está vinculada a desmatamento de florestas naturais.

Tecnologias modernas proporcionam maior eficiência ao processo pela utilização de fornos,

biodigestores ou processos químicos. As próximas fontes de energia descritas são todas tipos

diferentes de biomassa.

A biomassa mais explorada no Brasil é a cana-de-açúcar para produção do álcool etanol

(GOLDEMBERG & MOREIRA, 2005). A tecnologia está bem desenvolvida e o preço tem

competido com a gasolina no setor de transportes graças ao forte investimento do Governo Federal

pelo Pró-álcool.



33

O bagaço de cana, um sério problema ambiental nas usinas de cana-de-açúcar, transformou-se

recentemente em insumo para a co-geração, reduzindo os custos destas próprias usinas. Estima-se

potencial de 3,85 GW no Brasil, sendo que a potência atualmente instalada é de cerca de 1,3 GW

(GOLDEMBERG & MOREIRA, 2005, p.218).

Biogás é uma composição de gases, rico em metano (CH4), altamente combustível, resultante da

decomposição de matéria orgânica de forma aeróbica ou anaeróbica (sem oxigênio em

equipamentos chamados de biodigestores). Os biodigestores aceleram o processo de decomposição.

As formas mais comuns de obtenção do biogás são: 1) a partir de resíduos sólidos urbanos, uma

tecnologia ainda não dominada pelo Brasil. Reduz o impacto sócio-ambiental dos lixões e aterros

sanitários (BORBA, 2002, p.129); 2) a partir de estações de tratamento de esgoto. Este processo

pode suprir metade do consumo de energia elétrica de uma estação de tratamento de esgoto - ETE

(PALETTA, 2002, p.151); 3) a partir de dejetos animais – suínos, bovinos, aves, etc. - Reduz

drasticamente o mal cheiro das propriedades e a contaminação de rios e lençóis freáticos. Lellis

afirma que o Brasil tem um potencial de 65 GW deste tipo de fonte (2007, p.77).

O biodiesel é “obtido a partir de gordura animal, óleo de fritura ou de óleos vegetais de plantas

como pequi, buriti, macaúba, soja, dendê, coco, girassol e mamona” (MAPA, 2005, p.55). O

processo mais utilizado é chamado de transesterificação em que, por meio de um catalizador, se

processa uma reação entre o óleo vegetal e um álcool etílico ou metílico (GUARDABASSI, 2006,

p.59). A regulamentação brasileira obriga adição de certo percentual de biodiesel ao diesel comum

utilizado no país. Tem sido visto como substituto do diesel, mas sua produção ainda é pequena.

Outros tipos de biomassa: carvão vegetal, obtido da queima da madeira em fornos de alta

temperatura (MAPA, 2005, p.70); resíduos de madeira que são sobras de alguma atividade

produtiva madeireira; madeira de florestas plantadas ou nativas. Esta é a forma mais comum de

energia residencial utilizada em países não desenvolvidos (MAPA, 2005, p.67); o metanol é obtido

a partir da madeira, tecnologia ainda experimental (MAPA, 2005, p.51).

As diversas soluções de geração distribuída aqui apresentadas podem ser combinadas para aumentar

a eficiência geral de um sistema de geração. Por exemplo, a combinação entre a geração eólica e

PCHs tem por objetivo manter a continuidade da geração uma vez que períodos de estiagem

normalmente coincidem com períodos de ventos mais fortes.

Silveira afirma que os melhores cenários apontam para uma matriz energética mundial com energia

renovável em torno de 20% até o ano de 2100. Além do mais, um ponto de inflexão para a adoção

em larga escala de energias renováveis seria resultado da convergência de diversos fatores como



34

pressões da agenda do clima global, os impactos locais do uso da energia fóssil para o ambiente e a

saúde, mudanças nas políticas de incentivo ao uso de energias renováveis, o surgimento de novas

tecnologias, a custo reduzido, para produção e uso de energias renováveis entre outros. Entre tais

fatores são apontadas as vantagens do uso de bioenergias em soluções locais que promovam a

integração de vários segmentos produtivos, a relação com as condições locais de produção de

matéria prima e “isto pode criar empregos e contribuir para o desenvolvimento regional ao invés de

desempregar pessoas, erodir as economias locais e destruir o ambiente natural” (SILVEIRA, 2005,

p.14).

3.4 Geração distribuída e as sociedades sustentáveis

Sociedades sustentáveis

Da perspectiva ambiental, a sustentabilidade sugere a descentralização dos processos produtivos

para configurações que possibilitem uma melhor gestão dos seus impactos e das relações de cada

instância produtiva com seu respectivo meio. Tal posicionamento descentralizador encontra

respaldo no pensamento de diversos autores.

Para Sachs (apud ARBIX, ZILBOVICIUS & ABRAMOVAY, 2001, p.159), “o desenvolvimento

genuíno requer soluções que atendam a três frentes: que sejam sensíveis ao social, ambientalmente

prudentes e economicamente viáveis”. Ele também sugere o investimento em “diferentes sistemas

locais de geração de energia” (SACHS, 2002, p.40). O relatório Brundtland aponta como solução

para o desenvolvimento sustentável “Indústrias dispersas para poupar as cidades da pressão

populacional, oferecer empregos não agrícolas nas zonas rurais, produzir bens de consumo para os

mercados locais e ajudar a difundir tecnologias ecologicamente viáveis” (CMMAD, 1998, p.240).

De acordo com a Agenda 21, a sustentabilidade implica a “reestruturação do modelo econômico

concentrador de renda, de economia de escala que transfere custos sociais e ambientais [...]”

(NOVAES, 2000, p.48). Exige a desconstrução da lógica unitária do conhecimento, da

racionalidade econômica, do modo de produção capitalista da era industrial fundamentado no

princípio da escassez e no conceito de “domínio” da natureza, bem como das ideologias e

instituições que lhe dão suporte. “Exige redefinir os paradigmas da economia e elaborar uma nova

lógica da produção” (LEFF, 2002, p.143). “Este processo afeta necessariamente a quantidade, a

qualidade e a distribuição da riqueza por meio da socialização da natureza, da descentralização das

atividades econômicas [...]” (LEFF, 2002, p.89). Segundo Lovins, os objetivos do Protocolo de



35

Kioto só serão possíveis de atingir se houver investimento nas chamadas fontes alternativas de

energia (HAWKEN, 2005). Oliveira sugere “a combinação de uma política nacional baseada em

investimentos em ciência básica e alta tecnologia [... para o estabelecimento de] redes de pequenos

negócios, que são capazes de criar os empregos necessários, operando a redistribuição da renda

gerada pelos empreendimentos mais sofisticados” (2006, p.56). “A economia solar, que inclui a

bioenergia, favorece soluções descentralizadas e de pequena escala com distribuição local, que

diferem significantemente das configurações centralizadas e de larga escala dos sistemas

energéticos existentes” (SILVEIRA, 2005, p.15).

Para o CGEE, Centro de Gestão de Estudos Energéticos, o caminho da sustentabilidade inclui

levantar discussão sobre o perfil do setor que mais consome energia no país, o setor produtivo. A

indústria consome 44% da eletricidade e 37% de toda a energia do país (CGEE, 2001, p.2).

Oliveira sugere a necessidade de “criação de redes de pequenos negócios, que são capazes de criar

os empregos necessários, operando a redistribuição da renda gerada pelos empreendimentos mais

sofisticados” (2006, p.56). A formação destas redes exige coordenação dos inúmeros atores locais

no sentido de se construírem cadeias produtivas que apresentem eficiência sistêmica. A idéia

reducionista de eficiência precisa, portanto, ser repensada. A eficiência não pode mais estar

vinculada a um único negócio, a uma única atividade econômica. Ela deve ser requisito para a

constituição de cadeias produtivas que minimizem as perdas do conjunto, minimizem os impactos

ambientais e maximizem o rendimento econômico. Nesta concepção, o que é resíduo para uma

atividade e, muitas vezes, um problema ambiental, passa a ser insumo para uma atividade

consecutiva na cadeia produtiva sustentável. É o caso do resíduo animal, objeto deste estudo, que de

um sério problema ambiental difuso que contribui para a eutrofização de lagos e reservatórios, pode

se tornar importante insumo para um setor produtivo emergente, a energia distribuída.

Geração distribuída e a sustentabilidade local

Juntamente com a eficientização energética, a geração distribuída tem sido vista como

complemento da matriz energética para o atendimento da demanda crescente de eletricidade para o

Brasil. Não somente isso, mas ao expandir a visão linear sobre a problemática energética global

para uma visão sistêmica e complexa de sociedades locais, as questões tornam-se multidisciplinares

e a oferta de energia acaba se transformando numa das inúmeras variáveis que contribuem para

soluções de sustentabilidade de uma comunidade. Pensar em cadeias produtivas limpas e



36

energeticamente auto-suficientes é um desafio que incorpora fatores tecnológicos, econômicos,

ambientais, culturais, geração de emprego e renda, políticas públicas, parcerias locais e cooperação.

Reconhecidas como complementares na composição da matriz energética, a adoção em escala

significativa de tais fontes exige uma mudança de concepção dos sistemas energéticos. A

interligação das fontes de energia distribuída à rede principal de distribuição de energia elétrica

envolve riscos de segurança e confiabilidade do sistema. Esta questão tem sido muito pesquisada,

sendo que já existe solução técnica, mas ainda há entraves na regulamentação e nas normas que

precisam ser adaptadas.

James Correia salienta a consideração do tamanho do empreendimento como forma de obtenção de

escala de produção, num sistema produtivo qualquer, é um paradigma que precisa ser quebrado. A

forma de fazer isso, segundo ele, é aproximar a geração da carga, descentralizar a geração de

energia e minimizar, assim, os impactos ambientais do setor produtivo (PORTO & CORREIA,

2002, p.176). Gerar a própria energia de consumo e ainda ter a possibilidade de vender o excedente

já é de fato técnica e economicamente viável em muitos negócios, como é o caso, por exemplo, das

usinas de álcool e da produção de suínos. O desafio está em generalizar este fundamento. Nogueira

lembra que a sustentabilidade “não depende apenas do vetor energético em si, mas

fundamentalmente do contexto de sua utilização” (in GUARDABASSI, 2006, p.16).

Reduzir problemas ambientais como o descarte do bagaço de cana ou de dejetos de suínos por meio

de uma interessante solução de negócio com conseqüente melhoria das condições sociais rurais, a

redução da desigualdade e da migração para os centros urbanos, respeitando a cultura e as tradições

locais, exige abordagem sistêmica e interdisciplinar. São soluções que envolvem políticas públicas,

parcerias, engajamento das comunidades, tecnologia e ações que traspassam as fronteiras de

qualquer organização ou negócio isolado.

Descentralizar sistemas produtivos que contribuam para a organização de sociedades locais

sustentáveis, como sugerem os autores acima citados, demanda romper estruturas político-

administrativas centralizadas do país que se estabeleceram pelo processo de industrialização.

Demanda, ainda, criar condições para o aprimoramento técnico de profissionais nas regiões rurais,

implementar políticas de incentivo no âmbito municipal e elaborar um modelo de gestão que

considere não negócios isolados, mas composições de cadeias produtivas auto-sustentáveis. Os

resíduos de um negócio devem ser transformados em insumos para outros negócios, fechando um

ciclo de retro-alimentação, para que não haja perdas e os impactos ambientais sejam mínimos.



37

Nesta composição de cadeias produtivas, a geração de energia não pode ser considerada como um

negócio à parte, mas como eixo básico da concepção desses sistemas de produção local.

3.5 Dejetos de animais e a biodigestão

Até este ponto, a trajetória deste trabalho seguiu uma via panorâmica. Partiu-se da situação da água

no mundo, no Brasil e no Paraná, procurando avaliá-la em termos de disponibilidade, qualidade e

gestão. Mostrou-se que a má gestão da atividade humana acaba acelerando a eutrofização de rios,

lagos e reservatórios. Ao buscar as causas da aceleração da eutrofização, fez-se uma rápida análise

do panorama político-econômico do Brasil, procurando vinculá-lo com a situação da água. Depois

disso, explorou-se a situação da energia no mundo e no Brasil, procurando-se contribuir com a idéia

de que a geração distribuída de energia é complementar à matriz principal e favorece o

desenvolvimento sustentável local. As características das sociedades sustentáveis, segundo alguns

autores foram analisadas no cruzamento com a geração distribuída. Colocou-se, então, com

necessária, uma reforma do pensamento que possibilite a concepção do desenvolvimento endógeno

que promova a autonomia local para fazer frente à dependência econômica internacional. Nesta

abordagem, a energia distribuída entra como fator preponderante para a formação de cadeias

produtivas locais sustentáveis. Deste ponto em diante, passa-se a concentrar a atenção ao dejeto

animal como um elemento de ligação sistêmica entre a atividade humana, a situação ambiental –

hídrica e atmosférica - e o uso de energia, elemento que está no núcleo da transformação de um

problema ambiental, a contaminação dos cursos de água, em uma oportunidade sócio-econômica

local. Os dados aqui levantados da literatura sobre o assunto servirão como variáveis de entrada

para uma análise quantitativa a ser realizada na área geográfica a ser estudada.

Dejetos animais representam um fator importante nas propriedades rurais, tendo em vista que seus

componentes representam potencial de impacto ambiental, uma vez que, lançado nos cursos d’água,

aceleram o processo de eutrofização como já foi visto anteriormente. Estudos citados por LIMA

(2007) mostram que de 5 a 10% do metano gerado no mundo é resultante dos dejetos animais.

Entretanto, tais impactos podem ser transformados em solução econômica, ambiental e social à

medida que o dejeto possa ser transformado em energia e adubo, reduzindo os gastos da

propriedade com a compra de energia e fertilizantes artificiais e, conseqüentemente, gerando receita

adicional.

Tal aproveitamento pode ser feito pela melhoria do manejo dos dejetos e pelo controle e aceleração

do processo natural de digestão que decompõe o dejeto gerando adubo orgânico e biogás, com



38

inúmeras vantagens socioambientais: produção de energia renovável; reciclagem de resíduo

orgânico barata e ambientalmente saudável; menor geração de gases de efeito estufa; redução de

patogênicos pelo saneamento rural; melhoria da eficiência da fertilização; menos odor e moscas;

vantagens econômicas para o produtor (HOLM-NIELSEN, AL SEADI & CYBULSKA, 2009).

Várias tecnologias podem ser utilizadas para aproveitamento dos componentes do dejeto como

esterqueiras, bioesterqueiras e biodigestores. Estas tecnologias serão abordadas mais adiante.

Neste capítulo procura-se avaliar as características dos dejetos animais enquanto potencial de

contaminação dos aqüíferos pelo aporte de matéria orgânica, fósforo, nitrogênio e outros

componentes e também enquanto potencial de produção de metano e energia elétrica.

A literatura especializada demonstra que o dejeto de suíno tem maior potencial energético e

poluidor se comparado a dejetos de outros animais, inclusive do ser humano. Embora a produção de

gado seja grande no Brasil, Shigaki, Sharpley e Prochnow (2006) afirmam que o dejeto de gado não

se caracteriza como um recurso manejável e rico em nutrientes como é o caso dos suínos e das aves,

não somente pelo fato de ser menos rico em termos energéticos e de presença de fósforo, mas

também porque o gado no Brasil em geral não é confinado, o que dificulta a coleta do dejeto. A

maior parte dos estudos encontrados não aborda análises do dejeto de gado em profundidade pela

mesma razão.

LUCAS JR. (2004) afirma que os suínos produzem 1,9 vezes mais dejetos que bovinos de corte e

1,3 vezes mais que bovinos leiteiros se considerada a mesma base de peso de animal vivo.

SANTOS (apud COLDOBELLA, 2006) afirma que o chorume de suíno é 3 a 4 mais biodegradável

do que o chorume de bovino porque estes possuem maior quantidade de compostos celulósicos e

lenhina12 em função do tipo de alimentação e da utilização de camas de palha.

Por estes motivos, o foco deste estudo está concentrado nos dejetos de suínos.

Estimativa da produção de dejetos

A capacidade poluidora do dejeto de suíno é muito maior do que a do dejeto humano, uma vez que

um suíno produz a mesma quantidade que 3,5 pessoas. “Uma propriedade rural com 600 suínos

produz a mesma quantidade de fósforo nos dejetos que uma cidade com 2.100 pessoas.”

(SHIGAKI, SHARPLEY & ROCHNOW, 2006, p.200). Além da maior quantidade de dejetos, a

demanda bioquímica de oxigênio (DBO) do dejeto de suíno chega a apresentar valores de até

12 Também chamada de lignina. É uma macromolécula tridimensional amorfa encontrada nas plantas terrestres associada à celulose.



39

52.000 mg/L (valor confirmado por Lucas Jr., 2004, que aponta valores entre 30.000 e 52.000

mg/L, apesar que alguns estudos mostram valores em torno de 800 mg/L), enquanto que do dejeto

humano é apenas de 200 a 300 mg/L (CAMPOS, MICHIZUKI, DAMASCENO & BOTELHO,

2005). Considerando a estimativa mais tímida, do ponto de vista de DBO, o dejeto de suíno é de 2,5

a 4 vezes mais poluidor do que o dejeto humano. Multiplicado pela quantidade, pode-se afirmar que

o potencial poluidor de um suíno, em termos de DBO, é de 8,75 a 14 vezes maior do que o de um

ser humano.

Considerando-se que para a produção de energia a partir de dejetos animais não promove

significativa alteração na quantidade total de fósforo contido no dejeto, os projetos de

aproveitamento energético devem sempre considerar o aproveitamento complementar deste

importante nutriente para a agricultura.

O dejeto de suíno possui elevada concentração, além da demanda bioquímica de oxigênio (DBO),

de sólidos em suspensão (Nitrogênio e Fósforo), o que o caracteriza como um excelente fertilizante

e ao mesmo tempo uma potencial fonte poluidora das águas (ANGONESE, CAMPOS, PALACIO

& SZYMANSKI, 2006). Tais impactos são extremamente difíceis de reverter e quanto mais tarde

forem identificadas as fontes de carga de fósforo, mais caras serão as medidas para remediação.

(SHIGAKI, SHARPLEY & ROCHNOW, 2006, p.206).

De acordo com o censo agropecuário 2006, a população de suínos no Brasil vem se mantendo

constante desde a década de 70, com leves variações decenais, e tendência de crescimento na última

década, sendo que sua população era de 32 milhões de animais. A região sul mostra tendência de

crescimento nas últimas duas décadas. No Paraná o plantel de suínos vem se mantendo constante

desde a década de 1970 e representa o segundo maior rebanho brasileiro de suínos, com um plantel

de 4.364.371 cabeças, perdendo apenas para Santa Catarina que possui 5.432.143. A maior parte da

produção localiza-se na região oeste do Estado.

Pela Figura 6 se pode perceber que a produção de suínos no Brasil não vem crescendo

significativamente nas últimas décadas, sendo que a tendência de estabilização da produção sugere

que a poluição hídrica decorrente da criação de suínos será mantida nas mesmas taxas se não houver

melhorias significativas no tratamento e deposição adequada dos dejetos.



40

05

10

15202530

3540

1970 1975 1980 1985 1995 2006

Censo Agropecuário

Pla

ntel

de

suín

os (

em m

ilhõe

s de

cab

eças

)Brasil

Região Sul

Paraná

Figura 6 - Plantel de suínos no Brasil, região Sul e Paraná

A Tabela 2 mostra uma estimativa da produção de dejetos de suínos no Paraná, a partir de dados

encontrados na literatura. Segundo Alessandro Torres Campos, a quantidade de dejetos seco por

animal depende de vários fatores como tamanho, sexo, raça, sistema de criação, temperatura,

digestibilidade, conteúdo de fibras e proteínas nos alimentos, sendo que o volume é proporcional à

quantidade de água utilizada para limpeza.

A intenção da Tabela 2 era se chegar à quantidade de SV produzidos por animal por dia a partir da

média dos valores informados pelos diversos autores. Segundo Scherer (apud OLIVEIRA &

HIGARASHI, 2006), a quantidade de sólidos totais no dejeto varia de acordo com a densidade que,

por sua vez, depende da quantidade de urina e água misturada no dejeto. Um dejeto de melhor

qualidade para aproveitamento dos subprodutos depende, portanto, de um manejo adequado. Este

tema será retomado mais adiante. Os animais em crescimento (UCT13) podem ser removidos de

seus locais para efetuar raspagem a seco, o que consome muito menos água no processo. Já nos

casos das maternidades (UPL14), a limpeza é feita, em geral, com água na troca dos lotes ao final do

desmame que ocorre a cada 28 dias. Por isso a densidade do dejeto nas UPLs é, em geral, menor.

13 UCT = Unidade de Crescimento e Terminação. Os suínos chegam com idade em torno de 63 dias e permanecem até os 105 dias, com peso aproximado de 100 Kg, quando são encaminhados para o abate. 14 UPL = Unidade de Produção de Leitões. Constitui-se de maternidade e creche, onde os animais permanecem até por volta dos 63 dias, quando são encaminhados para a UCT. Quando as unidades UPL e UCT estão no mesmo espaço geográfico, é chamada de UCC, unidade de ciclo completo.



41

Tabela 2 - Produção de dejetos por suíno – dados literatura

Tipo de unidade de produção

Peso do suíno (Kg)

Dejetos + urina (Kg /

animal / dia)

Dejeto seco (Kg/ animal

/ dia)

Dejeto + utina + água

(L / animal / dia)

Autor

UCT15 100 4,9 0,49 Shigaki (2006)16 0,464 Rosillo-Calle (2007)17

UCT 57 a 97 5,7 a 7,6 Angonese (2006)18 UCT 25 a 100 5,8 2,35 8,6 Lucas Jr. (2004)19 UCT 25 a 100 7 Oliveira (2005) UCT 90 0,240 Kunz & Oliveira (2008) UCT 4,9 2,3 7 Beck (2007)

Média UCT 5,2 1,16 7,18 Desvio

padrão UCT

0,52 1,06 1,05

UPL20 47 Campos (2004) UPL 6 a 25 5,12* 0,55* 60* Oliveira (2006) UPL 6 a 25 45 Oliveira (2005) UPL Matrizes 70 UPL Leitões 85

Coldebella (2006)

UPL 72 Souza, Pereira & Pavan (2004)

UPL 92* Lira (2008)21 Média UPL 5,12 0,55 67,28 Desvio padrão UPL

--- --- 17,87

* Valores calculados a partir dos dados do autor fornecidos em outra unidade.

Entretanto, não foi encontrada na literatura pesquisada dados sobre a densidade do dejeto produzido

em UCT e em UPL. Da Tabela 2 não há como calcular a densidade, tendo em vista a inexistência de

muitos dados nos autores pesquisados. Além disso, o desvio padrão calculado para o dejeto seco é

muito alto (1,06), inviabilizando o uso da média calculada (1,16 Kg/animal/dia) para as UCTs. No

caso das UPL, só foi encontrada referência de dejetos por quilo de um único autor, Oliveira, o que

torna sem sentido o cálculo da média e a confiabilidade de seu uso. Também não foram encontrados

indícios nos materiais pesquisados para explicar as diferenças tão grandes entre um autor e outro.

Galikin & Bley Jr. (2009, 21) informam quantidades diferentes para leitões e animais adultos como

sendo 2,3 e 5,8 Kg/animal/dia respectivamente, mas não dão informações sobre a densidade ou a

15 UCT: Unidade de Crescimento e Terminação. 16 SHIGAKI, SHARPLEY & PROCHNOW, 2006. 17 Calculado a partir do valor médio da quantidade total de dejetos disponível para o biodigestor que consta dos estudos de caso apresentados por ROSILLO-CALLE (2007, 212-215). 18 ANGONESE, CAMPOS, ZACARKIM, MATRUO & CUNHA, 2006. 19 Média entre suínos, porcas em gestação, porcas em lactação+leitões, cachaço e leitões na creche (LUCAS JR., 2004). 20 UPL: Unidade de Produção de Leitões. 21 5000 suínos com produção diária de 460 m3 (LIRA, DOMINGUES & MARRA, 2008).



42

quantidade de sólidos totais. A solução para o impasse foi encontrada em EMBRAPA (2003) que

fornece valores de esterco seco, esterco com urina e dejetos líquidos para as diversas categorias de

suínos, bem como a proporção do número de animais em relação ao número de matrizes em uma

UPL. Com estes dados, que constam da Tabela 3, foi possível fazer uma proporcionalidade em

relação a uma matriz e obter, assim, um valor proporcional de animais por categoria, de dejetos

secos, dejetos com urina e dejetos líquidos por animal, em uma UPL (quatro últimas colunas da

Tabela 3). Exemplificando, se em uma UPL, para calcular o número de reprodutores divide-se o

número de matrizes por 20, significa que existem 0,05 reprodutores por matriz. Se cada reprodutor

produz 3 Kg de dejeto por dia, 0,05 reprodutores geram 0,15 Kg de dejetos por dia. Em outras

palavras, gera-se 0,15 Kg de dejetos de reprodutores por matriz. Da mesma forma, para cada matriz

em uma UPL, são gerados 0,3 Kg/dia de esterco mais urina de reprodutores e 0,45 l/dia de dejetos

líquidos de reprodutores. O mesmo raciocínio é feito para a geração de dejetos de porcas com

leitões, porcas em gestação e leitões desmamados. Ao somar estes valores, tem-se o total

proporcional a uma matriz, ou seja, total de suínos, de esterco seco, de esterco mais urina e de

dejetos líquidos para cada matriz na UPL. A média ponderada é obtida ao dividir o total

proporconal de esterco, de esterco mais urina e de dejetos líquidos pela quantidade proporcional de

animais. Com isso, obtém-se uma média de esterco, esterco mais urina e dejetos líquidos por animal

em uma UPL. Desta forma, pode-se chegar facilmente à quantidade de dejetos em uma UPL

conhecendo-se o número de matrizes (utiliza-se o total proporcional) ou o número de suínos

(utiliza-se a média ponderada).



43

Tabela 3 – Produção de dejetos por suíno – adaptado de EMBRAPA (2003)

Categoria Esterco (Kg / dia)

Esterco + urina (Kg / dia)

Dejetos líquidos (l/dia)

Proporção em relação ao número

de matrizes22

Número proporcional de animais

em relação a uma matriz

Esterco gerado

proporcio-nalmete (Kg

/ dia)

Esterco + urina gerado proporcio-nalmente (Kg / dia)

Dejetos líquidos

proporcio-nalmente

(l/dia)

Suínos em terminação (UCT23)

2,3 4,9 7,0 --------- 5,13 (em UCC24)

--------- --------- ---------

Reprodutores (UPL25)

3 6 9,0 Número de matrizes /

20

0,05 0,15 0,3 0,45

Porcas com leitão (UPL)

6,4 18 27 Número de matrizes /

52 x 9

0,173 1,107 3,114 4,67

Porcas em gestação (UPL)

3,6 11 16 Número de matrizes – porcas com

leitão

0,827 2,977 9,097 13,23

Leitões desmamados (UPL)

0,35 0,95 1,4 Número de matrizes /

52 x 10 x 16

3,077 1,077 2,923 4,31

Total proporcional a uma matriz (UPL) 4,127 5,311 15,434 22,66

Média ponderada em UPL (Esterco / número de animais) 1,28 Kg / animal / dia

3,74 Kg / animal / dia

5,49 l/animal/dia

A Tabela 4 mostra um resumo dos dados levantados e calculados, presentes na Tabela 3. Como será

visto adiante, para calcular a energia em termos de biogás e eletricidade, é necessário conhecer a

quantidade de esterco por suíno em UPL e em UCT.

Tabela 4 – Produção de dejetos por suíno - resumo

22 EMBRAPA (2003) fornece esta maneira de calcular o número de reprodutores, porcas com leitão, porcas em gestação, e leitões desmamados a partir do número de matrizes na unidade de produção. 23 UCT: Unidade de Crescimento e Terminação. 24 UCC: Unidade de Ciclo Completo. cada matriz na UPL corresponde 3,077 leitões desmamados que saem da creche após 63 dias e permanecerão na UCT por mais 105 dias (EMBRAPA, 2003). Dividindo-se 105 por 63, tem-se que para cada leitão na creche existem 1,66 suínos em fase de crescimento. Isso significa que para cada matriz existem 5,13 leitões em fase de crescimento (3,077 * 1,66). 25 UPL: Unidade de Produção de Leitões. 26 UCT: Unidade de Crescimento e Terminação. 27 UPL: Unidade de Produção de Leitões.

Unidade de produção

Esterco + urina (Kg/animal/dia)

Esterco seco (Kg/animal/dia)

Dejeto líquido (l/animal/dia)

UCT26 4,90 2,3 7,0

UPL27 3,74 1,28 5,49



44

Diferentes destinos para os dejetos de suínos

De acordo com os autores estudados, grande parte do plantel de suínos no Brasil está nas mãos de

pequenos produtores rurais que não possuem condições econômicas para investimentos no destino

adequado dos dejetos, uma vez que as tecnologias de saneamento com biodigestores são

relativamente caras (BLEY, 2009-a) e não apresentam retorno para o investimento. Tais tecnologias

só se viabilizam com o aproveitamento dos subprodutos da biodigestão, o biogás e o adubo

orgânico.

Na situação atual da maioria das propriedades, quando os dejetos não são lançados diretamente nos

cursos de água, são armazenados em esterqueiras, comumente chamadas de pocilgas, estruturas

rudimentares constituídas de um tanque onde os dejetos são depositados, que não possibilitam

adequado controle, principalmente em razão de vazões pluviais, resultando em contaminação

atmosférica e hídrica. Depois de certo tempo em uma esterqueira, em torno de 120 dias, o dejeto

está maturado e pode ser utilizado como adubo orgânico na agricultura. Esta é a situação mais

comum em propriedades que já receberam algum tipo de orientação dos Serviços de Extensão

Rural. Em alguns casos existem bioesterqueiras que consiste do acoplamento à esterqueira de um

segundo tanque, com parede de separação que servirá como câmara de digestão. O líquido

resultante da digestão passa então para a segunda câmara, chamada de depósito de biofertilizante,

de onde poderá ser utilizado como adubo. A bioesterqueira aumenta o tempo de retenção do dejeto

em relação à esterqueira, melhorando “a eficiência do curtimento do dejeto” (RANZI &

ANDRADE, 2004).

Embora as esterqueiras e bioesterqueiras permitam o aproveitamento do adubo orgânico gerado a

partir dos dejetos, nenhuma delas retém o biogás, subproduto da biodigestão, que pode ser utilizado

como fonte energética na propriedade para combustão ou geração de eletricidade, reduzindo

impactos atmosféricos e efeito estufa. A simples queima do biogás, gerando CO2, já se constitui em

grande benefício ambiental. Mas tal investimento só se justifica economicamente se o biogás for

aproveitado como energia. É preciso, portanto, utilizar um equipamento chamado de biodigestor.

Uma esterqueira ou bioesterqueira pode ser facilmente transformada em um biodigestor pelo

acoplamento de uma campânula, sem grandes investimentos, como demonstra os estudos de Ranzi

& Andrade. Tal tecnologia de baixo custo tem viabilizado a instalação de biodigestores.



45

Biodigestores e o biogás

Biodigestores são estruturas hermeticamente fechadas que funcionam como reatores alimentados

com biomassa (como o dejeto animal), que degradam materiais orgânicos complexos pela digestão

anaeróbica, ou seja, sem a presença de oxigênio, produzindo compostos simples como metano

(CH4) e dióxido de carbono (CO2) (OLIVEIRA, 2006) “tendo como subprodutos o lodo digerido,

ou biofertilizante, e o biogás” (RANZI & ANDRADE, 2004).

A China e a Índia, por razões históricas, são os países que dominam as melhores tecnologias em

biodigestores do mundo. A China, em busca de fertilizantes para produzir alimentos para a enorme

população, desenvolveu um tipo de biodigestor mais simples e econômico, enquanto a Índia,

procurando suprir o déficit energético do país, desenvolveu um tipo de biodigestor mais sofisticado

para uma melhor eficiência na geração do biogás (COLDEBELLA, 2006). São os chamados

biodigestores chineses e indianos respectivamente.

No Brasil, a adoção de mantas plásticas para a construção de biodigestores nos últimos anos, os

chamados biodigestores canadenses, reduziu significativamente seu custo, sendo a razão para o

aumento de interesse nesta tecnologia para tratamento de dejetos (OLIVEIRA, 2006). Entretanto, na

realidade brasileira ainda faltam equipamentos específicos para uso do biogás, sendo que geradores

e aquecedores que utilizam outros combustíveis necessitam de adaptação. Embora tenham função

importante no tratamento de dejetos, o biodigestor não deve ser visto como solução definitiva, pois

são limitados quanto à eficiência na remoção de matéria orgânica e nutrientes, exigindo que o

sistema de tratamento seja complementado com, por exemplo, lagoa anaeróbica. O processo

“começa pela degradação dos compostos orgânicos (carboidratos, proteínas e lipídios) em ácidos

orgânicos seguidos da transformação desses ácidos em produtos gasosos, nos quais predominam o

metano e o gás carbônico” (ANGONESE, CAMPOS, PALACIO & SZYMANSKI, 2006). Além de

reter o biogás para utilização como energia na propriedade, o biodigestor promove uma

estabilização mais eficiente do lodo do que as esterqueiras a céu aberto, produzindo, em

conseqüência, um adubo orgânico de melhor qualidade.

O biogás, resultante da biodigestão dos dejetos, é composto principalmente por metano (CH4) e

dióxido de carbono (CO2). A composição do biogás varia de acordo com os seguintes fatores:

temperatura no interior do biodigestor, características dos dejetos e tempo de retenção hidráulica

(TRH – geralmente medido em dias - reflete o tempo decorrido entre a entrada e a saída do dejeto

líquido no biodigestor). Como convenção, considera-se três faixas de temperatura para a

biodigestao: entre 45 e 60oC o processo é termofílico; entre 20 e 45oC é mesofílico; abaixo de 20oC



46

a digestão é psicrofílica (LIMA, 2007, p.6). No caso do Brasil, na maior parte do território, as

temperaturas estão na faixa de 20 a 45oC, com exceção de alguns períodos de inverno na região sul.

Por isso, praticamente todos os estudos de biodigestão encontrados no Brasil referem-se à faixa de

digestão mesofílica. As características do dejeto estão relacionadas à qualidade da alimentação dos

suínos e às práticas de manejo nas propriedades que determinam a densidade do dejeto. A Tabela 5

mostra um resumo dos dados sobre composição do biogás encontrados na literatura pesquisada.

Tabela 5 - Composição do biogás Metano (CH4)

Dióxido de

carbono (CO2)

Gás sulfídrico

(H2S)

Nitrogênio (N2)

Oxigênio (O)

Hidogênio (H)

Monóxido de carbono (CO)

Autores

54 a 80% 20 a 45% Traços a 3%

Traços a 3%

- Teixeira (1985)

60 a 70% 30 a 40% 0 a 1% 0 a 3% 0 a 1% Campos (2005)28 65 a 70% Oliveira (2004)29 50 a 70% 30% Oliveira (2006) 60 a 80% 20 a 40% 0 a 0,1% 0,5 a 2% 0 a 0,1% 0,1 a 10% 0 a 0,1% EMBRABI

(2004)30 50 a 70% 20 a 40% 0,4 a

0,6% Traços Kunz (2008)31

50 a 80% 20 a 40% 1 a 5% 0,5 a 3% 1 a 3% La Farge (2006)32 55,6 a 74,3%

23,3 a 39,2%

0,35 a 1,94%

0,2 a 2,75%

0 a 1% 0,55 a 6,5%

0 a 0,1% Média

6,11 a 5,35%

5,16 a 4,92%

0,47 a 2,03%

0,27 a 0,50%

0,64 a 4,95%

Desvio padrão

Produção de energia a partir dos dejetos

A produção de biogás é proporcional a três fatores: quantidade de sólidos voláteis (SV) existentes

nos dejetos, temperatura em que ocorre a biodigestão e tempo de retenção hidráulica (TRH) (LIMA,

2007) - Figura 7. A temperatura, como já foi visto, é considerada no Brasil na faixa mesofílica, ou

seja, entre 20 e 45oC. O tempo de retenção hidráulica depende da produção de dejetos, ou seja, do

plantel de suínos existente na propriedade, e do tamanho do biodigestor. A divisão direta do volume

de dejetos produzidos por dia pelo volume do biodigestor define o TRH. A quantidade de SV é

proporcional à quantidade de matéria seca existente no dejeto, portanto, à densidade do dejeto. O

dejeto de suíno tem características de efluente líquido, pois vem misturado com urina e água de

28 CAMPOS, MICHIZUKI, DAMASCENO & BOTELHO, 2005, 849. 29 Apud CAMPOS, 2004. 30 Empresa Brasileira de Biodigestores apud CAMPOS, 2004. 31 KUNZ & OLIVEIRA, 2008. 32 Apud COLDEBELLA, 2006, 29.



47

lavagem das baias. Portanto, a quantidade de SV e a produção de biogás, dependem de um manejo

adequado dos dejetos. A limpeza das baias deve ser feita por raspagem a seco após a retirada dos

animais, os bebedouros devem ser adequados para não perder água e os dejetos devem ser

protegidos da água da chuva.

Figura 7: Variáveis da produtividade energética do dejeto

A estimativa de produção de biogás é facilitada pelo uso do modelo matemático de simulação de

Chen (modelo de Chen) - Figura 8, citado por La Farge (in OLIVEIRA & HIGARASHI, 2006,

p.19), referenciado também em vários materiais produzidos pela EMBRAPA e que tem sido

utilizado com sucesso em diversas pesquisas. O motivo do sucesso é a exigência de pequeno

número de variáveis de fácil obtenção como SV, TRH, volume de biomassa, volume de dejetos e

número de animais. O modelo de Chen apresenta curvas de produção específica de biogás para

diferentes densidades, temperaturas e quantidades de SV presentes na biodigestão. O próximo

gráfico mostra como obter a produção de biogás, em m3 por m3 de biomassa, se conhecidos a

quantidade de SV no biodigestor, a temperatura e o TRH. O volume de biomassa é conhecido

sabendo-se o plantel de suíno e o tipo de atividade (produção de leitões, terminação e crescimento

ou ciclo completo), de acordo com a Tabela 3.

Produtividade energética do dejeto

TRH

Quantidade de SV/m3

Temperatura

Brasil: Faixa mesofílica: de

20 a 45oC

Plantel de suínos

Tamanho do biodigestor

Densidade do dejeto

Quantidade de água

Cuidados com o manejo dos

dejetos

Limpeza das baias com raspagem a seco sem animais

Bebedouros sem perda de água

Proteção do dejeto de águas pluviais



48

Figura 8 - Produção específica de biogás pelo Modelo de Chen33

Ainda segundo La Farge (Centro para a Conservação de Energia, 2000 in Oliveira, 2005), para

temperaturas de 30 a 35oC, a produção específica de biogás é de 0,45 m3/Kg de sólidos voláteis -

SV. Segundo OLIVEIRA (2006), os SV representam de 70 a 75% dos sólidos totais - ST - de

acordo com o Centro para a Conservação de Energia. Os sólidos totais, em Kg, equivale ao peso do

dejeto seco. Em pesquisas com reatores UASB em escala laboratorial, Bortoli, Kunz e Soares

obtiveram um valor de 62% (2009) de SV em relação aos ST. Em outro estudo com biodigestores,

Kunz e colaboradores obtiveram o valor de 83% (Idem).

Alguns cuidados devem ser observados no manuseio do biogás para a geração de energia. O biogás

contém vapor d´água, dióxido de carbono (CO2) e gases corrosivos como o gás sulfídrico (H2S) o

que pode representar um problema para o armazenamento e uso em motores e geradores. Por isso,

“a remoção da água, do H2S e de outros elementos por meio de filtros e dispositivos de resfriamento

é fundamental para o adequado uso do biogás” (LIMA, 2007, p.7).

33 (OLIVEIRA & HIGARASHI, 2006)



49

Embora a produção de dejetos varie de acordo com a espécie, a idade e a dieta dos animais e a

quantidade de biogás seja inversamente proporcional à quantidade de água utilizada na limpeza,

com o subseqüente armazenamento do dejeto e a separação de sólido e líquido, SHIGAKI,

SHARPLEY & PROCHNOW (2006) afirmam que os números apresentados na Tabela 6 não

variam muito de outros estudos em outras partes do mundo.

Com base nos resultados da Tabela 6 e também da Tabela 4, calcula-se que nas UCTs, o volume de

biogás é de 0,44 m3/animal/dia e nas UPLs é de 0,34 m3/animal/dia. (quantidade de dejeto em peso

por animal por dia – esterco com urina – 4,9 e 3,74 da Tabela 4 - multiplicado pelo volume de

biogás por quilograma de dejeto – 0,09 na Tabela 6).

Tabela 6 - Produção de biogás a partir dos dejetos de suínos TRH34 (dias)

m3 / m3 de dejeto no

biodigestor

m3 / Kg de dejeto (média)

m3 / Kg de SV

m3 / animal /

dia

Autor

10 0,63 Angonese at all (2006)35

12 0,63 Angonese at all (2006)36 0,57 Zhang at all (2006)37 0,50 Rosillo-Calle (2007) 0,50 Campos at all (2005)38 0,089 Souza & Campos (2007) 0,362 Feiden at all (2006)39 0,64 Konzen & Campos (2004) 0,0896 Lucas Jr. (2004) 0,35 a 0,60 Oliveira (2006) 0,35 Esperancini at all (2007)40 0,93 Santos (2006)41 0,78 Souza (2004)42 1,00 Perdomo (2007)43 0,45 (UCT)

0,80 Martini at all (2007)44

(UPL) 0,93 0,45 Oliveira (2005) 0,51 0,09 0,45 0,90 Média 0,12 0 0 0,11 Desvio padrão

34 TRH = Tempo de retenção hidráulica. 35 ANGONESE, CAMPOS, ZACARKIM, MATSUO & CUNHA, 2006. 36 ANGONESE, CAMPOS, PALACIO & SZYMANSKI, 2006. 37 ZHANG in ANGONESE, CAMPOS, ZACARKIM, MATSUO & CUNHA, 2006. 38 Biodigestor de laboratório: TDH médio de 30 hrs., vazão média de 0,385 L/h, pH médio afluente e efluente 7,3, temperatura média no reator 25oC (CAMPOS, MICHIZUKI, DAMASCENO & BOTELHO, 2005, 849 e 851). 39 FEIDEN in ANGONESE, CAMPOS, PALACIO & SZYMANSKI, 2006. 40 ESPERANCINI, COLEN, BUENO, PIMENTEL & SIMON, 2007. 41 SANTOS in COLDEBELLA, 2006. 42 SOUZA, PEREIRA & PAVAN, 2004. 43 Apud BECK, 2007. 44 MARTINI, NEISTCKE, COLDEBELLA & SOUZA, 2007.



50

Uma experiência realizada no oeste do Paraná, na Granja Colombari, demonstra uma produção de

biogás de 125.532 m3 por ano para 3.000 cabeças de suínos (BLEY JR., 2009-b). Isso equivale a

0,1146 m3 / animal / dia, bem diferente da média apresentada pela literatura (0,90 m3/animal/dia).

Este valor também está próximo do citado por GALIKIN & BLEY JR. (2009, p.21), cujos valores

são 0,18 e 0,33 m3 de biogás por animal por dia para suínos leitões e adultos respectivamente.

Segundo consulta feita no dia 21/10/2009 ao Sr. Kleber Vanolli da Itaipu Binacional, que participou

da elaboração do livro acima citado, estes dados foram baseados no relatório do IPCC – Painel

Intergovernamental de Mudanças Climáticas - e representam valores baixos, baseados na média

verificada em toda a América Latina. Entretanto, sabe-se que a produção de biogás no Paraná

supera os índices europeus, sendo que os próprios autores do livro já estão utilizando valores mais

adequados, embora não se tenha ainda materiais publicados sobre estes valores ajustados.

Uma outra forma de calcular o volume de biogás gerado por animal, é utilizando a quantidade de

sólidos voláteis ao invés da quantidade de esterco. Assumindo a proporção de 70% entre sólidos

totais e sólidos voláteis, conforme já visto anteriormente segundo OLIVEIRA (2006), obtém-se os

valores por animal para cada unidade de produção mostrados na Tabela 7. Os dados de esterco seco

provém da Tabela 4.

Tabela 7 – Sólidos voláteis por animal por dia

Assim, multiplicando-se o volume de biogás por Kg de SV da Tabela 6 (0,45) pelo peso de SV da

Tabela 7, obtém-se 0,72 m3/animal/dia e 0,41 m3/animal/dia, para UCTs e UPLs respectivamente.

Se, ao invés de utilizar o valor encontrado na literatura de volume de biogás por Kg de SV, utilizar-

se o valor fornecido pelo IPCC para a América Latina, de 0,29 m3CH4/Kg SV (IPCC, 2006, pg.

10.80 e 10.81), obtém-se 0,47 m3CH4/animal/dia e 0,26 m3CH4/animal/dia, para UCTs e UPLs

respectivamente. Considerando que o biogás tem uma proporção média de 55,6 a 74,3% de metano

(assume-se o valor médio de 64,95%, isso corresponde a 0,52 m3CH4/animal/dia e 0,39

m3biogás/animal/dia.

45 UCT = Unidade de Crescimento e Terminação. 46 UPL = Unidade de Produção de Leitões.


Esterco seco – ST (Kg/animal/dia)

SV (Kg/animal/dia)

UCT45 2,3 1,61

UPL46 1,28 0,89



51

Por que estes números diferem tanto do valor médio de biogás por animal por dia obtido na Tabela

6 a partir dos dados dos diversos autores? Algumas hipóteses podem ser levantadas. Primeiramente,

algumas das pesquisas aqui citadas são experiências de laboratório que, em função do ambiente

mais controlado, podem gerar resultados melhores na produção de biogás, enquanto que a produção

de biogás em biodigestores no campo deve ser considerada com mais critério. Em segundo lugar, os

dados obtidos a partir de experiências de campo podem apresentar divergências consideráveis,

tendo em vista os inúmeros fatores que podem influenciar os resultados. Como foi visto

anteriormente, a produção de biogás por animal pode variar em função da temperatura do

biodigestor, do tempo de retenção hidráulica e do manejo dos dejetos. Alguns dos materiais

pesquisados não são claros em relação ao controle destas variáveis, deixando dúvidas sobre os

resultados informados.

Quanto ao manejo, talvez esta seja a variável mais difícil de controlar. Do manejo adequado resulta

um dejeto com densidade ideal, ou seja, com maior quantidade de sólidos voláteis por volume de

água. O que se observa na prática, na pesquisa de campo realizada, é que não existe hoje

preocupação em relação a este aspecto. Faltam conhecimento e mão-de-obra qualificada para este

controle. Em um projeto de condomínio de geração de energia distribuída, esta deve ser uma

preocupação permanente.

Um outro aspecto a se considerar é a qualidade das instalações. Sabe-se que nos anos 70 houve

investimentos significativos na implantação de biodigestores no Brasil, mas que ao longo dos anos

foram abandonados devido aos baixos resultados. Hoje, com o surgimento do biodigestor modelo

canadense, que reduz significativamente o custo, associado à possibilidade de venda de créditos de

carbono e de energia elétrica, os biodigestores estão sendo vistos com outros olhos. Entretanto, a

maioria das instalações ainda é nova e muito aprendizado está ocorrendo para que se chegue a

resultados mais confiáveis. Neste aspecto, uma variável que influencia diretamente a produção do

biogás é o tamanho do biodigestor, que deve ser proporcional ao volume de dejetos produzidos na

propriedade. Encontra-se na literatura a sugestão de biodigestores de 100 e 300 m3 que, tendo em

vista a descontinuidade de um tamanho para o outro, dificilmente atenderiam as especificações

recomendadas pelo modelo de Chen.

Tendo em vista a largura da faixa dos resultados observados, de 0,1146 m3/animal/dia a 0,90

m3/animal/dia, para este trabalho, procurou-se adotar valores que não sejam tão otimistas quanto os

obtidos na literatura e também não sejam tão conservadores como os verificados na Granja

Colombari. Assim, o cálculo que utiliza o peso do dejeto multiplicado pelo volume de biogás por

quilo de dejeto fornece valores intermediários que, neste momento, parecem ser mais adequados e



52

se aproximam muito dos valores obtidos dos cálculos quando se utiliza o volume de biogás por Kg

de SV forneceido pelo IPCC para a América Latina. Além disso, este cálculo permitiu obter

resultados distintos para UPLs e UCTs, o que parece ser razoável. Por isso, por questões de

segurança e bom senso, adota-se nesta pesquisa os valores calculados de 0,44 e 0,34 m3/animal/dia

para UCTs e UPLs respectivamente. A Tabela 8 mostra um comparativo da produção de biogás a

partir de quatro fontes diferentes como resumo do que acabou de ser exposto.

Tabela 8 - Produção de biogás – valores assumidos para cálculos (m3 biogás/animal/dia)


Pelo peso de esterco com

urina 47

Pelo peso de SV48 do IPCC49

Pelo peso de SV da literatura 50

Verificado na granja Colombari51

UCT 0,44 0,52 0,72 0,1146

UPL 0,34 0,39 0,41

Para fins comparativos, pode-se fazer uma correspondência entre o volume de biogás e o volume de

GLP (gás de cozinha), o que pode auxiliar no dimensionamento quando o biogás se destina ao

aquecimento ou alimentação de fogão. “Sabe-se que em média 1 m3 de biogás corresponde a 0,44

Kg de GLP. Portanto, 30m3 de biogás equivalem a aproximadamente um botijão de 13 Kg de GLP”

(RANZI & ANDRADE, 2004).

Gases de efeito estufa dos dejetos e MDL

Um dos principais componentes do biogás, como se pode observar na Tabela 5 (55,6 a 74,3%), é o

metano (CH4), um gás que, segundo o IPCC – “Intergovernamental Pannel on Climate Change”

(Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas), contribui 21 vezes mais que o dióxido de

carbono (CO2) para o efeito estufa (RANZI & ANDRADE, 2004), portanto, para o aquecimento

global e seus efeitos climáticos.

O IPCC fornece orientações para o cálculo da quantidade anual equivalente de CO2 emitida

conforme a fonte de emissão conforme a Equação 1 (IPCC, 2006).

47 Calculado com base no volume de biogás por Kg de esterco com urina (Tabela 4). Utilizado volume de biogás médio por Kg de dejeto encontrado na literatura de 0,09 (Tabela 6) – Valores adotados como mais adequados. 48 SV = sólidos voláteis. 49 Calculado com base no volume de biogás por Kg de SV fornecido pelo IPCC, de 0,29 (2006). 50 Calculado com base no volume de biogás médio por Kg de SV encontrado na literatura, de 0,45 (Tabela 6). 51 Calculado com base nos resultados verificados na Granja Colombari (BLEY Jr. 2009-b).



53

Equação 1 - Cálculo da base de emissões equivalente em um ano

BE = GWPCH4 * DCH4 * UFb * Σ

MCFj * B0,LT * NLT,y * VSLT,y * MS%Bl,j

j, LT

Onde:

• BE Base de emissões em um ano (tCO2e);

• GWPCH4 Potencial de aquecimento global para o metano (21);

• DCH4 Densidade do metano (0,00067 t/m3 à temperatura ambiente de 20oC à

pressão a nível do mar – 1 atm);

• UFb Fator de correção do modelo para acomodar incertezas (0,94);

• LT Índice para todos os tipos de pecuária;

• j Índice por sistema de gerenciamento de dejetos animais;

• MCFj Fator de conversão anual do metano para a base do sistema de gerenciamento

de dejetos em questão;

• B0,LT Máxima produção potencial de metano para o sólido volátil (SV) gerado por

tipo de animal “LT” (m3 CH4/Kg ms, sendo ms = matéria seca);

• NLT,y Número médio de animais do tipo “LT” no ano (número);

• VSLT,y Sólidos voláteis por tipo de pecuária “LT” que entra no sistema de

gerenciamento de dejetos animais em um ano (na base de peso de matéria seca – Kg

ms/animal/ano);

• MS%Bl,j Fração do dejeto manuseado na base j do sistema de gerenciamento de dejetos

de animais.

Observação sobre os valores adotados:

• Para dejetos de suínos em biodigestores, o MCFj é de 10% (IPCC, 2006, tabela 10A-7);

• O IPCC recomenda utilizar valores da literatura regional para o B0,LT, valor este que varia

de acordo com a dieta dos animais. A produção de biogás é de 0,34 e 0,44 m3/animal/dia

para UPL e UCT respectivamente (Tabela 19). O volume médio de metado no biogás é de

64,95% (média entre 55,6% e 74,3% da Tabela 19). Isso corresponde a 0,22 e 0,29



54

m3CH4/animal/dia para UPL e UTC respectivamente. Se são gerados 0,89 e 1,61

Kg/animal/dia de sólido voláteis em UPL e UCT (Tabela 19), isso corresponde a 0,25

m3CH4/Kg SV em UPL e 0,18 m3CH4/Kg SV em UCT. Em média isso corresponde a 0,22

m3CH4/Kg SV. Este valor está próximo do sugerido pelo IPCC, para ser utilizado quando

não encontrado na literatura regional, ou seja, 0,29 m3CH4/KgSV para dejetos de suínos

(IPCC, 2006, tabelas 10A-4 a 10A-9). Utiliza-se este último como valor de referência para a

continuidade dos cálculos;

• NLT,y: como a intenção é calcular o equivalente de CO2 por animal, este fator é considerado

neste caso como sendo igual a 1;

• VSLT,y: O peso de matéria seca por animal por dia está na Tabela 4: 2,3Kg/animal/dia para

UCT e 1,28Kg/animal por dia para UPL, o que corresponde a ;

• MS%Bl,j: Para o caso da suinocultura aqui pesquisada, considera-se este valor igual a 1,

tendo em vista que todo o plantel é confinado;

Aplicando-se os valores obtidos na fórmula, obtém-se: 0,1792 tCO2/animal/ano para UPL e 0,3220

tCO2/animal/ano para UCT.

Segundo pesquisa realizada por Angonese, Campos e Welter (2007), com um plantel de 600 suínos,

chegou-se ao valor de 0,54 tCO2/animal/ano. Uma outra verificação foi feita utilizando dados

fornecidos por Galikin & Bley Jr. Considere-se os valores adotados aqui para UCT e UPL, em que

cada animal gera em média 0,44 m3 (UCT) e 0,34 m3 (UPL) de biogás por dia. Considerando

também que cada metro cúbico de biogás corresponde a 8,316 Kg equivalente de CO2 (GALINKIN

& BLEY JR.), isso implicaria uma contribuição de 1,34 tCO2/animal/ano para UCTs e 1,03

tCO2/animal/ano para UPLs. Entre os vários valores obtidos, adotou-se o resultado da aplicação da

fórmula do IPCC, tendo em vista ser mais confiável e também mais prudente.

Os gases emitidos não se restringem à região onde foram gerados e contribuem para ampliação do

efeito estufa com conseqüências globais. A qualidade do ar e as condições climáticas do planeta

podem ser consideradas bens públicos. Desta forma, a atividade de suinocultura, embora privada no

seu escopo meramente econômico, interfere na qualidade de bens públicos, portanto, estão sujeitas

ao controle e intervenção do Estado.

Durante a Terceira Convenção das Partes, COP3, realizada em Kyoto no Japão em 1997, foi

assinado o Protocolo de Kyoto, resultado de inúmeras negociações em anos precedentes com base

nos relatórios do IPCC (Painel Intergovernamental sobre Mudança do Clima), que determina para o



55

ano de 2010 uma taxa de redução média, para padrões do Anexo II do protocolo, de 5,5% das

emissões de gases de efeito estufa em relação aos níveis de emissões verificados no ano de 1990. O

Mecanismo de Desenvolvimento Limpo, MDL, é um mecanismo de flexibilização que permite que

países desenvolvidos possam investir em projetos de redução das emissões nos países em

desenvolvimento para poderem cumprir as suas metas (UNFCCC, 1997).

O MDL é, portanto, uma possibilidade de melhoria da viabilidade financeira de projetos que

reduzam a emissão de gases de efeito estufa, como é o caso do metano produzido pelos dejetos

animais. Para fins de cálculo de créditos de carbono, como é chamado este tipo de relação

financeira, converte-se a redução da emissão dos diversos gases (por exemplo o metano que

contribui 21 vezes mais que o carbono para o efeito estufa) para uma base única, ou seja, em

toneladas equivalentes de CO2 em um ano.

As reduções certificadas das emissões (RCE) obtidas com projetos de desenvolvimento limpo

previstos pelo Protocolo de Kyoto, não são fixas e não podem ser garantidas. Elas flutuam devido a

inúmeros fatores, como o número de projetos para gerá-las e, uma vez emitidas, a oferta e a procura

que guiam sua comercialização no mercado financeiro. A Tabela 9 mostra o histórico da variação

da RCE durante o ano de 2009 para projetos futuros, para entrega até dezembro/2009 (ECX, 2009).

Tabela 9 – Cotação da RCE - Cotação da Redução Certificada de Emissões

Mês Cotação RCE52 (EU$/t CO2)

30/01/2009 10,45 27/02/2009 8,81 31/03/2009 10,43 30/04/2009 11,44 29/05/2009 12,73 30/06/2009 11,78 31/07/2009 12,28 31/08/2009 13,32 30/09/2009 11,99 30/10/2009 13,62

Para este trabalho, adota-se o valor mais recente, de 30 de outubro de 2009, de EU$ 13,62 ou R$

35,00 (cotação do Euro a R$ 2,57 em 14/11/2009 segundo http://economia.uol.com.br/cotacoes/).

Multiplicando-se este valor pela produção anual de CO2 por animal, tem-se respectivamente EU$

4,38 ou R$ 11,14/animal/ano para UCTs e EU$ 2,44 ou R$ 6,19/animal/ano para UPLs. 52 RCE = Reduções Certificadas de Emissões. É o valor em Euros da tonelada equivalente de CO2.



56

Além disso, a Agência de Proteção Ambiental Americana (USEPA) estimou que cerca de 14% da

emissão global de gás metano tem origem em atividades relacionadas à produção animal

(ANGONESE, CAMPOS & WELTER, 2007). Segundo estimativas mais recentes, este número está

na ordem de 5 a 10% (OLIVEIRA, 2006). Estudos citados pelo mesmo autor, mostram ainda que o

tratamento de dejetos animais utilizando biodigestores não altera a quantidade de dióxido de

carbono emitida, embora possibilitem captura do metano para posterior transformação em dióxido

de carbono com ganhos ambientais atmosféricos em toneladas equivalentes de CO2. A Tabela 10

traz um resumo do que foi levantado.

Tabela 10 - Redução de CO2 equivalente e créditos de carbono

Unidade de

produção

Redução de CO2 equivalente

(tCO2/animal/ano)

Créditos carbono - R$ / animal / ano

Autor

UCT 0,3220 11,14 UPL 0,1792 6,19

IPCC (2006)

Dimensionamento do biodigestor

A produção de biogás não é proporcional unicamente ao tamanho do biodigestor, mas à combinação

entre seu tamanho, o tempo de retenção hidráulica, a temperatura da biomassa e a carga de sólidos

voláteis (OLIVEIRA, 2006).

“Um biodigestor com capacidade de 100m3 pode dar conta de 1.800 Kg de dejetos por dia e seria

conveniente para uma fazenda com cerca de 30 cabeças de gado ou 150 porcos” (ROSILLO-

CALLE, 2007, p.212).

Para obter o volume necessário de biodigestor, basta multiplicar o volume diário de dejetos em m3

pelo TRH – tempo de retenção hidráulica. Se o volume do biodigestor for dado, pode-se calcular a

quantidade de suínos necessária para alimentá-lo, dependendo do tipo de produção (UPL – unidade

de produção de leitões ou UCT – unidade de crescimento e terminação – ver Tabela 3).

Para fins dos cálculos deste trabalho, observa-se pelo gráfico da Figura 8 que a maior produtividade

de biogás para a temperatura de 20oC (temperatura média na região sul) se dá para um valor de 55

Kg de SV / m3 de biodigestor, que corresponde a 0,74 m3 de biogás para cada m3 de biomassa e um

tempo de retenção hidráulica de 22 dias. Se cada suíno em uma UCT produz 1,61 Kg de SV por

dia, é necessário um biodigestor de 0,64 m3 por animal (1,61 Kg x 22 dias / 55 Kg/m3). Já para



57

uma UPL, seria necessário um biodigestor de 0,37 m3 por animal (0,89 Kg x 22 dia / 55 Kg/m3).

Um biodigestor com 100 m3 atenderia a 156 suínos (100 / 0,46) em uma UCT e a 270 suínos em

uma UPL. Rosillo-Calle sugere um número de 150 suínos para um biodigestor de 100 m3 em uma

UCT, valor este que confirma o dado calculado. A Tabela 11 resumo o que acabou de ser discutido.

Tabela 11 – Tamanho do biodigestor por animal


m3 / animal Número de suínos para um biodigestor

de 100 m3

UCT53 0,64 156

UPL54 0,37 270

Produtividade energética do biogás

Tendo em vista o baixo potencial de geração de eletricidade comparado às fontes primárias

tradicionais, o vínculo entre as companhias de energia - como é o caso da Itaipu Binacional - e as

energias renováveis se dá pelo viés ambiental e também pelo apoio ao desenvolvimento regional

sustentável. Segundo Bley Jr. (2009-a), é responsabilidade das empresas de geração cuidar da água

acumulada nos reservatórios de hidrelétricas. Um passo importante ao estímulo da geração

distribuída foi dado em 10 de janeiro de 2008 quando a Copel, Companhia Paranaense de Energia,

após inúmeras pesquisas e testes de equipamentos, autorizou a conexão de uma fonte geradora

distribuída em sua rede de distribuição. Trata-se da Granja Colombari, em São Miguel do Iguaçu,

Paraná, que possui um plantel de três mil suínos em fase de crescimento e terminação, capaz de

gerar 25 KWh (Quilo Watt hora – um gerador de 25 KW de potência trabalhando durante uma hora)

de energia elétrica. A experiência mostra que a compra de energia do produtor rural pela

concessionária é tecnicamente viável, tendo em vista que os riscos à segurança e avaria de

equipamentos foram eliminados. Ainda falta, entretanto, normativa da Agência Nacional de Energia

Elétrica – ANEEL - no que diz respeito à geração distribuída, para que as concessionárias possam

comprar tal energia.

A geração de eletricidade se dá por meio de um sistema motor / gerador que consome de 16 a 25 m3

de biogás por hora (média 20,5m3/h) para uma potência de geração de eletricidade de 25kW. Uma

53 UCT= Unidade de Crescimento e Terminação. 54 UPL = Unidade de Produção de Leitões.



58

propriedade produtora de suínos que gere de 80 a 100 m3 de biogás por dia (média de 90 m3/dia),

pode alimentar um motor/gerador por 4 horas e gerar em média 100 KWh/dia (OLIVEIRA, 2006).

Um conjunto gerador trifásico (modelo DOHLBACH) 3.600 RPM com capacidade nominal de

geração de 50 KW, apresentou consumo observado de biogás entre 20 a 25 m3/h (média 22 m3/h).

Uma unidade de produção de leitões - UPL - com 200 matrizes, biodigestor de 300 m3, apresenta

geração estimada de 150 m3 de biogás. O gerador trabalha entre 4 a 6 horas. A produção de dejetos

é de 12 m3/dia (60 L/animal/dia – coerente com os dados da Tabela 2 para UPL), TRH = 35 dias,

ST de 4 a 6% ou 40 a 60Kg/m3 (OLIVEIRA, 2006). Calcula-se, pelo consumo do gerador e tempo

de funcionamento diário, que nesta unidade seja produzido de 88 a 132m3 de biogás (média

110m3/dia - 200 matrizes – 0,55m3/animal/dia), multiplicando-se o consumo de biogás pelas horas

diárias de funcionamento do gerador. Foi medida quantidade de 4% a 6% de ST, o que corresponde

a uma densidade entre 1.020 Kg/m3 a 1028 Kg/m3 (média de 1024 Kg/m3). Para as 200 matrizes,

isso corresponde a 5,12 m3 de dejetos por dia. Calcula-se também que a unidade produza de 200 a

300 kWh / dia de energia elétrica, multiplicando-se a potência nominal do gerador pelo número de

horas de funcionamento diário.

Segundo COLDEBELLA (2006), a produtividade do biogás, contendo de 50 a 80% de metano é de

4,95 a 7,92 kWh/m3.

A Tabela 12 mostra a relação entre o consumo de biogás e o seu correspondente potencial

energético. Ela mostra variações nos valores, pois a produtividade energética do biogás depende da

eficiência do gerador, do teor de metano contido e, este, depende dos cuidados com o manejo do

dejeto. O desvio padrão calculado, entretanto, permite utilizar o valor médio obtido com boa

segurança. O valor citado em Bley Jr. (2009-b), de 1,24 KWh/m3 foi baseado na experiência da

Granja Colombari que tem sido monitorada a mais de um ano, fato que valida o dado a ser adotado.



59

Tabela 12 - Produtividade energética do biogás

Consumo do biogás

m3/KWh

Poder calorífico do biogás KWh/m3

Produtividade energética do biogás

KWh / m3

Autor

0,62 1,61 Aisse & Obladen (1982)55 0,44 a 0,9 1,11 a 2,27 Oliveira (2006)

0,15 6,66 Santos (2000)56 0,13 a 0,2 4,95 a 7,92 Coldebella (2006)57

1,06 (motor-bomba) 0,94 Coldebella (2006)58 1,49 (grupo gerador) 0,67 Coldobella (2006)59 0,15 6,5 1,63 Souza (2004)60 0,62 1,61 Beck (2007) 1,24 6,5 1,24 Bley Jr. (2009-b) 0,58 6,51 1,39 Média 0,46 1,05 0,5 Desvio padrão

3.6 Viabilidade financeira da energia elétrica a partir do dejeto de suíno

Vários estudos tem demonstrado que os custos para o saneamento dos processos de criação de

animais são relativamente elevados se considerada a situação financeira da maioria dos produtores

no Brasil. Entretanto, a utilização de equipamentos e técnicas adequadas e a consideração dos dois

subprodutos da digestão, o adubo orgânico e o biogás, tornam os investimentos viáveis

economicamente, alguns com retorno em alguns meses. “A combustão útil do biogás pode tornar a

propriedade auto-suficiente em geração de energia para seus processos de criação de maneira limpa

e energeticamente eficiente” (LIRA, DOMINGUES & MARRA, 2008).

Neste capítulo procurou-se levantar dados relativos aos custos envolvidos para a instalação de

biodigestores, bem como o retorno do investimento. De um modo geral, o que se observou na

literatura pesquisada é que a instalação de biodigestores é viável economicamente. Não foi

encontrada informação, entretanto, sobre qual é o plantel mínimo de suínos para justificar o

investimento em um biodigestor.

Segundo Ranzi e Andrade (2004), o custo da transformação da esterqueira e da bioesterqueira em

biodigestores serão respectivamente equivalentes a 44 e 38 botijões de 13 Kg de GLP. O estudo foi

feito considerando um biodigestor simples, apenas cobrindo a esterqueira e a bioesterqueira com

55 Apud COLDEBELLA, 2006. 56 Apud COLDEBELLA, 2006. 57 Valor citado de estudos de outros autores (COLDEBELLA, 2006). 58 Valor médio de várias medições para motor-bomba (COLDOBELLA, 2006). 59 Valor médio de várias medições para grupo gerador (COLDOBELLA, 2006). 60 SOUZA, PEREIRA & PAVAN, 2004.



60

lona plástica. Considerando o preço atual do botijão de GLP em torno de R$ 30,00 (Maio/2009 em

Curitiba), isso corresponde a um custo de R$ 1.140,00 a R$ 1.320,00. Ainda segundo os autores, “o

produtor que possuir uma esterqueira e desejar transforma-la em um biodigestor, terá um tempo de

retorno do seu investimento em aproximadamente 3 meses, não considerando neste caso o custo

com juros e correção. Já no caso da bioesterqueira, o tempo de retorno deste investimento será em

torno de 2,5 meses” (RANZI & ANDRADE, 2004).

A próxima Tabela 13 mostra os dados levantados a partir de dois autores sobre os custos envolvidos

para a instalação de biodigestores e geração de eletricidade. Outros estudos foram encontrados

sobre a viabilidade econômica, mas os dados eram incompletos ou deixavam dúvidas sobre a forma

como foram levantados.

Tabela 13 - Custo da eletricidade do biogás

Custo do grupo

gerador R$ / KW

Tempo de amortização

(anos)

Custo do biogás R$ / m3

Custo da energia

(4 horas de operação) R$ / MWh

Custo da energia

(10 horas de operação) R$ / MWh

Autor

5 239,83 156,25 10 139,47 90,86 15 112,03 72,99

454,00 a 556,00

20 99,88 65,07

Coldobella (2006)

5 0,21 190,00 138,00 10 0,13 124,00 90,00 15 0,11 103,00 74,00

440,00

20 0,10 93,00 67,00

Souza, pereira & Pavan (2004)

483,33 0,14 137,65 94,27 Média 63,32 0,05 51,61 34,32 Desv. padrão

Apesar de terem sido considerados apenas dois estudos, eles mostram resultados bastante próximos,

o que favorece a possibilidade de utilizá-los como referência. Entretanto, a pretensão é utilizar os

valores da Tabela 13 apenas para validar os dados obtidos nos cálculos financeiros.

Para que seja possível calcular o custo evitado de energia elétrica nas propriedades rurais, a partir

da geração própria do biogás, considera-se aqui o preço do KWh para atividade rural da

concessionária de energia: R$ 0,2344 (COPEL, 2009-a).

O excedente de energia elétrica gerado e não utilizado na propriedade pode ser vendido à

concessionária de energia local. O preço estimado para esta venda é de R$ 0,13 / KWh, baseado no

valor pago pela Copel à Granja Colombari em Março de 2009. Este valor da venda de energia à



61

concessionária ainda é provisório, baseado na autorização da ANEEL – Agência Nacional de

Energia - para realização de estudos em seis produtores do oeste do Paraná.

Ainda pelos dados obtidos na literatura pesquisada, em média, cada m3 de dejeto de suíno apresenta

3,32 Kg de nitrogênio (Tabela 1), sendo que para Oliveira, este valor médio é de 4,06 Kg/m3 de

dejeto. Assume-se, portanto, a faixa entre 3,32 e 4,00 Kg de Nitrogênio/m3 de dejeto para este

cálculo. Considerando que a produção de dejetos é de 5,49 e 7,00 L/animal/dia para UPL e UCT

respectivamente (Tabela 4), ou seja, 0,1647 e 0,2154 m3/animal/mês respectivamente, isso

corresponde a uma produção de Nitrogênio de 0,54 a 0,66 Kg/animal/mês para UPL e de 0,72 a

0,86 Kg/animal/mês para UCT. Sabendo-se que, em média, são necessários 160 Kg de Nitrogênio /

hectare ao ano para adubação do solo - valor que varia em função da safra e do tipo de solo –

(AGRONEGÓCIO, 2009), dividindo-se 160 por 12 (meses no ano) e, respectivamente pelas

quantidades de nitrogênio por animal por mês calculadas acima, para UPL e UCT, resulta que em

torno de 20 a 25 suínos em UPL ou de 16 a 19 suínos em UCT são necessários para suprir um

hectare de nitrogênio por mês.. Este valor auxiliará no cálculo da produção de fertilizate natural

para a agicultura, considerando o plantel existente de suínos.



62

4 Material e métodos

Esta é uma pesquisa indutiva realizada por meio de documentação indireta. Indutiva porque ao se

analisar os efeitos potenciais da geração distribuída de energia em uma micro-bacia ou município,

pretendeu-se levantar, além dos aspectos particulares da localidade escolhida, aspectos genéricos

que possam ser aplicáveis a outras regiões do Estado do Paraná. É uma pesquisa documental

indireta, pois fundamenta-se no levantamento bibliográfico e documental (dados de entidades

estatísticas, representativas, reguladoras, bem como resultados de pesquisas, metodologias de

cálculo, etc.), para a realização de cálculos econômicos e estatísticos, efetuados sobre dados

levantados em campo, que conduziram ao objetivo proposto (LAKATOS & MARCONI, 1983;

RUIZ, 1979).

4.1 Compilação dos dados teóricos Durante a revisão de literatura procurou-se levantar dados relacionados à produção de dejetos, de

biogás, de energia elétrica e de contaminantes ambientais com objetivo de se chegar a valores

medios de produção por suíno. Foram obtidos valores diferenciados para UPLs – Unidades de

Produção de Leitões – e para UCTs – Unidades de Crescimento e Terminação. Chegar a esta síntese

de dados por animal tinha por propósito facilitar o desdobramento dos demais dados, uma vez

conhecida a quantidade de suínos em UPL e em UCT na área de estudo deste trabalho. Como

resultado complementar, a tabela síntese da produção por animal a que se chegou (Tabela 19) pode

servir como base para uma avaliação rápida das condições de outras áreas geográficas.

Para se chegar à Tabela 19 de produção por animal em UPL e UCT, procurou-se levantar dados

fornecidos por inúmeros autores, fazendo-se o cruzamento das condições de pesquisa (laboratório,

experiências de campo, etc.) para verificar a possibilidade de compará-los e, então, calculando-se a

média e o desvio padrão. Em alguns casos não foi possível utilizar a média dos dados, tendo em

vista que o desvio padrão era excessivamente alto. Nestes casos, procurou-se identificar referências

citadas por dois ou mais autores para buscar neles os valores de referência.

4.2 Caracterização da área de estudo

Quando por este trabalho se propõe fazer a análise da geração de energia a partir de dejetos suínos,

não de uma propriedade isolada, mas de uma região, um município ou uma microbacia, o

mapeamento dos dados desta área e das propriedades rurais nela contidas se torna fundamental.

Para isso se utilizou um instrumento denominado SIG - sistema de informações geográficas.

Auxiliado por computador, um SIG permite fazer análises espaciais dos dados, ou seja, permite



63

analisar a relação entre variáveis do ponto de vista de sua localização espacial. Para as análises

espaciais de dados neste trabalho foi utilizado o sistema de informações geográficas ArcGis.

Como área de estudos, procurou-se identificar uma região na bacia hidrográfica de contribuição do

reservatório da Usina Hidrelétrica Governador Bento Munhoz da Rocha Neto, também conhecida

como Usina de Foz do Areia. É a primeira grande usina do Rio Iguaçu que nasce em Curitiba,

atravessa o Estado do Paraná de leste a oeste e desemboca em Foz do Iguaçu, no rio Paraná. Situa-

se na Unidade Hidrográfica do Médio Iguaçu, no município de Pinhão. Florações intensas de

cianobactérias vem ocorrendo nos últimos anos em função do aumento do processo de eutrofização,

prejudicando a operação da usina devido ao mau cheiro, impedindo o uso múltiplo do reservatório e

colocando em risco a saúde humana e animal.

Figura 9 – Mapa do Paraná com a localização do município de Cruz Machado

Estudos realizados pelo IIEGA (2009) a partir dos dados de sete pontos de monitoramento, indicam

classificação do lago como eutrófico61 nas porções alta e média (pontos IG-01, IG-02 e IG-03 da

Figura 10) e mesotrófico62 na porção baixa do reservatório (ponto IG-04 da Figura 10, próximo à

barragem). O maior aporte de nutrientes provém do rio Iguaçu (e não de outros afluentes diretos) e

61 Eutrófico: classificação do meio hídrico com alta produtividade devido à presença de matéria orgânica e nutrientes. 62 Mesotrófico: produtividade moderada, com possíveis implicações sobre a qualidade da água mas, em geral, em níveis estáveis.



64

as principais causas apontadas foram: “esgotos domésticos e industriais não tratados ou

parcialmente tratados; criação de animais em larga escala, como suinocultura e avicultura, presentes

em quantidade significativa na bacia do Iguaçu tanto do lado paranaense como catarinense”

(IIEGA, 2009, p.58). O Relatório do IIEGA também sugere a existência de aporte de material

orgânico entre os pontos de monitoramento IG-01 e IG-02, conforme identificado na Figura 10.

Estes pontos são locais de coleta de água para monitoramento da qualidade. A sigla IG caracterizam

pontos no rio Iguaçu, AR no rio Areia, PA no rio Palmital e JN no rio Jangada. Neste trecho

localiza-se a microbacia do ribeirão Palmeirinha, no município de Cruz Machado que, segundo o

mesmo relatório, apresenta o maior plantel de suínos e aves entre os municípios da bacia de

contribuição do reservatório – 26.297 e 104.487 respectivamente, o que pode sugerir um aporte de

carga orgânica de 5.124 Kg-P/dia e 137,92 Kg-P/dia63 respectivamente (IIEGA, 2009) se toda esta

carga orgânica estiver sendo lançada nos cursos de água.

Figura 10 - Pontos de monitoramento do reservatório de Foz do Areia (IIEGA, 2009)

A Copel (2008) realizou um estudo na região do Médio Iguaçu para seleção de uma microbacia

onde pudesse ser realizado trabalho inicial de gestão ambiental por microbacias. Mais tarde esta

iniciativa foi incorporada ao PGAIM – Programa de Gestão Ambiental Integrada em Microbacias -.

Este estudo foi realizado por duas entidades diferentes, a própria Copel e o LACTEC – Laboratório

de Tecnologia para o Desenvolvimento.

O LACTEC fez uma análise qualitativa das principais sub-bacias que contribuem para o

reservatório de Foz do Areia, considerando alguns critérios para a seleção das mesmas: a)

63 Kg-P/dia – Aporte diário de fósforo em quilos.



65

Existência de diferentes usos do solo, priorizando áreas que apresentassem densidades urbanas; b)

Atividades produtivas mais impactantes (indústria, agricultura, pecuária, população); c) Dimensões

julgadas compatíveis com um projeto piloto (não superior a 300 km²), mas que sejam

representativas com relação aos critérios adotados. Por estes critérios, foram apontadas quatro

possíveis microbacias para o trabalho: Rio da Praia, Palmeirinha, Jaguatirica e Iratizinho.

No estudo realizado pela Copel, foi utilizado o cadastro de consumidores da companhia,

considerando estabelecimentos rurais, industriais e urbanos. Com base na atividade de cada

estabelecimento (rural ou industrial) foi definida uma pontuação para as atividades produtivas:

Tabela 14 – Pontuação para as atividades produtivas para dimensionamento da carga orgânica/Km2

Descrição da atividade Pontos

Atividades que geram nenhuma ou pouca carga orgânica 0

Atividades que geram moderada quantidade de carga orgânica 1

Atividades que geram altas quantidades de carga orgânica 2

População urbana 1 ponto por habitante

Com base na experiência de técnicos em limnologia, a pontuação foi atribuída a cada atividade

produtiva identificada na bacia em estudo. Após calculada a pontuação de cada microbacia,

procurou-se uma base única de comparação, ou seja, a densidade de área. Desta forma, as

microbacias foram comparadas pela carga orgânica por quilômetro quadrado. As análises foram

realizadas em três etapas distintas: densidade de matéria orgânica nas atividades rurais, densidade

de matéria orgânica nas atividades industriais e população em área urbana. Utilizou-se a ferramenta

de geoprocessamento ARC-GIS para processar a comparação dos dados e obter o resultado

graficamente. Na composição dos três tipos de estabelecimentos, rurais, industriais e urbanos, a

sub-bacia do rio Palmeirinha, situada no município de Cruz Machado, obteve maior densidade de

produção de matéria orgânica por quilômetro quadrado.

Análise do plantel de suínos no Médio Iguaçu

Um outro tipo de análise realizada para a seleção da área de estudos foi a comparação da quantidade

de suínos existentes por município na região do Médio Iguaçu. Utilizaram-se como base para este

estudo os dados do senso agropecuário do IBGE. Os municípios com maior plantel de suínos na

região do Médio Iguaçu, por densidade, estão relacionados na Tabela 15.



66

Tabela 15 - Municípios do Médio Iguaçu com maior plantel de suínos

Seq. Município Qtde. Suínos Densid. Suínos (qtde/Km2)

1 Rebouças 21.436,00 44,50

2 Paulo Frontin 9.200,00 25,00

3 Irati 22.073,00 22,20

4 Rio Azul 12.133,00 19,30

5 Cruz Machado 26.297,00 17,80

6 São Mateus do Sul 22.597,00 16,80

7 Guarapuava 44.690,00 14,10

Pela Figura 11, pode-se fazer uma análise visual destes municípios, que aparecem em amarelo.

Apesar do Município de Guarapuava contribuir para a Bacia do Médio Iguaçu, a quase totalidade de

sua área não se encontra na bacia de contribuição do reservatório de Foz do Areia. Por este motivo,

o município de Guarapuava fica descartado como possibilidade de estudo. Dos demais, o que está

mais próximo do reservatório é o município de Cruz Machado, sendo o segundo em quantidade de

suínos, embora apenas quarto em densidade. A distância ao reservatório é considerada aqui tendo

em vista que quanto maior a distância, maior é a possibilidade de depuração natural da água,

portanto, menor será sua contribuição para o problema ambiental de floração de algas no

reservatório.



67

Figura 11 - Cruzamento dados do IBGE com levantamento da Emater

A Figura 11 também mostra, no mesmo mapa, o resultado de um levantamento feito pela Emater no

ano de 2009 por solicitação das empresas Sadia e Thoms com o objetivo de qualificar e certificar

seus fornecedores de suínos. São os pontos representados pelo círculo vermelho no mapa. Fizeram

parte deste levantamento os maiores produtores da região. Não estão incluídos os produtores

independentes que, em geral, são de menor porte.

Observa-se no mapa da Figura 11 uma concentração interessante de grandes produtores no

município de Rebouças, totalizando 3.290 cabeças de suínos em unidades de crescimento e

terminação (UCT). Em Cruz Machado podem ser vistos três grandes unidades produtoras de leitões

(UPL) que somam cerca de 1.500 cabeças. Além disso, há informações de técnicos da Emater de

que existem pelo menos mais três grandes produtores neste município que não estão vinculados à

Sadia nem à Thoms.

Concluindo, para a continuidade deste estudo, selecionou-se o município de Cruz Machado pelas

seguintes características: a) É o município com maior número de suínos da bacia de contribuição do

reservatório de Foz do Areia; b) É o município mais próximo do reservatório; c) Estudos realizados



68

pela Copel, Lactec e IIEGA apontam o Município de Cruz Machado como sendo um dos

municípios de maior contribuição de carga orgânica por quilômetro quadrado da bacia de

contribuição do reservatório de Foz do Areia.

4.3 Caracterização dos dados da área de estudo

Selecionado o município de Cruz Machado como área de estudos, foram levantados dados deste

município a partir do IBGE, do IPARDES e foi feito levantamento de campo dos maiores

produtores de suínos, procurando identificar dados sobre a situação da infra-estrutura, a produção, o

consumo de energia e os impactos ambientais provocados pela atividade produtiva.

O município de Cruz Machado localiza-se a 260 Km de Curitiba, está contido entre as margens do

Rio Iguaçu, do Rio da Areia e do Rio Palmital, portanto, às margens do reservatório de Foz do

Areia. Neste município encontram-se as nascentes dos Rio Santana e Rio Fundo, que desembocam

no Rio da Areia, e do Ribeirão Palmeirinha que desemboca no Rio Iguaçu.

Observa-se pela Tabela 16 que o município de Cruz Machado tem uma população de suínos

superior à população humana.



69

Tabela 16 – Dados do município de Cruz Machado

Dados sobre a população (IBGE, 2000) População 17.667 População Urbana 3.459 População Rural 14.208 PIB (R$ x 1.000) 118.002,1 População economicamente ativa 10.354 Pessoas em situação de pobreza 8.873 Famílias em situação de pobreza 1.870 Número de Domicílios 4.854 Matrículas na Pré-escola 394 Matrículas no Ensino Fundamental 3.197 Matrículas no Ensino Médio 677 Matrículas no Ensino Superior 0

Senso Agropecuário (IBGE, 2006)

Áreas de lavoura permanentes (ha) 3.549

Áreas de Lavoura temporária (há) 16.135

Áreas de pastagens naturais (há) 11.749

Área de matas e florestas (há) 64.589

Número cabeças bovinos 17.104

Número cabeças bubalinos 222

Número cabeças caprinos 1.521

Número cabeças ovinos 3.708

Número cabeças suínos 26.297

Número cabeças aves 104.487

Infra-estrutura (IPARDES, 2009)

Abastecimento de água (unid atend) 1.601

% Domicílios c/ abastecim água 33,0

Atendimento de esgoto (unid atend) 126

% Domicílios c/ coleta esgoto 2,6

Consumo En Elétrica total (mwh) 13.670

Consumidores Energia Elétrica 4.534

Média consumo EE/Consumidor 3,0

IDH 0,712

PIB per capita (R$) 8.078

Índice de Gini 0,59

Os dados da Tabela 17 foram levantados “in-loco” em viagem realizada no dia 09 de Setembro de

2009 à região. Com orientação dos técnicos da Emater do Município de Cruz Machado, foram

relacionados previamente os maiores produtores, com base no levantamento existente e na

experiência de quem trabalha no local. Por questões de sigilo e respeito à privacidade dos

produtores, seus nomes e demais dados que pudessem dar indícios de sua identidade foram

omitidos.



70

Tabela 17 – Dados do levantamento dos seis maiores produtores de suínos do município de Cruz Machado

Produtor A B C D E F Tipo de produção

UPL64 UCT65 UPL UPL UCT UPL

Matrizes 120 ----- 180 108 ----- 120 Reprodutores 7 ----- 8 7 ----- 6 Leitões / suínos (média)

480 1.200 700 400 350 500

Total de suínos

607 1.200 888 515 350 626

Esterqueira (m3)

350 300 60 600 90 450

Coordenada UTM S

7.136.236 7.124.490 7.121.592 7.130.546 7.126.590 7.129.817

Coordenada UTM E

480.319 465.440 459.980 472.210 452.740 483.312

Uso de eletricidade na propriedade

Aquecim. Berçário e secador de milho e residencial

Iluminação e residencial

Aquecim. Berçário e residencial

Aquecim. Berçário e residencial

Secador de milho e residencial

Secador de milho, misturador de ração, aquecimento do berçário e residencial

Consumo médio de eletricidade. (Kwh/mês)

400 300 1.500 500 200 900

Para quem fornece

Sadia Açougues da região

Sadia Sadia Açougues da região

Sadia

Observação A Sadia vai instalar biodigestor. Créditos de carbono para a Sadia. Esterqueira a céu aberto.

Usa energia do vizinho. Gostaria de ter eletricidade para secador de milho.

Esterqueira abaixo dos galpões, coberta com laje. Do berçário, esterco direto para a lavoura

Esterqueira a céu aberto – protegida de enchurradas

Lagoa de decantação não funciona direito. Limpeza a seco e com água uma vez por semana.

As visitas foram programadas para serem realizadas todas no mesmo dia, o que ocorreu conforme

previsto, entre às 09 e às 17 hrs. De modo geral, os produtores mostraram-se motivados pelos

resultados destes estudos, tendo em vista a perspectiva de melhoria da renda de suas propriedades

com a geração biogás e de energia elétrica.

Pela Tabela 16 e pela Tabela 17, pode-se verificar que os dados levantados nos seis maiores

produtores de suínos do município representam apenas cerca de 1/6 do total de suínos existentes no

município apontado pelo Senso Agropecuário do IBGE (4.186 e 26.297 respectivamente).

A seguir são apresentadas algumas fotos das visitas realizadas em campo.

64 UPL = unidade de produção de leitões. 65 UCT = unidade de crescimento e terminação.



71

Registro fotográfico das visitas realizadas nos seis maiores produtores de Cruz Machado

Figura 12 – Propriedade A - Esterqueira a céu aberto Figura 13 – Propriedade A – Canaletas abertas

Figura 14 – Propriedade B - Esterqueira coberta – caixa

de sedimentação desativada

Figura 15 – Propriedade B – UCT - Baias com suínos em

crescimento

Figura 16 – Propriedade C – Canaletas abertas Figura 17 – Propriedade C – Abertura para a esterqueira

coberta, sob os galpões



72

Figura 18 – Propriedade D - Esterqueira a céu aberto Figura 19 – Propriedade D – Maternidade da UPL

Figura 20 – Propriedade E - Esterqueira coberta e

protegida de enxurradas

Figura 21 – Propriedade E – Caixa de sedimentação a céu

aberto, com defeito

Figura 22 – Propriedade F - Esterqueira a céu aberto;

canalizações subterrâneas Figura 23 – Propriedade F – Maternidade da UPL



73

A Figura 24 mostra o município de Cruz Machado, na unidade hidrográfica do Médio Iguaçu, com

a malha hídrica do município. A sudoeste do município observa-se uma área alagada. É o

reservatório da Usina Hidrelétrica Bento Munhos da Rocha Neto, conhecida como Usinda de Foz

do Areia. Ao sul do município o lago é formado pelo Rio Iguaçu e a oeste pelo Rio da Areia. No

município de Cruz Machado podem ser observados os rios que desembocam no reservatório. Ao

sul, o Ribeirão Palmeirinha que passa pelo meio da área urbana de Cruz Machado. Na região central

rumo a oeste, está o rio Santana que desemboca no Rio da Areia. A leste, o Rio Palmital que

desemboca no Iguaçu. Mais ao norte, o Rio Fundo e o Rio Batista. Os pontos em vermelho são

resultado do primeiro levantamento de dados, dos seis maiores produtores de suínos do município e

em preto o levantamento complementar cujos dados estão apresentados na Tabela 18.

Figura 24 – Localização dos principais produtores de suíno de Cruz Machado

Com o auxílio do ArqGis, calculou-se a distância entre cada produtor, considerando o modelo

digital do terreno, ou seja, procurou-se levantar não a distância linear entre um e outro, mas a

distância respeitando as declividades do terreno. O resultado está expresso na Tabela 36. O cálculo

das distâncias ajudou a configurar um condomínio de geração distribuída de energia elétrica que



74

interligaria os seis produtores a uma única unidade de geração de energia elétrica, localizada em um

destes produtores.

No dia 27 de novembro de 2009 foi feito levantamento complementar no município de Cruz

Machado, na região próxima de onde passaria a tubulação de biogás que interligaria os produtores

no condomínio de geração distribuída de energia. O objetivo deste segundo levantamento era

verificar a existência de produtores menores nas proximidades que pudessem se conectar à

canalização principal do condomínio melhorando seus resultados. Os resultados deste levantamento

complementar estão expressos na Tabela 18.

Tabela 18 – Dados do levantamento complementar

Propridade Gado semi-confinado (quantidade)

Gado não confinado (quantidade)

Suínos UPL66 (quantidade)

Suínos UCT67 (quantidade)

Esterqueira (m3)

X1 51 0 0 10 216,00 X2 10 0 0 0 Não há X3 80 20 44 56 Suíno: 48,00

Gado: 78,00 X4 30 80 35 45 Suíno: 40,00

Gado: 45,00 X5 20 Não há X6 23 11 Não há X7 40 16,00 X8 14 Não há X9 8 5 13 17 Não há X10 40 Não há

4.4 Análises quantitativas e financeiras

Ao cruzar os dados da literatura com os dados levantados em campo, três análises foram feitas:

ambiental, energética e financeira.

A análise ambiental se consistiu em dimensionar a poluição hídrica potencial a partir dos nutrientes

contidos nos dejetos e a poluição atmosférica potencial pelo dimensionamento dos gases de efeito

estufa em quantidade equivalente de carbono, resultantes da decomposição dos dejetos.

Pela análise energética procurou-se calcular o volume de biogás potencial a ser produzida com uso

de biodigestores e a decorrente quantidade de energia elétrica potencial pelo uso de grupo gerador.

Para este último caso, analisou-se duas diferentes situações:

1. A energia potencial dos seis maiores produtores do município;

66 UPL = Unidade de Produção de Leitões. 67 UCT = Unidade de Crescimento e Terminação.



75

2. A energia potencial resultante dos suínos de todos os produtores familiares do município,

se eles fossem reunidos em uma única UCC68;

3. A energia potencial resultante de todos os suínos do município de Cruz Machado. É a

soma das duas anteriores.

Para calcular a produção de biogás, multiplicou-se o volume de biogás por suínos obtido da revisão

de literatura pela quantidade de suínos para UPL e para UCT. O potencial energético foi calculado

pela multiplicação do potencial energético por suínos obtido da revisão de literatura pela quantidade

de suínos, também para UPL e para UCT. Para o cálculo da produção de biogás e do potencial

energétido dos produtores familiares, utilizou-se o valor médio por suíno entre UPL e UCT.

A análise financeira foi realizada para quatro diferentes cenários:

• Cenário 1: Cada uma das propriedades individualmente. Neste cenário foi feito estudo de

viabilidade financeira para cada um dos seis maiores produtores do município, considerando

investimentos isolados em cada uma das propriedades. Nesta cenário, cada produtor

efetuaria investimento completo em sua propriedade, considerando biodigestor, câmara de

sedimentação, lagoa secundária, grupo gerador e painel de conexão com a rede de

distribuição da concessionária. Cada produtor utilizaria o biofertilizante gerado da

decomposição do biogás;

• Cenário 2: Constituição de um condomínio de geração distribuída de energia reunindo os

seis maiores produtores do município. Neste cenário, os seis maiores produtores de suínos

do município gerariam biogás a partir da instalação, em suas propriedades, de biodigestores,

câmera de sedimentação e lagoa secundária. Cada propriedade utilizaria o biofertilizante

resultnte da decomposição dos dejetos em suas lavouras. O biogás seria transportado por

gasoduto até o ponto onde seria instalado o grupo gerador. Neste ponto, além do grupo

gerador, estaria instalado um acumulador de biogás e o painel de conexão com a rede de

distribuição da concessionária local. O investimento em cada propriedade foi atribuído ao

respectivo proprietário, sendo que o investimento coletivo foi rateado entre os seis

proprietários proporcionalmente ao volume de biogás gerado por cada um. Da mesma

forma, o retorno financeiro para cada produtor também foi considerado proporcional ao

volume de biogás potencial de cada um;

• Cenário 3: Dois condomínios de geração distribuída com três produtores cada, agrupados

por proximidade geográfica. Este cenário é semelhante ao cenário 2. Entretanto, a divisão

68 UCC = Unidade de Ciclo Completo. Reúne uma UPL – Unidade de Produção de Leitões – e uma UCT – Unidade de Crescimento e Terminação – na mesma unidade.



76

em dois condomínios tem por objetivo avaliar o impacto resultante da redução do

investimento em gasodutos;

• Cenário 4: A incorporação de produtores menores ao gasoduto principal dos condomínios

de geração distribuída do cenário 2. Ao longo do gasoduto instalado no cenário 2 existem

outros pequenos produtores de suínos e bovinos que poderiam, com baixo custo, ser

interligados ao gasoduto principal e melhorar a viabilidade do investimento. Esta foi a

hipótese investigada neste cenário;

A análise financeira foi feita a partir de cada cenário, com base nos seguintes critérios:

• Custo evitado da compra de energia elétrica da concessionária de energia;

• Renda resultante da venda do excedente de energia elétrica para a concessionária;

• Custo evitado com a compra de fertilizantes artificiais devido à possibilidade de uso do

biofertilizante efluente da biodigestão. Este custo foi obtido a partir da área de terra

cultivável com o nitrogênio oriundo do adubo orgânico gerado;

• Créditos de carbono equivalente em projeto de MDL;

• Índices de avaliação e análise dos prazos de recuperação do capital;

• Taxas de rentabilidade do capital investido;

• Retorno financeiro do investimento.

A análise financeira é feita sobre o fluxo de caixa do empreendimento a ser avaliado. Alguns

parâmetros, calculados a partir do fluxo de caixa, são utilizados para verificar a viabilidade

econômica dos empreendimentos. O primeiro é o VPL – valor presente líquido. É calculado

utilizando-se a Equação 2 (GITMAN, 2002).

Equação 2 – Cálculo financeiro

n VPL = Σ (FCt / (1+k)t – I0

t=1

Onde:

• VPL – valor presente líquido: representa o balanço do fluxo de caixa do empreendimento ao

longo dos anos, trazido para o presente. Reconhece o valor do dinheiro no tempo e reflete o

aumento de riqueza para o investidor. O VPL deve ser positivo para que o empreendimento

seja viável. Quanto maior for o valor do VPL melhor. Em geral é expresso em reais (R$);



77

• FC – Valor futuro considerado. É o valor de despesa ou receita do fluxo de caixa que se

deseja trazer para o valor presente (VPL).

• n – período de análise, geralmente em anos. Analisa-se a viabilidade financeira de um

empreendimento para um horizonte, por exemplo, de 10 anos. Neste caso, n=10;

• t – tempo do fluxo de caixa correspondente ao valor futuro considerado (FC). Se n=10, t

varia de 1 a 10;

• k – taxa de remuneração do capital. É um percentual de correção dos valores no tempo.

• I0 – Investimento inicial, feito no tempo 0 do fluxo de caixa, ou seja, no momento presente,

em que t=0.

Neste equação, duas variáveis são desconhecidas e o cálculo deve ser feito por tentativa e erro. Para

facilitar, pode-se utilizar uma planilha eletrônica ou uma calculadora financeira. Um outro

parâmetro de análise considerado é a TIR, taxa interna de retorno. Para verificar se um

empreendimento é viável financeiramente, a TIR deve ser comparada à TMA.

• TMA – taxa mínima de atratividade. Também chamada de custo de oportunidade, representa

o percentual de remuneração do capital investido no mercado financeiro, caso a decisão seja

não investi-lo no empreendimento.

• TIR - taxa interna de retorno: É a taxa de remuneração do capital investido e resulta do fluxo

de caixa do projeto. O empreendimento é atrativo se a TIR for maior que a TMA. Utiliza-se

o índice TMA/TIR que expressa esta relação. Quanto mais baixo for o resultado deste

índice, melhor é o empreendimento. A TIR é obtida da mesma Equação 2, fazendo-se VPL =

0 (zero);

Para saber em quanto tempo o empreendimento começará a dar retorno, utiliza-se o payback.

• Payback – é o tempo necessário para que os fluxos de caixa positivos cubram os fluxos de

caixa negativos do projeto. É normalmente expresso em anos. A decisão é tomada

comparando o payback do projeto com um período de corte adotado para o empreendimento

(período de análise “n”);

Para os cálculos dos índices financeiros de todos os cenários, foram adotados os seguintes

parâmetros.

• Custo de operação do grupo gerador (1 pessoa 2 hrs por dia - com encargos): 2.400,00 por ano;



78

• Custo de manutenção do grupo gerador (5% ao ano): variável em função do custo do grupo gerador;

• Não considerado projeto de MDL, tendo em vista os resultados apresentados na Tabela 27;

• Depreciação do biodigestor (10 anos de vida-útil - considerado 50% por não depreciar totalmente) – variável em função do custo do biodigestor;

• Depreciação do grupo gerador (10 anos de vida-útil) – variável em função do custo do grupo gerador;

• TMA – Taxa mínima de atratividade: 8,75% ao ano, correspondente à taxa de juros verificada no Brasil em 22 de outubro de 2009 (BCB, 2009);

• IR – Desconto de imposto de renda de 35%.

4.5 Dimensionamento dos equipamentos Para calcular o tamanho dos biodigestores, foi multiplicado o tamanho do biodigestor necessário

por animal da Tabela 19, 0,64 m3/animal para UCT e 0,37 m3/animal para UPL, pelo número de

animais existentes em cada unidade de produção. Utilizou-se o valor de referência de R$ 150,00 por

m3 instalado (BLEY JR., 2009-b). Além do biodigestor em cada propriedade, é necessário uma

caixa de sedimentação, com TRH de um dia, ao valor de referência de R$ 75,00 / m3 instalado e

lagoa secundária, com TRH de 120 dias ao valor de referência de R$ 4,50 / m3 instalado. Para

calcular o tamanho da caixa de sedimentação e da lagoa secundária, utilizou-se os valores de 7,0

l/animal/dia para UCT e 5,49 l/animal/dia para UPL (Tabela 19).

No caso dos produtores familiares, utilizou-se valores médios entre UPL e UCT. Assim, para o

tamanho do biodigestor, considerou-se 0,51 m3/animal. Para o volume de dejetos produzidos por

dia, considerou-se o valor de 6,25 l/animal/dia.

O grupo gerador é dimensionado multiplicando-se a produtividade energética do biogás apresentada

na Tabela 19, que é de 1,39 KWh/m3 pelo volume de biogás gerado. A potência resultante (KWh) é

dividida pelo fator de potência para se obter a potência nominal de geração (KWA). O fator de

potência depende da eficiência do equipamento e é fornecida pelo fabricante. Para este trabalho,

adotou-se um fator de potência de 80%.

4.6 Localização do grupo gerador nos condomínios de geração distribuída de energia

A melhor localização do grupo gerador poderia ser definida pelo menor custo da rede de gás,

considerando as seis possibilidades. Seria necessário calcular a bitola da tubulação em cada trecho,

o custo da tubulação e das obras para cada alternativa e depois compará-los. Entretanto, sugere-se

um cálculo indireto para se chegar ao mesmo resultado, considerando três fatores. A melhor



79

situação é aquela que apresenta: Fator 1: o menor comprimento total da rede (menor custo de

canalização e obras); Fator 2: a menor distância máxima percorrida pelo biogás (menos perda de

pressão, portanto, menor necessidade de pressurização e gastos com pressurizadores). Esta distância

é a distância percorrida pelo biogás do ponto onde é gerado até o grupo gerador; Fator 3: a menor

vazão de biogás em todos os trechos (exige tubulação com diâmetro menor, portanto, menor custo).

Para se poder chegar a uma fórmula, reduz-se os três fatores para mesma base de proporcionalidade

(entre 0 e 1). Para isso, divide-se os valores de cada fator pelo seu máximo. Multiplica-se, então os

resultados para se obter um índice entre 0 e 1. Quanto mais próximo de 1, pior é a situação

correspondente.

Equação 3 - Índice de comparação para localização do grupo gerador em um condomínio de geração distribuída

IC = CTR/MCTR * DMP/MDMP * MVB/MMVB

Onde:

• IC = Índice de comparação, entre 0 e 1. Quanto maior, pior;

• CTR = Comprimento total da rede;

• MCTR = Maior comprimento total da rede entre todas as alternativas;

• DMP = Distância máxima percorrida pelo biogás;

• MDMP = Maior distância máxima percorrida pelo biogás entre todas as alternativas;

• MVB = Maior vazão de biogás em um trecho da rede;

• MMVB = Maior vazão de biogás em um trecho entre todas as alternativas;

No cenário 2 de resultados e discussão, foi descrito um exemplo de aplicação desta equação para

que fosse calculados os dados da Tabela 37.

4.7 Dimensionamento da rede de biogás

O diâmetro da tubulação em cada trecho foi calculado com base na ISO 4427/DIN 8074 (ISSO,

1999), para tubos de polietileno, utilizada há vários anos na Alemanha para dimensionamento de

redes de biogás. No Brasil não existe normatização para cálculo de rede de biogás. A ABNT –

Associação Brasileira de Normas Técnicas – normatiza apenas o dimensionamento de redes de GLP

que possui características bem diferentes do biogás e é aplicável a ambientes urbanos. A utilização



80

da ABNT para o dimensionamento de tubulação de biogás resulta em um superdimensionamento

com custo conseqüentemente mais alto que pode inviabilizar o projeto.

Equação 4 – Cálculo do diâmetro da tubulação de biogás

D = (2220 * S0,8 * L * Q1,8/H)1/4,8

Equação 5 - Cálculo da pressão mínima de saída da tubulação de biogás

PB = PA - (2220 * S0,8 * L * Q1,8/D4,8)

Onde:

• D = diâmetro interno da tubulação (mm);

• S = densidade relativa do gás em relação ao ar. Para o biogás, S = 0,9;

• L = Comprimento do trecho (m);

• Q = Vazão (m3/hora);

• H = Perda de carga máxima admissível (Kpa). Adotado 50 Kpa;

• PB = Pressão máxima de saída (Kpa);

• PA = Pressão máxima de entrada (Kpa). Adotado 200 Kpa. PA – PB deve ser menor que H;



81

5 Resultados e discussão 5.1 Compilação dos dados da revisão de literatura A Tabela 19 tem por objetivo relacionar os dados levantados na revisão de literatura por animal,

diferenciados por UPL69 e UCT70. Desta forma, conhecendo-se o número de animais existentes em

UPLs e em UCTs na área de estudo, é possível se chegar a uma avaliação rápida da renda financeira

decorrente da produçao de biogás, energia elétrica e créditos de carbono. Obviamente estes dados

não são suficientes para se fazer uma análise financeira completa de um investimento como, por

exemplo, a implantação de um condomínio de geração distribuída, pois são necessários dados

específicos de investimento e operação de cada projeto. Mas os dados da Tabela 19 possibilitam

chegar a resultados mais rapidamente.




82

Tabela 19 - Resumo dos dados da revisão de literatura

71 O valor encontrado na literatura, de 1,39 Tabela 12 foi corrigido nesta tabela com dados levantados de fornecedor de grupos geradores (Tabela 28). 72 ECX, 2009. 73 TRH = tempo de retenção hidráulica.

Parâmetro Unidade Tipo unid.

Valor

UPL 3,74* Produção de dejetos por suíno - esterco + urina (Tabela 4) Kg/animal/dia UCT 4,9 UPL 5,49* Produção de dejetos por suíno - esterco + urina – (Tabela 4) litros/animal/dia UCT 7,0 UPL 1,28* Produção de dejetos por suíno - esterco seco – ST (Tabela 4) Kg/animal/dia UCT 2,3 UPL 0,89 Produção de dejetos por suíno - sólidos voláteis – SV (Tabela 7) Kg/animal/dia UCT 1,61

Produção de biogás dos dejetos de suínos por Kg de esterco + urina (Tabela 6)

m3/Kg de dejeto ----- 0,09

Produção de biogás dos dejetos de suínos por Kg de sólidos voláteis – SV (Tabela 6)

m3/Kg de SV ----- 0,45

UPL 0,34* Produção de biogás por suíno (Tabela 8) m3/animal/dia UCT 0,44

Proporção média de metano no biogás (Tabela 5) % ----- 55,6 a 74,3 Proporção média de dióxido de carbono no biogás (Tabela 5) % ----- 23,3 a 39,2 Poder calorífico do biogás (Tabela 12) KWh/m3 ----- 6,51 Produtividade energética do biogás (Tabela 12)71 KWh/m3 ----- 1,74 Cotação do crédito de carbono em 30/10//09 (Tabela 9)72 EU$ ----- 13,62 Cotação do crédito de carbono em 30/10/09 (R$ 2,57 em 14/11/09) R$ ----- 35,00

UPL 0,1792 CO2 equivalente (Tabela 10) tCO2/animal/ano UCT 0,3220 UPL 2,44 Preço da redução de CO2 equivalente (valor de 30/10/2009) EU$/animal/ano UCT 4,38 UPL 6,19 Preço da redução de CO2 equivalente - cotação de R$ 2,57 em 14/11/2009

(Tabela 10) R$/animal/ano

UCT 11,14 Hidrocontaminante – Fósforo - P2O5 (Tabela 1) Kg / m3 dejeto ----- 2,28 Hidrocontaminente – Nitrogênio total – Ntot (Tabela 1) Kg / m3 dejeto ----- 3,32 a 4,00 Hidrocontaminante – Potássio - K2O (Tabela 1) Kg / m3 dejeto ----- 1,88 Redução de DBO com uso de biodigestor (Tabela 1 – CAMPOS [2005] e BORTOLI [2009]).

% ----- 75

Redução de DQO com uso de biodigestor (GALIKIN & BLEY JR., 2009) % ----- 80 UPL 0,37 Tamanho do biodigestor necessário por animal (Tabela 11) m3/animal UCT 0,64

Consumo de biogás para geração de energia elétrica (Tabela 12) m3/KWh ----- 0,58 Custo da energia elétrica comprada da concessionária (COPEL, 2009-a) R$/KWh ----- 0,2344 Preço de venda de energia elétrica à concessionária local (baseado no valor pago pela Copel à Granja Colombari em Março de 2009)

R$/KWh ----- 0,13

Necessidade de Nitrogênio p/ adubação do solo (AGRONEGÓCIO, 2009) Kg/hectare/ano ----- 160 Custo médio anual em fertilizante artificial (AGRONEGÓCIO, 2009) R$/hectare/ano ----- 563,55

UPL 20 a 25 Quantidade de suínos necessária para gerar nitrogênio em seus dejetos para suprir um hectare de solo.

Unidade UCT 16 a 19

Custo de referência de um biodigestor (BLEY JR., 2009-b) R$/m3 instalado ----- 150,00 Custo de referência caixa sedimentação TRH73 1 dia (BLEY JR., 2009-b) R$/m3 instalado ----- 75,00 Custo de referência lagoa secundária TRH 120 dias (BLEY JR., 2009-b) R$/m3 instalado ----- 4,50 Custo de referência de um grupo gerador (Tabela 28) R$/KVA ----- 1.328,7674 Fator de potência do grupo gerador (Tabela 28) % ----- 80



83

* Para UPL, considera-se média ponderada de todo o plantel (matrizes, reprodutores e leitões) apresentada na Tabela 3. Para calcular o valor em uma UPL, basta multiplicar a quantidade total de animais na UPL pelo valor da Tabela 19. 5.2 Análise ambiental Hidrocontaminantes potenciais nos dejetos

Das propriedades visitadas, todas já possuem esterqueira, tendo em vista que são grandes

produtores, que fornecem para grandes empresas do setor, já receberam orientação da Extensão-

Rural e estão sujeitos à fiscalização do órgão ambiental. A esterqueira já reduz significativamente o

aporte de nutriente para os cursos de água, a menos nos casos em que a esterqueira está sujeita à

ação de enxurradas. Tendo em vista que todas elas são a céu aberto, este risco é evidente, embora

não se possa mensurar seu efeito. A situação é diferente no casos dos produtores familiares. Como

neste caso os suínos são criados soltos ou em chiqueiros, seus dejetos são lançados diretamente no

solo, sendo que, neste caso, a contaminação do solo e da água é evidente. Como a quantidade de

suínos nos produtores familiares é muito maior do que nos seis maiores produtores, maior atenção,

no que diz respeito ao saneamento ambiental, deve ser dedicada aos produtores familiares.

Na literatura pesquisada não foram encontrados dados precisos sobre a quantidade de DBO e DQO

existente nos dejetos de suínos. A Tabela 1 mostra a citação de alguns autores, porém a diferença

significativa entre um autor e outro não permite assumir qualquer valor como referência (Exemplo:

Kg de DBO/m3 de dejeto afluente em um biodigestor: 0,84, 6,47 e 33,3 segundo Campos [2005],

Bortoli e Coldobella respectivamente; Kg de DQO/m3 de dejeto afluente em um biodigestor: 1,76 e

25,65 segundo Campos at all [2005] e Campos [2004] respectivamente).

Assim, resolveu-se fazer uma estimativa indireta da redução da DQO. Segundo Galikin & Bley Jr.

(2009, p.58), “Considera-se que cada grama de DQO consumido corresponde à produção de 0,25

litros de metano, à temperatura e pressão normais.”. Sabendo-se ainda que um biodigestor remove

cerca de 80% da DQO (GALIKIN & BLEY JR., 2009, pg. 39), conhecido o volume de biogás,

portanto de metano, é possível estimar a quantidade de DQO existente nos dejetos. Primeiramente

faz-se esta estimativa para os seis maiores produtores e, em seguida, para os demais produtores,

considerados como produção familiar, bem como para o total de suínos no município a partir dos

dados do senso agropecuário do IBGE. A Tabela 20 mostra estes resultados.

74 Este valor reduz proporcionalmente com o aumento da potência do grupo gerador. Para 158KVA, o valor é de R$ 1.010,00 /KVA. Para 280 KVA, o valor é de R$ 247,00/KVA. Para 456 KVA, o valor é de R$ 896,00/KVA.



84

Tabela 20 – Estimativa da redução de DQO pelo uso de biodigestor Descrição Unidade Seis maiores

produtores Produtores familiares

Total no município

UPL75 = 2.636 UCT78 = 1.550

Quantidade de suínos Unidade

4.186

22.11176 26.29777

UPL = 896,24 UCT = 682,00

Estimativa do volume de biogás gerado - 0,34 e 0,44 m3/animal/dia; ver Tabela 19. No caso dos produtores familiares, como não há informações sobre o tipo de produção (UPL ou UCT) utiliza-se a média entre os dois valores, ou seja, 0,39 m3/animal/dia.

m3/dia

1.578,24

8.623,29 10.201,53

Quantidade de metano contida no biogás – 55,6 a 74,3%; ver Tabela 5

m3/dia 877,50 a 1.172,63

4.794,55 a 6.407,10

5.672,05 a 7.579,74

Quantidade de metano gerada para cada Kg consumido de DQO (GALIKIN & BLEY JR., 2009, 58)

m3/Kg DQO 0,25

Quantidade de DQO que gera metano Kg/dia 3.510,00 a 4.690,52

19.190,20 a 25.628,40

22.688,20 a 30.318,96

Quantidade de DQO considerando redução de 80% da DQO no biodigestor (GALIKIN & BLEY JR., 2009, p.58)

Kg/dia 4.387,50 a 5.863,15

23.987,75 a 32.035,50

28.360,25 a 37.898,70

Os demais nutrientes, de acordo com a Tabela 1, são calculados a partir do volume de dejetos.

Portanto, considerando o volume de dejetos por animal da tabela 16, 7,18 e 68,44 l/animal/dia para

UCT e UPL respectivamente, chega-se aos seguintes dados:

Tabela 21 – Estimativa da quantidade potencial de contaminantes gerados pela produção de suínos

Descrição Unidade Seis maiores produtores

Produtores familiares

Total no município

UPL79 = 2.636 UCT80 = 1.550

Quantidade de suínos (seis maiores produtores) Unidade

4.186

22.111 26.297

UPL = 14,47 UCT = 10,85

Estimativa do volume de dejetos – 5,49 (UPL) e 7,00 (UCT) l/animal/dia; ver Tabela 19. No caso dos produtores familiares, utilizado valor médio do volume de dejetos por animal entre UPL e UCT, ou seja, 6,25 litros/animal/dia

m3/dia

25,32

138,19 163,51

Quantidade de fósforo (P2O5) – baseado no peso de fósforo por metro cúbico de dejeto – ver Tabela 19

Kg/dia 57,73 315,07 372,80

Quantidade de nitrogênio total (Ntot) - baseado no peso de nitrogênio total por metro cúbico de dejeto – ver Tabela 19

Kg/dia 84,06 a 101,28 458,79 a 552,76

542,85 a 654,04

Quantidade de potássio (K2O) - baseado no peso de potácio por metro cúbico de dejeto – ver Tabela 19

Kg/dia 47,60 259,79 307,40

75 UPL = Unidade de Produção de Leitões. 76 Diferença entre o total do município (IBGE, 2006) e a quantidade nos seis maiores produtores. 77 IBGE (2006) 78 UCT = Unidade de Crescimento e Terminação. 79 UPL = Unidade de Produção de Leitões. 80 UCT = Unidade de Crescimento e Terminação.



85

Gases de efeito estufa

A quantidade de gases de efeito estufa emitidos pela produção de suínos é calculada a partir do

valor estimado de CO2 por animal por ano (Tabela 19), calculada a partir dos dados da literatura

pesquisada. Para o caso dos seis maiores produtores de suínos do município de Cruz Machado, o

seqüestro de carbono propiciado pela instalação de biodigestores será o maior ganho ambiental,

tendo em vista que as esterqueiras a céu aberto instaladas hoje em todas as seis propriedades

protegem os cursos de água até certo ponto, mas não impedem o lançamento de gases derivados da

decomposição dos dejetos.

A Tabela 22 traz a estimativa da produção equivalente de carbono por suíno para os três casos: os

seis maiores produtores, os produtores familiares e para o total do município, estes dois últimos

considerando os dados do Senso Agropecuário (IBGE, 2006). Para o cálculo dos produtores

familiares, como não há informações sobre o tipo de produção (UPL ou UCT), utiliza-se a média

entre os valores de UPL e UCT calculados, ou seja, 0,2506 tCO2/animal/ano e R$ 8,66/animal/ano.

Tabela 22 – Estimativa dos gases de efeito estufa dos dejetos de suínos Descrição Unidade Seis maiores


Total no município

UPL81 = 0,1792 CO2 equivalente por animal – (Tabela 19)

tCO2-e/animal/ano UCT82 = 0,3220

Média: 0,2506 -----

UPL = 2.636 UCT = 1.550


4.186

22.111 26.297

UPL = 472,37 UCT = 499,10

CO2 equivalente tCO2-e/ano

971,47

5.541,01 6.512,48

Como será visto no item “requisitos mínimos de produção para um projeto de MDL” deste trabalho,

um projeto de MDL torna-se viável a partir de 10.000 tCO2-e/ano. Observa-se que em nenhum dos

casos a emissão de CO2 equivalente chega próximo deste valor mínimo.

Faz-se pela Tabela 23 um comparativo dos resultados calculados e mostrados na Tabela 22, com

dados de projetos de MDL para redução de metano de dejetos de suínos aprovados pelo IPCC.

Observa-se que há grande variação da estimativa de emissões equivalentes de CO2 por animal por

ano entre os projetos. Isso demonstra que os resultados calculados estão dentro de um universo de

valores esperados para as emissões.




86

Tabela 23 – Comparativo da emissão por animal com projetos de MDL aprovados pelo IPCC83 Data Descrição UPL

(tCO2e/animal/ano) UCT

(tCO2e/animal/ano) Este estudo 0,1792 0,3220 14/11/2007 – Versão 5

Projeto de recuperação de metano SMDA BR07-S-34, Bahia, Espírito Santo, Minas Gerais e São Paulo, Brasil

0,4350 0,7670

14/04/2008 Projeto COTRIBÁ de tratamento de dejetos de suínos

0,1448 0,7318

14/01/2009 Perdigão – produção sustentável de suínos 01 – captura e combustão de metano

0,3013 0,6618

14/11/2007 Projeto de recuperação de metano SMDA BR07-S-31, Mato Grosso do Sul, Paraná, Rio Grande do Sul e Santa Catarina, Brasil

0,4311 0,7674

16/08/2007 Projeto Agroceres PIC – captura e combustão de GEE de granja de suínos no sudeste do Brasil

0,6076 Neste projeto não há UCT

16/08/2007 Master Agropecuária – captura e combustão de GEE em granjas de suínos no Sul do Brasil

0,2819 0,2185

5.3 Análise da produção de biofertilizante

Conforme foi visto na revisão de literatura, o lodo efluente do biodigestor, após passar por uma

câmara de decantação, pode ser utilizado como biofertilizante. Os nutrientes contidos neste lodo são

os mesmos necessários para adubação agrícola: nitrogênio, fósforo e potássio (NPK). Com base na

quantidade de nitrogênio existente no lodo, pode-se fazer uma estimativa da área de plantio a ser

coberta pela produção deste biofertilizante.

A Tabela 24 mostra a quantidade de suínos necessária, em UPL e UCT, para gerar fertilizante para 1

hectare de plantio. Esta quantidade varia de acordo com o tipo do solo e a cultura, mas utilizou-se

como referência os valores fornecidos pelo Portal de Agronegócio de 160 Kg de Nitrogênio /

hectare, o que corresponde a um custo de fertilizante artificial de R$ 563,55 (AGRONEGÓCIO,

2009). Como não há informações sobre o tipo de unidade de produção, no caso dos produtores

familiares, adota-se o valor médio, entre UPL e UCT, para o número de suínos necessário para

suprir 1 hectare de biofertilizante.

83 MCT, 2009.



87

Tabela 24 – Estimativa do biofertilizante gerado do dejeto de suíno

Descrição Unidade Seis maiores produtores

Produtores familiares

Total no município

UPL84 = 2.636 UCT85 = 1.550


4.186

22.111 26.297

UPL = 20 a 25 Quantidade de suínos necessária para gerar nitrogênio em seus dejetos para suprir um hectare de solo – ver Tabela 19. No caso dos produtores familiares, utiliza-se a média entre UPL e UCT.

Unidade UCT = 16 a 19

Média = 18 a 22 ------

UPL = 105,44 a 131,8

UCT = 81,58 a 96,87

Área suprida com biofertilizante (quantidade de suínos dividida pela quantidade de suínos necessária para suprir um hectare de solo)

Hectare

187,02 a 228,67

1.005,05 a 1.228,39

1.192,07 a 1.457,06

Os valores calculados para os produtores familiares e para o total do município, constantes da

Tabela 24, devem servir apenas como referência e reflexão, tendo em vista a dificuldade de

confinamento dos suínos da agricultura familiar, bem como as dificuldades logísticas de transporte

dos dejetos a um biodigestor. Uma possível solução seria o estabelecimento de uma cooperativa

entre os agricultores familiares para a criação de seus suínos em um local único, uma espécie de

condomínio de suínos familiares, a ser administrado com custo proporcionalmente compartilhado.

Cada produtor, desta forma, contribuiria para a cobertura dos custos de criação proporcionalmente

ao número de cabeças que ele teria neste condomínio, bem como se beneficiaria dos resultados de

uma eventual geração de biogás também proporcionalmente.

Um aspecto importante a ser observado é que a aplicação do lodo efluente do biodigestor na

agricultura é mais complicada e custa mais caro do que a aplicação de fertilizantes artificiais. Este

custo adicional deve ser considerado nos cálculos de viabilidade econômica. A maior parte da

composição do dejeto de suíno, como já foi visto, é água, que tem um peso específico alto, portanto,

dificulta e encarece o transporte. Há várias técnicas que podem ser utilizadas para redução da

quantidade de água do efluente do biodigestor, ou seja, para aumento de sua densidade,

considerando que a densidade do efluente é proporcional à quantidade de sólidos totais existentes,

constituído por sólidos voláteis e sólidos fixos. Uma parte significativa dos sólidos voláteis foi

eliminada no biodigestor, transformando-se em biogás, permanecendo os sólidos fixos que não são

alterados pela digestão anaeróbica. As técnicas recomendadas neste caso, consistem da utilização de

processos naturais de desaguamento, pois seu custo é bem menor. A desvantagem é que necessitam




88

de bastante área, o que em geral não é problema em uma propriedade rural, considerando que o

volume de dejetos não é tão grande. Os processos naturais são leitos ou lagoas de secagem.

ANDREOLI, SPERLING & FERNANDES (2001) relacionam uma série de vantagens do

desaguamento. Embora seu trabalho refira-se a estações de tratamento de esgotos, a analogia para

os dejetos de suíno parece ser válida. Entre as vantagens pode-se citar a redução do custo de

transporte, a melhoria das condições de manejo e redução do volume para disposição na agricultura.

Segundo estes autores (2001, p.160), “... a ligação da água aos sólidos nos lodos deve-se a forças

intermoleculares de diferentes tipos, distribuindo-se em quatro classes distintas, de acordo com a

facilidade de separação:” água livre; adsorvida, capilar ou celular. A água retirada nos leitos de

secagem é a água livre, por simples ação gravitacional. Um lodo que passe de 2% de ST para 5% de

ST ainda permanece fluído, mas sofre uma redução de até 60% do seu volume.

Sugere-se, assim, a construção de lagoas de secagem para receber o efluente do biodigestor antes de

ser conduzido às áreas de plantio.

5.4 Análise energética

A análise energética se faz com base em dois parâmetros: a compra evitada da energia elétrica da

concessionária local quando o produtor se torna autosuficiente e a possibilidade de venda à

concessionária local do excedente de energia elétrica produzida pelos dejetos de suínos.

A Tabela 17, que representa os dados de campo levantados, contém a quantidade de energia elétrica

média mensal consumida pelos produtores pesquisados. Esta energia é comprada da concessionária

a preço de tarifa do mercado. O valor do KWh do mês de Setembro/2009 era de R$ 0,2344,

segundo a concessionária local (COPEL, 2009-a). Considerando que o consumo próprio mensal dos

seis produtores pesquisados é hoje de 3.800 KWh, isso corresponde a um gasto mensal de R$

890,72. Este seria o custo da energia evitada, ou seja, da energia que os produtores deixariam de

adquirir da concessionária local. Entretanto, como se trata da configuração de um condomínio de

geração de energia distribuída, toda a energia gerada teria que ser vendida à concessionária.

Portanto, neste caso, o custo evitado não existe.

É necessário agora, calcular o potencial de energia elétrica possível de ser gerada a partir dos

dejetos de suínos. Pela Tabela 19 verifica-se que a produção de biogás é de 0,34 e 0,44 por suíno

em UPL e UCT respectivamente. Multiplicando-se estes valores pela quantidade de suínos em UPL



89

e UCT respectivamente, obteve-se a produção de biogás. No caso dos produtores familiares,

utilizou-se o valor médio entre UPL e UCT que é de 0,39 m3/animal/dia. Ainda pela Tabela 19

verifica-se que a produtividade energética média do biogás, a partir de diversos autores, é de 1,39

KWh/m3. Sabendo-se a produtividade de biogás por suíno em UPL e UCT, calcula-se a produção

de biogás e o potencial energético correspondente. Estes resultados estão mostrados na Tabela 25.

Tabela 25 – Estimativa da produção de biogás e do potencial energético Descrição Unidade Tipo Seis maiores


Total no município

A 607 C 888 D 515 F 626

UPL86

Total 2.636 B 1.200 E 350

UCT87

Total 1.550

Quantidade de suínos (Tabela 17 e Tabela 19)

Unidade

Total UPL + UCT 4.186

22.111 26.297

A 206,38 C 301,92 D 175,10 F 212,84

UPL

Total 896,24 B 528,00 E 154,00

UCT

Total 682,00

Produção de biogás (Tabela 19)88

m3/dia

Total UPL + UCT 1.578,24

8.623,29 10.201,53

A 286,87 C 419,67 D 243,39 F 295,85

UPL

Total 1.245,78 B 733,92 E 214,06

UCT

Total 947,98

KWh/dia

Total UPL + UCT 2.193,75

11.986,37 14.180,13 Potencial energético do biogás (Tabela 19)89

MWh/mês 65,81 359,60 425,40

O que esta produção de energia elétrica representa em relação ao consumo de energia elétrica no

município? A média mensal do consumo rural deste município no ano de 2009, até setembro, foi de

452,78 MWh (COPEL, 2009-b). Portanto, a energia gerada a partir dos dejetos animais nos 6

maiores produtores, representa 14,5% do consumo rural do município e a energia gerada do biogás

86 UPL = Unidade de Produção de Leitões. 87 UCT = Unidade de Crescimento e Terminação. 88 Utilizado 0,34 e 0,44 m3/animal/dia para UPL e UCT respectivamente conforme Tabela 19. Para produtores familiares utilizou-se a média entre estes dois, ou seja, 0,39 m3/animal/dia.

89 Utilizado 1,39 KWh/m3 conforme Tabela 19.



90

em todo o município seria suficiente para suprir 94% do consumo rural ou 34% do consumo total,

considerando consumo residencial, comercial, industrial, rural, poderes públicos, iluminação

pública e serviços (COPEL, 2009-b).

A mesma consideração feita para os seis maiores produtores vale para o total de energia gerada no

município. Não se pode considerar a economia pela compra evitada de energia, tendo em vista que a

geração de energia não se daria na propriedade de cada consumidor e sim em um condomínio, em

que toda a geração seria utilizada para venda à concessionária, não sendo direcionada, portanto,

para consumo próprio.

5.5 Análise financeira

A partir do problema de pesquisa proposto, qual seja, “a geração distribuída de energia a partir do

biogás de dejetos animais é uma opção viável para contribuir para o desenvolvimento local

sustentável?” começa-se, a propor a otimização da produção de suínos no município de Cruz

Machado, hoje vinculada a impactos ambientais e dificuldades financeiras, pela agregação de valor

resultante do aproveitamento energético dos dejetos. Considera-se aqui cinco possíveis cenários:

1) Seis maiores produtores independentes: neste caso, cada um dos seis maiores produtores

deve investir em soluções independentes em sua propriedade;

2) A implantação de um único condomínio de geração distribuída de energia, com biogás

gerados dos seis maiores produtores. Neste caso, a energia elétrica é gerada por um único

grupo gerador estrategicamente localizado;

3) Dois condomínios de geração distribuída. Esta é uma alternatica, caso a rede de gás de um

único condomínio seja muito onerosa;

4) Implantação de uma UCC, Unidade de ciclo completo, reunindo os suínos de todos os

produtores familiares do município;

5) Incorporação de produtores familiares no condomínio dos seis maiores produtores.

Cada um destes cenários são avaliados independentemente. Por último, os cinco cenários são

comparados, produrando-se levantar vantagens e desvantagens de cada um deles.



91

5.5.1 Requisitos mínimos de produção para um projeto de MDL

No que diz respeito aos créditos de carbono, ele só podem ser requisitados por empresas de

consultoria autorizadas pelo IPCC. O valor dos créditos é definido por critérios de mercado e do

volume de projetos existentes e publicado pelo IPCC. Entretanto, o percentual deste valor destinado

aos produtores varia em função das negociações feitas com a empresa de consultoria contratada,

que retém um percentual dos créditos. Este percentual tem variado de 25 a 40%, dependendo da

negociação e do montante total de RCE – reduções certificadas de emissões. Em geral, quanto

maior for a RCE, menor é o percentual cobrado pela consultoria.

Um outro dado importante, é que estas empresas de consultoria autorizada só aceitam contratos para

projetos com valor mínimo de 10.000 tCO2 equivalente/ano. Isso significa que projetos cuja

estimativa seja menor do que este montante, terão chance muito reduzida de conseguir negociar

com estas empresas que fazem a intermediação, ao menos por enquanto. Uma estratégia que tem

sido utilizada é agregar vários projetos de MDL em um único para superar este patamar mínimo.

Para confirmar este limite imposto pelas empresas de consultoria, foram pesquisados alguns

projetos aprovados pelo IPCC na modalidade e procedimentos simplificados para atividades de

projetos de MDL de pequena escala do tipo III, categoria III.D – “Recuperação de metano na

agricultura e em sistemas agroindustriais” (MCT, 2009). Esta amostragem de projetos foi

selecionada de forma aleatória do universo de todos os projetos aprovados e é mostrada na Tabela

26. Observe-se que da amostragem de projetos pesquisados, apenas dois apresentam emissões

inferiores a 10 mil tCO2e/ano e não muito abaixo deste valor. Pode-se assumir, portanto, que as

informações levantadas a respeito deste limite fazem sentido, embora não se possa ser conclusivo a

este respeito.



92

Tabela 26 – Comparativo do total de emissões de projetos de MDL aprovados pelo IPCC90 Data Descrição tCO2e/ano 14/11/2007 – Versão 5

Projeto de recuperação de metano SMDA BR07-S-34, Bahia, Espírito Santo, Minas Gerais e São Paulo, Brasil

8.580 (média de 7 anos)

14/04/2008 Projeto COTRIBÁ de tratamento de dejetos de suínos 15.252 (média de 10 anos)

14/01/2009 Perdigão – produção sustentável de suínos 01 – captura e combustão de metano


14/11/2007 Projeto de recuperação de metano SMDA BR07-S-31, Mato Grosso do Sul, Paraná, Rio Grande do Sul e Santa Catarina, Brasil


16/08/2007 Projeto Agroceres PIC – captura e combustão de GEE de granja de suínos no sudeste do Brasil


16/08/2007 Master Agropecuária – captura e combustão de GEE em granjas de suínos no Sul do Brasil


16/08/2007 Projeto de recuperação de metano SMDA BR06-S-30, Mato Grosso e Mato Grosso do Sul, Brasil


16/08/2007 Projeto de recuperação de metano SMDA BR06-S-27, Goiás, Brasil 11.001 (média de 10 anos)

23/08/2007 Projeto de recuperação de metano SMDA BR06-S-22, Minas Gerais, Brasil


16/08/2007 Projeto de mitigação SMDA GEE BR05-B-08, Paraná e Rio Grande do Sul


Assim sendo, para que um projeto de MDL seja viável, considerando o que foi exposto acima, é

necessária uma produção de 10.000 tCO2 equivalente/ano, o que corresponde a uma UPL com no

mínimo 55.804 suínos (10.000 / 0,1792 - Tabela 19; 13.522 matrizes com reprodutores, leitões na

creche e leitões na maternidade – Tabela 3) ou uma UCT com no mínimo 31.055 suínos (10.000 /

0,3220 - Tabela 19).

Para o caso de uma UCC, é necessário saber o número de suínos em UPL e UCT proporcional a

uma matriz. Este número pode ser obtido na Tabela 3 (4,127 suínos em UPL e 5,13 suínos em

UCT). Para que uma UCC gere 10.000 tCO2 equivalente/ano é necessário somar a quantidade de

CO2 equivalente da parte UPL com a quantidade de CO2 equivalente da parte UCT, tendo em vista

que já se conhece a quantidade de suínos equivalente a uma matriz para UPL e UCT. Para isso,

utiliza-se as seguintes proporcionalidades:

90 MCT, 2009.



93

Equação 6 - Número mínimo de suínos em UCC para atender a um projeto de MDL

(NUPL91* 0,179292) + (NUCT93 * 0,322094) = 10.000 tCO2 equivalente/ano

NUPL/NUCT = 4,127/5,13 = 0,8045 � NUPL = NUCT*0,8045

Como resultado, tem-se que para uma UCC gerar 10.000 tCO2 equivalente/ano, são necessários no

mínimo 38.710 suínos, sendo que 17.258 devem estar em fase de produção (UPL) e 21.452 suínos

em fase de crescimento (UCT). Estes números correspondem a 4.181 matrizes (17.258/4.127 ou

21.452/5,13). Estes dados estão resumidos na Tabela 27.

Tabela 27 – Número mínimo de suínos em cada unidade de produção para um projeto de MDL

Unidade de produção Número de matrizes Total de suínos UCT – Unidade de crescimento e terminação ------- 31.055 UPL – unidade de produção de leitões 13.522 55.804 UCC – unidade de ciclo completo (UPL + UCC) 4.181 38.710

17.258 em UPL 21.452 em UCT

5.5.2 Requisitos mínimos de produção para a instalação de um grupo gerador

A questão que se levantou para um projeto de MDL pode ser levantada também para o caso da

instalação de um grupo gerador: “a partir de que produção de biogás se viabiliza a instalação de um

grupo gerador?”. Considere-se que para gerar energia elétrica, uma série de instalações são

necessarias: biodigestor, caixa de sedimentação, lagoa secundária e grupo gerador, bem como

custos de operação e manutenção. Para se chega ao resultado pretendido, efetua-se o cálculo

financeiro de forma invertida.

Para efetuar os cálculos, considera-se os seguintes parâmetros, além dos parâmetros gerais descritos

em material e métodos:

• Investimento - grupo gerador, biodigestor, caixa de sedimentação e lagoa secundária – custo variável em função do tipo de unidade produtiva e da quantidade de suínos;

• Investimento - painel de proteção da rede elétrica: R$ 20.000,00;

• Não considerado projeto de MDL, tendo em vista os resultados apresentados na Tabela 27;

91 NUPL = número de suínos em UPL. 92 Ver Tabela 19. 93 NUCT = número de suínos em UCT. 94 Ver Tabela 19.



94

• Funcionamento diário do grupo gerador: 10 horas;

• Custo evitado da compra de fertilizante artificial pelo uso de biofertilizante como subproduto da digestão dos dejetos;

• Não necessidade de compra de trator e equipamento para aplicação de biofertilizante.

O custo do grupo gerador varia de acordo com a potência. A Tabela 28 foi fornecida por um

fornecedor deste tipo de equipamento e contém o preço do grupo gerador por potência, necessário

para os cálculos financeiros.

Tabela 28 – Características de grupos geradores com acionamento manual95

Gerador Motor Modelo97 KVA

98 KW 99 FP100 Marca Modelo cv

101 Com-sumo (m3/h)

KW/m 3 Preço Custo / KVA 96

01 SG25B 25 20 80,00 MWM D229-3 32 13 1,53 50.592,60 2.023,70 02 SG36B 36 29 80,56 MWM D229-4 47 19 1,52 53.994,00 1.499,83 03 SG56B 56 45 80,36 Mercedes OM366 80 24 1,87 69.131,70 1.234,49 04 SG90B 90 72 80,00 Mercedes OM447 116 36 2,00 91.790,00 1.019,88 05 SG122B 122 98 80,32 Mercedes OM447 160 55 1,78 105.640,00 865,90 06 5+1 147 118 80,27 192 68 1,74 156.232,60 1.062,81 07 5+2 158 127 80,38 207 74 1,72 159.634,00 1.010,34 08 5+3 178 143 80,34 240 79 1,81 174.771,70 981,86 09 5+4 212 170 80,19 276 91 1,87 197.430,00 931,27 10 5+5 244 196 80,33 320 110 1,78 211.280,00 865,90 11 5+5+1 269 216 80,30 352 123 1,76 261.872,60 973,50 12 5+5+2 280 225 80,36 367 129 1,74 265.274,00 947,41 13 5+5+3 300 241 80,33 400 134 1,80 280.411,70 934,71 14 5+5+4 334 268 80,24 436 146 1,84 303.070,00 907,40 15 5+5+5 366 294 80,33 480 165 1,78 316.920,00 865,90 16 5+5+5+1 391 314 80,31 512 178 1,76 367.512,60 939,93 17 5+5+5+2 402 323 80,35 527 184 1,76 370.914,00 922,67 18 5+5+5+3 422 339 80,33 560 189 1,79 386.051,70 914,81 19 5+5+5+4 456 366 80,26 596 201 1,82 408.710,00 896,29 20 5+5+5+5 488 392 80,33 640 220 1,78 422.560,00 865,90 Acima de 488 KVA, usar102: 900,00

Estes dados foram tabulados em uma planilha eletrônica. Fazendo-se variar o consumo próprio de

energia na propriedade e o número de suínos em UPL e em UCT, pela Equação 2 descrita em

95 Dados fornecidos pelo Grupo Fokink – Energia Alternativa. OBS.: Os valores FP, KVA/m3 e custo/KVA foram calculados a partir dos dados do fornecedor para validar os dados encontrados na literatura. A produtividade energética do biogás (KW/m3) foi corrigida na Tabela 19. 96 Para KVA calculado acima de 122, foi considerado valor de R$ 800,00/KVA. 97 Até o número 05, dados informados pelo fornecedor dos equipamentos. Do 06 ao 20, calculados a partir da composição de grupos geradores. Por exemplo, o grupo gerador 06 é composição do grupo gerador 05 mais o grupo gerador 01. 98 KVA = Quilo-volt-ampere. É a potência nominal do gerador. 99 KW = Quilo-watt. É a potência útil, descontadas as perdas (FP); 100 FP = Fator de potência. É a diferença entre a potência nominal e a potência útil. Representa as perdas de energia. 101 cv = Cavalos. Medida de potência do motor. 102 A tabela 26 mostra uma tendência do custo por KVA se manter em torno de R$ 900,00 com o aumento da potência do grupo gerador.



95

materiais e métodos, obteve-se o VPL, TMA/TIR e payback simples. Foi escolhido o menor número

de suínos que resultou em VPL maior que zero, TMA/TIR menor que 1 e payback possível de

calcular. O resultado está expresso no gráfico da Figura 25.

300320340360380400420440460480

010

020

030

040

050

060

070

080

090

010

00

Consumo próprio de energia elétrica

Núm

ero

de s

uíno

s

UPL

UCT

Figura 25 - Número mínimo de suínos para viabilizar um investimento

O gráfico da Figura 25 mostra que para viabilizar um investimento em geração distribuída de

energia em uma UPL são necessários no mínimo 467 suínos e em uma UCT, no mínimo 403 suínos,

se a energia elétrica gerada não for utilizada para suprir o consumo próprio (consumo próprio = 0

KWh). Na medida em que o consumo próprio de energia elétrica aumenta, diminui o número

mínimo de suínos necessário para viabilizar o empreendimento. Isso acontece porque o preço da

energia comprada da concessionária é maior que o preço de venda para a própria concessionária da

energia gerada na propriedade pelo biogás.

Estes resultados, entretanto, consideram a venda de energia à concessionária e o custo evitado da

compra de fertilizantes. Qualquer uma destas duas variáveis, se não for considerada, inviabiliza

qualquer investimento.

5.5.3 Cenário 1: Cada uma das propriedades individualmente

Neste cenário, os seis maiores produtores de suínos do município de Cruz Machado são analisados

independentemente, considerando-se investimentos individuais, sem a necessidade de qualquer

acordo de cooperação entre eles.



96

São considerados como investimento individual o custo de cada biodigestor, da caixa de

sedimentação, da lagoa secundária, do grupo gerador, do painel de proteção da rede elétrica de

distribuição, do trator e dos equipamentos para aplicação do biofertilizante. Como custos anuais

foram considerados a operação dos equipamentos e a manutenção. Quanto aos retornos financeiros,

foram considerados o custo evitado da compra de energia elétrica, a venda de energia à

concessionária e o custo evitado de fertilizantes petroquímicos. Não foi considerado projeto de

MDL em função dos dados apresentados na Tabela 27.

Dimensionamento dos biodigestores, caixas de sedimentação e lagos secundárias

O dimensionamento destes equipamentos foi feito conforme descrito em Material e Métodos e os

resultados são apresentados na Tabela 29.

Tabela 29 – Dimensionamento dos equipamentos de cada produtor individualmente

Dejetos Volume de biogás

Biodigestor

Caixa de sedimentação

Lagoa secundária

Grupo gerador 24 hrs/dia103

Grupo gerador 10 hrs/dia104

Produtor Unid. Qtde. animais

m3/dia m3/dia m3 m3 m3 KVA KVA A UPL 607 3,33 206,38 225 3,33 399,6 25,00 56,00 B UCT 1.200 8,40 528,00 770 8,40 1.008,0 56,00 122,00 C UPL 888 4,87 301,92 330 4,87 584,4 36,00 90,00 D UPL 515 2,83 175,10 190 2,83 339,6 25,00 56,00 E UCT 350 2,45 154,00 225 2,45 294,0 25,00 36,00 F UPL 626 3,43 212,84 230 3,43 411,6 25,00 56,00 TOTAL 4.186 25,31 1578,24 ----- ----- ----- 150,00 350,00

Cálculos financeiros

Conforme descrito em Material e Métodos, o dimensionamento de cada equipamento é multiplicado

pelo custo unitário correspondente. Os resultados são apresentados na Tabela 30. Como custo de

operação, foi considerado uma pessoa trabalhando 2 horas por dia com encargos salariais. Como

custo de manutenção do grupo gerador, que inclui visitas técnicas para manutenção preventiva e

concertos, foi considerado 5% ao ano em relação ao custo total do equipamento. Foi adotado dez

anos de vida útil dos equipamentos – grupo gerador e biodigestor -. Para o biodigestor foi

considerada depreciação de 50% em relação ao custo total, tendo em vista que parte do biodigestor

é reaproveitado após o final da vida útil.

103 Potência nominal necessária considerando funcionamento durante 24 horas por dia. Ver possibilidades de grupos geradores na Tabela 28. 104 Potência nominal necessária considerando funcionamento durante 10 horas por dia (Tabela 28).



97

Inicia-se a análise considerando o funcionamento do grupo gerador durante 24 horas por dia. Na

prática esta é uma situação difícil de acontecer, mas para fins de análise comparativa ela foi

considerada no cenário 1. A Tabela 30 a Tabela 31 e a Tabela 32 contém dados dos produtores A, B,

C, D, E e F, correspondentes aos investimentos, receitas e indicadores financeiros,

respectivamentes, para o grupo gerador funcionando 24 horas por dia em cada propriedade, no

cenário 1. As tabelas subsequentes são idênticas, mas para o funcionamento do grupo gerador por

apenas 10 horas por dia, também para o cenário 1.

Tabela 30 – Investimentos e custos de operação para os produtores individualmente – cenário 1 (24 h/dia) 105

Produtor Unidade A B C D E F

Tipo de unidade ----- UPL UCT UPL UPL UCT UPL

Investimentos

Biodigestor R$ 33.688,00 115.200,00 49.284,00 28.583,00 33.600,00 34.743,00


R$ 250,00 630,00 365,00 212,00 184,00 257,00

Lagoa secundária R$ 1.800,00 4.536,00 2.633,00 1.527,00 1.323,00 1.856,00

Grupo gerador R$ 50.593,00 53.994,00 50.593,00 50.593,00 50.593,00 50.593,00

Painel de proteção da rede

R$ 20.000,00 20.000,00 20.000,00 20.000,00 20.000,00 20.000,00

Projeto de MDL ----- ----- ----- ----- ----- ----- -----

Trator e equip. para aplic. biofertilizante

R$ 45.000,00 45.000,00 45.000,00 45.000,00 45.000,00 45.000,00

Total de investimentos

R$ 151.330,00 239.360,00 167.875,00 145.914,00 150.699,00 152.449,00

Desembolsos anuais

Operação R$/ano 2.400,00 2.400,00 2.400,00 2.400,00 2.400,00 2.400,00

Manutenção R$/ano 2.530,00 2.700,00 2.530,00 2.530,00 2.530,00 2.530,00

Projeto de MDL R$/ano ----- ----- ----- ----- ----- -----

Total de desembolsos

R$/ano 4.930,00 5.100,00 4.930,00 4.930,00 4.930,00 4.930,00

Depreciação

Depreciação do biodigestor

R$/ano 1.684,00 5.760,00 2.464,00 1.429,00 1.680,00 1.737,00

Depreciação do grupo gerador

R$/ano 5.059,00 5.400,00 5.059,00 5.059,00 5.059,00 5.059,00

Total de depreciação

6.743,00 11.199,00 7.523,00 6.488,00 6.739,00 6.796,00

105 Funcionamento do grupo gerador durante 24 horas por dia.



98

Tabela 31 – Receitas dos produtores individualmente – cenário 1 (24 h/dia) 106

Custo evitado da compra de energia

R$/ano 1.125,00 844,00 4.219,00 1.406,00 563,00 2.532,00

Venda do excedente de energia

R$/ano 16.182,00 42.528,00 22.246,00 13.479,00 12.228,00 15.928,00

Créditos de carbono R$/ano 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

Custo evitado de fertilizantes R$/ano 15.393,00 38.929,00 22.519,00 13.060,00 11.354,00 15.875,00

Total das receitas R$/ano 32.700,00 82.301,00 48.985,00 27.945,00 24.145,00 34.335,00 Para o cálculo dos indicadores financeiros foram utilizados os parâmetros e a forma de cálculo indicados em material e métodos. Os resultados podem ser observados na Tabela 32.

Tabela 32 – Indicadores financeiros para os produtores individualmente – cenário 1 (24 hrs/dia)


Tipo de unidade

----- UPL UCT UPL UPL UCT UPL

Indicadores financeiros COM venda de energia excedente à concessionária, COM a compra de trator e equipamentos para aplicação de biofertilizante e COM o custo evitado da compra de biofertilizante

VPL R$ -18.883,91 111.603,60 35.025,83 -34.102,66 -54.345,48 -12.989,76

Payback simples

Anos 8 5 6 9 11 8

TMA/TIR % 1,50 0,47 0,66 2,78 -32,70 1,29

Indicadores financeiros COM venda de energia excedente à concessionária, SEM a compra de trator e equipamentos para aplicação de biofertilizante e COM o custo evitado da compra de biofertilizante

VPL R$ 26.116,09 156.603,60 80.025,83 10.897,34 -9.345,48 32.010,24

Payback simples

Anos 6 4 4 6 8 5

TMA/TIR % 0,62 0,35 0,40 0,79 1,30 0,58

Indicadores financeiros SEM venda de energia excedente à concessionária, COM a compra de trator e equipamentos para aplicação de biofertilizante e COM o custo evitado da compra de biofertilizante

VPL R$ -67.135,69 -47.770,38 -38.802,60 -70.952,98 -85.922,67 -60.170,44

Payback simples

Anos Mais de 12 9 9 Mais de 12 Mais de 12 12

TMA/TIR % -1,81 2,46 3,65 -1,32 -0,86 -2,89

Indicadores financeiros SEM venda de energia excedente à concessionária, SEM a compra de trator e equipamentos para aplicação de biofertilizante e COM o custo evitado da compra de biofertilizante

VPL R$ -22.135,69 -2.770,38 6.197,40 -25.952,98 -40.922,67 -15.170,44

Payback simples

Anos 9 7 7 10 Mais de 12 8

TMA/TIR % 3,42 1,04 0,87 10,41 -2,33 1,88

Indicadores financeiros COM venda de energia excedente à concessionária, SEM a compra de trator e equipamentos para aplicação de biofertilizante e SEM o custo evitado da compra de biofertilizante

VPL R$ -38.809,68 -7.592,06 -14.956,20 -44.187,96 -57.235,88 -34.947,81




99

Payback simples

Anos 11 7 8 12 Mais de 12 10

TMA/TIR % 22,37 1,11 1,48 -3,46 -1,49 12,20

Observa-se pelos resultados da Tabela 32 que a venda do excedente de energia à concessionária

local é fator preponderante para viabilizar os investimentos individuais, tendo em vista que o

consumo atual de energia elétrica das propriedades é pequeno. Se o consumo atual fosse mais

expressivo, a venda à concessionária poderia se tornar uma opção. Sem a venda do excedente à

concessionária, nenhum dos investimentos se mostram viáveis, com exceção da propriedade C,

desde que não tenha que investir na aquisição de equipamentos para aplicação do biofertilizante.

Considerando que na situação atual, em que as propriedades já possuem esterqueira e usam o

biofertilizante nas lavouras, o investimento nestes equipamentos parece não ser necessário.

A melhor opção em todos os casos é com a venda do excedente de energia à concessionária local

sem a necessidade de aquisição de trator e equipamento para aplicação do biofertilizante, mas

considerando o custo evitado da compra de fertilizantes artificiais. Neste caso, o investimento só

não se justifica na propriedade E.

Os indicadores financeiros da Tabela 32 foram calculados considerando o funcionamento do grupo

gerador durante 24 horas por dia. Esta é uma situação hipotética, tendo em vista a impossibilidade

de paradas para manutenção. Além disso, no meio rural, um motor funcionando durante a noite seria

no mínimo incômodo. Assim, repete-se os mesmos cálculos, considerando o investimento

necessário para um motor que funcione durante apenas 10 horas por dia a partir do mesmo volume

diário de biogás. Neste caso o grupo gerador deve ser mais potente e o painel de proteção da rede

deve atender à nova produção de energia elétrica. Os resultados são apresentados na Tabela 33, na

Tabela 34 e na Tabela 35.



100

Tabela 33 – Investimentos e custos de operação para os produtores individualmente – cenário 1 (10 h/dia) 107



Investimentos

Biodigestor R$ 33.688,00 115.200,00 49.284,00 28.583,00 33.600,00 34.743,00


R$ 250,00 630,00 365,00 212,00 184,00 257,00

Lagoa secundária R$ 1.800,00 4.536,00 2.633,00 1.527,00 1.323,00 1.856,00

Grupo gerador R$ 53.994,00 91.790,00 69.132,00 50.593,00 50.953,00 53.994,00


R$ 20.000,00 20.000,00 20.000,00 20.000,00 20.000,00 20.000,00

Projeto de MDL ----- ----- ----- ----- ----- ----- -----

Trator e equip. para aplic. biofertilizante

R$ 45.000,00 45.000,00 45.000,00 45.000,00 45.000,00 45.000,00


R$ 154.732,00 277.156,00 186.414,00 145.914,00 150.699,00 155.851,00

Desembolsos anuais

Operação R$/ano 2.400,00 2.400,00 2.400,00 2.400,00 2.400,00 2.400,00

Manutenção R$/ano 2.700,00 4.590,00 3.457,00 2.530,00 2.530,00 2.700,00

Projeto de MDL R$/ano ----- ----- ----- ----- ----- -----


R$/ano 5.100,00 6.990,00 5.8578,00 4.930,00 4.930,00 5.100,00

Depreciação

Depreciação do biodigestor

R$/ano 1.684,00 5.760,00 2.464,00 1.429,00 1.680,00 1.737,00

Depreciação do grupo gerador

R$/ano 5.399,00 9.179,00 6.913,00 5.059,00 5.059,00 5.399,00


7.084,00 14.939,00 9.377,00 6.488,00 6.739,00 7.136,00

Tabela 34 – Receitas dos produtores individualmente – cenário 1 (10 h/dia) 108


R$/ano 1.125,00 844,00 4.219,00 1.406,00 563,00 2.532,00

Venda do excedente de energia

R$/ano 16.182,00 42.528,00 22.246,00 13.479,00 12.228,00 15.928,00

Créditos de carbono R$/ano 3.757,00 13.368,00 5.497,00 3.188,00 3.899,00 3.875,00

Custo evitado de fertilizantes R$/ano 15.393,00 38.929,00 22.520,00 13.060,00 11.354,00 15.875,00

Total das receitas R$/ano 36.457,00 95.669,00 54.481,00 31.133,00 28.045,00 38.210,00

107 Funcionamento do grupo gerador durante 10 horas por dia. 108 Funcionamento do grupo gerador durante 10 horas por dia.



101

Tabela 35 – Indicadores financeiros para os produtores individualmente – cenário 1 (10 hrs/dia)109



Opção 1: Indicadores financeiros COM venda de energia excedente à concessionária, COM a compra de trator e equipamentos para aplicação de biofertilizante e COM o custo evitado da compra de fertilizantes

VPL R$ -22.230,13 74.420,73 16.787,48 -34.102,66 -54.345,48 -16.335,98

Payback simples Anos 8 6 6 9 11 8

TMA/TIR % 1,62 0,60 0,81 2,78 -32,70 1,38

TMA/TIR (CC)110 % 1,12 0,47 0,65 1,61 -3,26 1,00

Opção 2: Indicadores financeiros COM venda de energia excedente à concessionária, SEM a compra de trator e equipamentos para aplicação de biofertilizante e COM o custo evitado da compra de fertilizantes

VPL R$ 22.769,87 119.420,73 61.787,48 10.897,34 -9.345,48 28.664,02


TMA/TIR % 0,66 0,45 0,49 0,79 1,30 0,61

TMA/TIR (CC) % 0,54 0,37 0,42 0,63 0,85 0,51

Opçao 4: Indicadores financeiros SEM venda de energia excedente à concessionária, COM a compra de trator e equipamentos para aplicação de biofertilizante e COM o custo evitado da compra de fertilizantes

VPL R$ -70.481,91 -84.953,25 -57.040,95 -70.952,98 -85.922,67 -63.516,66

Payback simples Anos Mais de 12 10 10 Mais de 12 Mais de 12 Mais de 12

TMA/TIR % -1,67 15,18 37,55 -1,32 -0,86 -2,54

TMA/TIR (CC) % -5,61 1,42 2,24 -2,82 -1,58 80,84

Opção 5: Indicadores financeiros SEM venda de energia excedente à concessionária, SEM a compra de trator e equipamentos para aplicação de biofertilizante e COM o custo evitado da compra de fertilizantes

VPL R$ -25.481,91 -39.953,25 -12.040,95 -25.952,98 -40.922,67 -18.516,66

Payback simples Anos 10 8 8 10 Mais de 12 9

TMA/TIR % 4,78 2,04 1,36 10,41 -2,33 2,24

TMA/TIR (CC) % 1,40 0,84 0,81 1,71 -4,89 1,07

Opção 3: Indicadores financeiros COM venda de energia excedente à concessionária, SEM a compra de trator e equipamentos para aplicação de biofertilizante e SEM o custo evitado da compra de fertilizantes

VPL R$ -42.155,91 -44.744,92 -33.194,55 -44.187,96 -57.235,88 -38.294,03

Payback simples Anos 11 9 9 12 Mais de 12 10

TMA/TIR % -9,31 2,09 2,81 -3,46 -1,49 -55,35

TMA/TIR (CC) % 0 -0,74 -0,75 0 0 -0,58

Ao comparar as duas tabelas, A Tabela 32 com a Tabela 35, observa-se que ao passar de 24 para 10

horas diárias de funcionamento do grupo gerador, os indicadores financeiros pioram bastante.

Algumas situações viáveis na condição anterior se inviabilizam. Por exemplo, o produtor C, na

109 Funcionamento do grupo gerador durante 10 horas por dia. 110 (CC) Mesmos cálculos efetuados considerando a possibilidade de um projeto de MDL e créditos de carbono.



102

situação sem venda do excedente de energia e sem compra de equipamentos de aplicação de

biofertilizante mas considerando o custo evitado da compra de fertilizante artificial, para 24 horas

de funcionamento do grupo gerador, estava no limite de viabilização, com risco relativamente alto

(0,87). Para 10 horas de funcionamento fica totalmente inviabilizado.

A melhor situação continua sendo com a venda do excedente de energia à concessionária, sem a

necessidade de compra de trator e equipamentos para aplicação do biofertilizane e considerando o

custo evitado da compra de fertilizante artificial, em que apenas a propriedade E fica inviabilizada.

Qual seria a contribuição dos créditos de carbono para as propriedades individuais, caso fosse

possível a realização de um projeto de MDL? Esta resposta é dada na própria Tabela 35, nas linhas

identificadas com TMA/TIR (CC). Observa-se que a contribuição dos créditos de carbono para

viabilização dos investimentos é muito pequena. O resultado altera-se apenas para o caso dos

produtores B e C, sem venda do excedente de energia à concessionária, sem a necessidade de

compra de trator e equipamento para aplicação do biofertilizante e considerando o custo evitado da

compra de fertilizante artificial.

5.5.4 Cenário 2: Um único condomínio de geração distribuída reunindo os seis maiores produtores

Verifica-se agora a viabilidade econômica resultante da união dos diversos produtores em uma

associação que os vincule a um objetivo comum, qual seja, a instalação de biodigestores em cada

uma das propriedades para coleta do biogás, o transporte do biogás até um único ponto (cuja

posição será definida na seqüência), a instalação de um grupo gerador único e a interligação do

sistema à rede de distribuição da concessionária local, no caso a Companhia Paranaense de Energia

– Copel. Tal associação em um condomínio tem por objetivo reduzir os custos de investimento, de

operação e manutenção individuais.

A Tabela 36 expressa as distâncias entre um produtor e outro, considerando a declividade do

terreno. Estes dados foram obtidos com o auxílio do Arcgis111.

111 Arcgis = Plataforma de software que possibilita análise espacial de dados (geoprocessamento).



103

Tabela 36 – Distâncias entre os produtores de suínos de Cruz Machado em quilômetros

PRODUTOR A B C D E F A 0,00 18,96 25,06 9,91 29,22 7,08 B 18,96 0,00 6,18 9,08 12,87 18,65 C 25,06 6,18 0,00 15,16 8,80 24,74 D 9,91 9,08 15,16 0,00 19,87 11,13 E 29,22 12,87 8,80 19,87 0,00 30,74 F 7,08 18,65 24,74 11,13 30,74 0,00

Com base nestas distâncias, considerou-se a hipótese de instalação do grupo gerador único em cada

uma das propriedades. A melhor localização foi definida conforme descrito em material e métodos,

utilizando-se o índice calculado pela Equação 3.

Para a hipótese de localizar o grupo gerador no produtor A, da Tabela 37 obtém-se MCTR = 45,10,

MDMP = 35,19 e MMVB = 59,34. Se o grupo gerador for instalado no produtor A, tem-se CTR =

41,05, DMP = 33,97 e MVB = 48,29. Desta forma,

IC = 41,05/45,10 * 33,97/35,19 * 48,29/59,34 = 0,7150

Faz-se o mesmo cálculo para as demais alternativas. A melhor situação é aquela que apresentar o

menor resultado e a pior situação é aquela que apresentar resultado próximo ou igual a 1. Isto pode

ser observado na Tabela 37.

Tabela 37 – Alternativas para a localização do grupo gerador

PRODUTOR Tipo prod.

Qtde. suínos

Volume diário de biogás (m3)

Compri-mento total da rede de gás (Km)

Distância máxima percorrida pelo biogás (Km)

Maior vazão de biogás em um trecho da rede (m3/h)

Localiz. Ideal = menor valor

A UPL112 607 206,38 41,05 33,97 48,29 0,7150 B UCT

113 1.200 528,00

45,10 20,21 24,76 0,2396

C UPL 888 301,92 45,10 26,39 46,76 0,5909 D UPL 515 175,10 45,10 24,06 41,00 0,4724 E UCT 350 154,00 45,10 35,19 59,34 1,0000 F UPL 626 212,84 42,27 35,19 48,29 0,7627 TOTAL 4.186 1.578.24 65,76 Menor vazão: E 6,41

112 UPL = unidade de produção de leitões. 113 UCT = unidade de crescimento e terminação.



104

Pelos cálculos, a localização ideal para o grupo gerador é a propriedade B, por ter apresentado o

menor índice. Pela figura 20, pode-se observar que é uma das duas propriedades que estão no centro

da configuração geográfica. Para este arranjo foi feito, então, o dimensionamento da rede de gás.

Figura 26 - Cenário 2 - condomínio com os maiores produtores de suínos do município

Dimensionamento do grupo gerador

A produção de biogás dos seis maiores produtores é de 1.578,24 m3/dia (Tabela 25), o que

corresponde a 65,76 m3/hora. Efetuando-se os cálculos, conforme descrito em Material e Métodos,

isso corresponde a um grupo gerador de 143 KVA. A um custo estimado de R$ 800,00 / KVA

(segundo tabela de características de grupos geradores - Tabela 28), o custo total do grupo gerador é

de R$ 114.000,00 para funcionamento de 24 hrs./dia e R$ 274.613,76 para funcionamento de 10

hrs./dia.

Um grupo gerador que funciona com biogás necessidade de filtros para eliminação do enxofre, caso

contrário, sua vida útil é reduzida significativamente por causa da corrosão interna. Não existem



105

filtros conhecidos de fabricação nacional. Alguns fazem a pré-oxidação do enxofre utilizando

esponja de aço ou palha de aço dentro da tubulação de gás. Este material, com o tempo oxida e

necessita ser substituído. Tal alternativa contribui para a redução significativa do enxofre,

entretanto, reduz o percentual de metano do biogás, reduzindo conseqüentemente a potência a ser

gerada.

Os geradores de mercado funcionam com taxa de metano no biogás acima de 44%114. De acordo

com a revisão de literatura, a taxa de metano existente no biogás varia de 55,6 a 74,3% (Tabela 5).

Tal taxa, portanto, não representa problemas para a utilização dos geradores pesquisados.

Acumulador de biogás

O acumulador de biogás que deve ser instalado junto ao grupo gerador deve ser capaz de armazenar

o biogás produzido pelos diversos produtores pelo número de horas em que o gerador estiver parado

por qualquer motivo. As paradas do gerador podem ser por conseqüência, por exemplo, de

manutenções preventivas ou corretivas. Por questões de segurança, dimensiona-se o acumulador

para armazenar biogás para uma parada de até quatorze horas do gerador. Considerando que a vazão

total calculada é de 65,76 m3/h (Tabela 37), é necessário um acumulador de 650 m3. O acumulador

é semelhante a um biodigestor, sem a lagoa de dejetos. Adota-se o valor de R$ 75,00 / m3, metade

do custo de referência de um biodigestor (Tabela 19)115. Chega-se a um custo de R$ 49.320,00.


Um outro custo a ser considerado é o do painel de proteção da rede de energia, tendo em vista que a

energia elétrica gerada poderá ser vendida à concessionária de energia. No caso do condomínio de

geração distribuída, se isso não for feito, é necessária a construção de uma rede elétrica que

possibilite o retorno da energia elétrica para as propriedades que geraram o biogás. Tendo em vista

que a conexão à rede de distribuição da concessionária já é viável tecnicamente e que já existem

experiências que demonstram a viabilidade econômica e de regulamentação desta prática, não há

porque não considera-la. Atualmente existe, com este sistema, uma instalação em operação

comercial, três instalações em operação experimental, uma instalação em construção e uma

instalação em projeto (OLIVEIRA, 2009).

114 Consulta feita no mês de julho/2009 ao Sr. Esdras da Stemac Grupo Geradores. 115 Por falta de informações mais precisas sobre o custo de um acumulador, adotou-se a metade do custo de um biodigestor, considerando que um acumulador nada mais é do que um biodigestor canadense sem a lagoa dos dejetos.



106

Tendo em vista a complexidade do sistema elétrico brasileiro, a ligação de um gerador em paralelo

é onerosa para se atender aos critérios de segurança legalmente exigidos pela ANEEL – Agência

Nacional de Energia Elétrica -, como ocorre nos casos de usinas hidrelétricas, mesmo que sejam

PCHs (pequenas centrais hidrelétricas). Por este motivo, inviabilizaria qualquer investimento de

pequeno porte como é o caso de geradores na faixa de 50 a 100 KVA. Para que isto se tornasse

possível e viável, foi desenvolvido pela Copel, Companhia Paranaense de Energia, um estudo para

o desenvolvimento de um sistema de segurança de pequeno porte que permitisse a ligação de

geradores à rede de distribuição sem violar os requisitos de segurança da Concessionária, sem

colocar em risco de avaria os equipamentos de geração, sem alterar as características de ajuste do

sistema de distribuição e que pudesse perceber situações anormais de operação como, por exemplo,

desligamentos da rede de distribuição. Além disso, tal equipamento necessitaria ser simples e viável

economicamente. O sistema proposto como resultado deste estudo atende a várias proteções:

sobrecorrente, subtensão, sobretensão, subfreqüência, sobrefreqüência, desbalanço de corrente, salto

de vetor, taxa de variação de freqüência e reversão de potência ativa (OLIVEIRA, 2009).

Este painel tem por objetivo, portanto, proporcionar segurança à operação da rede de distribuição de

energia, evitando acidentes e riscos de vida, e proteger os equipamentos de geração distribuída.

Embora ainda não esteja sendo comercializado no mercado, seu custo sugerido é de em torno de R$

20.000,00 para uma potência de energia de até 100 KW. Se a potência gerada for maior do que 100

KW, são necessários dois painéis. Se for maior que 200 KW, são necessários três painéis e assim

sucessivamente.

Considerando o volume de biogás gerado, 1.578,24 m3/dia (Tabela 37), para os condomínios 1 e 2

respectivamente, tem-se uma potência necessária de 274,61 KW (produtividade energética de 1,74

KW/m3 da Tabela 19), resultando em três painéis de proteção (R$ 60.000,00).

Dimensionamento e custo da rede de gás

A rede de gás interliga os biodigestores de cada uma das propriedades com o acumulador de biogás

próximo ao grupo gerador. Esta configuração foi utilizada no Condomínio de Agroenergia da Sanga

Ajuricaba, no oeste do Paraná (VANOLLI, 2009). O acumulador tem função de armazenar o gás

proveniente dos diversos produtores, formando uma reserva técnica e possibilitando eventuais

paradas do gerador para manutenções.

Para dimensionar a rede, é necessário calcular o diâmetro da tubulação em cada trecho. Isso foi feito

conforme descrito em Materiais e Métodos, utilizando-se a Equação 4 e a Equação 5. Conhecida a



107

vazão e o comprimento do trecho, foi possível calcular o diâmetro e a pressão máxima de saída. Os

dados resultantes estão apresentados na Tabela 38.

Tabela 38 – Dados por trecho da rede de biogás

Trecho Biogás dos produtores

Comprimento do trecho (m)

Vazão de biogás no trecho (m3/h)

Diâmetro interno calculado (mm)

Diâmetro comercial (mm)

E-C E 8.800 6,41 28,83 40 C-B E e C 6.180 18,99 40,25 50 A-D A 9.910 8,60 33,00 40 F-D F 11.130 8,87 34,20 40 D-B A, F e D 9.080 24,76 48,18 63

Tabela 39 – Especificações e custos da rede de biogás

Descrição do material Unid. Quantidade Custo unit. (R$)116 117

Custo total (R$)

Tubo de polietileno de alta densidade (PEAD), diâmetro 40 mm, PE 80 SDR 17 PN 10118 – esp. 2,4 mm.

m 29.840 2,76 82.358,40


m 6.180 4,29 26.512,20


m 9.080 6,72 61.017,60

Conexão de pressão Tes, emendas de redução, conectores em polietileno com travamento por garra em poliacetal e o-ring em borracha nitrilica, para aplicação sob pressão de serviço de 1,0Mpa

pçs 11 27,00119 297,00

Serviço de instalação da tubulação em região rural m 45.100 8,00 360.800,00 Serviço de instalação das conexões instalação 11 25,00 275,00 Custo total da rede de biogás 531.260,20

Análise de viabilidade financeira

São considerados como investimento individual o custo de cada biodigestor, da caixa de

sedimentação, da lagoa secundária, do trator e equipamentos para aplicação do biofertilizante.

Como investimento coletivo, os custos da rede de biogás, do acumulador de biogás, do grupo

116 Preços unitários das peças fornecidos pela FGS Brasil. 117 Preços unitários do serviço de instalação fornecidos pela Instalgás. 118 PE 80 SDR 17 PN 10 – padrões vinculados ao tipo do material e à resistência à pressão do tubo, neste caso, para baixas pressões (até 7 Kg/cm2) 119 Preço médio das conexões.



108

gerador, do painel de proteção da rede elétrica de distribuição e do trator e equipamentos para

aplicação do biofertilizante. Os custos de operação e manutenção também foram considerados como

coletivos. Quanto aos retornos financeiros, foram considerados a venda de energia à concessionária

(coletivo) e o custo evitado de fertilizantes petroquímicos (individual). O investimento coletivo

(com exceção do trator e equipamentos de aplicação do biofertilizante), os custos anuais coletivos e

os retornos financeiros coletivos foram rateados entre os produtores proporcionalmente ao volume

de biogás fornecido por cada um. O trator e os equipamentos de aplicação do biofertilizante foram

rateados linearmente entre todos os produtores. Desta forma, foi possível fazer um comparativo do

condomínio de geração distribuída (cenário 2) com o investimento isolado de cada produtor

(cenário 1). Não foi considerado projeto de MDL em função dos dados apresentados na Tabela 27,

tendo em vista que a produção de CO2 equivalente para este condomínio é de 971,47 tCO2e/ano.

Para calcular os valores para cada produtor, considera-se a proporcionalidade do volume que cada

produtor fornece ao condomínio em relação ao volume total de biogás do condomínio. Assim

sendo, se um produtor participa com, por exemplo, 10% do volume de biogás do condomínio, seu

investimento e seu retorno serão da mesma ordem.

Tabela 40 – Investimentos e custos de operação para condomínio do cenário 2 (10hrs/dia)120



Investimentos

Biodigestor (individual)

R$ 33.688,00 115.200,00 49.284,00 28.583,00 33.600,00 34.743,00

Caixa de sedimentação (individual)

R$ 250,00 630,00 365,00 212,00 184,00 257,00

Lagoa secundária (individual)

R$ 1.800,00 4.536,00 2.633,00 1.527,00 1.323,00 1.856,00

Grupo gerador coletivo

R$ 39.631,00 101.392,00 57.978,00 33.625,00 29.573,00 40.872,00

Painel de proteção da rede coletivo

R$ 7.845,95 20.073,00 11.478,00 6.657,00 5.855,00 8.092,00

Projeto de MDL ----- ----- ----- ----- ----- ----- -----

Trator e equip. para aplic. biofertilizante coletivo

R$ 45.000,00 / 6 =

7.500,00

45.000,00 / 6 =

7.500,00

45.000,00 / 6 =

7.500,00

45.000,00 / 6 =

7.500,00

45.000,00 / 6 =

7.500,00

45.000,00 / 6 =

7.500,00




109

Acumulador de biogás coletivo

R$ 6.450,00 16.500,00 9,435,00 5.472,00 4.813,00 6.651,00

Rede de biogás R$ 69.471,00 177.733,00 101,630,98 58.941,00 51.839,00 71.645,00


R$ 166.635,00 443.564,00 240.304,00 142.516,00 134.685,00 171.616,00

Desembolsos anuais

Operação (coletivo)

R$/ano 400,00 400,00 400,00 400,00 400,00 400,00

Manutenção (coletivo)

R$/ano 330,00 845,00 483,00 2804,00 246,00 340,00

Projeto de MDL (coletivo)

R$/ano ----- ----- ----- ----- ----- -----


R$/ano 730,00 1.245,00 883,00 6804,00 646,00 740,00

Depreciação

Depreciação do biodigestor (individual)

R$/ano 1.684,00 5.760,00 2.464,00 1.429,00 1.680,00 1.737,00

Depreciação do grupo gerador (coletivo)

R$/ano 661,00 1.690,00 966,00 560,00 493,00 681,00


2.345,00 7.450,00 3.431,00 1.989,00 2.173,00 2.418,00

Tabela 41 – Receitas do condomínio do cenário 2 (10hrs/dia)121




R$/ano ----- ----- ----- ----- ----- -----

Venda do excedente de energia (coletivo)

R$/ano 16.805,00 42.996,00 24.586,00 14.259,00 12.541,00 17.332,00

Créditos de carbono (coletivo)

R$/ano 1.305,00 11.876,00 2.792,00 939,00 1010,00 1388,00

Custo evitado de fertilizantes (individual)

R$/ano 15.393,00 38.929,00 22.520,00 13.060,00 11.354,00 15.875,00


No caso do condomínio, não faz sentido pensar em alternativas que não considere a venda da

energia à concessionária, tendo em vista que para uso próprio da produção ter-se ia que construir

uma rede particular de energia elétrica para distribuí-la às propriedades, um custo que certamente

inviabilizaria o projeto. Por isso, as análises subseqüentes consideram apenas duas variáveis: a




110

compra ou não de trator e equipamentos para aplicação do biofertilizante e a consideração ou não

do custo evitado da compra de fertilizantes artificiais.

Tabela 42 – Indicadores financeiros para condomínio do cenário 2 (10 hrs/dia)122

Produtor Unid.

A B C D E F


Opção 1: Indicadores financeiros COM venda de energia exedente à concessionária, COM a compra de trator e equipamentos para aplicação de biofertilizante e COM o custo evitado da compra de fertilizantes

VPL R$ -28.580,22 -86.351,89 -37.557,92 -25.640,90 -31.693,50 -29.187,25


TMA/TIR % 1,86 2,12 1,72 1,94 2,82 1,84

TMA/TIR (CC)123 % 1,75 1,69 1,58 1,84 2,57 1,73

Opção 2: Indicadores financeiros COM venda de energia exedente à concessionária, SEM a compra de trator e equipamentos para aplicação de biofertilizante e COM o custo evitado da compra de fertilizantes

VPL R$ -21.080,22 -78.851,89 -30.057,92 -18.140,90 -24.193,50 -21.687,25


TMA/TIR % 1,55 1,95 1,52 1,56 2,06 1,54

TMA/TIR (CC) % 1,46 1,58 1,41 1,49 1,92 1,46

Opção 3: Indicadores financeiros COM venda de energia exedente à concessionária, SEM a compra de trator e equipamentos para aplicação de biofertilizante e SEM o custo evitado da compra de fertilizantes

VPL R$ -86.006,00 -243.047,54 -125.039,95

-73.226,20 -72.083,90 -88.645,31

Payback simples Anos Mais de 12 Mais de 12 Mais de 12 Mais de 12 Mais de 12 Mais de 12

TMA/TIR % -1,50 -1,36 -1,53 -1,49 -1,30 -1,50

TMA/TIR (CC) % -1,62 -1,77 -1,73 -1,59 -1,39 -1,63

Percebe-se, pela Tabela 42, que o condomínio de energia, para funcionamento do grupo gerador

durante 10 horas diárias, não é viável para nenhuma das propriedades. Verifica-se agora o que

acontece para funcionamento durante 24 horas por dia.

Qual seria a contribuição dos céditos de carbono, caso o projeto de MDL fosse viável? Isso é

mostrado nas linhas da Tabela 42 com identificação TMA/TIR (CC). Para estes cálculos foi

considerada a distribuição do resultado dos céditos de carbono para cada produtor, proporcional à

contribuição de biogás que ele dá ao condomínio. Observa-se que a venda de créditos de carbono

122 Funcionamento do grupo gerador durante 10 horas por dia. 123 (CC) Mesmos cálculos efetuados considerando a possibilidade de um projeto de MDL e créditos de carbono.



111

pouco contribuiria para a viabilização do cenário 2 para 10 horas de funcionamento do grupo

gerador.

Chega-se à conclusão que este condomínio não é viável financeiramente.

5.5.5 Cenário 3: Dois condomínios de geração distribuída com três produtores cada, agrupados por proximidade geográfica

Avalia-se agora, a possibilidade de constituição de dois condomínios de geração distribuída

envolvendo os seis produtores, ao invés de apenas um. Da Figura 24, que mostra a localização dos

seis produtores, constituiu-se um condomínio reunindo os produtores B, C e E e um outro com os

produtores A, D e F. Procedeu-se da mesma forma como foi feito para um único condomínio. O

comprimento total da rede é calculado a partir da Tabela 36. O menor comprimento de rede para o

condomínio 1 é a ligação dos trechos E-C e C-B (14,98m). Para o condomínio 2 é a ligação dos

trechos A-D e A-F (16,99m). A melhor localização para o grupo gerador foi definida utilizando-se a

Equação 3 e os dados para os cálculos estão na Tabela 43.

Tabela 43 – Alternativas para a localização dos grupos geradores no cenário 3

Condo-mínio

Pro-dutor

Tipo prod.

Qtde. suínos

Volume de biogás (m3/dia)

Compri-mento total da rede de gás (Km)

Distância máxima percorrida pelo biogás (Km)

Maior vazão de biogás em um trecho da rede (m3/h)

Localiz. Ideal = maior valor

B UCT124 1.200 528,00 14,98 14,98 19,00 0,0452 C UPL 888 301,92 14,98 8,80 22,00 0,0307 1 E UCT 350 154,00 14,98 14,98 34,58 0,0823

TOTAL 2.438 983,92 A UPL125 607 206,38 16,99 9,91 8,87 0,0158 D UPL 515 175,10 16,99 16,99 17,47 0,0535 2 F UPL 626 212,84 16,99 16,99 15,90 0,0487

TOTAL 1.748 594,32

A Tabela 43 demonstra que a melhor localização para o grupo gerador do condomínio 1 é a

propriedade C, ligando-se E-C e B-C, e para o grupo gerador do condomínio 2 é a propriedade A,

ligando-se D-A e F-A, que obtiveram menor índice. O resultado pode ser observado na Figura 27.

124 UCT = unidade de crescimento e terminação. 125 UPL = unidade de produção de leitões.



112

Figura 27 - Cenário 3 – Dois condomínios de geração distribuída

Dimensionamento dos grupos geradores

A produção de biogás dos produtores do condomínio 1 é de 1.578,24 m3/dia (Tabela 25), o que

corresponde a 65,76 m3/hora. Efetuando-se os cálculos, conforme descrito em Material e Métodos,

isso corresponde a um grupo gerador de 143 KVA. A um custo estimado de R$ 800,00 / KVA

(segundo tabela de características de grupos geradores - Tabela 28), o custo total do grupo gerador é

de R$ 114.000,00 para funcionamento de 24 hrs./dia e R$ 274.613,76 para funcionamento de 10

hrs./dia.

Acumulador de biogás

Assim como foi feito para o cenário 2, dimensiona-se os acumuladores para armazenar biogás para

uma parada de até dez horas dos geradores. Considerando que a vazão total calculada é de 41,00

m3/h para o condomínio 1 e 24,76 m3/h para o condomínio 2, (983,92 e 594,32 m3/dia da Tabela



113

43), são necessários acumulador de 400 m3 para o condomínio 1 e de 248 m3 para o condomínio 2.

O acumulador é semelhante a um biodigestor, sem a lagoa de dejetos. Adota-se o valor de R$ 75,00

/ m3, metade do custo de referência de um biodigestor (Tabela 19)126. Chega-se aos custos de R$

30.748,00 e R$ 18.573,00 para os condomínios 1 e 2 respectivamente.


Considerando o volume de biogás gerado, 983,91 e 594,32 m3/dia (Tabela 43), para os

condomínios 1 e 2 respectivamente, tem-se uma potência necessária de 171,20 KW e 103,41 KW

(produtividade energética de 1,74 KW/m3 da Tabela 19) respectivamente, resultando em dois

painéis de proteção para o condomínio 1 (R$ 40.000,00) e um painel de proteção para o condomínio

2 (R$ 20.000,00).

Dimensionamento e custo da rede de gás

Assim como foi feito para o cenário 2, o dimensionamento da rede de gás para os dois condomínios

foi feito conforme descrito em Materiais e Métodos, utilizando-se a Equação 4 e a Equação 5.

Conhecida a vazão e o comprimento do trecho, foi possível calcular o diâmetro e a pressão máxima

de saída. Os dados resultantes estão apresentados na Tabela 44.

Tabela 44 – Dados por trecho da rede de biogás no cenário 3

Condo-mínio

Trecho Biogás dos produtores

Comprimento do trecho (m)

Vazão de biogás no trecho (m3/h)



E-C E 8.800 6,41 28,83 40 1 C-B B 6.180 22,00 42,53 50 A-D D 9.910 7,30 31,03 40 2 A-F F 7.080 8,87 31,12 40

A Tabela 45 mostra a relação de materiais e serviços necessários para a construção da rede de cada

um dos condomínios do cenário 3. Os dados são apresentados na tabela por condomínio 1 e 2.

126 Por falta de informações mais precisas sobre o custo de um acumulador, adotou-se a metade do custo de um biodigestor, considerando que um acumulador nada mais é do que um biodigestor canadense sem a lagoa dos dejetos.



114

Tabela 45 – Especificações e custos da rede de biogás no cenário 3

Condo-mínio

Descrição do material Unid. Quanti-dade

Custo unit. (R$)127 128

Custo total (R$)


m 8.800 2,76 24.288,00


m 6.180 4,29 26.512,00


pçs 4 27,00130 108,00

Serviço de instalação da tubulação em região rural m 14.980 8,00 119.840,00 Serviço de instalação das conexões instalação 4 25,00 100,00

1

Custo total da rede de biogás do condomínio 1 170.848,00 Tubo de polietileno de alta densidade (PEAD), diâmetro 40 mm, PE 80 SDR 17 PN 10131 – esp. 2,4 mm.

m 16.990 2,76 46.892,00


pçs 4 27,00132 108,00


2

Custo total da rede de biogás do condomínio 2 183.195,00


São feitas para o cenário 3 as mesmas considerações do cenário 2 quanto ao investimento

individual, investimento coletivo, custos de operação e manutenção e retornos financeiros. Para

calcular estes valores para cada produtor, considera-se a proporcionalidade do volume que cada



investimento e seu retorno serão da mesma ordem.

127 Preços unitários das peças fornecidos pela FGS Brasil. 128 Preços unitários do serviço de instalação fornecidos pela Instalgás. 129 PE 80 SDR 17 PN 10 – padrões vinculados ao tipo do material e à resistência à pressão do tubo, neste caso, para baixas pressões (até 7 Kg/cm2) 130 Preço médio das conexões. 131 PE 80 SDR 17 PN 10 – padrões vinculados ao tipo do material e à resistência à pressão do tubo, neste caso, para baixas pressões (até 7 Kg/cm2) 132 Preço médio das conexões.



115

Tabela 46 – Investimentos e custos de operação para os condomínios no cenário 3 (10hrs/dia)133

Condomínio 1 Condomínio 2 Produtor Unidade

B C E A D F

Tipo de unidade ----- UCT UPL UCT UPL UPL UPL

Investimentos


R$ 115.200,00 49.284,00 33.600,00 33.688,00 28.583,00 34.743,00


R$ 630,00 365,00 184,00 250,00 212,00 257,00


R$ 4.536,00 2.633,00 1.323,00 1.800,00 1.527,00 1.856,00


R$ 105.947,00 60.582,00 30.901,00 36.684,00 31.124,00 37.832,00


R$ 21.465,00 12.274,00 6.261,00 6.945,00 5.892,00 7.162,00

Projeto de MDL ----- ----- ----- ----- ----- ----- -----


R$ 45.000,00 / 3 =

15.000,00

45.000,00 / 3 =

15.000,00

45.000,00 / 3 =

15.000,00

45.000,00 / 3 =

15.000,00

45.000,00 / 3 =

15.000,00

45.000,00 / 3 =

15.000,00


R$ 16.500,00 9.435,00 4.813,00 6.449,00 5.472,00 6.651,00

Rede de biogás R$ 91.682,00 52.425,00 26.741,00 63.615,00 53.973,00 65.606,00


R$ 370.960,00 201.999,00 118.822,00 164.432,00 141.783,00 169.109,00

Desembolsos anuais


R$/ano 800,00 800,00 800,00 800,00 800,00 800,00


R$/ano 1765,00 1.010,00 515,00 611,00 519,00 631,00


R$/ano ----- ----- ----- ----- ----- -----


R$/ano 2.566,00 1.810,00 1.315,00 1.411,00 1.319,00 1.431,00

Depreciação


R$/ano 5.760,00 2.464,00 1.680,00 1.684,00 1.429,00 1.737,00


R$/ano 3.532,00 2.019,00 1.030,00 1.223,00 1.037,00 1.261,00


9.292,00 4.483,00 2.710,00 2.907,00 2.467,00 2.998,00




116

Tabela 47 – Receitas dos condomínios no cenário 3 (10hrs/dia)134


B C E A D F



R$/ano ----- ----- ----- ----- ----- -----


R$/ano 42.996,00 24.586,00 12.541,00 16.806,00 14.259,00 17.332,00


R$/ano 7.174,00 1.687,00 610,00 1.305,00 939,00 1.388,00


R$/ano 38.929,00 22.520,00 11.354,00 15.393,00 13.060,00 15.875,00


Tabela 48 – Indicadores financeiros para os condomínios dos cenário 3 (10 hrs/dia)135

Condomínio 1 Condomínio 2 Produtor Unid.

B C E A D F



VPL R$ -15.135,99 769,13 -17.429,74 -27.972,40 -26.517,65 -28.272,84


TMA/TIR % 1,12 1,01 1,65 1,84 2,02 1,82

TMA/TIR (CC)136 % 0,91 0,93 1,50 1,57 1,75 1,55


VPL R$ -135,99 14.230,87 -2.429,74 -12.972,40 -11.517,65 -13.272,84


TMA/TIR % 1,00 0,84 1,06 1,30 1,31 1,29

TMA/TIR (CC) % 0,82 0,78 1,00 1,15 1,18 1,14


VPL R$ -164.331,64 -80.751,16 -50.320,14 -77.898,18 -66.602,65 -80.230,89

Payback simples Anos Mais de 12 12 Mais de 12 Mais de 12 Mais de 12 Mais de 12

TMA/TIR % -2,68 -3,73 -2,20 -1,69 -1,65 -1,70

TMA/TIR (CC) % -12,09 -7,18 -2,73 -2,20 -2,04 -2,23

134 Funcionamento do grupo gerador durante 10 horas por dia. 135 Funcionamento do grupo gerador durante 10 horas por dia. 136 (CC) Mesmos cálculos efetuados considerando a possibilidade de um projeto de MDL e créditos de carbono.



117

Percebe-se, pela Tabela 48 que no cenário 3, para 10 hroas de operação do grupo gerador, os

condomínios não são viáveis financeiramente. Apenas o condomínio 1 chega próximo da

viabilização na situação com venda do excedente de energia à concessionária, sem a necessidade de

compra de trator e equipamentos de aplicação do biofertilizante e considerando o custo evitado da

compra de fertilizantes artificiais. Nota-se também a pouca influência do cédito de carbono para a

viabilização dos investimentos, caracterizado nas linhas identificadas com TMA/TIR (CC).

5.5.6 Cenário 4: Incorporação de produtores menores aos gasodutos do cenário 2

A próxima pergunta a se fazer é: “qual seria o impacto para os seis maiores produtores, no

condomínio do cenário 3, ao se incorporar ao condomínio o biogás de produtores menores que se

situam nas proximidades do gasoduto?”.

Os dados destes produtores menores foram obtidos em levantamento adicional. Não foi feito o

cálculo de viabilidade para estes pequenos produtores. A estratégia adotada aqui foi apenas calcular

o volume de biogás produzido por estas propriedades, adicioná-lo ao gasoduto principal e verificar

o impacto para os seis maiores produtores do primeiro levantamento. Considera-se, portanto, que

estes produtores do levantamento adicional incorporados à rede o fazem porque para cada um deles

há viabilidade financeira. Caberia um estudo mais detalhado para confirmar tal hipótese.

Para se calcular qual seria este impacto, repete-se os procedimentos feitos para o cenário 2

alterando-se a proporcionalidade do investimento e dos retornos de cada um dos seis maiores

produtores, considerando o volume de biogás a ser acrescido ao volume total de biogás gerado pelo

condomínio. Também é necessário rever o dimensionamento da tubulação em função do volume de

biogás adicionado.

Primeiramente fez-se uma estimativa do volume de biogás gerado por cada um dos produtores do

levantamento adicional. Como estes produtores são, em sua maioria, produtores de gado leiteiro e

de corte, utiliza-se os valores da Tabela 49 como referência.

Tabela 49 – Coeficientes de produção animal de esterco e biogás137 Espécie animal e condições de criação

Esterco (Kg/animal/dia)

Biogás (m3/animal/dia)

Bovino estabulado 30,00 1,31 Bovino semiestabulado 15,00 0,56 Bovino não estabulado 10,00 0,36

Suíno UPL (Tabela 19) 3,74 0,34

Suíno UCT (Tabela 19) 4,90 0,44

137 LUCAS JR. & SILVA, 2005 apud BLEY JR. & GALIKIN, 2009, pg. 21.



118

A Tabela 50 reapresenta os dados levantados em campo, agora com o objetivo de calcular o

volume de biogás produzido. A última coluna (volume de biogás) foi calculada pela somatória da

multiplicação de cada quantidade de animal pelo respectivo volume de biogás produzido por dia

(Tabela 49).

Tabela 50 – Produção de biogás dos produtores do levantamento adicional Condomínio Produtor Gado Semi-

estabulado (quantidade)

Gado não-estabulado (quantidade)

Suínos em UPL (quantidade)

Suínos em UCT (quantidade)

Volume de biogás (m3/dia)

X1 51 0 0 10 32,96 X2 20 0 0 0 11,20 X3 80 20 44 56 91,60 X4 30 80 35 45 77,30 Total adicional do condomínio 1 213,06 Volume de biogás do primeiro levantamento para o condomínio 1 983,92

1

Volume total de biogás do condomínio 1 1.196,98 X5 20 11,20 X6 23 11 13,12 X7 40 22,40 X8 14 7,84 X9 8 5 13 17 18,18 X10 40 22,40 Total adicional do condomínio 2 95,14 Volume de biogás do primeiro levantamento para o condomínio 2 594,32

2

Volume total de biogás do condomínio 2 689,46

A Tabela 51 mostra o redimensionamento das tubulações de cada um dos condomínios em função

da entrada do biogás dos produtores do levantamento adicional.

Tabela 51 – Dados por trecho da rede de biogás no cenário 4

Condo-mínio

Trecho Biogás dos produto-res

Compri-mento do trecho (m)

Vazão original de biogás no trecho (m3/h)

Vazão adicional (m3/h)

Vazão total (m3/h)



E-C E 8.800 6,41 8,88 15,28 39,94 50 C-B B 6.180 22,00 0 22,00 42,53 50 X1 X1 475 1,37 1,37 8,80 20 X2 X2 356 0,47 0,47 5,55 20 X3-X4 X3 980 3,82 3,82 15,03 20

1

X4 X3 e X4 3.992 7,04 7,04 25,33 32 A-D D 9.910 7,30 3,96 11,26 36,51 50 A-F F 7.080 8,87 0 8,87 31,12 40 X5-X7 X5 340 0,47 0,47 5,50 20 X6 X6 8 0,55 0,55 2,67 20 X7 X5 e X7 384 1,40 1,40 8,49 20 X8-X9 X8 350 0,33 0,33 4,84 20

2

X9 X8 e X9 1980 1,08 1,08 10,84 20



119

Tabela 52 – Especificações e custos da rede de biogás no cenário 4

Condo-mínio

Descrição do material Unid. Quanti-dade

Custo unit. (R$)138 139

Custo total (R$)


m 1.811,00 1,85 3.350,00


m 3.992,00 2,34 9.341,00


m 14.980 4,29 64.264,00


pçs 14 27,00140 378,00


1

Custo total da rede de biogás do condomínio 1 243.947,00 Tubo de polietileno de alta densidade (PEAD), diâmetro 20 mm, PE 80 SDR 17 PN 10 – esp. 1,5 mm.

m 3.062 1,85 5.665,00


m 7.080 2,76 19.541,00


m 9.910 4,29 42.514,00


pçs 16 27,00142 432,00


2

Custo total da rede de biogás do condomínio 2 204.347,00


Para o cenário 4 são válidas as considerações feitas para os cenários 2 e 3 quanto ao investimento

individual, investimento coletivo, custos de operação e manutenção e retornos financeiros. Para

calcular estes valores para cada produtor, considera-se a proporcionalidade do volume que cada



138 Preços unitários das peças fornecidos pela FGS Brasil. 139 Preços unitários do serviço de instalação fornecidos pela Instalgás. 140 Preço médio das conexões. 141 PE 80 SDR 17 PN 10 – padrões vinculados ao tipo do material e à resistência à pressão do tubo, neste caso, para baixas pressões (até 7 Kg/cm2) 142 Preço médio das conexões.



120

investimento e seu retorno serão da mesma ordem. O volume total de biogás do condomínio é a

soma do volume do primeiro levantamento (seis maiores produtores) com o volume do

levantamento adicional.

Tabela 53 – Investimentos e custos de operação para os condomínios no cenário 4 (10hrs/dia)143


B C E A D F


Investimentos


R$ 115.200,00 49.284,00 33.600,00 33.688,00 28.583,00 34.743,00


R$ 630,00 365,00 184,00 250,00 212,00 257,00


R$ 4.536,00 2.633,00 1.323,00 1.800,00 1.527,00 1.856,00


R$ 93.198,00 53.297,00 27.183,00 46.766,00 39.678,00 48.230,00


R$ 26.466,00 15.134,00 7.719,00 11.973,00 10.159,00 12.348,00

Projeto de MDL ----- ----- ----- ----- ----- ----- -----


R$ 45.000,00 / 7 =

6.429,00

45.000,00 / 7 =

6.429,00

45.000,00 / 7 =

6.429,00

45.000,00 / 9 =

5.000,00

45.000,00 / 9 =

5.000,00

45.000,00 / 9 =

5.000,00


R$ 16.500,00 9.435,00 4.813,00 6.449,00 5.472,00 6.651,00

Rede de biogás R$ 107.607,00 61.532,00 31.386,00 61.168,00 51.897,00 63.083,00


R$ 370.566,00 198.104,00 112.635,00 167.095,00 142.527,00 172.169,00

Desembolsos anuais


R$/ano 343,00 343,00 343,00 267,00 267,00 267,00


R$/ano 666,00 380,00 194,00 260,00 220,00 268,00


R$/ano ----- ----- ----- ----- ----- -----


R$/ano 1.009,00 724,00 537,00 526,00 487,00 535,00

Depreciação




121


R$/ano 5.760,00 2.464,00 1.680,00 1.684,00 1.429,00 1.737,00


R$/ano 1.331,00 761,00 388,00 519,00 441,00 536,00


7.091,00 3226,00 2068,00 2.204,00 1.870,00 2.273,00

Tabela 54 – Receitas dos condomínios no cenário 4 (10hrs/dia)144


B C E A D F



R$/ano ----- ----- ----- ----- ----- -----


R$/ano 42.996,00 24.586,00 12.541,00 16.806,00 14.259,00 17.332,00


R$/ano 5.8970,00 1.386,00 502,00 1.125,00 810,00 1.196,00


R$/ano 38.929,00 22.520,00 11.354,00 15.393,00 13.060,00 15.875,00


Tabela 55 – Indicadores financeiros para os condomínios dos cenário 4 (10 hrs/dia)145

Condomínio 1 Condomínio 2 Produtor Unid.

B C E A D F

Tipo de unidade

----- UCT UPL UCT UPL UPL UPL


VPL R$ -13.171,38 4.849,99 -9.419,54 -28.500,78 -25.109,18 -29.200,98

Payback simples

Anos 7 7 8 8 8 8

TMA/TIR % 1,10 0,94 1,28 1,85 1,90 1,84

TMA/TIR (CC)146

% 0,93 0,88 1,20 1,61 1,69 1,60


VPL R$ -6.742,81 11.278,56 -2.990,97 -23.500,58 -20.109,18 -24.200,98

Payback simples

Anos 7 7 7 8 8 8

144 Funcionamento do grupo gerador durante 10 horas por dia. 145 Funcionamento do grupo gerador durante 10 horas por dia. 146 (CC) Mesmos cálculos efetuados considerando a possibilidade de um projeto de MDL e créditos de carbono.



122

TMA/TIR % 1,05 0,87 1,08 1,63 1,64 1,63

TMA/TIR (CC)

% 0,89 0,82 1,02 1,44 1,48 1,44


VPL R$ -170.938,47 -83.703,47 -50.881,37 -88.426,36 -75.194,48 -91.159,03

Payback simples

Anos Mais de 12 12 Mais de 12 Mais de 12 Mais de 12 Mais de 12

TMA/TIR % -2,50 -3,51 -2,30 -1,46 -1,45 -1,46

TMA/TIR (CC)

% -6,11 -5,53 -2,75 -1,43 -1,68 -1,76

5.5.7 Comparativo entre os cenários 1, 2, 3 e 4

O comparativo é feito considerando os quatro cenários apresentados anteriormente. As 5 opções

consideradas são:

• Opção 1: COM venda de energia excedente à concessionária, COM a compra de trator e

equipamentos para aplicação de biofertilizante e COM o custo evitado da compra de

fertilizantes;

• Opção 2: COM venda de energia excedente à concessionária, SEM a compra de trator e


fertilizantes;

• Opção 3: COM venda de energia excedente à concessionária, SEM a compra de trator e

equipamentos para aplicação de biofertilizante e SEM o custo evitado da compra de

fertilizantes;

• Opção 4: SEM venda de energia excedente à concessionária, COM a compra de trator e


biofertilizante – válida apenas para o cenário 1;

• Opção 5: SEM venda de energia excedente à concessionária, SEM a compra de trator e


biofertilizante – válida apenas para o cenário 1.



123

A Tabela 56 apresenta o indicador TMA/TIR para cada produtor, cenário e opção. Esta tabela

permite perceber qual é a melhor alternativa de investimento para cada produtor, considerando a

taxa interna de retorno - TIR. Por exemplo, para o produtor B, a melhor alternativa (sinalizada

por TMA/TIR = 0,45), é investir individualmente (cenário 1) na opção 2, ou seja, com venda do

excedente de energia à concessionária, sem a compra dos equipamentos para aplicação de

biofertilizante e considerando o custo evitado da compra de fertilizantes artificiais. As células

preenchidas com traço (---) indicam que a opção não se aplica àquele cenário. Por exemplo, as

opções sem venda do excedente de energia à concessionária não se aplicam aos cenários de

condomínio, tendo em vista que o condomínio não possui consumo próprio de energia, portanto,

se a venda à concessionária não ocorrer, a energia gerada no condomínio não tem utilidade. As

células preenchidas com valor em preto e negrito representam opções financeiramente viáveis

para os respectivos cenários, consideranto o parâmetro TMA/TIR. Na cor vermelha estão as

situações inviáveis para o cenário, considerando o mesmo parâmetro.

Tabela 56 – Comparativo entre os cenários – TMA/TIR147

147 TMA/TIR – taxa mínima de atratividade dividida pela taxa interna de retorno. Para um investimento ser viável, deve estar entre 0 e 1. Quanto mais próxima de 1, maior é o risco do empreendimento.

Grupo gerador funcionando 10 hrs/dia sem créditos de carbono

Grupo gerador funcionando 10 hrs./dia com créditos de carbono

Opção149 Opção Produtor

Cenário148

1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 1,62 0,66 -9,31 -1,67 4,78 1,12 0,54 0 -5,61 1,40 2 1,86 1,55 -1,50 --- --- 1,75 1,46 -1,62 --- --- 3 1,84 1,30 -1,69 --- --- 1,57 1,15 -2,20 --- ---

A

4 1,85 1,63 -1,46 --- --- 1,61 1,44 -1,43 --- --- 1 0,60 0,45 2,09 15,18 2,04 0,47 0,37 -0,74 1,42 0,84 2 2,12 1,95 -1,36 --- --- 1,69 1,58 -1,77 --- --- 3 1,12 1,00 -2,68 --- --- 0,91 0,82 -12,09 --- ---

B

4 1,10 1,05 -2,50 --- --- 0,93 0,89 -6,11 --- --- 1 0,81 0,49 2,81 37,55 1,36 0,65 0,42 -0,75 2,24 0,81 2 1,72 1,52 -1,53 --- --- 1,58 1,41 -1,73 --- --- 3 1,01 0,84 -3,73 --- --- 0,93 0,78 -7,18 --- ---

C

4 0,94 0,87 -3,51 --- --- 0,88 0,82 -5,53 --- --- 1 2,78 0,79 -3,46 -1,32 10,41 1,61 0,63 0 -2,82 1,71 2 1,94 1,56 -1,49 --- --- 1,84 1,49 -1,59 --- --- 3 2,02 1,31 -1,65 --- --- 1,75 1,18 -2,04 --- ---

D

4 1,90 1,64 -1,45 --- --- 1,69 1,48 -1,68 --- --- 1 -32,70 1,30 -1,49 -0,86 -2,33 -3,26 0,85 0 -1,58 -4,89 2 2,82 2,06 -1,30 --- --- 2,57 1,92 -1,39 --- --- 3 1,65 1,06 -2,20 --- --- 1,50 1,00 -2,73 --- ---

E

4 1,28 1,08 -2,30 --- --- 1,20 1,02 -2,75 --- --- 1 1,38 0,61 -5,35 -2,54 2,24 1,00 0,51 -0,58 80,84 1,07 2 1,84 1,54 -1,50 --- --- 1,73 1,46 -1,63 --- --- 3 1,82 1,29 -1,70 --- --- 1,55 1,14 -2,23 --- ---

F

4 1,84 1,63 -1,46 --- --- 1,60 1,44 -1,76 --- ---



124

Algumas conclusões podem ser tiradas da Tabela 56. Os condomínios de geração distribuída de

energia não são uma boa opção para estes produtores do município de Cuz Machado, se considerada

a taxa interna de retorno – TIR – como parâmetro de decisão. Isso porque a distância estre os

produtores é muito alta, o que resulta em custo elevado do casoduto que compõe o condomínio. O

cenário de investimento individual é o mais atrativo em todos os casos, com exceção do produtor E.

Este produtor possui 350 suínos em UCT e um consumo próprio de energia de 200 KWh/mês.

Como foi visto na análise dos requisitos mínimos de produção para a instalação de um grupo

gerador, para um consumo de 200 KWh/mês de energia, seria necessário no mínimo 400 suínos em

UCT (Figura 27).

Em relação aos créditos de carbono, caso fosse possível a implantação de um projeto de MDL,

observa-se que sua contribuição é muito pequena para a viabilização dos investimentos. Nos casos

em que o investimento é viável, pela TIR, a incorporação do crédito de carbono na análise diminui

um pouco o risco do negócio. Em alguns casos, em que a viabilidade do investimento está no limite,

o crédito de carbono poderia ter influência na decisão. É o caso do produtor B, no cenário 3, opção

1.

Uma outra percepção interessante é que nenhuma alternativa foi viabilizada sem a venda da energia

para a concessionária de distribuição – opções 4 e 5 -, a exceção dos produtores B e C, se

considerados os créitos de carbono na análise.

A incorporação de produtores menores contribuindo para o condomínio – cenário 4 – não se

mostrou atrativa o suficiente para justificar o investimento para todos os proprietários. Mas pode-se

perceber que em uma situação em que o custo do gasoduto seja menor, a incorporação destes

produtores menores melhoriaria a situação do conjunto.

Mas a principal conclusão que se pode tirar da Tabela 56 é que para estes produtores do município

de Cruz Machado, com exceção do produtor E, a melhor alternativa é o investimento individual

(cenário 1), na opção 2, ou seja, com venda do excedente de energia à concessionária, sem a compra

dos equipamentos para aplicação de biofertilizante e considerando o custo evitado da compra de

fertilizantes artificiais.

148 Cenário 1: produtores investindo individualmente; cenário 2: um único condomínio de geração distribuída com os seis produtores; cenário 3: dois condomínios de energia distribuída com três produtores cada; cenário 4: incorporação de produtores menores à situação do cenário 3.

149 Ver descrição das opções na página 122.



125

A Tabela 56 também demonstra que a viabilidade dos empreendimentos é extremamente

dependente do custo evitado da compra de fertilizantes artificiais (nenhuma situação viabilizada na

opção 3). Isto significa que naquelas propriedades em que os produtores já possuem esterqueira e já

utilizam o biofertilizante em suas lavouras – é o caso de todas as seis propriedades investigadas

neste trabalho -, o investimento na geração de energia é pouco atraente do ponto de vista

estritamente financeiro.

Portanto, há que se considerar os ganhos ambientais e sociais destes investimentos e incentivá-los

por políticas públicas. Tais ganhos estão associados à redução dos gases de efeito estufa, melhoria

da qualidade ambiental das propriedades e geração de emprego e renda rural. Considerando-se esta

última questão, uma análise econômica local, e não apenas financeira como foi o caso deste

trabalho, poderia demonstrar a viabilidade dos investimentos com eventuais subsídios públicos.

Para considerar outras alternativas como esta, é importante perceber as situações aqui apresentadas

não somente do ponto de vista estritamente financeiro como foi o caso até este ponto em que foi

utilizada a taxa interna de retorno – TIR – como parâmetro de análise. A Tabela 57 mostra o mesmo

comparativo entre produtores, cenários e opções da Tabela 56, mas agora considerando o payback

simples como parâmetro de análise. A tabela mostra em vermelho os resultados de payback simples

maiores que 10 anos. Quando o resultado é maior que 12 anos, é mostrado “>12”.

A Tabela 57 mais uma vez deixa claro que o custo evitado da compra de fertilizantes artificiais

(opção 3) é preponderante na análise financeira destes investimentos, tendo em vista que quando

este custo não é considerado, o payback simples resulta no mínimo em 9 anos e na maioria dos

casos, acima de 12 anos.

A necessidade de venda do excedente de energia a concessinária é outro ponto crítico. No cenário 1

(investimentos individuais), opções 4 e 5, o investimento de alguns produtores mostra-se viável

pelo payback simples, mas em um período muito alto, de 8 a 10 anos.



126

Tabela 57 – Comparativo entre os cenários – PAYBACK SIMPLES150

A conclusão é que uma política pública que venha a favorecer o investimento em biodigestores e

grupos geradores para a geração de biogás e energia, deve considerar subsídios devido a: produção

e utilização de fertilizantes naturais, redução de gases de efeito estufa, melhoria das condições

ambientais rurais e geração de emprego e renda. Esta última deve ser melhor analisada por meio de

um estudo econômico local.

150 PAYBACK SIMPLES – tempo necessário para que o investimento se pague, sem considerar a incidência da taxa média de atratividade – TMA. 151 Cenário 1: produtores investindo individualmente; cenário 2: um único condomínio de geração distribuída com os seis produtores; cenário 3: dois condomínios de energia distribuída com três produtores cada; cenário 4: incorporação de produtores menores à situação do cenário 3.

152 Ver descrição das opções na página 122.

Grupo gerador funcionando 10 hrs/dia sem créditos de carbono

Opção152 Produtor

Cenário151

1 2 3 4 5 1 8 6 11 > 12 10 2 8 8 >12 --- --- 3 8 8 >12 --- ---

A

4 8 8 >12 --- --- 1 6 5 9 10 8 2 9 8 >12 --- --- 3 7 7 12 --- ---

B

4 7 7 12 --- --- 1 6 5 9 10 8 2 8 8 >12 --- --- 3 7 7 >12 --- ---

C

4 7 7 >12 --- --- 1 9 6 12 >12 10 2 8 8 >12 --- --- 3 8 8 >12 --- ---

D

4 8 8 >12 --- --- 1 11 8 >12 >12 >12 2 9 9 >12 --- --- 3 8 7 >12 --- ---

E

4 8 7 >12 --- --- 1 8 6 10 >12 9 2 8 8 >12 --- --- 3 8 8 >12 --- ---

F

4 8 8 >12 --- ---



127

6 Conclusões

Os resultados aqui alcançados demonstram que o investimento em geração distribuída a partir de

dejetos animais ainda é uma questão em aberto, sem respostas claras e seguras. Há que se

desenvolver muito estudo sobre o tema para se chegar a respostas mais precisas. O que se pode

concluir é que, nas condições em que estes seis produtores de Cruz Machado se encontram, o

investimento em biodigestores e grupos geradores não é viável, do ponto de vista da análise

estritamente financeira, se não houver uma política de incentivos.

Os ganhos destes empreendimentos, entretanto, vão muito além dos benefícios financeiros. São

ganhos ambientais pela melhoria do ambiente das propriedades, pela redução da emissão de gases

de efeito estufa, pela melhoria da qualidade da água e pela geração de emprego e renda. Nestes seis

maiores produtores de suínos do município de Cruz Machado, o potencial de redução de

hidrocontaminantes é significativo pelo uso de biodigestores: os 4.186 suínos nestas propriedades

geram 25,32 m3 de dejetos por dia que representam 4,4 mil a 5,9 mil Kg diários de DQO, 57,73 Kg

diários de fósforo, 84 a 101 Kg diários de nitrogênio total e 47,6 Kg diários de potássio. Produzem

971,47 toneladas equivalentes de CO2 por ano que contribui para o fenômeno do aquecimento

global. O biofertilizante gerado pelos biodigestores nestes seis maiores produtores de suínos podem

atender a uma área de lavoura em torno de 187 a 228 hectares, reduzindo assim o uso de

fertilizantes artificiais, melhorando por conseqüência a qualidade alimentar e a qualidade do solo e

da água. Esta prática, entretanto, já se verifica pelo uso de esterqueiras nestas propriedades.

Do ponto de vista energético, a energia potencial a ser gerada por grupos geradores nestes seis

maiores produtores, 65,81 MWh/mês, pode suprir 14,5% do consumo rural do município de Cruz

Machado, que é de 452,78 MWh (COPEL, 2009-b). Isso representa redução da demanda para

grandes obras de geração centralizada de energia elétrica e, portanto, redução de seus respectivos

impactos. Entretanto, a geração distribuída não pode ser vista como substituta do sistema tradicional

de geração, transmissão e distribuição de energia elétrica instalado no país, mas como complemento

deste, que reduz as pressões para a construção de novos empreendimentos centralizados.

A possibilidade de vinculação de projetos de MDL e obtenção de créditos de carbono contribuiria

muito pouco para melhorar os resultados, como pode ser observados pelos números apresentados

neste trabalho. Além disso, as restrições impostas pelas empresas de consultoria autorizadas pelo

IPCC dificultam a proposição de projetos MDL de pequeno porte como é o caso da suinocultura no

Estado do Paraná. A exigência, por parte destas empresas, de quantidade mínima de 10 mil tCO2e

para a aceitação de um projeto de MDL cria restrições que só podem ser superadas pela união de



128

inúmeros investimentos em um único projeto de MDL. Este volume limite de CO2 equivalente

exige um plantel de suínos de 31.055 em unidade de crescimento e terminação (UCT), 55.804 em

unidade de produção de leitões (UPL) e 38.710 em unidades de ciclo completo (UCC), que

caracterizam unidades de produção extremamente grandes.

Para a viabilização de qualquer empreendimento deste tipo é essencial considerar a venda da

energia elétrica para a concessionária de distribuição de energia e o custo evitado da compra de

fertilizantes artificiais devido à produção de biofertilizante dos dejetos. Este custo evitado,

entretanto, já ocorre mesmo sem o investimento, tendo em vista que os produtores analisados já

possuem esterqueira e utilizam o biofertilizante em suas lavouras.

Foi identificado neste trabalho um número mínimo de suínos para justificar financeiramente um

investimento em biodigestores e grupos geradores. Este número, de 436 a 467 suínos em UPL e 376

a 403 suínos em UCT, varia em função do consumo de energia da propredade (variação de 0 a

1.000 KWh mês) e considera a venda do excedente de energia à concessionária e o custo evitado da

compra de fertilizante artificial.

Quanto à venda de energia elétrica produzida à concessionária de energia, deve-se considerar que

ainda não existe uma normatização que possibilite esta prática em larga escala. A Copel,

Companhia Paranaense de Energia, junto com a Itaipu Binacional, está desenvolvendo projetos-

piloto no Estado do Paraná, com a autorização da ANEEL – Agência Nacional de Energia Elétrica –

e uma das intenções destes estudos é subsidiar a criação de uma política de incentivo à geração

distribuída de energia elétrica. Estas experiências demonstraram a viabilidade técnica de interligar

com segurança geradores de pequeno porte à rede de distribuição de energia por meio de um painel

de segurança desenvolvido pela Copel. Mas, por enquanto, a falta de normatização ainda é uma

limitante que deverá ser solucionada em curto prazo.

Este trabalho considerou alguns possíveis cenários: investimentos individuais nas propriedades ou a

constituição de condomínios de geração distribuída de energia. Em um condomínio, os diversos

produtores contribuem com o biogás que alimenta um único grupo gerador. A implantação de um

condomínio de geração distribuída pode parecer, num primeiro momento, uma solução atraente para

resolver o problema de escala de pequenos produtores. Entretanto, o custo da rede de biogás

necessária para interligar as propriedade ao grupo gerador pode inviabilizar o projeto. O custo do

gasoduto é proporcional à distância geográfica existente entre os produtores. Os cálculos

financeiros deste estudo demonstraram que um ou dois condomínios no município de Cruz

Machado, unindo os seis maiores produtores, é inviável. Uma possível solução para evitar o alto



129

custo do gasoduto seria transportar o dejeto a um biodigestor central, ao invés de transportar o

biogás, mas tal prática não é simples considerando que o transporte do dejeto exige tecnologia e

pode se tornar caro devido ao peso do esterco misturado com água.

Este trabalho não tem a pretensão de ser conclusivo em relação à viabilidade ou não da implantação

da geração distribuída de energia de dejetos de suínos no município de Cruz Machado. O que ele

deixa claro é que os cálculos estritamente financeiros não são favoráveis e que uma eventual análise

para a sua implantação deve considerar ganhos ambientais e econômicos no âmbito do

desenvolvimento local. A geração de emprego e renda e a necessária mão-de-obra qualificada

resultantes da implantação de tais empreendimentos são questões a serem consideradas no âmbito

da gestão pública local ou regional e podem gerar políticas de incentivo para tais investimentos

privados.

Embora ainda incipiente, como demonstrado pelos resultados deste estudo, a geração distribuída de

energia é uma opção real para se criar condições para o desenvolvimento local sustentável,

promovendo soluções ambientalmente saudáveis, socialmente justas e economicamente viáveis. A

geração distribuída de energia não deve ser vista, entretanto, como a solução milagrosa para o

problema do abastecimento de energia, mas, motivada pelo viés ambiental e social, como um

complemento à geração centralizada e como alternativa para reduzir a pressão sobre os sistemas

centralizados tradicianais e seus respectivos impactos.



130

7 Recomendações

Os resultados deste trabalho deixam claro que a análise estritamente financeira desconsidera alguns

fatores importantes para o contexto local. Sugere-se a realização de um estudo que aborde tais

empreendimentos do ponto de vista econômico local (e não somente financeiro), considerando a

geração de emprego e renda resultante, a necessidade de mão de obra qualificada, a melhoria das

condições do campo, a independência local em termos de produção de energia e os benefícios

ambientais.

Neste trabalho foi sugerida uma metodologia simplificada para definir a localização do grupo

gerador em um condomínio de geração distribuída de energia (Equação 3 em materiais e métodos).

Um cálculo mais preciso desta localização poderia ser feito a partir do levantamento dos custos de

cada trecho da rede de biogás para assumir como melhor alternativa aquela com menor custo total.

Trabalhos futuros poderiam detalhar os estudos de viabilidade financeira dos produtores menores

que se ligam ao condomínio de geração de energia distribuída (caso do levantamento complementar

que foi realizado neste trabalho). O método adotado aqui limitou-se a estudar os efeitos desta

interligação para os maiores produtores do condomínio (cenário 3), mas não investigou a situação

de cada produtor menor que se interliga (cenário 4).

Uma possibilidade de considerar o impacto da emissão dos gases nas análises financeiras seria

tentar valorar financeiramente tais impactos e incluir os resultados nos cálculos financeiros. A

lógica por trás desta proposição é que os impactos causados pela emissão dos gases são

externalidades que mais cedo ou mais tarde resultará em custos para a sua redução, eliminação ou

mitigação. O mesmo poderia ser feito para a contaminação hídrica.

Uma contribuição significativa seria fazer a complementação da Tabela 19 – com dados de bovinos

e aves, pois este trabalho restringiu-se à análise dos dejetos de suínos.



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