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Estimativa da emissão de gases de efeito estufa na produção de frangos de corte nos sistemas convencional e dark house

Publicado: 28/10/2013
Autor/s. : Paulo Armando Victória de Oliveira, Jonas Irineu dos Santos Filho, Dr. Gerson Neudi Scheuermann e Luizinho Caron, Embrapa Suínos e Aves, SC, e Pauline Bellaver, Engenheira Sanitária Ambiental, consultora do Sindicarnes/SC, SC.
Introdução
As alterações climáticas e o aquecimento global são tópicos de debate científico e de interesse público, sendo os "gases de efeito estufa" (GEEs) apontados como principais causas. Dentre os GEEs, dióxido de carbono (CO2), metano (CH4) e óxido nitroso (N2O) são considerados os mais importantes contribuintes, sendo a presença de metano e óxido nitroso na atmosfera menor que a de CO2. Entretanto, a mensuração dos fluxos de emissão de metano e óxido nitroso é importante devido ao potencial de promoção do efeito estufa estar entre 21 e 23 vezes maior para o metano e entre 296 e 310 vezes maior para o óxido nitroso em relação ao CO2 (SNYDER et al., 2008).
As estimativas nacionais de emissões e remoções antrópicas de gases de efeito estufa na agropecuária são importantes no atual cenário ambiental mundial (LIMA et al., 2006, 2012; BRASIL, 2009), pelo fato de o Brasil liderar a produção e exportação de vários produtos de origem agropecuária, ocupando posição de destaque na produção e exportação de carne de frangos, de bovinos e de suínos (USDA, 2012).
A produção de frangos é uma atividade fundamental para o desenvolvimento econômico do Brasil e das regiões onde está inserida. Por ser uma cadeia complexa, devido às relações e interrelações com outras atividades (milho, farelo de soja, vitaminas, minerais, sanidade animal, transporte, máquinas e equipamentos, genética avançada, etc.), a avicultura de corte apresenta um grande efeito multiplicador da renda e do Produto Interno Bruto brasileiro (Tabela 1). Já em termos de comércio exterior, a produção, comercialização e industrialização de frangos é responsável por 3,22% do total das nossas exportações. Estes números, por si só, demonstram a grande importância desta atividade econômica para a sociedade brasileira.
 
Tabela 1. Valor do mercado dos produtos de consumo final da cadeia produtiva da carne de frango em 2011.
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O desenvolvimento da avicultura de corte esteve alicerçado na constante incorporação de tecnologias e no elevado grau de organização e coordenação do negócio. A produção de frango no Brasil vem alterando sua escala de produção de forma sistemática desde os seus primórdios nos anos 60, quando era comum a utilização de galpão rústico com somente 100 metros quadrados de área. Já em 1996, foi observado que existiam no Oeste Catarinense diversas escalas de produção, que variavam de galpões de 300 m2, 600 m2, 900 m2 e 1.200 m2 (CANEVER et al., 1997). Atualmente, os galpões apresentam área superior a 1.000 m2, observando-se o surgimento de instalações grandes, com até 4.800 m2. Apesar do aumento na escala de produção, há que se considerar que o saldo da atividade é positivo para os estados produtores e para o Brasil. Em Santa Catarina, por exemplo, o número de propriedades rurais que se dedicavam à produção industrial de frangos foi ampliado em aproximadamente 2,3 mil produtores entre os anos de 1985 e 2006 (Figura 1).
 
Figura 1. Número de produtores de frangos e total de empregos gerados em Santa Catarina.
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Por serem cadeias produtivas longas, seu dinamismo possibilitou o surgimento de empregos em outros setores que não somente a produção primária. Assim, observou-se que no Oeste de Santa Catarina o emprego na produção de alimentos (dominado nesta região pelo abate e processamento de carne de suínos e de frangos) saltou de 18.064 para 52.320 em vagas ocupadas no período de 1985 e 2006 (SANTOS FILHO, 2008). No Brasil, para o ano de 2011, tem-se que o emprego total gerado pela cadeia produtiva de frangos seja superior a um milhão de vagas distribuídas entre os setores de abate e processamento, bem como empregos indiretos (Figura 2).
 
Figura 2. Número de produtores de frangos e total de empregos gerados no Brasil.
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O aumento de escala e a incorporação de novas tecnologias possibilitou a queda sistemática no custo de produção e o incremento do consumo e das exportações. Partindo de uma produção inexpressiva em 1970, o Brasil é hoje o terceiro maior produtor mundial e o maior exportador. A perspectiva futura é que a posição brasileira na produção de carne de frango se fortaleça ainda mais. Segundo o relatório "Projeções do Agronegócio 2011/2012 a 2020/2021" do Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (MAPA), realizado em parceria com a Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (Embrapa), a produção de frango deverá crescer ao ano em média 4,2% de 2011 até 2022, chegando ao final do período com aproximadamente 20 milhões de toneladas de carne. Este crescimento na escala de produção deverá elevar a demanda por mão de obra em diversos outros setores, sendo fator de crescimento da economia nacional e, mais especificamente, dos estados e municípios onde se desenvolve.
Entretanto, é necessário que as novas tecnologias propiciem o desenvolvimento sustentável da atividade, especialmente com baixo impacto sobre o meio ambiente. As novas tecnologias de produção e manejo, já disponíveis para a avicultura, podem impactar de forma benéfica o meio ambiente uma vez que reduzem as emissões dos gases de efeitos estufa. Este estudo tem o objetivo de estimar a redução na emissão de GEE no sistema de produção em aviário do tipo dark house em comparação ao aviário convencional. Para tanto, foram considerados os fatores conversão alimentar, consumo de ração, consumo de energia elétrica, área construída, substituição de combustível e uso de maravalha.
 
Determinação das emissões dos GEE
Utilizou-se a simulação da emissão dos Gases de Efeito Estufa (GEE) em aviário Convencional (CV) e Dark House (DH), com o objetivo de comparar a geração destes gases nos dois sistemas de produção de frango de corte. Foram utilizadas as equações recomendadas pelo Intergovernment Panel on Climate Change (IPCC, 2006).
Os aviários estudados têm as seguintes características:
  • Aviário CV: possui comedouro automático, bebedouro nipple, aquecimento a gás, iluminação por lâmpadas incandescentes, sistema de resfriamento por ventilação em pressão positiva e nebulização. Possui forro e cortinas laterais de ráfia, 1.200 m2 de área, com 13,3 aves por m2 (totalizando 15.960 aves), com peso médio de 27,93 kg. (m2)-1;
  • Aviário DH: possui comedouro automático, bebedouro nipple, aquecimento a lenha e exaustores em pressão negativa, sendo o resfriamento realizado por nebulização e o uso de "pad cooling", sendo indispensável o uso de gerador de energia. A iluminação é feita por lâmpadas LED com controle da intensidade de luz realizado por meio de dimmer. Possui forro de polietileno preto internamente e claro na parte externa, área de 2.400 m2, com 16,2 aves por m2 (totalizando 38.880 aves), com peso médio de 34,02 kg. (m2)-1.
Os dados para o estudo foram fornecidos pelo SINDICARNE/SC e UBABEF. Os fatores relacionados à eficiência de produção estão diretamente relacionados à emissão dos GEE, sendo que a conversão alimentar é um dos principais indicadores avaliados.
 
Tabela 2. Apresentação resumida dos dados técnicos de produção de frango de corte dos aviários convencional e dark house utilizados nas simulações deste estudo.
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Conversão alimentar
Analisou-se os resultados de conversão alimentar (CA) obtidos de uma série histórica de desempenho zootécnico dos frangos no sistema de produção brasileira, tomando como base alguns itens de desempenho zootécnico. A média da CA observada nos aviários CV e DH foi de 1,780g±150g e 1,700g±125g, respectivamente. A partir da CA foi estimado o volume de excretas produzidas pelas aves utilizado as equações recomendadas pelo IPCC (2006), Vol. 4 Cap. 10. O volume de excretas obtido nos dois sistemas de produção, sendo para o CV de 0,432 g.dia-1 e para o DH de 0,413 g.dia-1, demonstra uma redução de 0,019 g por ave no sistema DH. A partir dos valores das excretas produzidas, estimamos as emissões dos gases CH4 e de N2O para as respectivas tecnologias. O metano (CH4) foi determinado pela metodologia de "Tier 2" do IPCC (2006), utilizando os valores default descritos. No cálculo das emissões, foram utilizadas as mesmas equações para determinar a geração de gases, considerando-se os sólidos voláteis estimados para cada sistema produtivo. A seguir, são descritas as equações utilizadas para a determinação das emissões de CH4 e N2O.
Fator de emissão de CH4
EFCH4 = (VSCH4*densCH4*Bo*MCF*GWPCH4)/1000
Onde:
EFCH4= fator de emissão para aves, kg CH4.ano-1
VSCH4= sólidos voláteis excretados.ave-1.dia-1
Bo= capacidade de produção de metano, m3 CH4.kg-1 de VS excretado
dens.CH4= densidade 0,67 kg.m-³
MCF= fator de conversão para o tratamento de excreta por clima e região, %
GWPCH4= potencial de aquecimento global, para CH4
Fator de Emissão de N2O
EFN2O= EFvolatilizado*N2O/N*GWPN2O*VSN2O
Onde:
EFN2O= fator de emissão N2O pela volatilização, kg N2O.ano-1
EFvolatilizado= fator de emissão N2O, valor default 0,01 kg N2O-N (kg NH3-N +NOx-N volatilizado)-1, IPCC (2006) Cap. 11, Tabela 11.3
VSN2O=sólidos voláteis excretado.ave-1.dia-1
GWPN2O=potencial de aquecimento global, para N2O
N2O = concentração de óxido nitroso
N = número de animais
Observação: no cálculo das emissões de N2O foram utilizados os parâmetros determinados pela metodologia de "Tier 2" e utilizados os valores default disponíveis no IPCC (2006), vol. 4, cap. 10, Equação 10.27.
Emissões reduzidas utilizando como fator a conversão alimentar
ERconversão=((EFCH4.AC +EFN2O.AC) - (EFCH4.DH+EFN2O.ADH)) *N*Dy
Onde:
ERconversão= emissões reduzidas na conversão alimentar avicultura, t.CO2eq.
EFN2O= emissões reduzidas N2O pela volatilização, t.N2O ave-1.ano-1
EFCH4= fator de emissão para determinada população, t. CH4 ave-1.ano-1
N= número de animais
Dy= dias de produção
Redução das emissões dos GEE em função do consumo de grãos
No cálculo das emissões dos GEE, usou-se os fatores de emissão estimados para soja e milho recomendados pela UFRRJ com base no IPCC (2006), para a concentração de N obtida durante o processo de produção. No cálculo da estimativa da emissão em função da economia de ração devido a menor conversão alimentar observada nos aviários DH, foi utilizada a fórmula recomendada pela United Nations Framework Convention on Climate Change (UNFCCC, [2011]), (AMS-III.D.: Methane recovery in animal manure management systems - Version 18.0). Os cálculos foram baseados tomando-se uma ração de referência tendo como base a proporção de 65% de milho e 25% de soja.
Economia de ração consumida
Ecoração=(Cmilho AC + Csoja AC) - (Cmilho ADH + Csoja ADH)
Onde:
Ecoração= economia de ração consumida, por ave
Cmilho AC= consumo de milho em aviário convencional, g.ave-1
Csoja AC= consumo de soja em aviário convencional, g.ave-1
Cmilho ADH= consumo de milho em aviário dark house, g.ave-1
Csoja ADH= consumo de soja em aviário dark house, g.ave-1
Emissões reduzidas pelo uso de milho e soja
ERsoja + milho=(Ecoração* 65%* FEmilho) + (Ecoração*25% * FEsoja)* 1000
Onde:
ERsoja + milho= emissão reduzida da economia consumida na ração de milho e soja, t.CO2eq.ano-1
Ecoração= economia de ração consumida, por ave
FEsoja= fator de emissão da soja em t.CO2eq.ano-1
FEmilho= fator de emissão do milho em t.CO2eq.ano-1
Redução das emissões de GEE em função da economia de energia
No cálculo da redução das emissões dos GEE, considerou-se a economia de energia observada nos aviários dark house, quando comparado aos aviários convencionais. Os cálculos foram baseados na substituição de lâmpadas incandescentes por lâmpadas de LED. A equação utilizada no cálculo para o consumo de energia seguiu metodologia recomendada pela UNFCCC(AMS-III.D.: Methane recovery in animal manure management systems - Version 18.0). O fator de emissão da energia consumida foi obtido do Operador Nacional do Sistema Elétrico - ONS para o ano de 2011 (BRASIL, 2011).
Econimia de energia pela substituição de lâmpadas incandescentes por lâmpadas LED.
Ecoeletricidade=(ΣEC*12meses*520h/1000)
Onde:
Ecoeletricidade= economia de energia, kWh
Σ EC= somatório da economia de energia, diferença entre o consumo entre lâmpadas incandescente e LED, kWh
Redução das emissões pela substituição de lâmpada incandescentes por LED
EReletricidade=ΣLLDH*Ecoeletricidade*FEeletricidade
Onde:
EReletricidade= emissões reduzidas de energia consumida, t.CO2eq.ano-1
ΣLLDH= somatório do número de lâmpadas dentro do aviário, dark house
Ecoeletricidade= emissões reduzidas pela economia de energia, t.CO2eq.ano-1
FEeletricidade= fator de emissão de eletricidade, t.CO2eq.MWh-1, fonte ONS.
Redução das emissões de GEE em função da menor área de aviário construída
O aviário DH demanda uma menor área construída quando comparado ao aviário convencional para o mesmo número de aves alojadas. Sendo assim, foram estimados os valores de redução de área em construção civil para implantação de aviários tipo DH. A partir da determinação desta redução de área construída, multiplicou-se o fator de emissão de GEE para a construção civil referente ao período de construção, conforme Neuding (2009). A equação utilizada no cálculo segue a recomendação da UNFCCC.
ERárea=ΣEA*FEconstrução civil
Onde:
ERárea= emissões reduzidas pela economia de área, t.CO2.ano-1
ΣEA= somatório de área economizada em construção civil, diferença entre as áreas construídas de aviário convencional e de dark house, m²
FEconstrução civil= Fator de emissão de construção civil, t.CO2eq.(m-²)
Redução das emissões de GEE em função da substituição de combustível
Para efeito de cálculo, o Gás Liquefeito de Petróleo (GLP), usado em aviários foi substituído por biomassa (lenha). Foram considerados nos cálculos para estimar as reduções de emissões de GEE, na troca de biocombustível, os fatores de emissão recomendados pelo IPCC (2006). No fator de emissão da biomassa, foram desconsideradas as emissões de kgCO2eq.
kg-1 biomassa, pois se entende que a emissão de gases na queima da biomassa é compensada pela plantação/absorção de CO2eq no reflorestamento em constante manutenção.
No cálculo da redução das emissões foi considerado que o GLP tem poder calorífico três vezes maior que o poder calorífico da biomassa, sendo que os fatores de emissão também são diferentes para cada tipo de combustível.
Redução das emissões considerando a substituição de combustível
FEeconomia=FEGLP – FEbiomassa ajustado*1000
Onde:
FEeconomia= fator de emissão da economia de biocombustível, t.CO2eq.ano-1
FEGLP= fator de emissão do GLP, kgCO2eq.kg GLP-1
FEbiomassa= fator de emissão do GLP, kgCO2eq.kg biomassa-1
Equivalência de poder calorífico
1 (GLP) : 3 (biomassa) FEbiomassa ajustado=3*FEbiomassa
FEbiomassa ajustado= fator de emissão ajustado pelo poder calorífico, t.CO2eq.ano-1
FEbiomassa=fator de emissão do GLP, kgCO2eq.kg biomassa-1
Equivalência consumo
CGLP=consumo de GLP kg.lote-1
Cbiomassa=consumo biomassa kg.estéril.lote-1
Redução das emissões de biocombustível
ERbiocombustível=(CGLP*FEGLP) – (Cbiomassa* FEbiomassa ajustado )
Onde:
ERbiocombustível= emissões reduzidas em relação a substituição do biocombustível, t.CO2eq.ano-1
CGLP= consumo de GLP kg.lote-1
Cbiomassa= consumo biomassa kg.estéril.lote-1
FEGLP= fator de emissão do GLP, kgCO2eq.kg GLP-1
FEbiomassa ajustado= fator de emissão ajustado pelo poder calorífico, t.CO2eq.ano-1
Redução das emissões de GEE em função da redução do consumo de maravalha
A redução das emissões dos GEE estimadas pela redução do uso da maravalha foi calculada com o uso do fator de emissões recomendado pelo IPCC (2006). No cálculo realizado, tomando-se por base a economia de maravalha por ano para a estimativa das reduções das emissões, foi utilizada a fórmula da UNFCCC e também utilizou-se o método de equivalência de consumo entre os aviários convencional e dark house.
Economia no consumo de maravalha
ECmaravalha = CACmaravalha - CADHmaravalha
Onde:
ECmaravalha = economia de consumo de maravalha, m³ maravalha.ano-1
CACmaravalha= consumo de maravalha em aviário convencional, m³ maravalha.ano-1
CaDHmaravalha= consumo de maravalha em aviário dark house, m³maravalha.ano-1
Emissões reduzidas pelo uso da maravalha
ERmaravalha=(ECmaravalha* FEbiomassa)/1000
Onde:
ERmaravalha= emissões reduzidas de maravalha, t.CO2eq.ano-1
ECmaravalha= economia de consumo de maravalha, m³ maravalha.ano-1
FEbiomassa= fator de emissão do GLP, kgCO2eq.kg biomassa-1
 
Resultados
Na Tabela 3 são apresentados os resultados do estudo comparativo entre os aviários convencionais e dark house, considerando às diferenças quanto ao desempenho zootécnico e a conversão alimentar (CA) das aves. A partir da simulação, pode-se observar que as emissões de GEE (CO2 e N2O) são menores em 263.433 t.CO2eq.ano-1 em aviário dark house do que no convencional, devido à melhor CA, que reduz o volume de escretas. Além disso, a melhor CA possibilita economia no consumo de ração, o que também reduz as emissões de GEE em 248.427,75 t.CO2eq.ano-1, que pode ser observada naTabela 3. A redução total dos GEEs devido a CA foi de 511.860,7 (Tabela 3).
Na Tabela 4, observa-se a redução das emissões de GEE através da substituição das lâmpadas incandescentes por lâmpadas LED, redução da área construída, substituição de combustível GLP por lenha e economia no consumo de maravalha na produção de frangos de corte. As emissões reduzidas dos GEE em função da diminuição de 20% da área construída entre os dois tipos de aviário totalizaram 2.199.991 t.CO2eq. Pode-se observar também que a substituição de lâmpadas incandescentes por lâmpadas LED, possibilita redução de 432.743 t.CO2eq. Em relação às emissões de GEE com a troca de combustível para o aquecimento das aves, a simulação demonstra redução de 505.363 t.CO2eq. enquanto a redução das emissões advinda da economia de maravalha totalizou 3.874 t.CO2eq.
Na Tabela 5 observa-se o comparativo dos resultados e ganhos ambientais entre os sistemas de produção de aves entre os aviários convencionais e dark house. A redução total de emissões de GEE no sistema DH foi de 3.653.831,8 t.CO2eq.ano-1. Trata-se de uma redução significativa anual nas emissões quando utilizado o sistema dark house em relação ao sistema convencional de produção de frango de corte.
 
Tabela 3. Redução nas emissões de CO2 e N2O devido a melhor conversão alimentar na produção de frangos de corte criados em aviário tipo dark house em relação ao convencional.
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Tabela 4. Redução das emissões dos gases, CO2 e N2O, na produção de frangos de corte criados nos aviário convencional e dark house devido à melhoria na eficiência do consumo de energia elétrica, área construída, aquecimento das aves e economia de maravalha.
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Assumindo-se como hipótese que 50% das instalações de frangos de corte no Brasil sejam modernizadas, a redução estimada nos GEE seria igual à emissão de carbono equivalente de 1 milhão de habitantes, considerando a geração per capita de 2,05 toneladas (THE WORLD BANK, 2008). Este resultado corrobora a constatação de Spies (2003) e Silva Junior (2011) quanto à importância da alteração tecnológica no sistema produtivo de frangos de corte visando reduzir a emissão dos gases de efeito estufa. A sustentabilidade das cadeias de produção de aves depende da capacidade de sua adequação aos novos desafios impostos pela sociedade, a qual está se tornando menos tolerante aos impactos ambientais oriundos dos atuais modelos de criação (MAZZUCO, 2008).
Na COP15 em 2009, o Brasil assumiu o compromisso de reduzir a emissão de gases de efeito estufa de 36,1 a 38% até 2020, o que corresponde a cerca de 1 billhão de toneladas de CO2eq por ano. O setor agropecuário ficou com e desafio de responder por 13 a 16% desse total, conforme apresentado na Tabela 6. Portanto, a adoção da tecnologia dark house na avicultura poderia contribuir com a redução de 3,6 milhões de toneladas por ano, ou seja, cerca de 2,8% da meta agropecuária estabelecida no programa Agricultura de Baixa Emissão de Carbono (ABC). Trata-se de uma contribuição importante para um setor que, para ser competitivo no mercado global, precisa comprovar desempenho ambiental compatível com princípios da sustentabilidade.
 
Tabela 5. Resultados demonstrativos dos ganhos ambientais e da redução das emissões de GEE em t.CO2eq.ano-1 comparando à melhoria na tecnologia.
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Tabela 6. Compromisso assumido pelo Brasil (COP 15) de redução de gases de efeito estufa nos diferentes sistemas agropecuários.
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Conclusões
O estudo comparativo entre os sistemas de produção de frangos convencional e dark house demonstrou a possibilidade de redução das emissões de GEE em função da modernização tecnológica. Com base na metodologia proposta pelo IPCC (2006), demonstrou-se redução de 3,65 milhões de toneladas de CO2 equivalente por ano caso a avicultura de corte brasileira passe a adotar aviários tipo dark house. Esta tecnologia contribuiria com cerca de 2,8% da meta de redução da agropecuária estabelecida no programa Agricultura de Baixa Emissão de Carbono. Isto é importante para uma atividade que, para ser competitiva no mercado global, precisa comprovar desempenho ambiental sustentável.
A modernização dos sistemas produtivos de frango de corte com a adoção de sistemas automatizados tipo dark house parece ser o grande desafio da avicultura brasileira para os próximos anos, principalmente devido aos impactos na redução de gastos com energia e alimentação e menor emissão de gases de efeito estufa. Entretanto, em função da necessidade de alto investimento inicial e das baixas rentabilidade e capitalização do setor agropecuário é necessário viabilizar recursos financeiros com prazos de pagamento e juros compatíveis, visando manter a participação brasileira neste mercado altamente globalizado e competitivo.
 
Agradecimentos
Os autores agradecem ao Dr. Airton Spies (EPAGRI, SC) pelas relevantes contribuições técnicas para a melhoria do trabalho.
 
Referências
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***O Trabalho foi originalmente publicado pela Embrapa Suínos e Aves / Julho-2012
 
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