Desde longa data que a compostagem tem sido realizada pelo Homem, conhecendo-se a sua prática pelos Chineses, desde há mais de 4000 anos, para obter compostos para fertilização do solo (King, 1927, cit. in Gray et al., 1973). Loudon, em 1839, apresentou normas para a compostagem de materiais com vista à sua utilização como substratos (Raviv et al., 1986). No entanto, apenas a partir do início deste século começou o estudo sistemático do processo de compostagem. A partir das observações do Prof. King (King, 1927, cit. in Gray et al., 1973), Sir Albert Howard desenvolveu em Indore, Índia, um método de compostagem em covas ou em pilhas, onde camadas finas de resíduos vegetais, de estrume e de cinzas eram empilhadas, regadas e volteadas regularmente, estando o material pronto a utilizar ao fim de 90 dias (Howard e Wad, 1931 e Howard, 1953, cit. in Gray et al., 1973). O método desenvolveu-se, aumentando-se as dimensões das covas, efectuando-se orifícios para ventilação do material e melhorando-se a utilização de mão de obra, em que o método era bastante exigente (Gray et
al., 1973; Stentiford, 1987). A mecanização começou na década de 30, desenvolvendo-se o
interesse pelo processo até aos anos 60, altura em que problemas económicos fizeram decrescer o interesse pela compostagem. Posteriormente, as preocupações com a saúde publica e os problemas ambientais fizeram renascer este interesse, com um cada vez melhor conhecimento do controlo do processo.
A compostagem é um processo biológico mediante o qual a partir de materiais de natureza orgânica, se pode obter um produto final com maior aptidão para uso agrícola. É um processo de destruição e reconstrução, durante o qual os microrganismos atacam a matéria orgânica, obtêm energia e nutrientes para o seu crescimento e reprodução, começando por utilizar os compostos mais simples e passando depois aos mais complexos. Parte da energia disponibilizada é utilizada no seu metabolismo, sendo a restante libertada na forma de calor. O material final é constituído pelas fracções mais resistentes da matéria orgânica, produtos da sua decomposição e organismos vivos ou mortos. As transformações ocorridas conduzem nomeadamente, ao aumento da estabilidade física e química dos materiais orgânicos, à redução da presença de sementes de infestantes e de agentes patogénicos, tanto para o Homem como
para as plantas, à redução de produtos químicos indesejáveis, à melhoria da sua facilidade de manuseamento e à criação de condições desfavoráveis à manifestação de determinados agentes fitopatogénicos (Hoitink et al., 1976; Vogtmann et al., 1978; Daft et al., 1979; Nelson e Hoitink, 1982; Spencer e Benson, 1982; Nelson e Hoitink, 1983; Sana e Soliva, 1987). A manifestação de supressividade para doenças de solo apresenta o maior interesse quando o composto se destina à utilização na cultura de plantas envasadas (Zucconi e Bertoldi, 1987; Editors of BioCycle, 1991), como é o objectivo no presente trabalho, podendo ser o factor mais determinante no emprego de compostos. No final da compostagem, procura-se a recolonização do meio pela maior diversidade possível de microrganismos, capazes de induzir um máximo de supressividade geral, ou combinar este objectivo, com a introdução de um agente conhecido de controlo biológico, após o período de temperaturas mais elevadas do processo e antes da recolonização natural pelos organismos mesófilos (Hoitink, 1987, 1990, cit. in Hoitink et al., 1993).
Numerosas definições são propostas para compostagem (Diaz et al., 1982; Biddlestone e Gray, 1986).
Alguns autores definem-na como um "processo bioxidativo controlado envolvendo um
material orgânico heterogéneo na fase sólida, ocorrendo uma fase termofílica com libertação temporária de fitotoxinas, produzindo-se água, dióxido de carbono, substâncias minerais e matéria orgânica estabilizada, a qual toma o nome de "composto", (Zucconi e Bertoldi, 1987;
Chen e Inbar, 1993).
Para Golueke (1991), é um "método de tratamento de resíduos sólidos, mediante o qual
a sua componente orgânica é decomposta biológicamente em condições controladas, alcançando-se um estado em que pode ser manuseado, armazenado ou aplicado aos solos sem afectar o ambiente". Golueke (1991) destaca como palavras chave desta definição:
“decomposição biológica”, “componente orgânica dos resíduos sólidos” e “condições controladas”. Ao referir "decomposição biológica", a compostagem é diferenciada de outros processos de decomposição meramente física ou química (Zucconi e Bertoldi, 1987). Designa- se decomposição e não estabilização, pois não se pode garantir que toda a matéria orgânica sofra um processo de humificação, embora outros autores proponham o termo "estabilização", não tomando este caracter em sentido estrito, mas antes apenas no sentido em que essa condição, não dará origem a posteriores problemas de utilização (Diaz et al., 1982). A restrição à "componente orgânica" justifica-a Golueke (1991) por, geralmente, apenas o material de origem biológica estar sujeito à degradação biológica. Para este autor, o aspecto mais
importante reside na referência a "condições controladas", o que o destingue dos processos naturais de reciclagem de nutrientes, por outros autores assumidos como compostagem (Biddlestone e Gray, 1986) ou, de outras práticas incontroladas envolvendo degradação de materiais orgânicos (Diaz et al., 1982; Zucconi e Bertoldi, 1987; Sana e Soliva, 1987). A parte final da definição proposta, referente ao produto obtido, não constitui uma frase chave indispensável à definição, mas serve antes como factor de comparação de processos.
Embora se possa designar por compostagem um processo ocorrido em condições anaeróbias (Stentiford, 1987; Golueke, 1991; Bollen, 1993), é aconselhado manter a utilização deste termo apenas para as situações em que se garante a manutenção de condições aeróbias (Zucconi e Bertoldi, 1987), com as quais se acelera o processo, se conseguem temperaturas mais elevadas, para permitir a eliminação de agentes patogénicos e sementes de infestantes, se reduzem maus odores e a presença de compostos intermediários tóxicos (Golueke, 1991). Em processo anaeróbio a inactivação de patogéneos pode ser mais eficaz, apesar das menores temperaturas normalmente alcançadas (Bollen, 1993) e obtém-se um material final mais estabilizado, o qual submetido a um curto processo aeróbio pode fornecer um excelente composto. O custo de operação é mais elevado que a compostagem em pilhas, mas semelhante, ou mais económico que em reactor. Para este processo é normalmente adoptada a designação de "digestão anaeróbia" (Baeten e Verstraete, 1993; Bertoldi, 1993).
Neste trabalho utiliza-se o termo composto como tradução da designação inglesa
compost, designação já empregue entre nós (Cabral e Telles, 1960), apesar dos diferentes
significados do termo, tanto na língua original como no português. Bunt (1976) refere para o termo compost, além do significado apresentado, os seguintes: (i) material à base de palhas e estrumes usado na produção de cogumelos, (ii) misturas de materiais orgânicos e ou, inorgânicos, utilizados como substratos na produção de plantas em contentor, sinónimo de
plant growing media ou plant substrate, que nos EU se designam por mix ou media. Na língua
portuguesa, o contexto de emprego do termo será suficiente para esclarecimento da acepção em que se pretende usar.
Composto, será deste modo, segundo a proposta do Grupo de Compostagem da CE, o termo utilizado para designar um "produto estabilizado e higienizado resultante de
compostagem, benéfico para o crescimento das plantas. Sofreu uma fase inicial rápida de decomposição e encontra-se num estádio de humificação (fase de estabilização)" (Zucconi e
O processo típico de compostagem considera-se dividido em três fases principais (Hoitink e Poole, 1980, Zucconi e Bertoldi, 1987; Chen e Inbar, 1993):
(i) Fase inicial ou fase mesofílica, durante a qual são consumidas as substâncias mais facilmente degradáveis. Dura poucos dias, ocorre uma subida muito rápida da temperatura e o pH baixa.
(ii) Fase intermédia ou termofílica, durante a qual a temperatura ultrapassa os 40 oC. Ao atingir o seu máximo, ocorre maior libertação de toxinas, degradam-se rapidamente os açúcares, gorduras, amido e proteínas, a maioria dos patogéneos são destruídos, o pH sobe ao libertar-se amoníaco (Chen e Inbar, 1993). Pode durar desde poucas semanas até vários meses, no final da qual a temperatura baixa com alguma rapidez.
(iii) Fase final, também denominada de estabilização ou de maturação, durante a qual diminui a taxa de decomposição dos materiais, a sua temperatura e a libertação de toxinas. Ocorre a recolonização do meio com microrganismos antagonistas e outros e, também macrofauna. A celulose e a hemicelulose são degradadas. Pode durar meses (Gray et al., 1971b; Biddlestone e Gray, 1986). Alguns autores limitam a fase termofílica apenas até ao início do declínio da temperatura e consideram, a partir desta altura, uma (iv) fase de arrefecimento, que decorre até o material praticamente alcançar a temperatura ambiente (Gray
et al., 1971b; Biddlestone e Gray, 1986; Chen e Inbar, 1993). Na fase final, de estabilização ou
maturação, o pH torna-se ligeiramente alcalino e desenrola-se intensa competição pelo alimento existente. Ocorrem processos de antagonismo e formação de antibióticos, que conduzem à obtenção de um produto estabilizado (Gray et al., 1971b; Diaz et al., 1982; Hoitink e Fahy, 1986; Zucconi e Bertoldi, 1987).
As complexas transformações biológicas ocorridas conduzem fundamentalmente à remoção da celulose e várias toxinas (Still, et al., 1976; Krogstadt e Solbraa cit. in Hoitink e Poole, 1980), deixando ácidos húmicos, lenhina e seus resíduos transformados, uma enorme variedade de microrganismos vivos e mortos (Gray, et al., 1973; Hoitink e Poole, 1980), bem como hidratos de carbono inalterados, produtos intermédios e de complexas reacções secundárias de polimerização e condensação destes materiais e alguma macrofauna e flora (Gray et al., 1973). Este produto pode ser facilmente manuseado, armazenado ou utilizado sem riscos ambientais (Zucconi e Bertoldi, 1987; Finstein e Hogan, 1993).
Podem-se distinguir actualmente três grandes tipos de materiais susceptíveis de serem assim transformados: as lamas das estações de tratamento de águas residuais (LETAR), os resíduos sólidos de zonas urbanas (RSU) e industriais e, os provenientes da actividade agrícola,
agro-industrial ou florestal. Na compostagem destes materiais, aplicam-se métodos, que embora seguindo os mesmos princípios gerais, são adequados às características de cada um (Gray et al., 1973). Os compostos, particularmente os obtidos a partir de cascas de árvores, têm vindo a ser usados no controlo de doenças de solo, nomeadamente em culturas em contentor, aumentando a reciclagem de resíduos, reduzindo o consumo de pesticidas e melhorando a sanidade das plantas, com redução de custos para a sociedade (Hoitink et al., 1993). O diagrama simplificado do processo de compostagem representa-se na Figura 2.
Figura 2 - Descrição geral do processo de compostagem (adaptado de Narayan, 1993).