UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE
CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E DA TERRA
INSTITUTO DE QUÍMICA
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM QUÍMICA
DESENVOLVENDO E GERENCIANDO COMPOSTAGEM DE RESÍDUOS
SÓLIDOS URBANOS: para geração de renda e repasse de tecnologia à acrevi.
Francisco Souto de Sousa Júnior
_______________________________________
Dissertação de Mestrado
Natal/RN, julho de 2011
Francisco Souto de Sousa Júnior
DESENVOLVENDO E GERENCIANDO COMPOSTAGEM DE RESÍDUOS
SÓLIDOS URBANOS: para geração de renda e repasse de tecnologia à acrevi.
Dissertação apresentada ao Programa de PósGraduação em Química da Universidade Federal
do Rio Grande do Norte, como parte dos
requisitos para obtenção do titulo de Mestre em
Química.
Orientadores: Profa. Dra. Fabiana R. Gonçalves e
Silva Hussein
Prof. Dr. Luiz Di Souza
NATAL, RN
2011
Divisão de Serviços Técnicos
Catalogação da Publicação na Fonte. UFRN / Biblioteca Setorial de Química
Sousa Júnior, Francisco Souto de.
Desenvolvendo e gerenciando compostagem de resíduos sólidos urbanos:
para geração de renda e repasse de tecnologia à acrevi / Francisco Souto de Sousa
Júnior. Natal, RN, 2011
113 f.
Orientadora: Fabiana R. Gonçalves e Silva Hussein
Co-Orientador: Luiz Di Souza
..
Dissertação (Mestrado em Química) - Universidade Federal do Rio Grande do Norte.
Centro de Ciências Exatas e da Terra. Programa de Pós-Graduação em Química.
1. Resíduos Orgânicos ± Dissertação. 2. Compostagem ± Dissertação. 3. Podas de
árvores ± Dissertação. 4. Relação carbono/nitrogênio ±Dissertação. 5.
Catadores/recicladores - Dissertação I. Hussein, Fabiana R. Gonçalves e Silva. II. DI
Souza, Luiz. III. Universidade Federal do Rio Grande do Norte. III. Título.
RN/UFRN/BSE- Química
CDU 628.4.042
Á meus pais, Francisco Souto e Maria do Socorro, por todo
incentivo e esforço diário para que eu conquistasse todos os
meus objetivos e sonhos.
A Josefa Avelino, por me ensinar a importância de aceitar e
conviver com as diferenças e incertezas.
Dedico.
AGRADECIMENTOS
Dirijo meu sincero agradecimento...
À Deus, por ter me dado a vida e ter me colocado entre pessoas tão especiais.
Aos catadores/recicladores da associação comunitária reciclando para a vida ACREVI, pela amizade e contribuição para o meu crescimento, pela confiança, empenho e
envolvimento neste trabalho.
A minha orientadora professora Dra. Fabiana R. Gonçalves e Silva Hussein pelos
ensinamentos, amizade e confiança que sempre demonstrou ter, contribuindo diretamente para
o meu crescimento e amadurecimento acadêmico.
Ao meu co-orientador professor Dr. Luiz Di Souza que sempre esteve ao meu lado
desde a graduação, sento responsável em grande parte por todas as conquistas que obtive,
através de seus ensinamentos, confiança e amizade.
Á minha família, pela felicidade que me proporciona, pelo carinho com que me trata,
pelas recordações inesquecíveis.
Ao meu pai, pelo apoio e defesa ferrenha, por entender minha correria, ansiedade e
desespero nos momentos difíceis. Por entender que, em certos momentos eu não poderia fazer
mais do que eu fiz.
A minha mãe, que, através de sua exigência despercebida, me fez perceber que eu
poderia ir além do que eu achava ser possível. Obrigado por tudo.
A todos os meus amigos que, distantes ou não, transmitiam pensamentos positivos e
me davam forças com as mais belas palavras de incentivo e carinho que se pode esperar. À
Albino Oliveira Nunes, um agradecimento todo especial, simplesmente por reunir tudo o que
um melhor amigo deve ter.
Ao professor Dr. Nildo da Silva Dias pela amizade e disponibilidade e, também, pelas
informações prestadas, durante a realização deste trabalho.
A professora Dra. Nedja Suely Fernandes pelas contribuições na qualificação deste
trabalho.
Ao professor Dr. Djalma Ribeiro da Silva pela disponibilidade no uso do ICP-OES.
À técnica de laboratório da UERN, Alzineide Maria Pereira de Lima pela amizade e
apoio na realização de parte das análises necessárias.
Ao técnico em artes visuais e design, Ivonaldo, do Centro de Estudos e Pesquisas do
Meio Ambiente e Desenvolvimento Regional do Semiárido, pela ajuda na produção da
cartilha.
À todos os professores do Programa de Pós-Graduação em Química pelo
conhecimento e apoio transmitidos.
À Universidade do Estado do Rio Grande do Norte, pela disponibilidade do carro para
coleta do material orgânico.
Ao Centro de análises de materiais e substâncias da Universidade Federal de
Pernambuco pela realização das análises de carbono e nitrogênio.
À Prefeitura Municipal de Mossoró e a CAPES por tornarem possível a
implementação e realização deste trabalho através de financiamento do projeto e bolsa de
estudo.
Se não houver frutos, valeu a beleza das flores...
Se não houver flores, valeu a sombra das folhas...
Se não houver folhas, valeu a intenção da semente.
Henfil
RESUMO
Durante décadas e ainda hoje no Brasil, assim como em muitos países do mundo a
deposição de resíduos orgânicos biodegradáveis em aterro foi uma prática muito comum, pois
a rápida decomposição e a liberação de odores destes resíduos dificultam a operacionalização
e aplicação de um sistema de reciclagem. Estes fatos incentivam à busca de medidas
eficientes para a gestão de resíduos orgânicos não só nas entidades oficiais responsáveis pela
gestão destes resíduos, mas também nas instituições não governamentais. A Associação
Comunitária Reciclando para a Vida – ACREVI, com o apoio da prefeitura municipal de
Mossoró, Brasil, tem assumido o papel social da coleta e reciclagem de resíduos sólidos
produzido por grande parte da população local. Porém, observou-se que os resíduos orgânicos
que ela coleta não estão recebendo qualquer tratamento. Nesse trabalho objetivou-se realizar a
compostagem com misturas de resíduos urbanos (resíduos verdes e orgânicos domiciliares),
fazer a análise química desse material, tendo em vista sua utilização como adubo orgânico, e
repassar o conhecimento produzido em linguagem bem simples e acessível a pessoas com
baixa escolaridade via produção de uma cartilha de compostagem. O experimento foi
realizado na ACREVI, Mossoró (RN) e o produto da compostagem foi obtido seguindo o
método “windrow”, formando três pilhas (I, II, III) com formato cônico, dimensões de 1,6
metros de altura e 2,0 metros de diâmetro para as pilhas I e II, e 1,0 metro de altura e 2,0
metros de diâmetro para a pilha III. O processo foi acompanhado através das análises:
elementar de CHN, variação de temperatura da pilha, grau de umidade, pH, NTK, densidade
aparente, metais pesados e nutrientes. Os compostos orgânicos estabilizados atingiram a
relação C/N de 10,4/1 na pilha I e 10,4/1 na pilha II, mostrando-se como bons condicionantes
de solo, apresentando potencial para melhorar as propriedades físicas de qualquer solo e o pH
de solos ácidos, já a pilha III apresentou no final do processo relação C/N 26/1, está alta
relação pode ser associada ao tamanho da pilha III, alterando desta forma as condições ideais
para ocorrência do processo. Os teores de metais pesados analisados nos compostos foram
inferiores aos estabelecidos pela instrução normativa SDA, Nº 27 de 05 de Junho de 2006. O
uso de podas de arvores e gramas, utilizadas na compostagem em pequena escala, ao mesmo
tempo em que gerou um composto de qualidade no produto final do processo, também criou
uma condição importante para um correto dimensionamento das pilhas de compostagem. Nas
condições estudadas não é aconselhável utilizar pilhas com altura de 1,00 m de altura e 2,00
m de diâmetro, pois estas não impedem a rápida dissipação de calor e assim não se consegue
um bom produto no final da compostagem. O processo de compostagem no galpão da
associação e a elaboração da cartilha viabilizou o desenvolvimento de uma tecnologia
alternativa de geração de renda para os associados da ACREVI.
Palavras-Chave: Compostagem. Resíduos
carbono/nitrogênio. Catadores/recicladores.
Orgânicos.
Podas
de
árvores.
Relação
ABSTRACT
Nowadays, as well as in the past decades, the dumping of biodegradable organic waste
in landfill is common practice in Brazil, as well as in most parts of the world. Nevertheless
due to its rapid decomposition and release of odors, this practice hamper’s the operation and
implementation of a recycling system. These facts encouraged our research to find an efficient
system for the management of organic waste, not only for the use of official workers
responsible for managing these wastes, but also for non-governmental institutions. The
Recycling for Life Community Association – ACREVI (Associação Comunitária Reciclando
para a Vida), together with the municipal authorities of Mossoró-RN, Brazil, have assumed
the social role of collecting and recycling solid waste produced by most of the local
population. However, it was observed that the organic waste it collected was not receiving
any treatment. This present work aims to make compost with mixed waste (green waste and
organic household), and then do chemical analysis of the material in view to use the waste as
organic fertilizer. The objective being: to share the knowledge acquired by putting it into a
very simple language accessible to people with little education. The experiment was
conducted at ACREVI, Mossoró (RN), and the compost was obtained following the method
"windrow", forming three cells (I, II, III) with conical shape, dimensions of 1.6 meters and 2.0
meters in diameter for cells I and II, and 1.0 meters high and 2.0 meters in diameter for cell
III. The process was accompanied by analysis: CHN elemental, a variation of cell
temperature, humidity, pH, TKN, bulk density, nutrients and heavy metals. Stabilized organic
compounds reached the C/N ratio of 10.4/1 cell I and 10.4/1 in the cell II in the cell, showing
how good soil conditions, with potential to improve the physical properties of any soil and pH
acid soils, has presented the cell III at the end of the process the C/N 26/1, is a high ratio may
be associated with the stack size III, thus changing the optimal conditions for the occurrence
of the process. The levels of heavy metals in the analyzed compounds were lower than those
established by the SDA normative instruction, Nº 27, of 5 June, 2006. The use of pruning
trees and grass are used in small-scale composting, while generating a quality compost in the
final process, it also created an important condition for a correct sizing of the composting
piles. Under the studied conditions it is not advisable to use cells with a height of 1.00 m in
height and 2.00 m in diameter, as these do not prevent the rapid dissipation of heat and thus
can not be a good product at the end of composting. The composting process in the shed of
the association and the preparation of the primer enabled the development of an alternative
technology to generate income for members of ACREVI.
Keywords:
Composting.
Collectors/recyclers.
Organic
waste.
Pruning
trees.
Carbon/nitrogen
ratio.
LISTA DE FIGURAS
Figura 1-
Material sendo separado em mesas no galpão da associação ACREVI....................
28
Figura 2-
Curva padrão de temperatura em ºC durante o processo de compostagem...............
39
Figura 3-
Membro da ACREVI medindo área do pátio onde foi feita a compostagem..
47
Figura 4-
Coleta do material orgânico domiciliar feita por membros da acrevi e usado na
compostagem em recipiente plástico de polietileno de alta densidade (PEAD) de 20
L.......................................................................................................................
Figura 5-
48
Material vegetal coletado pelo serviço de limpeza urbana de Mossoró e usados na
compostagem.......................................................................................................
48
Figura 6-
Trituração dos resíduos vegetais.....................................................................
49
Figura 7-
Montagem das pilhas de compostagem mostrando a sobreposição de resíduos
domiciares com os resíduos vegetais....................................................................
50
Figura 8-
Construção da pilha de compostagem.......................................................................
51
Figura 9-
Pilha de compostagem no tamanho desejado..............................................................
51
Figura 10- Amostras do material em estado inicial de decomposição na estufa para
estabilização de peso na determinação de umidade.........................................
53
Figura 11- Detalhe de amostra coletada e embalada para ser submetida as análises.........
54
Figura 12- Detalhe das amostras preparadas para análises de pH......................................
55
Figura 13- Reunião participativa com os associados para definição dos objetivos da
cartilha de compostagem..................................................................................
Figura 14-
63
Registro típico de precipitação e radiação nas 24h do dia, no mês de março
em Mossoró......................................................................................................
66
Figura 15- Registro típico de precipitação e radiação nas 24h dos dias, no mês de Abril
em Mossoró......................................................................................................
66
Figura 16- Registro de precipitação e radiação em 24h no mês de Maio em Mossoró.....
67
Figura 17-
67
Registro de precipitação e radiação em 24h no mês de junho em Mossoró....
Figura 18- Registro diário de vento e evapotranspiração no mês de março em Mossoró.. 69
Figura 19-
Registro diário de vento e evapotranspiração no mês de Abril em Mossoró.............
69
Figura 20- Registro diário de vento e evapotranspiração no mês de maio em Mossoró.... 70
Figura 21- Registro diário de vento e evapotranspiração no mês de junho em Mossoró..
Figura 22-
70
Variação da temperatura nas três pilhas durante o processo de
compostagem....................................................................................................
72
Figura 23- Estrutura orgânica: (A-Alifática; B-Aromática)...............................................
73
Figura 24- Variação da umidade nas três pilhas durante o processo de compostagem.....
75
Figura 25- Variação do pH nas três pilhas durante o processo de compostagem..............
79
Figura 26- Evolução de nitrogênio em relação ao tempo de compostagem....................... 80
Figura 27- Evolução da relação C/N nas três pilhas estudadas durante o período de
compostagem....................................................................................................
83
Figura 28- Composto, com aparência de pasta preta gordurosa indicando que esta
maturado..........................................................................................................
88
Figura 29- Bola de composto umedecido indicando o final do processo de maturação....
89
Figura 30- Tentativa de formar uma bolota com o composto da pilha III indicando que
o mesmo não estava maturado..........................................................................
89
Figura 31- Composto após aproximadamente 40 dias com coloração escura típica de
composto em maturação...................................................................................
91
LISTA DE TABELAS
Tabela 1-
Valores estabelecidos como parâmetros de controle para o composto
orgânico.........................................................................................................
Tabela 2-
42
Limites máximos de contaminantes (mg.Kg-1) admitidos em fertilizantes
orgânicos..........................................................................................................
107
Tabela 3-
Reagentes utilizados nas análises e seus respectivos fabricantes.................
45
Tabela 4-
Equipamentos utilizados...............................................................................
46
Tabela 5-
Condições de operação do ICP-OES............................................................
59
Tabela 6-
Condições de leitura das amostras por ICP-OES..........................................
60
Tabela 7-
Limites de detecção e quantificação das técnicas utilizadas na
determinação dos elementos propostos......................................................... 107
Tabela 8-
Disposição geral dos ensaios realizados..................................................................
65
Tabela 9-
Temperatura em ºC das pilhas I, II e III durante o mês de março 2010..................
108
Tabela 10-
Temperatura em ºC das pilhas I, II, III durante o mês de abril de 2010..................
108
Tabela 11-
Temperatura em ºC das pilhas I, II, III durante o mês de maio de 2010.................
109
Tabela 12-
Temperatura em ºC das pilhas I, II, III durante o mês de junho de 2010.....
110
Tabela 13-
Media da densidade aparente (g/cm3) da massa de compostagem das pilhas I, II e
Tabela 14Tabela 15-
III.......................................................................................................................
83
Concentrações de contaminantes químicos presentes nas pilhas I, II e III..............
85
-1
Concentração micro/macronutrientes em g. Kg no composto das pilhas I, II e
III......................................................................................................................
87
SIGLAS, ABREVIATURAS E SÍMBOLOS
ACREVI
Associação Comunitária Reciclando Para a Vida
ABNT
Associação Brasileira de Normas Técnicas
CEMAD
Centro de Estudo e Pesquisas do Meio Ambiente e Desenvolvimento Regional do Semiárido
ETo
Evapotranspiração
INMET
Instituto Nacional de Meteorologia
IBGE
Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística
LD
Limite de Detecção
LESA
Laboratório Nacional de Engenharia Sanitária e Ambiental
IN
Instrução Normativa
MO
Matéria Orgânica
NTK
Nitrogênio Total de Kjeldahl
PET
Politereflalato de Etileno
PEAD
Polietileno de Alta Densidade
PERSU
Plano Estratégico dos Resíduos Sólidos Urbanos
PDA
Programa de Desenvolvimento de Área
SH
Substâncias Húmicas
CO2
Dióxido de Carbono
CH4
Metano
C/N
Relação Carbono Nitrogênio
Cm
Centímetro
ppb
Parte Por Bilhão
t há-1
Tonelada por Hectare
SUMÁRIO
1
INTRODUÇÃO..................................................................................................
18
1.1
JUSTIFICATIVA......................................................................................................
19
1.2
OBJETIVOS........................................................................................................
22
1.2.1
Geral....................................................................................................................
22
1.2.2
Específicos...........................................................................................................
22
2
REVISÃO BIBLIOGRÁFICA..........................................................................
24
2.1
RESÍDUOS URBANOS............................................................................................
24
2.1.1
Problemática dos resíduos sólidos urbanos.....................................................
24
2.2
ORIGEM
E
ESTRUTURAÇÃO
DE
ASSOCIAÇÕES
DE
TRABALHADORES DE RECICLAGEM DE RESÍDUOS...............................
2.2.1
Acrevi................................................................................................................
26
27
2.3
CLASSIFICAÇÃO DOS RESÍDUOS SÓLIDOS URBANOS...........................
29
2.4
FONTES DE RESÍDUOS ORGÂNICOS...........................................................
30
2.4.1
Resíduos sólidos urbanos...................................................................................
30
2.4.2
Resíduos “verdes”..............................................................................................
31
2.4.3
Lodos de esgotos.................................................................................................
31
2.4.4
Resíduos provenientes de animais....................................................................
31
2.5
ADUBAÇÃO ORGÂNICA...............................................................................
32
2.5.1
Aspectos gerais..................................................................................................
32
2.6
COMPOSTAGEM DE LIXO URBANO......................................................................
33
2.6.1
Conceituação e aspectos gerais..........................................................................
33
2.7
MÉTODOS CONVENCIONAIS DE COMPOSTAGEM..................................
35
2.7.1
Compostagem pelo sistema “windrow”............................................................
35
2.7.2
Compostagem em leiras estáticas aeradas.......................................................
36
2.7.3
Compostagem em sistema reator......................................................................
36
2.8
PRINCIPAIS
VARIÁVEIS
DO
CONTROLE
DO
PROCESSO
DE
COMPOSTAGEM...............................................................................................
2.8.1
Umidade..............................................................................................................
37
37
2.8.2
Aeração................................................................................................................
37
2.8.3
Temperatura.......................................................................................................
38
2.8.4
pH........................................................................................................................
39
2.8.5
Relação carbono/nitrogênio (C/N)....................................................................
40
2.9
QUALIDADE DO COMPOSTO........................................................................
41
2.9.1
Legislação.............................................................................................................
41
2.10
ANÁLISE DO COMPOSTO...............................................................................
43
2.10.1 Técnicas utilizadas.............................................................................................
43
3
MATERIAIS E MÉTODOS..............................................................................
45
3.1
MATERIAIS........................................................................................................
45
3.1.1
Reagentes................................................................................................................
45
3.1.2
Vidrarias e equipamentos..................................................................................
45
3.1.3
Equipamentos.....................................................................................................
46
3.2
MÉTODOS..........................................................................................................
46
3.2.1
Local e Período da Realização do Estudo........................................................
46
3.2.2
Coleta do Material Orgânico............................................................................
47
3.2.3
Montagem e Caracterização das Pilhas Estudadas.........................................
49
3.2.4
Coleta das Amostras Para Análise....................................................................
52
3.3
MONITORAMENTO DAS PILHAS..................................................................
52
3.3.1
Monitoramento da temperatura.......................................................................
52
3.3.2
Monitoramento da umidade..............................................................................
52
3.3.3
Monitoramento do pH.......................................................................................
54
3.3.4
Nitrogênio Total de Kjeldahl (NTK).....................................................................
55
3.3.4.1 Digestão da amostra...........................................................................................
55
3.3.4.2 Destilação da amostra........................................................................................
56
3.3.4.3 Titulação do destilado........................................................................................
56
3.4
CALCULO DA RELAÇÃO CARBONO/NITROGÊNIO ..............................
57
3.5
DETERMINAÇÃO
DE
MACRO,
MICRONUTRIENTES
E
CONTAMINANTES..........................................................................................
3.5.1
Digestão seca.......................................................................................................
58
58
3.5.1.1 Procedimento experimental...............................................................................
59
3.5.1.2 Determinação de Zn, P, Mn, K, Fe, Se, Cd, Pb, Cr, Ni, B e Cu.....................
59
3.6
DETERMINAÇÃO DA DENSIDADE APARENTE.........................................
60
3.7
MATURAÇÃO OU CURA.................................................................................
61
3.8
PRODUÇÃO DA CARTILHA DE COMPOSTAGEM......................................
62
4
RESULTADOS E DISCUSSÃO.......................................................................
65
4.1
CONDIÇÕES CLIMÁTICAS DURANTE O EXPERIMENTO...............................
65
4.2
MONITORAMENTO DA TEMPERATURA ....................................................
71
4.3
MONITORAMENTO DA UMIDADE...............................................................
74
4.4
MONITORAMENTO DO PH............................................................................
77
4.5
NITROGÊNIO TOTAL DE KJELDAHL..........................................................
79
4.6
RELAÇÃO CARBONO/NITROGÊNIO ...............................................................
81
4.7
DENSIDADE APARENTE ..............................................................................
83
4.8
CONTAMINANTES QUÍMICOS....................................................................
85
4.9
MICRONUTRIENTES E MACRONUTRIENTES: FE, MN, B, P, K ............
86
4.10
MATURAÇÃO OU CURA................................................................................
87
4.10.1 Teste do frasco invertido....................................................................................
87
4.10.2 Teste da mão.......................................................................................................
88
4.10.3 Teste da Bolota...................................................................................................
88
4.10.4 Teste da presença de suspensão coloidal..........................................................
89
4.11
OBSERVAÇÕES VISUAIS................................................................................
90
4.12
CARTILHA DE COMPOSTAGEM....................................................................
92
5
CONCLUSÕES..................................................................................................
93
6
SUGESTÕES PARA FUTUROS TRABALHOS..................................................
95
REFERÊNCIAS...............................................................................................................
96
APÊNDICES A................................................................................................................
107
APÊNDICES B.................................................................................................................
108
ANEXO I..........................................................................................................................
111
18
1 INTRODUÇÃO
Durante décadas, a deposição de resíduos orgânicos biodegradáveis em aterro foi uma
prática muito comum, pois a rápida decomposição e a liberação de odores destes resíduos
dificultam a operacionalização e aplicação de um sistema de reciclagem[1].
O grande
problema ambiental da deposição destes resíduos em aterros consiste na emissão de gases
poluentes (CO2 e CH4) que contribuem para o aumento do efeito estufa, agravando os
problemas de aquecimento global já documentado. Além disso, a elevada carga orgânica do
chorume, produzido no processo de decomposição, pode ser facilmente lixiviado e contaminar
os cursos de água subterrâneas e superficiais. Outro fator importante é o grande volume que
estes resíduos biodegradáveis ocupam o que diminui o espaço disponível dos aterros e,
portanto, a sua vida útil, necessitando de mais áreas para os mesmos[2].
Estes fatos levam à busca de medidas alternativas para a gestão de resíduos orgânicos, não
só nas entidades oficiais responsáveis pela gestão destes resíduos, mas também nas
instituições não governamentais e coletivas (grupos associados, cooperativas e empresas) que
baseiam suas operações no processo de coleta, separação, reuso e ou reciclagem de materiais.
Resíduos orgânicos provenientes de atividades humanas, dejetos de animais, restos de
agricultura
e
de
estabelecimentos
comerciais
e
industriais,
com
alto
grau
de
biodegradabilidade, podem ser destinados a unidades de compostagem, onde alguns riscos
potenciais desses resíduos são praticamente eliminados, tais como: odores, contaminação
patogênica e ocupação de grandes áreas de disposição.
Neste aspecto, a compostagem tem se apresentado como forma eficiente de reciclar os
resíduos de animais e vegetais. Adicionalmente, este processo é um sistema de baixo custo
para a transformação de resíduos orgânicos em compostos que podem ter alto valor
nutricional para a produção vegetal[3] e por isto agregam valor econômico ao resíduo.
As características físico-químicas e biológicas de resíduos orgânicos são bastante
diversificadas. A quantidade e a qualidade variam de acordo com a origem do resíduo; assim
é necessário o conhecimento das características de cada resíduo, para a tomada de decisão
quanto ao método mais apropriado de reaproveitamento da matéria orgânica, seja na forma
aeróbica ou anaeróbica. Ambos os tratamentos são realizados por fenômenos de
decomposição da matéria orgânica, na ausência de oxigênio em condições anaeróbica, ou em
presença de oxigênio sob condições aeróbica[4].
A compostagem é geralmente aplicada a resíduos sólidos provenientes de diversas fontes,
tais como: resíduos sólidos urbanos e resíduos sólidos agroindustriais. Os fatores mais
19
importantes que influenciam a degradação da matéria orgânica são a aeração[5], os nutrientes e
a umidade[1]. A temperatura também é um fator importante, principalmente no que diz
respeito à rapidez do processo de biodegradação e a eliminação de patógenos[6]. Um dos
métodos de compostagem bastante utilizado é o Windrow, desenvolvido no Laboratório de
Engenharia Sanitária e Ambiental (LESA) da Universidade Federal de Viçosa (UFV). Ele é
um processo de baixo custo e flexibilidade operacional[5] que usa a técnica de confecção de
pilhas de resíduos com formato cônico[7].
No município de Mossoró, RN, a Associação Comunitária Reciclando para a Vida
(ACREVI), com o apoio da prefeitura municipal, tem assumido o papel social da coleta e
reciclagem de resíduos sólidos produzido por grande parte da população local. Porém, tem-se
observado que os resíduos orgânicos não estão recebendo qualquer tratamento ou destinação
adequada, sendo os terrenos baldios e os aterros os principais destinos para as suas
deposições[8].
Uma analise do problema indicou[8] que a ausência de políticas públicas locais, aliada a
falta de conhecimento técnico dos catadores/recicladores da ACREVI sobre as principais
técnicas de gerenciamentos dos resíduos orgânicos, bem como a sua importância ambiental e
econômica, faz com que esta situação permaneça inalterada. Deste modo, surge à necessidade
da realização de uma pesquisa-ação na ACREVI, com a finalidade de transformar os resíduos
orgânicos, em compostagem, visando o seu aproveitamento como adubo para a produção
vegetal.
Em se comprovando a viabilidade técnica da utilização dos resíduos orgânicos, para a
produção de compostos destinados à adubação vegetal, pode ser possível viabilizar a
produção de composto orgânico processados na associação. Em se comprovando também
viabilidade econômica e ambiental, ter-se-ia disponível uma alternativa de geração de renda
para os associados da ACREVI, além do beneficio do melhor gerenciamento dos resíduos
orgânicos para o município de Mossoró, melhorando a qualidade de vida da população.
1.1
JUSTIFICATIVA
Um dos maiores desafios que o mundo encontra na busca por um ambiente sustentável
é o adequado gerenciamento dos resíduos que produz. Uma grande parcela das cidades
brasileiras não possui métodos de disposição adequados para os seus resíduos sólidos e
líquido principalmente, depositando-os em “lixões” ou aterros sanitários controlados. Do
20
total do lixo urbano, 60 % são formados por resíduos orgânicos, os quais são fonte de
expressiva degradação ambiental[9]. Neste cenário, os resíduos orgânicos constituem-se
numa grande fonte de impactos ambientais, pois produz o chorume na sua decomposição,
que em contato com pilhas, baterias, medicamentos vencidos e outros componentes tóxicos,
carreiam uma grande quantidade de microrganismos, metais pesados e outros constituintes
danosos para o meio ambiente[10].
Perante esta situação e à maior racionalização do desenvolvimento, as soluções
apontadas como preferenciais para o problema dos resíduos sólidos orgânicos está
fundamentada segundo Lobato[11], na reciclagem através da compostagem e na valorização
energética através da incineração com reaproveitamento de energia. A incineração, apesar
das vantagens que tem na redução drástica do volume de resíduos destinados a aterros e do
reaproveitamento energético, apresenta inconvenientes que se mostram cada vez maiores
nos países desenvolvidos que optaram por esta solução há alguns anos atrás, como a
poluição que provoca com emissões de dioxinas e metais pesados para a atmosfera, bem
como os elevados custos de investimentos e operação que apresenta.
Por outro lado, é inegável que a fração orgânica continua a ser a de maior expressão no
conjunto dos resíduos produzidos, necessitando de um tratamento adequado. Neste
contexto, a compostagem constitui a solução apropriada por permitir redução de custos com
tratamentos por aterro, bem como pelo fato de produzir um condicionador e fertilizante
com valor na recuperação de solos com baixos teores de matéria orgânica e nutrientes. O
processo de compostagem mais usual, a partir de lixo orgânico urbano é o “Windrow”, por
ser um processo relativamente simples e de baixo custo[12]. A utilização da compostagem
mostra-se de extrema necessidade em um mundo que busca uma sustentabilidade social,
econômica e principalmente ambiental, razão da necessidade de pesquisas científicas, no
intuito de aperfeiçoar e expandir esta prática.
Medidas vêm sendo adotadas para a redução e reutilização de resíduos orgânicos, como
por exemplo, o Plano Estratégico dos Resíduos Sólidos Urbanos (PERSU II) que desde 2007
estabelece metas para prevenção e redução da deposição de resíduos urbanos biodegradáveis
em aterros, utilizando, para isso, unidades de digestão anaeróbica, compostagem, tratamento
mecânico e biológico. Essas metas são previstas para continuarem até 2016[13]. Além disso, a
compostagem de resíduos orgânicos urbanos atende aos preceitos estabelecidos na legislação
ambiental da maioria dos países, como por exemplo, a Diretriz da Comunidade Comum
Européia sobre disposição de resíduos[14].
21
O composto de resíduos sólidos urbano para ser utilizado de maneira segura e eficiente
deve ser corretamente estabilizado. Uma das principais preocupações quanto ao uso destes
compostos, para fins agrícolas, é a elevada concentração de metais pesados que podem
conter, os quais podem contaminar solos, plantas e recursos hídricos. A sua presença no
composto está relacionada com a origem da matéria-prima usada[15], existindo consenso no
meio científico que os resíduos urbanos com origem na coleta seletiva produzem composto
com menores cargas de metais pesados em relação aos resíduos misturados. Epstein et al.[16]
argumentam que não existe evidência de que qualquer uma das formas de coleta represente
risco para o meio ambiente, com ambas necessitando de pesquisas
no sentido de
caracterização química do composto, a fim de verificar o grau de periculosidade que pode
oferecer ao ambiente, e em particular aos seres humanos, quando usado para fins agrícolas.
Os motivos que fazem com que uma pessoa pare durante alguns instantes de sua
vida, para pensar sobre um determinado assunto são os mais variados. Porém, pode-se
considerar que a motivação para que alguém pense mais profundamente sobre uma situação
e deseje modificar uma realidade, empenhando esforços nesse sentido, é a vontade resultante
de um longo processo de observação e interpretações pessoais do mundo. Um objeto de
pesquisa pode ser resultante desse longo processo, das vivências enquanto estudante e
enquanto pessoa. Esse é o caso em que se enquadra o autor desse trabalho.
Ao ingressar no curso de Licenciatura em Química da Universidade do Estado do
Rio Grande do Norte (UERN), participei de uma oficina de reciclagem de plásticos. Como
sempre gostei de experiências vividas e não somente teóricas, fiz contato com o professor
que tinha ministrado a oficina, e ele falou sobre um projeto que estava sendo desenvolvido
por uma equipe interdisciplinar da UERN junto a uma associação de catadores/recicladores.
Feito o contato, o professor me convidou para participar do projeto reciclando para a vida,
que tinha como objetivo prestar apoio e assessoramento técnico e educacional para a
melhoria das atividades realizadas pela ACREVI referentes à coleta, separação, reutilização
e reciclagem de lixo, buscando a sustentabilidade e melhoria da qualidade de vida dos
associados e da comunidade.
O professor orientou-me junto com um colega de sala a montar uma oficina para os
catadores/recicladores, cujo objetivo principal foi a identificação dos diferentes tipos de
plásticos. Fiz contato com a presidente da associação, para marcarmos o dia que seria
ministrado à oficina e em seguida conhecer a estrutura da associação.
Chegou o tão esperado dia, chegamos, montamos o projetor de imagens, dividimos os
associados em grupos e iniciamos à oficina. Eu observava tudo e tudo era novidade. Quando
22
pedimos para os associados falarem sobre as dificuldades encontradas em seu trabalho, fiquei
assustado; eu não acreditava no que estava ouvindo. Dentre varias dificuldades citadas, os
associados reclamavam de não terem nenhuma capacitação para trabalhar com os resíduos
sólidos orgânicos. Comecei a conversar, percebendo muita receptividade por parte dos
associados que ali se encontravam. Fiz algumas fotos, anotei algumas falas e visitei o
ambiente. Esta oficina possibilitou repassar aos associados informações sobre os diferentes
tipos de plásticos através da simbologia, além de, sensibiliza-los sobre os problemas
ambientais ocasionado pelos plásticos e como esses problemas poderiam ser minimizados por
meios de ações concretas. Assim cada associado foi se tornando um agente de educação
ambiental tornando o projeto um processo formativo, interativo e participativo[8].
Meu contato com os catadores/recicladores principalmente com a presidente da
associação fez nascer o interesse pelas causas sociais e ambientais, levando-me a buscar
formas de contribuir com os associados da ACREVI.
O tempo passou, formei-me, e ao passar na seleção de mestrado da Universidade
Federal do Rio Grande do Norte, vi a oportunidade de fazer um projeto para trabalhar junto
aos catadores/recicladores da ACREVI uma proposta de compostagem, tendo em vista sua
utilização como substrato e geração de renda. A proposta foi aceita pela orientadora que
acrescentou a mesma uma perspectiva educacional, via produção de uma cartilha de
compostagem que repassa-se os conhecimentos produzidos na pesquisa aos associados da
ACREVI.
1.2
OBJETIVOS
1.2.1 Geral
Realizar a compostagem com misturas de resíduos orgânicos (resíduos verdes e
orgânicos domiciliar), fazer a análise química desse material tendo em vista sua utilização
como adubo orgânico e repassar o conhecimento produzido via produção de uma cartilha de
compostagem.
1.2.2
•
Específicos
Realizar a compostagem, em pequena escala na associação comunitária reciclando
para a vida;
23
•
Analisar o processo de compostagem em pequena escala, através do monitoramento da
umidade, pH e temperatura;
•
Analisar a qualidade do adubo via determinação da razão C/N;
•
Determinar a concentração dos contaminantes químicos: Zn, Se, Cd, Pb, Cr, Ni e Cu;
•
Determinar a concentração dos micronutrientes: Fe, Mn, B;
•
Determinar a concentração dos macronutrientes: P e K;
•
Elaborar uma cartilha, que ao repassar o conhecimento produzido na pesquisa,
contribua tanto para o desenvolvimento intelectual dos catadores/recicladores, quanto
para subsidiá-los no trabalho de compostagem.
24
2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
Na presente revisão bibliográfica serão apresentados os principais temas relacionados à
geração e destinação dos resíduos sólidos urbanos, os processos de compostagem e os
benefícios do composto orgânico como substrato.
2.1
RESÍDUOS URBANOS
No decreto-Lei nº 178/2006, de 5 de Setembro, são definidos resíduos urbanos, como
“resíduos provenientes de habitações bem como outros resíduos que pela sua natureza e
composição, seja semelhante aos resíduos provenientes das habitações”.
2.1.1 Problemática dos resíduos sólidos urbanos
O modelo capitalista de desenvolvimento que busca transformar todos os recursos
naturais em fontes de lucro, gera problemas e graves conseqüências sócio-ambientais, como
aumento de resíduos, poluição da água e do ar, doenças, exclusão social etc. Recentemente, os
resultados somados destes problemas e suas conseqüências sobre o mundo, apontam a
possibilidade de várias catástrofes, ganhando destaque na mídia sob o nome de aquecimento
global e virando sinônimo de preocupação de todos os Governos dos países desenvolvidos.
Solucionar estes problemas dentro dos limites impostos pelo sistema capitalista são
desafios constantes, atuais e de vital importância para as gerações do presente e garantia de
um futuro melhor para as gerações futuras, sendo ponto importante nas modernas teorias e
conceitos de desenvolvimento sustentável.
Até poucas décadas, mesmos nos grandes centros urbanos, o lixo se constituía
basicamente de restos de alimentos. Com o crescimento acelerado das metrópoles e do
consumo de produtos industrializados e com o surgimento dos produtos descartáveis, os
resíduos sólidos aumentaram excessivamente e se diversificaram. Atualmente, para se ter uma
dimensão do problema gerado apenas pelos resíduos sólidos, se considerarmos que cada
pessoa gera em média 0,5 Kg de lixo por dia[17] os 5,6 bilhões de habitantes do mundo,
produzem a espantosa cifra de 2,8 bilhões de quilos de resíduos sólidos diariamente. A esse
respeito, Scarlato[18] previne que, por mais contraditório que possa parecer, o homem vem
introduzindo em seu hábitat uma espécie competidora: o lixo, resíduos da civilização.
25
De acordo com IBGE[9], no Brasil apenas 30,30% das unidades de disposição final de
resíduos no Brasil são formas sanitariamente adequadas de tratamento de resíduos.
Os aterros sanitários é a forma mais utilizada de disposição final dos resíduos sólidos
nas pequenas comunidades; esse método é aceito como sendo de grande aplicabilidade devido
à facilidade operacional e pequenos custos, quando comparado com outras técnicas de
disposição de resíduos urbanos. Igualmente, todas as técnicas tradicionais de gerenciamento
necessitam complementarmente do aterro sanitário, na medida em que aproximadamente 30%
dos materiais devem ser depositados em aterro sanitário (cinzas e escórias no caso da
incineração e materiais não reaproveitados no processo de compostagem).
Uma das principais formas de reduzir a quantidade de resíduos sólidos produzidos por
uma comunidade, bem como descartá-los corretamente é por meio da educação ambiental da
comunidade local[19],[20]. Adotar a reciclagem significa assumir um novo compromisso diante
do ambiente, conservando-o o máximo possível. Como proposta de educação ambiental, a
reciclagem ensina a população não desperdiçar, mas a ver o lixo como algo que pode ser útil e
não como ameaça[18].
A necessidade e a importância da reciclagem dos resíduos sólidos advêm de um
conjunto de fatores, sendo que a obtenção da matéria-prima constitui o principal fator de
economia. Em seguida tem-se a economia com a redução dos consumos de energia elétrica e
de água. Atualmente, o volume de matéria-prima recuperada pela reciclagem dos resíduos
está muito abaixo das necessidades da indústria, embora haja uma tendência de crescimento.
Mais do que uma forma de responder ao aumento da demanda industrial por matérias-primas,
a reciclagem é uma forma de reintroduzir o lixo no processo industrial.
A implantação da coleta seletiva em pequenas comunidades, não é tão difícil, desde que
haja interesse por parte da municipalidade e a colaboração maciça dos professores e alunos,
iniciando o trabalho nas escolas e levando-o depois aos domicílios que é a base fundamental
da coleta seletiva. O objetivo da coleta seletiva é a proteção ambiental e a utilização dos bens
renováveis. O ideal é que a separação do lixo seja feita na fonte produtora, ou seja, no
domicílio, na fábrica, no comércio ou na escola. O trabalho inicial depende da
conscientização da comunidade o que, por sua vez, dependerá significativamente de equipes
de educadores ambientais e sanitaristas, inclusive com visitas domiciliares e intensivos
ensinamentos nas escolas de ensinos fundamental e médio.
A coleta seletiva é uma etapa prévia ao processo de reciclagem, insere-se com
relevância estratégica no novo momento da economia mundial, caracterizado pelo respeito ao
26
meio ambiente, pela participação da população e pela proposição de políticas de
desenvolvimento sustentável.
2.2
ORIGEM E ESTRUTURAÇÃO DE ASSOCIAÇÕES DE TRABALHADORES DE
RECICLAGEM DE RESÍDUOS
A atividade de separar e catar lixo nas cidades apresenta-se como uma forma de
ocupação antiga e conhecida: coletando resíduos diretamente da rua, em monturos, em
“lixões” – nos locais aonde estes ainda subsistem, os catadores informais atuam em condições
de trabalho extremamente, insalubres, precárias e desagregadas. Carregando até 200 Kg de
material, em cada viagem, seu rendimento depende em grande parte do tipo e da quantidade
de lixo urbano, variável conforme o tamanho de cada cidade e a época do ano. O material
reciclável recolhido por eles, principalmente papel; papelão e alumínio, é repassado a
sucateiros e geralmente os resíduos orgânicos domiciliares serve como alimento[21].
Entretanto uma alternativa para a absorção dessas pessoas, em uma perspectiva que se
aproxima da idéia de economia solidária, tem sido a geração de postos de trabalho através da
criação de associações de catadores/recicladores de resíduos sólidos. A recuperação de
resíduos assume uma importância considerável como possibilidade de ocupação para
populações excluídas em países em desenvolvimento, havendo, dentre outros, estudos e
relatos sobre casos de associações de catadores/recicladores na Índia, conforme Grimgerg[22],
cerca de 6.500 trabalhadores se beneficiam dessa atividade neste país.
De acordo com Martins[23], em todo o mundo o crescimento da quantidade de resíduos
sólidos tem suscitado debates técnicos e políticos, com tentativas diversas de minimização do
problema. As possíveis soluções, propostas, para os problemas gerados pelo lixo vão das mais
simples e condenáveis, como a deposição a céu aberto, até as mais complexas e discutíveis do
ponto de vista ambiental, como a incineração, passando pela deposição em aterros sanitários,
reciclagem e reaproveitamento.
Em países em desenvolvimento, como o Brasil, essa situação se conjuga com a
existência de setores excluídos da população que literalmente “vivem” do e, em alguns casos,
no lixo[24]. Assim, para enfrentar esta situação no contexto social de nosso país, surgem
iniciativas individuais (catadores de lixo), Coletivas (grupos associados, cooperativas e
empresas) que baseiam suas operações no processo de coleta, separação, reuso e ou
reciclagem destes materiais. Isto, além de contribuir para minimizar os problemas ambientais,
27
gera trabalho e renda através da comercialização direta dos resíduos obtidos ou via
reaproveitamento dos mesmos para a produção de novos produtos de maior valor agregado.
2.2.1 Acrevi
No Brasil, a intervenção do estado enquanto gestor ambiental tornou-se mais
estruturada e enfática a partir da década de 80, quando novos instrumentos de monitoramento
e controle ambiental começaram a ser implantados em função do ativismo ecológico e da
pressão de agências internacionais financiadoras de projetos no pais[24]. Os municípios
assumiram a responsabilidade das tarefas de planejamento e gestão ambiental[25], em
atendimento a determinações contidas na constituição de 1988 e na lei orgânica do município,
apesar de muitos municípios não disporem da estrutura adequada para o cumprimento dessas
funções[26]. Deste modo, a questão da destinação final do lixo é entendida como um dos
grandes desafios para as gestões locais[27].
No município de Mossoró, RN, a associação comunitária reciclando para a vida –
ACREVI, com o apoio da prefeitura municipal, tem assumido o papel social da coleta e
reciclagem de resíduos sólidos produzidos por grande parte da população local.
Segundo relato da presidente da ACREVI, a criação desta associação foi marcada por
momentos de grandes incertezas, angústias e, principalmente, receio por parte das mulheres
de estar se inserido na atividade de catadores/recicladores. No entanto têm-se observado
transformações sócio-ambientais na vida dos associados, que estão conseguindo autonomia
financeira e aumento da auto-estima a partir do enfrentamento às adversidades via
organização em associação comunitária[28].
Na declaração de Josefa fundadora da associação: a ACREVI surgiu por uma
necessidade de geração de emprego e renda e educação ambiental na comunidade nova vida
no município de Mossoró – RN.
No início, a associação não tinha local adequado para armazenar o lixo coletado e o
mesmo era levado para a casa de Josefa, depois a Prefeitura Municipal de Mossoró alugou um
pequeno galpão e disponibilizou alguns equipamentos para o serviço. Depois, firmou-se
parcerias com organizações sociais como a Universidade do Estado do Rio Grande do Norte,
o Programa de Desenvolvimento de Área (PDA) “Margarida Alves” e o Centro Feminista 8
de Março, que foram significativas para a consolidação da associação e a ampliação de sua
base de sustentação política e social.
28
O trabalho no galpão é organizado de maneira simples, tendo-se a recepção do material
coletado como a primeira etapa da rotina. O lixo trazido pelos caminhões da prefeitura
Municipal de Mossoró é descarregado por associados e depositados em grandes sacos,
posicionados em uma das laterais internas do galpão, o que dá início ao processo de triagem:
os sacos são, então, abertos, e o lixo passa a ser separado em mesas (Figura 1). Ao lado dos
trabalhadores que separam os materiais, estão dispostas grandes “bombonas” (tonéis), onde os
materiais são colocados de acordo com uma classificação usual – garrafas plásticas do tipo
PET, polipropilenos ou outros, vidros, etc. Na etapa seguinte, os materiais são segregados e
colocados em “grandes sacolas”, onde é armazenado para posterior pesagem, procedimento
que já os deixam pronto para a comercialização.
Outras tarefas usuais são aquelas de limpeza e varrição dos espaços internos e externos
do galpão, pequenas compras, reparos e atividades concernentes à supervisão, à administração
e à contabilidade, além de contatos com os compradores e empresas parceiras da associação.
Figura 1- Material sendo separado em mesas no galpão da associação acrevi
Fonte: Própria
Do material que é coletado pela associação, através de sua coleta seletiva, as garrafas
PET, são utilizadas na confecção das vassouras ecológicas. O papel Branco e os jornais são
reciclados por processo artesanal no ateliê de papel, transformando-se em cartões, pastas,
29
blocos de anotações e peças de decoração[28]. Estas atividades implantadas com a orientação
das entidades parceiras agregam valor ao material e tem contribuído para aumentar a renda
dos associados.
Esta Associação tornou-se um exemplo de sucesso no gerenciamento dos resíduos
sólidos com base em princípios de sustentabilidade e da economia solidária, ou seja, em
relações igualitárias de gênero, a qual vem ganhando apoio e credibilidade junto à sociedade
local[8].
2.3
CLASSIFICAÇÃO DOS RESÍDUOS SÓLIDOS URBANOS
De acordo com as normas da ABNT[29], os resíduos são classificados como:
Resíduos de Classe I – perigosos, são estes os resíduos que requerem a maior atenção por
parte do administrador, uma vez que os acidentes mais graves e de maior impacto ambiental
são causados por esta classe de resíduos. Estes resíduos podem ser condicionados,
armazenados temporariamente, incinerados, ou dispostos em aterros sanitários especialmente
desenhados para receber resíduos perigosos. Como exemplos de resíduos que está nesta
classificação têm os gerados em Indústrias, no serviço de saúde, na agricultura e em portos,
aeroportos e terminais ferroviários.
Resíduos de Classe II-A – não-inertes: resíduos sólidos que não se enquadram na classe I ou
na classe II B. Estes resíduos podem ter propriedades tais como: combustibilidade,
biodegradabilidade ou solubilidade em água. São basicamente os resíduos com as
características do lixo doméstico.
Resíduos de Classe II-B – inertes, podem ser dispostos em aterros sanitários ou reciclados.
Estão nesta classificação, por exemplo, os entulhos de demolição e pedras retiradas de
escavações.
Segundo Vilhena[30], denomina-se lixo os restos das atividades humanas, considerados
pelos geradores como inúteis, indesejáveis ou descartáveis; normalmente, apresentam-se sob
o estado sólido, semi-sólido ou semi-líquido (com conteúdo líquido insuficiente para que este
possa fluir livremente). Várias são as maneiras de classificação do lixo: pela natureza física
(seco ou molhado); pela sua composição química (orgânico ou inorgânico); pelos riscos
potenciais ao meio ambiente (perigoso, não inerte ou inerte); e pela sua origem (domiciliar,
comercial, público, serviços de saúde e hospitalar, portos, aeroportos e terminais rodoviários e
ferroviários, industrial, agrícola ou entulho)[31].
30
2.4
FONTES DE RESÍDUOS ORGÂNICOS
Os resíduos orgânicos segundo Sharma et.al.[32] podem ser classificados em duas
categorias, como resíduos agro-industriais e derivados de áreas urbanas. Dentre estes os
principais grupos são os dejetos de animais, os restos de colheita, os restos de frutas e
vegetais, a biomassa aquática, os restos de peixe e similares, os resíduos industriais e os
resíduos de habitação humana, entre outros listados abaixo:
1 – Resíduos de agricultura: esterco e urina de animais, casca de arroz, bagaços e outros
resíduos de cereais.
2 - Resíduos urbanos: fração orgânica do resíduo sólido domiciliar, lodos de tratamento de
esgotos, resíduos vegetais (podas de árvores e gramas).
3 - Resíduos do processo de madeira: serragem, cavacos e cascas de madeira.
4 – Outros resíduos industriais: resíduos de fermentação, resíduos de indústria do papel e
celulose.
5 – Outros resíduos locais e especiais: casca de coco, bagaços, ervas de chás.
6 – Resíduos humanos de habitação: fezes e urina.
7 – Biomassa aquática: macrófitas.
2.4.1 Resíduos sólidos urbanos
Segundo Sharma et al.[32] os resíduos sólidos urbanos podem ser divididos em três
categorias: Matéria orgânica facilmente decomposta (restos de alimentos e similares), matéria
orgânica de difícil biodegradabilidade (madeira galhos verdes, papel e papelão não
plastificado) e materiais inertes (plásticos, vidros, metais e outros sintéticos).
Há um elevado potencial para o reaproveitamento desses resíduos sólidos urbanos,
provenientes de diversas fontes, tais como estabelecimentos comerciais, industriais e feiras,
entre outros. A seleção dos resíduos e métodos deve levar em consideração os seguintes
aspectos: a proteção ambiental, o gerenciamento do processo a comercialização dos
subprodutos e a sustentabilidade da solução adotada[32].
31
2.4.2 Resíduos “verdes”
Os resíduos sólidos verdes, caracterizados nesse contexto, são aqueles provenientes
das práticas de podas urbanas e de sobras de produtos hortifrutigranjeiros e representam uma
considerável fração dos resíduos orgânicos gerados em um município. Estes resíduos,
principalmente os de podas, apesar de sua grande concentração de lignina são biodegradáveis
sendo classificados pelas normas da ABNT[29] como resíduos classe II A – não inertes.
Um composto de excelente qualidade pode ser obtido na compostagem dos chamados
resíduos verdes provenientes de coletas especiais, contendo restos de frutas, verduras e
principalmente materiais resultante da limpeza de jardins, como gramas, folhas e galhos.
Entre as fontes principais destes resíduos estão às indústrias de alimentos, os supermercados,
as feiras e os serviços de limpeza de áreas verdes. A presença de contaminantes químicos é
evitada pela adequada segregação na origem. A característica principal dos resíduos
provenientes das podas é a alta relação C/N[32].
2.4.3 Lodos de esgotos
Lodos são produtos resultantes do tratamento biológico de esgotos provenientes de
áreas residenciais, indústrias alimentares, indústrias de papel e outras[32].
Fatores como alta umidade, baixa relação C/N e granulométria muito fina dos lodos de
esgotos dificultam a compostagem deste resíduo isoladamente; portanto é necessário agregar
resíduos estruturantes que possuam baixa umidade, maior granulometria e alta relação C/N. A
compostagem de lodos com outros resíduos estruturantes permitirá que o processo
desenvolva-se com maior eficiência. A adição de materiais de maior granulometria facilitará a
aeração e ajustes de umidade e nutrientes[32].
2.4.4 Resíduos provenientes de animais
As agroindústrias, por processarem diferentes produtos de origem animal, geram os
mais variados resíduos, os quais podem ser submetidos ao processo de compostagem. Esta
prática vem sendo utilizada por vários setores agroindustriais comprovando a eficiência do
processo[25],[33].
Os pequenos frigoríficos e abatedouros se enquadram como agroindústrias em razão de
processarem produtos de origem animal, em cujos resíduos são encontrados vísceras de
32
animais abatidos, pedaços de carne sem valor comercial, sebo, sangue e outros materiais,
todos passíveis de tratamento biológico através da compostagem[33]. Nesses estabelecimentos,
geralmente localizados no meio rural, tal matéria prima, após receber tratamento pela
compostagem fornece como subproduto, o composto orgânico, o qual por sua vez pode ser
utilizado como fonte de nutrientes para a produção de grãos no local ou então,
comercializada, constituindo-se em fonte direta de renda ao produtor. A compostagem é um
sistema eficiente no tratamento de resíduos de animais provenientes de frigoríficos e
pequenos abatedouros[34].
2.5
ADUBAÇÃO ORGÂNICA
2.5.1 Aspectos gerais
Devido ao crescimento populacional e a crise de alimentos no mundo, o manejo
intensivo do solo, e o aumento do uso de água, pesticidas e fertilizantes tornaram-se práticas
comuns para elevar a produção agrícola[35]. Segundo Araújo[36], a utilização massiva dessas
práticas tem ocasionado perda da matéria orgânica do solo, erosão e contaminação das águas
subterrâneas, constituindo um modelo de produção insustentável, altamente dependente de
insumos externos à unidade de produção; necessitando de uma mudança de estratégia visando
se atingir uma agricultura com base no uso racional do solo e no aproveitamento de fontes
alternativas dos recursos hídricos e insumos agrícolas.
Deste modo, tornam-se necessários o desenvolvimento de técnicas de manejo em
sistemas de produção que permitam a redução de insumos agrícolas. A adubação orgânica é
uma das práticas mais características para conservar o solo em um sistema agrícola
sustentável. Ao contrário, o uso indiscriminado de fertilizantes minerais pode causar sérios
danos ao ambiente e provocar escassez precoce de muitas reservas naturais de alguns
elementos essenciais à agricultura, fato este que deu origem a muitos estudos e aplicações
práticas, com o intuito de diminuir ou substituir os fertilizantes minerais por fertilizantes
orgânicos[37].
Além da contaminação ao meio ambiente, os fertilizantes químicos alteram a
composição química dos vegetais e, conseqüentemente, sua qualidade biológica[38]; já com o
uso da adubação orgânica é capaz de ter uma absorção de nutrientes lenta, essa é
disponibilizada a planta à medida que acontece a demanda de alimento, enquanto os
33
fertilizantes solúveis podem promover desequilíbrio na proporção dos nutrientes dos produtos
agrícolas, inclusive de 25 substâncias danosas à saúde humana, como os nitratos.
Outra vantagem dos adubos orgânicos está no baixo custo e a produção de alimentos
sadios, por isto as pesquisas nesse campo da agricultura orgânica têm crescido nos últimos
anos. A utilização de compostos orgânicos e dos biofertilizantes em substituição aos
fertilizantes minerais é uma prática real, visto que em agricultura orgânica os mesmos são
recomendados como forma de manter o equilíbrio nutricional de plantas e torná-las menos
predispostas á ocorrência de pragas e de patógenos[39].
A eficiência do uso de adubos orgânicos é reconhecidamente maior que os fertilizantes
químicos que torna mínima a perda por volatilização (principalmente nitrogênio), fixação
(fósforo) ou lixiviação (principalmente potássio); pois a sua liberação dos nutrientes é gradual
à medida que são demandados para o crescimento da planta, fato este que deu origem a
muitos estudos e aplicações práticas, com o intuito de substituir os fertilizantes minerais por
adubos orgânicos. Por outro lado, a mineralização de alguns adubos orgânicos pode ser
excessivamente lenta, de forma que os nutrientes não são disponibilizados em quantidades
suficientes e o crescimento da planta é limitado por carência nutricional.
O reaproveitamento de nutrientes após a compostagem é uma alternativa para reduzir
custos na agricultura, além de contribuir no menor consumo das reservas naturais de
nutrientes do planeta. Em se provando a viabilidade econômica e ambiental do uso de
compostos ou adubação orgânica ter-se-á disponível uma alternativa de agricultura mais
racional, fazendo-se ainda melhor preservar os recursos naturais extensivamente explorados,
podendo auxiliar na sustentabilidade ecológica, considerando-se a racionalização na utilização
dos insumos.
2.6 COMPOSTAGEM DE LIXO URBANO
2.6.1 Conceituação e aspectos gerais
Estima-se que, no Brasil, a produção diária de resíduos domiciliares seja da ordem de
110 a 130 mil toneladas[40]; este lixo, sob a ação da precipitação pluviométrica, pode causar
problemas de contaminação do solo, da água e das plantas, além de prejudicar a qualidade de
vida da população.
Uma alternativa viável à destinação adequada e redução do volume dos resíduos
orgânicos gerado nos grandes centros urbanos tem sido a compostagem, que é uma forma de
34
reciclagem da fração orgânica do lixo. O processo de compostagem gera excelente adubo
orgânico que melhora as condições químicas e físicas do solo para o cultivo[41], além de
aumentar a produção de biomassa. A utilização do composto de lixo urbano como adubo
orgânico propicia reciclagem de nutrientes e melhoria das características físicas, químicas e
biológicas do solo.
A aplicação agronômica do composto de lixo urbano, quando obtido de modo
adequado, é viável devido à sua riqueza em matéria orgânica e nutrientes, à ausência de
microrganismos patogênicos e às melhorias das condições de cultivo do solo (aumento do teor
de matéria orgânica, elevação do pH, redução da acidez potencial e aumento da
disponibilidade de fósforo, potássio, cálcio e magnésio), da nutrição e produção dos vegetais.
Em relação à fertilidade do solo, há relatos de que o uso de composto aumenta o pH e os
teores de matéria orgânica, P, K, Ca e Mg[42]; os aumentos obtidos variam de acordo com o
solo, composição química do composto, grau de maturação e quantidades aplicadas. Abreu Jr.
et al.[43] verificaram, em amostras de 21 solos ácidos, incrementos no teor de P disponível que
variaram de 29 a 417% com a adição de 60 t há-1 do adubo orgânico. Quanto ao pH, os
aumentos relatados para a camada arável (0–20 cm de profundidade) estão entre 0,7 e 1,8
unidade a cada 60 t ha-1 de composto de lixo aplicadas[43],[42]. Segundo Abreu Jr. et al.[43], uma
aplicação de 60 t ha-1 de composto de lixo, em condições de campo, tem efeito semelhante ao
da adição de 2 t ha-1 de calcário.
A composição química do composto de lixo é bastante variável e, dentre os nutrientes
presentes no adubo orgânico, o Ca é o que está em maiores concentrações. Cravo et al.[44]
obtiveram, para compostos de diferentes locais do Brasil, as seguintes concentrações, em g
kg-1: 160 a 317 de MO; 93 a 275 de C; 8 a 15 de N; 2 a 4 de P; 3 a 11 de K; 18 a 36 de Ca e 2
a 5 Mg.
Entretanto em virtude do lixo conter, normalmente, pilhas, baterias, embalagens de
tintas, de inseticidas, de produtos de limpeza e lâmpadas, misturados à sua fração orgânica,
torna-se preocupante a presença de metais pesados nesses compostos[45]. Mas deve-se levar
em consideração que a maioria dos metais pesados não estão disponíveis totalmente para
absorção pelas plantas em virtude da complexação com a matéria orgânica[46]. Além disso, é
recomendado que o lixo seja processado a fim de reduzir sua carga microbiana.
Além dos efeitos no solo, o uso de composto de lixo urbano pode propiciar aumento de
produção e maior acúmulo de nutrientes nas plantas[47]. Costa et al.[47], em experimento de
campo, observaram que a aplicação de composto de lixo urbano propiciou aumentos lineares
na produção de matéria fresca e de matéria seca de alface em dois cultivos sucessivos.
35
Mantovani et al.[48], em experimento em casa de vegetação, constataram que a aplicação de
vermicomposto de lixo urbano, em doses acima de 50 t ha-1, limitou a produção de matéria
seca de alface, tanto em solo arenoso quanto em solo argiloso.
De acordo com Barreira[48] a produção de composto nas usinas de compostagem a partir
de resíduos sólidos urbanos, também apresenta benefícios sócio-ambientais, como: geração de
emprego, retirada dos resíduos da rota tradicional de descarte (aterros e lixões), além da
redução da poluição e da contaminação do meio ambiente.
2.7 MÉTODOS CONVENCIONAIS DE COMPOSTAGEM
Primeiramente o método de compostagem, utilizado em larga escala nas áreas agrícolas,
envolvia simplesmente a estocagem de materiais putrescíveis, levando alguns messes para ser
degradado. Este método, espontâneo e sem biotecnologia, atualmente não é aceito
ambientalmente, pelo fato de não garantir a qualidade final do produto, o composto orgânico.
As etapas apresentas a seguir são aplicáveis a qualquer operação de compostagem de
resíduos sólidos urbanos[49], embora o peneiramento, algumas vezes não seja requerido.
1- Resíduo bruto;
2 – Triagem, trituração e homogeneização;
3 – Compostagem;
4 – Maturação;
5 – Peneiramento;
6 – Utilização ou estocagem.
A maior diferença entre os processos de compostagem está na metodologia de aeração.
Genericamente, pode ser divididos em três tipos, tais como: compostagem em leiras com
revolvimento, sistema “windrow”, compostagem em leiras estáticas aeradas e compostagem
em reatores biológicos.
2.7.1 Compostagem pelo sistema “windrow”
Este processo tem sido utilizado pela maioria dos municípios que possuem unidades
de triagem e compostagem de resíduos urbanos, em função de exigir baixos valores de
investimentos em sua implantação e operar a baixos custos. È um método que consiste em
formação de pilhas ou leiras com 1,5 a 3,0 m de base e 1,6 m de altura[50]. O comprimento da
36
pilha vai depender da quantidade de material sendo as pilhas ou leiras dispostas de acordo
com a configuração física do pátio de compostagem. As pilhas são construídas manualmente
ou por meio de uma pá carregadeira com 70% de material palhoso e 30% de resíduo orgânico.
De acordo com as experiências do LESA/DEC/UFV, um ciclo de reviramento satisfatório
deve ser feito a cada três dias, pois favorece a atividade microbiológica e a degradação,
homogeneíza a massa e exerce ações físicas de quebra das particulas[50]. A capital gaúcha,
Porto Alegre, opera neste sistema desde janeiro de 2001.
2.7.2 Compostagem em leiras estáticas aeradas
O método foi desenvolvido na Estação experimental de Beltsvill, no estado de
Maryland, USA[51] , sendo conhecido como método da pilha estática, aplicado inicialmente
para lodo de esgotos. A leira estática aerada difere da compostagem natural, pelo fato de não
sofrer nenhum revolvimento. O sistema de leiras estática não é recomendável para todo tipo
de resíduos sólidos, pois para isto o material a ser compostado deve ser homogêneo e possuir
granulometria suficiente para garantir boa permeabilidade do ar insuflado, sob baixa pressão.
O processo consiste em colocar no piso do pátio uma tubulação plástica ou metálica,
perfurada de 10 cm de diâmetro em forma de retângulo e ligada a um exaustor. Sobre esta
tubulação, dispõe uma camada de madeira triturada com 15 a 20 cm de espessura, servindo de
leito filtrante para o lixiviado e também facilitar a passagem do ar na leira, que será insufrado
ou aspirado através dos orifícios da tubulação. Sobre esta drenagem é montada a leira,
formada pela mistura de resíduos. No final da montagem recobre-se a leira com uma camada
fina de composto maturado e peneirado, cuja finalidade é reter o calor na pilha e filtrar os
gases, diminuindo os odores[51].
2.7.3 Compostagem em sistema reator
A compostagem realizada em reatores é um processo com sistema fechado, onde
permite controlar todos os parâmetros importantes do processo. Os reatores para
compostagem são classificados em reatores de fluxo vertical, fluxo inclinado e fluxo
horizontal, podendo ser ainda de fluxo contínuo ou intermediário[52].
Nesse sistema, a compostagem passa a ser realizada no interior de reatores dos mais
diversos tipos, onde os diversos parâmetros do processo como a temperatura, oxigenação,
umidade e até adição de nutrientes (quando necessário) são controlados[25].
37
2.8 PRINCIPAIS VARIÁVEIS DO CONTROLE DO PROCESSO DE COMPOSTAGEM
2.8.1 Umidade
Do ponto de vista teórico, o teor de umidade ideal para proporcionar a degradação dos
resíduos orgânicos é 100 %[50]. Entretanto, devido à necessidade de se obter configurações
geométricas definidas e manter porosidade adequada à passagem livre do oxigênio para o
material, a umidade fica restrita a um valor máximo, situado em torno de 60%[50]. O controle
do excesso de umidade é importantíssimo para evitar a anaerobiose, a qual ocorre quando o
excesso de água ocupa os espaços vazios (porosidade) do material, porém, teores baixos de
umidade, inferiores a 40% restringem a atividade microbiológica de degradação[50].
A
umidade interfere (in)diretamente na temperatura do processo de compostagem, que é uma
conseqüência da atividade metabólica dos microorganismos, que ocorre na fase aquosa[53].
Tequia et.al.[53], em experimento com compostagem avaliou o efeito de três níveis de
umidade (50, 60 e 70%) sob a atividade microbiana. Os resultados indicaram um efeito
significativo da umidade sobre a atividade microbiana e, conseqüentemente, sobre a
temperatura da massa em compostagem. Os pesquisadores observaram que o teor de umidade
entre 50 e 60 % permitiu uma atividade microbiana significativamente maior do que níveis de
umidade na ordem de 70 %, devido às trocas gasosas e a penetração do oxigênio na massa em
compostagem. A redução do teor de umidade prejudica a atividade metabólica dos
microrganismos afetando, diretamente a temperatura.[54].
A umidade tem, juntamente com aeração, o pH, a relação C/N e as dimensões das
pilhas um efeito direto sobre o desenvolvimento de microrganismos e diretamente sobre a
temperatura do processo de compostagem, sendo que a considerada satisfatório para todos os
processos de compostagem é teores na faixa de 55 %[50].
2.8.2 Aeração
A aeração tem por finalidade suprir a demanda de oxigênio requerida pela atividade
microbiológica e atuar como agente de controle da temperatura[50]. Sendo, classificado como
o principal mecanismo capaz de evitar altos índices de temperatura durante o processo de
compostagem, aumentar a velocidade de oxidação, diminuir a liberação de odores e reduzir o
excesso de umidade de um material em decomposição[25],[55].
38
As pilhas podem ser aeradas por meio de revolvimentos manuais ou mecânicos,
fazendo com que as camadas externas se misturem às internas, que estão em decomposição
mais adiantada.
Coucello[56], estudando a compostagem com material palhoso como estruturante,
concluiu que a adição de um estruturante, tem efeitos práticos no processo, ou seja, na
remoção de umidade, alterando a estrutura do material compostado e contribuindo para o
aumento da taxa de aeração, o que permite obter um composto estabilizado, mais
rapidamente.
Um experimento foi realizado com o objetivo de testar diferentes freqüências de
aeração na compostagem de resíduos orgânicos, oriunda do sistema de criação de suínos, com
umidade corrigida para 50 % no inicio do período experimental[53]. Os pesquisadores
verificaram que o revolvimento da pilha a cada 2 ou 4 dias é mais adequado ao processo de
compostagem em comparação ao revolvimento realizado a cada 7 dias.
Conforme alguns pesquisadores, os revolvimentos deveriam ser realizados de acordo
com o teor de oxigênio no interior da pilha[55],[50], porém, devido a dificuldade de se
determinar a concentração de oxigênio no centro da pilha, o momento adequado para se fazer
o revolvimento é decidido em função de outros fatores, como a umidade, a temperatura e o
intervalo de dias.
2.8.3 Temperatura
A temperatura constitui-se um dos fatores mais indicativos da eficiência do processo
de compostagem. O valor médio ideal de temperatura é de 55 ºC. Temperaturas superiores a
65 ºC devem ser evitadas por causarem a eliminação dos microrganismos mineralizadores,
responsáveis pela degradação dos resíduos orgânicos[50].
O desenvolvimento da temperatura durante o processo de compostagem é ilustrado na
Figura 2, o processo inicia-se com a atividade microbiana, até temperaturas mesófilicas 3045 ºC (setor indicado pela letra B na Figura 2). Seguido por registros de temperaturas
termofilicas 45-65 ºC (setor indicado pela Letra A na Figura 2). Temperaturas termofilicas,
controladas é um dos requisitos básicos, uma vez que somente assim pode-se conseguir maior
eficiência do processo, ou seja, aumento da velocidade de degradação e eliminação dos
microrganismos patogênicos. Após essa fase vem a de maturação, onde a temperatura
decresce até a fase mesófilica e permanecerá por um período. Temperaturas inferiores a 40ºC
indicam o inicio da fase de maturação.
39
O desenvolvimento da temperatura é afetado por vários fatores como a umidade do
substrato, a disponibilidade de nutrientes, bem como o tamanho das pilhas, entre outros, não
podendo-se afirmar que o composto estará maturado quando a temperatura da biomassa
atingir valores próximo a temperatura ambiente[25].
Figura 2 – Curva padrão de temperatura em ºC durante o processo de compostagem.
A = fase termófilica B = fase mesófilica.
Fonte:Adaptado de Kiehl[55].
2.8.4 pH
O pH geralmente é mencionado nas literaturas mais antigas como sendo um parâmetro
que afeta os sistemas de compostagem. Alguns trabalhos citados pela bibliografia
especializada registram que a faixa ideal para a compostagem é entre 6,5 e 8,0[57]. Entretanto,
as experiências realizadas pelo LESA, da UFV, há mais de 19 anos, indicam que a
compostagem pode ser desenvolvida numa faixa bem ampla de pH, entre, 4,5 e 9,5, e que os
valores extremos são automaticamente regulados pelos microrganismos por meio da
degradação de compostos que produzirão subprodutos ácidos ou básicos, de acordo com a
necessidade do meio[50].
40
Pesquisa realizada com a compostagem de lixo urbano demonstrou que no início do
processo a massa em compostagem apresentou-se ácida (pH de 5,0) e após cerca de 40 dias,
atingiu valores de 8,5[58]. Pereira Neto[50] afirma que na compostagem da fração orgânica do
lixo urbano, o valor final é geralmente superior a 8,5, caracterizando assim o adubo orgânico
como um ótimo condicionados para solos ácidos.
A passagem à fase termófilica é acompanhada de rápida elevação de pH, inibindo a
atividade de microrganismos[57], o que se explica pela hidrólise das proteínas e liberação de
amônia. Assim, normalmente o pH se mantém alcalino (7,5-9,0) durante a fase termófilica.
Alguns autores têm notado um declínio na atividade microbiológica na transição da fase
mesófilica
para
a
termófilica
durante
a
compostagem
de
resíduos
orgânicos
domiciliares[57],[59].
2.8.5 Relação carbono/nitrogênio C/N
A relação carbono:nitrogênio (C/N) é o equilíbrio entre as taxas de mineralização e
imobilização dependendo da quantidade de C no resíduo e da relação entre carbono e
nitrogênio (C/N). Os tecidos microbianos possuem uma relação C/N entre 20 e 30.
Os microrganismos necessitam de carbono, como fonte de energia, e de nitrogênio para
síntese de proteínas. É por esta razão que a relação C/N é considerada como fator que melhor
caracteriza o equilíbrio dos substratos.
Teoricamente, a relação C/N inicial ótima do substrato deve se situar em torno de
35/1[50]. Na realidade, consta-se que ela pode variar de 20 a 70 de acordo com a maior ou
menor biodegradabilidade do substrato. Tanto a falta de nitrogênio quanto a falta de carbono
limita a atividade microbiológica[55]. Se a relação C/N for muito baixa pode ocorrer grande
perda de nitrogênio pela volatilização da amônia. Se a relação C/N for muito elevada os
microrganismos não encontrarão N suficiente para a síntese de proteínas e terão seu
desenvolvimento limitado[60]. Como resultado o processo de compostagem será mais lento[55].
Independentemente, da relação C/N inicial, no final da compostagem a relação carbono
nitrogênio converge para valores baixos, devido a perdas maiores de carbono que de
nitrogênio, no desenvolvimento do processo[60].
Gorgati[60], estudando a compostagem com a fração orgânica de lixo urbano, verificou
que independente das relações C/N iniciais dos materiais coletados em diferentes estações do
ano, respectivamente 11/1, 13/1, 17/1 e 14/1, a relação C/N no final do processo foi de 10/1
para as leiras descobertas e de 6/1 para as que permaneceram cobertas indicando uma
41
estabilização do material orgânico ao longo do período. Verifica-se, portanto, que durante os
processos de compostagem com resíduos sólidos urbanos, ocorre uma redução da relação C/N
em decorrência da oxidação da matéria orgânica pelos microrganismos, que liberam CO2
através da sua respiração[61].
2.9 QUALIDADE DO COMPOSTO
2.9.1 Legislação
Segundo Kiehl[55] composto orgânico humificado é definido como todo produto de
origem vegetal ou animal que, aplicado ao solo em determinadas quantidades, em épocas e
formas adequadas, proporciona melhorias de suas qualidades físicas, químicas e biológicas,
podendo atuar como um corretivo da acidez, um complexante de elementos tóxicos e uma
fonte de nutrientes às plantas, garantindo a produção de colheitas compensadoras, com
produtos de boa qualidade, sem causar danos ao solo, à planta ou ao ambiente.
No Brasil, as características dos materiais comercializados como fertilizantes devem
obedecer às especificações existentes, que dispõem sobre a inspeção e a fiscalização da
produção e comércio de fertilizantes e corretivos agrícolas e aprovam normas sobre
especificações, garantias e tolerâncias. Dentre os documentos legais que tratam do assunto
pode se citar:
- Decreto-lei 6.138 de 08/04/74, refere-se a estes fertilizantes agrícolas no seu artigo 13,
ficando dispensado de registro: esterco curado, lixo fermentado, cinzas, turfas e outros
resíduos.
- Decreto- lei 86.955 de 18/12/82, o composto orgânico é classificado como fertilizante
composto, ou seja, fertilizante obtido por processo bioquímico, natural ou controlado com
misturas de resíduos de origem animal ou vegetal.
- Portaria MA 84 de 29/03/82 , aprova, critérios e procedimentos a serem utilizados pela
inspeção e fiscalização da produção e do comércio de fertilizantes, corretivos, inoculantes,
estimulantes ou biofertilizantes, destinados à agricultura e atribui à Secretaria de Fiscalização
Agropecuária as incumbências de baixa normas relativas a garantias, especificações,
42
tolerâncias e procedimentos para coleta de amostras de produtos e de adotar os modelos de
documentos e formulários previstos nas disposições aprovadas por esta Portaria.
- Portaria 01 da secretaria de Fiscalização Agropecuária do MA de 04/03/83, aprova as
normas, garantias e procedimentos para coleta de amostras de produtos, e os modelos oficiais
a serem utilizados pela inspeção e fiscalização da produção e do comércio de fertilizantes,
corretivos, inoculastes, estimulantes ou biofertilizantes, destinados à agricultura.
- Decreto nº 4.954 de 14/01/2004, dispõe sobre a inspeção e fiscalização da produção e do
comércio de fertilizantes, corretivos, inoculantes ou biofertilizantes destinados à agricultura.
Os valores dos parâmetros de controles estabelecidos para os compostos orgânicos, segundo a
legislação brasileira, são apresentados na Tabela 1
Tabela 1 – Valores estabelecidos como parâmetros de controle para o composto orgânico.
Parâmetro
Valor
Tolerância
pH
Minimo de 6,0
Até 5,4
Umidade
Máximo de 40%
Até 44%
Materia orgânica
Maximo de 36%
Até 40%
Nitrogênio Total
Mínimo de 1%
Até 0,9%
Relação C/N
Máximo de 18/1
Até 21/1
Fonte: Brito[13]
Conforme Venezuela[63] e Silva et al.[64], não existia ainda, no Brasil, uma instrução que
estabeleciam os teores máximos de contaminantes permitidos em composto de lixo na
agricultura. No entanto no dia 09/06/2006 foi publicado no Diário Oficial da União, nº 110,
seção 1 a Instrução Normativa SDA Nº27, de 05 de Junho de 2006. Onde, prevê que os
fertilizantes, corretivos, inoculantes e biofertilizantes para serem produzidos importados ou
comercializados deverão atender a limites estabelecidos, razão pela qual neste estudo as
concentrações de contaminantes químicos no composto (Tabela 13) foram comparadas com
os limites estabelecidos pela IN SDA Nº 27 de 2006 (Tabela 2 apêndice A).
43
2.10
ANÁLISE DO COMPOSTO
Conhecer a disponibilidade de nutrientes e as características dos resíduos orgânicos é
essencial para a tomada de decisões quanto aos métodos disponíveis para convertê-los em
substratos para o crescimento das plantas. Outro fator relevante é analisar o produto resultante
da compostagem, no que se refere à qualidade do mesmo para seu uso e comercialização.
2.10.1 Técnicas utilizadas
Recomenda-se sempre três determinações e usar a média dos dados como resultado
final, expressando em número inteiro ou apenas com duas casas decimais[55].
- Análise de Composição Elementar de Carbono, Hidrogênio e Nitrogênio (CHN)
A técnica usada para determinação do C, H e N é baseada no método quantitativo de
“dinâmica de combustão, utilizando um equipamento Elemental Analyzer 2400 CHN- Perkin
Elmer.
No interior do aparelho ocorre uma combustão a 925 ºC em presença de oxigênio
puro. Após a combustão, todo o carbono é convertido a CO2, o hidrogênio para a forma de
H2O e o nitrogênio forma vários óxidos (NO2, N2O2 etc.). Em seguida, todos esses gases
passam por um tubo de redução a uma temperatura de 640 ºC, contendo cobre metálico,
reduzindo esses óxidos de nitrogênio em N2. Dessa forma, o produto da combustão final será
a porcentagem de CO2, H2O e N2 correspondente à amostra analisada.
- Espectroscopia de emissão óptica com plasma indutivamente acoplado (ICP-OES)
A espectroscopia de emissão óptica é uma técnica que tem como base a emissão de
radiação eletromagnética no ultravioleta e visível do espectro eletromagnético pelas espécies
em estudo. Nessa técnica a energia necessária para a atomização, ionizante e excitada do
analito é fornecida por um plasma. O plasma é um fluxo gasoso formado por íons, átomos e
seus elétrons em estado altamente energizado mantido por um fluxo constante de argônio e
pelo campo magnético gerado numa bobina de indução.
O ICP-OES é uma técnica de determinação multielementar que tem a vantagem de
executar um grande número de determinações em um curto intervalo de tempo, além de
44
possuir uma alta sensibilidade, fornecendo valores em até ppb. Um dos principais
inconvenientes é o alto custo exigido para obtenção e manutenção do equipamento.
45
3
MATERIAIS E MÉTODOS
Nesse capítulo são apresentados os principais materiais e metodologias utilizadas na
produção, montagem, monitoramento do processo de compostagem de resíduos urbanos em
pequena escala, bem como os métodos físico-químicos empregados na caracterização do
composto.
3.1
MATERIAIS
3.1.1 Reagentes
Os reagentes utilizados foram de grau analítico e estão listados na Tabela 3. Todas as
soluções foram preparadas utilizando água destilada.
Tabela 3 - Reagentes utilizados nas análises e seus respectivos fabricantes.
Item
1
2
3
4
5
6
7
8
Reagentes
Formula
Molecular
Ácido clorídrico P.A.
Hidróxido de amônio
Sulfato de potássio
Sulfato de cobre pentahidratado
Peróxido de hidrogênio P.A.
Ácido bórico
Alaranjado de metila
Verde de bromocresol
H2SO4
NH4OH
K2SO4
CuSO4.5H2O
H2O2
H3BO3
C14H14N3O3SNa
C21H14Br4O5S
Fabricante
FM
VETEC
LABSYNTH
CAAL
CAAL
B. HERZOO
SYNTH
VETEC
Fonte: Própria
3.1.2 Vidrarias e equipamentos
Neste trabalho foram empregados vidrarias e acessórios comuns de um laboratório de
química: béqueres, proveta, cadinho de porcelana, pinça metálica, bastão de vidro, sacos
plásticos, etc.
46
3.1.3 Equipamentos
Todos os equipamentos utilizados neste trabalho estão listados na Tabela 4, seguidos
pela marca e modelo, respectivamente. Eles estavam devidamente limpos e calibrados de
acordo com as recomendações do fabricante durante o uso.
Tabela 4 - Equipamentos utilizados
Item
Equipamentos
Marca/Modelo
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Estufa para esterilização
Balança analítica
Forno tipo mufla
ICP-OES
Liquidificador
pHmetro
Triturador
Termômetro digital
CNH/O Analyzer
Destilador de Nitrogênio
FAMO/FIC.02
Tecnal/SHIMADZU AY220
EDG Equipamentos/EDG 3P-S
Shimadzu/ICAP 6300
ARNO
Tecnal/pH 2
TRAPP
MINIPA/ET-1110
Pekinelmer/2400 Serie II
Tecnal/ TE 0363
Fonte: Própria
3.2 MÉTODOS
3.2.1 Local e Período da Realização do Estudo
A pesquisa-ação foi realizada no pátio da Associação Comunitária Reciclando para a
Vida - ACREVI, Bairro Nova Vida, município de Mossoró, RN. A associação foi criada no
ano de 1999, por iniciativa de catadores de lixo, sendo composta em sua maioria por
mulheres[8]. Os associados são exemplos de cidadãos que buscam, por meio dos seus próprios
esforços, um mecanismo de inclusão social. A compostagem foi realizada em uma área de
aproximadamente 40 m2 com chão de terra preta batida (Figura 3). O processo de
compostagem ocorreu no período de 25 de Março a 23 de junho de 2010.
47
Figura 3 – Membro da ACREVI medindo área do pátio onde foi feita a compostagem.
Fonte: Própria
3.2.2 Coleta do Material Orgânico
Semelhante ao procedimento clássico de coleta convencional de lixo (porta-a-porta),
que caracteriza a coleta seletiva, realizou-se em 25 residências do bairro nova vida e no
restaurante popular da cidade de Mossoró a coleta de aproximadamente 560 Kg de resíduos
orgânicos (arroz, feijão, cascas de frutas, verduras e legumes). A coleta desse material ocorreu
a cada dois dias, sempre as duas horas da tarde durante um mês, sendo estes armazenados em
recipientes plásticos (Figura 4) de Polietileno de Alta Densidade (PEAD) de 20 L. Volume
escolhido para facilitar o transporte em função da maioria dos coletores serem mulheres.
48
Figura 4 – Coleta do material orgânico domiciliar feita por membros da ACREVI e armazenado em
recipiente plástico de PEAD de 20 L.
Fonte: Própria
Os resíduos vegetais (podas de gramas, folhas de arvores e galhos) foram coletados
pelo serviço de limpeza urbana da cidade de Mossoró e levados para o galpão da associação
comunitária reciclando para a vida (Figura 5), num total de aproximadamente 955 kg.
Figura 5 - Material vegetal coletado pelo serviço de limpeza urbana de Mossoró e usados na compostagem.
Fonte: Própria
49
3.2.3 Montagem e Caracterização das Pilhas Estudadas
No presente trabalho foram montadas três pilhas utilizando os materiais coletados. O
composto orgânico foi produzido seguindo o método “windrow” proposto por Pereira
Neto[50]. Este método é relativamente o mais barato entre os sistemas de compostagem
disponíveis, embora não haja controle preciso sobre as variáveis operacionais do processo[65].
A disposição das pilhas no pátio foi feita de forma a se manterem paralelas e
espaçadas para facilitar o revolvimento, mantendo-se caminhos largos em torno das pilhas
para livre trânsito.
O processo de montagem das pilhas teve início com a trituração dos resíduos vegetais
utilizando um triturador (Figura 6)
marca TRAPP. As dimensões das partículas
apresentaram o mesmo tamanho, sendo a poda passada três vezes pelo triturador.
Figura 6 - Trituração dos resíduos vegetais.
Fonte: Própria
50
As pilhas foram construídas em um local plano, de fácil acesso para carga e descarga
do material e próximo a uma fonte de água para as irrigações periódicas. As pilhas I, II foram
montadas num formato cônico com dimensões de 1,6 metros de altura e 2,0 metros de
diâmetro e a pilha III com dimensões de 1,0 metro de altura e 2,0 metro de diâmetro. Iniciouse o empilhamento das pilhas I, II e III com camadas dos resíduos vegetais de no máximo 30
centímetros, aplicando-se sobre essa primeira sequência uma fina camada dos resíduos
domiciliares triturados para que as pilhas fossem sendo formadas (Figuras 7, 8 e 9). Após
empilhar essa primeira sequência de materiais, inicia-se nova sequência com os mesmos
materiais e na mesma ordem, mas diminuindo o diâmetro da pilha para atingir o final do cone
com a altura desejada das pilhas I, II e III. Essas pilhas foram constituidas com 70% de
resíduos vegetais e 30% de resíduos orgânicos. Durante a fase de oxidação, cerca de 20 a 40
dias, as pilhas foram reviradas de 3 em 3 dias, nos 20 primeiros dias, e a cada 5 dias nos
outros.
Figura 7 – Montagem das pilhas de compostagem mostrando a sobreposição de resíduos domiciares
com os resíduos vegetais.
Fonte: Própria
51
Figura 8 – Construção da pilha de compostagem.
Fonte: Própria
Figura 9 – Pilha de compostagem no tamanho desejado.
Fonte: Própria
52
3.2.4 Coleta das amostras para análise
As coletas foram realizadas usando o método de quarteamento segundo a NBR
10.007[66], que consiste em utilizar uma quantidade de material na forma de monte, misturar
bem e em seguida dividir o monte em quatro partes. Após a divisão, foram escolhidos dois
montes diagonais, que foram posteriormente misturados entre eles. Essa operação foi repetida
toda semana durante o experimento para obtenção de uma quantidade (em torno de 50 g) de
material necessária para realização das análises de umidade, pH, contaminantes químicos,
carbono e nitrogênio.
3.3
MONITORAMENTO DAS PILHAS
3.3.1 Monitoramento da Temperatura
A temperatura da massa de resíduos em compostagem foi realizada através de um
termômetro digital marca minipar, modelo ET-1110 equipado com um termopar medindo 3 m
de comprimento. A medição da temperatura foi feita diariamente durante todo o período da
compostagem em alturas diferentes da pilha, considerando-se sempre a temperatura mais alta,
como recomenda Campos[67]. Este procedimento foi repetido diariamente, ao longo da fase de
degradação, no período vespertino.
3.3.2 Monitoramento da Umidade
Com o objetivo de socializar com os catadores/recicladores da ACREVI foi utilizado
dois métodos para a determinação da umidade:
- Visualmente
A observação visual consistiu em analisar se a massa da pilha tinha um aspecto úmido
ou seco, ou ainda, se estava com mau cheiro. Pelo contato, pegava-se uma pequena porção e
fazia-se um bolo com a mão, se não escorresse líquido, a umidade estava no ponto adequado.
53
- Umidade a 65 ºC
Descrito por Lanarv[68], este método consiste em pesar uma amostra do composto (p),
colocá-la em estufa (Figura 10) a 65°C até a estabilização da massa (P1), e calcular o teor de
umidade através da Equação 1:
100
P P1
U65°C Equação1
P
Onde,
U65 ºC = Umidade na faixa de 65 ºC
P = Massa inicial da amostra
P1= Massa estabilizado da amostra
Figura 10 - Amostras do material em estado inicial de decomposição na estufa para estabilização de peso na
determinação de umidade.
Fonte: Própria
54
3.3.3 Monitoramento do pH
O equipamento usado foi um pHmetro de propriedade do laboratório de ensino em
química da Universidade do Estado do Rio Grande do Norte. As análises eram realizadas
diariamente, nas 3 pilhas, durante toda a fase de degradação. O método utilizado consistiu em
coletar uma amostra do composto e triturá-la (Figura 11). Então pesou-se 10 g da amostra em
um béquer, triturou e misturou-se com 50 mL de água deionizada, em seguida, a mistura foi
agitada manualmente com um bastão de vidro por 5 minutos. Após este período ela ficou em
repouso por mais 30 minutos (Figura 12).
Figura 11 - Detalhe de amostra coletada e embalada para ser submetida ás análises.
Fonte: Própria
55
Figura 12 – Detalhe das amostras preparadas para análises de pH.
Fonte: Própria
3.3.4 Nitrogênio Total de Kjeldahl (NTK)
Os teores de nitrogênio total (NTK), das amostras do composto, foram analisados pelo
método de Kjeldahl[69], baseado em uma digestão ácida, em que o nitrogênio da amostra foi
transformado em íon amônio (NH4+), o qual foi posteriormente separado por destilação e
titulado para ser quantificado. Para obter maior confiabilidade nos resultados, as análises
foram realizadas em triplicatas. Os procedimentos referentes às etapas de digestão, destilação
e titulação estão descritas a seguir.
3.3.4.1 Digestão da amostra
Em um tubo digestor, colocou-se 0,2 g da amostra, 1,5 g de catalisador (mistura com
96% K2SO4 e 4% CuSO4.5H2O), 5 mL de ácido sulfúrico concentrado, evitando que a
amostra e os reagentes tocassem as paredes do tubo.
Colocou-se o tubo no aparelho de digestão e programou-se a temperatura para 230 ºC
no controlador de temperatura. Esperou-se o início do refluxo quando o vapor ascende no
56
tubo; Após 20 minutos do início do refluxo, desligou-se o aquecimento do aparelho e deixouse os tubos resfriarem por alguns minutos, completando o resfriamento em água corrente.
Com o tubo completamente frio, foi acrescentado 5 mL de peróxido de hidrogênio a
30% e aguardou-se por 10 minutos.
Caso a mistura não estivesse transparente, retornava a mistura ao tubo digestor,
deixando aquecer até o início do refluxo, retirando-se 15 minutos após o início do refluxo,
resfriando-se novamente e observando se a mistura estava transparente. Caso estivesse, a
digestão estaria terminada; caso contrário, com o tubo completamente frio adicionava-se 5 mL
de peróxido de hidrogênio, fazendo o mesmo procedimento de aquecimento, até a mistura
ficar transparente.
No final do processo, com o tubo completamente frio, juntou-se, vagarosamente, sob
agitação, 40 mL de água destilada.
3.3.4.2 Destilação da Amostra
Foram colocados 10 mL de solução de ácido bórico a 2% em um erlenmyer,
juntamente com 4 gotas de solução de alaranjado de metila a 0,2% e 6 gotas de solução de
verde de bromocresol a 0,2%;
Após ligar o destilador e a vazão de água, colocou-se o erlenmeyer com o ácido e a
solução indicadora na saída do destilador, estando esta completamente mergulhado na solução
e 11 mL de solução de NaOH a 40% no destilador. O tubo digestor com a amostra digerida foi
conectado no equipamento e iniciou-se o aquecimento até a ebulição da amostra;
Após a adição de NaOH a 40% a temperatura foi aumentada e esperou-se a
condensação da amostra no erlenmeyer contendo o ácido bórico e a mistura indicadora.
Procedeu-se a destilação até o volume de cerca de 100 mL no erlenmeyer. Terminado
o processo, o aquecimento foi diminuído. Retirou-se o tubo de destilação e o erlenmeyer foi
substituído por um Becker, realizando-se a limpeza do interior do destilador antes de inserir
outra amostra.
3.3.4.3 Titulação do destilado
Lavou-se a bureta 3 vezes com solução de HCl aproximadamente 0,05 Mol L-1,
devidamente padronizado, enchendo-a completamente com a solução de HCl e zerando a
mesma com os devidos cuidados para evitar a presença de bolhas.
57
Titulou-se a amostra destilada com a solução de HCl até a viragem do indicador para
laranja (a coloração do destilado pode variar de acordo com a amostra, bem como seu ponto
de viragem).
O calculo de nitrogênio foi feito com a seguinte equação :
001
Equa !o"
100
Onde,
%NTK = Teor de NTK na amostra (%);
VHCl = Volume de HCl gasto na titulação (mL);
MHCl = Concentração molar do HCl;
MA = Massa da amostra em (gramas)
0,014 = Fator de correção.
3.4
CALCULO DA RELAÇÃO CARBONO/NITROGÊNIO
Durante a fase de degradação foram feitas 4 análises para calcular o teor de matéria
orgânica e nitrogênio. As análises foram feitas pela central analítica do centro de análise de
materiais e substâncias da Universidade Federal de Pernambuco (UFPE), em um
equipamento de marca Pekinelmer Modelo 2400 Serie II CNH/O Analyzer.
O teor de matéria orgânica possibilita calcular a porcentagem de carbono e,
consequentemente, a relação C/N, conforme descrito por Lanarv[68], a partir das equações III
e IV:
C Onde,
#$o%&$'a#é%(ao%)â*(+a
Equação-
1,
58
% C = porcentagem de carbono;
1,8 = Fator – relacionado com a porcentagem do carbono na MO.
. 0/ .
Equação
/
Onde,
C/N = relação carbono/nitrogênio;
% C = porcentagem de carbono;
% N = porcentagem de nitrogênio.
A primeira análise foi realizada no início da compostagem de resíduos orgânicos
misturado com o material palhoso (capim, folhas de arvores e galhos) e após 20, 40 e 90 dias
do início da compostagem. Foram coletadas uma amostra de cada pilha de compostagem
para análises de matéria orgânica e nitrogênio total.
3.5 DETERMINAÇÃO DE MACRO, MICRONUTRIENTES E CONTAMINANTES
QUÍMICOS
3.5.1 Digestão seca
A digestão seca é uma das mais antigas técnicas utilizada para análises de vegetais.
Nesta técnica a matéria orgânica do tecido vegetal é calcinada em uma mufla elétrica a uma
temperatura que pode variar de 450 ºC a 550 ºC. O resultado deste processo é a obtenção de
um resíduo inorgânico que posteriormente é dissolvido em uma solução de ácido diluído.
Através desse método é possível identificar os seguintes analitos presentes na solução obtida:
Al, B,Cd, Ca, Cr, Co, Fe, K, Cu, Mg, Mn, Mo, Na, P, Ni, Se, Zn, Pb, S, Si[6].
As principais vantagens deste método estão na sua simplicidade de execução,
praticidade, possibilidade de determinação de uma grande variedade de analitos, e na não
59
poluição do ambiente com vapores tóxicos. Já a principal desvantagem está no tempo
necessário para concluir todo o processo, tendo em vista a necessidade de preparação dos
cadinhos através do mesmo procedimento aplicado às amostras[6].
Os analitos determinados nesse trabalho utilizando este método de digestão foram:
Zn, P, Mn, K, Fe, Se, Cd, Pb, Cr, Ni, B e Cu.
3.5.1.1 Procedimento experimental
a) Transferiu-se a massa adequada 0,5000 ± 0,0001 g de amostra para cadinhos e
colocou-se na mufla elétrica;
b) Aumentou-se gradativamente a temperatura até 500 ºC, manteve-se por 3 horas nesta
temperatura e desligou-se;
c) Após esfriar, adicionou-se 25 mL de solução de ácido clorídrico 1,0 mol L-1, filtrou-se,
diluiu-se para 100 mL com água destilada em balão volumétrico e armazenou-se em
frasco de vidro para posterior análise;
3.5.1.2 Determinação de Zn, P, Mn, K, Fe, Se, Cd, Pb, Cr, Ni, B e Cu.
Todos estes elementos foram analisados por Espectrometria de Emissão Óptica com
Plasma Induzido Acoplado (ICP-OES), de acordo com o método USEPA 6010C, utilizando
um equipamento da Shimadzu modelo ICAP 6300, nas condições de operação e leitura
descritas nas Tabela 5 e Tabela 6. Os resultados das concentrações dos metais são expressos
em mg Kg-1 de matéria seca.
Tabela 5 - Condições de operação do ICP-OES.
Potência do Plasma
Gás Refrigerante
Gás auxiliar
Visão
Nebulizador
Pressão do nebulizador
Fonte: Própria
1150 W
4,0 L min-1
0,5 min-1
Axial
V-Groove
0,16 µPa
60
Tabela 6 - Condições de leitura das amostras por ICP-OES.
Elementos
Comprimento de onda (nm)
Zn
K
Ni
Mn
P
Fe
Cr
Cu
Se
Co
Pb
Cd
B
206,2
766,4
216,5
279,5
177,4
259,9
359,3
327,3
322,3
231,1
220,3
214,1
233,5
Fonte: Própria
Os limites de detecção e quantificação encontram-se no Apêndice - A, Tabela 7.
3.6
DETERMINAÇÃO DA DENSIDADE APARENTE
Para determinação da densidade foi utilizado o método da autocompactação segundo
metodologia de RODELLA e ALCARDE[70]. O método consiste em pegar uma proveta
plástica de 500 mL e preenchê-la até aproximadamente a marca de 300 mL com o composto
na umidade atual. Em seguida, a proveta é deixada cair, sobre a ação de sua própria massa, de
uma altura de 10 cm, por dez (10) vezes consecutivas. Com o auxílio de uma espátula, nivelase a superfície levemente e determina o volume obtido (mL). Em seguida, pesa-se o material
(g) descontando a massa da proveta. O procedimento foi repetido três (3) vezes com amostras
das três pilhas de compostagem. O resultado foi expresso como o valor da média aritmética
das repetições utilizando duas casas decimais.
O valor médio da densidade seca (média de três amostras) foi obtido aplicando-se as
fórmulas:
123456762Ú8567 97447ú8567
>1000
Equação5
:;<=82
61
?$*@(&a&$A$+a ?$*@(&a&$B'(&aCU'(&a&$a#uaD
Equa !o6
100
3.6 MATURAÇÃO OU CURA
Alguns testes visuais e de laboratório foram feitos no decorrer do processo de
compostagem para garantir a maturação do composto. Estes testes descritos por Kiehl[71]
encontram-se descritos a seguir.
a) Teste do frasco invertido – Em um frasco de vidro com tampa de rosquear, coloca-se
uma amostra do composto e água na proporção de 1 para 10 em peso. Agita-se bem,
deixa-se descansar por duas a três horas e determina-se o pH do líquido. Fecha-se bem
o frasco e guarda-se em posição invertida, ou seja, com a tampa virada para baixo a
fim de que fique hermeticamente fechado. Diariamente agita-se o frasco antes de abrilo e determinar o pH do líquido. Se o pH nos dias seguintes estiver cada vez mais
ácido, indica que o composto não atingiu a maturação. A explicação para este fato é
que mantendo o composto não maturado em ambiente anaeróbio, o mesmo entra em
degradação, originando ácidos orgânicos e gás sulfídrico, tornando então o meio
ácido.
Teoricamente, a degradação dos sólidos voláteis do material a ser compostado
pode ser estimada pela reação química de uma molécula biodegradável:
C10H19O3N + 12,5O2 → 10CO2 + 8H2O + NH3
.....................................................
(Equação 7)
Com base na equação acima, são necessárias 2g de oxigênio por grama de
sólidos voláteis biodegradáveis para oxidação da matéria orgânica biodegradável.
b) Teste da mão – Esfrega-se entre as palmas das mãos uma amostra umedecida do
composto. Estando maturado as palmas das mãos ficam revestidas de uma pasta preta
gordurosa (humos coloidal) com aspecto de “manteiga preta”.
62
c) Teste da bolota – Com uma amostra umedecida, forma-se com as mãos uma bolota
um pouco maior que uma bola de pingue-pongue. Passa-se várias vezes esta bolota de
uma mão para outra e atira-se a mesma de uma pequena altura em torno de 30
centímetros, sem que ela se desfaça. Se a bolota resiste a estes pequenos impactos,
comprova-se que o composto está maturado. Se o composto não estiver curado, sem o
colóide húmus, a bolota não resiste a estes pequenos impactos e se desmancha.
d) Teste da presença de suspensão coloidal – Com a compostagem, a matéria orgânica
sofre alteração química, formam-se colóides orgânicos e a reação do composto, que
originalmente era ácida, torna-se alcalina. Coloca-se uma amostra do composto em um
copo, uma quantidade igual a dois dedos de altura. Completando-o com água e
acrescentando-se uma colher de chá de hidróxido de amônio. Deixa-se em repouso
durante alguns minutos para ocorrer à decantação e observa-se que:
- o composto cru fica com um líquido cor de chá ou de café fresco, com poucas partículas em
suspensão e a maior parte da amostra assentada no fundo do copo;
- o composto semicurado ou bioestabilizado apresenta algum material em suspensão, dando
coloração escura sem chegar a ser preta;
- o composto maturado fica como uma tinta preta, cujos pigmentos não se assentam no fundo
do copo; o líquido preto sobrenadante é rico em húmus, podendo, ser separado por decantação
ou por filtração.
3.8
PRODUÇÃO DA CARTILHA DE COMPOSTAGEM
A cartilha se desenvolveu em um projeto coletivo com os membros da ACREVI, por
meio de uma construção dialógica (Figura 13). A metodologia empregada na elaboração da
cartilha foi baseada em sete etapas:
63
Figura 13 - Reunião participativa com os associados para definição dos objetivos da cartilha de compostagem.
Fonte: Própria
A primeira (Etapa I) consistiu em definir o objetivo da cartilha. Sendo importante
segundo BACELAR, et.al.[72], que o objetivo fique claro logo de início, pois, do contrário,
corre-se o risco de que a cartilha torne-se um artefato meramente ilustrativo. Não é pelo fato
de tratar-se de um instrumento educacional informal que se exigirá menos atenção ou rigor na
sua elaboração. A participação dos associados nessa etapa foi imprescindível.
A segunda (Etapa II) etapa consistiu em uma tempestade de idéias, em que foram
colocadas várias palavras (sobre compostagem) na lousa da sala de reunião da associação,
sendo os catadores/recicladores convidados a escolher uma das palavras e falar sobre a idéia
ou o significado que esta tinha para a compostagem. Trata-se de um método de geração
coletiva de novas idéias através da participação de diversos indivíduos em um grupo. Seu
pressuposto básico é o de que um grupo gera mais idéias do que os indivíduos isoladamente.
Foi através deste compartilhamento e apresentações de idéias que surgiu a proposta sobre o
enredo da cartilha e os personagens que vão fazer parte da trama. Por indicação dos
catadores/recicladores os personagens deveriam ter nomes iguais aos dos associados, sendo
escolhidos os nomes de Josefa, presidente e co-fundadora da entidade, e Samuel, co-fundador
da entidade, para compor a história.
64
Entretanto, a proposta começa efetivamente a tomar corpo quando (Etapa III), definise efetivamente à mensagem principal (compostagem) e as mensagens específicas (fatores que
influenciam a compostagem, os resíduos que podem ser compostados, etc) a serem
transmitidas, por meio da definição do enredo e das falas que irão compor a cartilha. Optou-se
pelas idéias que melhor se adequavam à realidade da associação. O enredo escolhido pode ser
considerado simples e acessível (de fácil entendimento) para os catadores/recicladores,
refletindo o que foi visto no cotidiano durante a pesquisa. Trata-se de fazer com que os
catadores/recicladores reconheçam-se nas ações retratadas na cartilha. Entende-se, assim, que
quanto mais se identificar com o que vê, maiores são as chances de que a cartilha obtenha
êxito em seus propósitos.
É importante ressaltar que o nosso propósito é ensinar através da cartilha o processo de
compostagem para os catadores/recicladores. Não tendo, necessariamente, a capacidade de
transformar a idéia em arte. Para este fim, contou-se com a ajuda de um especialista em artes
visuais e design do Centro de Estudos e Pesquisas do Meio Ambiente e Desenvolvimento
Regional do Semiárido (CEMAD). Contudo as figuras ficaram de acordo com a realidade dos
associados.
Assim (Etapa IV), foi imprescindível o registro fotográfico durante todo o
experimento, de modo que buscou-se reproduzir na cartilha o máximo possível da realidade
vivenciada.
Para as (Etapa V) definições das cenas, foram representadas às principais etapas do
processo de compostagem de uma forma clara e direta.
Em seguida concentrou-se nas falas dos personagens (Etapa VI). As falas presentes na
cartilha são: sucintas, possuem linguagem simples, e procura adequar-se ao nível de
escolaridade dos leitores para apresentar termos técnicos da compostagem. Por fim, na etapa
VII realizaram-se adequações ou modificações para se obter um produto final que fosse o
mais eficaz possível.
65
4
RESULTADOS E DISCUSSÃO
No presente capítulo são apresentados e analisados os principais resultados obtidos
durante o desenvolvimento do trabalho. A Tabela 8 orienta o leitor sobre a seqüência de
apresentação e discussão dos principais resultados, assim como o item da metodologia
empregada para obtenção dos dados. Os resultados estão focados nas três pilhas de
compostagem estudadas e são comparadas com resultados de outros autores e com limites
estabelecidos por normas e legislações.
Tabela 8 - Disposição geral dos ensaios realizados.
Ensaios Realizados
Resultados e
Discussão
Metodologia
Monitoramento das Pilhas
Monitoramento da Temperatura
Monitoramento da Umidade
Monitoramento do pH
Nitrogênio Total de Kjeldahl (NTK)
Relação C/N
4.2
4.3
4.4
4.5
4.6
3.3.1
3.3.2
3.3.3
3.3.4
3.4
4.7
4.8
4.9
4.10
4.11
3.6
3.5
3.5
3.7
Caracterização do Composto
Densidade Aparente
Contaminantes Químicos
Micronutrientes/Macronutrientes
Maturação ou Cura
Observações Visuais
4.1
CONDIÇÕES CLIMÁTICAS DURANTE O EXPERIMENTO
Por se tratar de compostagem a céu aberto com pilhas que são susceptíveis a ação das
chuvas, radiação, vento e evapotranspiração e apresentam diferentes dimensões, fez-se
necessário a realização dos registros de precipitação, radiação, vento e evapotranspiração,
uma vez que estes fatores podem influenciar nos resultados obtidos. Os valores de
precipitação, radiação, vento e evapotranspiração em 24 h, segundo o Instituto Nacional de
Meteorologia (INMET), durante os meses de estudo (março, abril, maio e junho de 2010) são
apresentados nas Figuras 14 a 21.
66
Figura 14 - Registro típico de precipitação e radiação nas 24h do dia, no mês de março em Mossoró.
Fonte: INMET (2010).
Figura 15 - Registro típico de precipitação e radiação nas 24h dos dias, no mês de Abril em Mossoró
.
Fonte: INMET (2010)
67
Figura 16 - Registro de precipitação e radiação em 24h no mês de Maio em Mossoró.
Fonte: INMET (2010).
Figura 17 - Registro de precipitação e radiação em 24h no mês de junho em Mossoró.
Fonte: INMET (2010).
68
Como pode ser observado nas Figuras de 14 a 17 não foi registrada nenhuma situação em
que a quantidade de chuva pudesse ter interferido no processo de compostagem, pois a
quantidade de precipitação no período do experimento foi pequena e não prejudicou a
degradação da matéria orgânica. Pode-se confirmar isso com os resultados do teor de umidade
durante todo o período de compostagem, os quais apresentaram-se em torno de 50 a 65%. No
entanto, (como pode ser visto nas Figuras 12 a 15) a radiação, principalmente no mês de
março (início do período do experimento), influenciou a produção de calor, já que nas pilhas
estudadas não foi possível detectar praticamente a fase mesofílica, tendo a fase termofílica
iniciada já nas primeiras horas de compostagem. Cabe destacar que a ausência da fase
mesofílica pode ter sido influenciada pela ligeira armazenagem feita antes da montagem das
pilhas dos resíduos domicilaires.
Em relação à quantidade de vento e evapotranspiração durante os meses do experimento é
possível observar nas Figuras 18 a 21 que a quantidade de vento favoreceu ao processo de
compostagem. A taxa média de vento foi próxima dos 2 m s-1 e a evapotranspiração média do
período foi de aproximadamente 2,3 mm dia-1 Essas condições proporcionaram temperaturas
e umidades dentro da faixa ideal (30-65 ºC e 50-55%)[50] nas pilhas, favorecendo o
desenvolvimento dos microrganismos, através do fornecimento de oxigênio. O oxigênio é
necessário para os microrganismos obterem energia resultante da oxidação do carbono
orgânico[62], o qual, posteriormente, será liberado como carbono inorgânico, na forma de
dióxido de carbono[72].
O nível de evapotranspiração interferiu no processo, uma vez que, fez-se necessário
irrigação periódica, de três em três dias nos vinte primeiros dias, isto é, após o período de
fermentação, as regas passaram a serem realizadas diariamente para poder-se atingir a
umidade em torno de 55% condição necessária para tornar o composto úmido e com as
condições apropriadas para a proliferação dos microrganismos que degradam a matéria
orgânica.
69
Figura 18 - Registro diário de vento e evapotranspiração no mês de março em Mossoró.
Fonte: INMET (2010)
Figura 19 - Registro diário de vento e evapotranspiração no mês de Abril em Mossoró
Fonte: INMET (2010).
70
Figura 20 - Registro diário de vento e evapotranspiração no mês de maio em Mossoró.
Fonte: INMET (2010).
Figura 21 - Registro diário de vento e evapotranspiração no mês de junho em Mossoró.
Fonte: INMET (2010).
71
4.2
MONITORAMENTO DA TEMPERATURA
A temperatura é considerada por muitos pesquisadores como o mais importante
indicador da eficiência do processo de compostagem, estando intimamente relacionada com a
atividade metabólica dos microorganismos e as condições ambientais da pilha[73],[74],[75]. Ela é
diretamente afetada pela taxa de aeração, podendo ser usada como um parâmetro para indicar
a taxa de decomposição e a maturidade do composto. A produção de calor de um material em
decomposição depende da velocidade com que esta se processa (ou seja, da velocidade com
que os microrganismos crescem e atuam na decomposição), sendo indicativo da atividade
biológica do material compostado[76].
Como pode ser observado na Figura 22, as temperaturas das pilhas I e II apresentam
comportamento semelhante, tendo a fase termofílica que é marcada pela substituição dos
microrganismos mesofílicos, que são aqueles que iniciam a primeira fase do processo de
decomposição dos resíduos sólidos urbanos, onde a matéria orgânica é, num primeiro
momento, submetida à ação de enzimas extracelulares específicas secretadas por
microorganismos ditos hidrolíticos[77]. Os oligômeros e monômeros assim produzidos são em
seguida degradados, como segue:
Matéria orgânica + O2(g) → CO2(g) + H2O(g) + Energia
(Equação 8)
Os microorganismos da fase mesofílica, menos competitivo, vão ser substituídos por
outros mais adaptados, que são termofílicos[77]. Parte da energia liberada na reação será
utilizada para a síntese de novas células, onde ocorrerá a multiplicidade de microrganismos
que, no caso estudado, favoreceu a fase termofílica, sendo esta iniciada já nas primeiras horas
de compostagem.
72
Figura 22 - Variação da temperatura nas três pilhas durante o processo de compostagem
Fonte: Própria
A Figura 22 apresenta apenas os resultados obtidos a cada dez dias para se ter
informações mais claras, mas as medidas foram feitas todos os dias como mostrado no
Apêndice B Tabelas de 9 a 12.
A explicação para esse comportamento pode estar associado aos tipos de resíduos
utilizados no processo (resíduos orgânicos domiciliares) e a alta radiação detectada, a qual faz
com que a temperatura média fique em torno de 33,5 ºC durante o experimento. Outro fator
que pode ter contribuído para o não aparecimento da fase mesofílica é o armazenamento dos
resíduos orgânicos pelo período de dois dias, tempo que pode ter sido suficiente para que o
processo de degradação tenha iniciado, fazendo com que no momento da montagem das
pilhas já existisse uma elevada quantidade de microorganismos responsáveis pelo processo.
Este comportamento fez com que praticamente não fosse observado a ocorrência da fase
mesofílica (1ª fase) antes da fase termofílica (2ª fase), como comumente ocorre no método de
compostagem utilizado.
A decomposição ocorre mais rapidamente na fase termofílica (40-60 ºC) e durante
essa fase as temperaturas elevadas aceleram a hidrólise das principais moléculas estruturantes
dos materiais em compostagem, ou seja, as proteínas, gorduras e hidratos de carbono
73
complexos como as celuloses e hemiceluloses. Essa fase é um dos requisitos básicos, uma vez
que, somente assim, pode-se conseguir maior eficiência do processo, ou seja, aumento da
velocidade de degradação e eliminação dos microrganismos patogênicos[50]. A temperatura de
40-60 ºC permaneceu durante toda a segunda fase, em torno de 55 dias, indicando que os
fatores ambientais estariam condicionando o processo de degradação do material dentro das
pilhas de compostagem.
A adição de água e o constante reviramento das pilhas contribuíram para a eficiência
dessa fase termofílica. Temperaturas inferiores a 45 ºC, no final dessa fase, caracteriza o
início do resfriamento que é a 3ª fase do processo. Quando a temperatura chega em 40 ºC,
indica o início da 4ª fase, a de maturação, caracterizada pelo desenvolvimento de temperaturas
mesofílicas (35-45 ºC) durante os oitos últimos dias do processo de compostagem. À medida
que as fontes de energia para os agentes termofílicos começam a escassear, a temperatura
retoma valores mais baixos e os microrganismos mesofílicos assumem a fase de maturação do
restante da matéria orgânica, em que se dá a transformação progressiva de moléculas
complexas em substâncias húmicas (SH)[77], em que a absorção da luz pelas SH é o fenômeno
responsável pela cor escura que elas apresentam[78]. É importante por que mantém organismos
do solo e raízes livres da incidência direta da luz solar, além de controlar a temperatura do
solo dentro de certo equilíbrio[80],[81]. Existem SH menos escuras (tonalidade marrom) e SH
totalmente pretas. Estas características são conseqüências das estruturas orgânica das SH[78].
As estruturas orgânicas serão mais aromáticas (maiores teores de anéis benzênicos tornando o
composto mais escuro) ou mais alifáticas (torna o composto marrom) (Figura – 23).
Figura 23 – Estrutura orgânica: (A-Alifática; B-Aromática).
Fonte:Valle[78].
74
Já a pilha III, formada com dimensões de 1,0 metro de altura e 2,0 metro de diâmetro,
inferiores as recomendadas pela literatura de 1,6 metro de altura e 2,0 metros de diâmetro[50],
provavelmente, teve influência do acúmulo de calor no seu interior, não completando a fase
termofílica, a qual Pereira Neto[25] afirma ser importante para que ocorra a eliminação de
microrganismos patogênicos. Isto ocorre por que a temperatura máxima é proporcional às
dimensões das pilhas. As pilhas de menores dimensões têm superfície de exposição
proporcionalmente menor em relação às pilhas maiores e absorvem um volume de calor
proporcionalmente menor, aquecendo-se com menor intensidade[59].
As temperaturas reduzidas, não são suficientes para eliminar a grande maioria dos
organismos patogênicos presente nos resíduos urbanos, apesar da pilha III ter apresentado
decomposição inicial conduzida por microrganismos mesofílicos, que utilizam os
componentes solúveis e rapidamente degradáveis da matéria orgânica, em que atuam fungos e
bactérias[83]. A quantidade de calor (metabolismo exotérmico) liberada por eles não foram
suficientes para acumular-se no interior da pilha e elevar a temperatura ao ponto de favorecer
o aparecimento da fase termofílica. Desta forma não se pode afirmar que o composto está
maturado. Assim a eficiência do processo de compostagem depende da dimensão da pilha e
requer uma dimensão mínima, que no caso em estudo tem que ser maior que a usada na pilha
III nas condições desta pesquisa.
Durante o processo de compostagem, ao revirar as pilhas (I, II e III) a temperatura
diminuía e, posteriormente aumentava por recomeçar as reações aeróbicas na matéria
orgânica, ainda incompletamente decomposta, que se encontrava em zonas de anaerobiose no
interior das pilhas antes destas serem reviradas.
4.3
MONITORAMENTO DA UMIDADE
A Figura 24 mostra os resultados das análises da umidade feitas nas três pilhas
durante todo o período e estudo. A umidade é indispensável para a atividade metabólica e
fisiológica dos microorganismos, sendo que a considerada ideal varia entre 50 e 60% [50].
Como os resíduos vegetais (podas) apresentam baixa umidade (em torno de 44%) e a
evapotranspiração durante o experimento apresentou valores médios na faixa de 3 mm/dia,
foram necessárias irrigações periódicas, com água, de três em três dias, nos vintes primeiros
dias, quando as pilhas apresentavam maiores dimensões. Mesmo em dias mais quentes, não
houve necessidade de regas diárias. Após o período de fermentação, as regas passaram a
serem realizadas diariamente, provavelmente, devido à redução da granulometria do
75
composto em decomposição que diminuía com a diminuição do volume das pilhas, o que
causou maior perda de umidade para o ambiente e a necessidade de aumentar o número de
regas para manter a umidade em torno de 55 a 65%, ideal para a compostagem[25].
Figura 24 - Variação da umidade nas três pilhas durante o processo de compostagem.
Fonte: Própria
À medida que as pilhas tiveram seu tamanho reduzido devido à degradação da matéria
orgânica, percebeu-se uma perda de umidade. Esse comportamento foi verificado,
principalmente, nos dias em que foram realizadas as reviragens, em que as partes internas das
pilhas, que não sofrem forte perda de umidade pela ação dos ventos e exposição direta ao sol,
apresentaram aspecto de baixa umidade.
Observa-se na Figura 24 muitas oscilações na umidade em todas as três pilhas de
compostagem nos primeiros dias do processo, que podem ser atribuídas a vários fatores,
dentre eles pode-se citar a temperatura desenvolvida durante o processo que faz com que a
massa de resíduos perca água por evaporação. No entanto é possível notar na Figura 24 que
para as pilhas I e II, entre a primeira e segunda semana, a umidade ficou na faixa de 50 a 65%
e foi declinando lentamente até uma umidade final em torno de 50-55%, a qual Pereira
76
Neto[50] considera ideal para o balanço final do teor de umidade, evitando que o excesso de
água desloque o ar dos vazios que estes deveriam ocupar, e provocasse retardamento do
processo de maturação.
As pilhas I e II se mantiveram dentro da faixa de umidade ideal após o período de
fermentação, ou seja, a partir do dia 30 até o dia 80 quando a processo já se encontrava na
fase final.
A pilha III apresenta no início do processo temperaturas semelhantes as das pilhas I e
II, tornando-se mais susceptível de aumentar a temperatura por influência das condições
ambientais como a radiação, necessitando de mais regas para atingir uma umidade que venha
favorecer a compostagem, provavelmente é resultado do seu menor volume. Após o período
inicial e a conseqüente diminuição do volume de todas as pilhas, o volume da pilha III
mostra-se insuficiente para reter e manter a temperatura e umidades ideais para o processo.
Isso pode ser observado nos valores de umidade que permanecem a maior parte do tempo
abaixo de 50%, restringindo a atividade microbiológica de degradação dos resíduos orgânicos.
Os resíduos orgânicos domiciliares possuem alto teor de umidade (60 – 80%),
requerendo um controlador (material palhoso) para não haver compactação da pilha e
anaerobiose. Para controlar a umidade usaram-se podas de árvores e gramas, já que estas
possuem baixa umidade. A mistura dos resíduos compostados favoreceu o equilíbrio da
umidade nas pilhas I e II mantendo-as nos patamares desejados.
O arejamento (reviramento) da pilha I e II favorece a oxigenação e, conseqüentemente,
a perda de umidade, isto é, fornece oxigênio para a atividade biológica e remove umidade da
massa em compostagem.
Richard et al.[82] afirmaram que materiais com 30% de umidade inibem a atividade
microbiana, sendo que um meio com umidade acima de 65% proporciona uma decomposição
lenta, condições de anaerobiose e lixiviação de nutrientes. O excesso de umidade reduz a
penetração de oxigênio na pilha, uma vez que a matéria orgânica decomposta é hidrófila e as
moléculas de água se aderem fortemente à superfície das partículas, saturando os seus micro e
macroporos[83], impedindo a entrada do oxigênio e afetando as propriedades físicas e químicas
do composto[84]. Os resultados obtidos neste trabalho concordam que baixa umidade (no caso
menores que 55%) impede a obtenção de um bom composto, o que ocorreu na pilha III e foi
detectado na medida da razão C/N.
77
4.4
MONITORAMENTO DO PH
O extrator escolhido foi à água deionizada isenta de CO2 dissolvido. A escolha por
água deionizada se deve a sua pureza e ao fato dela possuir pH próximo da neutralidade,
propriedade que não afetaria a lixiviação das espécies de interesse constituintes do analito
para tal análise. A sofisticação em relação à ausência de CO2 dissolvido se justifica pelo fato
de este ser um gás relativamente abundante na atmosfera e razoavelmente solúvel em água em
temperatura ambiente. Uma vez dissolvido em meio aquoso, esta espécie reage com a água,
formando ácido carbônico alterando o pH do meio, de acordo com a reação química
reversível:
CO2(g) + H2O(l) ↔ H2CO3(aq)
(Equação 9)
Vale ressaltar que vários autores[77],[85] recomendam a utilização de uma solução de
eletrólitos como extrator. A ação de tais eletrólitos, como o KCl e CaCl2, pode ser explicada
pela presença de cátions polivalentes adsorvidos na fase sólida, que passam para a solução por
permuta com o cátion da solução extratora, provocando hidrólise ácida diminuindo o pH do
meio.
Em geral, como pode ser visto na Figura 25, o comportamento do pH foi semelhante
para todas as pilhas. No início do processo, o pH variou entre 5,0 a 5,6 na primeira semana,
provavelmente devido a produção de ácidos orgânicos. No início da decomposição, ocorre
formação de ácidos orgânicos que tornam o meio mais ácido do que o da própria matéria
prima original, entretanto esses ácidos orgânicos e os traços de ácidos minerais que se formam
reagem com bases (liberadas da matéria orgânica) gerando compostos de reação alcalinos e
aumentando o pH.
Após a primeira semana o pH evoluiu até valores máximos de 8,5 a 9,0 durante o
processo de maturação do composto, o que se explica pela hidrólise das proteínas e liberação
de amônia. Assim, normalmente o pH se mantém alcalino (7,5 – 9,0), durante a fase
termofílica.
O comportamento diferenciou-se do padrão em relação aos valores máximos de pH
considerado para o desenvolvimento dos microorganismos responsáveis pela compostagem,
que considera a faixa entre 4,5 e 8,5[85] como sendo a ideal. Segundo Haug[59] a compostagem
tem a habilidade de neutralizar altos e baixos valores de pH durante o processo. Isso se deve a
formação de um ácido fraco (CO2) e uma base fraca (NH3), sendo difícil encontrar um
78
processo de compostagem que não esteja na faixa entre 5,0 e 8,5. Entretanto, as pilhas
estudadas apresentam valores de até 9,1 durante a quinta e sétima semana de compostagem,
provavelmente, devido à pequena quantidade de CO2.
Segundo Power[86], as primeiras
semanas de compostagem é notada por uma grande necessidade de O2 para o início do
processo, sendo necessário uma freqüência maior de reviramentos. A etapa inicial da
compostagem necessita de 5 – 15% de oxigênio. Por outro lado, nas semanas seguintes do
processo, prefere-se condições menos oxidativas, onde as atividades biológicas são mais
fracas contribuindo para uma pequena formação de CO2[87].
Já os valores finais de pH (8,5-8,7) estão compatíveis com os apresentados por Pereira
Neto[50], que afirma que a compostagem pode ser desenvolvida em uma faixa de pH entre 4,5
e 9,5, sendo que os valores extremos são automaticamente regulados pelos microrganismos,
por meio da degradação dos compostos, que produzem subprodutos ácidos ou básicos,
conforme a necessidade do meio. Vale ressaltar que, por apresentarem valores de pH básicos,
os compostos orgânicos são indicados para utilização como corretivo de solos acidificados.
Apesar da contradição apontada por Maragno et. al.[85] e Pereira Neto[50], quanto aos
valores ótimos de pH, sabe-se que não há problemas em se utilizar substratos que apresentem
alto pH, já que durante a compostagem ocorrerá inúmeras reações químicas que irão regular
esta basicidade gerando um produto final com pH entre 7,0 e 9,5. As reações do tipo ácidobase e de óxido-redução são de extrema importância na compostagem[55].
79
Figura 25 - Variação do pH nas três pilhas durante o processo de compostagem
Fonte: Própria
4.5
NITROGÊNIO TOTAL DE KJELDAHL (NTK)
Outro parâmetro analisado durante o processo de compostagem foi à degradação do
nitrogênio orgânico através da determinação do nitrogênio total de Kjeldahl. A presença de
nitrogênio no substrato utilizado no estudo está relacionado com os resíduos orgânicos
domiciliares. Como pode ser observado na Figura 26 as pilhas apresentaram praticamente os
mesmos teores de nitrogênio.
Em relação à evolução do nitrogênio orgânico com os dias de compostagem, as três
pilhas apresentaram resultados semelhantes. A mesma quantidade de nitrogênio orgânico
encontrada nas três pilhas de compostagem está relacionada à utilização dos mesmos
materiais para a produção do composto. Sobretudo durante o processo, a quantidade de
Nitrogênio Total de Kjeldahl permaneceu praticamente constante, variando somente nos vinte
dias iniciais. Isso foi possível por que as perdas de carbono durante o processo de oxidação a
CO2 foi maior que a perda de nitrogênio em relação ao seu consumo pelos microorganismos.
80
Figura 26 - Evolução de nitrogênio em relação ao tempo de compostagem.
Fonte: Própria
Segundo KIEHL[55], o acúmulo relativo de nitrogênio orgânico na pilha pode estar
associado à retenção de nitrogênio presente na água e a fixação biológica de nitrogênio
atmosférico. Vale ressaltar que a água, principalmente, quando em excesso, pode provocar a
lixiviação do nitrogênio[59]. No estudo em questão esse fato torna-se importante devido estarse trabalhando com pilhas, fator que pode ter contribuído para que os teores de nitrogênio
final tenham sido praticamente iguais ao inicial.
Um fator que pode influenciar o acréscimo de nitrogênio nas pilhas é o fato de que a
degradação da matéria orgânica resulta na liberação de nitrogênio, o qual deixa a forma
imobilizada e passa a forma mineralizada, tornando-se disponível as plantas e
microrganismos[25] . Porém, nesse estudo, este fato não deve ser levado em consideração
devido ao método utilizado ( Kijedahl) que não mede os teores de nitratos e nitritos[59]. Como
no decorrer do processo de compostagem o nitrogênio na forma orgânica é transformado em
nitrogênio amoniacal e, em seguida, para a forma de nitrito e nitrato, esses teores não foram
medidos devido a limitação do método utilizado, causando uma tendência de queda no teor de
nitrogênio, tendência essa que pôde ser observada nas três pilhas durante a faixa dos vinte
81
dias de compostagem. Essa queda pode está associada ao crescimento de microrganismos
nitrificadores que transformam o nitrogênio amoniacal em nitrito e nitrato, que não foram
medidos no presente estudo.
Outro fator que pode ter inibido uma maior quantidade de nitrogênio, principalmente
na forma amoniacal, foi o fato da grande perda de umidade durante o processo de
compostagem, principalmente devido aos tamanhos das pilhas e ao elevado nível de
evapotranspiração.
O aumento de temperatura no início da compostagem pode ter influenciado o
equilíbrio NH4+:NH3 no sentido da produção de NH3, aumentando sua transferência para a
atmosfera. O pH elevado também aumenta o equilíbrio NH4+:NH3 no sentido da produção de
NH3. Por estas razões, o valor de pH elevado e a temperatura, elevada durante o processo de
compostagem, podem ter condicionado a emissão de NH3. Nestas condições alcalinas, o
produto é de fato amônia gasosa (NH3), e pode ser assim volatilizada. Este fato acontece
devido ao equilíbrio químico entre amônia (NH3) e o íon amônio (NH4+) ser dependente do
pH do meio, conforme a seguinte equação:
Legenda: 1 pH ‹ 6; 2 pH › 8
Em meio alcalino a reação tende a deslocar-se para a esquerda, originando a forma
gasosa de amônia (NH3), que é perdida para a atmosfera por volatilização. No entanto, o
baixo teor de nitrogênio no final do período de compostagem, e a diminuição de temperatura,
sugerem que o composto está maturado de acordo com Brito[62] .
Apesar das perdas de nitrogênio relacionadas ao tamanho reduzido das pilhas, o teor
final de nitrogênio das três pilhas encontra-se em uma faixa semelhante à apresentada por
autores que trabalham com pilhas[50],[62].
4.6
RELAÇÃO CARBONO/NITROGÊNIO
A relação C/N é um índice utilizado para avaliar os níveis de maturação de substâncias
orgânicas e seus efeitos no crescimento microbiológico, já que a atividade dos
microrganismos heterotróficos, envolvidos no processo, depende tanto do conteúdo de C
82
como fonte de energia, quanto de N para síntese de proteínas[88], dessa forma, a relação C/N
deve ser determinada para efeito de qualidade do composto[89].
Durante os noventa e dois dias de experimento, foram feitas quatro análises de C/N. A
Figura 27 permite visualizar a evolução da relação C/N nas quatro análises feitas durante o
processo de compostagem para as três pilhas. O resultado para o início do experimento da
relação de carbono/nitrogênio (32/1) é o mesmo para todas as pilhas de compostagem, pois
todas elas utilizaram o mesmo tipo de resíduos. Este resultado indica que a relação C/N foi
bastante satisfatória, pois segundo Pereira Neto[50] a relação ideal para uma rápida e eficiente
compostagem é em torno de 30/1 e outros pesquisadores afirmam que a relação C/N ideal
para iniciar o processo de compostagem está entre 25/1 e 35/1[90],[91],[55].
Observa-se que durante todo o processo a relação C/N das três pilhas de compostagem
diminui gradativamente. No entanto, o estágio de maturação só foi atingido pelas pilhas I e II,
ficando após os noventa dias, em média 10,4/1, estando dentro da faixa ideal, que é de 8,0 a
12/1[85]. O resultado das pilhas I e II indica um composto maturado, pronto para ser utilizado
como fertilizante.
A alta relação C/N detectada na pilha III, no final do processo de compostagem, é o
resultado do seu tamanho que, como mostrado pelas medidas anteriores (umidade e
Temperatura), alterou as condições ideais para a ocorrência do processo, já que a origem e o
tipo de material utilizado na confecção delas foram os mesmos, diferindo apenas no fato da
pilha III apresentar dimensões menores do que as pilhas I e II.
Durante o processo de compostagem verificou-se, portanto, uma redução da relação
C/N em decorrência da oxidação da matéria orgânica pelos microrganismos, que liberam CO2
através da sua respiração.
A redução na concentração de carbono durante os dias de compostagem nas pilhas I e
II foi muito significativa para a produção de um composto de qualidade. Isto pode ser
explicado pelo fato de que, como a aeração, tamanho e umidade foram mantidas em níveis
adequados, a degradação se processou de forma muito rápida.
Como pode ser observado na Figura 27, os valores de relação C/N no material
apresentam tendências clara de compostagem nas pilhas I e II. Durante todo o período ocorreu
degradação acelerada no material compostado, o que pode ser evidenciado pelos decréscimos
acentuado nos valores de concentração do carbono.
Há de se ressaltar que, os valores obtidos nesse experimento, apresentam tendências de
decréscimo da concentração de carbono, conduzindo a valores em torno de 10,4/1, devido o
processo ter ocorrido em condições favoráveis. Neste contexto, Loleiro et al.[92] avaliaram a
83
compostagem de resíduos domiciliares e observaram uma diminuição no valor de C total
durante o período de compostagem. Maragno[85], estudando a compostagem em pequena
escala, com o objetivo de avaliar os efeitos dos resíduos orgânicos com serragem, sobre os
fatores que influenciaram no processo de compostagem, verificou que o tratamento
apresentou relação C/N 10,3/1 e 13,2/1.
Figura 27 - Evolução da relação C/N nas três pilhas estudadas durante o período de compostagem
Fonte: Própria
4.7
DENSIDADE APARENTE
Os resultados de densidade aparente são apresentados na Tabela 13.
Tabela 13 – Media da densidade aparente (g/cm3) da massa de compostagem das pilhas I, II e III.
Parâmetro
Pilha I
Densidade
0,40
Fonte: Própria
Pilha II
Pilha III
0,42
0,57
84
Segundo Kiehl[55], a adubação orgânica quando empregada em quantidades adequadas,
reduz a densidade aparente do solo trazendo benefícios e melhorando as características físicas
do mesmo, sendo esse efeito imediato, uma vez que a matéria orgânica se junta às partículas
minerais do solo que tem densidade aparente entre 1,2 e 1,4 g /cm3. Esta variação de
densidade é encontrada em solos argilosos, de textura grosseira, e arenoso[93] . Sendo assim,
tanto os solos argilosos como os arenosos necessitam da incorporação de material de menor
densidade para atingir a faixa satisfatória.
Os valores baixos de densidade do composto podem ser explicados pela degradação
da matéria orgânica. Como pode ser observado na Tabela 13, o valor da densidade aparente
dos compostos variou de 0,40 g/cm3 (pilla I) a 0,57 g/cm3(pilha III) e estão em concordância
com valores apresentados na literatura que é de 0,17 a 1 g/cm3[94], [93], [55].
Adubos orgânicos com baixa densidade, incorporado ao solo com alta densidade,
proporciona, direta ou indiretamente, a retenção de água no solo[55]. A forma direta deve-se ao
efeito de a própria capacidade da matéria orgânica em reter água, chegando a 160% de seu
volume para materiais humificados, e a forma indireta é devido a melhora na estruturação,
granulação e proteção da superfície do solo contra a formação de crostas impermeáveis[94] .
Quanto maior a densidade aparente, maior a compactação, menor a estrutura e menor
porosidade total tem o solo, sendo maiores as restrições para o crescimento e
desenvolvimento das plantas[94]. Vale ressaltar que as melhorias das condições físicas do solo
são consideradas de grande importância, por serem relativamente difíceis de serem
controladas por outros métodos, uma vez que os fertilizantes minerais, normalmente, só
melhoram as condições químicas do solo[72] .
Os resíduos orgânicos domésticos ou domiciliares apresentam naturalmente uma
umidade ao redor de 55%, razão pela qual a compostagem representa uma interessante
alternativa para a sua transformação em húmus[94]. No entanto, para atingir uma densidade
aparente adequada é necessário que sejam adicionados a eles agentes estruturantes[94], que no
caso do estudo em questão, foram podas de arvores e gramas. Pode-se constatar através dos
baixos teores de densidade aparente que com essa mistura foi evitado à compactação
excessiva das pilhas em estudo.
Os compostos obtidos apresentam valores de densidade aparente satisfatória,
apresentando grande potencial para a melhoria das propriedades físicas do solo.
85
4.8 CONTAMINANTES QUÍMICOS
O conceito de qualidade do composto é bem abrangente, pois, além dos parâmetros
destinados á avaliação da estabilidade e maturação do composto, também é considerado a
concentração de metais pesados, sendo necessário a avaliação deste parâmetro para utilização
do composto produzido[95], já que a sua presença constitui-se em fator limitante para a
aplicação do composto orgânico em áreas agrícolas, florestais e áreas públicas[96].
A avaliação do teor de contaminantes químicos será embasada em valores aceitáveis
estabelecido pela IN SDA Nº27 de 05 de Junho de 2006 (podendo ser visualizados nos
Apêndices - A, Tabela 2).
Na Tabela 14, estão apresentados os resultados obtidos na avaliação das
concentrações de contaminantes químicos das pilhas I, II e III, presentes no composto
orgânico proveniente da coleta seletiva de resíduos sólidos urbanos do município de MossoróRN.
Cada amostra foi analisada em triplicata, sendo as médias dessas análises
consideradas, resultado final. As amostras foram coletadas na fase de maturação do composto
orgânico. Os resultados das concentrações são expressos em mg Kg-1 de matéria seca.
Tabela 14 - Concentrações de contaminantes químicos presentes nas pilhas I, II e III.
Contaminante
Pilha I
Pilha II
Pilha III
LD
Zn
Cd
Pb
Cr
Cu
Ni
Se
0,019
< LD
0,348
0,061
< LD
0,110
< LD
0,023
< LD
0,322
0,088
< LD
0,150
<LD
0,019
< LD
0,338
0,060
< LD
0,121
< LD
0,0020
0,0008
0,0013
0,0020
0,0021
0,0012
0,0020
IN SDA
Nº27 de
05/06/2006
3,00
150,00
200,00
70,00
80,00
< LD = Menor que o limite de detecção. Fonte: Própria
Como pode ser observado na Tabela 14 os níveis de contaminantes químicos ficaram
bem abaixo dos teores estabelecidos pela instrução normativa citada.
A produção do composto com baixos níveis de metais pesados foi possível mediante
uma coleta seletiva eficiente, realizada em residências do bairro nova vida e no restaurante
popular da cidade de Mossoró-RN. Nela, os resíduos sólidos vinham segregados, evitando a
86
presença de elementos que pudessem contaminar o material orgânico, como pilhas, metais,
plásticos, etc. Na maioria dos casos, a coleta seletiva não é feita de forma eficiente, ocorrendo
contaminação da fração orgânica e, posteriormente, o composto produzido[97],[98].
Devemos destacar que, em função da origem e do cuidado no processo de
compostagem, não se esperavam os altos valores comparativamente de Pb e Ni obtidos. Isto
ocorreu, provavelmente, por que as pilhas de compostagem foram contaminadas diretamente
com Pb e o Ni, por adesão de partículas de metais a matéria orgânica umedecida durante o
processo de compostagem, em função do experimento ter sido montado próximo as mesas de
triagem do material reciclado no galpão da ACREVI.
A presença de metais pesados em compostos produzido com resíduos urbanos é de
grande preocupação e objetivo de estudo por parte de pesquisadores, pois são elementos
potencialmente tóxicos facilmente encontrados nos materiais industrializados coloridos como
em borrachas, tecidos, cerâmicas, papeis de propaganda e revistas, além de produtos de
limpeza e materiais eletro-eletrônicos[51]. A preocupação com o emprego na agricultura de
certos compostos contendo elementos químicos considerados tóxicos é pelo fato das plantas
assimilarem além dos elementos essenciais à sua nutrição, também esses componentes[97]. No
entanto, é importante ressaltar que alguns metais pesados, quando contidos em pequenas
quantidades, como o zinco[97], são elementos de grande valor necessários para o crescimento
das plantas, e que somente em grandes quantidades é que se tornam fitotóxicos e tóxicos para
o homem[99].
A utilização de um composto produzido com resíduos sólidos orgânicos, com
composição compatível com valores citados pela legislação Européia, não deve causar
problemas com fitotoxidez em solos[100].
Sendo assim, em relação aos níveis de metais pesados, os compostos gerados no
presente estudo não apresentam restrições para a sua utilização como substrato e aplicação ao
solo.
4.9
MICRONUTRIENTES E MACRONUTRIENTES: FE, MN, B, P, K
Os micronutrientes e macronutrientes de um composto estão relacionados com o tipo
de matéria orgânica utilizada para a produção do composto, que nesse estudo foram resíduos
vegetais (podas de grama, folhas de árvores e galhos) juntamente com resíduos orgânicos
domiciliares (arroz, feijão, cascas de frutas, verduras e legumes), os quais apresentam elevado
teor de matéria orgânica[101].
87
A Tabela 15 apresenta as características dos micronutrientes e macronutrientes
presentes no composto já maturado. O potássio (K) foi o elemento que mais se destacou entre
os macronutrientes, seguido pelo fósforo (P). Isto se deve principalmente a utilização dos
resíduos orgânicos domiciliares. Já entre os micronutrientes, o Ferro (Fe) foi o que apresentou
maior concentração, devido às pilhas de compostagem terem sido montadas diretamente no
chão de terra preta batida. O ferro é o micronutriente que se apresenta em maior teor no
solo[101]. O Manganês e o Boro apresentaram menor concentração que o ferro; contudo, os
resultados obtidos mostram que o composto é de boa qualidade uma vez que contém
macronutrientes e micronutrientes em concentrações maiores do que o apresentado em
compostos produzidos no nordeste, conforme comparação realizada com os resultados
apresentado por Brito[77]. Para facilitar o entendimento dos resultados de forma quantitativa,
foi feita uma transformação de unidade de mg.Kg-1 para g.Kg-1.
Tabela 15 - Concentração micro/macronutrientes em g.Kg-1 no composto das pilhas I, II, III.
Micro/Macronutrientes
Pilha I
Pilha II
Pilha III
Composto*
Fe
Mn
B
P
K
6,809
0,663
0,135
14,979
48,033
8,702
0,552
0,150
19,78
48,986
6,052
0,531
0,087
13,146
47,333
0,09
ND
ND
0,011
0,0012
*Composto[77]. ND – Não detectado. Fonte: Própria
4.10
MATURAÇÃO OU CURA
Os primeiros testes foram realizados por volta dos 75 dias do início do experimento,
ou seja, 75 dias após a montagem das pilhas de compostagem. Os resultados dos testes
mostraram que o composto estava pronto para ser utilizado como fertilizante.
Os resultados estão descritos a seguir:
4.10.1- Teste do frasco invertido
O pH inicial médio das três pilhas de compostagem foi de 8,5, baixando para 8,1
(pilha I), 8,3 (pilha II) e aumentando para 8,9 (pilha III), indicando que as pilhas I e II
88
apresentaram um composto pronto para ser utilizado como fertilizante, enquanto que a pilha
III não apresentou um composto maturado.
4.10.2- Teste da mão
Após esfregar entre as palmas das mãos uma amostra umedecida do composto, as
mesmas pareciam estarem revestidas de uma pasta preta gordurosa, com aspecto de manteiga
preta. Este resultado indica a maturação do composto[55] das pilhas I e II. podendo ser
visualizado na Figura 28.
Figura 28 - Composto, com aparência de pasta preta gordurosa indicando que esta maturado.
Fonte: Própria
4.10.3- Teste da bolota
Depois de confeccionar, com as mãos, uma bola de composto umedecido, observou-se
que a bolota produzida com o composto das pilhas I e II não se desmanchava ao ser passada
de uma mão para a outra, caracterizando que o composto estava maturado[55] (Figura 29).
Enquanto que, não foi possível formar uma bolota com o composto da pilha III, indicado que
o composto não estava maturado (Figura 30).
89
Figura 29- Bolota de composto umedecido indicando o final do processo de maturação
Fonte: Própria
Figura 30 - Tentativa de formar uma bolota com o composto da pilha III indicando que o mesmo não estava
maturado.
Fonte: Própria
4.10.4 Teste da presença de suspensão coloidal
A mistura do composto das pilhas I e II com água e hidróxido de amônia mostrou que
o líquido sobrenadante era de cor preta com grande parte das partículas do composto em
90
suspensão, indicando que o composto encontra-se maturado[55], já a mistura do composto da
pilha III com água e hidróxido de amônio apresentou o líquido sobrenadante com coloração
marrom.
4.11
OBSERVAÇÕES VISUAIS
A avaliação do monitoramento do grau de estabilidade de um composto é um
parâmetro usado para a avaliação da sua qualidade, pois dá informação acerca do estado de
conversão dos componentes facilmente biodegradáveis presentes nos materiais em
compostagem [80].
De maneira geral, as pilhas apresentaram o seguinte comportamento:
- Odor: pôde-se perceber a geração de odores desagradáveis nos primeiros três dias de
compostagem, assim como a presença de formigas. Esses problemas foram marcantes nas três
pilhas em estudo. Estes problemas foram resolvidos aumentando-se a camada espessa de
resíduos de poda, o que reduziu a presença de odores e vetores. Quando a maturação foi
obtida, os odores desagradáveis não estavam presentes na pilha de compostagem, e não
aparecia nem mesmo quando se movimentava com a massa compostada, apresentando um
cheiro de “terra molhada”.
- Cor: Após aproximadamente a quinta semana de compostagem as pilhas já apresentavam
uma coloração mais escura, dando indícios do início da fase de maturação do composto
(Figura 31).
91
Figura 31 – Composto após aproximadamente 40 dias com coloração escura típica de composto em maturação.
Fonte: Própria
- Redução do Volume: As pilhas apresentaram uma rápida redução do volume, o que já era
de se esperar pois, com a umidade em seu nível ótimo (65%)[50] , o material fica livre da
saturação de água e a atividade microbiana aumenta pelo aumento da quantidade de O2[81]. Na
generalidade das pilhas, a umidade manteve-se de maneira satisfatória, por que a evaporação
de água compensou a produção de água resultante do processo de mineralização da matéria
orgânica e diminuição da matéria seca. De maneira geral as pilhas apresentaram uma redução
de cerca de 40% do volume inicial.
- Presença de Fungos e ácaros: A presença de fungos de cor esbranquiçada foi observada na
segunda semana do experimento, permanecendo até por volta do vigésimo quinto dia.
Começaram a surgir ácaros por volta do trigésimo dia, os quais permaneceram até o inicio da
fase de maturação. Durante a fase de maturação, observou-se novamente a presença de fungos
esbranquiçados. Sendo necessária a presença desses microrganismos, segundo Maragno[83],
para a degradação da matéria orgânica.
92
4.12
CARTILHA DE COMPOSTAGEM
A metodologia apresentada no item 3.8 foi desenvolvida e utilizada na
elaboração de uma cartilha sobre compostagem para catadores/recicladores de lixo. A partir
das idéias resultantes do manual de compostagem: processo de baixo custo de Pereira Neto[50].
Definiu-se que o objetivo da cartilha é sensibilizar e capacitar os catadores/recicladores com o
processo de compostagem pelo método “windros”. Mostrando o conceito de compostagem
seguido pela importância, e as razões para utilizar a compostagem; material necessário para
realização do processo, o que podemos colocar no composto, como deve ser escolhida a área
para montagem das pilhas, apresentando a forma de distribuição dos materiais orgânicos para
produção do composto e quais os fatores que podem afetar durante o processo de
compostagem. A cartilha encontra-se no anexo I.
93
5
CONCLUSÕES
As principais conclusões obtidas, com a realização do presente estudo, são:
As podas de árvores e gramas utilizadas como material palhoso no processo de
compostagem mostrou que é possível produzir um composto com excelente grau de
maturação. Além disso, a quantidade de resíduos orgânicos em associação com as podas de
árvores e gramas obteve temperaturas de até 64ºC nas pilhas I e II, com permanência de seis
dias na faixa termofílica, período importante para eliminação de microrganismos patogênicos.
Parâmetros como o pH e a umidade apresentaram um comportamento satisfatório
durante o desenvolvimento do processo de compostagem. O composto orgânico estabilizado
atingiu a relação C/N de 10,4/1 na pilha I e 10,4/1 na pilha II. Indicando dessa forma que o
composto da pilha I e II estava maturado e pronto para ser utilizado como fertilizante, já a
pilha III apresentou no final do processo relação C/N 26/1, esta alta relação pode ser
associada ao tamanho da pilha III, alterando desta forma as condições ideais para ocorrência
do processo.
Os teores de contaminantes químicos analisados nos compostos foram muito inferiores
aos estabelecidos na IN SDA Nº 27 de 05 de Junho de 2006, não apresentando restrições para
a sua utilização como substrato e aplicação ao solo.
Em termos de macronutrientes e micronutrientes, os resultados obtidos mostram que o
composto é de boa qualidade uma vez que contém macronutrientes e micronutrientes em
concentrações maiores do que solo de tabuleiros costeiros do nordeste, como a do K que
apresentou em média 48,12 g Kg-1.
Em pilhas formadas por resíduo orgânico domiciliar, podas de arvores e gramas não é
aconselhável utilizar um tamanho de pilhas com altura de 1,00 m de altura e 2,00 de diâmetro,
pois as temperaturas mantiveram-se entre 40-50ºC na pilha III por um longo período, não
impedindo a rápida dissipação de calor.
O uso de podas de árvores e gramas, utilizadas na compostagem em pequena escala,
ao mesmo tempo em que gerou um composto de qualidade no produto final do processo,
também criou uma condição importante para um correto dimensionamento das pilhas de
compostagem. Em pilhas formadas por resíduo orgânico domiciliar, podas de arvores e
gramas não é aconselhável utilizar um tamanho de pilhas com altura de 1,00 m de altura e
2,00 de diâmetro, pois as temperaturas mantiveram-se entre 40-50ºC na pilha III por um longo
período, não impedindo a rápida dissipação de calor.
94
A principal contribuição do presente trabalho foi à realização do processo de
compostagem no galpão da associação ACREVI, como também à elaboração da cartilha de
compostagem para os catadores/recicladores, contribuindo para subsidiá-los no trabalho de
produção de composto orgânico.
O processo de compostagem em pequena escala, quando bem conduzido, não
apresentou risco à saúde podendo ser desenvolvido em ambientes urbanos, ampliando as
oportunidades de aplicação de um método sustentável para o tratamento dos resíduos sólidos
urbanos.
95
6
SUGESTÕES PARA FUTUROS TRABALHOS
Através do presente estudo constatou-se a viabilidade da realização do processo de
compostagem com resíduos vegetais (capim, folhas de arvores e galhos) e resíduos orgânicos
domiciliares (arroz, feijão, cascas de frutas, verduras e legumes) em pequena escala.
Entretanto, devido algumas particularidades do método e visando a obtenção de maiores
informações, visto a importância da aplicação do processo de compostagem, faz-se necessário
a realização de alguns trabalhos, são eles:
a) Realizar estudos que determine à dimensão ideal das pilhas durante o processo de
compostagem;
b) Estudar detalhadamente a relação: quantidade de matéria prima e produto final obtido
como composto, para análise de custo e lucro;
c) Realizar estudos em relação à aeração artificial das pilhas;
d) Estudar o processo de compostagem em pilhas com outros tipos de resíduos, a
exemplo dos resíduos agrícolas, visando sua aplicação na agricultura familiar;
e) Realizar o processo de compostagem utilizando os resíduos gerados na Universidade
Federal do Rio Grande do Norte;
f) Analisar a eficiência da cartilha de compostagem na divulgação do processo de
reciclagem dos resíduos orgânicos e, como instrumento de educação ambiental.
g) Avaliar a eficácia da cartilha de compostagem como um instrumento pedagógico,
através do processo de intelectualização e contribuição para a formação social dos
catadores/recicladores da ACREVI, quanto às técnicas de reciclagem dos resíduos
orgânicos;
96
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106
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1980.
107
APÊNDICE – A
Tabela 2 – Limites máximos de contaminantes (mg.Kg-1) admitidos em fertilizantes orgânicos.
Contaminante
Cádmio (mg/Kg)
Chumbo (mg/Kg)
Cromo (mg/Kg)
Níquel (mg/Kg)
Selênio (mg/Kg)
Valor máximo admitido
3,00
150,00
200,00
70,00
80,00
Fonte: IN SDA Nº27 de 05 de Junho 2006.
Tabela 7 - Limites de detecção e quantificação das técnicas utilizadas na determinação dos elementos propostos.
Elemento
LD
LQ
Potássio (K)
Manganês (Mn)
Fósforo (P)
Ferro (Fe)
Cromo (Cr)
Chumbo (Pb)
Boro (B)
Cádmio (Cd)
Níquel (Ni)
Selênio (Se)
0,0020
0,0018
0,0017
0,0038
0,0020
0,0013
0,0025
0,0008
0,0012
0,0020
0,0066
0,0059
0,0058
0,0128
0,0068
0,0045
0,0082
0,0028
0,0039
0,0058
Fonte: Própria
108
APÊNDICE – B
Medias diárias da temperatura nas três pilhas durante o processo de compostagem, nos messes
de março, abril, maio e junho.
Tabela 9 - Temperatura em ºC das pilhas I, II e III durante o mês de março 2010.
Dias
25
26
27
28
29
30
31
Pilha I
39
40
40
41
43
43
43
Pilha II
40
40
42
42
42
43
Pilha III
37
38
38
40
40
Fonte: Própria
Tabela 10 - Temperatura em ºC das pilhas I, II, III durante o mês de abril de 2010.
Dias
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
Pilha I
43
45
45
47
46
47
47
49
49
49
51
51
50
52
52
53
53
52
53
53
53
54
53
53
54
56
56
Pilha II
44
44
46
45
46
46
48
48
50
50
50
54
57
57
58
58
59
59
59
58
59
59
61
60
60
60
60
Pilha III
40
39
40
40
40
39
39
38
40
39
39
40
40
38
38
40
40
39
40
40
39
40
39
40
42
40
43
109
28
29
30
58
59
59
62
61
61
43
42
42
Fonte: Própria
Tabela 11 -Temperatura em ºC das pilhas I, II, III durante o mês de maio de 2010.
Dias
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
Pilha I
60
61
60
60
62
62
61
61
60
60
60
60
59
60
59
60
59
59
59
57
57
55
55
54
53
53
52
53
50
49
49
Pilha II
60
62
62
62
61
61
62
63
62
63
63
63
63
61
61
62
61
60
60
60
60
59
59
59
58
59
58
58
56
56
55
Fonte: Própria
Pilha III
44
45
45
45
45
45
44
44
45
46
45
46
46
46
48
48
50
49
50
50
51
50
48
48
45
43
41
41
40
40
40
110
Tabela 12 - Temperatura em ºC das pilhas I, II, III durante o mês de junho de 2010.
Dias
4
5
6
12
13
14
20
21
22
Pilha I
45
37
34
34
34
Pilha II
50
49
34
34
Fonte: Própria
Pilha III
40
36
35
35
111
ANEXO I
COMPOSTAGEM
PARA CATADORES/RECICLADORES
Natal - RN
UERN
Universidade Federal do Rio Grande do Norte UFRN
Programa de Pós-graduação em Química PPGQ
Centro de Ciências Exatas e da Terra CCET
CARTILHA DA COMPOSTAGEM
PARA
CATADORES/RECICLADORES
PROJETO GRÁFICO
Ficha catalográfica preparada pelo setor de classificação e
catalogação da Biblioteca “Orlando Teixeira” da UFERSA
S725c Sousa Júnior, Francisco Souto de.
Compostagem para catadores/recicladores. / Francisco
Souto de Sousa Júnior. -- Mossoró, 2011.
22f. : il.
Dissertação (Mestrado em Química / Área de
concentração: Química analítica) – Universidade Federal Rio
Grande do Norte.
Orientadora: Prof. D. Sc. Fabiana Roberta Gonçalves e
Silva
Co-orientador: Prof. D. Sc. Luiz Di Souza.
1.Compostagem. 2.Meio ambiente. 3.Reciclagem. I.Título.
CDD: 333.715
Bibliotecária: Marilene Santos de Araújo
CRB_5 1033
Aos Esfarrapados do mundo
E aos que neles se
Descobrem e, assim
Descobrindo-se, com eles
Sofrem, Mas, sobretudo,
Com eles lutam.
Paulo Freire
02
APRESENTAÇÃO
A publicação da cartilha da compostagem, que colocamos á sua
disposição, constitui mais um elemento no domínio da sensibilização e
educação ambiental, que procura capacitar catadores/recicladores
com o processo de compostagem pelo método “windrow”. Como se
sabe, um dos maiores problemas ambientais dos nossos dias é a
enorme quantidade de lixo que todos produzimos. A compostagem
permite, não só reduzir a quantidade de resíduos que seriam
depositados no aterro sanitário, mas também produzir composto que
poderá ser utilizado como adubo.
A compostagem, processo simples e ao mesmo tempo tão
complexo. Simples por que qualquer pessoa pode, em apenas uma
semana de capacitação, desenvolver o processo, gerenciando suas
etapas satisfatoriamente. Complexo por que os processos bioquímicos
ocorrentes na massa de compostagem para a formação do húmus (que
não tem uma composição química definida) não são completamente
entendidos pela comunidade científica (Pereira Neto, 2007).
Esta cartilha foi escrita em uma linguagem simples, sem
tecnicismo, apropriada para catadores/recicladores e alunos ligados à
área de tratamento dos resíduos sólidos urbanos. A teoria, as
definições, sugestões e os direcionamentos aqui apresentados são
frutos de um estudo e pesquisa desenvolvida na associação
comunitária reciclando para a vida ACREVI.
Esperamos que esta cartilha tenha vasto uso e aplicação, que
possa contribuir para o entendimento do processo de compostagem,
podendo assim minimizar os problemas associados à grande produção
de resíduos sólidos urbanos.
03
INTRODUÇÃO
O termo compostagem é hoje associado mais ao processo de
tratamento dos resíduos orgânicos do que ao processo para
aproveitamento dos resíduos agrícolas e florestais. Pereira Neto (1987)
define compostagem como um processo aeróbio controlado, onde se
desenvolvem sucessivas populações de microorganismos, combinando
etapas de atividade mesofílicas e termofílicas, compreendendo duas
fases: Uma primeira de intensas reações bioquímicas de degradação na
qual a taxa se arejamento é muito importante (fase ativa) seguida de
outras onde os processos de humificação ocorrem (fase de maturação),
permitindo assim a obtenção de um produto final seguro.
O termo composto orgânico pode ser aplicado ao produto
compostado, estabilizado e higienizado, que é benéfico para a produção
vegetal (Zurcconi e Bertorldi, 1987). Contudo em países como o Reino
Unido, o termo composto também é aplicado com o sentido mais
abrangente que inclui todos os substratos para a propagação das
plantas.
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Zefa, qual é
o objetivo da
compostagem?
Transformar lixo orgânico
em adubo para o solo.
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A compostagem é conhecida pelos
agricultores desde longa data. Até
o final da década de 1960, ela foi
considerada como um processo
atrativo para estabilizar a fração
orgânica dos resíduos sólidos
urbanos.
Hoje o interesse na compostagem
resulta em diminuir a quantidade
de lixo destinados ao aterro
sanitário e vender, com lucro, o
adubo produzido..
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Bem Zefa!,
mas quais são as características
necessárias dos materiais para a
compostagem.
De forma genérica, os
materiais vegetais
frescos e verdes
tendem a ser mais
ricos em nitrogênio do
que os materiais secos
PONHA SEU
RESÍDUO AQUI
07
No entanto, os materiais para
compostagem podem ser divididos em
duas classes:
1º Materiais ricos em
carbono.
v

Cascas de
Árvores;
v

Podas dos Jardins;
v

Folhas de Árvores;
Raspa de Serraria.
08
2º Materiais ricos em
Nitrogênio.
v

Folhas Verdes;
v

Estrumes
animais;
v

Restos de frutas
e Vegetais;
v

Ervas.
Por isso que a relação
Carbono/Nitrogênio é tão
importante para a
compostagem?
Exatamente!
Mas nos temos que lembrar
que os materiais para
compostagem não devem
conter Vidros, plásticos,
tintas, metais etc.
Por isso que é necessário
fazer a coleta seletiva,
não é verdade Zefa?
Isso Mesmo Samuel!
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Zefa! Pode conter
gorduras no
material
selecionado para a
compostagem?
...e ossos,
pode conter?
Não deve conter
um excesso de
gordura, por que
pode liberar
ácidos de cadeia
curta como o
acético.
Os ossos só se
deve utilizar se
forem Moídos.
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Para que
serve
esse
composto?
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...enriquecer os
solos e aumentar
a produtividade
das plantações.
Podemos montar as
pilhas em qualquer
local da associação?
Zefa! Conte como
é para construir a
pilha de
compostagem.
A área escolhida deve apresentar:
Pouca declividade;
Proteção de vento e insolação direta;
Ser de fácil acesso para carga e
descarga do material;
Próximo a uma fonte de água para as
irrigações periódicas.
Isso é bem tranqüilo Samuel.
Primeiro demarca o local em torno da
área a ser utilizada para a
Construção da pilha;
A pilha deve ter 2 metros de diâmetros
e 1,6 metros de altura, com um mínimo
de material superior a 500Kg.
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Os materiais após serem coletados e separados, devem ser
triturados, cortados em pequenos pedaços (partículas com
diâmetro médio de 25 mm), para uma melhor uniformidade e
decomposição dos mesmos.
A construção da pilha deve ser iniciada espalhando na área uma
camada de material palhoso, até a altura de 30 cm, e em seguida
colocar a fração dos resíduos orgânicos.
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Após empilhar essa primeira seqüência de palha e matéria
orgânica, inicia-se novamente seqüências com os mesmos
materiais, até formar uma altura adequada da pilha.
A proporção prática, em peso, de misturas desses materiais é de
70 % material palhoso para 30 % de resíduos orgânicos.
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Durante o processo a
massa de compostagem
tem que ser revirada.
E qual é o ciclo de reviramento
satisfatório?
De três em três dias, nos
vinte primeiros dias, e a cada
cinco dias, no final do
período.
Quais os fatores que
afetam o processo?
São:
- Umidade;
- Oxigenação;
- Temperatura;
- Concentração de nutrientes;
- Tamanho das partículas e pH.
E vale mencionar que esses
parâmetros apresentam limites que
são, nesse caso, uma imposição
técnica e operacional do processo.
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Zefa! Gostei
do processo
de
compostagem.
E fazendo a compostagem, reciclamos os
restos de comida e resíduos vegetais da nossa
casa, que teriam como destino final o aterro
sanitário.
Assim, ao reciclarmos essa matéria orgânica
estamos produzindo um fertilizante natural que
não polui o solo e servirá para as plantas
crescerem saudáveis.
F I M
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