TAREFA 3 Bioprocessos recuperação meio ambiente

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<p>FACULDADE UNYLEYA</p><p>PÓS GRADUAÇÃO: ENGENHARIA DE BIOPROCESSOS</p><p>DISCIPLINA: BIOPROCESSOS: APLICAÇÕES NA RECUPERAÇÃO DO MEIO AMBIENTE, NA PRODUÇÃO AGRÍCOLA E NA SUSTENTABILIDADE</p><p>TAREFA 3:</p><p>1. Procure um exemplo que vem sendo utilizado no controle biológico de pragas em sua cidade, estado, ou região do país.</p><p>No Rio Grande do Sul estão sendo feitos estudos para desenvolver microrganismo capaz de eliminar o carrapato bovino, que é responsável por matar cerca de 10 mil animais por ano só no estado. O carrapato bovino é transmissor da Tristeza Parasitária Bovina e tem sido um grande desafio para o produtor rural, pois seu controle é cada vez mais difícil, uma vez que ele é feito essencialmente a base de produtos químicos.</p><p>Segundo a pesquisa conduzida por uma Startup, o carrapaticida biológico tem como princípio ativo esporos de fungos inimigos naturais do parasita, e deve ser aplicado em animais e pastagens – onde encontram-se cerca de 95% dos carrapatos. Quando distribuídos no local de ação, entram em contato com o parasita, germinam e se desenvolvem, levando-o à morte em poucos dias. Além de aumentar produtividade e bem-estar animal, e reduzir a mortalidade, o produto biológico dispensa o uso de químicos agressivos aos bovinos e ao meio ambiente, sem deixar resíduos no leite ou na carne.</p><p>a) Argumente sobre a importância dessa prática para a economia local.</p><p>A utilização de controle biológico na infestação de carrapatos bovinos colabora na diminuição do uso recorrente de agentes químicos para combater o parasita. Isso evita a possibilidade de o carrapato ficar resistente aos métodos tradicionais, tornando-os ineficazes e mantendo as infestações entre os animais. Além disso, o uso de medicamentos veterinários para controlar a doença causada pelo parasita também pode ser reduzido, gerando uma economia ao produtor.</p><p>b) Discuta como essa prática pode beneficiar o meio ambiente.</p><p>A redução, ou até a extinção do uso de produtos químicos no controle da praga contribui na preservação do meio ambiente, pois muitos defensivos utilizados agem sobre diferentes insetos e outros pequenos animais que habitam áreas próximas as pastagens, podendo causar um desequilíbrio ambiental. Além disso, os químicos podem ser carreados para córregos e rios, contaminando-os.</p><p>2. Os contaminantes do solo mais comuns são aqueles derivados de petróleo (hidrocarbonetos) e metais, os quais são extremamente danosos à saúde humana.</p><p>a) Cite e explique um dos métodos disponíveis para a biorremediação do solo, discutindo suas vantagens e desvantagens.</p><p>“Landfarming”: Consiste na aplicação do contaminante em forma líquida ou sólida na camada superior do solo (arável) para posterior degradação biológica. Os rejeitos são incorporados ao solo por meio da aração e “gradagem”, no qual, o solo é disperso formando uma superfície de pequena espessura. No entanto, são necessários ajustes nas condições do solo para maximizar a atividade biológica. O tratamento em “landfarming” é uma maneira eficiente de tratar os resíduos e impedir a contaminação do meio ambiente. Esse tratamento, por ser um processo de baixo custo para tratamento de grandes volumes de resíduos, tem sido utilizado com sucesso por décadas, como por exemplo, no biotratamento de substâncias derivadas do petróleo e que muitas são liberadas pelas indústrias de refino de óleo. Para garantir sua efetividade o sistema “landfarming” deve ser monitorado periodicamente para que se possa verificar a redução da concentração dos constituintes, a emissão de vapores, a migração dos constituintes no solo e as águas subterrâneas.</p><p>b) Para exemplificar a importância dos métodos de biorremediação, encontre um artigo científico relacionado ao tema e resuma os principais pontos do trabalho. O resumo deve conter: Título, Nome dos autores, Objetivos e Principais resultados. Por gentileza, anexe o artigo usado junto com sua resposta para que tod@s possam ter acesso.</p><p>JERÔNIMO, C. E. M.; KITZINGER, W. G. C. M. Dimensionamento de um landfarming para tratamento de borras oleosas utilizando critérios de um reator batelada. Santa Maria: UFSM / REGET - V. 18 n. 3 Set-Dez. 2014, p.1273-1285.</p><p>Dimensionamento de um landfarming para tratamento de borras oleosas utilizando critérios de um reator batelada</p><p>Diferentes etapas da exploração e refino do petróleo resultam na geração de borras oleosas que possuem em sua composição substâncias que imprimem periculosidade aos mesmos, e que, caso sejam dispostas de forma inadequada podem vir a contaminar o meio ambiente.</p><p>O solo poluído torna-se uma ameaça, por isso buscam-se soluções para este problema, realizando a remoção das substâncias tóxicas das borras oleosas com a execução de tratamento para este material. Dentre estes tratamentos existe a técnica denominada de landfarming, que apresenta um baixo custo e uso mais amplo no Brasil.</p><p>A técnica do landfarming consiste no espalhamento do material oleoso sobre o solo preparado e a incorporação do óleo na camada arável até que a ação microbiana degrade os componentes presentes na borra (com auxílio do controle da umidade, pH e nutrientes no solo). Esse processo sofre influência direta da taxa de atividade dos microrganismos responsáveis pela biodegradação dos resíduos.</p><p>A biodegradação de resíduos de hidrocarbonetos depende da estrutura química do composto, da quantidade e frequência da disposição do resíduo no solo, e das características físicas, químicas e biológicas do solo e requer ampla capacidade metabólica. Estas e outras informações devem ser levadas em conta no dimensionamento de uma landfarming.</p><p>Dessa forma, este trabalho teve o objetivo de apresentar um critério de dimensionamento de sistemas de landfarmings, que levaram em consideração o modelo cinético da degradação dos poluentes presentes na borra oleosa, os níveis de velocidades envolvidos nas reações químicas e a adaptação da teoria do reator em batelada para o dimensionamento do terreno a ser instalado a infra-estrutura de tratamento.</p><p>Com uma pesquisa qualitativa, verificou-se que no Brasil, o landfarming foi introduzido pela Petrobras quando, no ano de 1982, colocou em funcionamento uma unidade na Refinaria Henrique Lage, na cidade de São José dos Campos, Estado de São Paulo. Desde então, a Petrobras iniciou a implantação de landfarming em outras refinarias. Esta tecnologia está basicamente direcionada ao tratamento de resíduos industriais classificados segundo a NBR 10.004 – Classificação de Resíduos – como Classe I (perigoso) e Classe II (não inerte).</p><p>Constatou-se que a metodologia do landfarming objetiva, através do uso de técnicas agrícolas, tais como a aeração mecânica e a adubação química, aumentar a ação decompositora de microrganismos presentes no solo, para então tratar resíduos que contenham frações sólidas e aquosas in situ. O espalhamento da borra oleosa, sobre o solo e a incorporação dos mesmos na camada arável, influencia diretamente a taxa de atividade dos microrganismos responsáveis pela biodegradação dos resíduos. Os landfarmings, geralmente, são formados por áreas com cerca de 0,5 - 1,0 ha, denominadas células de biodegradação.</p><p>A norma ABNT NBR ISO 13.894 (Tratamento no Solo – Landfarming) estabelece que o projeto, construção, operação e manutenção da unidade devem ser realizados de forma a elevar ao máximo a degradação, a transformação e/ou imobilização de contaminantes da camada reativa do solo. Esta norma preconiza, ainda, alguns requisitos relativos à topografia, solos e geologia, recursos hídricos, vegetação, vias de acesso, distância a núcleos populacionais, entre outros aspectos. Portanto, todo um preparo da área é exigido, a fim de que se reduzam, ao máximo, os riscos de contaminação de lençóis freáticos por lixiviação de poluentes.</p><p>Sob a óptica das informações adquiridas na pesquisa, valores de biodegradação de resíduos a base de óleo, e da cinética química das reações de degradação em um reator de batelada, formulou-se um modelo matemático, no qual se dimensionou uma área para construção de uma landfarming,</p><p>Concluiu-se que a metodologia</p><p>proposta, com a utilização dos princípios de funcionamento de um reator batelada aplicada a um sistema landfarming apresentou-se como um método aceitável, consistindo num avanço das metodologias para um dimensionamento seguro e eficiente para esse tipo de sistema.</p><p>Observou-se, ainda, que landfarming é uma boa prática de gestão, possuindo resultado satisfatório com custo pequeno e sendo uma prática ecologicamente correta para tratar resíduos os resíduos perigosos gerados na refinaria se tomados os devidos cuidados.</p><p>Dessa forma, esse trabalho se mostrou de grande valia para o cálculo do terreno landfarming se esse for o método escolhido pela empresa petrolífera que almeja um tratamento a baixo custo, tomando-se os devidos cuidados</p><p>3. O tratamento de efluentes é um processo essencial numa indústria.</p><p>a) Discuta o porquê dessa afirmação, levando em conta como os resíduos finais podem afetar o meio ambiente quando o processo de tratamento não é realizado.</p><p>As indústrias estão cada vez mais preocupadas com a preservação do meio ambiente, buscando alterar em seus processos diários que podem amenizar os impactos ambientais, e assim construir uma imagem melhor perante a sociedade e seus clientes. Um destes processos é a forma como é feito o descarte de efluentes e como encontrar uma forma de reduzir os prejuízos à natureza.</p><p>No Brasil, o CONAMA (Conselho Nacional do Meio Ambiente), órgão responsável por regularizar os processos realizados pelas empresas que podem causar danos ao meio ambiente, regulamenta o despejo de efluentes conforme a resolução nº 430/2011. A legislação brasileira define que as indústrias são responsáveis pelo tratamento da água e de seus efluentes. Também são caracterizados por lei os padrões de qualidade dos corpos de água que receberão cada tipo de efluente tratado.</p><p>O não tratamento dos efluentes pode causar inúmeros problemas, tanto para o meio ambiente quanto para a empresa:</p><p>– Poluição e contaminação do solo e da água;</p><p>– Ameaça à fauna e flora;</p><p>– Alteração no ecossistema;</p><p>– Ameaça à população;</p><p>– O descarte incorreto pode ser considerado crime ambiental, acarretando severas punições para a empresa;</p><p>– A indústria fica impossibilitada de conseguir a aprovação de financiamentos;</p><p>– Perda de clientes e possíveis clientes, devido ao aumento pela busca por empresas ecologicamente corretas e que tenham responsabilidade social e ambiental.</p><p>Após os efluentes industriais serem tratados corretamente, as indústrias podem reutilizar a água para diversos processos, deixando de consumir a água potável da população. Alguns dos processos que podem fazer uso da reutilização dessa água são: refrigeração, alimentação de caldeiras, lavagem do espaço físico da indústria e outros processos.</p><p>b) Como os resíduos de um bioprocesso podem servir como insumo/substrato para outro bioprocesso? Exemplifique.</p><p>Pode-se verificar que toda e qualquer atividade humana, seja ela industrial ou caseira e individual, gera resíduos e subprodutos com as mais variadas e amplas características em termos de quantidade e qualidade, potencial poluidor e de recuperação, reuso e reaproveitamento. Desta maneira, o que faz de um material um “resíduo”, um “subproduto”, ou uma “matéria-prima” é o seu uso em um novo processamento, consequência direta das suas características.</p><p>Os subprodutos gerados variam enormemente e podem ser classificados de várias formas:</p><p>· Estado e concentração: avaliação do resíduo quanto ao estado: se há resíduos sólidos ou resíduos líquidos; quanto à concentração: verificar se o resíduo retém água ou não, analisar seu teor de matéria seca, teor de sólidos suspensos, etc.</p><p>· Contaminação microbiológica: a carga microbiana originalmente presente nos resíduos depende da origem e da facilidade com que o resíduo é decomposto.</p><p>· Composição química: podem-se classificar os resíduos de acordo com a principal fonte de carbono presente (resíduos sacarídicos contendo mono e oligossacarídeos, resíduos amiláceos, resíduos oleaginosos e resíduos celulósicos); ou de acordo com o teor proteico, lipídico, presença de nitrogênio, fósforo ou outros minerais.</p><p>Há vantagens e desvantagens no uso de resíduos agroindustriais em processos fermentativos, como por exemplo:</p><p>· Vantagens: É uma importante solução ambiental, já que resíduos podem ser destinados aos bioprocessos industriais como matérias-primas, gerando, assim, novos produtos, com um custo de produção mais reduzido. Cria-se uma cadeia de produção, subprodutos de determinado processo, que passam a ser insumo e matéria-prima de um novo processo. E a utilização desses resíduos em novos processos reduz a necessidade da disposição de resíduo no meio ambiente, diminuindo assim a poluição ambiental.</p><p>· Desvantagens: Dificuldades de ampliação de escala de processos que utilizam resíduos sólidos, pois requerem monitoramento e uniformidade de variáveis de processo difíceis de ser controladas, como: temperatura, oxigenação, transferência de massa e calor. Outra desvantagem é a baixa homogeneidade e garantia de padronização dos lotes dos resíduos, que podem variar de acordo com as condições de processamento, climáticas e sazonais. Os resíduos sólidos e líquidos também apresentam composição complexa, e alguns componentes são difíceis de ser degradados por micro-organismos.</p><p>Exemplos de resíduos de bioprocessos que se tornaram matéria-prima de outros bioprocessos:</p><p>Soro da produção de queijo: O principal resíduo da produção de queijo é o soro, cujo potencial poluidor é imenso. Uma pequena indústria que produza 1.000 kg/dia de queijo gera 10,0 m3 de soro, com DBO (Demanda Bioquímica de Oxigênio) equivalente à de um esgoto municipal gerado por 5 mil habitantes. No entanto, 1,0 m3 de soro poderia ser vendido in natura para o uso em ração animal, por cerca de R$ 1,00/m3; ser transformado em biogás gerando 250 kWh/m3 de soro; ser seco, fornecendo 80 kg de soro em pó e vendido a R$ 1,00 a 2,50/kg; ser fracionado a 20 kg de proteína e 45 kg de lactose bruta. Esse soro poderia também ser usado como substrato em processo fermentativo, para produzir bebidas lácteas, ácido lático, ou quase 30 litros de etanol.</p><p>Resíduos da produção de farinha de mandioca: O bagaço de mandioca é o resíduo sólido composto pelo material fibroso da raiz, contendo parte da fécula que não foi possível extrair no processamento, aproximadamente 60% de amido residual, em base seca. Pode ser utilizado diretamente seco (Fermentação em Estado Sólido) ou hidrolisado em diferentes processos fermentativos. A manipueira é o liquido residual gerado na prensagem da massa de mandioca ralada, para a produção da farinha de mandioca. Este resíduo pode destinar-se, no campo, à irrigação e fertilização, ao controle de ervas daninhas, bem como tem aplicação como substrato para diversos micro-organismos.</p><p>REFERÊNCIAS</p><p>AGROLINK. Artigo: Controle biológico de carrapatos tem resultados no RS; 17/11/2020. Disponível em: https://www.agrolink.com.br/noticias/controle-biologico-de-carrapatos-tem-resultados-no-rs_442440.html</p><p>Acessado em 28/03/2021.</p><p>CANAL RURAL. Artigo: Bovinos: controle biológico ajuda evitar mortes de animais por carrapatos no RS; 21/10/2020. Disponível em: https://www.canalrural.com.br/programas/informacao/rural-noticias/bovinos-controle-biologico-ajuda-evitar-mortes-de-animais-por-carrapatos-no-rs/</p><p>Acessado em 28/03/2021.</p><p>DINÂMICA AMBIENTAL. Artigo: Entenda a importância do tratamento de efluentes industriais; 04/09/2013. Disponível em: https://www.dinamicambiental.com.br/blog/reciclagem/entenda-importancia-tratamento-efluentes-industriais/</p><p>Acessado em 28/03/2021.</p><p>GLOBO RURAL. Artigo: Startup brasileira cria controle biológico para carrapato bovino; 24/08/2020. Disponível em: https://revistagloborural.globo.com/Noticias/Criacao/Boi/noticia/2020/08/startup-brasileira-cria-controle-biologico-para-carrapato-bovino.html</p><p>Acessado em 28/03/2021.</p><p>JERÔNIMO, C. E. M.; KITZINGER, W. G. C. M. Dimensionamento de um landfarming para tratamento de borras oleosas utilizando critérios de um reator batelada. Santa Maria: UFSM / REGET - V. 18 n.</p><p>3 Set-Dez. 2014, p.1273-1285. Disponível em: https://core.ac.uk/download/pdf/270299862.pdf</p><p>Acessado em 28/03/2021.</p><p>MORAES FILHO, M. C., CORIOLANO, C. F.. Biorremediação, uma alternativa na utilização em áreas degradadas pela indústria petrolífera. Natal: UNP, HOLOS, Ano 32, Vol. 7. 2016. Disponível em: ...http://www2.ifrn.edu.br › ojs › article › download</p><p>Acessado em 28/03/2021.</p><p>MULTIÁGUA. Artigo: A importância no tratamento de efluentes industriais; Disponível em: https://multiagua.com.br/solucoes-industriais/tratamento-de-efluentes/a-importancia-no-tratamento-de-efluentes-industriais/</p><p>Acessado em:28/03/2021.</p><p>TOMASSONI, Fabíola; et al. Técnicas de biorremediação de solo. Acta Iguazu, Cascavel, v.3, n.3, p. 46-56, 2014. Disponível em: http://e-revista.unioeste.br/index.php/actaiguazu/article/viewFile/10796/7690</p><p>Acessado em 28/03/2021.</p><p>WOICIECHOWSKI, Adenise Lorenci; et al. Emprego de Resíduos Agroindustriais em Bioprocessos Alimentares. In book: Biotecnologia de Alimentos, Edição: 1, Cap.: 6 (p. 143 – 171); Atheneu Editora. Disponível em: https://www.researchgate.net/publication/277004248_Emprego_de_Residuos_Agroindustriais_em_Bioprocessos_Alimentares</p><p>Acessado em 29/03/2021.</p>