ORMANCILIK SEKTÖRÜNDEN ORMAN KÖYLÜSÜNE GELİR TRANSFERİ

A compostagem é a decomposição aeróbia (com presença de ar) da matéria orgânica pela ação de organismos biológicos, em condições físicas e químicas adequadas. A matéria orgânica pode ser sobras de frutas, legumes e cultivos, restos de alimentos, folhas e galhos de poda de árvores, gramas, palhas de café e milho, entre outros. É um processo de transformação da matéria orgânica crua em substâncias húmicas, estabilizadas, com propriedades e características completamente diferentes do material que lhes deu origem, clamado comumente de composto orgânico (KIEHL, 1985).

Como se trata de um processo biológico desenvolvido por microorganismos, é necessário o controle de alguns fatores como umidade, oxigenação, temperatura, concentração de nutrientes, tamanho da partícula e pH para propiciar aos microorganismos um ambiente favorável para a degradação, a estabilização e a humificação da matéria orgânica bruta. Além disso, este controle tem como objetivo viabilizar o potencial de fertilização da matéria orgânica e de evitar potenciais fatores adversos que causam impactos ao meio ambiente (PEREIRA NETO, 1999). Tais impactos são apresentados no item 6.1.4.

Como resultados desse processo biológico, são gerados dois componentes importantes: sais minerais, contendo nutrientes indispensáveis para as raízes das plantas, e húmus, um componente necessário para desenvolver as propriedades físicas, físico-químicas e biológicas do solo (KIEHL, 1998). Além disso, no processo de compostagem ocorre a produção de dióxido de carbono (CO2) e água.

Segundo Kiehl (1998) e Pereira Neto (1996), o processo de compostagem é efetuado em três fases distintas. A primeira fase, também conhecida como fase fitotóxica, tem início com a montagem das leiras. Nesta fase ocorre a decomposição da matéria orgânica facilmente degradável, como por exemplo, carboidratos. Durante um período de cerca de quinze dias iniciais, é possível eliminar as bactérias patogênicas, como por exemplo, as salmonelas, ervas, inclusive as daninhas, ovos de parasitas, larvas de insetos, entre outros. Nesta fase, proteínas, aminoácidos, lipídios e carboidratos são rapidamente decompostos em água, gás carbônico e nutrientes (compostos de nitrogênio, fósforo, etc.) pelos microorganismos, liberando calor (característica da compostagem, que é um processo exotérmico e bio-oxidativo). Temperaturas acima de 75 ºC indicam condições inadequadas (substituição da ação biológica dos microorganismos termófilos por reações químicas) e podem causar a produção de odores, devendo ser evitadas. Nesta fase, o material compostando não pode ser utilizado como fertilizante orgânico, pois sua toxicidade pode ser letal às plantas (KIEHL,1998).

Na segunda fase, ou fase de bioestabilização ou semimaturação, as bactérias ativas são actinomicetos e fungos. A temperatura fica na faixa de 30 °C a 45 ºC. Neste estágio de decomposição, a matéria orgânica não se mostra mais danosa às plantas, mas também ainda não tem valor comercial, pois não está humificada. Na terceira fase ou fase de maturação ou humificação, a celulose e a lignina são transformadas em substâncias húmicas, que caracterizam o composto. Nesta fase a temperatura cai para a faixa de 25 a 30 ºC. A matéria orgânica do húmus (composto) se caracteriza por ser estável e, portanto, mais resistente à decomposição pelos microorganismos. No solo, as substâncias húmicas lentamente são decompostas pelos microorganismos e liberam nutrientes que são utilizados pelas raízes das

plantas. A coloração do composto torna-se mais escura, com certo brilho quando úmido, assim perde o cheiro forte inicial para ganhar o odor característico de terra adubada.

Seja qual for a tecnologia utilizada, a compostagem é considerada um dos mais antigos e eficientes processos biológicos de tratamento e reciclagem da matéria orgânica. Barreira (2005) afirma que o uso do composto como condicionador de solo na agricultura revela a sustentabilidade do sistema, pois retorna ao solo os nutrientes absorvidos pelas plantas, retirados nas colheitas, ingeridos pelos homens e que, sem a compostagem, simplesmente são considerados lixo ou restos inaproveitáveis, tornando-se eventuais poluentes e contaminantes do meio ambiente.

O capítulo 4, que apresenta o estudo de caso desta tese, descreve as ações de implantação, controle e monitoramento das leiras de compostagem do projeto piloto da usina experimental de compostagem desenvolvida no Projeto de P&D Aneel “Estudo do Potencial de Utilização da Biomassa Resultante da Poda e Remoção de Árvores na Área de Concessão da AES Eletropaulo”.

3.1.2.1 Tecnologias de Compostagem

A compostagem é uma prática desenvolvida empiricamente desde a Antiguidade por diferentes povos. De acordo com Bidone (2001) em 1920 foi estabelecido um marco em relação à compostagem, quando o processo passou a ser pesquisado cientificamente.

Os processos de compostagem são apresentados de acordo com a seguinte classificação: sem revolvimento, com revolvimento (subdividido em manual ou mecânico), aeração estática e compostagem em reatores biológicos; sendo os três primeiros baseados na montagem de leiras (ou pilhas). O controle do teor de umidade na pilha garante que a vida microbiana atue eficientemente. A falta de água pode bloquear a fermentação. Por outro lado, mau cheiro e presença de moscas podem ser indicativos de que a pilha está muito úmida ou está com aeração insuficiente.

A aeração adequada também garante um bom crescimento das bactérias aeróbicas e tempo de compostagem menor. Assim, ao mesmo tempo em que ar novo é introduzido no interior das leiras (rico em oxigênio), ocorre liberação do ar ali contido saturado de gás carbônico, produzido pela respiração dos microorganismos. Essa renovação é importante, pois o teor de gás carbônico existente no interior da leira pode chegar a concentrações cem vezes

maiores que seu conteúdo normal no ar atmosférico (KIEHL, 1998). Faltando oxigênio na leira, há formação e acúmulo de dióxido de carbono e metano, componentes característicos da fermentação anaeróbia, que retardam a degradação da matéria orgânica, sendo o metano responsável por odores desagradáveis.

Em qualquer método de compostagem, é necessário que ocorra a completa degradação (transformação) dos resíduos orgânicos para que os cultivos alimentares não sejam contaminados pelo composto e nem tampouco as sementes morram. Todos os processos descritos a seguir são perfeitamente utilizáveis com os resíduos de poda urbana.

3.1.2.1.1 Compostagem Sem Revolvimento

Os métodos de compostagem sem revolvimento são os mais antigos e comumente usados em larga escala nas áreas agrícolas, e certamente ainda em uso. Campbell (1995) apresenta dois métodos:

a) Compostagem em Superfície: consiste em misturar matéria orgânica (folhas, aparas de grama e esterco) no solo com a ajuda de uma enxada, a fim de fornecer nutrientes ao solo para plantio. É realizado no final da estação de cultivo.

b) Compostagem em Covas e Trincheiras: consiste em enterrar resíduos orgânicos diretamente no solo em covas ou trincheiras, usualmente em fileiras de 90 cm de largura, divididas em três faixas de 30 cm cada.

Como vantagens, a compostagem em covas sob a terra permite que bactérias, fungos anaeróbicos e minhocas transformem os resíduos orgânicos em solo rico em nutrientes. Pode melhorar amplas áreas de solo, no qual é realizado o plantio direto, característica vantajosa do método, pois não há necessidade de transporte do produto acabado. Também, pode processar grandes quantidades de matéria orgânica, pois não requer espaço físico e desta forma não altera visualmente o ambiente. Não demanda controle do processo, pois o material em decomposição permanece aquecido durante o inverno e úmido durante o verão. Como desvantagem, exige mão de obra para incorporar o material ao solo e demanda vários meses para finalizar a decomposição.

3.1.2.1.2 Processos de Compostagem com Revolvimento

Os processos com revolvimento manual são considerados artesanais e são geralmente aplicados para tratar pouca quantidade de resíduos, pois requerem muita mão de obra para o revolvimento das leiras. Cenbio (2007b) relata locais nos municípios de São Paulo, São Bernardo do Campo, Osasco, entre outros que usam estes tipos de método. Muitos projetos experimentais, como o próprio projeto piloto de compostagem de resíduos de poda urbana que será descrito no capítulo 4, usam o método de compostagem com revolvimento manual. Os principais métodos com aeração manual relatados por Campbell (1995) são:

a) Método de Howard (ou Indore): as pilhas devem ser construídas alternando camadas de 15 cm de material vegetal verde e seco e camadas de 5 cm de esterco (ativador) até altura aproximada de um metro e meio. Para finalizar, a pilha deve ser umedecida e orifícios para ventilação devem ser cavados.

b) Método da Universidade da Califórnia: com esse método é possível produzir um composto apropriado em 14 dias, desde que o material a ser compostado seja (i) cortado, picado ou triturado (para aumentar a superfície de exposição da matéria orgânica); e (ii) misturado com ativadores ricos em nitrogênio (como esterco) antes da operação de fragmentação, para assegurar eficiente homogeneização e ataque mais rápido dos microorganismos. As pilhas montadas devem medir entre 1,2 e 1,5 m de altura e sofrerem revolvimento frequente (a cada 3 dias).

c) Método Rápido de Compostagem: é apropriado para folhas em pequena quantidade, as quais são depositadas no solo com adição de esterco fresco e um pouco de composto ou solo, formando leira com 1 m de altura e 2 m de largura, que depois de montada deve ser revolvida e umedecida pela adição de água e ficar coberta com plástico por quatro dias. Os revolvimentos são efetuados a cada duas semanas.

d) Método de Três Pilhas de Ogden: Dentre os métodos aqui apresentados, este é o que exige menos cuidados, e consequentemente, demora mais tempo para a produção do composto (cerca de dois anos). São usadas três pilhas de material orgânico a compostar, cada uma medindo 1,5 m por 3,6 m com laterais feitas de carvão ou placas de grama. Apenas duas dessas pilhas são revolvidas uma vez por ano enquanto a terceira recebe, durante o verão, uma mistura de resíduos de horta e

uma parte das outras pilhas (e esterco, ocasionalmente). Durante o outono, esta terceira pilha é coberta com esterco ou placas de grama com as raízes viradas para cima.

e) Método da Compostagem Biodinâmica: A pilha deve ser montada com base de largura máxima de 3,6 m; altura entre 0,6 e 1,5 m, lados inclinados e o comprimento desejado. Os resíduos são dispostos pré-misturados ou em camadas com espessura de até 5 cm, sempre com a adição da solução inoculante biodinâmica (preparada de acordo com as receitas específicas da biodinâmica, filosofia prática da agricultura desenvolvida a partir dos ensinamentos de Ridolf Steiner, um filósofo famoso por sua visão de mundo, conhecida como antroposofia, que enfatiza a unidade de todos os processos da vida). A camada final é de palha, feno ou folhas. Assim, Campbell (1995) acredita que este método produz composto de qualidade superior aos outros métodos.

O Quadro 2 apresenta as vantagens e desvantagens dos métodos de compostagem com revolvimento manual descritos anteriormente.

Método Pontos positivos Pontos negativos

de Howard (ou Indore)

- decomposição rápida - morte de sementes de ervas daninhas e patógenos - composto obtido é rico em nutrientes, devido à baixa lixiviação

- possui pequena probabilidade de atrair animais e moscas, pois não exala mau cheiro.

- grande quantidade de mão de obra para revolvimento (aeração) e controle. da Universidade da Califórnia Rápido de Compostagem (a) não há. de Três Pilhas de Ogden - facilidade de instalação e de adição de material

- tempo excessivo de decomposição - grande possibilidade de apresentar mau cheiro e atrair moscas e

animais

-perda de nutrientes por lixiviação. - como a pilha não é revolvida, pode ocorrer fermentação

anaeróbia, além da chuva levar todo o chorume e ocorrer perda de nutrientes.

(a) _{por ser mais rápido que os métodos Howard e da Califórnia, requer menos mão de obra.} Quadro 2 - Vantagens e desvantagens dos métodos de compostagem com revolvimento manual Fonte: (Elaboração própria a partir de Campbell, 1995)

Os métodos de compostagem com revolvimento mecânico requerem que o local de instalação seja tecnicamente apropriado em relação às condições do solo, topografia e sistema de drenagem. As leiras devem ser dimensionadas de forma que não haja perda de calor, para manutenção do processo de degradação aeróbia. As mais comuns são as de seção triangular com altura de 1,5 a 1,8 m e base com 4 a 4,5 m. O espaçamento é determinado em função das características do equipamento que fará o revolvimento (REIS, 2005).

Podem ser usadas máquinas específicas para misturar e revolver o material em decomposição como implementos tracionados por tratores ou autopropelidos, que se deslocam sobre as leiras, mas na prática são usadas pás carregadeiras ou retroescavadeiras, que de acordo com Fernandes e Silva (1999) tem eficiência menor, mas podem ser utilizados com bons resultados.

As leiras devem ser revolvidas ao menos três vezes por semana a fim de aerar a massa de resíduos em compostagem, aumentar a porosidade do meio que sofre compactação devido ao próprio peso, homogeneizar a mistura, controlar a temperatura do processo, entre outros. Fernandes e Silva (1999) afirmam que a etapa termófila dura de 1 a 2 meses, e a etapa de maturação requer revolvimento a cada 20 - 25 dias, e leva de dois a três meses.

Um método simplificado é a “compostagem passiva”, apresentado pela Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos (USEPA) e recomendado para partículas uniformes, como é o caso dos resíduos de poda triturados. È muito econômico, pois as leiras são montadas e revolvidas uma vez por ano. A temperatura e a umidade das leiras são controladas pela própria configuração geométrica. Usepa (1994) recomenda que o pátio de compostagem seja montado em regiões pouco populosas e que sejam instaladas cortinas vegetais para emanação dos odores. Estas recomendações mostram que o processo talvez não se mantenha anaeróbio o suficiente para evitar a propagação de odores.

3.1.2.1.3 Compostagem com Leira Estática Aerada

O princípio de funcionamento da compostagem com leira estática aerada é a aeração forçada sob baixa pressão, sendo que a leira em decomposição não é revolvida, permanecendo estática durante todo o processo de compostagem. Foi inicialmente desenvolvido nos Estados Unidos da América para tratar o lodo de esgoto, mas atualmente é utilizado para qualquer tipo

de resíduo homogêneo e com granulometria suficiente para garantir boa permeabilidade ao ar insuflado.

A aeração das leiras é feita pela passagem de ar nos furos de uma tubulação plástica ou metálica colocada no piso do pátio de compostagem ou por estreitas canaletas abertas no pátio, preenchidas com brita até o nível do piso. A colocação de uma camada (15 a 20 cm de espessura) de cavacos de madeira ou lascas de borracha provenientes de pneus inservíveis é indispensável para atuar como leito filtrante para água de drenagem e chorume, além de facilitar a passagem do ar na leira (KIEHL,1998).

A leira é recoberta com uma camada de material humificado e peneirado de 30 cm de espessura, cuja finalidade é reter o calor formado e filtrar o mau cheiro que pode se desprender do composto. Terminada a cura do composto, o processo de peneiramento permite recuperar as lascas de borracha para serem utilizadas novamente.

O projeto piloto de compostagem de resíduos de poda urbana do P&D Aneel “Estudo do Potencial de Utilização da Biomassa Resultante da Poda e Remoção de Árvores na Área de Concessão da AES Eletropaulo” descrito no capítulo 4, usou em metade das leiras um método de aeração estática e natural, sem a necessidade de tubulações e sopradores para o insuflamento de ar nas leiras.

3.1.2.1.4 Compostagem em Reatores Biológicos

A decomposição da matéria orgânica (fases termofílica e mesofílica. ocorre no interior dos reatores biológicos (também chamados biodigestores ou bioestabilizadores), que podem ser contínuos (nos quais o tempo de detenção é definido pela velocidade com a qual os resíduos percorrem todo o reator) ou batelada (os resíduos são alimentados e permanecem no seu interior até o final da etapa termofílica quando são descarregados, resíduos frescos são alimentados e o processo reinicia).

Os reatores contínuos podem ter fluxo (i) vertical: parecem silos, nos quais os resíduos são alimentados pela parte superior e percorrem o reator no sentido descendente, com ar injetado em vários níveis ou apenas na parte inferior ou (ii) horizontal: são geralmente de forma cilíndrica, abertos ou fechados (conhecidos como túneis), dispostos horizontalmente, sendo os resíduos alimentados por uma extremidade e retirados pela outra, sendo que nos sistemas fechados, o ar é injetado sob pressão ao longo dos túneis.

O tipo de reator batelada mais conhecido é o sistema horizontal “Dano”, constituído de grandes cilindros com diâmetro de 3 m e comprimento de 35 m e dotado de filtros especiais na saída para limpar os gases. Tem capacidade diária de 50 t e período de detenção de 3 dias.

A Usina de Leopoldina, uma grande usina de compostagem de resíduos sólidos urbanos do município de São Paulo localizada no bairro de mesmo nome, funcionou de 1974 a 2004 e utilizava o sistema Dano com seis reatores. Foi fechada em consequência das ações promovidas pelo Ministério Público devido a reclamações por causa do mau cheiro, que incomodava os moradores da região.

De acordo com Barreira (2005) a usina foi projetada para receber resíduos da CEAGESP e das feiras livres, mas nos últimos anos de operação, após reestruturação, a usina tratava os resíduos sólidos domiciliares (RSD) dos bairros de Pinheiros, Butantã e Lapa operando 24 horas por dia com o dobro da capacidade instalada. Os RSD permaneciam nos bioestabilizadores por 16 a 24 horas, embora o tempo de retenção recomendado fosse de 72 horas. Também não era feita a maturação do composto, por falta de espaço.

Assim, pode-se perceber que a má gestão de uma usina de compostagem provida de equipamentos sofisticados levou ao encerramento de suas atividades, diminuindo a oferta de reciclagem orgânica do lixo, tão importante nos grandes centros urbanos. Haja vista que Barreira (2005) informa que as usinas de compostagem de Leopoldina e de São Mateus (também fechada) juntas eram a segunda maior forma de destinação de RSU do município de São Paulo no ano de 2004.

3.1.2.2 Vantagens e Desvantagens dos Sistemas de Compostagem Apresentados

Uma compostagem eficiente não depende necessariamente de utilização de tecnologia sofisticada. O importante é o controle de qualidade dos resíduos que serão processados e o monitoramento do processo. Para seleção da tecnologia a ser estudada, é necessário avaliar critérios técnicos, econômicos e ambientais.

Esta tese não tem como objetivo analisar a viabilidade técnica e econômica dos vários métodos de compostagem apresentados. Assim, a partir de informações da literatura, elaborou-se o Quadro 3 que apresenta uma análise qualitativa de algumas variáveis relacionadas à instalação, operação, manutenção e controle dos processos de compostagem

com leiras revolvidas (manual e mecanicamente), leiras estáticas e reatores biológicos baseados na mesma quantidade de resíduos de poda a compostar.

Parâmetros Leiras com Revolvimento _EstáticasLeiras _BiológicosReatores

Manual Mecânico

Investimento inicial - - - +

Área + + - - -

Flexibilidade de compostar volumes

variáveis de resíduos sim sim sim não

Equipamentos simples simples simples sofisticados

Operação e manutenção simples simples simples sofisticadas

Operação influenciada pelo clima sim a _sim a _sim a _não

Quantidade de mão de obra + + - - -

Qualificação da mão de obra - - - + + +

Tempo de estabilização do composto + + - -

Facilidade do Controle Umidade - - - + Temperatura - - + + Aeração - - + + Odor - - + +

Legenda: - pequena(o) - - muito pequena(o) + alta(o) + + muito alta(o)

a _{a dependência do clima é amenizada se as leiras forem montadas num pátio coberto ou se forem cobertas com}

plástico ou lona.

Quadro 3 - Comparativo entre os de sistemas de compostagem Fonte: (Elaboração própria a partir de Reis, 2005)

A partir das variáveis apresentadas, é possível verificar a relação entre o custo e a complexidade tecnológica, como apresentado na Figura 2.

Figura 2 - Comparação esquemática dos métodos de compostagem Fonte: (Elaboração própria a partir de Reis, 2005)

3.1.2.3 Utilização de Resíduos de Poda Urbana para Compostagem

Na literatura, há poucos relatos de utilização de resíduos de poda urbana em grande escala, quer para fins energéticos ou não. Em seu trabalho, Fátima (2003) estima que o município de Recife tenha gastos anuais da ordem de doze milhões de reais em adubação nas suas 219 praças, projetando economia de 50% do valor estimado, caso o município utilize o composto orgânico produzido a partir da compostagem dos resíduos de poda em conjunto com a fração orgânica dos resíduos sólidos urbanos e esterco bovino. O aterro Muribeca realiza compostagem, mas apenas de uma pequena parte dos resíduos.

Belo Horizonte iniciou a compostagem dos resíduos de poda na Unidade de Compostagem Municipal e produziu 105 toneladas de composto orgânico em março de 2002, com a técnica da compostagem simplificada (montagem de leiras com os resíduos de poda e resíduos de feiras livres e sacolões), sendo o revolvimento feito por trator (FATIMA, 2003).

Baratta Jr. (2007) concluiu que o uso de resíduos de podas de espécies diferentes resultou em marchas distintas de temperatura durante a compostagem; sendo aconselhável então o uso de espécies variadas e sendo possível a compostagem de resíduos da poda da arborização pública sem a utilização de outras fontes orgânicas. O composto assim produzido na área de estudo apresentou níveis permissíveis de metais tóxicos; podendo ser usado na Complexidade Revolvimento Manual Revolvimento Mecânico Leira Estática Aerada Reator Biológico Mais Tecnologia / Mais Controle Área Custo Complexidade

confecção de substratos para produção de mudas; sendo assim benéfico para as prefeituras de grandes cidades, minimizando gastos na aquisição de material orgânico para produção de mudas, confecção de canteiros para ajardinamento e na arborização urbana.