Gases de efeito estufa e a sustentatibilidade de fazendas de produção de carne bovina

Publicado o: 28/08/2012
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Parte 1 - PRODUÇÃO DE METANO EM RUMINANTES

Origem: O metano (CH4) é um gás naturalmente gerado como resíduo durante a fermentação ruminal dos carboidratos estruturais encontrados nos vegetais, especialmente o que chamamos de fibra ou parede celular (celulose, hemicelulose e lignina) visando a retirada de hidrogênio (H+) do ambiente ruminal. Isso ocorre em parte do estômago do bovino, denominado rúmen / retículo, e é realizado na verdade pelas bactérias que vivem em simbiose com o boi. Portanto, o bovino, através deste sistema digestivo complexo, tem a capacidade de transformar alimentos não nobres, que o ser humano não consegue aproveitar (capim), em alimentos de qualidade nutricional elevada e de grande importância na alimentação humana, como o leite e a carne.

Medição / metodologia: Uma das formas de medir o metano é a técnica desenvolvida pela Universidade de Washington, e adaptada no Brasil por Primavesi e colaboradores (2004), que consiste na utilização de uma pequena cápsula de permeação (tubo metálico com uma placa porosa numa das extremidades) contendo o gás hexafluoreto de enxofre (SF6), que após ter sua taxa de liberação conhecida em banho Maria durante 30 dias, é inserida no rúmen do animal. A seguir, um cabresto equipado com tubo capilar (duto extremamente fino) é ajustado na cabeça do animal e conectado a uma canga (tubos de PVC) amostradora submetida previamente ao vácuo, que depois de determinado período é levado para laboratório para aferição dos gases coletados durante um determinado período através de cromatografia gasosa.

A válvula fixada na canga de PVC é aberta para iniciar a coleta do ar em torno do focinho e das narinas do animal a uma taxa constante de aspiração. O sistema amostrador (cabresto e canga) é calibrado para completar metade da capacidade de armazenamento da canga amostradora, aproximadamente 51 kPa (0,5 atm), no período de coleta pré-determinado (normalmente 24 h). A regulagem do tempo de amostragem é realizada variando-se o comprimento ou o diâmetro do tubo capilar. Após a amostragem, a pressão na canga é medida precisamente, com medidor digital, e a canga é pressurizada com nitrogênio de alta pureza para uma pressão de aproximadamente 122 kPa (1,2 atm). Essa pressurização é necessária para a diluição das amostras coletadas e sua injeção no equipamento de análise. As concentrações de CH4 e SF6 são determinadas por cromatografia gasosa. A taxa de emissão de CH4 é calculada como sendo o produto da taxa de emissão da cápsula de permeação, localizado no rúmen, e a razão das concentrações de CH4 sobre SF6 na amostra.

 

Essa técnica elimina a necessidade de confinar os animais em gaiolas ou câmaras barométricas, permitindo que o mesmo se desloque e pasteje normalmente. Devido à grande variação de dietas e de sistemas de produção em diferentes regiões do mundo, há uma necessidade de se avaliar a aplicabilidade de parâmetros obtidos em condições controladas de laboratório. As câmaras de respiração são caras de se construir e operar e, naturalmente, não podem imitar o animal que pasteje sob circunstâncias naturais. Johnson et al. (1994) consideraram que, pelo fato da câmara barométrica ser um ambiente artificial e confinado, a extrapolação dos resultados da câmara para animais nas condições de produção intensiva e extensiva, de pastejo ou confinamento, deveria ser questionada.

Com a metodologia do SF6 também não é necessário realizar amostragem no rúmen animal ou em sua faringe, porque o traçador (gás hexafluoreto) acompanha as mudanças na diluição associadas com o movimento da cabeça do animal ou do ar. Como os ruminantes eructam e respiram a maior parte do CH4, a coleta de ar em torno do focinho e das narinas deve resultar em estimativa acurada da produção de CH4 pelo animal. Grande parte do CH4 no intestino posterior é absorvida pela corrente sangüínea e expirada, sendo, portanto, também medida pela técnica do SF6.

Equipe: equipe de pesquisadores do Instituto de Zootecnia, especialmente através da capacitação do Pqc Alexandre Berndt, em parceria com pesquisadores da EMBRAPA Meio Ambiente (Dra. Rosa Friguetto e Dra. Magda Lima), detém atualmente o know-how no Brasil na determinação da emissão de metano entérico através da técnica do hexafluoreto de enxofre, desenvolvendo pesquisas e prestando serviços técnicos para inúmeras instituições e empresas privados o Brasil e do exterior.

Emissão: Os resultados iniciais indicaram que as estimativas de emissões médias durante o ano por animal próximas de 52 kg CH4.ano-1 (Demarchi e colaboradores. 2003), valores estes similares aos valores default do IPCC. Foi objetivo também compreender como os fatores nutricionais (quantidade e qualidade da dieta) afetam a emissão de metano e propor técnicas no manejo que possibilitam a menor produção de metano por quilo de carne produzida, bem como a diminuição da produção individual (mitigação). Vale lembrar que esses valores médios podem variar bastante em função da adição de concentrados na dieta, reduzindo-se para valores próximos de 25 kg e ou se elevando para valores acima de 80 kg em dietas com volumosos de baixa qualidade, entretanto, os valores expressos em quilos por animal por ano podem mascarar o fato de haver uma compensação entre consumo e qualidade, podendo haver situações em que animais produzam a mesma quantidade de metano (kg / ano), mas com dietas diversas, havendo variação apenas no seu desempenho (ganho de peso e ou produção de leite) e consequentemente na idade de abate. Portanto, a forma mais correta de expressar a produção de metano é por quilo de carne produzida e ou ciclo de produção.

Os números obtidos não eram e continuam não sendo alarmantes. Os projetos de pesquisa até agora só têm trabalhado com o animal, e não com o sistema de uma forma integral, completa. Representam apenas uma parte do sistema de produção bovina, que ainda depende do seqüestro de carbono pelas pastagens e solo e a emissão de óxido nitroso. O gás metano representa apenas 15% do total de gases gerados no mundo, e os bovinos, através do metano entérico, aproximadamente 3% desses gases produzidos no mundo. A emissão desse gás é proporcional ao tamanho do rebanho, portanto o Brasil é um dos que mais gera metano entérico, já que possui um dos maiores rebanhos bovinos do mundo.

Mitigação: O aumento na eficiência na produção de carne através do uso de tecnologias resultará em menores relações de metano / quilo de carne produzida; sendo que esse melhor aproveitamento da energia do alimento pode gerar uma redução na emissão individual de metano. A princípio, estimamos que apenas com a melhora no manejo nutricional dos animais, reduzindo a idade de abate de 4,5 para 2,5 anos será possível diminuir em cerca de 10 a 20% a emissão de metano. A redução na idade de abate reflete na diminuição do tamanho do rebanho (maior desfrute), porém com aumento de giro de capital no setor. Da mesma forma, os índices reprodutivos também estão diretamente relacionados com a produção total do rebanho, já que vacas que não produzem bezerros apenas geram metano, portanto, devemos buscar a produção de um bezerro por vaca por ano.

Cabe ressaltar que a mídia em geral tem tratado o assunto metano entérico (arroto bovino) de forma isolada, o que com certeza impacta negativamente a cadeia de produção de carne, sendo que o correto é analisarmos o sistema de produção no qual este animal está inserido, considerando não só esse gás, mas também o óxido nitroso gerado no solo pela decomposição da urina, fezes e pelas adubações nitrogenadas, que também têm efeito positivo sobre o aquecimento global, mas principalmente pela possibilidade mitigadora do sequestro de carbono realizado pelo acúmulo de matéria orgânica no solo e ou introdução do componente arbóreo, que pode neutralizar as emissões negativas dos demais gases.

DEMARCHI, J.J.A.A.; LOURENÇO, A.J.; MANELLA, M.Q.; ALLEONI, G.F.; FRIGUETTO, R.S.; PRIMAVESI, O.; LIMA, M.A. Preliminary results on methane emission by Nelore catle in Brazil grazing Brachiaria brizantha cv. Marandu –. In: II INTERNATIONAL METHANE AND NITROUS OXIDE MITIGATION CONFERENCE, 2003, Beijing. Proceedings of the 3o International methane and nitrous oxide mitigation Conference, 2003b, p. 80-84.

IPCC. 1996. Revised 1996 IPCC Intergovernmental Panel on Climate Change Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories: Reference Manual.

JOHNSON, K. A.; HUYLER, M.T.; WESTBERG, H. H.; LAMB, B. K.; ZIMMERMAN, P. Measurement of methane emissions from ruminant livestock using a SF6 tracer technique. Environmental Science and Technology, v. 28, p. 359. 1994.

JOHNSON, K. A.; JOHNSON, D. E. Methane emissions from cattle. Journal of Animal Science, Champaign, v. 73, p. 2483-2492, 1995.

LIMA, M. A.; BOEIRA, R. C.; CASTRO, V. L. S. S.; LIGO, M. A.; CABRAL, O. M. R.; VIEIRA, R. F.; LUIZ, A. J. B. Estimativa das emissões de gases de efeito estufa provenientes de atividades agrícolas no Brasil. In: LIMA, M. A.; CABRAL, O. M. R.; MIGUEZ, J. D. G., eds., Mudanças climáticas globais e a agropecuária brasileira. Jaguariúna: Embrapa Meio Ambiente, 2001. p. 169-189.

PRIMAVESI, O.; FRIGUETTO, R. T. S.; PEDREIRA, M. S.; LIMA, M. A.; BERCHIELLI, T. T.; DEMARCHI, J. J. A. A.; MANELLA, M. Q.; BARBOSA, P. F.; JOHNSON, K. A.; WESTBERG, H.H. Técnica do Gás traçador SF6 para medição de campo do metano ruminal em bovinos: adaptações para o Brasil. São Carlos: EMBRAPA Pecuária Sudeste, 77 p. (Documentos, 39), 2004. CD-ROM.

 

Parte 2 – SUSTENTABILIDADE DE SISTEMAS DE PRODUÇÃO DE CARNE

Mercado: Uma expectativa otimista para os próximos anos deixa claro que o Brasil não só deve continuar a ser um dos maiores exportadores de carne do mundo como pode ainda explorar aumento do consumo em países com grande crescimento econômico como a China, como também em países em crescimento da África e ou Ásia; ou para países desenvolvidos onde a produção por diferentes razões não seja mais viável (economicamente ou ambientalmente) ou se mantenha nos atuais níveis de produção. Lembramos aqui também a importância do crescimento do consumo interno de carne, já que temos presenciado nos últimos anos aumento de renda e inclusão percentual das classes C e D no consumo geral de bens e serviços.

Isso implicará numa maior competitividade mundial e num maior número de exigências em relação à qualidade e preço destes produtos. Qualidade significa estar de acordo com normas sanitárias e de resíduos, atender aos níveis nutricionais adequados e ou suplementares, como proteína e gordura, além de aspectos funcionais e organolépticos (sabor). Somadas as questões sociais (ausência de trabalho infantil, registro em carteira, etc.) e ambientais (não contaminação de solos, menor geração de gases de efeito estufa, etc.), enfrentaremos inúmeras restrições, já que os consumidores exigirão sempre algo mais em relação aos produtos adquiridos, sejam fundamentados em questões técnicas ou não, como preços e barreiras não tarifárias. Obviamente, um sistema só é sustentável quando remunerado adequadamente.

 

Portanto, do ponto de vista ambiental, necessitamos conhecer qualitativamente e quantitativamente a produção de gases de efeito estufa nestes sistemas de produção (GEE), bem como encontrarmos e desenvolvermos procedimentos e tecnologias para reduzir perdas na forma desses gases. Os sistemas de produção mais eficientes, em princípio, parecem constituir menor produção de gases de efeito estufa por unidade produzida (carne, leite, arroz, etc.), exatamente por serem mais eficientes no aproveitamento dos insumos administrados. No Estado de São Paulo, a intensificação da agricultura é essencial em vista do alto custo das terras e da maior competitividade entre as diversas cadeias.

Para enfrentarmos esse cenário que se vislumbra o produtor de carne precisa estar atento aos possíveis ajustes no seu sistema de produção. Lembramos aqui o conceito básico de sustentabilidade: Produzir com os recursos naturais disponíveis atualmente sem que haja perda destes mesmos recursos para as gerações futuras! Para isso há a necessidade um "distanciamento" para uma melhor visualização e interpretação do sistema de produção como um todo. Visão holística ou sistêmica da cadeia de produção. Integração entre os diversos elos da cadeia! Visão globalizada.

Com relação à SUSTENTABILIDADE AMBIENTAL salientaremos alguns pontos importantes a seguir, foco primário deste texto. Adiantamos que nenhum fator deve ser tratado de forma isolada, pois estão todos interligados e a melhora em um pode significar redução de outro.

Manejo de solos: O gerenciamento ambiental no setor agrícola ainda é bastante incipiente, especialmente em relação ao uso da água e conservação do solo, comprometendo a própria sustentabilidade dos agrossistemas. As mudanças climáticas, resultando em maiores temperaturas, afetam o ciclo global da água e consequentemente os ciclos fisiológicos dos animais e das culturas florestais e agrícolas. Há uma tendência de ocorrer intensificação dos processos de evapotranspiração para atender a demanda atmosférica, bem como tendem a ocorrer precipitações mais intensas, resultando em maior escoamento superficial e perdas de água residente intensificando a degradação do solo e o ciclo de enchentes e secas regionais. As emissões dos principais gases de efeito estufa (CO2, CH4, N2O) em território nacional também são originadas de forma significativa nas áreas rurais do Brasil, em processos de queimadas, preparo de solo com revolvimento e oxidação da matéria orgânica, eructação por ruminantes, áreas agrícolas inundadas (arroz), uso intensivo de fontes nitrogenadas em solos pouco ventilados, incorporação de material orgânico em áreas irrigadas e outras. Face ao exposto torna-se prática essencial e estratégica conhecer e monitorar a produção desses gases em sistemas de produção agropecuários intensivos, não somente para tornar os processos produtivos mais eficientes e menos agressivos ao meio ambiente, como minimizar sua contribuição para as mudanças climáticas.

Algumas ações dos produtores podem ser importantes neste aspecto, como o uso correto do solo visando o controle de erosão, como o terraceamento e a sistematização das propriedades. Coleta de água de chuva para reaproveitamento para limpeza de currais e melhor funcionamento de biodigestores, uso de técnicas como o plantio direto, leguminosas e ou integração agricultura & pecuária, além da silvicultura como forma de integração com a agricultura e a pecuária, podem gerar melhorias das condições de bem estar animal e maior geração de renda. Legislação ambiental: Logicamente que mananciais e áreas de preservação permanente (APP) devem estar de acordo com a legislação vigente, além da própria averbação da reserva legal. Diversas discussões têm sido feitas no sentido de atualização do código florestal brasileiro a nossa realidade atual, bem como é fator prioritário o respeito aos produtores que desmataram autorizados e incentivados pelos governos anteriores e que para o restabelecimento das florestas nativas precisam de financiamento, tempo e orientação técnica, não devendo entrar para a ilegalidade da noite para o dia.

Manejo de pastagens: Um dos pontos iniciais que precisa ter a devida atenção do produtor é com relação ao manejo de pastagens. O correto manejo dos solos está intrinsecamente ligado ao bom manejo das plantas forrageiras, sejam gramíneas isoladas e ou em consorcio com leguminosas. São fatores cruciais: a manutenção da altura mínima das pastagens, prevenindo a irradiação dos raios solares (albedo) e os problemas relacionados com o aquecimento global, quanto a garantia de proteção do solo com relação à ação das gotas de chuvas, arraste de partículas (vento e enxurradas) e principalmente pela disponibilidade de forragem de boa qualidade, o que garantirá aumento do desempenho animal e redução do ciclo produtivo, redução da produção de metano entérico por quilo de matéria seca ingerida e aumento do potencial de armazenamento de carbono no solo (matéria orgânica estável ou húmus). Conceitos atuais de altura das plantas na entrada e saída dos animais dos pastos, subdivisão das pastagens, interceptação luminosa, qualidade nutricional e disponibilidade de forragem precisam ser rapidamente incorporados pelos produtores.

Estudos recentes sobre a emissão de óxido nitroso em pastagens deixam claro que nas condições tropicais a emissão desse gás é inferior aos dados default do IPCC para climas temperados, especialmente pelas altas temperaturas e baixa disponibilidade hídrica. De qualquer forma, o correto uso dos fertilizantes nitrogenados e ou leguminosas pode incrementar o sequestro de carbono nos solos. Também é fundamental a avaliação de perdas de nitrogênio em profundidade e a possível contaminação do lençol freático, que além das perdas econômicas, representam potencial poluidor significativo.

Manejo de dejetos: O metano também é produzido durante a decomposição anaeróbia de material orgânico presente no esterco animal. Três grupos de animais somam mais de 80% das emissões globais totais a partir desta fonte: os suínos contam com cerca de 40%, gado de corte com 20% e gado leiteiro com 20%. Embora as estimativas atuais indiquem que países desenvolvidos contribuem com a maior porcentagem das emissões globais de metano por essa fonte, as emissões de países em desenvolvimento são substanciais (China, por exemplo), e com tendência a aumentar com a maior industrialização e crescimento populacional.

Sistemas de manejo de dejetos de animais que promovem condições anaeróbias, tais como: sistemas de estocagem líquida/lodo, sistemas de fossas, e lagoas anaeróbias produzem mais metano. Embora uma proporção relativamente pequena de esterco seja manejada desta forma no mundo, esses tipos de sistemas são responsáveis por 60% das emissões globais de metano por dejetos animais da pecuária. Ao contrário, as técnicas de manejo que envolve contato do esterco com o ar (exemplo: dispersão de dejetos diretamente em culturas ou pastoreio) têm limitado o potencial de produção de metano.

A composição do dejeto é determinada pela dieta animal, de modo que quanto maior o conteúdo de energia e a digestibilidade do alimento, maior a capacidade de produção de metano. Um gado alimentado com uma dieta de alta qualidade produz um dejeto altamente biodegradável, com maior potencial de gerar metano e óxido nitroso, ao passo que um gado alimentado com uma dieta mais fibrosa produzirá um dejeto menos biodegradável, contendo material orgânico mais complexo, tal como celulose, hemicelulose e lignina. Esta segunda situação estaria mais associada ao gado criado a pasto em condições tropicais. As maiores emissões de metano proveniente de dejetos animais estão associadas a animais criados sob manejo intensivo. Esse gás produzido, uma vez armazenado, pode ser utilizado para gerar energia para o próprio sistema de produção de leite, não gerando impacto ambiental. O uso de energia eólica e solar deve ser considerado pelo produtor como mecanismos de desenvolvimento limpo e até de redução de custos. A maioria dos confinamentos de bovinos de corte ainda é incapaz de executar um correto manejo dos dejetos sólidos e líquidos gerados e do aproveitamento dessa fonte de energia.

Balanceamento de rações e suplementação a pasto: Um outro ponto de atenção do produtor é com relação ao correto balanceamento das rações (dietas) dos confinamentos e ou semi-confinamentos. O metano é um dos gases de efeito estufa (GEE) gerados naturalmente no rúmen; e representa uma perda considerável de energia para o animal. Qualquer ação que signifique melhoria no processo fermentativo reduz a produção desse gás por quilo de alimento ingerido. Alimentos volumosos podem ser mais baratos que os concentrados, mas por terem grande parte da sua energia contida na fibra (parede celular), são menos eficientes na geração de energia, acarretando maior produção de gases por quilo de matéria seca ingerida. Em contrapartida, pastagens podem seqüestrar carbono. Aditivos, tais como leveduras e ionóforos têm gerado uma maior eficiência fermentativa, o que pode acarretar redução da produção de metano.

A adição de gordura pode reduzir a produção de metano por restrição ao desempenho das bactérias celulolíticas, substituindo a fonte de energia disponível. O aumento do uso de concentrados na dieta pode diminuir a produção de gases por quilo de alimento ingerido, mas com certeza incrementará o consumo e a produção de metano por animal por dia; entretanto, o ganho de peso por animal é maximizado, acarretando uma menor produção de gases por quilo de carne produzido, que é o que realmente importa. Confinamentos são estratégicos porque além de serem utilizados em pequeno intervalo de tempo em relação ao ciclo de produção do animal, podem representar uma redução de aproximadamente 6 meses no uso das pastagens e na idade de abate. Com o mesmo raciocínio, qualquer melhoria na qualidade do alimento volumoso (silagem, feno ou pastagem) caso seja utilizado, representará uma melhoria do processo fermentativo pelo melhor aproveitamento da energia destes alimentos. Essa melhoria pode advir de maior porcentagem de grãos e ou maior qualidade da porção fibra (estádios de maturação e colheita corretos). Da mesma forma, variedades de cana-de-açúcar com melhor relação fibra e açúcares solúveis tem se mostrado mais eficientes para redução da geração de GEE por quilo de alimento ingerido. Um dos ingredientes volumosos mais utilizados atualmente como fonte de fibra tem sido o bagaço da cana-de-açúcar em função da sua facilidade de obtenção, armazenamento e distribuição e ou uso.

Como se constata, o balanceamento de rações se inicia com a produção e ou aquisição de alimentos de melhor qualidade e o resultado final desejado é uma menor produção de GEE por quilo de carne produzida, além da diminuição da perda de nutrientes nas fezes. Obviamente que estas dietas devem ser balanceadas dentro do conceito do custo mínimo e ou de lucro máximo.

Com o mesmo raciocínio, o uso de suplementos alimentares (minerais, protéicos e ou energéticos) pode ser estratégico para a aceleração do desempenho animal e da redução do ciclo de produção, bem como um fator associativo no manejo de pastagens. Há atualmente grande interesse no balanceamento de suplementos que possuam ingredientes capazes de melhorar a digestão da fibra, aumentar a eficiência do processo fermentativo e reduzir a emissão de metano entérico.

Mercado de carbono: Projetos agropecuários incluem a fermentação entérica de ruminantes, cultivo de arroz inundado, manejo de dejetos animais visando à redução do metano, principalmente, e redução de emissões de óxido nitroso pelos solos agrícolas. Até o momento, registram-se apenas metodologias de linha de base e de monitoramento para projetos de captura de metano via uso de biodigestores em fazendas de produção animal, principalmente em países como a Índia, México, Brasil e China. Não se registra metodologias baseadas no potencial de redução de metano pela fermentação entérica, apesar de algumas equipes estarem analisando essa possibilidade em alguns países, como a Índia, por exemplo.

Há estudos, inclusive com o uso do monitoramento via satélite, para tentar identificar variáveis que possam ser medidas e que indiquem que os sistemas de pastagens apresentam ou não degradação das pastagens e acúmulo ou perda do estoque de carbono ao longo do tempo, o que poderia ser ferramenta estratégica para criação de um mercado de crédito de carbono para fazendas de produção de bovinos de corte. A questão do respeito à legislação ambiental ou código florestal é condição básica neste processo.

Conclusões finais: Além dos aspectos relacionados aos efeitos da dieta (pastagens e alimentos suplementares) sobre a produção de metano, buscando conceituar a eficiência de aproveitamento da energia, outros pontos devem ser considerados. Nesse momento, a forma de expressar os resultados é um fato que merece atenção, porque considerar a produção de metano em termos quantitativos, de forma isolada, pode ser uma medida de interpretação inconsistente, pois desconsidera fatores que podem ser importantes para traçar estratégias de redução da produção desse gás pela bovinocultura. Programas de controle de emissão de gases de efeito estufa dos Estados Unidos e também da Austrália destacam que a produção de metano deve ser relacionada com a produção animal ou com a produção por área, no sentido de avaliar o sistema de produção como uma unidade completa e não o animal isoladamente. As propostas de produção de bovinos de forma sustentável e, mais recentemente, a utilização do termo produção bioeconômica estão bem relacionados com a questão da emissão de gases pela pecuária.

Sistemas de produção futuramente certificados indicarão ser possível rastrear a origem dos produtos e garantir mercados internacionais, quebra de barreiras e redução da emissão de gases de efeito estufa.

 
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