Fatores que Influenciam o Processo de Compostagem

Segundo Rynk (1992) existem algumas condições básicas que podem auxiliar no resultado final do processo de compostagem. O quadro2 apresenta algumas dessas condições. Quadro 2: Condições básicas para o processo de compostagem.

Condições Faixa adequada

Relação Carbono-Nitrogênio (C/N) 30:1 – 40:1

Umidade 40 – 60%

Concentração de oxigênio Superior a 10%

Tamanho de partícula (cm) Até 50 mm

pH 5,5 – 9

Temperatura (ºC) 45-60

Fonte: Rynk, 1992.

Organização: ARANTES, C. A., 2013.

Todos estes fatores, entre outros, podem interferir no processo de compostagem aumentando ou diminuindo sua eficiência, com pode ser visto abaixo, de acordo com Pereira Neto (2011).

Oxigênio é necessário para a atividade biológica e em níveis adequados possibilita a decomposição da matéria orgânica de forma mais rápida e sem a produção de odores ruins. A massa de compostagem pode ser oxigenada por processos artificiais (mecânicos) ou naturais (manual) (Figura 7).

Figura 7: Esquema de reviramento manual e mecânico para aeração de leiras de compostagem.

Fonte: Pereira Neto, 2011.

A aeração tem por finalidade suprir a demanda de oxigênio requerida pela atividade microbiológica e atuar como agente de controle de temperatura. O reviramento das leiras deve acontecer, em média, duas vezes por semana e o calor resultante da oxidação biológica da matéria orgânica, principalmente devido à oxidação do carbono, é retido na leira, em razão das características isolante-térmicas da matéria orgânica. Durante o reviramento, o calor é liberado para o meio ambiente na forma de vapor d’água. Neste momento faz-se necessária a correção da umidade, por meio de distribuição uniforme de água na massa de compostagem, de modo a repor apenas a perda de água do sistema (Figura 8).

Figura 8: Esquema da distribuição uniforme de água na massa de compostagem para reposição de umidade.

Fonte: Pereira Neto, 2011.

2.3.8.2. Temperatura

A temperatura constitui-se um dos fatores mais indicativos da eficiência do processo de compostagem. O valor médio ideal da temperatura é de 55ºC. Temperaturas superiores a 65ºC devem ser evitadas por causarem a eliminação dos micro-organismos mineralizadores, responsáveis pela degradação dos resíduos orgânicos.

O processo de compostagem tem início a uma temperatura ambiente, mas à medida que a ação microbiana se intensifica com a aeração apropriada, a temperatura se eleva até atingir valores acima de 55-60ºC, onde permanece por um período de tempo (FUNASA, 2004).

A manutenção de temperaturas termofílicas 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 micro-organismos patogênicos (Figura 9).

Figura 9: Esquema demonstrativo do efeito da temperatura sobre os micro-organismos patogênicos durante o

processo de compostagem.

Fonte: Pereira Neto, 2011.

Dentre os principais fatores que influenciam o bom desenvolvimento da temperatura na massa de compostagem estão: características da matéria prima; tipo de sistema utilizado; controle operacional: teor de umidade; ciclo de reviramento, balanço inicial dos nutrientes e quantidade material; configuração geométrica das leiras. Após a fase termofílica a temperatura volta a cair para em média 40ºC entrando na última fase da compostagem, a maturação (Figura 10).

Figura 10: Temperatura no processo de compostagem.

2.3.8.3. Umidade

Do ponto de vista teórico, o teor de umidade ideal para propiciar a degradação dos resíduos orgânicos é 100%. Entretanto, devido à necessidade de se obter configuração geométrica definida e manter porosidade adequada à passagem livre do ar para oxigenação do material, a umidade fica restringida a um valor máximo, situado em torno de 60%.

O controle do excesso de umidade é necessário e importantíssimo para evitar a anaerobiose, a qual ocorre quando o excesso de água ocupa os espaços vazios do material. Caso ocorra a anaerobiose, gases fétidos serão gerados, além da atração de vetores e, consequentemente, produção de líquidos lixiviados, tornando o local comprometido do ponto de vista sanitário e ambiental.Mas também é preciso estar atento com relação a baixos teores de umidade, pois quando inferiores a 40% restringem a atividade microbiológica de degradação dos resíduos orgânicos. Assim sendo, teores na faixa de 55% são considerados satisfatórios para todo o processo(Figura 11).

Figura 11: Umidade no processo de compostagem.

2.3.8.4. Concentração de Nutrientes e Relação Carbono/Nitrogênio (C/N)

A intensidade da atividade microbiológica dos micro-organismos decompositores nos processos de compostagem está estritamente relacionada à diversificação e concentração dos nutrientes. Quanto mais diversificados os resíduos orgânicos que compõem a massa de compostagem, mais variados serão os nutrientes, e, consequentemente, a população microbiológica. Estes fatores, portanto, resultarão em maior eficiência do processo.

Os micro-organismos necessitam de macronutrientes (elementos básicos necessários em maior volume às plantas como carbono, oxigênio e hidrogênio) e micronutrientes (elementos essenciais ao desenvolvimento das plantas, por exemplo, zinco, ferro, sódio, manganês) para o exercício de suas atividades metabólicas. Estes últimos não são encontrados na natureza com grande abundância e precisam ser produzidos industrialmente. Dentre os nutrientes usados pelos micro-organismos, dois são de extrema importância: o carbono e o nitrogênio, cuja concentração e disponibilidade biológica afetam o desenvolvimento do processo de compostagem.

O carbono, dentre outras funções, é a fonte básica de energia para as atividades vitais dos micro-organismos. Por sua vez, o nitrogênio é necessário para a reprodução dos mesmos. A atividade de degradação dos resíduos orgânicos na leira de compostagem está diretamente relacionada à reprodução dos micro-organismos, pois, na ausência de nitrogênio, não há reprodução celular.

Os microrganismos absorvem os elementos carbono e nitrogênio numa proporção ideal. O carbono é a fonte de energia para que o nitrogênio seja assimilado na estrutura.Segundo Inácio; Miller (2009) quanto maior a Carbono/Nitrogênio (C/N), maior o tempo de decomposição do material. Em geral considera-se a relação C/N acima 50 alta e, valores entre 30 e 40:1 mais adequados a compostagem. Os micro-organismos usam de 25 a

30 partes de C para 1 parte de N assimilada. A relação C/N da mistura inicial de resíduos orgânicos influencia diretamente no tempo de compostagem, ou seja, na obtenção do produto final desejável. Portanto, para conseguir alta eficiência no processo, é importante que a relação C/N seja criteriosamente balanceada, pois o excesso de carbono leva a um aumento do período de compostagem e o excesso de nitrogênio é perdido de forma natural em virtude da volatilização da amônia, criando uma situação indesejada devido aos fortes odores desprendidos da massa de compostagem.

Na compostagem da fração orgânica do lixo urbano, bem como dos resíduos orgânicos de fontes especiais (restaurantes, feiras, Ceasasetc.), a relação C/N desses materiais já se encontra dentro da faixa ótima de projeto, isto é, 30 a 40:1.

2.3.8.5. Tamanho das Partículas

Segundo Inácio; Miller (2009), da mesma forma que a relação C/N, o tamanho das partículas (granulometria), define a extensão de superfície disponível para a ação dos micro- organismos e, também, influencia a aeração da leira de compostagem, via manutenção da porosidade. Do ponto de vista microbiológico, quanto menor a granulometria do material mais rápida será a decomposição pelos micro-organismos, pois seu ataque será mais fácil.

Já em relação à montagem das leiras de compostagem, a granulometria da mistura deve manter a porosidade da leira para a difusão do ar. Isso remete diretamente a recomendação de triturar os resíduos para uma compostagem mais rápida. Essa prática, por exemplo, não é recomendável para restos de alimentos, que são materiais de rápida decomposição e tendem a formar muita água durante a fase termofílica da compostagem. No entanto, reduzir a granulometria pela trituração será sempre desejável para restos vegetais de

alta C/N como podas de árvores ou mesmo restos de culturas agrícolas. Pode-se encontrar diferentes recomendações para a granulometria na compostagem, sendo considerada uma medida bastante flexível, variando com os materiais usados, tamanho das leiras ou pilhas e das condições ambientais.

2.3.8.6. pH

O pH 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. Entretanto, as experiências realizadas pelo Laboratório de Engenharia Sanitária e Ambiental – LESA, da Universidade Federal de Viçosa, há mais de 19 anos, indicam que a compostagem pode ser desenvolvida numa faixa bem ampla de pH, ou seja, entre 4,5 e 9,5, e que os valores extremos são automaticamente regulados pelos micro-organismos por meio da degradação de compostos que produzirão subprodutos ácidos ou básicos, de acordo com a necessidade do meio. Com relação ao pH do produto final, maturado, o adubo orgânico deverá ser sempre superior a 7,8. 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 condicionador para solos ácidos.

Por fim, Pereira Neto (2011) afirma que a compostagem de resíduos orgânicos em um país com as características do Brasil é de grande importância. Trata-se de uma medida que atende a vários objetivos: sanitários, ambientais, econômicos, sociais e agrícolas. A grande produção diária de resíduos orgânicos nas comunidades brasileiras faz da compostagem um dos processos com grande viabilidade de uso e flexibilidade de escala operacional.