uso racional da água na suinocultura - Embrapa Suínos e Aves

USO RACIONAL DA ÁGUA NA SUINOCULTURA
1. INTRODUÇÃO
Paulo Armando V. de Oliveira
Engº. Agrícola, M.Sc,Ph.D,
Pesquisador Embrapa Suínos e Aves, CP 21, 89.700–000, Concórdia – SC
Email: paolive@cnpsa.embrapa.br
No planejamento de sistemas de produção de suínos, provavelmente, o fator
mais desconsiderado pelos projetistas e, nem por isso menos importante, é aquele
relacionado com a água. A suinocultura é, sem dúvida, uma atividade importante do
ponto de vista social, econômica e, especialmente, como instrumento de fixação do
homem ao campo. No entanto, sua exploração é considerada pelos órgãos de controle
ambiental, como “atividade potencialmente causadora de degradação ambiental”,
sendo enquadrada como de grande potencial poluidor.
O avanço tecnológico alcançado nos últimos anos, especialmente nos estados
do Sul, SP e em expansão para o CENTROESTE, caracterizou-se pela implantação
de sistemas cada vez mais confinados e produção de grandes volumes de dejetos
por unidade de área. Infelizmente, os desperdícios e a ausência de qualquer critério
de planejamento para os sistemas de armazenamento, tratamento, distribuição e
utilização gera grandes quantidades de dejetos líquidos que muitas vezes são carreados
para rios, lagos, solo e outros recursos naturais, refletindo na degradação do
meio ambiente.
Dejetos não tratados, lançados na natureza, causam desequilíbrios ambientais,
a exemplo, da proliferação de moscas e borrachudos (servem como substrato nutricional
para as larvas e, em doses elevadas, matam os peixes que constituem os
principais predadores naturais dessa espécie), causam desconforto ao homem do
campo e urbano. Do ponto de vista agronômico, a incorporação de resíduos orgânicos
ao solo é fundamental para melhorar suas qualidades físicas, químicas e biológicas,
além evidentemente, da possibilidade de economia pela substituição dos fertilizantes
químicos por fertilizantes orgânicos. Infelizmente, poucos são os estudos no
Brasil a respeito do impacto das dejeções suínas sobre o solo, as culturas e o meio
ambiente, que poderiam subsidiar os produtores para o uso racional dos mesmos.
A recomendação dos técnicos de que a simples instalação de bebedouros automáticos,
possam por si só, reduzir os desperdícios e suprir as exigências de água
dos animais, também não é verdadeira. Embora o mercado nacional já ofereça equipamentos
excelentes, um dos principais fatores para o mau funcionamento dos sistemas
implantados (desperdícios e/ou restrições), decorre basicamente, de erros
cometidos no dimensionamento do sistema hidráulico, na seleção e posicionamento
dos equipamentos. Os desperdícios podem ter várias implicações, a exemplo, do
umidecimento do piso e estímulo ao comportamento excretório dos animais em áreas
impróprias das baias, diluição e aumento do volume de dejetos produzidos, consequentemente,
aumento dos custos de armazenamento, transporte, distribuição e
tratamento dos efluentes. O uso racional da água, bem como a freqüência de limpeza
das baias é outro fator que contribui para o aumento do volume de produção de
dejetos nos sistemas de criação de suínos.
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2. O MODELO DE PRODUÇÃO
Os sistemas confinados constituem a base da expansão e da maior produtividade
(Tabela 1), sendo responsáveis não só pelo aumento da escala de produção,
mas também pela diminuição do número de produtores, face a exigência de maiores
investimentos e especialização. De uma forma geral, estes sistemas induzem a adoção
do manejo de dejetos na forma líquida, aumentando os riscos de poluição ambiental,
favorecendo o seu armazenamento e ao seu lançamento no solo e nos cursos
de água.
Tabela 1 - Projeções da distribuição (%) dos sistemas de produção no Brasil (média).
Sistema / Ano 1990* 1995** 2001**
Confinado 40,0 48,0 61,0
Semi confinado 27,0 26,0 21,0
Extensivo 32,8 25,5 17,0
Ar Livre 0,2 0,5 0,5
Fonte: *GOMES et al. (1992); **Estimativa da distribuição espacial.
Dentro das circunstâncias e do nível tecnológico em que operam os suinocultores,
as ações para a melhoria da qualidade da água, do ar e a redução do poder
poluente dos dejetos suínos a níveis aceitáveis pela legislação vigente, requerem
investimentos significativos, normalmente acima da capacidade dos pequenos criadores
e, muitas vezes, sem a garantia de atendimento das exigências de Saúde Pública
e da preservação do meio ambiente.
Em Santa Catarina, estado com alta concentração de suínos e com sistema de
captação de água baseado em mananciais superficiais (82%) e 15% para lençóis
subterrâneos, o nível de contaminação destes recursos hídricos foi considerada
alarmante (90% das fontes de abastecimento do meio rural estavam contaminadas
por coliformes fecais) , pois, apenas 10% dos produtores detinham alguma forma de
tratamento dos efluentes da suinocultura. No entanto, com a articulação da sociedade,
do poder público, dos órgãos de pesquisa, assistência técnica e financiadores,
agroindústria e criadores, produziu-se progressos acentuados nesta situação, pois
cerca de 50 % dos produtores integrados ao sistema agro-industrial, desenvolvem
algum tipo de tratamento para dejetos
O grande desafio resulta ser nestas condições, na definição de um sistema que
seja capaz de harmonizar a utilização do uso racional da água, dos dejetos como
fertilizante, geração de energia e a redução do seu potencial de poluição. Também é
fundamental que se ajuste o teor de matéria seca das dejeções, para a obtenção de
uma relação mais adequada do teor de NPK/custo de armazenagem, transporte e
distribuição para viabilizar sua utilização como fertilizante orgânico.
3. CARACTERÍSTICAS DOS DEJETOS
A quantidade total de dejetos líquidos produzidos varia de acordo com o desenvolvimento
ponderal dos animais. De uma forma geral, estima-se que um suíno
(na faixa de 16 a 100 kg de peso vivo) produz de 8,5 a 4,9% de seu peso corporal
em urina + fezes diariamente (Oliveira, 1993).
O volume de dejetos líquidos produzidos também depende do manejo preconizado,
do tipo de bebedouro e do sistema de higienização adotado, freqüência e volume
de água utilizada, bem como, do número de animais.
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Estima-se a produção de efluentes das unidades de Ciclo completo, em condições
normais, em 70 L/matriz/dia, 30 L/matriz/dia para as unidades de produção de
leitões e 7,0 L/terminado/dia. Portanto, uma granja em Ciclo completo com 80 matrizes
e dejetos "pouco diluído", gera 8.000 L/dia, cerca de 12.000 L/dia com "diluição
média" e 16.000 L/dia no caso de "muito diluído".
Tabela 2 - Produção média diária de dejetos nas diferentes fases produtivas dos suínos.
Fases de Produção dos Suínos Esterco Esterco Dejetos líquidos
kg/dia + urina kg/dia L/dia
25-100 kg 2,30 4,90 7,00
Porcas 3,60 11,00 16,00
Porca Lactação 6,40 18,00 27,00
Macho 3,00 6,00 9,00
Leitões creche 0,35 0,95 1,40
Média
Fonte: Oliveira (1993).
2,35 0,95 1,40
A composição química dos dejetos está associada ao sistema de manejo adotado
e apresenta grandes variações na concentração dos elementos componentes,
dependendo da diluição a qual foram submetidos e do sistema de armazenamento
(Tabela 3).
Tabela 3 - Características químicas dos dejetos (mg/L) em unidade de crescimento de suínos da
EMBRAPA, em Concórdia (SC).
Parâmetro Mínimo Máximo Média
DQO 11530 38448 25543
Sólidos Totais 12697 49432 22399
Sólidos Voláteis 8429 39024 16389
Sólidos Fixos 4268 10408 6010
Sólidos Sedimentares 220 850 429
Nitrogênio Total 1660 3710 2374
Fósforo Total 320 1180 578
Potássio Total 260 1140 536
Fonte: Manhães (1996).
4. PERDAS DE ÁGUA
Usualmente os suínos bebem mais água do que necessitam, podendo chegar
ao exagero quando o alimento é escasso. Em situações livres de estresse, a ingestão
diária corresponde a 5 ou 6% do peso corporal, ou seja, 2 a 5 kg de água por kg
de matéria seca ingerida. Animais mais jovens possuem uma maior necessidade
quando comparada aos adultos, face a sua maior perda pelos pulmões, superfície
corporal e da menor capacidade em concentrar a urina.
As perdas de água aumentam o volume de efluentes, agravando o problema e
elevando os custos de armazenamento, tratamento, transporte e distribuição de dejetos.
As principais perdas de água se processam através da urina e fezes, superfície
corporal, trato respiratório e do sistema de higiene utilizado, mas uma pequena
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goteira num bebedouro (com pressão de 2,8 kg/cm 2 ), pode significar uma perda de
26,5 Litros/hora (0,636 m 3 /dia) e 150 Litros/hora (3,6 m 3 /dia) num vazamento maior.
Uma estimativa de 5% de bebedouros vazando (do tipo pequena goteira) em
uma granja de suínos com 24 matrizes (bebedouros nipple), considerado em relação
a uma produção de 2,7 m 3 dejetos/matriz/mês, isto representa um adicional de 79 %
nos custos de armazenamento dos dejetos (considerando uma esterqueira simples
coberta com lona de PVC e 45 dias de retenção), mas, se a goteira for rápida, as
perdas sobem para 162 %.
Uma pequena goteira num bebedouro (com pressão de 2,8 kg/cm 2 ), pode significar
uma perda de 26,5 litros/hora (0,636 m3/dia) e 150 litros/hora (3,6 m3/dia)
num vazamento maior. O modelo, a quantidade e o posicionamento dos bebedouros
(altura e ângulo) devem estar ajustados a pressão da água do sistema.
As quantidades de efluente produzidas nas edificações podem ser reduzidas,
primeiro por uma diminuição das perdas de água (desperdícios) e, segundo pela redução
do consumo de água, cujo aumento é acompanhado de uma maior perda de
água pela urina, mecanismo efetivo para a perda de calor corporal. Suínos mantidos
em ambientes de 22ºC beberam 3 L/dia e 4,0 L/dia quando aumentou para 30ºC.
Em contraste, suínos mantidos em sala quente (35ºC a 25ºC, em cada 12 horas)
beberam 10,5 L/dia quando a temperatura da água foi de 11ºC e 6,6 a L/dia a 30ºC.
O desenho dos bebedouros e a operacionalidade dos bebedouros são fatores
que influenciam as perdas. A taxa de derivação da água é função da pressão, da
perda de velocidade (atrito) e do diâmetro da tubulação de saída. O diâmetro da tubulação
é um dos fatores de maior influência no fluxo de água.
O bebedouro ideal é aquele que fornece um adequado volume de água na unidade
de tempo, com baixa velocidade de escoamento. Em porcas em lactação, o
consumo aumenta e o tempo de permanência no bebedouro diminui na medida em
que o fluxo se eleva, porém, maiores perdas são associadas a maiores fluxos (1.100
ml/minuto).
Um bom bebedouro (em termos de concepção e instalação) representa economia
de água por animal produzido (Tabela 4 e 5).
Tabela 4 - Comparação de consumo (L) de acordo com o tipo de bebedouro e peso corporal.
Tipo Bebedouro
Peso Corporal (kg) Bom Ruim Desperdício
DIÁRIO (L)
5 –10 0,91 1,59 0,69
11 –100 4,98 8,32 3,34
TOTAL (L)
5 -10 (21 dias) 11,11 25,39 14,28
11 –100 (109 dias) 542,82 906,88 364,06
Fonte: Penz e Viola (1995).
A altura e o ângulo de posicionamento dos bebedouros deve ser determinada
em função do modelo e do tamanho dos animais. O problema é que a altura média
dos suínos é muito variável.
A necessidade hídrica dos suínos nas diferentes fases produtivas estão na Tabela
5.
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Tabela 5 - Água necessária para a produção de suínos, em função do estado fisiológico, nas diferentes
fases produtivas.
Categoria de suíno Aporte médio de água (L/d)
Leitões (15 kg) 1,5 – 2
Suíno (50 kg) 5 – 8
Suíno (90 kg) 6 – 9
Suíno (150 kg) 7 – 10
Porca em gestação 15 – 20
Porca em lactação 30 – 40
Fonte: Bonazzi et al. (2001).
A vazão mínima de água recomendada para os bebedouros, em sistema de
produção de suínos, em função do estado fisiológico dos animais encontra-se na
Tabela 6. A variabilidade da vazão indicada depende principalmente do tipo de bebedouro
utilizado e das condições climáticas da região em que se encontra o sistema
de produção.
Tabela 6 - Vazão mínima recomendada nos bebedouros em função da fase produtiva dos suínos.
Categoria de suíno Vazão de água (L/min)
Leitões maternidade 0,25 – 0,40
Suíno (até 30 kg) 0,50 – 0,60
Suíno (30 - 50 kg) 0,60 – 0,75
Suíno (50 -150 kg) 0,75 – 1,00
Porca em Lactação 1,50 – 2,00
Porca em Gestação 1,00 – 1,50
Cachaço 1,50 – 2,00
Fonte: Bonazzi et al. (2001).
Tabela 7- Exigências de água (L/animal/dia) de acordo com a fase do ciclo de produção e vazão mínima
do bebedouro.
Exigências* Fluxo Mínimo**
Fase Mínima Máxima (l/min.)
Leitão lactente 0,1 0,5 0,2
Creche 1,0 5,0 0,2 - 0,5
Suínos
25 - 50 kg 4,0 7,0 0,7
50 – 100 kg 5,0 10,0 1,0
Porcas em Lactação 20,0 35,0 2,0
Porcas em Gestação 15,0 23,0 1,0 - 2,0
Cachaços 10,0 15,0 1,0 - 2,0
* Adaptado da EMBRAPA/CNPSA (1994) e Bodman (1994).
** Limite de pressão de 1,4 kg/cm 2 até a creche e 2,1 kg/cm 2 para as demais fases, segundo
Bodman (1994).
Bebedouros tipo nipple, quando muito altos, restringem o acesso e o consumo
animal, mas muito baixos, o ângulo de inclinação da ponta não favorece a ingestão
(os animais acessam de lado e desperdiçam tanta água quanto a consumida). De
uma forma geral, os bebedouros devem apresentar um ângulo de 50º e estar cerca
de 15 cm mais elevado que a altura do lombo do animal, para que ele tenha de espichar-se
ligeiramente e a água possa fluir na escala de tempo adequada.
Nas fases em que os animais apresentam grande variação de peso (entre o
início e fim), a exemplo da creche, crescimento e terminação, é importante que os
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ebedouros sejam ajustáveis, ou colocados a altura diferentes. Suínos jovens preferem
beber juntos (reflexo da lactação), portanto, bebedouros muito afastados entre
si, não apresentam um bom rendimento, pois um ou outro será mais ou menos utilizado
(Tabela 8).
Tabela 8 - Modelo, número, altura e espaço entre bebedouros recomendados 1 .
Modelo Bebedouros Altura (Cm)
Fase TA NP NV N. Beb. N./Baia Espaço TA NIP NV
(max) (min) (m)
L. Lactente x Leiteg. 1 5
Creche x x 10 2 0,30 15 15-30
SUÍNOS
25 - 50 kg x X 12 2 0,46 46-61 12
50-100 kg x x X 15 2 0,91 61-76 25
P. Lactação x x 1 1 15-45 76-91
P. Gestante x x 15 2 0,91 15 76-91
Cachaço 15 2 0,91 76-91
1 Fonte: MWPS (1988), EMBRAPA/CNPSA (1994), Bodman (1994).
TA - Taça; NP - nipple, NV - nível.
A altura em bebedouros tipo taça deve facilitar a limpeza e evitar a contaminação
pelas dejeções. A água contaminada com fezes e/ou urina, faz com que os suínos
a bebam apenas para sobrevivência, deixando de consumir as quantidades necessárias
a maximização da produtividade. Uma altura mais elevada para a porca
em lactação (a exemplo, na altura do comedouro) é mais confortável, mas implica
em manter um sistema a parte para o leitão. A altura para o leitão deve ser baixa,
para que ele possa submergir o focinho (reflexo do ato de mamar), pois quando
muito alto, ocorrem derramamento pela tentativa dos animais em aumentar a profundidade
da lâmina de água (pressionando a válvula).
Bebedouros em níveis devem ser conectados a linha principal num ângulo de
30 a 60º. Usando a pressão do ar e válvulas de flotação simples, pode-se variar a
sua altura e comprimento (15 a 30 cm) de acordo com o tamanho dos animais.
5. ESTIMATIVA DA DEMANDA
O consumo de água é difícil de ser estabelecido, uma vez que, além da quantidade
diária necessária a sobrevivência dos animais, outros usos também devem
ser considerados, a exemplo, da higiene de instalações e equipamentos, W.C., vestiários
e aspersores. Ela também varia com a dieta (alimentos com alta concentração
de aminoácidos, necessitam mais água), regime de alimentação (o pico máximo em
suínos de crescimento-terminação ocorre em torno do arraçoamento), tipo de piso
(maior consumo para pisos sem cama) e com a temperatura ambiente (no verão a
demanda é maior que no inverno), entre outros.
Primeiro, determina-se o consumo diário (volume máximo de utilização em 24
h), a vazão máxima (volume esperado com o uso simultâneo de todos os equipamentos)
e a vazão provável (volume esperado pelo uso normal dos equipamentos).
A Tabela 9 apresenta os dados necessários para o cálculo.
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Tabela 9 - Exigências de água (L/animal/dia) de acordo com a fase do ciclo de produção e vazão
mínima do bebedouro.
Fase Exigências * Fluxo Mínimo**
Mínima Máxima (L/Min)
Leitão Lactente 0,1 0,5 0,2
Creche 1,0 5,0 0,2 - 0,5
Suínos
25 - 50 Kg 4,0 7,0 0,7
50 - 100 Kg 5,0 10,0 1,0
Porcas Lactação 20,0 35,0 2,0
Porcas Gestação 15,0 23,0 1,0 - 2,0
Cachaços 10,0 15,0 1,0 - 2,0
* Adaptado da EMBRAPA/CNPSA (1994) e BODMAN (1994).
** limite de pressão de 1,4 kg/cm 2 até a creche e 2,1 kg/cm 2 para as demais fases, segundo BODMAN
(1994).
A demanda de água para limpeza, varia de 2 a 6 L/d para animais em terminação
e porcas no rebanho, respectivamente, mas as mangueiras de lavagem, geralmente
gastam 160 L/min. O consumo médio das pessoas é estimado em 200 L/d.
6. O RESERVATÓRIO
A capacidade do reservatório deve, no mínimo, ser igual a demanda diária,
mas sugere-se um volume suficiente para 3 dias de abastecimento.
Um método para estimar a demanda animal, consiste em multiplicar as exigências
máxima dos animais (bebida e higiene) pela quantidade de animais projetados
ou existentes em cada fase. Uma alternativa, pode ser através do tamanho médio
do rebanho (TMR), determinado pelo número de porcas (NPR), machos (NMR),
número de leitões produzidos porca/ano (NLP) dividido pela índice de permanência
no sistema (IPS= 365 dias /idade de abate, em dias), ou seja:
TMR = (NPR * NLP)/IPS + NPR + NMR + REP
e multiplicar o valor TMR pelo consumo médio diário do rebanho (6,0 a 7,0 L/d
para o consumo e mais 2,5 a 3 L/dia para limpeza). A esses valores, devem ser
acrescidos as demandas das outras utilizações de água e uma reserva técnica
(10%).
7. O SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO
O sistema de distribuição de água mais utilizado é o linear, que quando bem
dimensionado, garante uma pressão uniforme, ainda que momentânea. Sua principal
vantagem é a economia, pois o diâmetro das tubulações vai se reduzindo a medida
que alcança as últimas edificações.
A forma direta (bebedouros e torneiras ligados diretamente a adutora) não é
recomendável, por exigir abundância de água e pelas dificuldades para obter a altura
manométrica adequada. A indireta (cada unidade possui um reservatório intermediário
para a alimentação dos bebedouros e torneiras, geralmente, colocado na parte
superior da edificação) e controlado por bóia flotante simples, possibilita um maior
controle sobre a pressão.
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A velocidade do líquido nos encanamentos não deve ultrapassar 4,0 m/s (turbulência),
deve evitar-se grandes perdas de carga (máximo de 8 %) e obter pressões
adequadas ao bom funcionamento dos bebedouros.
As derivações com origem no reservatório superior, consistem em linhas horizontais
(com velocidade baixa para reduzir as perdas de carga) para abastecimento
das colunas e destas, ramificações para alimentar as ligações dos equipamentos
(isolados ou em grupos). As ligações são trechos de canalizações que abastecem
diretamente o equipamento. A obtenção do diâmetro adequado da tubulação, pode
ser facilmente estimado com o uso da Tabela de correspondência de vazão (Tabela
10).
Para utilizar o método, esquematize inicialmente, toda a rede (saídas do reservatório,
linhas principais, colunas e ligações) com tubos de 1/2 polegada, posteriormente,
conte o número de trechos com 1/2 polegada (comece pelo final da rede) e
procure o diâmetro correspondente na Tabela 10.
Tabela 10 - Tabela de correspondência de vazão (em polegada) em função do número de tubos de
1/2 polegada.
Número de tubos de ½ polegada existente diâmetro equivalente
(em polegada)
1 ½
2,9 ¾
6,2 1
10,9 1 ¼
17,4 1 ½
37,8 2
65,5 2 ½
110,5 3
189 4
527 6
1 200 8
2090 10
Fonte: Abreu, 1995.
8. A ALTURA DA COLUNA DE ÁGUA
A vazão mínima de bebedouros e a pressão necessária já foram pré determinadas
para as diferentes fases do ciclo de produção. É preciso estimar, no entanto,
a quantidade, o tipo e a altura recomendada para cada fase, visando quantificar a
vazão máxima e subsidiar a determinação da altura necessária de coluna de água
para a manutenção da pressão desejada.
O limite para a pressão de 2,8 kg/cm2 nos bebedouros de animais adultos,
eqüivale a uma altura de 3,96 m para a coluna de água. Considerando 0,91 m a altura
máxima recomendada para os bebedouros de animais adultos, a altura da coluna
de água será (sem considerar a perda de carga) de 4,87 m. Semelhantemente, a
altura máxima para o caso dos animais jovens, será de 2,69 m. Portanto, o nível mínimo
da caixa de água deve situar-se entre estes valores. A estimativa das perdas
de carga é mais complexa, sugere-se a utilização do monograma de Flamant e
consultar tabelas de perdas de cargas localizadas e sua equivalência em metros de
canalização nos manuais de hidráulica.
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9. CONCLUSÕES
Qualquer sistema a ser implantado deve levar em conta a realidade cultural e
econômica dos criadores e as características da suinocultura e da agricultura praticada,
torna-se imprescindível a sensibilização dos criadores e das sociedades sobre
os aspectos poluentes e de saúde, bem como da implantação de um sistema que
combine o uso agronômico dos dejetos (economia de insumos) como fertilizante e
sistemas que minimizem os desperdícios d’água, o volume de dejetos produzido e
os riscos de poluição.
Isso implica num redirecionamento dos modelos de produção hoje praticados,
iniciando-se pela diminuição de toda diluição desnecessária (desperdícios de bebedouros
exagero de lavagens, evitando água da chuva e outros) e, preconizam o manejo
e dimensionamento da infra-estrutura de armazenagem mais adequada a cada
produtor. Não existem soluções que possam ser generalizadas sem um estudo prévio
de cada situação.
Por outro lado, é imprescindível a agilização de trabalhos de pesquisas voltadas
ao manejo racional da água nos sistemas de produção de suínos a fim de subsidiar
técnicos e produtores no seu uso correto, assim como, maior facilidade para
aquisição de equipamentos adequados.
10. BIBLIOGRAFIA CONSULTADA
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como parte das exigências do período probatório. EMBRAPA/CNPSA, Concórdia, 1995,
14 p.
BODMAN, G.R. 1994. Evaluation of housing and environmental adequacy: Principles and concepts.
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EMBRAPA. 1995. Relatório de andamento do Projeto Tratamento e aproveitamento de dejetos suínos.
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EMBRAPA/CNPSA. 1994. Dia de Campo sobre manejo e utilização de dejetos suínos, 1994. 47p.
GOMES, M.F.M.; GIROTTO, A.F.; TALAMINI, D.J.D.; LIMA, G.J.M.M.DE; MORES, N.; TRAMONTINI,
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SOBRE MANEJO E UTILIZAÇÃO DE DEJETOS SUÍNOS. Ponto Nova (MG). EPAMIG. Anais...1996.
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