O que é a compostagem?
A compostagem é a transformação biológica de matéria orgânica (de origem doméstica, urbana, industrial, florestal ou agrícola) em adubo, podendo ser usada em jardins caseiros ou na produção agrícola.
Existem sistemas onde ocorre produção excessiva de nutrientes, como aviários ou confinamento de gado, e locais onde os nutrientes são demandados para a atividade agrícola, como as lavouras de produção. A sustentabilidade envolve também a transferência de nutrientes dos primeiros ecossistemas para os segundos, e desta forma a compostagem é uma ferramenta fundamental neste processo, pois acelera a decomposição de resíduos vegetais e animais, reduz perdas de nutrientes e aumenta a troca de nutrientes entre os diferentes sistemas de produção.
Vale lembrar que uma aplicação sem tratamento destes resíduos orgânicos pode causar prejuízos através da liberação de elementos tóxicos e ausências nutricionais temporárias. Os locais de geração dos resíduos podem gerar impactos ambientais negativos ao solo e recursos hídricos, logo o tratamento e transporte se tornam importantes, demandando uma integração entre produção vegetal e animal, resultando em maior eficiência do manejo de recursos e menor dependência de insumos externos, além de menor geração de resíduos.
Assim, a compostagem consiste na biodegradação de resíduos orgânicos, transformando-os em adubo, em um processo predominantemente aeróbio (com presença de oxigênio), com uma longa fase de temperatura elevada (55°C a 70°C), montando os materiais em pilhas ou leiras. Os resíduos devem ser adequados para o processo, principalmente quanto à relação carbono/nitrogênio, porosidade e umidade inicial. Pode-se usar resíduos orgânicos como estercos animais (boas fontes de nitrogênio), aparas de madeira (fonte de carbono e porosidade), restos vegetais de culturas agrícolas e podas de árvores. Durante o processo, deve-se observar as temperaturas atingidas, o tempo do processo e a atividade biológica, sendo fatores importantes para a eliminação de patógenos.
Quanto à duração do processo, esta é determinada pelas características da matéria-prima, velocidade de decomposição e especificações desejadas no produto final, podendo durar alguns dias ou até meses. Quanto maior o período de compostagem, mais estabilizado e maturado será o produto final, porém, resultando também em maior custo do processo e maiores perdas de massa e nutrientes (principalmente de nitrogênio) (Leal et al., 2013).
Para o preparo do composto, duas fontes de matéria-prima são necessárias: os restos vegetais e os meios de fermentação. Os meios de fermentação são os materiais que irão fermentar quando amontoados e umedecidos, sendo responsáveis pela multiplicação e disseminação dos microrganismos. São os estercos, camas animais, resíduos de matadouros, frigoríficos, tortas vegetais etc. Quanto aos restos vegetais, quanto mais variados forem estes restos, menor será a tendência à compactação, que é mais intensa quando se emprega um só tipo de restos vegetais.
Vantagens da compostagem
Ao aplicar a matéria orgânica no solo, temos diversas vantagens:
- "melhora da saúde do solo”. A matéria orgânica compostada se liga às partículas (areia, limo e argila), melhorando a agregação das partículas, ajudando na absorção e armazenamento de água, e melhorando sua aeração, além de favorecer o desenvolvimento das raízes;
- retenção de nutrientes: a matéria orgânica aumenta a retenção dos nutrientes, reduzindo a lixiviação e proporcionando maior tempo para que as plantas absorvam estes elementos;
- fornece nutrientes: ainda que em quantidades menores que os fertilizantes minerais, pode fornecer macro e micronutrientes: nitrogênio, fósforo, potássio, zinco, boro etc;
- aumenta a solubilização dos nutrientes;
- aumento da CTC;
- dificulta ou impede a germinação de sementes de plantas invasoras;
- aumenta o número de minhocas, insetos e microrganismos desejáveis, devido a presença de matéria orgânica, reduzindo a incidência de doenças de plantas;
- mantêm a temperatura e os níveis de acidez do solo;
- ativa a vida do solo, favorecendo a reprodução de microrganismos benéficos às culturas agrícolas;
- aproveitamento agrícola da matéria orgânica;
- processo ambientalmente seguro;
- eliminação de patógenos;
- redução da toxidez por substâncias tóxicas como pesticidas;
- economia de tratamento de efluentes;
- economia no transporte.
Disponibilidade de nutrientes pela compostagem
O composto orgânico libera nutrientes como nitrogênio, fósforo e enxofre, e a maior parte desses nutrientes se encontra na forma orgânica, e uma pequena parte está disponível em estado mineral. Logo, a disponibilidade dos nutrientes depende do processo de decomposição no solo (mineralização). No caso do potássio, o nutriente é mais prontamente disponível quando aplicado no solo.
O composto orgânico também é fonte de micronutrientes, porém, em quantidades muito variáveis, o que impede de se estabelecer um teor médio de micronutrientes para os compostos. Nesse caso, os micronutrientes são estabelecidos através de análises laboratoriais.
Fases da compostagem
O processo de compostagem acontece em fases distintas, sendo elas:
- Fase mesofílica: fungos e bactérias mesófilas (ativas a temperaturas próximas à temperatura ambiente) começam a se proliferar na matéria orgânica, fazendo a decomposição, iniciando pelas moléculas mais simples. Nesta fase as temperaturas são moderadas (cerca de 40ºC).
- Fase termofílica: é a fase mais longa, na qual os fungos e bactérias termófilas (que são capazes de sobreviver em temperaturas entre 65ºC e 75ºC) entram em cena, ocorrendo a degradação das moléculas mais complexas. Nesta fase, os agentes patogênicos são eliminados devido à alta temperatura.
- Fase de resfriamento: ocorre a queda da temperatura para valores da temperatura ambiente.
- Fase de maturação: ocorre a diminuição da atividade microbiana e da acidez. É um período de estabilização que produz o composto maturado, estando completo quando a decomposição microbiológica se completa e a matéria orgânica é transformada em húmus, livre de toxicidade, metais pesados e patógenos.
Tipos / métodos de compostagem
Os métodos de compostagem podem ser divididos em grupos conforme o tipo de aeração, grau de revolvimento das leiras e organização (em leiras ou confinado). O momento de montagem das leiras é muito importante, e aqui deve-se entender a ecologia do processo e como deve ser a "arquitetura" (forma) da leira. Uma leira pode ser feita de tal modo que a aeração natural seja suficiente para todo o processo. O revolvimento intensivo é uma estratégia que busca muito mais "consertar" uma leira sem aeração, que pode ser resultado das circunstâncias ou um erro na montagem.
Compostagem com revolvimento de leiras
É o mais utilizado no Brasil. Possui simplicidade e baixo custo de implantação, mas pode ser ineficiente em alguns aspectos, possuir maior custo operacional e algumas dificuldades como a presença de moscas, alta produção de chorume e fortes odores. O método exige pátios com grandes dimensões, e possui melhor desempenho na compostagem de grandes volumes de material vegetal do que na compostagem de materiais mais pesados, com grande conteúdo de água, como restos de comida.
As leiras possuem diferentes dimensões, sendo geralmente longas com secção triangular, pois os resíduos são despejados com equipamentos. A dimensão das leiras deve facilitar as manobras das máquinas e o transporte dentro dos pátios.
Neste método, por vezes o processo de degradação aeróbia é interrompido pelo colapso da massa, e o revolvimento constante é feito para recuperar a aeração, porém, nesse caso o oxigênio se esgota rapidamente.
Leiras estáticas com aeração forçada
Esse método usa equipamentos para insuflar ou aspirar o ar no interior das leiras, resolvendo o problema da falta de oxigênio dentro das leiras, permitindo leiras mais largas. É uma maneira mais eficiente do que o revolvimento das leiras para a manutenção do processo de compostagem, principalmente durante a fase termofílica. Nesse método, o controle de odores e formação de chorume são mais controlados. Como as leiras permanecem estáticas durante a fase termofílica, temos uma vantagem quanto à necessidade de área. Porém, é um método com maior custo de implantação.
Vale lembrar que ainda assim, deve-se dar atenção aos resíduos selecionados, pois o fluxo de ar satisfatório só ocorre com porosidade ideal. A leira deve possuir boa estrutura, e assim, geralmente são usados materiais estruturantes com boa resistência à decomposição.
Compostagem em sistemas fechados (bioreatores)
Os resíduos de compostagem também podem ser confinados em estruturas fechadas (cilindros ou containers), ficando dependentes de aeração forçada e revolvimento mecânico, sendo assim um processo automatizado. Esse método possui menor influência de variações climáticas (chuvas e ventos), o que é mais problemático em clima temperado. Exige maior capital e possui maior custo de operação e manutenção de equipamentos, porém, exige menor mão-de-obra e menor necessidade de área,
Geralmente ocupa menor área do que os outros métodos, e a fase termófila é reduzida, ocorrendo uma "compostagem acelerada", com um tempo de retenção no reator de uma a quatro semanas, porém, a maturação pode demorar até 60 dias. Nesse método, o controle de patógenos e de odores é favorecido pela homogeneidade da decomposição.
Leiras estáticas com aeração passiva (método UFSC)
Neste método, desenvolvido pela UFSC, existem algumas peculiaridades. As leiras são montadas com paredes retas ou quase retas em relação ao solo, usando geralmente em 1/3 do volume total, elementos estruturantes (como restos vegetais ou aparas de madeira), com alta relação C/N e baixa densidade, que permitam essa estrutura, formando assim um formato retangular. As leiras são praticamente estáticas, sendo revolvidas apenas uma ou duas vezes ao fim da fase termofílica, apenas para homogeneizar o material.
As leiras estáticas, desde que com uma correta proporção de materiais estruturantes, ficam predominantemente aeróbias durante a fase termofílica apenas com a aeração passiva.
As leiras recebem, cerca de 2 a 3 vezes por semana, novas cargas de resíduos, conforme a necessidade. Assim, ela ganha altura com essa adição, mas também perde altura por conta da biodecomposição. A cada nova carga acrescentada, ocorre a mistura com o material já em fase termofílica, ocorrendo mistura de camadas. Além disso, as leiras são sempre cobertas com material vegetal, para que os restos de alimentos não fiquem expostos.
É um processo flexível, de baixo custo, que usa pouca mão-de-obra (devido ao baixo revolvimento) e com equipamentos simples. O sistema de aeração permite um alto tempo de exposição dos microrganismos patogênicos a altas temperaturas, proporcionando um composto mais esterilizado. Esse método pode receber quantidades diárias de resíduos sem prejudicar o processo, e proporciona alta qualidade ambiental dos resíduos, relacionada ao controle de geração de vetores, menor produção de chorume e menor emissão de odores.
Em pátios sem o auxílio de máquinas, as leiras geralmente possuem 1,0 a 1,5m de altura, 1,5 a 2,5m de largura, com 10 a 20m de comprimento. Já com o auxílio de máquinas, as leiras podem ser maiores, tendo até 2m de altura e 3m de largura. A dimensão em forma da leira pode variar conforme a proporção dos resíduos e observações do operador. Deve-se abrir as leiras de vez em quando e analisar amostras internas para verificar o estado de decomposição e/ou emissão de odores, bem como excesso ou falta de umidade.
Diferenças entre os métodos de compostagem
| Método de compostagem |
Vantagens |
Desvantagens |
| Leiras estáticas com aeração passiva (UFSC) |
- Baixo custo de implantação
- Operação simples
- Menor necessidade de área (comparado com leiras revolvidas)
- Não utiliza energia externa
- Bom controle de odores
- Menor geração de chorume
- Baixa exigência de máquinas e equipamentos |
- Exige mão-de-obra técnica bem treinada com bom conhecimento
- Usa muito material vegetal de lenta degradação (pode elevar custos)
- Montagem das leiras é mais demorada
- Pode exigir peneiramento do composto para retirar materiais de lenta degradação |
| Leiras com revolvimento periódico |
- Baixo custo de implantação
- Operação simples com uso de máquinas comuns
- Exige menos acompanhamento técnico (comparada a outros métodos)
- Processo de grandes volumes de resíduos
- Composto homogêneo |
- Necessidade de áreas maiores do que o método de leiras estáticas
- Necessidade e uso intenso de máquinas para revolvimento (aumento do custo de operação)
- Maior produção de chorume
- Menor controle de odores
- Uso de máquinas prejudicado em períodos chuvosos |
| Leiras com aeração forçada |
- Médio investimento inicial
- Maior controle do processo, aeração e temperatura
- Menor tempo de compostagem que leiras revolvidas
- Melhor controle de odores. Pode-se usar biofiltros
- Menor necessidade de área em comparação a leiras revolvidas |
- Custo com equipamentos de aeração específicos
- Necessidade de energia elétrica
- Necessidade de bom dimensionamento da aeração
- Custo com manutenção do sistema de aeração |
| Compostagem em reatores |
- Acelera a degradação ativa (maturação mais prolongada)
- Melhor controle da compostagem, aeração e temperatura
- Possibilidade de automação
- Menor uso de área
- Controle de odor com biofiltros
- Possibilidade de recuperar energia térmica (dependendo do sistema)
- Não depende de agentes climáticos |
- Alto investimento inicial
- Alto custo de operação e manutenção
- Maior produção de chorume na degradação ativa
- Necessidade de energia externa
- Menor flexibilidade para volumes variáveis de resíduos
- Se o sistema for mal dimensionado ou a tecnologia for inadequada, o problema será difícil de ser reparado
- Tecnologias licenciadas |
Escolhendo um método de compostagem
A escolha de um método depende de fatores como o tipo de resíduo disponível, área, localização, proximidade de áreas urbanas, capital, mão-de-obra, clima etc.
Por exemplo, para a compostagem de apenas materiais vegetais, o revolvimento de leiras pode dar conta. Agora, caso haja materiais pesados como restos de comida, são necessários revolvimentos frequentes e um bom monitoramento. A compostagem de produtos animais e restos gordurosos exigem técnicas avançadas de compostagem para evitar problemas ambientais, não sendo indicado o método com revolvimento nesse caso, mas sim, sendo os sistemas em reatores os mais usados devido ao maior controle do processo.
Quanto ao capital e área, os pátios com leiras estáticas e aeração natural são atrativos, pois exigem pouca mecanização e menor custo de implantação, além da redução na necessidade de área de operação pela ausência de revolvimentos.
Já o método com revolvimento pode ser mais usado em áreas rurais (ou distantes de habitações) devido aos constantes problemas com odores.
Elaboração da composteira
Ao escolher um pátio para a compostagem, deve-se avaliar as características do local, como área disponível, relevo, drenagem, solo, variação do lençol freático, proximidade com corpos hídricos e áreas alagadas, vizinhança e acessos. Também recomenda-se o uso de cercas vivas para reduzir a propagação de odores, se houver, e barulhos de máquinas.
O método influencia diretamente na escolha da área e vice-versa, sendo o método e a área influenciados pelo uso ou não de máquinas e aeradores, características dos resíduos etc. O local deve ser próximo das fontes de resíduos e ser acessível, principalmente para o transporte dos resíduos, deve ser próximo de uma fonte de água e bem arejado. Ao mesmo tempo, o local deve ter uma distância adequada de áreas sensíveis ambientalmente ou áreas urbanizadas. O local também deve favorecer o uso e comercialização do produto final da compostagem.
Preferencialmente deve-se optar por um local inclinado na área de compostagem, evitando a saturação das leiras bem como poças de água no período chuvoso. Evitando esse mesmo problema, deve-se evitar a pavimentação da área de compostagem, evitando a impermeabilidade do solo. A impermeabilização só é justificada se o material de origem é fonte de metais pesados ou outros poluentes do solo.
Ainda sobre o chorume, deve-se adotar práticas para reduzir a produção desse resíduo, bem como práticas para coleta e recirculação nas leivas. O chorume excedente pode ser preparado para uso em produção agrícola, após os devidos tratamentos.
Abaixo temos um exemplo de elaboração de uma compostagem a céu aberto com revolvimento. Porém, existem outros métodos de compostagem, conforme vimos anteriormente.
- Selecionar um local para montagem das pilhas de compostagem, sendo o local bem arejado, de fácil acesso e próximo de uma fonte de água. Para produção em uso agrícola, deve-se usar três áreas diferentes: um pátio para armazenar os materiais a serem compostados, um pátio onde ocorrerá a compostagem, e um pátio para armazenamento do composto. Preferencialmente deve-se optar por um local inclinado na área de compostagem, evitando que a água empoce no período chuvoso.
- Identificar, na propriedade, os resíduos orgânicos disponíveis como esterco de animais, casca de frutas, resíduos de podas ou inúmeras outras possibilidades, coletá-los e secá-los ao sol, não sendo necessário disponibilizar de um galpão coberto.
- Triturar os resíduos orgânicos, obtendo, ao final, fragmentos de 2 a 5 cm. É importante respeitar esta indicação, pois fragmentos menores que 2 cm dificultam a aeração do material, e fragmentos maiores prejudicam a decomposição.
- Dimensionar as pilhas para o adequado controle de temperatura, formando pilhas com, no mínimo, 1,2 metros de altura, 1 metro de largura e 1,2 metros de comprimento, sendo estas determinadas pela quantidade de resíduos disponíveis. Pilhas com mais de 5 metros de comprimento e/ou mais de 1,5 metros de altura irão precisar de mais tempo e trabalho para revolvimento.
- Implantar as pilhas por camadas, sempre iniciando e finalizando com o material rico em carbono. Cada camada será cerca de 75% a 80% composta do material rico em carbono (fibroso) e 20% a 25% do material rico em nitrogênio (esterco). Recomenda-se medir as quantidades usando balde, pá ou carrinho de mão. A medida que se completa a formação de cada camada, é feita a irrigação, sem encharcar ou deixar escorrer água pela base do composto. O teor de umidade adequado deve estar entre 40 e 60%. Neste ponto, ao pegar o material na mão e apertá-lo, é possível sentir a umidade, porém não deverá escorrer água.
Os materiais devem ser colocados sem serem compactados ou pisoteados, procurando-se ter o máximo de espaços vazios, para garantir arejamento do composto. Uma dica é inserir na pilha varas de bambu ou cano que, após serem retirados, deixarão canais de ventilação melhorando a aeração.
- Monitorar a temperatura da pilha utilizando uma barra de vergalhão de construção. Quando a temperatura estiver acima de 60ºC não será possível segurar a barra, sendo um indicativo do momento de se fazer o revolvimento manual das pilhas. A ausência de calor nos primeiros dias indica o insucesso da compostagem, podendo ser causado pela falta de material inoculante, falta de oxigênio devido ao excesso de água ou granulometria do material muito fina. A temperatura considerada ótima para a decomposição de restos vegetais é de 55 a 65ºC.
- Revolver as pilhas semanalmente, no primeiro mês, e duas vezes por mês, do segundo ao quarto mês. O uso de rastelo e/ou ancinho facilitam o revolvimento. O revolvimento homogeniza o composto, melhorando a irrigação e arejamento, evitando a compactação, além de reduzir o excesso de umidade. A compostagem é um processo que ocorre sem exalar mau cheiro e sem atrair moscas, se isto ocorrer, aumente a frequência de revolvimento sem irrigá-la até que estes problemas sejam eliminados.
- Peneirar o composto orgânico, separando os fragmentos de resíduos pouco compostados. O rendimento do processo varia conforme o resíduo utilizado, se situando geralmente entre 30% e 60%. Por exemplo, ao montarmos uma pilha de 10m³ (2m x 5m x 1m), teremos entre 3m³ e 6m³ de composto orgânico. O composto orgânico pronto geralmente apresenta umidade de 40% e densidade de 0,4 kg por litro. O composto poderá ser utilizado para adubação (3 a 6 litros por m²) e também como parte do substrato utilizado para produção de mudas.
Como calcular / dimensionar a área de compostagem
Vamos supor uma quantidade de resíduos de 2.000 kg/mês, com uma densidade média de 450 kg/m³. Como exemplo, usaremos leiras com seção triangular de 1,5m de altura e 3,0 de largura.
- Área de seção reta: AS = 3 x 1,5 / 2 = 2,25m²
- Volume da leira de compostagem (V):
V = 2000 / 450 = 4,4m³
- Comprimento da leira: L = 4,4m² / 2,25m² = 1,97m
Comprimento adotado: L = 2m
Dimensões: 1,5 x 3,0 x 2,0
- Área de folga adotada para reviramento = 6m²
- Área para cada leira = área de folga + área da base da leira = 6m² + 6m²
No caso de um material cujo período de compostagem seja de 120 dias, sendo montada uma leira por mês, a área útil do pátio deve ser de:
Au = 6m² x 120 = 720m²
Fatores que afetam a compostagem
A decomposição aeróbica e termofílica ocorre apenas em certas condições de estrutura, de calor, de fluxo de ar e vapor, e de umidade. A leira de compostagem deve ser montada satisfazendo a aeração e temperatura, de tal forma que o processo ocorra com a menor intervenção possível. Porém, muitas vezes é dada pouca importância na confecção da leira, visto que as intervenções são programadas para corrigir as deficiências.
Além disso, o processo e a qualidade do produto final dependem dos resíduos utilizados, microrganismos presentes, pH, tamanho dos grânulos etc.
Resíduos utilizados na compostagem
Existem diversos resíduos da agricultura e pecuária que podem ser usados na compostagem, como restos de culturas agrícolas, partes de vegetais, cascas de grãos, frutos não comercializados, estercos etc. Diversas agroindústrias também podem ser fontes desses resíduos, como resíduos de beneficiamento de grãos, resíduos da indústria de celulose, madeireiras, serrarias etc. Também podem ser usados restos alimentares de refeitórios, podas de árvores, resíduos urbanos, lodo de esgoto etc.
Cada resíduo utilizado possui suas características, desempenhando diferentes papéis na compostagem. Características como a relação Carbono/Nitrogênio, conteúdo de carboidratos disponíveis, superfície exposta aos microrganismos, resistência à biodegradação e o pH influenciam diretamente na porosidade da massa, estrutura da leira, condutividade térmica, umidade, aeração etc. Estes materiais devem ser combinados conforme suas características.
Restos de alimentos possuem fácil degradação e são fontes de carbono e energia em forma de carboidratos, além de terem bastante umidade e densidade (considerado "pesados"). Como a biodegradação é rápida, tendem a formar massas compactas dentro das leiras, impedindo a aeração. Para restos de comida (arroz, feijão, carnes, massas etc.), a leira deve ser coberta com restos vegetais (folhas, palhas, grama etc), evitando a exposição da comida à ratos e moscas, e conservando o calor na camada mais superficial da leira. Além disso, recomenda-se misturar os materiais mais problemáticos com as camadas já aquecidas da leira. Vale lembrar que os restos "pós-consumo" são mais densos e gordurosos do que os alimentos crus, reduzindo a porosidade, ocorrendo maior chance de formar regiões sem ar, foco de larvas de mosca e colapso de estrutura.
Lodos de esgoto também são pouco porosos e mais densos que restos de alimentos, sendo necessário misturar com aparas de madeira, serragem ou material celulolítico, que proporcionem porosidade (promovendo o fluxo de ar) e estabilidade às estruturas das leiras. Alguns tipos de lodo que passaram por digestão anaeróbica eficiente podem possuir pouco carbono, dificultando o aumento de temperatura se não for adicionada uma fonte externa de carbono.
Quanto aos estercos, o tipo de alimentação do animal influencia na composição. Geralmente os estercos de bovinos possuem alta quantidade de fibra vegetal, enquanto os estercos de aves e suínos possuem alto nível de nutrientes (principalmente nitrogênio). O esterco de aves geralmente é misturado com serragem ou aparas de madeira, formando assim a cama de aviário, rica em nitrogênio, de baixa densidade e com estrutura estável, porém, com pouca umidade. Já os estercos sólidos peneirados de suínos são bastante suscetíveis à biodecomposição, e o esterco fresco de bovinos é bastante úmido, podendo dificultar a compostagem. Nesse caso, pode-se curtir o esterco para reduzir a umidade.
Ainda que a compostagem seja feita sem estercos, apenas com resíduos vegetais, possui potencial para formar adubos orgânicos e substratos com qualidade.
Fonte: INÁCIO & MILLER, 2009
Para saber mais sobre as características dos resíduos orgânicos, bem como os teores de nutrientes, leia nossa seção sobre adubo orgânico.
Microrganismos
Fungos e bactérias são os principais grupos de microrganismos que decompõem a matéria orgânica. Os materiais ricos em microrganismos são: estercos, camas de animais, resíduos de frigoríficos ou tortas oleaginosas. Assim, um destes materiais deve estar presente.
Aeração
Como a presença do ar é indispensável para que ocorra a fermentação, o material não deve estar muito compactado, e deve ser revolvido periodicamente. Na ausência de ar, as altas temperaturas não são alcançadas. Além disso, ocorrem problemas como perda de nitrogênio, forte odor e proliferação de moscas.
A compostagem é um processo aeróbio, depende da difusão do oxigênio pela leira. A compostagem exige pelo menos 5% a 10% de oxigênio dentro dos poros para que os microrganismos fiquem ativos. O fluxo de ar depende do diferencial de temperatura entre a leira e o ambiente, do fluxo de ar na superfície da leira, do conteúdo de água nos poros e da porosidade (dependente dos resíduos utilizados). Devido a alta atividade inicial, ocorre diminuição do oxigênio, ocorrendo inclusive algumas áreas sem oxigênio. Porém, ao longo da fase termofílica, essas áreas vão recebendo oxigênio.
Nas leiras estáticas, as paredes das leiras e a porosidade são fundamentais para promover o fluxo de ar. A porosidade depende da granulometria (tamanho de partículas) e dos materiais utilizados na mistura. Uma formatação correta da compostagem envolve o uso de materiais de baixa densidade (resíduos vegetais, aparas de madeira) combinado com resíduos mais densos (estercos, restos de alimentos). Vale lembrar que a trituração dos resíduos também influencia positivamente a densidade da mistura, diminuindo o fluxo de oxigênio. O formato retangular desse tipo de leira proporciona uma maior superfície para a entrada de ar frio e saída ascendente de ar quente e vapor, gerando um fluxo de ar que promove a aeração.
As principais técnicas para suprir oxigênio nas leiras são a aeração forçada e revolvimento mecânico, porém, tais técnicas podem impactar na qualidade do composto. O revolvimento promove uma aeração que acaba rapidamente, tendo efeito instantâneo, ao passo que pode prejudicar o desenvolvimento dos microrganismos.
Umidade
A decomposição deve sempre ocorrer em ambiente úmido (entre 30% e 70% de umidade). Valores abaixo de 30% impedem a fermentação, e valores acima de 70% expulsam o ar do ambiente. A umidade mais adequada é de 40% a 60%. As leiras em pátios abertos usam a chuva como componente. Porém, quando ocorre muita chuva, a produção de chorume é intensificada dependendo da estrutura da leira e da sua atividade biológica. Se a atividade biológica for alta, a produção de calor pode ser suficiente para promover forte fluxo ascendente de vapor, restando pouca água para a formação de chorume. Uma camada de aparas de madeira na parte superior retém parte do fluxo ascendente de vapor, assim, funciona retendo o calor e umidade.
Temperatura
Quando os microrganismos decompõem a matéria orgânica, ocorre liberação de calor. A faixa de temperatura é de 60ºC a 70ºC, evitando que ultrapasse esse valor (com revolvimento e irrigações), evitando a queima do material. Estas temperaturas esterilizam o material, eliminando organismos causadores de doenças e sementes de plantas daninhas.
Nas leiras estáticas, o armazenamento do calor é proporcionado pelo uso de aparas de madeira para proporcionar volume, dispondo esse material em camadas. Devido à sua baixa condutividade térmica, a madeira limita a transferência de calor por condução. Além disso, uma camada de aparas de madeira na parte superior retém parte do fluxo ascendente de vapor, assim, funciona retendo o calor e umidade.
É fundamental realizar a medição e acompanhamento da temperatura das leiras, pois esta indica o bom andamento do processo biológico. A temperatura pode ser medida com termômetros de haste longa. De forma mais prática, pode-se averiguar a temperatura com as costas das mãos em uma barra de ferro fincada no material, em profundidade mínima de 50 cm. Deve-se sentir a barra quente a 40 cm, sem ser necessário retirar a mão para não queimar.
Recomenda-se medir a temperatura diariamente, registrando em planilha para acompanhar o processo com previsão. Também recomenda-se a medição em profundidades diferentes da leira. No caso de leiras estáticas, podem ser feitas medições em 20 cm e em 40 cm de profundidade, a cada 5 metros em média, dependendo do comprimento. Grandes diferenças de temperatura podem indicar problemas no processo aeróbio ou na mistura de resíduos.
Relação carbono / nitrogênio (C/N) na compostagem
A relação carbono/nitrogênio influencia diretamente a atividade de microrganismos e quais espécies vão predominar durante a decomposição. Trata-se dos nutrientes mais importantes para a atividade microbiana, pois o carbono é usado como fonte de energia, enquanto o nitrogênio é usado na formação de proteínas, principalmente o DNA e o RNA.
Quanto maior a relação carbono/nitrogênio, maior o tempo de decomposição. Como os microrganismos usam entre 25 e 30 partes de carbono para cada parte de nitrogênio assimilada, valores de C/N entre 30 e 40 são os mais adequados, ao passo que valores acima de 50 são considerados altos. Aparas de madeira possuem relação C/N altíssima, resultando em decomposição extremamente lenta, ao passo que restos de verduras possuem relação C/N de 16, tendo uma rápida decomposição.
A relação C/N é muito relacionada à porosidade e aeração do material. Por exemplo, materiais com alta C/N, como podas urbanas ou aparas de madeira, proporcionam estruturamento das leiras, enquanto os materiais com baixa relação C/N costumam ser mais tenros (alto teor de água), perdendo sua estrutura logo no início da degradação, não funcionando como materiais "estruturantes", e reduzindo rapidamente os espaços livres para difusão de ar.
Assim, o uso excessivo de materiais com baixa relação C/N causa o colapso da compostagem, interrompendo o processo aeróbio, reduzindo as temperaturas e consequentemente a atividade microbiana, causando sintomas como mau cheiro e presença de moscas. Já o uso de resíduos com alta relação C/N pode resultar em um produto final com C/N maior que 20. Nesse caso, o peneiramento pode retirar os materiais mais grosseiros, restando o material mais humificado e com baixa C/N.
Tamanho dos grânulos na compostagem
A granulometria dos resíduos também influencia na ação dos microrganismos e na aeração da leira. Quanto menor o tamanho dos grânulos, mais rápida a decomposição pelos microrganismos. Porém, a granulometria deve manter a porosidade, permitindo a aeração. A recomendação de triturar os resíduos não se aplica quando lidamos com restos de alimentos, que possuem rápida decomposição e liberam muita água, reduzindo a aeração. Já no caso de restos vegetais com alta C/N, como restos vegetais, pode-se triturá-los para reduzir a granulometria.
pH na compostagem
O pH de cada resíduo usado na compostagem influencia diretamente na atividade microbiana, principalmente na fase inicial. Misturas ácidas (restos de polpas / cascas de frutas por exemplo) podem reduzir a ação microbiana. As misturas devem ter um pH médio de 5,0 a 7,0.
Estabilidade e maturidade do composto
O composto estará pronto quando não aquecer após o revolvimento e irrigação, e quando estiver com aparência homogênea, coloração escura e não se possa mais distinguir os materiais originais. Geralmente acontece depois de 75 a 90 dias, mas pode ser acelerado dependendo do uso de mão-de-obra ou máquinas para revolver o composto após o período de maior aquecimento (entre 25 a 30 dias após a montagem). O composto, ao final do processo, apresenta pH entre 7 e 8. Também pode-se realizar testes de germinação, além de testes de revolvimento para verificar a capacidade de auto-aquecimento, prática essa que depende da experiência do operador
A estabilidade se refere ao estágio de decomposição do composto, enquanto a maturidade diz respeito à condição organo-química, que indica a presença ou ausência de toxinas, patógenos, odores ou sólidos voláteis.
Quando a relação C/N está acima de 20:1, pode ser um sinal de que o composto ainda não está 100% estabilizado, e ainda sofre ação de microrganismos decompositores. Quando colocado no solo, esse material irá sofrer ação de microrganismos decompositores, que irão imobilizar o nitrogênio e fósforo, diminuindo a disponibilidade desses nutrientes para as raízes.
Imagem: Pixabay
A compostagem também pode ser feita com gongolos (piolhos-de-cobra e embuá), que são bons trituradores e produzem um adubo de qualidade. Para saber mais, assista o vídeo abaixo do canal Gongocomposto Oficial.
Também podem ser usadas minhocas na compostagem, pois estas facilitam o trabalho dos microrganismos. Você pode ler mais sobre o uso das minhocas, conhecido como vermicompostagem, clicando aqui!
Como resolver problemas na compostagem
Diversos problemas podem ocorrer durante a compostagem, como emissão de odores e efluentes, atração e proliferação de moscas, impactos no solo etc. Um bom gerenciamento do processo inclui observações e medições. O operador deve observar o interior da leira abrindo pequenos buracos para observação (que devem ser fechados posteriormente), avaliando assim a estrutura interna, temperatura, grau de decomposição, umidade, presença de larvas e presença de pontos anaeróbios. Esses aspectos podem ser averiguados apenas com termômetro, instrumentos improvisados (como barras de ferro ou madeira), visualização, tato e olfato.
Abaixo, vamos ler sobre alguns desses problemas e suas possíveis soluções.
Controle de moscas na compostagem
No início da compostagem, a temperatura ainda é baixa, e os resíduos ainda estão crus e úmidos, favorecendo o desenvolvimento das larvas. O monitoramento de moscas deve ser diário, elas aparecerão sempre abaixo da camada de palha. O crescimento das larvas é rápido, e se ocorrer no início, pode impedir a colonização de microrganismos termofílicos, interrompendo a compostagem, causando sintomas como a presença de odores. Assim, deve-se reiniciar o processo de compostagem e supressão de larvas. A ocorrência das larvas nas fases termofílica e maturação é raro, sendo pontuais nas leiras e não afetando o processo inteiro, apenas a área afetada, sendo de fácil supressão.
Geralmente a manutenção de temperaturas acima de 50ºC já é suficiente para prevenir a proliferação de larvas de moscas. Porém, a falta de uniformidade na temperatura ao longo da leiva pode favorecer o surgimento de larvas em alguns pontos, resultando em grande presença de moscas adultas.
A camada superior da leira não pode ser feita com material atrativo às moscas, mas sim com material isolante, como serragem ou palha. A palha colocada na superfície das leiras diminui a ovoposição de moscas, bem como auxilia na manutenção de temperaturas abaixo da superfície. Os resíduos que chegam ao local de compostagem devem estar acondicionados em recipientes fechados como bombonas. Restos de comida devem ser acondicionados adequadamente para reduzir a presença de ovos de moscas. Além disso, a ação preventiva mais eficaz é realizar a compostagem rapidamente, reduzindo o tempo de exposição dos resíduos.
As larvas tendem a subir dentro da leira devido às altas temperaturas na parte interna da leira. Elas sobem buscando pontos mais frios e com alimento, e se houver ausência destas condições, as larvas morrem por conta das altas temperaturas e vapor aquecido que sai pela parte superior. Assim, é importante não colocar novas camadas de resíduos por um prazo de 24 a 36 horas, evitando acrescentar alimentos para as larvas. Leiras que não aqueceram neste prazo também devem ser descartadas como receptoras de novas camadas de resíduos gordurosos.
Em caso de alta infestação de larvas:
- interromper por 5 dias o acréscimo de resíduos;
- abrir a leira retirando a palha de cobertura, abrindo uma cova dentro da leira (em sentido longitudinal) até atingir as camadas aquecidas, misturar a camada superior para dentro da leira, e trazer para cima as partes mais decompostas e aquecidas.
Controle de chorume na compostagem
O chorume é um líquido escuro com odor característico que percola das leiras, cuja composição e quantidade varia conforme a composição dos resíduos. Devido à sua alta carga orgânica, o chorume possui potencial poluidor quando despejado em águas superficiais. Se forem evitadas áreas de afloramento de água e com lençol freático próximo à superfície, principalmente em solos arenosos, ocorre menor risco de contato.
Já no solo, o percolado é biodegradável, e ao infiltrar no solo, sofre ação de microrganismos e partículas de solo, perdendo seu potencial poluidor. O chorume pode ser usado na fertirrigação diretamente no solo, mas na aplicação foliar, deve ser diluído a 2% usando água.
Entretanto, devemos saber que o chorume pode conter agentes patogênicos e metais pesados, que devem ser analisados nas amostras, principalmente no caso de compostagem de lodos de esgoto ou de resíduos industriais. Em leiras com revolvimento a produção de chorume tende a ser maior do que em leiras estáticas. Além disso, alguns materiais, como a serragem, podem reduzir o volume de chorume formado.
A quantidade e tipo de resíduos aplicados na leira vão influenciar na produção de chorume e determinar a necessidade de coleta e tratamento desse efluente. Sistemas de tratamento local de esgoto doméstico podem ser usados para tratar efluentes das leiras de compostagem.
Controle de odores na compostagem
Os odores ocorrem quando existem problemas na compostagem, e estes variam conforme o tipo de resíduo e estágio da compostagem. Fortes odores podem resultar no fechamento do local pelo órgão ambiental responsável, e alguns locais utilizam aspersores químicos para neutralizar os odores, porém, é uma alternativa cara, e que não resolve a raiz do problema.
O método de leiras estáticas com aeração passiva vem demonstrando boa capacidade em evitar odores fortes, pois promove um adequado fluxo de oxigênio.
Para a projetos com reatores com aeração forçada em pátios abertos, a emissão de odores pode ser controlada pela intensidade de aeração e limpeza do ar por biofiltros. Para sistemas baseados em revolvimento, o revolvimento mais frequente no início do processo previne o surgimento de áreas sem ar. Além disso, pode-se realizar a aspersão muito fina de água durante o revolvimento para reduzir os odores.
Eliminação de organismos patogênicos à saúde humana na compostagem
Alguns resíduos podem conter patógenos causadores de doenças para as lavouras (fitopatógenos) ou até para animais e humanos. A compostagem visa eliminar ou reduzir estes patógenos para níveis seguros, agindo através das altas temperaturas e do antagonismo microbiano.Os organismos podem sobreviver em alguma parte do composto e se proliferarem para o resto do composto pronto. A maioria dos organismos morrem entre alguns minutos e duas horas em altas temperaturas. Assim, toda a massa de compostagem deve atingir as temperaturas altas durante o tempo necessário para garantir que o material fique livre de organismos indesejados.
Metais pesados na compostagem
Indústrias como mineração e metalurgia podem liberar metais pesados em altas concentrações no ambiente, podendo contaminar o solo. Os elementos orgânicos presentes no processo de compostagem, mais especificamente as substâncias húmicas, podem formar quelatos ou adsorverem os metais pesados, deixando-os indisponíveis.
No composto, a presença de metais pesados depende da fonte geradora dos resíduos. A fração não orgânica do lixo urbano, despejos industriais e insumos agrícolas podem ser fontes de metais pesados. Estercos de aves e suínos também podem apresentar altas concentrações de cobre e zinco. Vale destacar que o pH básico favorece a disponibilidade dos metais As, Mo e Se, mas o pH ácido favorece um maior grupo de metais pesados, disponibilizando Cd, Cu, Hg, Ni, Pb e Zn.
Estudos apontam que a compostagem de resíduos urbanos não segregados na fonte nas grandes cidades tendem a produzir um composto com maior presença de metais pesados do que o mesmo processo em pequenas cidades. A segregação na fonte da parte orgânica dos resíduos é uma estratégia eficaz.
Não existe uma maneira prática de remover esses metais pesados do material orgânico. Assim, a única possibilidade é prevenir a contaminação na fonte geradora dos resíduos, e respeitar a legislação que trata do uso de alguns produtos, como lodo de esgoto por exemplo.
Segurança e saúde na compostagem
Geralmente as medidas sanitárias comuns, como lavar as mãos antes de comer, ou não tocar olhos e boca, são suficientes para prevenir problemas de saúde. No caso de lodos de esgoto, podem haver organismos causadores de doenças, sendo necessário o uso de alguns equipamentos básicos de proteção individual, como luvas, botas de cano alto, máscaras, óculos de proteção, macacão com mangas e boné do tipo "árabe".
Anderson Wolf Machado - Engenheiro Agrônomo
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