Assessing the Potential for Rainwater Harvesting Use in a Concentrated Animal Feeding Operation Region in the South of Brazil
Abstract
:1. Introduction
2. Methodology
2.1. Regionalization of Precipitation Index in Jacutinga River Basin and Contiguous Basins
2.2. Determination of the Rainwater Volume Available for Harvesting (Va)
2.3. Determination of the Water Demand in CAFOs—Swine and Poultry (Vd)
2.4. Potential of Rooftop RWHSs at CAFOs
3. Results and Discussion
4. Conclusions and Recommendations
Author Contributions
Funding
Data Availability Statement
Acknowledgments
Conflicts of Interest
References
- Matthiensen, A.; Schmidt, N.S. Água na Avicultura de Postura. Avic. Ind. 2018, 1281, 14–21. Available online: https://www.aviculturaindustrial.com.br/edicao/1281 (accessed on 6 May 2021).
- UNESCO, UN-WATER. United Nations World Water Development Report 2020: Water and Climate Change; UNESCO: Paris, France, 2020; 219p, Available online: https://www.unwater.org/publications/world-water-development-report-2020/#:~:text=The%202020%20United%20Nations%20World,addressed%20through%20improving%20water%20management. (accessed on 5 May 2021).
- Regelmeier, F.A.; Kozerski, C.E. Aproveitamento de Água da Chuva em Zonas Rurais: Captação e Reservação. In Exposição De Experiências Municipais Em Saneamento, 19; Assembleia Nacional Da Assemae, 35, Poços de Caldas. 2015; Available online: http://www.trabalhosassemae.com.br/sistema/repositorio/2015/1/trabaflhos/218/363/t363t5e1a2015.pdf (accessed on 5 May 2021).
- Brasil. Agência Nacional das Águas (ANA). Conjuntura dos Recursos Hídricos no Brasil 2019: Relatório Anual. Brasília. 2019. Available online: http://www.snirh.gov.br/portal/snirh/centrais-de-conteudos/conjuntura-dos-recursos-hidricos/conjuntura_informe_anual_2019-versao_web-0212-1.pdf (accessed on 15 March 2021).
- ABPA (Associação Brasileira de Proteína Animal). Relatório Anual 2020. São Paulo: ABPA. 2020. 158p. Available online: http://abpa-br.org/relatorios/ (accessed on 23 August 2022).
- Brasil. Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE). Pesquisa Pecuária Municipal (PPM), 2018 Efetivo dos Rebanhos, por Tipo de Rebanho. Rio de Janeiro. Available online: https://www.ibge.gov.br/estatisticas/economicas/agricultura-e-pecuaria/9107-producao-da-pecuaria-municipal.html?edicao=25474&t=resultados (accessed on 5 September 2022).
- Comassetto, V.; Matthiensen, A.; Alves, J.; Favassa, C.T.A.; Yabiku, V.M.; Waskiewic, M.E.; Bólico, B. Diagnóstico das Águas Subterrâneas na Bacia do Rio Jacutinga e Contíguos. In Congresso Brasileiro De Águas Subterrâneas, 19; Encontro Nacional De Perfuradores De Poços, 18; Feira Nacional Da Água-Fenágua, 8. Belo Horizonte. 2014. Available online: https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/200485 (accessed on 5 May 2021).
- Waskiewic, M.E.; Comasseto, V.; Titon, M.A.; Giron, J.; Favassa, C.T.A.; Matthiensen, A. Dinâmica de Uso de Cisternas no Contexto da Gestão Integrada da Água na Bacia Hidrográfica do Rio Jacutinga e Contíguos (SC). In Simpósio Brasileiro De Recursos Hídricos, 22. Florianópolis. 2017. Available online: https://ainfo.cnptia.embrapa.br/digital/bitstream/item/179602/1/final8583.pdf (accessed on 13 March 2021).
- Catarina, S. Lei nº 14.675, de 13 de Abril de 2009. Institui O Código Estadual do Meio Ambiente e Estabelece Outras Providências. 2009. Available online: http://leis.alesc.sc.gov.br/html/2009/14675_2009_Lei.html#:~:text=Institui%20o%20C%C3%B3digo%20Estadual%20do%20Meio%20Ambiente%20e%20estabelece%20outras%20provid%C3%AAncias.&text=das%20DISPOSI%C3%87%C3%95ES%20GERAIS-,Art.,qualidade%20ambiental%20no%20seu%20territ%C3%B3rio (accessed on 5 May 2021).
- Hoss, C.H. Sistemas de Aproveitamento de Água da Chuva Utilizados na Produção de Suínos e Aves. Master’s Thesis, Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, Brasil, 2017. [Google Scholar]
- Tucci, C.E.M. Hidrologia: Ciência e Aplicação; UFRGS: Porto Alegre, Brasil, 2007; 943p. [Google Scholar]
- Brasil. Agência Nacional das Águas (ANA). Hidroweb. 2019. Available online: https://www.snirh.gov.br/hidroweb/ (accessed on 15 March 2021).
- Tomaz, P. Aproveitamento de Água da Chuva em Áreas Urbanas Para Fins Não Potáveis; Plínio Tomaz: São Paulo, Brasil, 2009; 34p. [Google Scholar]
- ABCS/SEBRAE (Associação Brasileira dos Criadores de Suínos/Serviço Brasileiro de Apoio às Micro e Pequenas Empresas). Bem-Estar Animal na Produção de Suínos: Toda Granja. Brasília. 2016. Available online: https://www.sebrae.com.br/Sebrae/Portal%20Sebrae/UFs/RN/Anexos/suinocultura-Bem-estar-Animal-na-Producao-de-Suinos-Toda-granja.pdf (accessed on 5 September 2022).
- Russo, J.C. Tudo Que Você Precisa Saber Sobre os Sistemas de Produção de Ovos. Avicultura Industrial. 2019. Available online: https://www.aviculturaindustrial.com.br/imprensa/tudo-que-voce-precisa-saber-sobre-os-sistemas-de-producao-de-ovos/20190326-113131-t740 (accessed on 5 May 2021).
- Miele, M.; De Abreu, P.G.; Abreu, V.M.N.; Jaenisch, F.R.F.; Martins, F.M.; Mazzuco, H.; Trevisol, I. Coeficientes Técnicos Para o Cálculo do Custo de Produção de Frango de Corte. Comunicado Técnico 483, Embrapa Suínos e Aves, Concórdia. 2010. Available online: http://www.cnpsa.embrapa.br/sgc/sgc_publicacoes/publicacao_e3k24c1s.pdf (accessed on 5 May 2021).
- Catarina, S.; Intituto do Meio Ambiente de Santa Catarina (IMA). Instrução Normativa n.º 11, Florianópolis, Brasil. 2014; 37p; Available online: https://in.ima.sc.gov.br/ (accessed on 5 September 2021).
- Tavares, J.M.R.; Belli Filho, P.; Coldebella, A.; Oliveira, P.A.V. The water disappearance and manure production at commercial growing-finishing pig farms. Livest. Sci. 2014, 169, 146–154. [Google Scholar] [CrossRef]
- Viola, E.S.; Viola, T.H.; de Lima, G.J.M.M.; de Avila, V.S. Água na Avicultura: Importância, Qualidade e Exigências. In Manejo Ambiental na Avicultura; Palhares, J.C., Kunz, A., Eds.; Documentos 149; Embrapa Suínos e Aves: Concórdia, Brasil, 2011; pp. 37–123. Available online: https://ainfo.cnptia.embrapa.br/digital/bitstream/item/57058/1/agua-na-avicultura.pdf (accessed on 4 January 2022).
- Hy-Line. Manual de Manejo: Poedeiras Comerciais Hy-Line Brown. November 2018. 29p. Available online: https://www.hyline.com/filesimages/Hy-Line-Products/Hy-Line-Product-PDFs/Brown/BRN%20COM%20POR.pdf (accessed on 5 September 2022).
- De Oliveira, P.A.V. Uso Racional da Água na Suinocultura. Embrapa Suínos e Aves. In Curso de Capacitação Em Práticas Ambientais Sustentáveis: Treinamentos 2002, Concórdia. 2002, pp. 63–71. Available online: https://www.bdpa.cnptia.embrapa.br/consulta/busca?b=pc&id=435029&biblioteca=vazio&busca=autoria:%22EMBRAPA%20SUINOS%20E%20AVES.%22&qFacets=autoria:%22EMBRAPA%20SUINOS%20E%20AVES.%22&sort=&paginacao=t&paginaAtual=1 (accessed on 5 May 2021).
- Tavares, J.M.R.; Department of Technologies and Applied Sciences, School of Agriculture, Polytechnic Institute of Beja and Fiber Materials and Environmental Technologies (FibEnTech-UBI), Beja, Portugal. Personal communication, 2019.
- Tavares, J.M.R. Consumo de Água e Produção de Dejetos na Suinocultura. Master’s Thesis, Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, Brasil, 2012. Available online: https://repositorio.ufsc.br/xmlui/handle/123456789/100704 (accessed on 5 May 2021).
- De Lima, J.A.; Dambros, M.V.R.A.; De Antonio, M.A.P.M.; Jansen, J.G.; Maechetto, M. Potencial da Economia de Água Potável Pelo Uso de Água Pluvial: Análise de 40 Cidades da Amazônia. Eng. Sanitária Ambient. 2011, 16, 291–298. Available online: https://www.scielo.br/j/esa/a/F7sqjkgMFvKrVWH48JHw7tr/?lang=pt (accessed on 5 September 2022). [CrossRef]
- Maykot, J.K.; Ghisi, E. Assessment of a rainwater harvesting system in a multi-storey residential Building in Brazil. Water 2020, 12, 546. [Google Scholar] [CrossRef]
- Proença, G.G.; Schmidt, C.A.P. Aproveitamento de Água da Chuva: Um Dimensionamento para o Caso de Aviários. Revista DAE 2014, 197, 26–30. [Google Scholar] [CrossRef]
- Brasil. Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE); Agência Nacional da Águas (ANA). Contas Econômicas Ambientais da Água: Brasil 2013–2017. Ed. 72. Rio de Janeiro. 2020. Available online: https://biblioteca.ibge.gov.br/visualizacao/livros/liv101710_notas_tecnicas.pdf (accessed on 5 May 2021).
Code | Municipality Station | Responsible | Latitude | Longitude | Height |
---|---|---|---|---|---|
2651001 | Vargem Bonita | ANA * | −26°52′24″ | −51°47′47″ | 1000 m |
2752005 | Concórdia | ANA | −27°18′52″ | −51°59′36″ | 600 m |
2652001 | Ipumirim | ANA | −26°57′09″ | −52°10′57″ | 600 m |
2751011 | Irani | ANA | −27°03′04″ | −51°54′44″ | 1040 m |
Municipality | Swine | Poultry | ||
---|---|---|---|---|
Total | Sows | Total | Layers | |
Água Doce | 97,600 | 8900 | 1,946,500 | 4200 |
Alto Bela Vista | 28,474 | 1400 | 374,916 | 3800 |
Arabutã | 112,068 | 5030 | 2,465,227 | 90,800 |
Arvoredo | 71,325 | 2247 | 710,378 | 4500 |
Catanduvas | 7400 | 623 | 1,025,100 | 268,000 |
Concórdia | 407,566 | 28,608 | 3,398,900 | 435,380 |
Ipira | 18,407 | 1586 | 1,014,171 | 5500 |
Ipumirim | 93,367 | 5135 | 3,142,893 | 5500 |
Irani | 105,487 | 11,350 | 497,800 | 4700 |
Itá | 106,262 | 7650 | 1,824,070 | 10,500 |
Jaborá | 105,600 | 4055 | 1,152,100 | 42,300 |
Lindóia do Sul | 111,934 | 3353 | 886,871 | 4200 |
Ouro | 51,150 | 3508 | 3,320,400 | 11,300 |
Paial | 21,440 | 95 | 410,140 | 3700 |
Peritiba | 23,340 | 1981 | 228,989 | 4100 |
Presidente Castello Branco | 51,229 | 1150 | 317,998 | 2400 |
Seara | 257,222 | 31,400 | 2,377,990 | 30,000 |
Vargem Bonita | 9817 | 645 | 1,297,450 | 5650 |
Xavantina | 188,602 | 25,962 | 735,368 | 70,000 |
Total | 1,868,290 | 144,678 | 27,127,261 | 1,006,530 |
Productive Category | Animal Housing Density (m2/animal) |
---|---|
Swine: breeding sows | 2.60 1 |
Swine: piglets | 0.35 1 |
Swine: growing–finishing | 1.15 1 |
Poultry: layers | 0.12 2 |
Poultry: broilers | 0.08 3 |
Productive Category | Animal Water Consumption (L/animal/day) | Cleaning and Thermal Comfort Consumption (L/animal/day) | Cycle Period (days/cycle) | Number of Cycles (cycles/year) |
---|---|---|---|---|
Swine: breeding sows | 27.8 1 | 6.0 5 | +365 | 1 |
Swine: piglets | 2.5 1 | 0.2 6 | 42 1 | 7.4 |
Swine: growing–finishing | 8.3 1,2 | 0.6 7 | 105 1,2,7 | 3.3 |
Poultry: layers | 0.23 4 | 0.04 3* | +365 | 1 |
Poultry: broilers | 0.24 3 | 0.04 3 | 42 3 | 6.5 |
Productive Category | Va † (103 m3/year) | Vd ‡ (103 m3/year) | r * (%) | σ (%) | |
---|---|---|---|---|---|
Swine | Breeding sows | 598.3 | 1784.9 | 33.5 | 1.0 |
Piglets | 274.2 | 416.0 | 65.9 | 1.0 | |
Growing–finishing pigs | 2252.1 | 3749.4 | 60.4 | 1.0 | |
Poultry | Layers | 192.3 | 99.2 | 100 | 0.0 |
Broilers | 3319.6 | 2002.2 | 100 | 0.0 |
Publisher’s Note: MDPI stays neutral with regard to jurisdictional claims in published maps and institutional affiliations. |
© 2022 by the authors. Licensee MDPI, Basel, Switzerland. This article is an open access article distributed under the terms and conditions of the Creative Commons Attribution (CC BY) license (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/).
Share and Cite
Hoss, C.G.; Tavares, J.M.R.; Moreira, A.J.G.; Belli Filho, P.; Matthiensen, A. Assessing the Potential for Rainwater Harvesting Use in a Concentrated Animal Feeding Operation Region in the South of Brazil. Sustainability 2022, 14, 12523. https://doi.org/10.3390/su141912523
Hoss CG, Tavares JMR, Moreira AJG, Belli Filho P, Matthiensen A. Assessing the Potential for Rainwater Harvesting Use in a Concentrated Animal Feeding Operation Region in the South of Brazil. Sustainability. 2022; 14(19):12523. https://doi.org/10.3390/su141912523
Chicago/Turabian StyleHoss, Caroline Gabriela, Jorge Manuel Rodrigues Tavares, Ailton João Gonçalves Moreira, Paulo Belli Filho, and Alexandre Matthiensen. 2022. "Assessing the Potential for Rainwater Harvesting Use in a Concentrated Animal Feeding Operation Region in the South of Brazil" Sustainability 14, no. 19: 12523. https://doi.org/10.3390/su141912523
APA StyleHoss, C. G., Tavares, J. M. R., Moreira, A. J. G., Belli Filho, P., & Matthiensen, A. (2022). Assessing the Potential for Rainwater Harvesting Use in a Concentrated Animal Feeding Operation Region in the South of Brazil. Sustainability, 14(19), 12523. https://doi.org/10.3390/su141912523