Avaliação das condições geográficas, sociais e ambientais do concelho de Barcelos para a implementação de uma unidade centralizada de codigestão anaeróbia de resíduos e efluentes de bovinicultura leiteira

ii DIREITOS DE AUTOR E CONDIÇÕES DE UTILIZAÇÃO DO TRABALHO POR TERCEIROS Este é um trabalho académico que pode ser utilizado por terceiros desde que respeitadas as regras e boas práticas internacionalmente aceites, no que concerne aos direitos de autor e direitos conexos. Assim, o presente trabalho pode ser utilizado nos termos previstos na licença abaixo indicada. Caso o utilizador necessite de permissão para poder fazer um uso do trabalho em condições não previstas no licenciamento indicado, deverá contactar o autor, através do RepositóriUM da Universidade do Minho. Licença concedida aos utilizadores deste trabalho iii AGRADECIMENTOS Em primeiro lugar quero agradecer aos meus pais e restantes familiares próximos pela confiança e apoio que depositaram em mim nesta. Em segundo lugar, quero agradecer à Professora Madalena Alves, à Professora Cândida Vilarinho e ao Professor Joaquim Alonso, os meus 3 meus orientadores de tese, pelo seu apoio incondicional que me deram em todo o meu trabalho. Agradeço também a toda a equipa do CVR e LBA, em especial ao meu amigo João Oliveira pelo apoio prestado no meu trabalho e amizades que daí resultaram. Quero também dar uma palavra de apreço e consideração pela ajuda técnica estatística à Professora Paula Ferreira e ao Professor Fernando Castro. Agradeço também à Engenheira Margarida Furtado da Cooperativa Agrícola de Barcelos pelo seu apoio técnico prestado. Finalmente, quero dedicar o meu doutoramento à memória da saudosa Dona Conceição Barros, minha professora de escola primária e amiga, a qual me administrou todas as bases escolares que me permitiram construir todo o meu longo percurso de vida de estudante até hoje, e que não chegou a ler este presente documento. Cristóvão da Silva Rodrigues Este doutoramento foi apoiado pela Fundação para a Ciência e Tecnologia (FCT) no âmbito do financiamento estratégico da unidade UID / BIO / 04469 e dos programas COMPETE 2020 (POCI-01-0145-FEDER-006684) e BioTecNorte (NORTE-01 -0145-FEDER-000004) financiados pelo Fundo Europeu de Desenvolvimento Regional no âmbito do Norte2020 - Programa Operacional Regional do Norte. iv DECLARAÇÃO DE INTEGRIDADE Declaro ter atuado com integridade na elaboração do presente trabalho académico e confirmo que não recorri à prática de plágio nem a qualquer forma de utilização indevida ou falsificação de informações ou resultados em nenhuma das etapas conducente à sua elaboração. Mais declaro que conheço e que respeitei o Código de Conduta Ética da Universidade do Minho. v Avaliação das condições geográficas, sociais e ambientais do concelho de Barcelos para a implementação de uma unidade centralizada de codigestão anaeróbia de resíduos e efluentes de bovinicultura leiteira RESUMO O ensaio laboratorial decorreu em duas fases, à escala piloto, no qual se avaliou o desempenho da digestão anaeróbia dos efluentes de bovinicultura leiteira com adição de resíduos alimentares e óleo alimentar usado. Na primeira fase, a digestão anaeróbia dos efluentes da bovinicultura era mais rentável apenas na adição dos resíduos alimentares, pelo que a mistura adicional do óleo causou níveis de toxicidade orgânica, levando à morte dos microrganismos. Na segunda fase, fez-se a alimentação dos mesmos com igual mistura de resíduos, mas com adição de pulsos de ar para avaliar se a presença de oxigénio residual nos reatores influenciava ou não a degradação do óleo alimentar usado. Não houve diferenças significativas no desempenho dos 3 reatores. Elaborou-se um estudo social visando os habitantes, os visitantes e os bovinicultores no concelho de Barcelos, para avaliar o seu ponto de vista em relação ao problema ambiental relacionado com os efluentes com origem nas explorações leiteiras. A poluição destes resíduos afeta negativamente a qualidade de vida dos habitantes e sobretudo os visitantes e empresários e trabalhadores ligados ao setor de turismo e restauração, mostrando maior sensibilidade ao problema. Os bovinicultores sentem dificuldades na ausência de apoios financeiros no tratamento dos seus efluentes, como também no armazenamento limitado dos mesmos nas fossas das explorações, assim como a nível de produção de maus cheiros e poluição dos solos. Foi também realizada uma análise multicritério em SIG indicando locais com condições adequadas para a localização de unidades de produção de biogás, considerando a distância mínima para as explorações leiteiras, rede elétrica e rede viária e maximizando a distância à malha urbana, bem como das linhas de água e da RAN e REN Palavras-Chave: Anaeróbia, biogás, bovinicultura, digestão, efluentes vi Evaluation of the geographical, social and environmental conditions of the municipality of Barcelos for the implementation of a centralized plant of anaerobic codigestion of wastes and effluents of dairy cattle ABSTRACT The laboratory test was carried out in two phases, at the pilot scale, in which the performance of the anaerobic digestion of effluents from dairy cattle with addition of food waste and used oil was evaluated. In the first phase, the anaerobic digestion of bovine effluents was more profitable only in the addition of food residues, so the additional mixture of the oil caused levels of organic toxicity, leading to the death of the microorganisms. In the second phase, they were fed with the same mixture of residues, but with the addition of pulses of air to evaluate if the presence of residual oxygen in the reactors influenced or not the degradation of the used alimentary oil. There were no significant differences in the performance of the 3 reactors. A social study was carried out aiming at the inhabitants, visitors and cattle farmers in the municipality of Barcelos, to evaluate their point of view regarding the environmental problem related to effluents originating from dairy farms. The pollution of these wastes negatively affects the quality of life of the inhabitants and especially the visitors and businessmen and workers connected to the tourism and catering sector, showing a greater sensitivity to the problem. Farmers are experiencing difficulties in the absence of financial support in the treatment of their effluents, but also in the limited storage of them in the cesspools of farms, as well as in the production of bad smells and soil pollution. A multicriteria GIS analysis was also performed, indicating locations with adequate conditions for the location of biogas production units, considering the minimum distance for dairy farms, electric grid and road network and maximizing the distance to the urban network, as well as the lines of water and RAN and REN areas Keywords: anaerobic, , biogas, cattle, digestion, effluent vii ÍNDICE Agradecimentos .......................................................................................................................... ii Resumo ....................................................................................................................................... v Abstract ..................................................................................................................................... vi Lista de Figuras ........................................................................................................................ xii Lista de tabelas ........................................................................................................................ xvi Lista de Abreviaturas, Siglas e Acrónimos .............................................................................. xx 1. Enquadramento ................................................................................................................... 1 1.1 Necessidade de tratamento dos efluentes pecuários .................................................... 1 1.2 Motivação .................................................................................................................... 2 1.3 Estrutura da tese ........................................................................................................... 2 2. Revisão bibliográfica .......................................................................................................... 4 2.1 Conceito de digestão anaeróbia ................................................................................... 4 2.2 Enquadramento histórico da digestão anaeróbia ......................................................... 5 2.3 Etapas da digestão anaeróbia ....................................................................................... 5 2.3.1 Hidrólise ............................................................................................................... 6 2.3.2 Acidogénese ......................................................................................................... 6 2.3.3 Acetogénese ......................................................................................................... 7 2.3.4 Metanogénese ....................................................................................................... 7 2.4 Fatores que afetam o processo da digestão anaeróbia ................................................. 7 2.4.1 Temperatura ......................................................................................................... 7 2.4.2 pH e ácidos gordos voláteis .................................................................................. 8 2.4.3 Potencial de Oxidação-Redução ........................................................................... 9 2.4.4 Tempo de retenção hidráulica .............................................................................. 9 2.4.5 Inóculo .................................................................................................................. 9 2.4.6 Substrato ............................................................................................................. 10 2.5 Inibidores da digestão anaeróbia ............................................................................... 11 2.5.1 Amoníaco ........................................................................................................... 11 2.5.2 Ácidos gordos voláteis ....................................................................................... 12 2.5.3 Antibióticos ........................................................................................................ 12 2.5.4 Metais pesados ................................................................................................... 12 xiv Figura 4.22 - Nº de respostas dadas pelos de inquiridos residentes de acordo com as suas preferências de fontes de energia para climatização do lar e aquecimento de águas canalizadas .................................................................................................................................................. 80 Figura 4.23 - Percentagem de inquiridos residentes de acordo com a sua frequência na utilização de transportes públicos ............................................................................................................. 80 Figura 4.24 - Percentagem de inquiridos residentes de acordo com a distancia média percorrida por viagem em transportes publicos ......................................................................................... 81 Figura 4.25 - Nº de respostas dadas pelos de inquiridos residentes de acordo com as fontes de energia usadas no seu transporte do dia a dia ........................................................................... 81 Figura 4.26 - Nº de respostas dadas pelos de inquiridos residentes de acordo com as fontes de energia utilizadas no seu emprego ou escola ........................................................................... 82 Figura 4.27 – Percentagem de inquiridos residentes de acordo com o seu estatuto de cultivador ou nãocultivador ..................................................................................................................... 82 Figura 4.28 - Nº de respostas dadas pelos de inquiridos residentes de acordo com os seus tipos de cultivo .................................................................................................................................. 83 Figura 4.29 - Percentagem de inquiridos residentes de acordo com a sua área total de cultivo .................................................................................................................................................. 83 Figura 4.30 - Percentagem de inquiridos residentes de acordo com as suas preferências pelo tipo de fertilização das culturas ................................................................................................ 84 Figura 6.1 – Reatores em pleno funcionamento, utilizados neste ensaio ............................... 100 Figura 6.2 – Esquema do funcionamento dos reatores usados nas duas fases deste ensaio ... 101 Figura 6.3 – Aspeto visual do óleo alimentar usado, aplicado nas misturas de alimentação diária dos 3 reatores ao longo de ambas as fases do ensaio ............................................................. 104 Figura 6.4 - Percentagem de metano atingida para cada um dos reatores 1, 2 e 3 ao longo da 1ª fase do ensaio, ........................................................................................................................ 110 Figura 6.5 - Metano produzido diariamente pelos reatores 1, 2 e 3 ao longo da 1ª fase do ensaio (ml/d/g SV), em que 1 e 3=alimentação completa; 2 e 4= Alimentação sem OAU (ver tabela 5.8 pag. 113). .......................................................................................................................... 110 Figura 6.6 - pH medido diariamente dos reatores R1, R2 e R3 ao longo da 1ª fase do ensaio, em que 1 e 3=alimentação completa; 2 e 4= Alimentação sem OAU (ver tabela 5.8 pag. 113). 111 Figura 6.7 - Sólidos totais (ST) e sólidos voláteis (SV) dos digeridos dos reatores 1 (a), 2 (b) e 3 (c) ao longo da 1ª fase do ensaio, em que 1 e 3=alimentação completa; 2 e 4= Alimentação sem OAU (ver tabela 5.8 pag. 113). ....................................................................................... 112 xv Figura 6.8 – Rendimento da degradação de sólidos voláteis dos reatores R1, R2 e R3, em que 1 e 3=alimentação completa; 2 e 4= Alimentação sem OAU (ver tabela 5.8 pag. 113). ....... 113 Figura 6.9 - Concentração de ácidos gordos voláteis obtidas dos reatores, em mg CQO/l ao longo da 1ª fase do ensaio, em que 1 e 3=alimentação completa; 2 e 4= Alimentação sem OAU (ver tabela 5.8 pag. 113). ........................................................................................................ 114 Figura 6.10 - Percentagem de metano dos reatores 1, 2 e 3 medido ao longo da 2ª fase do ensaio ................................................................................................................................................ 117 Figura 6.11 - Metano produzido diariamente pelos reatores 1, 2 e 3 ao logo da 2ª fase do ensaio (ml/d/g SV) ............................................................................................................................. 118 Figura 6.12 - pH medido diariamente dos reatores 1, 2 e 3 ao longo da 1ª fase do ensaio .... 119 Figura 6.13 - Potencial redox medido diariamente dos reatores 1, 2 e 3 ao longo da 2ª fase do ensaio (mV) ............................................................................................................................ 120 Figura 6.14 - Sólidos totais (ST) e sólidos voláteis (SV) dos reatores 1 (a), 2 (b) e 3 (c) ao longo da 2ª fase do ensaio ................................................................................................................ 120 Figura 6.15 – Rendimento de remoção de sólidos voláteis dos reatores 1, 2 e 3 ao longo da 2ª fase do ensaio ......................................................................................................................... 121 Figura 6.16 - Concentração de ácidos gordos voláteis obtidas dos reatores em mg CQO/l ao longo da 1ª fase do ensaio ...................................................................................................... 122 Figura 7.1 - Mapas de análise multicritério ambiental, social e econômica e resultado final da localização das áreas mais propícias à construção de unidade de biogás de acordo com a localização e dimensão das explorações leiteiras e rede viária e elétrica. ............................. 128 xvi LISTA DE TABELAS Tabela 2.1 – Enzimas e respetivos substratos e produtos resultantes durante a fase da hidrólise Fonte: Adekunle & Okolie (2015) ............................................................................................. 6 Tabela 2.2 – Gama de temperaturas a que ocorre o processo de digestão anaeróbia, de acordo com vários autores ...................................................................................................................... 8 Tabela 2.3 – Potencial de produção de metano por tipo de substrato na digestão anaeróbia. Fonte: Schnurer & Jarvis, 2010 ................................................................................................ 11 Tabela 3.1 – Nº de instalações de biogás e respetivas produções de energia, por tipo de instalações, na Alemanha para os anos 2012, 2014, 2015 e 2016. Adaptado de Drosg et al. (2013), Drosg et al. (2014), Drosg et al. (2015) e Drosg et al. (2016) ..................................... 21 Tabela 3.2 – Tipos de energias produzidas a partir do biogás na Alemanha, para os anos 2012, 2014, 2015 e 2016. Adaptado de Drosg et al. (2013), Drosg et al. (2014), Drosg et al. (2015) e Drosget al. (2016) ..................................................................................................................... 21 Tabela 3.3 – Tarifas aplicadas sobre a venda de energia elétrica a partir dos diferentes resíduos e efluentes, na Alemanha. Fonte: Sternkopf (2017) ................................................................. 22 Tabela 4.1 - Descrição das componentes do inquérito aplicados neste estudo no concelho de Barcelos .................................................................................................................................... 38 Tabela 4.2 – Caracterização das questões do grupo 3 .............................................................. 44 Tabela 4.3 – Esquematização das pontuações da questão global 3.1 ....................................... 44 Tabela 4.4 - Esquematização das pontuações das questões especificas 3.2., 3.3., 3.4, 3.5 e 3.6 .................................................................................................................................................. 45 Tabela 4.5 – Resultado global das médias das pontuações das questões do grupo 3 ............... 56 Tabela 4.6 – Definição das hipóteses nula e alternativa para a relação entre o nivel de insatisfação e a variavel “Género” ........................................................................................... 57 Tabela 4.7 – Análise em SPSS da variância unidirecional das médias das respostas dadas, entre o nivel de insatisfação e a variável “Género” em que df=graus de liberdade, Z= desvio médio e Sig= Probabilidade de significância ......................................................................................... 57 Tabela 4.8 – Análise por tabela dinâmica Excel da relaçao entre o nivel de insatisfação com a variável “Genéro” acerca das respostas dadas no grupo de questoes 3 ................................... 58 Tabela 4.9 - Definição das hipóteses nula e alternativa para a relação entre o nivel de insatisfação e a variável “Escalão etário” ................................................................................ 58 xvii Tabela 4.10 - Análise em SPSS da variância unidirecional das médias das respostas dadas, entre o nivel de insatisfação e a variável “Escalão etário” em que df=graus de liberdade, Z= desvio médio e Sig= Probabilidade de significância ........................................................................... 59 Tabela 4.11 - Análise por tabela dinâmica Excel da relaçao entre o nivel de insatisfação com a variável “Escalão etário” acerca das respostas dadas no grupo de questoes 3 ......................... 60 Tabela 4.12 - Definição das hipóteses nula e alternativa para a relação entre o nível de insatisfação e a variável “Situação de residência” ................................................................... 60 Tabela 4.13 - Análise em SPSS da variância unidirecional das médias das respostas dadas, entre o nível de insatisfação e a variável “Situação de residência” em que df=graus de liberdade, Z= desvio médio e Sig= Probabilidade de significância ................................................................ 61 Tabela 4.14 - Análise por tabela dinâmica em Excel da relação entre o nivel de insatisfação com a variável “Situação de residência” acerca das respostas dadas no grupo de questoes 3 . 62 Tabela 4.15 - Definição das hipóteses nula e alternativa para a relação entre o nível de insatisfação e a variável “Margem do rio da morada dos residentes” ...................................... 63 Tabela 4.16 - Análise em SPSS da variância unidirecional das médias das respostas dadas, entre o nível de insatisfação e a variável “Margem do rio da morada dos residentes” em que df=graus de liberdade, Z= desvio médio e Sig= Probabilidade de significância .................................... 63 Tabela 4.17 - Análise por tabela dinâmica em Excel da relaçao entre o nível de insatisfação com a variável “Margem do rio da morada dos residentes” acerca das respostas dadas no grupo de questoes 3 ............................................................................................................................ 64 Tabela 4.18 - Definição das hipóteses nula e alternativa para a relação entre o nivel de insatisfação e a variável “Tempo já residido no concelho de Barcelos” .................................. 65 Tabela 4.19 - Análise em SPSS da variância unidirecional das médias das respostas dadas, entre o nível de insatisfação e a variável “Tempo já residido no concelho de Barcelos” em que df=graus de liberdade, Z= desvio médio e Sig= Probabilidade de significância ..................... 65 Tabela 4.20 - Análise por tabela dinâmica em Excel da relação entre o nível de insatisfação com a variável “Tempo já residido em Barcelos” acerca das respostas dadas no grupo de questoes 3 ................................................................................................................................. 66 Tabela 4.21 - Definição das hipóteses nula e alternativa para a relação entre o nível de insatisfação e a variável “Situação profissional” ..................................................................... 67 Tabela 4.22 - Análise em SPPS da variância unidirecional das médias das respostas dadas, entre o nível de insatisfação e a variável “Situação profissional” em que df=graus de liberdade, Z= desvio médio e Sig= Probabilidade de significância ................................................................ 67 xviii Tabela 4.23 - Análise por tabela dinâmica em Excel da relação entre o nível de insatisfação com a variável “Situação profissional” acerca das respostas dadas no grupo de questões 3 ... 68 Tabela 4.24 - Definição das hipóteses nula e alternativa para a relação entre o nível de insatisfação e a variável “Ramo profissional” .......................................................................... 69 Tabela 4.25 - Análise em SPSS da variância unidirecional das médias das respostas dadas, entre o nível de insatisfação e a variável “Ramo profissional” em que df=graus de liberdade, Z= desvio médio e Sig= Probabilidade de significância ................................................................ 69 Tabela 4.26 - Análise por tabela dinâmica em Excel da relação entre o nível de insatisfação com a variável “Ramo profissional” acerca das respostas dadas no grupo de questões 3 ....... 71 Tabela 4.27 - Definição das hipóteses nula e alternativa para a relação entre o nivel de insatisfação e a variável “Nivel de escolaridade” .................................................................... 72 Tabela 4.28 - Análise em SPSS da variância unidirecional das médias das respostas dadas, entre o nível de insatisfação e a variável “Nivel de escolaridade” em que df=graus de liberdade, Z= desvio médio e Sig= Probabilidade de significância ................................................................ 72 Tabela 4.29 - Análise por tabela dinâmica em Excel da relação entre o nível de insatisfação com a variável “Nivel de escolaridade” acerca das respostas dadas no grupo de questões 3 .. 74 Tabela 4.30 - Definição das hipóteses nula e alternativa para a relação entre o nível de insatisfação e a variável “Ligação dos inquiridos ao setor da bovinicultura em Barcelos” ..... 74 Tabela 4.31 - Análise em SPSS da variância unidirecional das médias das respostas dadas, entre o nível de insatisfação e a variável “Ligação dos inquiridos ao setor da bovinicultura em Barcelos” em que df=graus de liberdade, Z= desvio médio e Sig= Probabilidade de significância .................................................................................................................................................. 75 Tabela 4.32 - Análise por tabela dinãmica em Excel da relaçao entre o nivel de insatisfação com a variavel “ligação dos inquiridos ao setor da bovinicultura em Barcelos” acerca das respostas dadas no grupo de questoes 3 ................................................................................... 76 Tabela 4.33 – Quadro síntese dos diagnósticos da relação entre o nivel de insatisfação dos inquiridos e cada um dos fatores .............................................................................................. 76 Tabela 5.1 – Caracterização da entrevista de acordo com os grupos de perguntas, descrição e objetivos. .................................................................................................................................. 88 Tabela 5.2 – Caracterização das 5 explorações que responderam às entrevistas ..................... 89 Tabela 5.3 – Perceção dos bovinicultores acerca da evolução do setor leiteiro na última década em Barcelos .............................................................................................................................. 89 Tabela 5.4 – Produção diária de chorume, volume da fossa de armazenamento e periodicidade de despejo da fossa em cada uma das 5 explorações de leite ................................................... 91 xix Tabela 5.5 – Destino dado ao efluente, produção de outros resíduos e utilização de outros fertilizantes e corretivos em cada uma das 5 explorações ........................................................ 91 Tabela 5.6 – Tipos de climatização das explorações ............................................................... 92 Tabela 5.7 – Condicionantes sentidas nas explorações de bovinos de leite acerca da gestão dos respetivos efluentes .................................................................................................................. 92 Tabela 5.8 – Manifestações sociais nas explorações acerca da poluição ambiental e maus cheiros derivados do manuseamento dos efluentes .................................................................. 93 Tabela 5.9 – Níveis de concordância dos bovinicultores acerca do relatório ambiental do PDM de Barcelos 2015 ...................................................................................................................... 93 Tabela 5.10 – Avaliação dos conhecimentos dos bovinicultores acerca do conceito do biogás .................................................................................................................................................. 94 Tabela 5.11 – Condicionantes dos bovinicultores na aceitação da contribuição financeira de uma instalação centralizada de tratamento e valorização de efluentes pecuários. ................... 96 Tabela 5.12 – Mais-valias da valorização dos efluentes, mencionadas pelos bovinicultores .. 96 Tabela 5.13 – Tipos de energias produzidas a partir da valorização do biogás, sugeridas pelos bovinicultores ........................................................................................................................... 96 Tabela 7.1 – Lista de critérios ambientais, sociais e económicos selecionados e respetivas referências bibliográficas e pesos na análise hierárquica ponderada (AHP) ......................... 126 xx LISTA DE ABREVIATURAS, SIGLAS E ACRÓNIMOS AGV – Ácidos Gordos Voláteis CN – Cabeças Normais C/N – Razão carbono/azoto CPB – Central de Produção de Biogás CQO – Carência Química de Oxigénio ETAR – Estação de Tratamento de Águas Residuais FAO – Food and Agriculture Organization F.L.C.V.L – Fração Líquida de Chorume de Vacarias Leiteiras OAU – Óleo Alimentar Usado PNGR – Plano Nacional de Gestão de Resíduos POR – Potencial de Oxidação-Redução RRSV – Rendimento de Remoção de Sólidos ST – Sólidos Totais SV – Sólidos voláteis TRH – Tempo de Retenção Hidráulica 1 1. ENQUADRAMENTO 1.1 Necessidade de tratamento dos efluentes pecuários Até meados do século XVIII, antes da revolução industrial, o processo produtivo era realizado em pequena escala, em que tudo era produzido de forma artesanal implicando um grande recurso de mão-de-obra e respetivos elevados custos, embora com baixa produção de resíduos envolvidos. Contudo, na segunda metade do seculo XVIII, com a revolução industrial, todo o processo produtivo passou a ser de grande escala, com recurso a máquinas, aumentando a produção com redução significativa dos custos de mão-de-obra e maximizando os lucros. Com o aumento de produção em escala, a modernização industrial incrementou significativamente o nível de produção de resíduos, pondo em causa a sustentabilidade do meio ambiente e a saúde e qualidade de vida das populações (Al-Zuahiri et al., 2015). O sector agropecuário corresponde a uma das maiores potências da economia Portuguesa, sendo em muitas regiões o principal sector de atividade. De acordo com o recenseamento agrícola realizado em 2009, o setor agropecuário ocupava 51 % do território nacional. Esta ocupação abrange maioritariamente áreas rurais que nos últimos anos têm sido alvo de um intenso despovoamento. No mesmo sentido, o setor agropecuário possui um contributo fulcral, proporcionando uma maior fixação por parte da população ativa onde este se insere, conduzindo a uma diminuição da taxa de despovoamento (ENEAPAI, 2007). A nível mundial, a exploração pecuária é uma das atividades económicas que mais tem contribuído para a degradação do meio ambiente e alterações climáticas. De acordo com a FAO (2006), a produção de gado representava então 70% das explorações agrícolas a nível mundial e 30% da ocupação da superfície terrestre. Segundo a mesma fonte, desta atividade resultavam 37% de emissões de metano, 65% de emissões de óxido nitroso, 64% de emissões de amónia responsável pelas chuvas ácidas, e 18% de emissões de dióxido de carbono. Paralelamente, a exploração pecuária é responsável pelo consumo de 8% de água a nível mundial. A partir de 2005, o protocolo de Quioto permitiu o estabelecimento de metas de emissões gasosas poluentes em todo o mundo. Para esse efeito, houve a necessidade em apostar em tecnologias cada vez menos poluentes, como também investir na área das energias renováveis de modo a reduzir as emissões de carbono, azoto e enxofre na atmosfera. 2 Surge no entanto a problemática da gestão de resíduos e efluentes, resultantes da atividade pecuária, sendo que se os quais não forem tratados ou valorizados são considerados uma fonte de poluição do meio ambiente. Manyi-Loh et al. (2013) afirmaram que no trato intestinal dos animais existem microrganismos patogénicos do género salmonella, Escherichia coli, Cyptosporidium e Giardia, que quando presentes nos efluentes pecuários incorporados nos solos sem o devido tratamento, causam a sua poluição. Surge assim a necessidade de encontrar soluções eficientes do ponto de vista técnico, económico e ambiental, capazes de descontaminar os efluentes pecuários de forma a reduzir o impacto negativo no meio ambiente. 1.2 Motivação A realização deste trabalho foi motivada pela dedicação do autor em participar e contribuir de alguma forma na resolução de problemas de carácter ambiental. Alem disso, o autor tem fortes afinidades com o concelho de Barcelos. Dado ao conhecimento por parte do autor acerca da poluição ambiental causada pela gestão dos efluentes pecuários no concelho de Barcelos e numa tentativa de preservar a economia, a fixação, dinâmica e bem-estar da população e o caracter da paisagem, tornou-se oportuno realizar este estudo de modo a criar condições adequadas de tratamento e valorização dos efluentes pecuários. Deste modo, reduzia-se significativamente o nível de poluição ambiental verificado neste concelho, garantindo a qualidade da fauna, flora e água, sendo essenciais para a qualidade de vida da população. 1.3 Estrutura da tese Este documento está dividido em 6 capítulos. No capítulo 2 consta uma revisão bibliográfica acerca do conceito de digestão anaeróbia, da sua evolução histórica, bem como a descrição das fases que compõem a digestão anaeróbia. Abordam-se ainda os fatores essenciais que influenciam o referido processo e também as suas vantagens e desvantagens. O capítulo 3 é constituído por uma abordagem da situação do conceito do biogás em Portugal, face à situação verificada nos principais países europeus com forte desenvolvimento no setor agropecuário, nomeadamente, na Dinamarca, na Holanda e Alemanha. No mesmo capítulo é feita uma abordagem aos setores da energia e agropecuária assim como uma abordagem às emissões de metano totais e agrícolas e ainda identificação das principais limitações do biogás nesses países. 3 No capítulo 4, fez-se uma aplicação de um questionário de inquérito a 600 pessoas, quer habitantes, quer visitantes do concelho de Barcelos para avaliar o ponto de vista das pessoas a nível do setor agropecuário neste concelho, assim como avaliar o seu grau de insatisfação perante a poluição ambiental causada pela gestão dos efluentes provenientes das explorações leiteiras. No mesmo capítulo fez-se uma avaliação do consumo energético dos moradores no seu lar, no seu transporte do dia-a-dia e no seu local de emprego e ainda uma avaliação das suas práticas agrícolas. O capítulo 5 é constituído por uma análise qualitativa de uma entrevista realizada a 6 explorações-tipo de bovinicultura leiteira de Barcelos. Com a referida entrevista, pretende-se avaliar a situação atual do setor do leite neste concelho e identificar quais as limitações sentidas pelas explorações na gestão dos seus efluentes. No capítulo 6 está representado um estudo, realizado à escala laboratorial, de codigestão anaeróbia de efluentes de bovinicultura leiteira com resíduos orgânicos alimentares e óleo alimentar usado. Este estudo é composto por duas fases distintas. A primeira fase consiste em avaliar a produção de biogás a partir codigestão de diferentes proporções de efluentes, resíduos orgânicos alimentares e óleo. Na segunda fase, a partir da mesma proporção destes resíduos acima descritos, pretende-se avaliar a performance da digestão anaeróbia por influência da aplicação periódica de diferentes volumes de ar atmosférico, quer a nível na produção de biogás quer na degradação de gorduras. O capítulo 7 é composto por uma análise multicritério em sistemas de informação geográfica, com o objetivo de avaliar quais as áreas com maior potencial para a construção de unidades centralizadas de tratamento e valorização de efluentes de bovinicultura por digestão anaeróbia. Esta análise foi realizada a partir de critérios ambientais, económico e sociais selecionados a partir de estudos realizados na especialidade constantes na presente literatura. Em suma, com este trabalho pretende-se avaliar as condições geográficas, técnicas e sociais do concelho de Barcelos no sentido de implementar uma rede de unidades centralizadas de tratamento e valorização de efluentes pecuários, de modo a reduzir o seu nível de poluição ambiental. 10 produzir um biogás, quer em quantidade quer em qualidade, nomeadamente a nível de teor de metano contido no biogás resultante (Shah et al., 2014) Quanto à origem, o inóculo pode ter proveniência de várias fontes orgânicas, sejam por exemplo, lamas de ETAR, resíduos sólidos urbanos ou ainda efluentes de origem pecuária. A origem do inóculo influencia diretamente o desempenho da digestão anaeróbia devido à constituição microbiana e nutricional do meio de origem. A percentagem de matéria orgânica do inóculo é um parâmetro indireto, com o qual se pode medir a capacidade de degradar os substratos. Este parâmetro é frequentemente utilizado para calcular a carga orgânica de um digestor ou para a realização de testes de potencial metanogénico, sendo um indicador de viabilidade do inoculo. Se o inóculo provém de efluentes de origem pecuária, a sua percentagem de matéria orgânica pode atingir os 39,6% (Moral et al., 2005). No entanto, se o inóculo tiver origem a partir de lamas de ETAR, a percentagem de matéria orgânica pode atingir os 95%. Para que haja uma boa atividade microbiana na degradação do substrato, é necessário que haja uma boa percentagem de matéria orgânica, garantindo uma boa população de microrganismos (Florindo, 2009). A atividade metanogénica específica do inóculo deve ser medida com substratos específicos para determinar se existe uma diversidade microbiana apropriada (Angelidaki, 2009). 2.4.6 Substrato O substrato deve ser caracterizado em termos de teor de gorduras, concentração de metais pesados, razão C/N entre outros, não só para garantir a estabilidade do processo, como também a eficiência na produção de metano e a qualidade final do digerido a nível de valor fertilizante e sanitária (Adekunle & Okolie, 2015). A utilização de misturas de substratos pode melhorar a digestão anaeróbia quando se melhora o equilíbrio em termos de razão C/N de pH ou de outros nutrientes (Chen & Neibling, 2014). Estes autores referem que, por exemplo em efluentes pecuários, devido ao aumento da razão C/N a codigestão garante mais carbono disponível e diminui o risco de formação de amónia. A Tabela 2.3 representa o potencial de produção de metano de alguns substratos frequentemente usados na digestão anaeróbia. 11 Tabela 2.3 – Potencial de produção de metano por tipo de substrato na digestão anaeróbia. Fonte: Schnurer & Jarvis, 2010 Substrato Potencial de produção de metano (m3/ t de VS) Resíduos orgânicos alimentares 400 - 600 Efluentes pecuários 100 - 300 Resíduos de matadouros 700 Cereais 300 - 400 Beterraba 300 - 800 Silagem de erva 350 – 390 Erva verde 200 - 400 Palha 100 - 320 Lamas de ETAR 160 - 350 Residuos de vinificação 300 - 400 2.5 Inibidores da digestão anaeróbia A digestão anaeróbia nem sempre é um processo estável. Por vezes, existem certos fenómenos de inibição que reduzem parcialmente a performance dos microrganismos presentes no reator, podendo até em certas condições levar á sua morte. Os fenómenos de inibição podem ser provocados por varias formas, desde a composição química e orgânica do efluente a tratar, que pode ser rica em compostos de enxofre, amoníaco e metais pesados. A inibição pode ainda ser resultante da acumulação de compostos resultantes do metabolismo das arqueobactérias presentes na biomassa, tais como ácidos gordos voláteis, ácidos gordos voláteis de cadeia longa e iões H+. 2.5.1 Amoníaco A digestão anaeróbia de resíduos ricos em ureia e proteína, como os dejetos de animais, muitas vezes é confrontada com altos níveis de azoto amoniacal livre devido à sua alta concentração de azoto orgânico (Akindele et al., 2017; Ren et al., 2018). A quantidade de amoníaco produzido durante o processo de digestão depende de outros fatores, tais como, a concentração do substrato azotado, da carga do reator, da relação C/N, da capacidade tampão e temperatura. Em solução aquosa, o azoto amoniacal existe na forma ionizada (NH4+) e não ionizada, também referida como amoníaco livre (NH3), dependendo do pH. Com o aumento do pH a forma não ionizada que é tóxica existe em maior proporção. No entanto, a instabilidade do processo provocada pela toxicidade da amónia geralmente resulta 12 em aumento do nível de ácidos gordos voláteis com uma correspondente diminuição do rendimento de produção de metano. A temperatura é um fator que influencia significativamente a produção de amónia durante a digestão anaeróbia. Para resíduos ou efluentes ricos em azoto (resíduos alimentares, dejetos de animais), é mais aconselhável operar a temperaturas mesófilas do que termófilas, devido a altas produções de amónia livre que acontecem a temperaturas termófilas. (Akindele & Sartaj, 2017; Ren et al., 2018). 2.5.2 Ácidos gordos voláteis Durante as primeiras fases da digestão anaeróbia, são produzidos vários ácidos gordos voláteis, tais como, fórmico, acético, propiónico, n-butírico, isobutírico, valérico e hexanóico. No entanto, nem todos estes ácidos são produzidos, pois depende da constituição da matéria orgânica a ser degradada. Um aumento de ácidos é normalmente sinónimo de instabilidade no processo que pode originar inibição se o pH baixar a valores inferiores a 6.5, de acordo com (Seadi et al., 2008). 2.5.3 Antibióticos Os antibióticos são considerados como sendo inibidores da digestão anaeróbia. No caso da atividade pecuária, a presença de antibióticos nos efluentes pode ter origem no tratamento de doenças dos animais assim como na desinfeção das salas de ordenha. Xin et al. (2014) realizaram um ensaio de digestão anaeróbia de efluentes de vacarias com diferentes doses de Oxitetracilina, um antibiótico frequentemente utilizado no combate de doenças bacterianas nos animais, e concluíram que em doses mais elevadas este antibiótico inibia a digestão anaeróbia. 2.5.4 Metais pesados Segundo Geraldi (2003), os efluentes provenientes de lamas de ETAR contêm metais pesados, tais como zinco, cobalto, cobre, ferro e níquel, que em concentrações elevadas podem inibir o processo de digestão anaeróbia. No entanto, em concentrações baixas, estes metais pesados são necessários para assegurar a atividade enzimática dos microrganismos (Mudhoo & Kumar, 2013). 13 2.5.5 Compostos de enxofre Os sulfatos originam sulfureto de hidrogénio (H2S) que é toxico para os microrganismos e que resulta da competição entre arqueobactérias sulfato-redutoras, arqueobactérias acetogénicas e as arqueobactérias metanogénicas no consumo de substratos (Sutaryo, 2012). 2.6 Vantagens e desvantagens da digestão anaeróbia A digestão anaeróbia é um processo que apresenta várias vantagens ambientais, sociais e económicas se for bem planeado, bem gerido e se a rentabilidade for assegurada por meio de garantias a longo termo das tarifas de venda de energia elétrica ou de gás. Uma das vantagens mais evidentes da digestão anaeróbia é a produção de biogás que é uma fonte de energia renovável, resultante da degradação da matéria orgânica dos resíduos e efluentes pelos microrganismos (Singh et al., 2010; Li et al., 2011; Moukasis et al., 2017), além de reduzir a dependência de uso de combustíveis fosseis (Silva et al., 2017). É um processo que contribui para a redução de emissões, nomeadamente de metano, de dióxido de carbono e de sulfureto de hidrogénio (Chen & Neibling, 2014). Do processo resulta também um digerido, que contém menores teores de microrganismos patogénicos e menores odores do que o material não digerido e que é frequentemente utilizado como fertilizante dos solos agrícolas (Wilkie, 2005; Abubaker, 2012). Outra vantagem da digestão anaeróbia é que pode ser aplicada a uma vasta gama de resíduos orgânicos, nomeadamente resíduos e efluentes provenientes da agricultura e ainda resíduos e efluentes com origem nos meios urbanos (Holm-Nielsen et al. 2009). Como vantagens económicas, as instalações de biogás são pouco exigentes em área de construção (Shih, 1993; Monteiro et al., 2010), reduzindo os custos de aquisição de terrenos para a sua implementação, e socialmente, permite a criação de trabalho (Seadi et al., 2008). No entanto, há autores que não partilham da visão otimista da digestão anaeróbia e que realçam os problemas e insucessos do processo. Por exemplo Patil et al. (2012) afirmaram que a digestão anaeróbia é um processo na maior parte das vezes instável e requer uma supervisão bastante frequente. Os mesmos autores referem que a atividade microbiana só é maximizada se se verificar um determinado conjunto de parâmetros específicos. Zupan & Grilc (2012) definiram como desvantagens da digestão anaeróbia, a fraca divulgação e baixo investimento por parte de alguns países nas tecnologias de infraestruturas de produção de biogás para fins energéticos e fertilização a partir de resíduos orgânicos. Além disso, estes autores referem que nem sempre as instalações são rentáveis ao ponto de retorno do investimento, muitas vezes devido à 14 construção de modo empírico sem conhecimento técnico científico necessário, que dificulta ou impossibilita o retorno do investimento além de causar problemas graves de poluição ambiental. 2.7 Vantagens e limitações da utilização do material digerido De acordo com Mignon (2009) e Lukehurst et al. (2010), a utilização do material orgânico digerido acarreta um vasto leque de vantagens, nomeadamente, o aumento do potencial de fertilização dos solos, sendo que o material digerido é menos ácido que o material não digerido, além de que reduz o consumo de adubos sintéticos. A utilização do digerido permite a proteção do ambiente a nível do ar, solo e água devido à redução de emissões gasosas, redução da lixiviação do azoto dos solos e redução da eutrofização das águas. O digerido pode ter valor económico, e ser uma fonte de receita. As limitações do manuseamento do material orgânico digerido prendem-se pelas altas concentrações de azoto quando o efluente ou resíduo à partida é rico em azoto, ou então, quando a decomposição é ineficiente, causando excesso de azoto no material digerido, quer na volatilização na forma amoniacal, quer pela lixiviação na forma de nitratos. Além disso, se o material digerido não for armazenado com confinamento adequado, criam-se odores desagradáveis nas redondezas das instalações (Zupan & Grilc 2012). 15 3. O CONCEITO DE BIOGÁS NOS PRINCIPAIS PAÍSES EUROPEUS DE PRODUÇÃO PECUÁRIA 3.1 Introdução A sustentabilidade do funcionamento do conceito de biogás num país depende de vários fatores, tais como a legislação em vigor, as quantidades produzidas das diferentes matérias-primas para obtenção do biogás, e também a rentabilidade do próprio processo da digestão anaeróbia (ver Figura 3.1). A legislação em vigor pode dividir-se em 3 componentes: ambiental, social e económica. A legislação ambiental baseia-se na conservação dos recursos naturais e no respeito pela defesa da fauna e flora. A nível de legislação social, procura-se estabelecer políticas que visam o bem-estar das pessoas, evitando ao máximo a possibilidade de existirem conflitos adjacentes à gestão das matérias-primas, nomeadamente, emissões de gases poluentes, propagação de doenças e produção de maus cheiros. Por último, a nível de legislação económica, torna-se oportuno ter em conta as políticas de apoios financeiros a projetos de construções de instalações de tratamento de resíduos e efluentes por digestão anaeróbia, assim como as tarifas aplicadas à venda da energia resultante do dito processo. Figura 3.1 – Fatores aos quais depende a sustentabilidade do conceito do biogás A Alemanha, a Dinamarca e a Holanda são três países europeus com uma forte tradição e impacto nos setores da indústria e agricultura devido à sua crescente evolução tecnológica sobretudo no setor agropecuário, destacando-se a bovinicultura. No entanto, devido à procura de competitividade da economia nos mercados internacionais, estes três países têm-se deparado 16 com uma crescente produção de resíduos e efluentes orgânicos e ainda a um crescente consumo energético. Para evitar danos ambientais, a Alemanha, a Dinamarca e Holanda obrigaram-se a desenvolver politicas no sentido de desenvolver tecnologias e infraestruturas que permitissem não só tratar os seus resíduos e efluentes, como também produzir simultaneamente energia de modo a reduzirem a sua dependência energética de países terceiros. O enquadramento do conceito de biogás varia de país para país, dependendo do seu nível de produção de resíduos e consumo energético e políticas ambientais. Neste capítulo pretende-se avaliar o estado da arte do conceito do biogás em Portugal, quer a nível legislativo, quer a nível económico quer a nível produtivo, comparando às situações atualmente vividas noutros países da união europeia, nomeadamente na Alemanha, Holanda e Dinamarca, dando um particular destaque para o tratamento dos efluentes no setor da bovinicultura leiteira. 3.2 Metodologia Neste estudo, para cada um dos países, nomeadamente, Alemanha, a Dinamarca, a Holanda e Portugal analisaram-se os seguintes aspetos: 1. Caracterização geográfica, económica e demográfica 2. Distribuição da produção de energia elétrica por fontes 3. Nº de instalações de biogás e respetivas produções energéticas anuais 4. Formas de energia produzidas a partir do biogás 5. Tarifas energéticas aplicadas ao biogás 6. Emissões de metano totais e agrícolas, e potenciais de emissões de metano a partir dos dejetos de animais 7. Caracterização do setor da bovinicultura 8. Entraves no setor do biogás Para o efeito consultaram-se atlas geográficos com caracterizações demográficas e geográficas de cada um dos 4 países selecionados anteriormente e ainda analisaram-se relatórios e artigos científicos da autoria de investigadores e instituições especializadas sobre a temática em causa. Os resultados obtidos são provenientes da consulta, transformação e sintetização de dados obtidos a partir dos seguintes websites: 1. https://www.cia.gov/index.html, consultado a 02/07/2017 2. http://www.fao.org/faostat/en/#data, consultado a 02/07/2017 17 3. http://world-statistics.org/index.php, consultado a 25/06/2017 4. https://www.ine.pt., consultado a 14/03/2018 5. http://european-biogas.eu/biogas/, consultado a 02/07/2017 6. http://task37.ieabioenergy.com/, consultado a 02/07/2017 3.3 Resultados 3.3.1 União europeia A Figura 3.2 representa o número de instalações de valorização e tratamento de resíduos e efluentes orgânicos por digestão anaeróbia a nível do continente europeu no ano 2015. Nesse ano, a Europa apresentava um total de 17358 instalações e 8728 MW de capacidade energética total. Dos 31 países representados na figura, só a Alemanha era detentora de mais de metade do nº de instalações de biogás a nível europeu, com 10846 instalações. A Holanda encontravase na 10ª posição com 268 instalações, seguida da Dinamarca em 12ª posição com 152 instalações e Portugal em 17ª posição com apenas 64 instalações. Figura 3.2 – Nº de instalações de biogás nos países europeus no ano 2015. Adaptado de EBA (2015) No entanto, analisando a produção total de energia elétrica por biogás em cada país europeu no mesmo ano de 2015 (ver Figura 3.3), verifica-se que nem sempre a produção de energia elétrica acompanha o ritmo do número de instalações de biogás. A título de exemplo, no Reino Unido 18 o número de instalações de biogás é ligeiramente inferior do que na República Checa, mas a sua produção de energia elétrica resultante é superior ao dobro da República Checa. Esta situação pode relacionar-se, por um lado, pela dimensão de cada unidade de produção de biogás (pequena, média ou larga escala), por outro pela inclusão de instalações de biogás de aterro e pelas formas energéticas alternativas em que o biogás é convertido. Figura 3.3 – Produção total de energia elétrica a partir do biogás nos principais países europeus no ano 2015. Adaptado de EBA (2015) Jossart (2012) afirma que o biogás na europa, é maioritariamente convertido em energia elétrica, embora possa também ser purificado e ser injetado na rede de gás natural, pode ser usado como calor para aquecimento de edifícios ou ainda em certos casos ser utilizado como biocombustível nos automóveis. O tipo de produção energética num determinado país é direcionado conforme as necessidades energéticas das suas populações e pelas tarifas de venda energética. As mesmas tarifas são regulamentadas a nível europeu pela Diretiva das Energias Renováveis (2009/28/EC), pela Diretiva da Reciclagem e Valorização dos Resíduos (2008/98/EC) e ainda pela Diretiva de Aterros (1999/31/EC) (Foreest, 2012). 3.3.2 Alemanha A Alemanha é um país com uma população de 80,9 milhões de habitantes e uma área terrestre de 348672 km2 (Central Intelligence Agency, 2017). A Alemanha situa-se na Europa central, fazendo fronteira a oeste com a Holanda, Bélgica e França, a leste com a Polónia e República 19 Checa, a Norte com a Dinamarca, a sudeste com a Áustria e a sul com o Liechtenstein e Suíça. A Alemanha apresenta um clima temperado a frio devido à influência do mar do Norte e um relevo bastante diversificado (National Geografic, 2005). Em relação à economia, a Alemanha é um dos países com mais impacto no setor da indústria a nível mundial, nomeadamente na indústria automóvel e equipamentos eletrónicos. A nível europeu, a Alemanha é o maior produtor no setor da agropecuária, produzindo em larga escala leite de vaca e carne de bovinos e suínos. No entanto, em 2002, a Alemanha foi considera o 5º país a nível mundial no consumo energético adquirindo 2 terços de energia no estrangeiro. Por esse motivo, a Alemanha tem desenvolvido políticas que visam enfatizar o desenvolvimento de tecnologias e produção de energias renováveis, de forma a reduzir a sua dependência energética, estabelecendo metas de produção de energia até 2050. A Figura 3.4 representa a evolução anual da distribuição da energia elétrica produzida na Alemanha por tipo de fonte entre 2005 e 2012. Verifica-se um forte destaque para a produção de energia elétrica nas centrais a carvão, representando quase 50% da produção ao longo dos anos. Esta situação poderá relacionar-se com extração mineira de carvão, com grande impacto na economia alemã (National Geografic, 2005). Destaca-se ainda uma evolução positiva e gradual da energia elétrica proveniente das outras fontes renováveis ao mesmo tempo da decrescente produção de energia nuclear. Esta situação poderá relacionar-se com a crescente valorização energética por digestão anaeróbia dos efluentes do setor agropecuário, considerada uma energia renovável não poluente além de reduzir-se deste modo não só as emissões atmosféricas de metano, como também a utilização de substâncias radioativas e ainda a redução da poluição dos solos e águas. 26 A Figura 3.8-a representa as emissões anuais de metano totais e do setor da agricultura na Dinamarca. De acordo com a mesma figura, verifica-se que as emissões globais de metano e as emissões de metano agrícolas mantiveram-se constantes ao longo dos anos. No entanto, as emissões agrícolas representam um grande impacto em comparação com as emissões globais, que poderá relacionar-se com a forte produção agropecuária dinamarquesa. Em relação ao potencial anual de produção de metano dos dejetos dos animais pecuários (ver Figura 3.8-b), destaca-se a forte contribuição das emissões de metano dos suínos, que poderá relacionar-se com o elevado impacto económico da suinicultura na economia dinamarquesa. Figura 3.8 - Emissões de metano totais e agrícolas (a) e potencial de produção de metano dos dejetos dos diferentes tipos de animais pecuários (b) na Dinamarca, para os anos 1990, 2000, 2005, 2008 e 2010 (Adaptado de http://worldstatistics.org/index.php#indicators e http://www.fao.org/faostat/en/#data) A Figura 3.9 representa a evolução da produção de bovinos de leite e respetiva produção leiteira, por km2 de área agrícola na Dinamarca. Apesar do numero de animais produzidos se manter constante, verifica-se um aumento gradual nas produções de leite, que tal como verificado na Alemanha (ver Figura 3.6) traduz-se numa crescente modernização e intensificação deste setor. 27 Figura 3.9 - Produção de leite de vaca e bovinos de leite por unidade de área agrícola entre 2005 e 2014 na Dinamarca (Adaptado de http://www.fao.org/faostat/en/#data e https://www.cia.gov/index.html) Limitações do biogás na Dinamarca Na Dinamarca, os subsídios de apoio à construção e funcionamento de instalações de biogás têm vindo a decrescer nos últimos anos, com previsão de desaparecerem a partir do ano 2020. Salienta-se ainda que, pelo facto de que este tipo de instalações se situarem principalmente em zonas rurais próximo de explorações pecuárias, torna-se difícil a obtenção de substratos que poderiam ser adicionados aos efluentes pecuários para garantir melhor estabilidade da digestão anaeróbia assim como aumentar o rendimento na produção de biogás e teor de metano (Kampman et al., 2016). 3.3.4 Holanda A Holanda, frequentemente conhecida como Países Baixos, é um país com uma população 16,9 de milhões de habitantes e uma área terrestre de 33893 km2 (Central Intelligence Agency, 2017). Fica situada na Europa Ocidental, banhada a norte e oeste com o Mar do Norte fazendo fronteira a leste com a Alemanha e a sul com a Bélgica. A Holanda apresenta um relevo praticamente plano em todo o seu território (National Geografic, 2005). A economia holandesa é bastante diversificada, com forte impacto nos setores do turismo, pesca, transportes, metalúrgica e agricultura, onde se destacam a floricultura e a agropecuária. Atendendo a que se trata de um país europeu relativamente pequeno e com apenas 55,1% de superfície agrícola útil, as áreas agrícolas são estritamente protegidas. O setor agropecuário só é possível se for exercido em regime intensivo, acarretando uma maior produção de efluentes, 28 obrigando a adotar tecnologias e infraestruturas que permitam tratar os mesmos de uma forma eficiente através da digestão anaeróbia, protegendo assim os solos da poluição ambiental. A Figura 3.10 representa a evolução da distribuição da energia elétrica produzida na Holanda, de acordo com os tipos de fontes de produção. Ao longo dos anos não se verificam diferenças significativas na distribuição da energia elétrica na Holanda. Contudo, destaca-se a produção de energia elétrica proveniente do gás natural representando em média mais de metade da produção de energia elétrica total. Este facto poderá estar relacionado com a purificação e injeção do biogás resultante do tratamento anaeróbio dos efluentes de origem pecuária, na rede de gás natural. Figura 3.10 - Distribuição da produção de energia elétrica por fontes entre 2005 e 2012, na Holanda (Adaptado de http://world-statistics.org/index.php) A Tabela 3.7 representa a caracterização do panorama da valorização de resíduos e efluentes no ano 2013 na Holanda. Tendo em conta que este país tem uma área geográfica reduzida e apenas 55% de área agrícola útil, este setor é exercido com grande modernização e intensidade, principalmente a nível da floricultura e criação de gado. Por essa razão, a agricultura é o setor que mais contribui a nível de número de instalações de biogás e produções energéticas, em detrimento dos outros setores. As lamas de ETAR também têm um grande impacto na produção de biogás devido à alta densidade populacional do país, que acarreta uma grande produção de lamas provenientes de esgotos municipais. 29 Tabela 3.7– Nº de instalações, produções energéticas e diversificação de resíduos tratados na Holanda em 2013. Adaptado de Drosg et al. (2015) Tipos de resíduos Nº de instalações Capacidade de produção de calor instalada (MW) Capacidade de produção de eletricidade instalada (MW) Capacidade energética de metano em ampliação (Nm3/h) ETAR 82 8 46 470 Biológicos 11 11 11 3892 Agricultura 105 18 129 606 Industriais 13 0 18 5312 Aterros 41 0 15 1625 Total 252 37 219 12530 Na Tabela 3.8 estão representadas as tarifas energéticas aplicadas à venda da energia resultante do biogás na Holanda de acordo com o respetivo setor. As tarifas energéticas do biogás são aplicadas sazonalmente, dependendo da oferta e procura da energia ao longo do ano. Sendo assim, para cada tipo de resíduo, a tarifa de biogás varia em 3 fases ao longo do ano. De acordo com o mesmo quadro, verifica-se que no caso da mono-digestão de efluentes pecuários, as suas tarifas são as mais altas em comparação com os outros resíduos. No entanto, Chen & Neibling (2014) concluíram que a mono-digestão de um efluente não garantia estabilidade no processo da digestão anaeróbia, limitando as produções de metano, havendo a necessidade de adicionar outros substratos para rentabilizar e estabilizar o processo. No mesmo sentido e de acordo com o quadro, verifica-se que a tarifa da codigestão de efluentes agropecuários com outros resíduos era inferior à mono-digestão, embora a produção energética seja superior. Tabela 3.8 – Tarifas energéticas aplicadas á venda da energia resultante do biogás em 2017 na Holanda. Fonte: Mooldijk (2017) Tipos de resíduos valorizados Fase 1 (€/KWh) Fase 2 (€/KWh) Fase 3 (€/KWh) Todos os resíduos 0,058 0,058 0,058 Extensão do período regulamentado (todos os resíduos) 0,055 0,055 0,055 Codigestão de efluentes agropecuários 0,064 0,074 0,074 Extensão do período regulamentado da codigestão de efluentes agropecuários com outros resíduos 0,063 0,063 0,063 Efluentes agropecuários (mono-digestão) 0,064 0,078 0,088 Injeção na rede de gás 0,064 0,078 0,092 AWZI/RWZI solo 0,031 0,031 0,031 A figura 3.11-a representa as emissões anuais de metano totais e do setor da agricultura na Holanda. Verifica-se uma diminuição gradual quer nas emissões de metano totais quer nas emissões de metano agrícolas, que poderá estar relacionado com a crescente valorização energética do biogás no país. 30 Em relação ao potencial de emissões de metano nos dejetos dos diferentes animais de criação pecuária (ver figura 3.11-b), destacam-se os bovinos e os suínos, que demonstra a significativa modernização e intensificação da bovinicultura leiteira e suinicultura. Figura 3.11 - Emissões de metano totais e agrícolas (a) e potencial de produção de metano dos dejetos dos diferentes tipos de animais pecuários (b) na Holanda, para os anos 1990, 2000, 2005, 2008 e 2010. Adaptado de http://worldstatistics.org/index.php#indicators e http://www.fao.org/faostat/en/#data Na Figura 3.12 estão representadas as evoluções de produção de bovinos de leite e respetiva produção leiteira ao longo dos anos. Verifica-se um nível de produção de animais constante e uma crescente produção leiteira, o que reflete a constante modernização e intensificação do setor. Figura 3.12 - Produção de leite de vaca e bovinos de leite por unidade de área agrícola entre 2005 e 2014 na Holanda. Adaptado de http://www.fao.org/faostat/en/#data e https://www.cia.gov/index.html 31 Limitações do biogás na Holanda Na Holanda, vive-se atualmente uma grande insegurança económica no setor do biogás. As grandes empresas produtoras de biogás que representam este setor no país não conseguem obter, por parte dos bancos, linhas de crédito para investir em instalações de energia renovável. 3.3.5 Portugal Portugal é país com uma população de 10,8 milhões de habitantes e uma área terrestre de 91470 km2 (Central Intelligence Agency, 2017). É o país situado mais a oeste da Europa, banhado a oeste e sul pelo Oceano Atlântico e a norte e leste pela Espanha. É também constituído pelos arquipélagos dos Açores a oeste e pelo arquipélago da Madeira a sudoeste, sendo ambos os arquipélagos banhados pelo Oceano Atlântico. O território português apresenta um clima temperado marítimo e um relevo bastante diversificado (National Geografic, 2005). Em relação à economia, Portugal destaca-se nos setores do turismo, a pesca e a agricultura, tendo este setor destaque na vinicultura, cultivo de cereais e pecuária. No entanto, Portugal apresenta zonas agrícolas de latifúndio nas planícies alentejanas com criação de gado para carne e cereais e zonas de minifúndio no resto do país com principal destaque para a bovinicultura de leite no Minho e Açores. Portugal tem ainda condições propícias para a produção de energia elétrica, quer por turbinas eólicas devido à influência ventosa do Oceano Atlântico, quer hidroelétrica devido à presença de rios profundos e de larga dimensão com aptidão para construção de barragens. Portugal possui ainda uma boa exposição solar com boas condições para aproveitamento de energia solar. A Figura 3.13 representa a evolução da distribuição da produção de energia elétrica ao longo dos anos em Portugal. Salienta-se uma boa diversidade de fontes de energia elétrica, registando apenas a ausência da energia nuclear. No entanto verifica-se uma tendência decrescente na produção de energia elétrica por fontes de energia não-renováveis, em detrimento de uma tendência crescente na produção de energia elétrica através de fontes de energias renováveis. Este facto relaciona-se com a situação de Portugal na península ibérica sujeito a grandes exposições solares e ventosas do Oceano Atlântico, permitindo uma ótima rentabilização da utilização da energia eólica e solar fotovoltaica. Para além disso, Portugal dispõe de um grande número de rios equipados com barragens hidroelétricas, representando 1/3 da produção de eletricidade em Portugal. 32 Figura 3.13Distribuição da produção de energia elétrica por fontes entre 2005 e 2012, em Portugal. Adaptado de http://world-statistics.org/index.php A Tabela 3.9 representa a evolução da produção energética anual em Portugal a partir do biogás nos diferentes tipos de resíduos. Salienta-se a representação maioritária e de tendência crescente do biogás de aterros. No entanto, esta tendência inverteu-se a partir de 2015, registando uma descida do valor de energia produzida. Em contrapartida, de 2013 para 2015, registou-se um aumento de mais de 10 vezes da produção de energia nos outros setores. Tal situação poderá estar relacionada com a criação de incentivos para implementar o tratamento de outros tipos de resíduos orgânicos, tais como efluentes da pecuária, resíduos orgânicos alimentares ou óleos alimentares usados. Tabela 3.9 – Evolução da produção energética anual a partir do biogás por diferentes tipos de resíduos em Portugal, entre 2010 e 2016. Adaptado de: Eurobserver (2012), Eurobserver (2014), Eurobserver (2016) e Eurobserver (2017) Tipo de residuos 2010 (GWh) 2011 (GWh) 2012 (GWh) 2013 (GWh) 2014 (GWh) 2015 (GWh) 2016 (GWh) Aterros 327,56 491,95 628,20 718,73 - 828,06 793,17 Lamas de ETAR 19,77 20,93 19,77 31,40 - 30,24 34,89 Outros setores 9,30 10,47 8,14 9,30 - 102,34 107,00 Total 357,04 523,35 655,93 759,44 - 960,64 933,89 Na Tabela 3.10 está representado o potencial de produção anual de metano e energia em Portugal, a partir da digestão anaeróbia. Destacam-se os resíduos sólidos urbanos, as lamas de ETAR e os efluentes da bovinicultura, como sendo os setores de resíduos com mais potencial de produção de biogás e maior potencial de produção energética em Portugal. No entanto, comparando estes valores com a tabela 3.9, verifica-se que até ao ano 2016, os valores realmente produzidos estavam muito aquém dos respetivos valores potenciais. Este facto explica-se pelo conceito de valorização dos resíduos e efluentes orgânicos por biogás estar 33 numa fase muito remota em relação às situações verificadas noutros países, nomeadamente, a Alemanha, a Dinamarca e a Holanda. Tabela 3.10 – Potencial de produção anual de biogás e energia em Portugal a partir da valorização por digestão anaeróbia. Fonte: Ferreira et al. (2012) Residuos e efluentes Biogás Energia eletrica e termica Categorias Descrição 1000 m3/ano GWh/ano Municipais RSU 402,92 2256,35 Lamas de ETAR 70,60 395,36 Total 473,52 2651,71 Agro-pecuária Bovinos 258.12 1445,47 Suinos 48.44 271,26 Galináceos 44.80 250,88 Total 351.36 1967,62 Industria alimentar Subprodutos animais 26,1 146,16 Fermentos e leveduras 7,6 42,56 Industria do azeite 4,9 27,44 Matadouros 4,5 25,20 Cerveja 3,8 21,28 Vinho 1,3 7,28 Total 48,2 269,92 Todos Total nacional 873,08 4889,25 A Tabela 3.11 representa o valor das tarifas energéticas obtidas pela produção de biogás nos diferentes tipos de resíduos ou efluentes. Verifica-se que as lamas de ETAR apresentam uma tarifa muito superior aos restantes países. Por outro lado, as tarifas de lamas de ETAR em Portugal (115 – 117€/GWh) são bastante superiores às tarifas aplicadas das mesmas lamas na Holanda (58€/GWh). Isto poderá traduzir-se num forte incentivo à valorização das lamas de ETAR em Portugal, cujo conceito de biogás está numa fase inicial face à situação vivida na Holanda. Tabela 3.11 – Tarifas de venda energética a partir do biogás por tipo de resíduo ou efluente, em Portugal. Fonte: Jimeno (2017) Tipo de resíduo/efluente Valor da tarifa (€/MWh) Lamas de ETAR 115 – 117 (DL 225/2007) Unidades de pequena produção 85,5 (Port. 15/2005) Aterros 102 – 104 (DL 225/2007) A Figura 3.14-a representa as emissões anuais de metano totais e do setor da agricultura em Portugal. De acordo com a mesma figura verifica-se uma subida das emissões totais de metano até 2005, decrescendo posteriormente até 2010, mantendo as emissões agrícolas constantes ao longo dos mesmos anos. Em relação à evolução do potencial de emissões dos dejetos dos diferentes animais pecuários (ver Figura 3.14-b), destacam-se os potenciais de emissões de metano para os bovinos e suínos devido à intensificação da produção de leite de bovinos e ainda às produções de carne de 34 bovinos e suínos. No entanto, verifica-se uma tendência decrescente no potencial de emissões de metano quer nos dejetos dos bovinos quer nos dejetos dos suínos. Figura 3.14Emissões de metano totais e agrícolas (a) e potencial de produção de metano dos dejetos dos diferentes tipos de animais pecuários (b) em Portugal, para os anos 1990, 2000, 2005, 2008 e 2010 Adaptado de http://worldstatistics.org/index.php#indicators e http://www.fao.org/faostat/en/#data A Figura 3.15 representa a evolução da produção de bovinos de leite e respetiva produção leiteira. Verifica-se que ambos os parâmetros não apresentam evoluções significativas ao longo dos anos. No entanto, comparando com a situação na Holanda (ver Figura 3.14), a média de produção de leite rondou as 50 t/km2, enquanto que na Holanda a produção anual de leite atingiu as 700 t/km2. Em Portugal, a media de produção de bovinos de leite não ultrapassou as 30 Cabeças Normais/km2 (CN), enquanto que na Holanda, atingiu-se as 200 CN/km2. Figura 3.15Produção de leite de vaca e bovinos de leite por unidade de área agrícola entre 2005 e 2014 em Portugal Adaptado de http://www.fao.org/faostat/en/#data e https://www.cia.gov/index.html A Tabela 3.12 representa a distribuição das CN de bovinos de leite e respetivas produções de efluentes em Portugal por NUTS II. Salientam-se as zonas do país com maiores produções como sendo o arquipélago dos açores, a região Norte e o Alentejo. 35 Tabela 3.12 – Produção de bovinos de leite e respetivos efluentes, por NUTS II, em Portugal, nos anos 2007, 2012 e 2017. Adaptado de INE (2018) Regiões (NUTS II) Bovinos de leite Efluentes (CN) (m3) 2007 2012 2017 2007 2012 2017 Norte 152000 140400 124800 2496600 2306070 2049840 Centro 82600 64000 57200 1356705 1051200 939510 Área metropolitana de Lisboa 18200 16400 21400 298935 269370 351495 Alentejo 111600 125000 160000 1833030 2053125 2628000 Algarve 0 0 0 0 0 0 Região Autónoma dos Açores 139600 139000 143600 2292930 2283075 2358630 Região Autónoma da Madeira 0 0 0 0 0 0 Total 504000 484800 507000 8278200 7962840 8327475 Limitações do setor do biogás em Portugal Atualmente, a exploração do setor do biogás em Portugal ainda está aquém dos níveis dos restantes países da união europeia, devido a determinados condicionalismos. A nível económico, as tarifas energéticas são atualmente pagas pelo mercado grossista da energia e por consequência, os regimes de apoio por parte do governo foram extintos. Os projetos de produção de energia elétrica renovável estão sendo empurrados para um mercado marginal em que os preços têm sido historicamente tão baixos que impossibilitam a construção de instalações sob esse regime geral de remuneração. A implementação de instalações de tratamento e valorização de resíduos por biogás requerem equipamentos de alta tecnologia com altos custos de aquisição e manutenção. No entanto, em Portugal existe ainda uma falta de apoios financeiros por parte do estado neste tipo de instalações. A nível legislativo e atualmente em Portugal, o Decreto-Lei 231/2012 permite a injeção de gás de fontes não convencionais na rede de gás natural, desde que sejam garantidos os padrões de qualidade e segurança, bem como os procedimentos de licenciamento. No entanto, as normas e os procedimentos de licenciamento ainda não foram publicados na legislação portuguesa, pelo que ainda não é possível a injeção de biogás na rede de gás natural, o que é considerado um importante obstáculo ao desenvolvimento do sector do biogás no nosso país (Kampman et al., 2016). A digestão anaeróbia é um processo que só ganha estabilidade e rentabilidade se funcionar em regime centralizado e em codigestão. A adição de co-substratos funcionam como fonte nutritiva tornando-se benéfica para a atividade microbiana, melhorando o seu desempenho na produção de biogás e teor de metano (René et al., 2009; Monteiro et al., 2011). 42 A questão 1.6 abordou a situação profissional do inquirido, o qual se pode inserir em 7 categorias distintas:  Empregado – trabalhadores por conta de outrem  Empresário – trabalhadores por conta própria ou comerciantes com estabelecimento próprio de comércio de bens ou serviços  Reformado/invalidez – foram incluídas neste grupo as pessoas que já cumpriram a sua vida profissional, que se encontravam de baixa médica ou que por algum motivo se tornaram profissionalmente inválidos.  Desempregado – pessoa demitidas e /ou à procura emprego  Emigrante – pessoas com o seu emprego no estrangeiro  Doméstico - pessoa que apesar de não possuir emprego com salário, se dedica a tarefas domésticas da sua residência.  Estudante – neste grupo foram inseridas duas tipologias: as pessoas que não trabalham e que estão ainda concluir os seus estudos e ainda pessoas que trabalham mas estão a frequentar cursos de pós-graduação, nomeadamente estudantes de mestrado, doutoramento e afins. Com a pergunta 1.7, pretendeu-se conhecer qual a distribuição dos inquiridos em relação ao seu tipo de ramo profissional. Nesta questão apenas foram considerados os inquiridos com residência permanente e ao mesmo tempo com vida profissional ativa, nomeadamente, os empregados e os empresários. As respostas foram distribuídas por 7 tipos de ramos profissionais, considerados como os mais representativos da economia do concelho de Barcelos, nomeadamente:  Agricultura – pessoas ligadas à agricultura de espaços verdes, ao ramo agropecuário e à silvicultura.  Turismo e restauração – pessoas com emprego em instalações de alojamento pago (hotéis, pensões e casas de turismo) e pessoas que trabalhavam em restaurantes, pastelarias, cafés e bares.  Comércio tradicional – indivíduos que trabalham em lojas comerciais e armazéns, quer no meio urbano, quer no meio rural  Função pública  Atividade fabril – indivíduos que desenvolvem a sua atividade profissional em instalações industriais. 43  Construção – pessoas que trabalham no setor da construção civil, onde se incluem empreiteiros, operários de construção e funcionários de gabinetes de engenharia civil e arquitetura.  Outros – indivíduos com emprego em supermercados de distribuição moderna, em empresas transportadoras de mercadorias e no setor de transportes públicos e prestadores de serviços no setor privado (médicos, advogados, contabilistas, limpezas e manutenções, etc.). A questão 1.8 abordou o nível de habilitações literárias dos inquiridos com 6 níveis de escolaridade distintos, nomeadamente, analfabeto, ensino básico, ensino secundário, licenciado, mestrado e doutorado/pós-doc. Com a pergunta 1.9 foi possível determinar a existência ou não de ligação de proximidade do inquirido ao setor de bovinicultura leiteira em Barcelos. 4.3.2 Grupo 2 O grupo 2 abarca o conhecimento dos inquiridos relativamente à situação atual do setor no referido concelho, sendo este grupo constituído por 4 questões. A pergunta 2.1 teve como finalidade saber, de um modo geral, qual a perceção do inquirido quanto à intensidade atual do referido setor em Barcelos, podendo a resposta se enquadrar em 4 categorias distintas, nomeadamente, sem opinião, totalmente extensivo (animais criados em pastoreio), semi-intensivo (animais criados em parte o tempo em pastoreio e restante tempo em espaço fechado) ou intensivo (animais que passam toda a sua vida produtiva em espaço fechado). A questão 2.2 permitia ao inquirido fazer a sua avaliação quanto ao grau de importância do setor leiteiro no concelho de Barcelos. A resposta dada pode ser uma das seguintes opções: sem opinião, pouco importante, importante, muito importante e essencial. Na pergunta 2.3, solicitava-se ao inquirido se o concelho de Barcelos possui uma área agrícola significativa que permita o pleno funcionamento do setor leiteiro assim como a produção de forragens para alimentação dos respetivos animais. As categorias de resposta para esta questão foram: sem opinião, insuficiente, suficiente, bastante satisfatória e totalmente satisfatória. A questão 2.4 permitiu saber qual a perceção do inquirido sobre a qualidade das áreas agrícolas em Barcelos, a sua aptidão atual para a atividade do setor leiteiro e respetiva produção de forragens de alimentação dos animais. As categorias de resposta são idênticas à questão 2.3 44 4.3.3 Grupo 3 O grupo 3 é composto por 6 questões. A primeira questão (3.1) é de âmbito geral e as restantes questões (3.2 a 3.6) são de âmbito específico (ver Tabela 4.2). Tabela 4.2 – Caracterização das questões do grupo 3 Pergunta Tipo Descrição 3.1 Global Impacto ambiental negativo do setor das vacarias de leite 3.2 Específica Os efluentes das vacarias causam maus cheiros de origem orgânica 3.3 Específica Os efluentes das vacarias contribuem para a poluição atmosférica 3.4 Específica Os efluentes das vacarias reduzem a qualidade da água potável 3.5 Específica Os efluentes das vacarias provocam doenças microbianas 3.6 Específica Os efluentes das vacarias contaminam os solos Este grupo de questões teve como objetivo calcular o nível de insatisfação dos inquiridos em relação ao manuseamento dos efluentes das explorações leiteiras em Barcelos e os respetivos efeitos nocivos que provocam no meio ambiente e no conforto das pessoas. Na pergunta de âmbito geral era colocado o problema e o inquirido tinha 5 opções de resposta sendo que cada opção de resposta estava associado a um valor absoluto (0, 1, 2, 3 e 4). O valor da primeira pergunta foi registado individualmente (ver Tabela 4.3). Tabela 4.3 – Esquematização das pontuações da questão global 3.1 3.1A situação do impacto ambiental negativo do setor da bovinicultura leiteira em Barcelos é crítica Sem opinião 0 Totalmente em desacordo 1 Medianamente de acordo 2 Concorda bastante 3 Totalmente de acordo 4 Nas restantes 5 questões específicas (3.1 a 3.6), somam-se os valores correspondentes às respostas dadas (0, 1, 2, 3 e 4) pelo inquirido, tal como é esquematizado na Tabela 4.4. 45 Tabela 4.4 - Esquematização das pontuações das questões especificas 3.2., 3.3., 3.4, 3.5 e 3.6 3.2 – Os dejetos da bovinicultura leiteira em Barcelos são, de um modo geral, responsáveis pelos maus cheiros de origem orgânica. Sem opinião 0 Totalmente em desacordo 1 Medianamente de acordo 2 Concorda bastante 3 Totalmente de acordo 4 3.3 – Os dejetos da bovinicultura leiteira em Barcelos, de um modo geral, contribuem para o aumento de emissões de gases poluentes. Sem opinião 0 Totalmente em desacordo 1 Medianamente de acordo 2 Concorda bastante 3 Totalmente de acordo 4 3.4 - A má gestão dos efluentes de bovinicultura leiteira tem conduzido, de um modo geral, à redução da qualidade da água potável. Sem opinião 0 Totalmente em desacordo 1 Medianamente de acordo 2 Concorda bastante 3 Totalmente de acordo 4 3.5 - A má gestão dos efluentes pecuários provoca riscos de desenvolvimento de doenças microbianas na população humana e nos animais. Sem opinião 0 Totalmente em desacordo 1 Medianamente de acordo 2 Concorda bastante 3 Totalmente de acordo 4 3.6 – A má gestão dos efluentes de bovinicultura leiteira em Barcelos é, de um modo geral, responsável pela poluição dos solos. Sem opinião 0 Totalmente em desacordo 1 Medianamente de acordo 2 Concorda bastante 3 Totalmente de acordo 4 Total 0 0 a 5 5 5 a 10 10 10 a 15 15 15 a 20 20 Posteriormente foi feito um cruzamento de médias do nível de insatisfação dos inquiridos com todos os parâmetros de caraterização obtidos nas questões do grupo 1. Pretendeu-se avaliar se os níveis de insatisfação dos inquiridos era influenciável ou não de acordo com o seu género, idade, margem do rio Cávado onde reside, tempo já residido, situação profissional, ramo profissional, habilitações literárias e existência de ligação dos inquiridos ao setor da bovinicultura leiteira em Barcelos. Para o efeito, fez-se uma análise de variância unidirecional e um teste de Tukey das médias obtidas dos níveis de insatisfação dos inquiridos no software estatístico SPSS 22. Adicionalmente realizou-se um cruzamento de médias tanto das respostas à pergunta global, assim como às perguntas específicas com base em tabelas dinâmicas em Excel 2013 nas quais se cruzaram os níveis de insatisfação dos inquiridos com os diferentes parâmetros do eu perfil, de modo a analisar em que aspetos específicos os inquiridos se demonstraram mais insatisfeitos. Esta metodologia pretende identificar que tipo de pessoas serão mais afetadas com o problema ambiental em causa, além de verificar se o mesmo é sentido com maior intensidade em alguma das margens do rio Cávado. Mediante os resultados torna-se possível avaliar o ponto de vista das pessoas acerca do problema da produção e gestão dos efluentes da bovinicultura leiteira no concelho de Barcelos 46 4.3.4 Grupo 4 No grupo 4 pretendia-se conhecer quais os hábitos de consumo energético dos inquiridos assim como a sua relação com os transportes públicos. Este grupo é composto no total por 10 questões e é válido apenas para inquiridos residentes permanentes ou de férias e fins-de-semana. Na questão 4.1 pretendeu-se saber qual o tamanho da residência dos inquiridos, cujas respostas podem ir desde o tamanho T0 até tamanho maior do que T5. A pergunta 4.2 permitiu dar a conhecer o tamanho do agregado familiar, de modo a se poder saber quantas pessoas vivem e consomem energia na residência do inquirido. A questão 4.3 permitiu saber aproximadamente qual o valor total mensal do consumo de eletricidade no respetivo lar. As respostas dividiam-se em 5 escalões. Na pergunta 4.4 tencionou-se saber qual o valor total mensal do consumo de gás no lar, quer seja de botija quer seja de gás natural, sendo que esta pergunta apenas era válida se existisse pelo menos uma das duas formas gás como fonte de energia no lar. As respostas estão divididas em 5 escalões. A questão 4.5 tinha como objetivo conhecer quais as fontes de energia existentes na residência do inquirido para cozinhar. As respostas podiam dividir-se em 4 categorias distintas, nomeadamente, energia elétrica, lenha/carvão, gás de botija ou gás natural. É de salientar que nesta questão, o inquirido podia optar por dar mais do que uma resposta. Na pergunta 4.6 tencionava-se saber quais as fontes de energia existentes na residência do inquirido para climatização e aquecimento de água canalizada. Neste caso, o inquirido tinha várias opções de resposta, tais como, elétrica, gasóleo/gás de botija, biomassa, solar térmica e gás natural. O gasóleo e o gás de botija foram considerados como uma única categoria de resposta dado a que ambas as fontes de energia são considerados como combustíveis fosseis. Novamente é de referir que nesta pergunta, o inquirido podia dar mais do que uma opção de resposta. As perguntas 4.7 e 4.8 referiam-se à frequência e distância média em cada viagem respetivamente, que cada inquirido exercia nos transportes públicos. Nestas duas questões tencionava-se saber se os inquiridos utilizavam ou não de forma intensiva os transportes públicos e se tinham tendência a utilizarem os mesmos dentro do concelho de Barcelos ou em viagens de longa distância que implicassem destinos externos ao referido concelho. Como transportes públicos consideraram-se os autocarros, táxis e comboio. 47 A questão 4.9 tinha como objetivo conhecer quais as fontes de energia que os inquiridos adotavam no seu transporte do dia-a-dia. Nesta questão as hipóteses de resposta são as seguintes:  Energia elétrica – aqui consideraram-se os automóveis elétricos, velocípedes elétricos e ainda scooters elétricas de 4 rodas motrizes destinados a pessoas com mobilidade reduzida.  Energia fóssil – aqui consideraram-se todos os veículos de motor de combustão interna alimentados por combustíveis fosseis – gasolina, gasóleo e GPL  Tração humana – aqui consideraram-se os velocípedes movidos a pedais assim como o ato de andar a pé. Nesta questão não foram considerados os veículos de tração animal, por terem um peso quase nulo no concelho de Barcelos. É de salientar que nesta questão aos inquiridos era facultada mais do que uma opção de resposta. Na pergunta 4.10 pretendeu-se saber quais as fontes de energia que os inquiridos consomem no seu local de emprego ou escola. Nesta questão os inquiridos tinham 6 opções de resposta, nomeadamente:  Nenhuma - todas pessoas cujo emprego envolvia apenas atividade física, como por exemplo, profissionais que executavam pequenos trabalhos na agricultura sem recurso a máquinas.  Elétrica - pessoas que consumiam eletricidade na sua atividade profissional  Fóssil – empregos que implicassem utilização frequente de veículos de motor de combustão, utilização de gás de botija na preparação de alimentos, instalações que dispõem de climatização alimentadas por combustíveis fosseis e ainda instalações equipadas com geradores de energia elétricas alimentados a combustíveis fosseis.  Biomassa – instalações profissionais com climatização e aquecimento de água canalizada a biomassa  Solar térmica – instalações com aquecimento central e agua canalizada alimentadas com painéis solares térmicos e ainda instalações agrícolas de culturas abrigadas (estufas)  Gás natural – instalações que implicassem a utilização de gás natural na preparação de alimentos, assim como climatização e aquecimento de água canalizada a gás natural. 48 Contudo nesta questão, além dos inquiridos pudessem dar mais do que uma opção de resposta, a mesma questão só era dirigida única e exclusivamente aos residentes permanentes, uma vez que os restantes inquiridos não estudavam nem trabalhavam no concelho de Barcelos. Em suma, o grupo 4 teve como objetivo dar a conhecer a dimensão das necessidades, preferências e custos médios mensais dos inquiridos relacionados com a energia para posteriormente suportar a seleção do melhor destino energético final do biogás, nomeadamente para a produção de energia elétrica, para a purificação e injeção do biogás na rede de gás publica ou ainda para a utilização de biogás na alimentação dos transportes públicos. 4.3.5 Grupo 5 O grupo 5 é composto por 4 questões, nas quais se dá a conhecer os hábitos de práticas agrícolas dos inquiridos da amostra. Na questão 5.1, tencionava-se saber qual a proporção de inquiridos cultivadores face aos não cultivadores. Foram considerados cultivadores, todas os inquiridos que dispunham de local próprio ou alugado onde produzissem os seus bens vegetais para consumo próprio ou para venda. Como não-cultivadores foram considerados aqueles inquiridos que não dispunham de terrenos cultivados ou possuíssem terrenos mas que estes se encontrassem arrendados a outras entidades. A pergunta 5.2 tinha como finalidade saber que tipo de cultivos é que os inquiridos exerciam, nomeadamente:  Jardinagem – aqui consideraram-se relvados e zonas floridas  Cereais – aqui englobaram-se culturas de sequeiro, milho grão e forragens para alimentação de animais  Vinha – áreas dedicadas à vinificação  Hortofrutícolas – aqui englobaram-se a produção de frutos e produtos hortícolas  Outras – nesta categoria considerou-se a produção florestal Na questão 5.3, tencionava-se conhecer qual a dimensão total aproximada das áreas de cultivo de cada inquirido. A pergunta 5.4 tinha como objetivo averiguar qual a preferência dos inquiridos em relação aos hábitos de fertilização ou correção dos solos, que podia ser:  Sintética - recurso a adubos e corretivos sintéticos 49  Biológica - aqui considerou-se a prática de compostagem de resíduos hortícolas, domésticos e estrume de animais, além de aplicação de fertilizantes biológicos embalados.  Mista – aplicação de uma parte de fertilização/correção sintética e a restante biológica Em síntese, com o grupo 5 pretende-se através das áreas agrícolas, tipo de culturas e fertilização e correção dos solos, conhecer qual a dimensão da necessidade e o destino a dar aos efluentes apos a digestão anaeróbia, se consumidos pelos agricultores no próprio concelho quer na forma bruta ou processada e embalada, ou se para envio para zonas carentes de fertilização fora do concelho de Barcelos. 4.4 Resultados 4.4.1 Caracterização dos inquiridos envolvidos na amostra De acordo com a Figura 4.3, não se registaram diferenças significativas nas percentagens de inquiridos por género, sendo que 49,5% dos inquiridos da amostra eram do género masculino e os restantes 50,5% do género feminino. Figura 4.3 – Percentagem de inquiridos da amostra, de acordo com o seu género. Em relação à distribuição dos inquiridos da amostra por idades (ver Figura 4.4), verificou-se que a faixa etária com mais taxa de participação é a correspondente à de 36-50, com 40,2% dos inquiridos, seguida pela faixa 18-35 anos com 32,7%. A menor participação diz respeito à faixa etária 51 e 65 anos (8%). 49,5 50,5 0 10 20 30 40 50 60 Percentagem de inquiridos (%) Masculino Feminino 50 Figura 4.4 - Distribuição dos inquiridos da amostra, por respetivo escalão etário A Figura 4.5 representa a distribuição dos inquiridos de acordo com a sua situação de residência perante o concelho de Barcelos, sendo possível verificar que a maioria dos inquiridos eram residentes permanentes, representando 59,3% do total da amostra de inquiridos. Apenas 16,5% dos inquiridos eram residentes de férias e fins-de-semana, incluindo-se os restantes na categoria de alojamento temporário e não residentes. Figura 4.5 - Caracterização da situação de residência dos inquiridos perante o concelho de Barcelos Em relação à localização da residência dos inquiridos nas margens do rio Cávado (ver Figura 4.6), a maioria dos inquiridos residentes reside na margem Norte, representando 54,1% dos inquiridos residentes. 32,7 40,2 8,0 19,2 0 10 20 30 40 50 Percentagem de inquiridos (%) 18 - 35 anos 36 - 50 anos 51 - 65 anos Mais de 65 anos 11,3 59,3 16,5 12,8 0 10 20 30 40 50 60 70 Percentagem de inquiridos (%) Não residente Residente permanente Residente de férias Alojamento temporário 51 Figura 4.6 - Localização da residência dos inquiridos de acordo com as margens do Rio Cávado A Figura 4.7 mostra o resultado da distribuição dos residentes, de acordo com o seu tempo já vivido no concelho de Barcelos tendo-se verificado que 73% dos residentes inquiridos já residiam no referido concelho há mais de 15 anos. Novos residentes no Concelho, com tempo de residência inferior a 5 anos, é de apenas 8,1%. Ressalta destes valores a capacidade de atratividade do concelho com a fixação de uma maioria significativa da população inquirida. Figura 4.7 - Distribuição dos inquiridos da amostra de acordo com o tempo já vivido no concelho de Barcelos Em relação à situação profissional dos inquiridos da amostra (ver Figura 4.8), verificou-se que 57% dos inquiridos apresenta situação profissional ativa, dos quais 24,7% sendo funcionários por conta de outrem, 22,3 % empresários ou trabalhadores independentes e 10% com atividade laboral no estrangeiro. Da fração correspondente aos profissionais inativos, 15,3% são reformados, 8,3% desempregados, e os restantes divididos pelas categorias de domésticos e estudantes. 54,1 45,9 0 10 20 30 40 50 60 Percentagem de residentes (%) Margem Norte Margem Sul 8,1 7,0 11,9 73,0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 Percentagm de residentes (%) Menos de 5 anos 5 a 10 anos 10 a 15 anos Mais de 15 anos 58 géneros focaram mais a sua insatisfação na questão da poluição dos solos, assim como demonstraram menos insatisfação na emissão de gases poluentes. Tabela 4.8 – Análise por tabela dinâmica Excel da relaçao entre o nivel de insatisfação com a variável “Genéro” acerca das respostas dadas no grupo de questoes 3 Nível de insatisfação  Género Média das pontuações (0 a 4) Tipo Perguntas Tópicos Masculino Feminino Global 3.1 Impacto ambiental negativo do setor 2,99 2,92 Específicas 3.2 Produz maus cheiros 3,03 3,08 3.3 Emissão de gases poluentes 2,77 2,67 3.4 Diminui a qualidade da água potável 2,85 2,72 3.5 Aumento do risco de doenças 2,84 2,80 3.6 Maior poluição dos solos 3,17 3,12 Total das médias das pontuações específicas (0 a 20) 14,77 14,45 Diagnostico: hipótese nula aceite. 2 - Relação entre a variável dependente “Nível de insatisfação” e a variável independente “Escalão etário” Foi verificado se o escalão etário das pessoas inquiridas influenciava ou não as suas respostas quanto ao seu descontentamento decorrente do problema ambiental em estudo. De acordo com a Tabela 4.9, considerou-se como hipótese nula que o fator escalão etário não faria qualquer influência nas respostas dadas. Tabela 4.9 - Definição das hipóteses nula e alternativa para a relação entre o nivel de insatisfação e a variável “Escalão etário” H0 H1 O escalão etário dos inquiridos NÃO influenciava significativamente as respostas dadas acerca do seu nível de insatisfação sobre a poluição ambiental dos efluentes da bovinicultura leiteira no concelho de Barcelos O escalão etário dos inquiridos influenciava significativamente as respostas dadas acerca do seu nível de insatisfação sobre a poluição ambiental dos efluentes da bovinicultura leiteira no concelho de Barcelos Segundo uma análise de variância unidirecional às médias das respostas dadas (ver Tabela 4.10), não se verificou diferenças significativas nas mesmas para os diferentes escalões etários, do ponto de vista global, uma vez que o nível de significância foi superior a 0,05. 59 Tabela 4.10 - Análise em SPSS da variância unidirecional das médias das respostas dadas, entre o nivel de insatisfação e a variável “Escalão etário” em que df=graus de liberdade, Z= desvio médio e Sig= Probabilidade de significância ANOVA Nível de insatisfação  Escalão etário Soma dos Quadrados df Quadrado Médio Z Sig. Entre Grupos 84,282 3 28,094 2,540 ,056 Nos grupos 6591,517 596 11,060 Total 6675,798 599 Contudo, ao realizar um teste Tukey de diferença entre médias de respostas por diferentes combinações de pares de escalões etários (ver Anexo 11.4), verificaram-se diferenças significativas entre as médias das respostas dos inquiridos mais jovens e os inquiridos mais idosos. Por essa razão, rejeitou-se a hipótese nula, registando-se diferenças significativas entre alguns escalões etários. Elaborou-se uma tabela dinâmica em Excel, cruzando as médias de todas as pontuações das respostas às perguntas do grupo 3 e da do nível de insatisfação das pessoas com os escalões etários (ver Tabela 4.11). Com base na mesma, analisaram-se as médias obtidas na pergunta geral e verificou-se que a média mais elevada da pontuação da pergunta global correspondia às pessoas na faixa etária entre 51 e 65 anos de idade com 3,13/4 face aos inquiridos com mais de 65 anos com 2,72/100. Todavia, a média do nível de insatisfação das pessoas é inversamente proporcional ao avanço da idade. Os inquiridos mais jovens apresentaram um nível de insatisfação de 15,07/20 e os inquiridos mais idosos um nível de insatisfação de 14,03/20. Tal situação sugere que, além de, com o avançar da idade, poder haver um certo efeito acomodação das pessoas com o problema ambiental em estudo, os inquiridos mais jovens demonstraram um maior grau de sensibilização e preocupação para as questões ambientais. Todos os escalões etários focaram mais a sua insatisfação na questão da poluição dos solos. Os inquiridos com idade entre 18 e 35 anos e os inquiridos com idade entre 35 e 50 anos focaramse menos na questão dos gases poluentes, com pontuações de 2,81/4 e 2,73/4 respetivamente. Os inquiridos com idades compreendidas entre 51 e 65 anos não valorizaram tanto o aumento de risco de desenvolvimento de doenças, enquanto que os mais idosos tendem a desvalorizar os impactos relativos aos gases poluentes. A produção de maus cheiros foi o segundo impacto negativo mais abordado por todos os escalões etários da amostra. 60 Tabela 4.11 - Análise por tabela dinâmica Excel da relaçao entre o nivel de insatisfação com a variável “Escalão etário” acerca das respostas dadas no grupo de questoes 3 Nível de insatisfação  Escalão etário Média das pontuações (0 a 4) Tipo Perguntas Tópicos 18 a 35 anos 36 a 50 anos 51 a 65 anos Mais de 65 anos Global 3.1 Impacto ambiental negativo 3,04 2,96 3,13 2,72 Específicas 3.2 Produz maus cheiros 3,17 3,01 3,04 2,94 3.3 Emissão de gases poluentes 2,81 2,73 2,71 2,57 3.4 Diminui a qualidade da água potável 2,86 2,78 2,77 2,68 3.5 Aumento do risco de doenças 2,92 2,83 2,67 2,69 3.6 Maior poluição dos solos 3,21 3,11 3,25 3,04 Total das médias das pontuações específicas (0 a 20) 15,07 14,55 14,44 14,03 Diagnostico: hipótese nula rejeitada 3 - Relação entre a variável dependente “Nível de insatisfação” e a variável independente “Situação de residência” Pretendeu-se verificar se a situação de residência das pessoas perante o concelho de Barcelos influenciava ou não as suas respostas quanto ao seu nível de insatisfação derivado da produção e gestão dos efluentes das vacarias no mesmo concelho. Considerou-se como hipótese nula que a situação de residência não faria qualquer influência nas respostas dadas pelas pessoas (ver Tabela 4.12). Tabela 4.12 - Definição das hipóteses nula e alternativa para a relação entre o nível de insatisfação e a variável “Situação de residência” H0 H1 A situação de residência dos inquiridos NÃO influenciava significativamente as respostas dadas acerca do seu nível de insatisfação sobre a poluição ambiental dos efluentes da bovinicultura leiteira no concelho de Barcelos A situação de residência dos inquiridos influenciava significativamente as respostas dadas acerca do seu nível de insatisfação sobre a poluição ambiental dos efluentes da bovinicultura leiteira no concelho de Barcelos 61 Assim sendo, em SPSS, através de uma análise de variância unidirecional das médias das respostas dadas (ver Tabela 4.13), verificou-se que o grau de significância era inferior a 0,05, concluindo que a situação de residência é um fator que influencia significativamente o nível de insatisfação das pessoas em relação ao problema ambiental em estudo. Tabela 4.13 - Análise em SPSS da variância unidirecional das médias das respostas dadas, entre o nível de insatisfação e a variável “Situação de residência” em que df=graus de liberdade, Z= desvio médio e Sig= Probabilidade de significância ANOVA Nível de insatisfação  Situação de residência Soma dos Quadrados df Quadrado Médio Z Sig. Entre Grupos 126,566 3 42,189 3,839 ,010 Nos grupos 6549,233 596 10,989 Total 6675,798 599 De acordo com o teste Tukey em SPSS (ver Anexo 11.4), verificou-se que as diferenças entre médias dos níveis de insatisfação eram mais significativas entre os residentes permanentes e os inquiridos com alojamento temporário, seguidos pelas diferenças entre os residentes permanentes e os residentes em períodos de férias/fins-de-semana. Esta situação sugere estar relacionada com a eventual imagem negativa que o maneio e produção dos efluentes confere ao concelho e que é de forma mais marcante que era sentida pelos visitantes alojados em instalações hoteleiras e pelos residentes que vivem grande parte do ano fora do concelho mas que regressam às suas residências nos seus períodos de descanso (férias e fins de semana). Fez-se numa tabela dinâmica em Excel com um cruzamento entre as médias das respostas de todas as perguntas do grupo 3 e dos níveis totais de insatisfação das pessoas com as diferentes situações de residência (ver Tabela 4.14). A média da pontuação mais elevada na pergunta global foi das pessoas alojadas temporariamente com 3,19/4 e a média mais baixa correspondente aos residentes permanentes com um valor de 2,87/4. Quanto à média dos níveis de insatisfação das pessoas, verificou-se igualmente que a média mais elevada correspondia aos inquiridos alojados temporariamente com um valor de 15,77/20, face aos residentes permanentes, cuja média de insatisfação é a mais baixa de todas com um valor de 14,4/20. Tanto os inquiridos não-residentes como os alojados temporariamente foram considerados pertencentes ao grupo dos visitantes. Contudo, a média do nível de insatisfação dos nãoresidentes era significativamente mais baixa comparando com os inquiridos de alojamento temporário. Tal situação poderá estar relacionada com o facto de que a maioria dos não residentes, correspondem a estafetas e vendedores ou pessoas que estavam de visita a Barcelos 62 apenas de passagem, não implicando a permanência por um período de tempo suficiente para estarem totalmente a par do problema ambiental no concelho. Os inquiridos residentes permanentes foram os que apresentaram média mais baixa de níveis de insatisfação, face aos residentes em períodos de férias e fins-de-semana. Tal facto sugere estar relacionado com um eventual efeito de acomodação dos residentes permanentes com o problema ambiental em causa durante todo o ano. Tanto os não-residentes, como os residentes de férias/fins-de-semana e ainda os inquiridos alojados temporariamente focaram mais a sua insatisfação na questão da poluição dos solos e demonstraram menor insatisfação na questão das emissões de gases poluentes. Esta situação pode estar relacionada com o facto de que a qualidade dos solos é o principal fator do qual depende o setor agropecuário, devido à produção de forragens para alimentação dos animais. Os residentes permanentes focaram mais a produção dos maus cheiros em detrimento da diminuição da qualidade da água potável. Tabela 4.14 - Análise por tabela dinâmica em Excel da relação entre o nivel de insatisfação com a variável “Situação de residência” acerca das respostas dadas no grupo de questoes 3 Nível de insatisfação  Situação de residência Média das pontuações (0 a 4) Tipo Perguntas Tópicos Não residente Residente permanente Residente de férias/ F.D.S. Alojamento temporário Global 3.1 Impacto ambiental negativo do setor 2,90 2,87 3,02 3,19 Específicas 3.2 Produz maus cheiros 3,02 3,09 3,01 3,25 3.3 Emissão de gases poluentes 2,68 2,74 2,70 2,94 3.4 Diminui a qualidade da água potável 2,75 2,66 2,78 3,05 3.5 Aumento do risco de doenças 2,79 2,78 2,73 3,12 3.6 Maior poluição dos solos 3,10 3,06 3,17 3,36 Total das médias das pontuações específicas (0 a 20) 14,43 14,40 14,52 15,77 Diagnóstico: rejeição da hipótese nula. 63 4 - Relação entre a variável dependente “Nível de insatisfação” e a variável independente “Margem do rio da morada de residência” Neste tópico, uma vez que o fator a analisar foi a margem rio onde residem os inquiridos para a realização das análises estatísticas, apenas se consideraram os inquiridos residentes permanentes e os residentes em períodos de férias e fins-de-semana. Pretendeu-se averiguar se a margem do rio Cávado onde os inquiridos residiam influenciava ou não as suas respostas quanto ao seu nível de insatisfação resultante do problema ambiental em estudo. Segundo a Tabela 4.15, considerou-se como hipótese nula que o problema ambiental em causa afetaria de igual forma os residentes na margem norte como os residentes na margem sul nas respetivas respostas dadas aos níveis de insatisfação. Tabela 4.15 - Definição das hipóteses nula e alternativa para a relação entre o nível de insatisfação e a variável “Margem do rio da morada dos residentes” H0 H1 A margem do rio onde residem os inquiridos NÃO influenciava significativamente as respostas dadas acerca do seu nível de insatisfação sobre a poluição ambiental dos efluentes da bovinicultura leiteira no concelho de Barcelos A margem do rio onde residem os inquiridos influenciava significativamente as respostas dadas acerca do seu nível de insatisfação sobre a poluição ambiental dos efluentes da bovinicultura leiteira no concelho de Barcelos Através de uma análise de variância unidirecional das médias das respostas dadas (ver Tabela 4.16), verificou-se que o grau de significância era superior a 0,05, concluindo que não havia diferenças significativas nas respostas aos níveis de insatisfação, logo o problema ambiental é sentido de igual modo entre os residentes de ambas as margens do rio Cávado, aceitando a hipótese nula. Tabela 4.16 - Análise em SPSS da variância unidirecional das médias das respostas dadas, entre o nível de insatisfação e a variável “Margem do rio da morada dos residentes” em que df=graus de liberdade, Z= desvio médio e Sig= Probabilidade de significância ANOVA Nível de insatisfação  Margem do rio da morada de residência Soma dos Quadrados df Quadrado Médio Z Sig. Entre Grupos 60,769 2 30,384 2,742 ,065 Nos grupos 6615,030 597 11,080 Total 6675,798 599 Ao analisar as médias das respostas dadas pelos inquiridos residentes em ambas as margens em todas as perguntas do grupo 3 e no nível de insatisfação final (ver Tabela 4.17), verificou-se 64 que o nível de insatisfação dos residentes da margem sul é ligeiramente mais elevado (14,54/20) face ao nível de insatisfação dos residentes da margem norte (14,37/20). Esta situação sugere estar relacionada com o fato de haver um maior número de explorações de bovino de leite na margem sul do que na margem norte. Na pergunta global acerca do impacto ambiental negativo do setor, a média das respostas dos residentes da margem sul do rio Cávado (2,96/4) superou face aos residentes da margem norte (2,90). Tanto os residentes da margem norte como os residentes da margem sul focaram mais a sua insatisfação na questão da poluição dos solos, com pontuações de 3,12/4 e 3,11/4 respetivamente. Os residentes na margem norte focaram-se menos no aumento de risco de doenças e os residentes da margem sul direcionaram-se menos nas emissões de gases poluentes. Tabela 4.17 - Análise por tabela dinâmica em Excel da relaçao entre o nível de insatisfação com a variável “Margem do rio da morada dos residentes” acerca das respostas dadas no grupo de questoes 3 Nível de insatisfação  Margem do rio da morada de residência Média das pontuações (0 a 4) Tipo Perguntas Tópicos Margem Norte Margem Sul Global 3.1 Impacto ambiental negativo do setor 2,90 2,96 Específicas 3.2 Produz maus cheiros 3,02 3,01 3.3 Emissão de gases poluentes 2,70 2,66 3.4 Diminui a qualidade da água potável 2,73 2,79 3.5 Aumento do risco de doenças 2,69 2,87 3.6 Maior poluição dos solos 3,12 3,11 Total das médias das pontuações específicas (0 a 20) 14,37 14,54 Diagnóstico: hipótese nula aceite 5 - Relação entre a variável dependente “Nível de insatisfação” e a variável independente “Tempo já residido em Barcelos” Tal como no tópico anterior, neste tópico também foram apenas considerados para efeitos estatísticos os inquiridos com residência permanente e os residentes em períodos de descanso. O objetivo deste tópico foi de averiguar se existia uma relação de influência entre as médias das respostas do nível de insatisfação dos inquiridos residentes permanentes e de férias e o seu tempo já residido no concelho. Segundo a Tabela 4.18, considerou-se como hipótese nula que o problema ambiental em causa afetaria de igual forma as respostas dos inquiridos, independentemente do seu tempo já residido no concelho de Barcelos. 65 Tabela 4.18 - Definição das hipóteses nula e alternativa para a relação entre o nivel de insatisfação e a variável “Tempo já residido no concelho de Barcelos” H0 H1 O tempo já residido em Barcelos NÃO influenciava significativamente os inquiridos nas respostas dadas acerca do seu nível de insatisfação sobre a poluição ambiental dos efluentes da bovinicultura leiteira no concelho de Barcelos O tempo já residido em Barcelos não influenciava significativamente os inquiridos nas respostas dadas acerca do seu nível de insatisfação sobre a poluição ambiental dos efluentes da bovinicultura leiteira no concelho de Barcelos Através da análise da variância entre as médias dos níveis de insatisfação das pessoas (ver Tabela 4.19), o valor de significância é superior a 0,05, aceitando à partida a hipótese nula. Para complementar, elaborou-se um teste de Tukey (ver Anexo 11.4) e não se detetou diferenças significativas nas respostas dadas entre as diferentes combinações de pares de tempos resididos, pois todos os valores de significância eram superiores a 0,05, confirmando assim a aceitação da hipótese nula. Tabela 4.19 - Análise em SPSS da variância unidirecional das médias das respostas dadas, entre o nível de insatisfação e a variável “Tempo já residido no concelho de Barcelos” em que df=graus de liberdade, Z= desvio médio e Sig= Probabilidade de significância ANOVA Nível de insatisfação  Tempo já residido em Barcelos Soma dos Quadrados df Quadrado Médio Z Sig. Entre Grupos 73,824 4 18,456 1,663 ,157 Nos grupos 6601,974 595 11,096 Total 6675,798 599 Fez-se igualmente uma análise em Excel ao cruzamento das médias obtidas das diferentes respostas às perguntas do grupo 3 e dos níveis totais de insatisfação dos inquiridos acerca do problema ambiental em estudo com os respetivos tempos de residência (ver Tabela 4.20). Os inquiridos com tempo de residência entre os 10 e 15 anos foram os que mais se demonstraram insatisfeitos, com um valor total de media de insatisfação de 14,72/20, face aos inquiridos com menos de 5 anos de residência, cujo valor de insatisfação ficou-se pelos 13,89/20. Contudo, verifica-se que há um aumento gradual, embora pouco significativo, de insatisfação dos inquiridos à medida que o tempo de residência atinge os 10 a 15 anos, diminuindo ligeiramente com mais anos de residência. Esta situação novamente sugere estar relacionada com uma acomodação gradual das pessoas com o problema ambiental até aos 15 anos de residência, tornando-se depois um pouco mais tolerantes. 66 As pontuações obtidas na pergunta global evoluíram na mesma tendência que os níveis de insatisfação totais, aumentando a pontuação até aos 10 a 15 anos de residência, baixando ligeiramente em tempos superiores. Todos os residentes focaram mais o seu descontentamento na questão da poluição dos solos. Os residentes com menos de 5 anos de residência valorizaram menos a diminuição da qualidade da água potável enquanto que todos os restantes residentes com mais de 5 anos atribuíram menor descontentamento nas emissões de gases poluentes. A produção de maus cheiros foi o segundo impacto negativo mencionado por todos os escalões etários. Tabela 4.20 - Análise por tabela dinâmica em Excel da relação entre o nível de insatisfação com a variável “Tempo já residido em Barcelos” acerca das respostas dadas no grupo de questoes 3 Nível de insatisfação  Tempo já residido em Barcelos Média das pontuações (0 a 4) Tipo Perguntas Tópicos Menos de 5 anos 5 a 10 anos 10 a 15 anos Mais de 15 anos Global 3.1 Impacto ambiental negativo do setor 2,73 2,97 3,06 2,92 Específicas 3.2 Produz maus cheiros 2,92 3,09 3,06 3,01 3.3 Emissão de gases poluentes 2,62 2,63 2,67 2,70 3.4 Diminui a qualidade da água potável 2,59 2,88 2,83 2,75 3.5 Aumento do risco de doenças 2,68 2,84 2,96 2,75 3.6 Maior poluição dos solos 3,00 3,09 3,15 3,13 Total das médias das pontuações específicas (0 a 20) 13,89 14,59 14,72 14,45 Diagnostico: aceitação da hipótese nula 6 - Relação entre a variável dependente “Nível de insatisfação” e a variável independente “Situação profissional” Pretendeu-se verificar se a situação profissional das pessoas influenciava ou não as suas respostas quanto ao seu nível de insatisfação derivado da produção e gestão dos efluentes das vacarias no mesmo concelho. Segundo a Tabela 4.21, considerou-se como hipótese nula que a situação profissional não teria qualquer influência nas respostas dadas pelo nível de insatisfação das pessoas. 67 Tabela 4.21 - Definição das hipóteses nula e alternativa para a relação entre o nível de insatisfação e a variável “Situação profissional” H0 H1 A situação profissional dos inquiridos NÃO influenciava significativamente as respostas dadas acerca do seu nível de insatisfação sobre a poluição ambiental dos efluentes da bovinicultura leiteira no concelho de Barcelos A situação profissional dos inquiridos influenciava significativamente as respostas dadas acerca do seu nível de insatisfação sobre a poluição ambiental dos efluentes da bovinicultura leiteira no concelho de Barcelos De acordo com a análise da variância das médias obtidas dos níveis totais de insatisfação dos inquiridos em relação ao problema ambiental em estudo (ver Tabela 4.22), verificou-se um valor de significância inferior a 0,05, o que demonstra que a situação profissional influencia significativamente os resultados obtidos nos níveis de insatisfação. Do mesmo modo rejeita-se a hipótese nula. Tabela 4.22 - Análise em SPPS da variância unidirecional das médias das respostas dadas, entre o nível de insatisfação e a variável “Situação profissional” em que df=graus de liberdade, Z= desvio médio e Sig= Probabilidade de significância ANOVA Nível de insatisfação  Situação profissional Soma dos Quadrados df Quadrado Médio Z Sig. Entre Grupos 261,862 6 43,644 4,035 ,001 Nos grupos 6413,937 593 10,816 Total 6675,798 599 Segundo o teste de Tukey (ver Anexos 11.4) na diferença das médias dos níveis de insatisfação dos inquiridos entre combinações de pares de situações profissionais, verificou-se que as diferenças significativas eram atribuídas às seguintes combinações:  Empresários e reformados, com sig = 0,028  Empresários e desempregados, com sig = 0,040  Empresários e emigrantes, com sig = 0,032 De acordo com os resultados do cruzamento de todas as pontuações das respostas às perguntas do grupo 3 e as situações profissionais (ver Tabela 4.23) verificou-se que os estudantes foram os que mais manifestaram a sua insatisfação face ao problema ambiental em causa, com um valor médio de 15,37/20. Tal estará relacionado com facto de a maioria dos estudantes apresentarem uma faixa etária mais baixa e ao mesmo tempo possuírem uma maior consciencialização e preocupação para com as causas ambientais. Os desempregados foram os que se mostraram menos descontentes, cujo valor médio de insatisfação foi de 13,72/20. Esta 74 Tabela 4.29 - Análise por tabela dinâmica em Excel da relação entre o nível de insatisfação com a variável “Nivel de escolaridade” acerca das respostas dadas no grupo de questões 3 Nível de insatisfação  Nível de escolaridade Média das pontuações (0 a 4) Tipo Perguntas Tópicos Analfabeto Ensino básico Ensino secundário Licenciado Mestrado/pós graduado Doutorado/ Pós-doc Global 3.1 Impacto ambiental negativo do setor 1,00 2,80 3,01 3,08 3,07 3,43 Específicas 3.2 Produz maus cheiros 2,50 2,95 3,10 3,12 3,00 3,43 3.3 Emissão de gases poluentes 1,00 2,57 2,82 2,74 2,79 3,18 3.4 Diminui a qualidade da água potável 1,00 2,69 2,81 2,85 2,79 3,25 3.5 Aumento do risco de doenças 1,00 2,66 2,82 3,03 3,07 3,36 3.6 Maior poluição dos solos 2,50 3,06 3,10 3,28 3,43 3,61 Total das médias das pontuações específicas (0 a 20) 8,00 14,05 14,76 15,02 15,29 16,82 Diagnostico: rejeição da hipótese nula. 9 - Relação entre a variável dependente “Nível de insatisfação” e a variável independente “Ligação ao setor da bovinicultura” O objetivo deste tópico consistiu em averiguar se a ligação direta ou indireta dos inquiridos ao setor da bovinicultura leiteira em Barcelos influencia ou não as suas respostas quanto ao seu nível de insatisfação resultante do problema ambiental em estudo. Segundo a Tabela 4.30, considerou-se como hipótese nula que o problema ambiental em causa afetaria de igual forma os inquiridos quer estivessem direta ou indiretamente ou não ligados ao referido setor. Tabela 4.30 - Definição das hipóteses nula e alternativa para a relação entre o nível de insatisfação e a variável “Ligação dos inquiridos ao setor da bovinicultura em Barcelos” H0 H1 A ligação ou não dos inquiridos ao setor do leite NÃO influenciava significativamente as respostas dadas acerca do seu nível de insatisfação sobre a poluição ambiental dos efluentes da bovinicultura leiteira no concelho de Barcelos A ligação ou não dos inquiridos ao setor do leite influenciava significativamente as respostas dadas acerca do seu nível de insatisfação sobre a poluição ambiental dos efluentes da bovinicultura leiteira no concelho de Barcelos 75 De acordo com a análise de variância unidirecional às médias das respostas dadas, verificou-se um valor de significância inferior a 0,05 (ver Tabela 4.31). Concluiu-se então que a ligação ou não dos inquiridos ao setor leiteiro influencia significativamente as respostas dadas pelos inquiridos, o que permitiu a rejeição da hipótese nula. Tabela 4.31 - Análise em SPSS da variância unidirecional das médias das respostas dadas, entre o nível de insatisfação e a variável “Ligação dos inquiridos ao setor da bovinicultura em Barcelos” em que df=graus de liberdade, Z= desvio médio e Sig= Probabilidade de significância ANOVA Nível de insatisfação  Ligação ao setor da bovinicultura Soma dos Quadrados df Quadrado Médio Z Sig. Entre Grupos 2446,232 1 2446,232 345,862 ,000 Nos grupos 4229,567 598 7,073 Total 6675,798 599 A Tabela 4.32 representa a tabela dinâmica realizada em Excel com os resultados do cruzamento de todas das pontuações das respostas às perguntas do grupo 3 e a existência ou não de ligação dos inquiridos ao setor do leite em Barcelos. De acordo com a referida tabela, verificou-se que as médias obtidas dos valores totais de nível de insatisfação dos inquiridos não ligados ao setor (16,09/20) era significativamente superior ao revelado pelos inquiridos ligados de alguma forma ao setor do leite (11,85/20). Esta situação sugere, tal como explicado anteriormente, estar relacionada com o facto de que os inquiridos ligados ao setor estavam de uma certa forma acomodados com os impactos causados pelo manuseamento dos efluentes no seu dia-a-dia. Contudo havia inquiridos que sentiam grandes dificuldades no despejo dos seus efluentes, uma vez que não existe ainda nenhuma instalação apropriada para o tratamento e valorização energética dos mesmos, obrigando por vezes em último recurso à sua aplicação nos solos, encontrando-se estes já com elevada carga orgânica. Os inquiridos ligados ao setor da bovinicultura mostraram-se mais descontentes com a produção de maus cheiros e mais tolerantes com a emissão de gases poluentes. Os inquiridos não ligados ao setor focaram mais a sua insatisfação na questão da poluição dos solos e mostraram-se mais tolerantes na emissão de gases poluentes. 76 Tabela 4.32 - Análise por tabela dinãmica em Excel da relaçao entre o nivel de insatisfação com a variavel “ligação dos inquiridos ao setor da bovinicultura em Barcelos” acerca das respostas dadas no grupo de questoes 3 Ligação ao setor da bovinicultura Média das pontuações (0 a 4) Tipo Perguntas Tópicos Ligado Não ligado Global 3.1 Impacto ambiental negativo do setor 2,50 3,20 Específicas 3.2 Produz mauscheiros 2,61 3,29 3.3 Emissão de gases poluentes 2,17 3,02 3.4 Diminui a qualidade da água potável 2,22 3,09 3.5 Aumento do risco de doenças 2,22 3,14 3.6 Maior poluição dos solos 2,54 3,46 Total das médias das pontuações específicas (0 a 20) 11,85 16,09 Diagnostico: rejeição da hipótese nula A poluição dos solos e a produção de maus cheiros foram os aspetos negativos mais referenciados pelas pessoas. Tal situação poderá estar relacionada não só pelo desconforto que lhes é causado como também é preciso ter em conta que a qualidade dos solos é a principal condicionante para o desenvolvimento do setor agropecuário, com forte tradição e impacto económico nesta região. Em contrapartida, a emissão de gases poluentes é vista como uma preocupação menor pelas pessoas. A Tabela 4.33 representa a síntese dos diagnósticos das definições das hipóteses das relações entre o nível de insatisfação das pessoas e cada um dos parâmetros anteriores. Tabela 4.33 – Quadro síntese dos diagnósticos da relação entre o nivel de insatisfação dos inquiridos e cada um dos fatores Fator Diagnóstico Género Hipótese nula aceite Escalão etário Hipótese nula rejeitada Situação de residência Hipótese nula rejeitada Margem do rio onde residem Hipótese nula aceite Tempo já residido no concelho Hipótese nula aceite Situação profissional Hipótese nula rejeitada Ramo profissional Hipótese nula rejeitada Nível de habilitações Hipótese nula rejeitada Ligação ao setor de bovinos de leite Hipótese nula rejeitada 4.4.4 Hábitos de consumo energético dos inquiridos Nesta secção apenas foram considerados para efeitos estatísticos, os inquiridos residentes permanentes ou residentes de férias/fins-de-semana. 77 Na Figura 4.17 está representada a distribuição dos inquiridos segundo a tipologia da sua habitação. A tipologia T3 foi a mais popular representando 59,8% dos inquiridos residentes, seguindo-se a tipologia T2 com 27,7% dos inquiridos. As tipologias T4 e T5 foram as menos populares, representando 10,1% e 2,6% dos inquiridos, respetivamente. Nenhum dos inquiridos da amostra vive em tipologias T0, T1 e superiores a T5. Figura 4.17 – Percentagem de inquiridos residentes de acordo com a tipologia da sua habitação A Figura 4.18 representa graficamente a distribuição dos inquiridos residentes segundo o nº de membros que constituem o seu agregado familiar. Aqui se constata que na maioria dos inquiridos, o agregado familiar é composto por 3 a 4 pessoas com 52,7% dos inquiridos, seguindo-se os agregados familiares compostos por 1 a 2 pessoas, correspondente a 39,3% dos inquiridos. Apenas 7,7% dos inquiridos afirmaram viver num agregado familiar de 5 a 6 pessoas e apenas 0,4% afirmaram que o seu agregado familiar é composto por 7 a 8 pessoas. Nenhum inquirido vivia com mais de 8 familiares. Figura 4.18 – Percentagem de inquiridos residentes de acordo com o nº de membros que compoem o seu agregado familiar 27,7 59,8 10,1 2,6 0 10 20 30 40 50 60 70 Percentagem de residentes (%) T2 T3 T4 T5 39,3 52,7 7,7 0,4 0 10 20 30 40 50 60 % 1 a 2 membros 3 a 4 membros 5 a 6 membros 7 a 8 membros 78 Em relação ao consumo de eletricidade doméstico dos inquiridos (ver Figura 4.19), 42% afirmaram que o valor mensal não ultrapassava os 25€. No entanto, 31,4% afirmavam consumir um valor mensal de energia elétrica entre 26 e 50€, 22,2% dos inquiridos consumiam mensalmente entre 51 e 75€ e apenas 4,6% consumiam entre 75 e 100€ de energia elétrica todos os meses. Nenhum inquirido afirmou consumir mais de 100€ mensais de energia elétrica. Figura 4.19 – Percentagem de inquiridos residentes de acordo com o seu valor gasto mensalmente em energia elétrica A Figura 4.20 representa graficamente a distribuição do consumo mensal de gás doméstico entre os inquiridos. O intervalo de valores de consumo mais frequente é igual ou inferior a 25€, correspondendo a 44,6% dos inquiridos. O valor imediatamente menos frequente foi de 26 a 50€ mensais, correspondendo a 32,1% dos inquiridos e 19% afirmaram consumir mensalmente entre 51 e 75€ e apenas 4,2% afirmaram consumir mensalmente entre 76 e 100€ de gás domestico. Ninguém afirmou consumir mais de 100€ mensais de gás doméstico. Figura 4.20 - Percentagem de inquiridos residentes de acordo com o seu valor gasto mensalmente em gás doméstico 42,0 31,4 22,2 4,6 0 10 20 30 40 50 Percentagem de residentes (%) Até 25€ 26 -50€ 51 -75€ 76 -100€ 44,6 32,1 19,3 4,2 0 10 20 30 40 50 Percentagem de residentes (%) Até 25€ 26 -50€ 51 -75€ 76 -100€ 79 Analisando as preferências dos inquiridos na(s) fonte(s) de energia para cozinhar (ver Figura 4.21), verificou-se que a fonte de energia mais popular é o gás proveniente de botija, representando 412 respostas por parte dos inquiridos, seguindo-se a lenha/carvão com 312 respostas obtidas e a energia elétrica representada pelas 181 respostas. Apenas se obtiveram 2 respostas na utilização de gás natural para cozinhar. Contudo é de referir que grande parte dos inquiridos tinham mais do que uma fonte de energia para cozinhar no seu respetivo lar, pelo que esses mesmos inquiridos deram mais do que 1 resposta. Figura 4.21 – Nº de respostas dadas pelos de inquiridos residentes de acordo com as suas preferências de fontes de energia para cozinhar A Figura 4.22 representa graficamente a distribuição do nº de respostas dadas pelos inquiridos na(s) fonte(s) de energia para efeitos de climatização do lar e aquecimento de águas canalizadas. Segundo a mesma figura, a fonte mais usada para o efeito acima descrito é a biomassa representada por 410 respostas dadas, seguida pela energia solar térmica com 294 respostas, energia fóssil com 211 respostas dadas e a energia elétrica com 36 respostas obtidas. Apenas obtiveram-se 3 respostas no uso do gás natural para o efeito. 181 332 412 2 0 100 200 300 400 500 TOTAL Nº de respostas Elétrica Lenha Gás de botija Gás natural 80 Figura 4.22 - Nº de respostas dadas pelos de inquiridos residentes de acordo com as suas preferências de fontes de energia para climatização do lar e aquecimento de águas canalizadas Na Figura 4.23 estão representas as frequências de utilização dos transportes públicos por parte dos inquiridos residentes no concelho de Barcelos e tendo-se verificado que mais de metade dos inquiridos utilizam os transportes públicos ou semanalmente ou ocasionalmente, com 30,5% e 29,8% dos inquiridos respetivamente. Numa taxa inferior, 10,3% dos inquiridos utilizam os transportes públicos mensalmente e 8,6% diariamente. Contudo, 20,8% dos residentes nunca utilizam os transportes públicos. Figura 4.23 - Percentagem de inquiridos residentes de acordo com a sua frequência na utilização de transportes públicos Ainda relativamente aos transportes, a Figura 4.24 representa graficamente a distância média percorrida por viagem por parte dos inquiridos residentes utilizadores, em transportes públicos e verificando-se que 55,1% viajam distâncias médias superiores a 20 km. Seguem-se os utilizadores que viajavam entre 15 a 20 km por viagem representando 18% dos inquiridos, os utilizadores com viagens entre 10 a 15 km representando 11,9% e ainda 9,4% dos utilizadores percorriam distancias entre 5 e 10 km por viagem. Apenas 5,5% dos utilizadores dos transportes públicos se deslocam em trajetos curtos inferiores a 5 km. 36 211 410 294 3 0 100 200 300 400 500 TOTAL Nº de respostas Eletrica Fóssil/gás de botija Biomassa Solar térmica Gás natural 8,6 30,5 10,3 29,8 20,8 0 10 20 30 40 Percentagem de residentes (%) Diariamente Semanalmente Mensalmente Ocasionalmente Nunca 81 Figura 4.24 - Percentagem de inquiridos residentes de acordo com a distancia média percorrida por viagem em transportes publicos A Figura 4.25 mostra a distribuição das fontes de energia utilizadas pelos residentes, no transporte do dia-a-dia. É de salientar uma grande popularidade da utilização de tração humana, quer na forma de velocípedes, quer no simples ato de caminhar, representado 354 respostas obtidas. A energia fóssil, nomeadamente através de motociclos e automóveis com motor de combustão interna, é a segunda fonte de energia mais popular adotada entre os inquiridos residentes, representada por 331 respostas dadas. A energia elétrica, quer através de veículos elétricos de 2 ou 4 rodas ou ainda através de scooters de pessoas com mobilidade reduzida, tem pouco peso no transporte do quotidiano da população de Barcelos, apenas representada pelas 18 respostas obtidas pelos inquiridos. No entanto, é de referir que alguns inquiridos consumiam mais do que uma fonte de energia, contribuindo com mais do que uma opção de resposta para a mesma questão. Figura 4.25 - Nº de respostas dadas pelos de inquiridos residentes de acordo com as fontes de energia usadas no seu transporte do dia a dia Analisando a preferência dos inquiridos residentes sobre as fontes de energia no seu local de emprego/escola (ver Figura 4.26), destaca-se a preferência da energia elétrica, representada por 5,5 9,4 11,9 18,0 55,1 0 10 20 30 40 50 60 Percentagem de residentes (%) <5 km 5 a 10 km 10 a 15 km 15 a 20 km >20 km 18 331 354 0 100 200 300 400 TOTAL Nº de respostas Elétrica Fóssil Tração humana 82 191 respostas dadas, seguida da energia fóssil com 97 repostas obtidas e ainda a energia solar térmica com 38 respostas. As fontes de energia menos populares foram a biomassa, com 6 respostas, e o gás natural com 3 respostas obtidas. Contudo, 3 inquiridos afirmaram não precisar de nenhuma das fontes de energia para trabalharem. Novamente, para a questão em causa, alguns inquiridos deram mais do que uma resposta. Figura 4.26 - Nº de respostas dadas pelos de inquiridos residentes de acordo com as fontes de energia utilizadas no seu emprego ou escola 4.4.5 Hábitos de cultivo e fertilização/correção do solo Tal como no tópico anterior, neste tópico também apenas foram considerados os residentes permanentes e os residentes em férias ou fins-de-semana. A Figura 4.27 representa as percentagens de residentes cultivadores e não cultivadores. Segundo a mesma figura, destaca-se a grande maioria dos residentes serem cultivadores, representando 83,8 % dos inquiridos residentes, em detrimento dos não-residentes, com apenas 16,2 % dos residentes. Figura 4.27 – Percentagem de inquiridos residentes de acordo com o seu estatuto de cultivador ou nãocultivador 3 191 97 6 38 3 0 50 100 150 200 TOTAL Nº de respostas Nenhuma Elétrica Fossil/Gás de botija Biomassa Solar térmica Gás natural 83,8 16,2 0 20 40 60 80 100 Percentagem de residentes (%) Cultivadores Não cultivadores 83 Em relação aos tipos de cultivo praticados pelos cultivadores residentes (ver Figura 4.28), destacam-se os inquiridos que se dedicam à jardinagem, com 362 respostas obtidas, seguindose os cultivadores de hortofrutícolas, com 263 respostas obtidas. Os tipos de cultivo menos frequentes são os cereais, com 115 respostas, a vinha com 125 respostas obtidas e ainda 76 inquiridos afirmaram praticar outros tipos de cultivo. Nesta questão, alguns dos inquiridos praticavam mais do que um tipo de cultivo. Figura 4.28 - Nº de respostas dadas pelos de inquiridos residentes de acordo com os seus tipos de cultivo A Figura 4.29 representa graficamente o total das áreas de cultivo praticadas por cada um dos inquiridos residentes cultivadores. Segundo a referida figura, 40,1% dos inquiridos praticavam cultivo numa área total não superior a 0,5 ha, 27,7% dos cultivadores praticavam hábitos de cultivo numa área total entre 0,5 e 2 ha e 23% possuíam cultivos numa área total entre 2 e 4 ha. Apenas 8,9% dos cultivadores eram detetores de uma área total de cultivo superior a 4 ha. Figura 4.29 - Percentagem de inquiridos residentes de acordo com a sua área total de cultivo Na Figura 4.30 estão representados os tipos de correção e fertilização dos solos por parte dos inquiridos residentes cultivadores. A fertilização biológica foi o tipo de fertilização e correção do solo predominante, com 56% de cultivadores, seguido da fertilização e correção do tipo 362 115 125 263 76 0 50 100 150 200 250 300 350 400 TOTAL Nº de respostas Jardinagem Cereais Vinha Hortofrutícolas Outras 40,1 27,7 23,0 8,9 0 10 20 30 40 50 Percentagem de cultivadores (%) Até 0,5 ha De 0,5 a 2 ha de 2 a 4 ha mais de 4 ha 90 5.3.2 Grupo 2 – Produções e consumos nas explorações Na Tabela 5.4 são apresentadas as respostas dadas pelos 5 bovinicultores entrevistados em relação à produção diária de chorume na exploração, volume da fossa de armazenamento e ainda a respetiva periodicidade de despejo. A maioria dos bovinicultores afirmaram que os seus animais produzem uma média diária entre 10000 e 15000 litros de chorume, consoante a exploração em questão. Apenas a exploração E3 apresenta valores significativamente distintos das restantes explorações entrevistadas e com uma produção diária de chorume de 2000 litros. No entanto, comparando as explorações E3 e E4 com uma diferença de 5 cabeças normais (CN) entre ambas, verifica-se uma incoerência de valores de produção diária de chorume, ou seja, enquanto que a exploração E3 com 115 CN, produz 2000 litros diários de chorume, a exploração E4 com 120 cabeças normais afirmou que a sua produção diária era de 15000 litros de chorume. Esta situação pode relacionar-se com o fato de que o bovinicultor da exploração E3 ter afirmado que não tinha a certeza dos valores mencionados. Em relação ao volume de fossa de armazenamento de chorume, verifica-se a proporcionalidade de valores para os 5 bovinicultores entrevistados em relação à respetiva produção diária de chorume. 91 A periodicidade de despejo da fossa varia de uma periodicidade mensal a uma periodicidade a cada 3-4 meses. Os bovinicultores afirmaram que a periodicidade de despejo varia em função das condições climatéricas, já que se evita o despejo em épocas mais húmidas e com os solos encharcados. A fossa da exploração E3 é de todas as explorações, a que faz o despejo com maior frequência, pelo facto de a sua capacidade ser substancialmente mais reduzida em relação às restantes explorações. Tabela 5.4 – Produção diária de chorume, volume da fossa de armazenamento e periodicidade de despejo da fossa em cada uma das 5 explorações de leite Exploração Produção diária (m3) Volume da fossa (m3) Periodicidade de despejo (meses) E1 12 1200 3 a 4 E3 2 60 1 E4 15 1500 3 E5 10 1000 2,5 a 3 E6 10 a 12 1100 3 Na Tabela 5.5 estão representados os destinos que os bovinicultores afirmam dar aos efluentes produzidos nas suas vacarias, assim como a identificação de de outros resíduos orgânicos produzidos na exploração e o consumo de fertilizantes e corretivos nos solos. Em relação ao destino dado ao efluente e de acordo com as respostas dadas, todos os bovinicultores afirmaram que aplicavam os chorumes das suas explorações nas fertilizações de terrenos. No entanto, apenas as explorações E2 e E3 afirmaram que não ter área de cultivo suficiente, o que implica a venda de excedente de chorume a terceiros. A exploração E4, além de aplicar o chorume nos campos, aplicava também em pequenas quantidades na sua horta familiar. Das cinco explorações em estudo, duas referiram que produziam como outros resíduos orgânicos na exploração restos de silagem de milho que sobravam de um ano para o outro (E2 e E3). Uma das explorações, além de silagem de milho gera dejetos de animais de capoeira em pequenas quantidades (E2) e outra produz ainda esporadicamente resíduos de limpeza florestal (E4). Apenas duas explorações afirmaram que só produziam chorume de bovinos. Em relação ao consumo de fertilizantes e corretivos de proveniência externa à exploração, todos os bovinicultores afirmaram que consumiam adubos sintéticos e cal. Tabela 5.5 – Destino dado ao efluente, produção de outros resíduos e utilização de outros fertilizantes e corretivos em cada uma das 5 explorações 92 Exploração Destino dado ao efluente Outros resíduos produzidos Outros fertilizantes utilizados E1 Aplicação nos terrenos Só chorume Adubos sintéticos e cal E3 Aplicação nos terrenos Dejetos de capoeira e silagem de milho Venda do excedente a terceiros E4 Aplicação nos terrenos Silagem de milho Venda do excedente a terceiros E5 Aplicação nos terrenos Silagem de milho e resíduos florestais Aplicação em horta familiar E6 Aplicação nos terrenos Só chorume A Tabela 5.6 representa as respostas dadas pelos bovinicultores acerca do tipo de climatização das respetivas explorações de leite. Segundo a mesma tabela, todos os bovinicultores afirmaram que as suas vacarias dispunham de ventilação natural. Tabela 5.6 – Tipos de climatização das explorações Explorações E1 E3 E4 E5 E6 Tipo de climatização da exploração Ventilação natural Ventilação natural Ventilação natural Ventilação natural Ventilação natural 5.3.3 Grupo 3 – Impacto social A Tabela 5.7 representa esquematicamente as condicionantes sentidas pelos 5 bovinicultores entrevistados acerca da gestão dos efluentes produzidos nas respetivas explorações. Na coluna da esquerda são apresentadas as condicionantes mencionadas por todos os 5 bovinicultores. No mesmo sentido, verificou-se que a condicionante mais referenciada foi a relativa ao respeito pelas épocas húmidas. As condicionantes menos evidenciadas foram: verificar o estado de conservação das fossas e a procura de pessoas interessadas na compra do chorume excedente. Verificou-se igualmente que duas das explorações referiram 5 condicionantes de maneio, enquanto que a exploração E3, apenas mencionou 2 condicionantes. Tabela 5.7 – Condicionantes sentidas nas explorações de bovinos de leite acerca da gestão dos respetivos efluentes 93 De acordo com a Tabela 5.8, nenhuma das explorações de bovinos de leite foi alvo de manifestações negativas por parte da sociedade em geral e por parte das autoridades. Tabela 5.8 – Manifestações sociais nas explorações acerca da poluição ambiental e maus cheiros derivados do manuseamento dos efluentes Explorações E1 E3 E4 E5 E6 Existência de manifestações por parte das pessoas acerca dos problemas ambientais da gestão dos efluentes Não Não Não Não Não Perguntou-se também aos bovinicultores qual a sua posição relativamente ao descrito no relatório ambiental do Plano Diretor Municipal de Barcelos de 2015, o qual refere que o tratamento de efluentes provenientes da bovinicultura leiteira é uma oportunidade. De acordo com a Tabela 5.9, verificou-se que todos os bovinicultores afirmaram que concordavam com tal afirmação. Ainda na mesma tabela estão identificados os motivos que todos os bovinicultores evidenciaram. A facilidade em tratar o efluente antes de o aplicar nos solos e ainda a diminuição da poluição causada pelos mesmos foram os motivos mais referenciados pelos bovinicultores. O facto de constituir uma ideia para o futuro e de ser uma fonte de rendimento foram os motivos menos apresentados. Por outro lado, as explorações E3 e E5 foram as que mais concordaram com a afirmação do relatório ambiental do PDM, pois foram as que deram mais razões de concordância. As explorações que menos concordaram com o relatório ambiental do PDM foram as E1 e E6, referindo apenas um motivo de concordância. Tabela 5.9 – Níveis de concordância dos bovinicultores acerca do relatório ambiental do PDM de Barcelos 2015 94 5.3.4 Grupo 4 – Conhecimentos do bovinicultor sobre a tecnologia de valorização de efluentes por digestão anaeróbia No grupo 4, perguntou-se aos bovinicultores quais os seus conhecimentos acerca do conceito do biogás. A Tabela 5.10 representa esquematicamente os conceitos dados pelos bovinicultores acerca desta temática. Dos 5 bovinicultores entrevistados, 4 responderam que o tratamento dos efluentes por biogás produzia energia. Paralelamente, a exploração E6 foi a que mais conhecimentos demonstrou sobre o assunto, referindo 4 dos 8 conceitos atribuídos à totalidade dos bovinicultores. A exploração que revelou menos conhecimentos sobre o tema foi a E1, referindo apenas 1 conceito da lista. Tabela 5.10 – Avaliação dos conhecimentos dos bovinicultores acerca do conceito do biogás 95 5.3.5 Grupo 5 – Financiamento do projeto da CPB Questionou-se igualmente os bovinicultores se aceitariam contribuir financeiramente e em regime associativo, para o projeto de uma central de produção de biogás. A Tabela 5.11 representa esquematicamente as respostas dos 5 bovinicultores entrevistados. De acordo com a mesma Tabela, todos os bovinicultores aceitavam realizar a contribuição, mas mediante algumas condicionantes, apresentadas na coluna à esquerda. A condicionante mais referenciada foi a realização de um estudo prévio e credível sobre o assunto, referenciada por 4 dos 5 bovinicultores entrevistados. Por outro lado a exploração E4 demonstrou ser a mais exigente na aceitação financeira do projeto, sendo a que mais condicionantes referiu para o efeito, mencionando 5 das 7 condicionantes mencionadas por todos os bovinicultores. As explorações E1e E3 foram as explorações menos exigentes, evidenciando apenas 1 condicionante cada. 96 Tabela 5.11 – Condicionantes dos bovinicultores na aceitação da contribuição financeira de uma instalação centralizada de tratamento e valorização de efluentes pecuários. Perguntou-se aos bovinicultores quais seriam as mais-valias de um projeto de uma CPB para a sua exploração, e todos responderam de igual forma que poderiam aproveitar o efluente tratado como fertilizante para cultivo, teriam mais facilidade em tratar o seu efluente e também que seria uma fonte de rendimento devido à eventual produção energética (ver Tabela 5.12). Tabela 5.12 – Mais-valias da valorização dos efluentes, mencionadas pelos bovinicultores Numa perspetiva energética, perguntou-se aos bovinicultores, caso contribuíssem para a instalação da CPB, quais seriam os tipos de energia e formas de aplicação do biogás em que estariam mais interessados, sendo que a questão em causa era de escolha múltipla. Na Tabela 5.13 estão esquematizadas as respostas dadas pelos 5 bovinicultores entrevistados. Tabela 5.13 – Tipos de energias produzidas a partir da valorização do biogás, sugeridas pelos bovinicultores 97 De acordo com a tabela acima, destaca-se a energia elétrica referida por 4 dos 5 bovinicultores. Tanto a produção de calor como a injeção de biogás na rede de gás pública foram referenciadas por 2 bovinicultores. No entanto nenhum bovinicultor fez referência à utilização do biogás produzido para alimentação dos transportes públicos. 5.4 Conclusões Segundo as respostas dadas pelos 5 bovinicultores nas entrevistas, o setor da bovinicultura leiteira no Concelho de Barcelos tem sofrido uma estagnação significativa. Os bovinicultores salientaram a falta de apoios financeiros atrativos, os custos de produção muito elevados, o regime de minifúndio e a alta concorrência do leite de outras regiões e do estrangeiro, como fatores que põem em causa a sua atividade. Os conhecimentos dos bovinicultores acerca do tratamento dos efluentes por digestão anaeróbia é na maioria dos casos, reduzido. Tornar-se-ia assim oportuno a realização de eventos e campanhas de divulgação do conceito, para que os agricultores pudessem tomar medidas de prevenção no combate à poluição ambiental causada pelos efluentes resultantes do setor do leite. No entanto, os bovinicultores com alguns conhecimentos no assunto salientaram a necessidade de apoios financeiros para a construção de uma central de produção de biogás, uma vez que este tipo de infraestruturas representaria um custo muito elevado que teria que se refletir no seu produto final, o leite. Em acréscimo, seria oportuno realizar um estudo detalhado e fiável das condições da região para verificar a viabilidade técnica e económica do referido projeto. Os bovinicultores referiram que, com um projeto desta natureza, seria possível, não só tratar o efluente, como aproveitar o efluente tratado como fertilizante das suas culturas, além de ser uma fonte de rendimento com obtenção de receitas de produção energética, nomeadamente energia elétrica, que de alguma forma atenuariam os custos de produção. 98 6. ENSAIO LABORATORIAL 6.1 Introdução 6.1.1 Produção de efluentes na bovinicultura em Barcelos Como já foi referido em capítulos anteriores, o concelho de Barcelos tem uma forte tradição na bovinicultura leiteira, devido à grande quantidade de áreas agrícolas com solos férteis capazes de produzir forragens para alimentação dos animais. No entanto, este setor tem vindo a sofrer uma forte intensificação nos últimos anos, numa tentativa de se tornar competitivo com o setor do leite de outras regiões do país e estrangeiro. De acordo com Borges (2012), até ao mesmo ano, existiam em Barcelos 280 explorações de bovinicultura de leite com contraste leiteiro e um encabeçamento total de 18703 Cabeças Normais (CN). De acordo com estes dados e com o Decreto-lei 202/2006, de 24 de novembro, estimava-se uma produção anual de efluentes de 307204 m3. De acordo com Ferreira et al. (2012), a pecuária representa o maior potencial de produção de biogás no setor animal devido á existência de um grande número de explorações pecuárias que necessitam tratar os seus próprios efluentes. A digestão anaeróbia permite reduzir a matéria orgânica dos efluentes em mais de 50%. 6.1.2 Valorização de óleos alimentares usados De acordo com o Decreto-lei nº 267/2009 de 29 de setembro, a produção estimada de óleos alimentares usados (OAU) em Portugal é da ordem de 43 000 t a 65 000 t por ano, das quais cerca de 62 % são geradas no sector doméstico, 37 % no sector da hotelaria e restauração, e uma fração residual na indústria alimentar. Segundo o Relatório de Estado do Ambiente de 2017 (Fernandes et al., 2017), recolheu-se 84% da produção de OAU em Portugal. Os OAU podem ser valorizados de várias formas. De acordo com Nunes (2011), os OAU podem ser usados no fabrico de sabões, rações para animais, bioquímicos, biodiesel e podem ainda ser utilizados em codigestão anaeróbia para fins energéticos. Segundo Soares (2010), no caso da indústria de sabões, a utilização de OAU tem como vantagem a poupança de matéria-prima virgem, uma vez que este setor necessita de consumir óleo na produção de sabões, reduzindo assim o impacto ambiental e custos de produção. No 99 entanto, para o caso da produção de rações de animais, a utilização de OAU deve ser limitada, pois estes óleos contem substancias tóxicas que acabam por ser ingeridas pelos animais e assim introduzidas na cadeia alimentar até ao consumo humano. Nunes (2011), referiu que, no setor de bioquímicos, a utilização dos OAU tem como vantagens o seu fácil processamento no fabrico de pesticidas, tintas, adesivos e lubrificantes de componentes mecânicos com boa viscosidade e bom poder anti corrosão. A digestão anaeróbia em determinadas condições de temperatura, pH e carga orgânica torna-se num processo vantajoso na valorização dos OAU. Neves (2009) revelou que a adição periódica de pequenas quantidades de OAU durante a codigestão de chorume de bovinos com resíduos alimentares a temperaturas mesófilas, aumentava a produção de metano. 6.1.3 Valorização de resíduos orgânicos alimentares Em todo o mundo, cerca de 30% dos resíduos sólidos urbanos produzidos são resíduos orgânicos alimentares (Xiao, 2017). De acordo com a FAO, dos 1,3 biliões de toneladas de alimento produzidas, um terço é considerado desperdício ao longo de toda a cadeia de produção, estimando-se a previsão de um aumento de 44% entre os anos 2005 e 2025 devido ao aumento populacional nos países desenvolvidos (Melikoglu et al., 2013; Xiao, 2017). Como consequência, torna-se oportuno encontrar uma forma eficiente para reduzir a produção dos resíduos alimentares orgânicos. A digestão anaeróbia tem sido considerada uma forma promissora no tratamento e de valorização energética dos resíduos orgânicos. No entanto, em alguns casos, este tipo de resíduos devido aos custos de logística, baixa capacidade tampão e altos teores de gordura acabam por limitar a sua ampla utilização para este método de valorização (Xu et al., 2018) 6.1.4 Objetivos do ensaio Este ensaio laboratorial de produção de biogás à escala piloto foi dividido em duas fases distintas. Numa primeira fase, avaliou-se o desempenho do processo de digestão anaeróbia com diferentes níveis de gordura dos conteúdos dos reatores, a temperaturas e tempos de retenção hidráulica constantes. Numa 2ª fase, avaliou-se o efeito da aplicação de pulsos de ar atmosférico no processo de digestão anaeróbia, mantendo a mesma proporção de resíduos orgânicos, temperatura e tempo de retenção hidráulica em todos os reatores. 106 6.2.6 Análises de rotina Sólidos totais e sólidos voláteis Foram determinadas as concentrações de sólidos totais e sólidos voláteis em percentagem, tanto para cada um dos 3 substratos como para os digeridos semanalmente analisados. Os sólidos totais e voláteis dos substratos foram analisados ocasionalmente à medida da respetiva rotura de stock e colheita dos mesmos. Em relação aos digeridos, estes foram recolhidos em média semanalmente, fazendo 3 repetições para cada reator. A metodologia para determinação dos sólidos totais e voláteis das biomassas envolvidas é descrita na seguinte ordem de procedimentos:  Pré-aquecimento dos cadinhos em mufla a 550ºC durante 30 minutos e posterior arrefecimento até atingirem a temperatura ambiente, de modo a eliminar a eventual absorção da humidade dos cadinhos durante o seu armazenamento.  Pesagem dos cadinhos vazios (P1)  Colocação de uma pequena quantidade de amostra fresca em cada cadinho  Pesagem dos cadinhos com amostra fresca (P2)  Colocação dos cadinhos com amostra fresca na estufa à temperatura de 104ºC durante 24h, com o objetivo de eliminar a água contida nas amostras.  Arrefecimento e pesagem das amostras secas (P3)  Colocação das amostras secas na mufla à temperatura de 550ºC durante 2h e posterior arrefecimento, de modo a eliminar a matéria orgânica da amostra.  Pesagem das cinzas das amostras (P4). As amostras foram pesadas numa balança analítica com precisão até 0,0001g Os sólidos totais (ST) em percentagem foram determinados pela seguinte equação: 𝑆𝑇 (%)=(𝑃3 (𝑔)− 𝑃1 (𝑔)) (𝑃2 (𝑔)− 𝑃1 (𝑔))∗100 Os sólidos voláteis (SV) em percentagem foram determinados pela seguinte equação: 𝑆𝑉 (%)=[(𝑃3 (𝑔)− 𝑃1 (𝑔)) − (𝑃4 (𝑔)− 𝑃1 (𝑔))] (𝑃2 (𝑔)− 𝑃1 (𝑔))∗100 107 Rendimento de remoção de sólidos voláteis O rendimento de degradação de sólidos volteis (RRSV) permite comparar a concentração dos mesmos sólidos à entrada dos reatores (alimentação) com a concentração à saída dos reatores (digerido). A determinação do RRSV foi feita de acordo com a seguinte equação: 𝑅𝑅𝑆𝑉 (%)=𝑆𝑉 𝑠𝑎𝑖𝑑𝑎 𝑆𝑉 𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑑𝑎 ∗100 Ácidos gordos voláteis (AGV) Os AGV foram analisados por equipamento de cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC). Este era constituído por uma coluna Rezex-ROA Organic Acids H+ (8%), 300x7.8mm e um detetor espectrofotométrico Jasco UV 2075 a um comprimento de onda de 210 nm e um tempo de corrida de 60 minutos por amostra. A temperatura de operação foi 60ºC e utilizou-se H2SO4 a 0.025N como fase móvel, filtrada com uma membrana de porosidade de 0.2μm e desgaseificado num banho de ultra-sons (Sonicor SC 52) durante 20 minutos. As amostras foram centrifugadas durante 30 minutos a 15000 rpm e filtradas (0.2μm de porosidade). O ácido crotónico (43,5 mg/500 ml) foi usado como padrão interno. Na Tabela 6.7 estão representadas as equações das curvas de calibração para cada um dos AGV. Tabela 6.7Equações de curvas de calibração para a determinação das concentrações dos diferentes ácidos gordos voláteis Acido Equação da curva de calibração R2 Fórmico AA/AIS = 0,0050 * [A]/[IS] - 0,0021 0,9989 Acético AA/AIS = 0,0028 * [A]/[IS] - 0,0016 0,9984 Propiónico AA/AIS = 0,0027 * [A]/[IS] - 0,0015 0,9988 Iso-butírico AA/AIS = 0,0038 * [A]/[IS] - 0,0020 0,9990 n-butírico AA/AIS = 0,0029 * [A]/[IS] - 0,0023 0,9988 Valérico AA/AIS = 0,0026 * [A]/[IS] - 0,0017 0,9991 Hexanóico AA/AIS = 0,0023 * [A]/[IS] - 0,0016 0,9987 Em que:  AA = Área do pico do ácido na amostra  AIS = Área do pico do acido crotónico (stock)  [A] = Concentração do ácido na amostra a determinar (g/L)  [B] = Concentração do ácido crotónico de stock (g/L) 108 Biogás produzido O volume de biogás acumulado (ml) produzido por cada um dos reatores era constantemente medido por um contador digital, no qual se registava 1 vez por dia a sua leitura assim como a respetiva hora a que se efetuou a leitura. No entanto os contadores indicavam um valor de volume de biogás próximo do real, pelo que cada um dos contadores era sujeito a um fator de calibração. Deste modo era possível fazer um acerto entre as leituras marcadas e a produção real de biogás em cada reator Percentagem de metano O teor de metano do biogás produzido pelos 3 reatores foi medido diariamente num aparelho de cromatografia gasosa (GC) Shimatzu GC -2014. Este equipamento funcionava a uma temperatura de 220ºC na chama, e utilizava o azoto e árgon como gases de arraste e o hidrogénio e oxigénio como gases de chama. O biogás foi amostrado com uma seringa de vidro gas-tight de 0,5 ml. Usou-se uma mistura padrão, composta por 40% de metano, à temperatura ambiente e pressão atmosférica para determinar o teor de metano no biogás. O valor dos teores de metano em cada reator foi obtido de acordo com a seguinte equação: % 𝐶𝐻4 = (Á𝑟𝑒𝑎 𝐺𝐶 𝑑𝑜 𝑝𝑖𝑐𝑜 𝑑𝑜 𝑟𝑒𝑎𝑡𝑜𝑟 ∗ 40%)/Á𝑟𝑒𝑎 𝐺𝐶 𝑑𝑜 𝑝𝑖𝑐𝑜 𝑑𝑎 𝑚𝑖𝑠𝑡𝑢𝑟𝑎 𝑝𝑎𝑑𝑟ã𝑜 6.3 Resultados da 1ª fase Durante a 1ª fase do ensaio, verificou-se alguns imprevistos no desempenho da digestão anaeróbia devido à alta concentração orgânica do conteúdo dos reatores. Esta situação relacionava-se com a elevada quantidade de óleo alimentar usado (OAU) aplicado em diferentes concentrações nas misturas de alimentação diária dos reatores 2 e 3. Para tal, tentouse contornar o problema, variando as misturas de alimentação ao longo do ensaio. Assim sendo, a Tabela 6.8 apresenta a cronologia da gestão das misturas da alimentação dos reatores e tentativas de correções de alimentação ao longo dos 82 dias da 1ª fase do ensaio. Considera-se o dia 0 como o início do período de alimentação após a estabilização do inóculo 109 Tabela 6.8 - Gestão das misturas e correções de alimentação ao longo da 1ª fase do ensaio, sendo M= Manure, RA= Resíduos Alimentares e OAU= Óleo Alimentar Usado Tempo (d) Código R1 R2 R3 0 – 12 1 0,75M + 0,25RA 0,75M + 0,20RA + 0,05OAU 0,75M + 0,15RA + 0,10OAU 12 – 22 2 0,75M + 0,25RA 0,75M + 0,25RA 0,75M + 0,25 RA 22 – 50 3 0,75M + 0,25RA 0,75M + 0,20RA + 0,05OAU 0,75M + 0,15RA + 0,10OAU 50 - 82 4 0,75M + 0,25RA 0,75M + 0,25RA 0,75M + 0,25RA Nos tópicos seguintes, serão analisados a evolução de cada um dos parâmetros que caracterizam a digestão anaeróbia, nomeadamente, a percentagem de metano, o metano produzido diariamente por g de sólidos voláteis, o pH, a concentração de sólidos totais e sólidos voláteis e ainda a concentração de ácidos gordos voláteis por g de CQO. 6.3.1 Percentagem de metano A Figura 6.4 representa a evolução da percentagem de metano medida ao longo da primeira fase do ensaio. De acordo com a mesma figura, observa-se que o reator 1, alimentado sem OAU, foi o reator com melhor percentagem de metano obtida de todos ao longo dos 82 dias de operação, atingindo os 70% de metano no biogás produzido. Nos restantes reatores, à medida que aumentava a concentração de óleo na mistura de alimentação, mais baixas eram a percentagens de metano obtidas. O aumento de concentração de OAU fez também aumentar a concentração de sólidos (ver Figura 6.7) e ácidos gordos voláteis (ver Figura 6.9) devido ao alto teor de gorduras. Atendendo a que as arqueobactérias metanogénicas não toleram meios ácidos, o seu metabolismo foi posto em causa, provocando uma acumulação de iões H+ no meio, fazendo descer o valor do pH (ver Figura 6.6). O reator 2, alimentado com 5% de óleo atingiu os 65% de metano aos 12 dias de operação, baixando de seguida até 20% aos 22 dias. Apos o período de suspensão de OAU na alimentação, a percentagem de metano voltou a subir atingindo o valor máximo de 65%. O reator 3, com maior concentração de OAU de todos na alimentação (10%) não excedeu os 45% aos 12 dias de operação, atingindo a inibição completa aos 68 dias. 110 Figura 6.4 - Percentagem de metano atingida para cada um dos reatores 1, 2 e 3 ao longo da 1ª fase do ensaio, em que 1 e 3=alimentação completa; 2 e 4= Alimentação sem OAU (ver tabela 5.8 pag. 113). 6.3.2 Volume de metano produzido A Figura 6.5 mostra a evolução do volume de metano produzido diariamente por g de sólidos voláteis de alimentação. De acordo com a mesma figura, verificou-se uma diminuição de produção de metano à medida que aumentava a concentração de óleo nos reatores nos 3 reatores, de forma idêntica à representada na figura 5.4. Figura 6.5 - Metano produzido diariamente pelos reatores 1, 2 e 3 ao longo da 1ª fase do ensaio (ml/d/g SV), em que 1 e 3=alimentação completa; 2 e 4= Alimentação sem OAU (ver tabela 5.8 pag. 113). Enquanto que o reator 1 atingiu valores próximos de 1100 ml de volume de metano diário, o reator 2 não chegou aos 300 ml e o reator 3 não ultrapassou os 150 ml, mantendo-se a produção de metano diária quase nula após os 22 dias de alimentação até ao final do ensaio. 111 6.3.3 pH A Figura 6.6 representa graficamente a evolução do pH dos reatores 1, 2 e 3 ao longo dos 82 dias de alimentação da primeira fase. Pela mesma figura, verificou-se um efeito de descida do pH à medida que aumentava a carga orgânica do conteúdo dos reatores. Figura 6.6 - pH medido diariamente dos reatores R1, R2 e R3 ao longo da 1ª fase do ensaio, em que 1 e 3=alimentação completa; 2 e 4= Alimentação sem OAU (ver tabela 5.8 pag. 113). O reator 1, com a menor carga orgânica de alimentação dos 3 reatores, manteve um valor de pH praticamente constante ao longo da 1ª fase do ensaio, variando entre 7 e 8. O reator 2, com concentração orgânica intermédia, manifestou um comportamento semelhante ao reator 1 durante os 12 primeiros dias, mas os valores de pH rapidamente desceram até 6,5. Tal facto relaciona-se com a acumulação de OAU, proveniente da mistura de alimentação, no conteúdo do reator. Em relação ao reator 3, verificou-se a maior descida dos valores de pH dos 3 reatores, atingindo o valor mínimo abaixo dos 5,5, situação que poderá relacionar-se com a maior concentração orgânica do conteúdo dos 3 reatores. Verificou-se assim que o valor do pH nos 3 reatores era inversamente proporcional á concentração orgânica dos respetivos conteúdos. Geraldi (2003) afirma que, por um lado as arqueobactérias responsáveis pela acidogénese toleram valores de pH até 5, por outro lado as arqueobactérias metanogénicas apenas exercem a sua atividade com valores de pH entre 6,8 e 7,2. Em acréscimo, as membranas das arqueobactérias metanogénicas possuem um limite de absorção de iões H+. Sendo assim, com o aumento de carga orgânica, atingiu-se o limiar de absorção de iões H+ por parte das arqueobactérias metanogénicas, levando a uma acumulação de iões H+ no meio, provenientes da acidogénese, baixando o valor do pH. Desta forma verificou-se uma diminuição da produção de metano (ver Figuras 6.4 e 6.5) e inibição total do processo de digestão anaeróbia. 112 6.3.4 Sólidos totais e sólidos voláteis do digerido A figura 6.7 representa a evolução da concentração de sólidos totais (ST) e sólidos voláteis (SV) nos 3 reatores ao longo da 1ª fase do ensaio. Figura 6.7 - Sólidos totais (ST) e sólidos voláteis (SV) dos digeridos dos reatores 1 (a), 2 (b) e 3 (c) ao longo da 1ª fase do ensaio, em que 1 e 3=alimentação completa; 2 e 4= Alimentação sem OAU (ver tabela 5.8 pag. 113). Em relação ao reator 1 (ver Figura 6.7-a), tanto a concentração de ST não ultrapassou os 30 g/l, enquanto que os sólidos voláteis ficaram abaixo dos 20 g/l. No reator 2 (ver Figura 6.7-b), as concentrações de ST e SV foram ligeiramente superiores às do reator 1, sendo que os ST atingiram valores próximos de 35 g/l e os SV não ultrapassaram os 25g/l. Em relação ao reator 3 (ver Figura 6.7-c), os valores de ST ultrapassaram os 70g/l e os SV superaram os 60g/l. Apesar das concentrações de ST e SV obtidas apresentaram valores mais baixos em comparação com os substratos, tal deve-se ao facto de que a fração líquida de chorume, que serviu tanto de inoculo como de componente da mistura de alimentação, apresentava um aspeto visual bastante diluído, com concentrações máximas de ST e SV de 23,89g/l e 15,46g/l (ver anexo 10.11). Em contrapartida, os resíduos alimentares, ricos em gordura, com concentrações de ST e SV de 221,79 g/l e 213,43 g/l e os OAU com 1000 g/l contribuíram para o aumento da concentração de sólidos nos 3 reatores. No entanto, nos reatores 2 e 3, foram os que obtiveram maior concentração de sólidos devido á adição de óleo alimentar usado, com 1000g de SV/l, aliados à inibição metanogénica (ver Figuras 6.4 e 6.5) contribuíram de uma forma significativa para os valores elevados de ST e SV no seu conteúdo. 6.3.5 Rendimento da remoção dos sólidos voláteis A figura 6.8 representa a evolução do rendimento de remoção dos sólidos voláteis ao longo da primeira fase do ensaio. De acordo com a mesma figura, no período 1, verificou-se que o reator 1, sem adição de OAU na alimentação era de todos os reatores o que apresentou melhor rendimento de remoção de SV. No período 2, com a carência de OAU, o rendimento do reator 2 subiu ao mesmo tempo que o rendimento do reator 3 desceu. No período 3, após a carência de OAU na alimentação, o rendimento do reator 3 subiu até aos 40%, baixando novamente após 113 nova suspensão de OAU. O rendimento do reator 1 desceu desde os 40% aos 8 dias até 30% no fim do ensaio. O reator 2 atingiu o seu pico de rendimento máximo aos 28 dias de operação com 35%, descendo posteriormente até 15% no fim do ensaio. Figura 6.8 – Rendimento da degradação de sólidos voláteis dos reatores R1, R2 e R3, em que 1 e 3=alimentação completa; 2 e 4= Alimentação sem OAU (ver tabela 5.8 pag. 113). 6.3.6 Ácidos gordos voláteis A Figura 6.9 representa a evolução do comportamento das concentrações dos ácidos gordos voláteis (AGV) em mg CQO/l nos 3 reatores ao longo da 1ª fase do ensaio. Verificou-se que o reator 1 apresentava concentrações de AGV vestigiais devido à ausência de OAU. Os reatores 2 e 3 apresentavam concentrações de AGV intermédias e altas, respetivamente, em comparação ao reator 1 devido à presença de OAU em quantidades moderadas no reator 2 e quantidades elevadas no reator 3. No reator 3 verificou-se que a partir do 40º dia, a concentração de AGV decaíram, o que poderá relacionar-se com a suspensão da alimentação dos reatores com OAU no período 4. Tal como visto em parâmetros anteriores, verificou-se que o aumento da concentração de OAU estava relacionado com um efeito de inibição no metabolismo por parte das arqueobactérias metanogénicas, havendo acumulação de AGV e H+ fazendo baixar o pH do meio (ver Figura 6.6), diminuindo a produção de metano (ver Figura 6.5). 114 Figura 6.9 - Concentração de ácidos gordos voláteis obtidas dos reatores, em mg CQO/l ao longo da 1ª fase do ensaio, em que 1 e 3=alimentação completa; 2 e 4= Alimentação sem OAU (ver tabela 5.8 pag. 113). 6.3.7 Fenómenos de inibição de digestão anaeróbia detetados Atendendo a que os reatores 2 e 3 foram sujeitos a uma alimentação excessiva em óleo, a mesma levou a uma toxicidade de gordura e carga orgânica nos conteúdos dos mesmos reatores, com excesso de sólidos voláteis e diminuição do respetivo pH. Em consequência, esta situação dificultou a degradação da biomassa dos reatores por parte do inóculo provocando a total inibição do processo da digestão anaeróbia. 6.4 Delineamento experimental da 2ª fase 6.4.1 Condições de arranque e alimentação diária dos reatores Os parâmetros de arranque dos digestores assim como a respetiva alimentação diária durante a 2ª fase do ensaio estão descritos na Tabela 6.9. Os parâmetros de arranque eram idênticos nos 3 digestores assim como as misturas de alimentação diária. Apenas as doses de pulsos de ar apresentavam diferenças, que serão discutidas no ponto 6.4.3. 115 Tabela 6.9 - Condições de arranque e alimentação diária dos reatores 1, 2 3 na 2ª fase do ensaio, em que F.L.C.V.L.= Fração liquida de chorume de vacarias leiteiras; T.R.H.= Tempo de retenção hidráulica Descrição Reator 1 Reator 2 Reator 3 Alimentação diária F.L.C.V.L. (p/p) 0,75 0,75 0,75 Resíduos da cantina (p/p) 0,23 0,23 0,23 Óleo alimentar usado (p/p) 0,02 0,02 0,02 Peso da mistura de alimentação (g) 280 280 280 Micronutrientes (ml) 0,280 0,280 0,280 Pulsos de ar (após 48d) (ml) 0 100 280 Parâmetros Inóculo 1/3 R1 (1º fase) + F.L.C.V.L. 20 38 4 T.R.H. (d) Temperatura Volume de trabalho (L) 6.4.2 Alimentação dos reatores Na 2ª fase do ensaio fez-se uma segunda inoculação, na qual se eliminou o conteúdo dos reatores 2 e 3 da 1ª fase e dividiu-se o conteúdo do reator 1 da 1ª fase por todos os reatores em igual volume, perfazendo o resto do volume de trabalho com chorume líquido de vacaria leiteira. Deixaram-se os reatores estabilizarem-se durante alguns dias até se verificar a estabilização da curva da produção diária de biogás. Posteriormente aplicaram-se 3 misturas idênticas nos 3 reatores, cujas características estão evidenciadas na Tabela 6.10 Tabela 6.10 - Caracterização da mistura de alimentação diária a aplicar nos 3 reatores ao longo da 2ª fase Substratos Proporções (p/p) Quantidades diárias Chorume liquido (g) 0,75 210 Resíduos de restauração (g) 0,23 65 Óleo alimentar usado (g) 0,02 5 Micronutrientes (ml) - 0,280 O chorume líquido era proveniente de uma vacaria leiteira pertencente à Escola Profissional Agrícola de Ponte de Lima e o óleo alimentar usado (OAU) era proveniente das fritadeiras de um restaurante de gastronomia regional e tradicional de Ponte de Lima. Foram também recolhidos do mesmo restaurante os resíduos alimentares durante 1 semana. Esses resíduos eram compostos por uma mistura de restos de pratos de carne, peixe, hortaliças, fruta, sobremesas e molhos. Durante alguns dias, fez-se a alimentação diária e análise de todos parâmetros até verificar a estabilização dos 3 reatores. 122 Figura 6.16 - Concentração de ácidos gordos voláteis obtidas dos reatores em mg CQO/l ao longo da 1ª fase do ensaio 6.6 Conclusões A digestão anaeróbia a temperaturas mesófilas é uma alternativa viável no tratamento de resíduos e efluentes orgânicos. No entanto, é preciso ter em consideração o dimensionamento da carga orgânica a aplicar nos digestores, de modo a não criar toxicidade na atividade dos microrganismos, uma vez que estes têm uma capacidade limitada na degradação de biomassas com altos teores em gordura. Para valores de concentração de OAU na alimentação superiores a 5%, a taxas de produção de metano, as percentagens de metano e os valores de pH baixaram. Tal situação provocou uma acumulação de ácidos gordos voláteis e iões H+ provenientes da acidogénese, baixando os valores de pH, inibindo todo o processo de digestão anaeróbia. Neste ensaio, a aplicação diária de 100 ml de ar durante a alimentação dos reatores permitiu não só maior estabilidade do processo como melhor taxa de produção de metano/dia/g de SV. No mesmo sentido, conclui-se que a adição de volumes de ar superiores não só vai tornar o processo mais instável como também provocar uma certa inibição do processo, com taxas de produção de metano inferiores. 123 7. ANÁLISE ESPACIAL MULTICRITÉRIO SIG PARA A DEFINIÇÃO DO POTENCIAL DA LOCALIZAÇÃO DE UMA UNIDADE DE TRATAMENTO E VALORIZAÇÃO DE EFLUENTES DE VACARIAS NO CONCELHO DE BARCELOS Versão traduzida em Português de: Rodrigues, C., Rodrigues, A.C., Cândida Vilarinho, C., Alves, M., Alonso, J.M. (2018). Spatial multicriteria GIS-based analysis to anaerobic bio-gas plant site location for dairy cattle slurry treatment and recovery (Barcelos, NW Portugal). In Regional Helix Conference 2018, Guimarães. Resumo em português: ver pag. VI Abstract: ver pag. VII 7.1 Introdução A aptidão da terra, o desenvolvimento científico e tecnológico e os mercados do setor agropecuário permitem a intensificação, concentração e especialização da bovinicultura de modo a produzir em larga escala. Este setor gera, no entanto, resíduos e efluentes com potenciais impactos sobre os recursos naturais e sobre as condições ambientais, pressões e conflitos sociais, bem como aumentar os requisitos legais, políticos e técnicos para definir e implementar soluções sustentáveis técnicas, económicas e organizacionais. Entre os diferentes sistemas centralizados e distribuídos de tratamento e recuperação de resíduos e efluentes destacam-se o interesse e potencial na conceção, localização e dimensionamento de unidades de produção de biogás por digestão anaeróbia. A economia circular promove a recuperação de energia dos efluentes pecuários, incluída no planeamento inovador do uso da terra em áreas periurbanas, modelos de governança local e políticas de energia renovável. O processo biológico de digestão anaeróbia permite a produção do biogás, uma mistura energética de gases combustíveis, a partir de resíduos orgânicos. Além disso, a digestão anaeróbia promove a redução de impactos ambientais, diminuição de odores desagradáveis e 124 emissões de gases de efeito estufa e permite obter um fertilizante orgânico mais apto a incorporar nos solos agrícolas (Gonçalves, 2010). As melhorias nos processos físicos, químicos e tecnológicos da produção de biogás implica avaliar os padrões espácio-temporais de produção de chorume e utilizar balanços a nível local e agrícola visando identificar e gerir processos de tratamento e recuperação (Bardi et al., 2005), relacionados à localização de unidades de biogás, dimensionando e apoiando a logística associada (Höhn et al., 2014). Os avanços científicos e tecnológicos no nível de produção de biogás relacionados com a otimização da operação de instalações para produção de biogás devem fornecer dados para melhorar os modelos de decisão de localização de biogás em nível local ou regional. As políticas ambientais e energéticas com análise e modelagem de sistemas socio ecológicos locais permitem soluções integradas de localização, tamanho e otimização da organização e operação de instalações de digestão aeróbia para a produção de biogás. Os dados espaciais sobre as condições ambientais (clima, geologia, solo, orografia, hidrologia, distribuição das espécies) e sistemas socio-ecológicos, incluindo dados demográficos e económicos, nomeadamente estradas, transportes, águas residuais e infraestruturas energéticas associadas, bem como os padrões de produção e disponibilidade de biomassa são essenciais para o desenvolvimento de modelos espacialmente explícitos para a localização do local da unidade de tratamento por biogás. Neste estudo pretende-se avaliar e localizar as áreas com mais potencial para construir uma ou mais unidades de tratamento e valorização de efluentes da bovinicultura no concelho de Barcelos. Para o efeito foram selecionados critérios e respetivos dados espaciais em SIG sendo ambientais (proteção), sociais (responsabilidade e segurança) e económicos (viabilidade). 7.2 Metodologia Neste estudo fez-se uma abordagem multidisciplinar, sistémica e espacial que visa integrar diferentes critérios ambientais, sociais e económicos, considerando os recursos naturais, a estrutura legal, os requisitos sociais e os custos de localização das unidades de biogás. O modelo de desenvolvimento multicritério espacial de decisão incluiu as seguintes tarefas sequenciais, nomeadamente: 1. Definição do problema e respetivo âmbito, utilizando dados disponíveis e entrevistas com agricultores, investigadores, decisores políticos e outras partes interessadas do sector leiteiro na área do município de Barcelos, NW Portugal); 125 2. Introdução e definição de multicritérios informativos / fatores baseados em revisão bibliográfica em estudos realizados anteriormente por especialistas em conhecimento temático e espacial resultando em 5 critérios ambientais, 7 critérios sociais e 5 critérios económicos (ver Tabela 7.1); 3. Os dados espaciais de referência e temáticos coletados assim como os dados primários relacionados com as características das explorações leiteiras fornecidas pela cooperativa de agricultores locais (Borges, 2012), foram submetidos a transformações espaciais e de formato (colheita de dados). Após georreferenciação, os dados foram processados utilizando-se parâmetros técnicos de produção e técnicas de interpolações espaciais; a natureza multidisciplinar dos conjuntos de dados espaciais implicou a parametrização de dados usando amplitudes e histogramas de análise de variabilidade de valores; todos os fatores foram reclassificados em escala categórica de 0 (sem condições para localizar a unidade de biogás), 1 (condições mínimas) a 5 (condições ótimas) usando modeladores espaciais e conhecimento especializado em planeamento energético; 4. O processo de análise de modelagem espacial inclui análise de distância, operações de sobreposição de layers; 5. O processo de hierarquia analítica (AHP) usado em locais de modelos baseados em SIG (Spigolon et al., 2015) compara a importância relativa entre cada par de critérios (ver tabela 6.1) usando uma escala categórica de comparação que permite definir o peso dos fatores ambientais, sociais e econômicos na modelagem de localização de plantas de biogás; 6. Os primeiros resultados indicam as áreas adequadas para localizar uma unidade de biogás, uma análise de sensibilidade do modelo espacial foi implementada, modificando em cada teste +/- 20% o peso em fatores ambientais, sociais e económicos em resultados finais, permitindo analisar as áreas adequadas, desenvolver uma análise metodológica crítica e melhorias futuras. 126 Tabela 7.1 – Lista de critérios ambientais, sociais e económicos selecionados e respetivas referências bibliográficas e pesos na análise hierárquica ponderada (AHP) Tipo Nome Referências Pesos AHP Económicos Distância ás explorações [67]; [72]; [100] 0,06 Distancia à rede viária principal [19]; [26]; [37]; [42]; [50]; [67]; [74]; [85]; [91]; [92]; [95]; [96]; [100] 0,04 Distancia à rede viária secundária [19]; [26]; [37]; [42]; [50]; [67]; [74]; [85]; [91]; [92]; [95]; [96]; [100] 0,07 Distância à Rede Elétrica Nacional [42]; [50]; [72]; [92]; [95]; [99]; [100] 0,06 Distância aos pontos de injeção na rede elétrica [42]; [50]; [72]; [92]; [95]; [99]; [100] 0,06 Sociais Ocupação e uso do solo (classes) [26]; [37]; [72]; [85]; [95]; [96]; [99] 0,05 Distância às zonas florestais [74] 0,05 Distância às zonas edificadas [14] 0,15 Distância às zonas urbanas [14]; [26]; [37]; [42]; [50]; [67]; [74]; [85]; [92]; [95]; [96]; 0,09 Distância às zonas industriais [92] 0,03 Ambientais Reserva Ecológica Nacional (classes) [92] 0,05 Reserva Agrícola Nacional (classes) [14]; [74] 0,06 Distância ao rio Cávado [14], [26]; [92]; [96]; [99] 0,02 Distancia às linhas de água [14]; [50]; [72]; [74]; [85]; [99]; 0,13 Altitude (classes) [26]; [95] 0,02 Declives (classes) [14]; [37]; [42]; [67]; [72]; [74]; [85]; [92]; [95]; [96]; [99]; 0,02 Exposições solares (classes) [14]; [95] 0,03 7.3 Resultados O concelho de Barcelos apresenta uma área total de 379 km2 e 120 391 habitantes (INE, 2011) e é dividido em duas partes pelo rio Cávado. Os solos são de origem granítica, textura leve e boa estrutura física resultando em elevada adequação agroflorestal. Este concelho apresenta uma economia dinâmica, demografia e matriz agrícola tradicional. Nas últimas décadas, a estrutura de mini ou micro propriedade levou ao desenvolvimento do setor da bovinicultura leiteira. No entanto, as crescentes pressões das políticas públicas ambientais e da saúde pública, bem como a evolução dos mercados, resultaram em diminuição do número de explorações, ampliação e concentração produtiva em explorações de maior dimensão. Ao mesmo tempo, a intensificação da produção levou a um aumento dos conflitos com a malha urbana e respetivos habitantes, havendo a necessidade de criar soluções de planeamento organizacional, espacial e setorial para o licenciamento de unidades de tratamento de resíduos e efluentes da bovinicultura. 127 A soma ponderada dos critérios ambientais, sociais e econômicos (AHP) mostra que: (i) a distância para os rios principais e secundários, bem como as limitações em solos aluviais profundos em baixas altitudes e em reservas agrícolas e ecológicas determinam a possibilidade de localização preferencial de unidades de biogás em espaços de meia altitude; ii) há uma forte complementaridade entre as áreas mais densamente povoadas (áreas urbanas) e o maior consumo de energia (zonas industriais), áreas florestais e outras classes de cobertura / uso da terra; iii) o número e a proximidade com (os pontos de injeção) da rede de eletricidade, a rede viária e as explorações distribuídas resultam em áreas adequadas em todo o território. Os resultados finais validados pela análise de sensibilidade, indicam áreas consideráveis com alta / muito alta adequação à localização das unidades de biogás. Critérios mais restritivos ou reclassificação dos resultados finais podem ajudar a encontrar as localizações com condições consideradas ótimas (ver Figura 7.1). 128 Figura 7.1 - Mapas de análise multicritério ambiental, social e econômica e resultado final da localização das áreas mais propícias à construção de unidade de biogás de acordo com a localização e dimensão das explorações leiteiras e rede viária e elétrica. 129 7.4 Conclusões O desenvolvimento sustentável exige modelos de governança e soluções organizacionais localizadas em locais adequados com operações tecnológicas e funcionais. Nas fases de planeamento e projeto, o desenvolvimento de modelos de decisão multicritério espacial na localização da unidade de biogás considera fatores ambientais, sociais e económicos relacionados a processos anaeróbicos de produção de biogás, parâmetros técnicos e custos operacionais relativos à viabilidade técnica e económica da unidade de produção de biogás. Os resultados mostram o interesse / capacidade do modelo em encontrar locais adequados para instalação de sistemas distribuídos de unidades de biogás em altitudes mais elevadas, áreas florestais, próximas de explorações, rede viária, pontos de injeção na rede elétrica, mas distanciados dos recursos hídricos e fora das áreas de Reserva Agrícola Nacional e Reserva Ecológica Nacional. 130 8. CONCLUSÕES O concelho de Barcelos apresenta um grande potencial de valorização dos efluentes da bovinicultura leiteira por digestão anaeróbia. No entanto, tendo em conta a que o conceito de biogás ainda se encontra numa fase inicial no nosso país face a outros países europeus, tornase necessário criar condições económicas, sociais e ambientais, quer a nível de revisão da legislação competente, quer a nível de divulgação de campanhas sobre a temática quer na aplicação de apoios financeiros. Atendendo a que grande parte do território agrícola português funciona em regime de minifúndio, aconselha-se a valorização dos resíduos orgânicos por codigestão em regime centralizado, de forma não só a obter o melhor desempenho na produção de biogás e teor de metano, como também todas os detentores de resíduos orgânicos teriam oportunidade em tratar os seus efluentes, rentabilizando os investimentos neste tipo de infraestruturas. 9. CONSIDERAÇÕES FINAIS E SUGESTÕES DE FUTUROS TRABALHOS A obtenção de dados estatísticos através do inquérito aplicado neste trabalho às pessoas de forma presencial, com o objetivo de obtenção do seu ponto de vista acerca da poluição ambiental causada pelos efluentes das vacarias, tornou-se num método eficaz. No entanto, este método acarreta alguns custos de deslocação e requer bastante disponibilidade pois é necessário percorrer todo o concelho com o objetivo da obtenção de um leque de respostas que pudesse representar toda a população de Barcelos e visitantes. Existem outras formas de aplicação de inquérito menos dispendiosas a nível de custos e disponibilidade para o efeito, nomeadamente via internet ou ainda colocando os questionários em locais estratégicos onde as pessoas possam responder conforme a sua disponibilidade. A título de sugestões de investigações futuras, sugere-se uma avaliação do impacto social na gestão de efluentes de bovinicultura leiteira noutras zonas de forte impacto deste setor e com risco de poluição ambiental, nomeadamente em Vila do Conde e arquipélago dos Açores. A nível laboratorial sugere-se o estudo da influência da injeção de oxigénio ou ar atmosférico na degradação dos ácidos gordos voláteis de cadeia longa na codigestão anaeróbia de efluentes de bovinicultura com resíduos orgânicos alimentares e óleo alimentar usado. 131 A análise multicritério em SIG para determinar as zonas com mais potencial de localização de unidades de tratamento por biogás mostrou-se ser um método bastante eficaz e consistente. No entanto seria necessário adicionar mais critérios de modo a restringir ainda mais as zonas mais potenciais para a construção de tais instalações. No caso específico do concelho de Barcelos, sugere-se um estudo de locação e gestão e tratamento dos efluentes recorrendo a sistemas de informação geográfica, com base numa análise de custos de transporte e manuseamento de efluentes, bem como custos de aquisição de terrenos. Ao mesmo tempo, outras fontes locais de biomassa devem ser identificadas para melhorar os processos de codigestão anaeróbia, calcular os balanços locais de biomassa, melhorar a integração funcional entre plantas de biogás distribuídas, sistemas de distribuição de energia e padrões locais de consumo de energia. Esses dados e conhecimentos são essenciais para melhorar os sistemas de apoio à decisão do setor em fases de localização e dimensionamento, bem como para apoiar a gestão e a operação dos futuros sistemas de produção de biogás. Em relação às zonas de Vila do Conde e Arquipélago dos Açores, poderão ser realizados estudos a nível de determinação de potenciais de localização de unidades de tratamento de efluentes por biogás, de forma a reduzir os níveis de poluição ambiental causada por estes efluentes.