Upload
dinhthuy
View
220
Download
1
Embed Size (px)
Citation preview
UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL
AGR99003 – ESTÁGIO CURRICULAR OBRIGATÓRIO SUPERVISIONADO
PORTO ALEGRE,
UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL
FACULDADE DE AGRONOMIA
ESTÁGIO CURRICULAR OBRIGATÓRIO SUPERVISIONADO
DIOGO DEL RÉ
MATRÍCULA: 00141696
Palmira - Colômbia
PORTO ALEGRE, Dezembro de 2010.
UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL
ESTÁGIO CURRICULAR OBRIGATÓRIO SUPERVISIONADO
2
UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL
FACULDADE DE AGRONOMIA
AGR99003 – ESTÁGIO CURRICULAR OBRIGATÓRIO SUPERVISIONADO
DIOGO DEL RÉ
RELATÓRIO DE ESTÁGIO CURRICULAR OBRIGATÓRIO
SUPERVISIONADO
Orientador do Estágio: Eng. Agr. Bernardo Ospina
Tutor do Estágio: Prof. Zootecnista. Dr. Harold Ospina Patino
Comissão de Estágios:
Prof.: Lúcia Brandão Franke – Depto. Plantas Forrageiras e
Agrometeorologia (Coordenadora)
Profa: Mari Lourdes Bernardi – Depto. Zootecnia
Prof.: Elemar Antonino Cassol – Depto. Solos
Prof.: Josué Sant’Ana – Depto. Fitossanidade
Prof.: Fábio de Lima Beck – Núcleo de Apoio Pedagógico
Prof.: Lair Ferreira – Depto. Horticultura e Silvicultura
Prof.: Paulo Henrique de Oliveira – Depto. Plantas de Lavoura
PORTO ALEGRE, Dezembro de 2010.
3
DEDICATÓRIA
A minha família, pela confiança,carinho
e apoio em toda essa caminhada.
4
AGRADECIMENTOS
Agradeço aos colaboradores do projeto CLAYUCA, Bernardo Ospina,
diretor executivo do programa, pela oportunidade e orientação no meu estágio,
Sonia Gallego, engenheira química, Jorge Luis Gil, zootecnista, Alberto Garcia,
engenheiro mecânico, Lisímaco Alonso, engenheiro agrícola, Luis Fernando
Calle, engenheiro agrícola, Andrea Garcia, secretaria, Nidia Betancourth,
comunicadora social, Javier Cajamarca, engenheiro agroindustrial, Willian
Triviño e Jorge, colaboradores na parte de campo, pela colaboração na minha
formação e pela amizade e confiança depositadas em mim.
Um agradecimento especial para Armando Bedoya, pelos ensinamentos,
sua esposa, dona Glória e para seus filhos Andrés e Juan Camilo por terem sido
a minha família no período em que permaneci na Colômbia, meu muito obrigado
a todos por terem contribuído e tornado possível a realização do meu estágio.
Ao meu tutor de estágio Prof. Dr. Harold Ospina Patino, pela orientação e
pela confiança depositada em mim.
A minha mãe pela confiança e apoio financeiro para a realização deste
estágio, e agradeço aos meus irmãos pelo apoio para tornar possível mais essa
etapa na minha formação acadêmica.
5
APRESENTAÇÃO
O presente relatório busca descrever as atividades das quais
participei no período do Estágio Curricular Obrigatório, realizado no
projeto CLAYUCA (Consorcio Latinoamericano y del Caribe de Apoyo a la
Investigación y al Desarrollo de la Yuca), CIAT ( Centro Internacional de
Agricultura Tropical), no município de Palmira, departamento do Valle Del
Cauca – Colômbia, no período de 12 de Janeiro de 2010 a 15 de Março de
2010, com carga horária total de 340 horas.
As principais atividades realizadas no período foram relativas à
cultura da mandioca, desde a preparação do material de propagação até a
produção de álcool etanol e aproveitamento dos seus co-produtos na
alimentação animal, além da participação em dia de campo com
produtores da região.
6
SUMÁRIO
Página
1 INTRODUÇÃO 9
2 DESCRIÇÃO DO MEIO FÍSICO E SÓCIOECONÔMICO DA REGIÃO 10
2.1 LOCALIZAÇÃO 10 2.2 HISTÓRICO 11 2.3 ASPECTOS SÓCIO-ECONÔMICOS 11 2.4 CARACTERIZAÇÃO DO CLIMA 12 2.5 CARACTERIZAÇÃO DO SOLO 13
3 DESCRIÇÃO DA INSTITUIÇÃO DE REALIZAÇÃO DO ESTÁGIO 14
4 ESTADO DA ARTE: BIOCOMBUSTÍVEIS 17
5 ATIVIDADES REALIZADAS NO ESTÁGIO 19
5.1 ATIVIDADES INICIAIS 19 5.2 CASA DE VEGETAÇÃO 20 5.3 PROPAGAÇÃO COM UMA OU DUAS GEMAS 20 5.4 PROPAGAÇÃO IN VITRO 21 5.5 LABORATÓRIO: MICROPROPAGAÇÃO 22 5.6 BIORREATORES 23 5.7 LAVOURA 25 5.8 PROCESSAMENTO 26 5.9 PRODUÇÃO DE ÁLCOOL ETANOL EM MICRO-USINA 27 5.10 SUPLEMENTAÇÃO ANIMAL 31 5.11 DIA DE CAMPO 32
6 CONCLUSÕES 34
7 ANÁLISE CRÍTICA DO ESTÁGIO 35
8 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 36
7
LISTA DE FIGURAS
Página
Figura 1:Localização do município de Palmira e limites municipais ------- 10
Figura 2: Catedral Nuestra Señora del Palmar. Palmira, Colômbia ------- 12
Figura 3: Classificação climática segundo Koppen-Geiger. Fonte:
Wikipédia, 2010 -------------------------------------------------------------- 13
Figura 4: Vista aérea do Valle del Cauca. Fonte: Google imagens -------- 14
Figura 5: Vista aérea do Centro Internacional de Agricultura Tropical.
Fonte: CIAT ------------------------------------------------------------------- 16
Figura 6: Casa de vegetação de vidro, com controle de temperatura ---- 20
Figura 7: Germinação de manivas de uma e duas gemas em estufa ----- 21
Figura 8: Câmara úmida para desenvolvimento de plantas in vitro ------ 22
Figura 9: Micropropagação in vitro de explantes de mandioca ----------- 23
Figura 10: Biorreatores em funcionamento no laboratório CLAYUCA ----- 25
Figura 11: Colheita das raízes de mandioca-------------------------------- 26
Figura 12: Desidratação da mandioca em bandejas e piso de concreto -- 27
Figura 13: Dornas de fermentação da farinha de mandioca -------------- 30
Figura 14: Vinhaça gerada na produção de álcool etanol ----------------- 31
Figura 15: Pesagem dos bovinos suplementados com blocos
multinutricionais ------------------------------------------------------------- 32
Figura 16: Produtores e técnicos do CLAYUCA no dia de campo de
semeadura de mandioca ----------------------------------------------------- 33
8
LISTA DE TABELAS Página
Tabela 1: Avaliação dos efeitos da concentração de farinha (g/l) e da
quantidade de enzima (%), no rendimento de álcool etanol (l/t) de
mandioca --------------------------------------------------------------------- 24
Tabela 2: Composição média da vinhaça após o processo de destilação e
do efluente que sofreu processo de estabilização -------------------------- 28
Tabela 3: Produção de etanol (l), rendimento de álcool de etanol (l/t MS) e
quantidade de vinhaça gerada por litro de álcool etanol produzido. ------ 30
9
1 INTRODUÇÃO
O estágio supervisionado foi realizado no CIAT (Centro Internacional
de Agricultura Tropical), no projeto CLAYUCA (Consorcio Latinoamericano
y del Caribe de Apoyo a la Investigación y al Desarrollo de la Yuca) na
cidade de Palmira , Departamento Del Valle del Cauca, Colômbia.
A carga horária semanal foi de 40 horas, totalizando 340 horas de
estágio, sendo iniciado em 12 de Janeiro de 2010 e concluído em 15 de
Março de 2010.
A escolha do CIAT para realização do estágio deve-se à
oportunidade de poder ter contato com a agricultura tropical, diferente da
agricultura encontrada no Rio Grande do Sul, por exemplo, e a
possibilidade de trabalhar com pesquisadores com influência de escolas
européias e asiáticas de agricultura, somando com a escola americana que
é mais difundida na Agronomia da UFRGS. Ainda em relação à escolha do
CIAT para realização do estágio, esta foi feita levando em conta a
qualidade de pesquisa realizada neste Centro Internacional, reconhecidas
no mundo todo.
O objetivo deste estágio foi vivenciar na prática as atividades de um
engenheiro agrônomo junto a um centro de pesquisas aplicadas, dentro
de uma linha de pesquisa (biocombustíveis) que apresenta uma demanda
crescente de técnicos capacitados no processo como um todo, ou seja,
que saiba mais do que produzir a matéria-prima, ou extrair o álcool
etanol, mas sim que saiba, além disso, manejar de forma eficiente os co-
produtos da geração de álcool etanol. .
10
2 DESCRIÇÃO DO MEIO FÍSICO E SÓCIOECONÔMICO
DA REGIÃO
2.1 LOCALIZAÇÃO
Palmira está inserida no Departamento Colombiano do Valle del
Cauca, sendo a segunda maior cidade deste departamento, com 278.409
habitantes, estando atrás somente de Cali que tem uma população de
2.119. 908 habitantes (Censo 2005). Localiza-se no sudoeste da Colômbia
(Figura 1), distando de Cali cerca de 32 km. O CIAT situa-se no km 17
Reta Cali – Palmira.
É conhecida nacionalmente como "Capital Agrícola da Colômbia", por
sua vocação no setor primário e por situar-se na parte plana do Vale,
onde se localizam os solos mais férteis.
Figura 1. Localização do município de Palmira, (Colômbia) e limites municipais.
11
2.2 HISTÓRICO
A República da Colômbia conseguiu sua independência da Espanha
em 1819. Hoje, a Colômbia tem a segunda maior população da América
do Sul, com aproximadamente 45 milhões de habitantes. Tem uma área
total de 1 138 914 km², um PIB per capita de U$ 8 891, um IDH 0,807,
uma esperança de vida de 72,9 anos e um índice de alfabetização de
92,7%. Sua capital é Bogotá, a qual tem 7,2 milhões de habitantes
(Wikipedia).
Palmira é a segunda maior cidade do Valle Del Cauca. Sua história
iniciou no ano de 1.536 com os espanhóis, que inicialmente batizaram o
lugar como Llanogrande. Em 1680 tornou-se Villa Palmira, em 1824
tornou-se município de Palmira, que teve um desenvolvimento
considerável a partir de 1920 com a construção da via férrea e com
estradas asfaltadas. Nos últimos anos, Palmira está tendo um grande
desenvolvimento urbanístico e industrial, com a instalação de fábricas de
móveis, metal mecânica, máquinas agrícolas, embalagens, entre outras. O
segmento sucroalcooleiro é um dos setores econômicos mais importantes
do município, com 18 mil hectares cultivados com cana de açúcar
(Prefeitura municipal de Palmira, 2010).
2.3 ASPECTOS SÓCIOECONÔMICOS
A Colômbia é dividida em 32 departamentos e um distrito capital
(Bogotá). Valle del Cauca é um departamento situado a Oeste do país,
que agrega 42 municípios, sendo Cali a principal cidade deste
departamento. Cali situa-se entre a cordilheira ocidental e a cordilheira
central dos Andes, nas margens do rio Cauca. Tem cerca de 2,33 milhões
de habitantes e foi fundada em 1536. É a terceira cidade mais povoada da
Colômbia. As etnias que compõe o Valle Del Cauca são compostas por
72,23% de Brancos e Mestiços, 27,21% por Afro-Colombianos, 0,54% de
12
Indígenas e 0,02% de Ciganos. Estima-se que 95% da população adotem
como religião o Cristianismo (Wikipedia).
Economicamente destacam-se em Palmira a agricultura, pecuária,
indústria, comércio e mineração. Palmira possui aproximadamente 280 mil
habitantes, e dista 28 km de Cali. Também é famosa pro abrigar muitas
faculdades, sendo por isso chamada de “Cidade Universitária”. Atualmente
a Escola de Agronomia da Universidade Nacional da Colômbia está
localizada na cidade. Além disso, há o Centro Internacional de Agricultura
Tropical. Palmira também conta com o Aeroporto Internacional Alfonso
Bonilla Aragón, que é um dos principais aeroportos do Sudoeste da
Colômbia (Prefeitura municipal de Palmira, 2010).
Figura 2. Catedral Nuestra Señora del Palmar. Palmira, Colômbia.
2.4 CARACTERIZAÇÃO DO CLIMA
Palmira situa-se a 1001 metros acima do nível do mar, tem uma
temperatura média de 23 graus e precipitação média anual próxima dos
1.500 mm.
Segundo a classificação climática de Köppen-Geiger (Figura 3) a
região situa-se em uma área de clima tropical seco (Aw) (WIKIPÉDIA,
2010). É a designação dada aos climas megatérmicos do grupo A da
13
classificação climática de Köppen-Geiger em que todos os meses do ano
têm temperatura média mensal superior à 18ºC, mas pelo menos um dos
meses do ano tem precipitação média total inferior a 60 mm
A classificação climática de Köppen-Geiger divide os climas em cinco
grandes grupos ("A", "B", "C", "D", "E") e diversos tipos e subtipos. Cada
clima é representado por um conjunto variável de letras com 2 ou 3
caracteres. A letra “A” corresponde a um clima tropical onde a
temperatura média do mês mais frio do ano é > 18 °C e a estação
invernosa é ausente e a letra “w” corresponde a um clima com chuvas no
período do verão.
Figura 3. Classificação climática segundo Koppen-Geiger. Fonte: Wikipédia,
2010.
2.5 CARACTERIZAÇÃO DO SOLO
A zona plana do Valle Del Cauca é descrita como uma das regiões
mais férteis do mundo. Tem uma extensão de 316.344 hectares, dos
quais 11% correspondem a solos de classe I, que são utilizados sem
limitação para qualquer empreendimento agropecuário, 69% são
classificados como solos II, III e IV, os quais apresentam limitações
graduais ao cultivo, 13,7% pertencem à classe V que são utilizados para
14
pecuária e 6,3% são utilizados com zona urbana e banhados (MURGEITIO
Feberero 1996).
Figura 4. Vista aérea do Valle del Cauca. Fonte: Google imagens, 2010.
3 DESCRIÇÃO DA INSTITUIÇÃO DE REALIZAÇÃO DO
ESTÁGIO
O CIAT – Centro Internacional de Agricultura Tropical foi fundado no
ano de 1967 e hoje conta com 61 países sócios e colaboradores nos mais
diversos projetos. Dentre os projetos em desenvolvimento atualmente no
CIAT podem ser citados os projetos de conservação de recursos genéticos
(responsável por um dos maiores bancos de germoplasma do mundo), o
projeto de desenvolvimento e melhoramento de feijão (chamado no CIAT
de “carne dos pobres”), o projeto de desenvolvimento e melhoramento de
arroz (buscando variedades com maior qualidade nutricional e tolerância a
pragas) e o projeto CLAYUCA dentro do qual são efetuados
desenvolvimento e melhoramento de cultivares de mandioca dentre outras
atividades.
O CIAT tem como missão “reduzir a fome e a pobreza e melhorar a
saúde humana nos trópicos mediante uma investigação que aumente a
15
eco-eficiência da agricultura” (CIAT, 2010). O CIAT aproveita suas
competências científicas chave para buscar um impacto significativo nos
meios de vida da população com recursos escassos no trópico. Realiza
pesquisa interdisciplinar e aplicada através de alianças de pesquisas com
programas nacionais, organizações da sociedade civil e o setor privado,
para produzir bens públicos internacionais que são diretamente
pertinentes aos seus usuários. Estes produtos incluem germoplasma
melhorado, tecnologias, metodologias e conhecimentos.
O CIAT possui uma área de 520 hectares os quais eram inicialmente
ocupados com mandioca. Hoje 50% desta área foi arrendada e esta
ocupada por cana de açúcar para os usineiros da região. Os 260 hectares
restantes estão divididos entre fruticultura, feijão, arroz, pastagens e
mandioca.
O projeto CLAYUCA, dentro do qual foi realizado o estágio, iniciou
em 1999 e tem como missão “contribuir com a melhora do nível de vida e
o manejo sustentável dos recursos naturais nas regiões da América Latina
e Caribe, onde o cultivo de mandioca ocupa um lugar importante nos
sistemas de produção agrícola, por meio da geração da transferência e
intercâmbio de tecnologia, informação e conhecimento científico entre
instituições publicas, privadas e grupos de produtores da região”
(CLAYUCA, 2010).
O CLAYUCA é reconhecido em âmbito nacional e internacional por
sua contribuição nas atividades de pesquisa e desenvolvimento no cultivo
de mandioca, pela eficácia de seus processos e atividades, pela
competência técnica do seu pessoal e por suas alianças estratégicas com
instituições e empresas públicas e privadas interessadas no cultivo de
mandioca.
Os objetivos do projeto CLAYUCA são estabelecer um mecanismo
regional autofinanciado e sustentável que facilite:
• A participação organizada das instituições públicas e privadas do
setor, incluindo universidades, ONGs e grupos de produtores, na
16
discussão e identificação de uma agenda regional de investigação e
desenvolvimento para o cultivo da mandioca.
• A execução de atividades conjuntas de pesquisa e desenvolvimento
baseadas no cultivo da mandioca, com a participação de diversas
entidades em cada país membro do consórcio.
• A busca de recursos para financiar as atividades de pesquisa e
desenvolvimento para o cultivo que possam beneficiar a todos os
países participantes.
• O fortalecimento da capacidade de cada país de executar atividades
de pesquisa e desenvolvimento em âmbito nacional e participar em
atividades de caráter internacional.
A equipe de trabalho do CLAYUCA é composta pelo Engenheiro
Agrícola M.Sc Bernardo Ospina (Diretor Executivo), Engenheiro Agrícola
Lisímaco Alonso, Zootecnista Jorge Luis Gil, Engenheira química Sonia
Gallego, Engenheiro Mecânico Alberto Garcia, Engenheiro Agroindustrial
Javier Cajamarca, Economista Salomón Pérez, Secretária Andrea García,
Comunicadora Social Nídia Betancourth, contando com o fundamental
apoio da equipe de campo formada pelo técnico Armando Bedoya Garcia,
Jorge Luis e Wiliam.
Figura 5. Vista aérea do Centro Internacional de Agricultura Tropical.
Fonte: CIAT, 2010.
17
4 ESTADO DA ARTE: BIOCOMBUSTÍVEIS
A bio-energia e particularmente os biocombustíveis têm se tornado
assuntos muito importantes na discussão da agenda de pesquisa e
desenvolvimento da agricultura mundial devido ao enorme potencial que
apresentam para ajudar a contornar problemas relacionados com a queda
nas reservas mundiais de petróleo, aumento de seu preço e a crescente
preocupação mundial pelas emissões de gases de efeito estufa (Patino, et
al. 2009).
Uma das grandes preocupações com o incremento da produção de
biocombustíveis são os possíveis efeitos ambientais (acelerar os processos
de erosão do solo, depleção das reservas de água e perda de
biodiversidade), que a expansão da fronteira agrícola pode causar,
principalmente, em ecossistemas frágeis (cerrado, florestas tropicais, etc)
(Patino et al. 2009).
Os sistemas de produção de etanol predominantes no mundo se
caracterizam por serem modelos baseados em monoculturas (cana de
açúcar e milho) com sérios problemas ambientais em termos da perda de
biodiversidade, uso da água e manejo da grande quantidade de efluentes
gerados. Além disto, estes sistemas apresentam como característica
comum alta concentração de renda, impedindo que os benefícios sócio-
econômicos sejam apropriados pelas comunidades rurais, levando a
significativos aumentos no preço dos alimentos, pondo em risco a
segurança alimentar e aumentado a pobreza em países subdesenvolvidos.
Portanto, a crescente demanda pela energia proveniente dos
biocombustíveis não garantem que pequenos produtores e comunidades
pobres possam se apropriar dos beneficios sócio-econômicos da produção
de biocombustíveis para melhorar sua qualidade de vida (Diones 2008).
Dentre as fontes de energia renovável, a biomassa poderá
responder por parcela substantiva dessa oferta futura. Assim, a ampliação
18
da participação da biomassa a partir da utilização de fontes amiláceas na
matriz energética é, entre outras, a oportunidade de executar de modo
sustentável as políticas de cunho social, ambiental e econômico (Diones
2008).
A produção de etanol por fermentação de substratos amiláceos vem
sendo objeto de pesquisas que buscam aperfeiçoar a conversão desses
materiais de um modo mais rápido e a menores custos. Atualmente, o
país possui uma matriz energética com significativa participação de
energias renováveis a partir da cana de açúcar, tendo acumulado
importante experiência na produção de álcool como combustível. Dentre
as matérias-primas vegetais fornecedoras de energia, o milho tem sido
objeto de maiores investigações, devido principalmente à sua presença no
cenário econômico norte-americano (GRAY et al., 2006, OSPINA e
CEBALLOS 2002).
No Brasil, a utilização de fontes amiláceas como a mandioca como
matéria-prima para produção de etanol sempre foi discutida tomando-se
como referencial a cultura da cana-de-açúcar que lhe concorre com
vantagens econômicas nada desprezíveis. No entanto, quando a análise é
procedida a partir da contabilidade energética das operações de cultivo,
do processamento industrial e das repercussões no agroecossistema, a
mandioca pode revelar vantagens consideráveis em relação ao milho e à
cana de açúcar. Entretanto, diferentemente do milho e da cana-de-açúcar,
principais matérias-primas para produção de etanol, a mandioca continua
ausente nos debates públicos sobre biocombustíveis, não é contemplada
nas dotações orçamentárias, nas diretrizes das instituições públicas
agrícolas, nos financiamentos bancários e não é prioridade entre as linhas
de pesquisa (EMBRAPA, 2010).
Estimativas de produção de álcool etanol no Brasil na safra
2010/2011 estão em trono de 27,4 bilhões de litros, contra 24 bilhões na
safra 2009/2010. Nos Estados Unidos espera-se uma produção de 45
bilhões de litros, e uma produção global total na safra 2010/2011 de 83,4
19
bilhões de litros de álcool etanol, ante uma produção de 73 Bilhões de
litros na safra 2008/2010 (ÚNICA, 2010).
O mercado interno desse produto alcançou grande crescimento
principalmente nos últimos dois anos devido ao sucesso do automóvel flex
fuel que, em 2007, atingiu mais de 80% das vendas de carros novos
(ÚNICA, 2010).
5 ATIVIDADES REALIZADAS NO ESTÁGIO
5.1 ATIVIDADES INICIAIS
O estágio iniciou-se com a apresentação da equipe de trabalho e das
estruturas onde seria desenvolvido o estágio. Também foi possível nesse
inicio de estágio, conhecer um pouco de cada programa desenvolvido no
CIAT, como o programa de melhoramento e desenvolvimento de
pastagens tropicais, arroz, feijão, fruticultura e a parte de melhoramento
genético. O presente estágio foi desenvolvido no projeto CLAYUCA, e teve
como foco a cultura da mandioca.
As atividades podem ser divididas nas seguintes etapas: a parte de
casa de vegetação (propagação “in vitro”, propagação com uma gema e
propagação com duas gemas), laboratório (micropropagação e
biorreatores), campo (colheita), processamento (pesagem, lavagem,
moagem, secagem e refinamento), produção de álcool etanol (preparação,
dextrinização, fermentação, destilação), parte animal (pesagem de
bovinos suplementados com blocos multinutricionais) e dia de campo
(Planti center).
20
5.2 CASA DE VEGETAÇÃO
No CLAYUCA, o técnico Armando Bedoya trabalha com a parte de
propagação com uma, duas gemas e propagação de plantas “in vitro” de
mandioca em casa de vegetação. Essas atividades representam o inicio do
presente estágio.
Figura 6. Casa de vegetação de vidro, com controle de temperatura, CIAT.
5.3 PROPAGAÇÃO COM UMA OU DUAS GEMAS
No campo coletou-se ramas de mandioca de diferentes cultivares
com 4 meses de idade, sendo estas cortadas com serra desinfetada com
água e sabão, para evitar a troca de possíveis doenças entre as plantas.
Na casa de vegetação, utilizou-se gilete desinfetada, com a qual
eram cortadas as folhas, exceto as folhas do meristema apical. Após esta
operação, colocou-se uma etiqueta em cada rama para identificar as
cultivares. Separadamente, cada rama era cortada a cada duas gemas,
sempre havendo o cuidado de cada mudança de cultivar, sempre
desinfetar os materiais utilizados no corte do material. Posteriormente,
cada maniva era selada na extremidade superior com papel parafina, para
21
evitar a desidratação. Em seguida as manivas eram imersas numa solução
com fungicida por 3 minutos.
Após a imersão em fungicida, as manivas permaneciam ao sol até
secar o excesso de fungicida. Enquanto isso ocorria, o solo era preparado
em bandejas de isopor, perfuradas na parte inferior, permitindo a saída do
excesso de água. Cada célula do isopor tinha uma capacidade de
acomodar 100g de solo preparado (3 partes de areia/ 1 parte de solo) e
devidamente esterilizado (4 horas/ vapor à 180F°).
O mesmo procedimento foi utilizado para propagação com apenas
uma gema. O que diferencia o processo é o número final de mudas, e a
necessidade de um técnico com bastante experiência e conhecimento,
pois quanto menor for o número de gemas, maior deverá ser o controle
das condições de temperatura e umidade, luminosidade e nutrição.
Figura 7. Germinação de manivas de mandioca de uma e duas gemas em estufa.
5.4 PROPAGAÇÃO “IN VITRO”
Inicialmente higienizou-se todo o material utilizado neste processo,
identificou-se todos os recipientes que posteriormente acomodariam as
vitro plantas. Preparou-se uma solução de 3g de fungicida (orthocide
50%) + 10 ml de fertilizante (10 – 52 – 10) por litro de água deionizada.
22
Após preparada a solução nutritiva+fungistática, colocou-se 5 ml em cada
recipiente.
Quando retirou-se as vitro plantas do seu recipiente original,
mergulhou-se as mesmas num recipiente com água deionizada, retirando-
se o Agar das raízes. Após a retirada do Agar, colocou-se individualmente
cada vitro planta num recipiente e cobriu-se com solo esterilizado,
adicionando-se + 5 ml de solução nutritiva+fungistática. Fechou-se a
câmara úmida, para evitar a desidratação das vitro plantas.
Figura 8. Câmara úmida para desenvolvimento de vitro plantas.
5.5 LABORATÓRIO: MICROPROPAGAÇÃO
No laboratório de melhoramento genético de mandioca a
responsável, Eng. Agrônoma Adriana, fez uma breve explanação sobre o
funcionamento do laboratório. Posteriormente, realizou-se uma prática de
micropropagação in vitro, onde foram seguidos os procedimentos de
esterilização dos materiais, trabalhando-se em câmara de manipulação de
fluxo laminar. A Eng. Agrônoma Adriana explicou os diferentes meios de
cultivo, através dos quais poderia se obter um crescimento mais rápido ou
mais lento, dependendo da finalidade das vitro plantas. Posteriormente, a
Eng. Agrônoma Adriana possibilitou a oportunidade de fazer
micropropagação de meristemas e de gemas.
23
Figura 9. Micropropagação in vitro de explantes de mandioca.
5.6 BIORREATORES
O laboratório de análises do CLAYUCA possui, entre outros
equipamentos, um sistema de reatores e destilador, que permitem
realizar mais a avaliação de produção de álcool etanol a partir de farinha
refinada de mandioca em nível laboratorial. Ao todo, eram 4 reatores de
vidro, com capacidade de 4,5 litros cada, com sistema de agitação
constante. O propósito central de avaliar a produção de álcool etanol em
reatores é a menor necessidade de matérias primas e nível de controle
sobre o processo. O experimento foi realizado no sentido de testar o que
ocorre a nível enzimático e fermentativo, quando se diminui os níveis de
água normalmente utilizados (testemunha) na produção de álcool etanol.
A cultivar de mandioca utilizada foi um hibrido CM 7951-5, com MS 88% e
29,5% de amido, moída com peneira (Ø 100 micras). Neste experimento
utilizou-se uréia agrícola com 45% de N para propiciar o start inicial no
processo fermentativo. A enzima utilizada foi STARGEM TM 001, que é uma
mescla de α-amilase e glucoamilase, que funciona em temperaturas de 30
- 33°C. A levedura utilizada foi a Saccharomyces cerevisiae (nome
comercial Ethanol Red® ) que é uma cepa selecionada especialmente para
24
a fabricação de etanol. Os tratamentos avaliados estão apresentados na
Tabela 1.
Tabela 1: Avaliação dos efeitos da concentração de farinha (g/l) e quantidade de enzima (%) no rendimento de álcool etanol (l/t) de mandioca. (CLAYUCA, 2010)
Tratamentos [ ] Farinha % Enzima Etanol/Farinha (l/t)
Testemunha 15,8 0,50 376,6
T 2 15,8 0,25 294,6
T 3 17,6 0,50 397,7
T 4 17,6 0,25 377,6
T 5 20,0 0,50 378,8
T 6 20,0 0,25 378,8
T 7 23,1 0,50 472,7
T 8 23,1 0,25 347,8
Em cada reator, adotou-se o seguinte procedimento: inicialmente
pesou-se a farinha de mandioca, adicionou-se a água, ajustou-se o pH
para 4,5 com HCl (30% v/v). Adicionou-se a enzima e aguardou-se 60
min. Para que a enzima atuasse sobre o amido, retirou-se uma alíquota de
100 ml desta solução, adicionou-se a uréia e o fermento, aqueceu-se este
volume a aproximadamente 32°C por 30 min, e manteve-se agitação
constante até a ativação da levedura, retornando a levedura ativada para
o reator. Após 72 h iniciou-se o processo de destilação.
No processo de destilação, coletou-se uma amostra de 250 ml de
cada reator, mediu-se o pH e, posteriormente, colocou-se esta amostra
num balão de destilação, com um agitador dentro do balão. Aqueceu-se o
liquido até uma temperatura superior à 80°C, para que ocorresse a
volatilização do álcool etanol, que era condensado numa serpentina com
água corrente, capturado num balão volumétrico. Levou-se a amostra
destilada para uma proveta e completou-se o volume até 250 ml com
água, para posterior leitura do volume alcoólico da amostra com o auxílio
25
de um alcoômetro e medição de temperatura do líquido na proveta, para
efetuar a correção da concentração de álcool na solução.
Foram realizadas apenas duas repetições de cada tratamento,
devido à restrição de tempo para a realização de outra repetição. Desta
forma, apenas tem-se numericamente diferenças de produção de álcool
etanol em função da quantidade de enzima (0,25% ou 0,50%) e da
concentração de farinha de mandioca. Observou-se que as concentrações
de farinha de mandioca podem ser aumentadas sem afetar
aparentemente os processos enzimáticos e fermentativos, e ainda, obter
um aumento em números absolutos, no rendimento de álcool etanol por
tonelada de farinha de mandioca utilizada neste processo.
Figura 10. Biorreatores em funcionamento no laboratório CLAYUCA.
5.7 LAVOURA
Inicialmente, realizaram-se pesagens da raiz de algumas plantas
para determinação de rendimento de cultivares a campo, obtendo-se
desta forma uma estimativa de produtividade. Posteriormente, foi
efetuada a colheita desta mandioca, com um trator acoplado com uma
roçadeira, sendo retirada a parte aérea da mandioca. Em seguida
realizou-se a operação de arranquio mecanizado, o qual consistiu de um
26
trator com um subsolador específico para elevar as raízes da mandioca,
desta forma facilitando o trabalho manual de recolhimento das raízes.
Estas raízes foram amontoadas, para ser efetuado o
destoconamento, que consistiu na separação das raízes do tronco onde as
mesmas estavam fixadas, ensacadas em sacos de aproximadamente 20
kg, carregados numa camionete para serem retirados da lavoura. As
raízes foram pesadas, para obter a real produtividade de mandioca
naquela área.
Figura 11. Colheita das raízes de mandioca.
5.8 PROCESSAMENTO
Após a pesagem das raízes procedeu-se a lavagem das mesmas
para a retirada de solo que estava aderido às raízes de mandioca, numa
máquina específica para esta operação. Na mesma operação de lavagem,
se realizou a retirada da casca mais externa das raízes na mesma
máquina e já se procedeu à trituração das raízes, para que o processo de
desidratação destas ocorresse no menor espaço de tempo possível.
A secagem foi feita em bandejas teladas suspensas, com inclinação,
forma que possibilita uma maior rapidez de desidratação. Também
efetuou-se a secagem do triturado de mandioca em piso de cimento,
27
sendo possível esta técnica no CLAYUCA, porque na época de realização
do estágio, a precipitação era muito baixa, e a temperatura ambiente
manteve-se próximo dos 30°C, obtendo-se rápida desidratação do
material também neste sistema de secagem.
Figura 12: Desidratação da mandioca em bandejas e piso de concreto.
5.9 PRODUÇÃO DE ÁLCOOL ETANOL EM MICRO-USINA
Realizou-se uma avaliação de rendimento de álcool etanol a partir
de farinha de mandioca refinada, numa micro-usina de capacidade de
destilação de 15 L/h. Avaliou-se a influência da concentração de farinha
de mandioca no rendimento de álcool etanol por tonelada de farinha de
mandioca e, também, avaliou-se a produção de vinhaça por litro de
etanol. Realizou-se a avaliação da produção de vinhaça, por esta ser um
passivo ambiental que gera grande preocupação ao setor de produção de
álcool etanol.
Patino et al. (2009) relatam valores que podem chegar a 25 litros de
vinhaça para cada litro de álcool etanol produzido, ou seja, numa micro-
usina de igual à capacidade a que foi realizada esta avaliação, seriam
produzidos 375 litros de vinhaça por hora de funcionamento. Quando se
extrapola isso em âmbito de Brasil, que tem sua produção de álcool etanol
28
previsto para 2010/2011 de 27,4 bilhões de litros, poderia gerar-se 685
bilhões de litros de vinhaça. A vinhaça é um passivo ambiental devido a
sua elevada demanda bioquímica de oxigênio (DBO), e elevada demanda
química de oxigênio (DQO). Além disso, a vinhaça sai a uma temperatura
acima dos 60°C e com um pH próximo de 4,0. Outro inconveniente na
liberação desta vinhaça nas lavouras é a elevada quantidade de potássio
que este co-produto da fabricação de álcool etanol apresenta, podendo
acarretar na salinização dos solos quando aplicada indiscriminadamente,
além de comprometer a estrutura dos agregados do solo, pelas cargas
eletrostáticas presentes nesta vinhaça. Na Tabela 2 são apresentados os
principais parâmetros de avaliação da vinhaça, após a destilação e após a
estabilização deste co-produto.
Tabela 2. Composição média da vinhaça após o processo de destilação e do efluente que sofreu processo de estabilização
Propriedade Vinhaça Efluente
pH 3,73 7,3
Temperatura (°C) 80 22
DQO (mg/l) 31.350 6.144
DBO (mg/l) 17.070 918
Nitrogênio (mg/l) 412 343
Fósforo (mg/l) 109 108
Potássio (mg/l) 1.473 1.221
Fonte: Alternativas de aproveitamento e aspectos Sócio-Econômicos,
(1986).
A micro-usina era composta por duas torres com sistema de pratos
perfurados, 6 dornas de fibra com capacidade de 1.000 litros cada e com
agitação constante, uma caldeira para geração de vapor d’água e um
trocador de calor. Os tratamentos avaliados foram baseados nas
tendências numéricas obtidas em laboratório com os biorreatores,
mantendo-se o tratamento testemunha, por ser a concentração de farinha
normalmente utilizada na fabricação de álcool etanol a partir de mandioca,
29
e avaliaram-se as concentrações 17,3 e 23,1%, que apresentaram
numericamente, melhores rendimentos nas avaliações de laboratório.
A farinha de mandioca utilizada foi a do híbrido CM 7951 - 5, com
88% MS e 29,5% de amido, triturada, seca ao sol e refinada (Ø 100
micras). A uréia utilizada foi a agrícola com 45% de nitrogênio. A enzima
utilizada (STARGEM TM 001) é uma mescla de α-amilase e glucoamilase,
que funciona em temperaturas de 30 - 33°C. A levedura utilizada foi a
Saccharomyces cerevisiae. Os tratamentos avaliados foram os seguintes:
Tratamento 1: 150 kg de farinha de mandioca, 714 g de enzima,
350 g de uréia, 500 g de levedura com 800 litros de água;
Tratamento 2: 150 kg de farinha de mandioca, 714 g de enzima,
350 g de uréia, 500 g de levedura com 700 litros de água;
Tratamento 3: 150 kg de farinha de mandioca, 714 g de enzima,
350 g de uréia, 500 g de levedura com 500 litros de água.
Ao total foram 4 repetições, com todos os tratamentos sendo
repetidos no tempo. O pH do mosto foi ajustado para 4,5, utilizando HCl
(30% v/v). Cada rodada teve duração de 72 horas de fermentação,
seguido pelo processo de destilação. Utilizou-se um delineamento
experimental totalmente casualizado repetido no tempo e as médias
foram comparadas pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade.
Os níveis de água utilizados no processo (800, 700, 500 l),
influenciaram na produção e no rendimento de etanol. A diminuição de
37,5% na quantidade de água utilizada (800 vs 500l) aumentou em
107% a produção (21,75 vs 44,94) e em 33% o rendimento do etanol
(268,80 vs 357,50 l/ton; Tabela 3).
30
Tabela 3. Produção de etanol (l), rendimento de álcool de etanol (l/t MS) e quantidade de vinhaça gerada por litro de álcool etanol produzido.
*Tratamentos
1 2 3
Produção de etanol (l)
Rendimento (l/t MS)
21,75 b
268,80b
27,28 b
305,60ab
44,94 a
357,50a
Relação vinhaça/etanol
(l/l) 25,34b 19,81ab 14,09a
**Diferença significativa para letras diferentes na mesma linha, Tukey 5%.
*T1: 150 kg de farinha, 714 g de enzima, 350 g de uréia, 500 g de levedura com 800 L/água;
*T2: 150 kg de farinha, 714 g de enzima, 350 g de uréia, 500 g de levedura com 700 L/água;
*T3: 150 kg de farinha, 714 g de enzima, 350 g de uréia, 500 g de levedura com 500 L/ água.
Os níveis de água utilizados no processo (800, 700, 500 l),
influenciaram a produção de vinhaça. A diminuição de 37,5% na
quantidade de água utilizada (800 vs 500 l) diminuiu em 44% a relação
vinhaça/etanol (25,34 vs 14,09 l/l; P<0,05; Tabela 3).
Concluiu-se nesta avaliação que a diminuição do nível de água
convencionalmente utilizado na produção de etanol de mandioca em
micro-usinas permite melhorar o rendimento de etanol e diminuir a
quantidade de vinhaça gerada no processo.
Figura 13. Dornas de fermentação da farinha de mandioca.
31
Figura 14. Vinhaça gerada na produção de álcool etanol.
5.10 SUPLEMENTAÇÃO ANIMAL
Realizou-se o acompanhamento da pesagem de dois grupos de 36
bovinos, dos quais, um grupo era suplementado com blocos
multinutricionais confeccionados a partir dos co-produtos da fabricação de
álcool etanol e outro grupo recebia apenas sal mineral. Os blocos
multinutricionais eram compostos por bagaço de cana de açúcar picado,
parte aérea de mandioca, vinhaça concentrada, melaço de cana, uréia e
sal mineral. Os bovinos eram cruzados, sem raça definida, com peso
médio de 350 kg e com idade média de 24 meses.
Foram realizadas 4 pesagens, com intervalos de 28 dias, sendo os
animais pesados individualmente, avaliando-se o ganho médio de cada
grupo. Estes resultados foram comparados com a média do outro grupo,
buscando verificar o efeito da suplementação sobre o ganho de peso dos
animais. Os animais eram mantidos em potreiros com capim estrela
(Cynodon sp.) com boa qualidade, sendo esta pastagem mantida sob
irrigação, com uma disponibilidade estimada de MS de 3,5 t/ha. Não
houve diferença (P<0,05) significativa sobre o ganho de peso entre os
dois grupos, demonstrando a possibilidade da utilização dos co-produtos
da fabricação de álcool etanol, na suplementação de bovinos de corte,
32
agregando valor a estes co-produtos. O experimento apresentou
problemas na sua condução, destacando a restrição de água, em alguns
períodos do dia, o que pode ter afetado o consumo dos blocos
multinutricionais e com isso influenciado o resultado final do experimento,
essa restrição de água deveu-se ao fato da propriedade na qual era
conduzido o experimento ter seu foco produtivo na cultura do pimentão e
não na pecuária de corte.
Figura 15. Pesagem dos bovinos suplementados com blocos multinutricionais.
5.11 DIA DE CAMPO
Acompanhou-se um dia de campo, durante o qual houve palestras
sobre as inovações no plantio e colheita da mandioca mecanizada, com
técnicos da empresa Planti Center, Vinícius Dalla Rosa e Anderson
Veroneze, funcionários da empresa com sede no Paraná, pela parte da
manhã. À tarde foram feitas demonstrações de funcionamento de uma
semeadora de mandioca. Estiveram presentes produtores rurais que
trabalham com a produção e comercialização de mandioca na região, além
da equipe técnica do projeto CLAYUCA.
33
Figura 16. Produtores e técnicos do CLAYUCA no dia de campo de semeadura de
mandioca.
34
6 CONCLUSÕES
A instituição escolhida para a realização do estágio, CIAT projeto
CLAYUCA, possibilitou ao aluno ampliar seus conhecimentos
principalmente no tocante aos biocombustíveis, ampliando os
conhecimentos adquiridos ao longo do curso de Agronomia. O contato com
uma realidade diferente da vivida corriqueiramente, idioma diferente,
clima diferente, escolas de pesquisa e campo diferentes, proporcionou um
aprendizado importante, para uma melhor formação do aluno como
engenheiro agrônomo capacitando-o a ingressar no mercado de trabalho.
Dessa forma, o presente estágio, possibilitou uma interação de
conhecimentos práticos e teóricos com várias áreas da Agronomia, curso
este, amplamente abrangente. Este período, portanto, foi de fundamental
importância pelo aprendizado de aspectos relevantes para o
desenvolvimento profissional do estagiário.
35
7 ANÁLISE CRÍTICA DO ESTÁGIO
O estágio foi uma experiência profissional avançada que exige do
aluno a utilização de todos os conhecimentos obtidos em sala de aula.
Com o apoio do orientador e dos técnicos do CLAYUCA, foram colocados
em prática os conhecimentos adquiridos ao longo do curso de Agronomia.
Foi muito importante para o bom andamento do estágio a ótima
recepção dos técnicos e funcionários do CIAT e do CLAYUCA,
possibilitando ao estagiário a expressão da sua opinião e conhecimento
sobre assuntos que estavam sendo abordados ao longo do período de
estágio.
Na realização do estágio, pode-se considerar que além das
contribuições já citadas, merece destaque o empenho do tutor, orientador
e demais técnicos das mais diferentes áreas, em tornar o estágio mais
abrangente, buscando a realização de atividades além da rotina de
trabalho.
Também é possível destacar o contato com pesquisadores de
escolas européias e asiáticas, além da tradicional escola americana, o que
proporcionou uma visão mais ampla da atividade de engenheiro
agrônomo.
Como aspectos negativos, pode-se destacar, por exemplo, o período
de realização do estágio, que foi muito curto não possibilitando o
aprofundamento técnico em algumas áreas de abrangência do estágio.
36
8 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Centro Internacional de Agricultura Tropical (CIAT). Disponível em: <http://webapp.ciat.cgiar.org/inicio.htm >. Acesso em 01 de Novembro de 2010. Consórcio Latinoamericano y del Caribe de Apoyo a la investigaçión y al desarrollo de la Yuca (CLAYUCA). Disponível em: <http://www.clayuca.org>. Acesso em 19 de novembro de 2010 Diones, Salla Assis. “ANÁLISE ENERGÉTICA DE SISTEMAS DE PRODUÇÃO DE ETANOL DE MANDIOCA, CANA DE AÇÚCAR E MILHO.” Tese doutorado - Universidade Estadual paulista Julio de Mesquita Filho, Botucatu, 2008. EMBRAPA MANDIOCA E FRUTICULTURA. Disponível em: < http://www.cnpmf.embrapa.br >. Acesso em 15 de Novembro de 2010. MURGEITIO, RUFINO VARELA. “PLAN PARA EL DESARROLLO AGROPECUÁRIO DEL VALLE DEL CAUCA.” Santiago de Cali, Feberero 1996. OSPINA, BERNARDO, e HERNÁN CEBALLOS. La Yuca en el Tercer Milenio - Sistemas Modernos de Producción,procesamiento, utilización y Comercialización . Cali: Publicación CIAT No. 327, 2002. Patino, Harold, Bernardo Ospina, Sonia Gallego, e Juan Sebastian Payan. “BIRUS - BIOREFINARIAS RURAIS SOCIAIS UMA PROPOSTA PARA O ETANOL SOCIAL.” In: I SIMPÓSIO BRASILEIRO DE AGROPECUÁRIA SUSTENTÁVEL. Voçosa, 2009. PREFEITURA MUNICIPAL DE PALMIRA. Disponível em: <http://www.palmira.gov.co/>. Acesso em 18 de Novembro de 2010. ÚNICA – União da Industria de Cana de Açúcar. Disponível em: < http://www.unica.com.br >. Acesso em 20 de Novembro de 2010. WIKIPÉDIA. Enciclopédia Livre. Disponível em: <http://pt.wikipedia.org/wiki/Col%C3%B4mbia>. Acesso em 12 de Novembro de 2010.