9. Produção de composto à escala piloto
9.4 Resultados e Discussão
No presente capitulo, procede-se à discussão dos resultados obtidos após a atividade experimental.
Quanto à temperatura, sendo este um fator de extrema importância no processo de compostagem, é possível concluir, com base no gráfico da figura XXVII que, das pilhas produzidas, apenas ocorreu compostagem na pilha N e O (Oliveira, 2013).
A anterior conclusão deve-se aos valores de temperatura atingidos pelas diferentes pilhas. De acordo com Oliveira (2013) durante o processo de compostagem, ocorrem 3 fases distintas, as quais são a fase mesófila, termófila e de redução de atividade. Observando a variação das temperaturas para as diferentes pilhas, é possível afirmar que as referidas etapas, apenas ocorreram para as pilhas N e O.
Contudo, as temperaturas das pilhas G e I apresentam uma tendência que poderá ser indicativa da ocorrência de compostagem, mas que não é conclusiva dentro do período experimental. Caso ocorra a compostagem nas referidas pilhas esta será mais demorada o que poderá por em causa a sua viabilidade económica.
Ainda dentro da temperatura, é possível observar no gráfico, que ocorreu um aumento notório da temperatura a partir do 11º dia, para todas as pilhas. Este aumento poderá dever-se à alteração climatérica que ocorreu durante a atividade experimental, ou seja alteração de tempo de chuva e encoberto para sol, o qual fez aumentar a temperatura ambiente no interior da nave de forma considerável. Tal facto vai de encontro ao referido por Brito (2008), o qual diz que a temperatura ambiente alta é vantajosa para a compostagem
Figura XXIX: Temperatura, oC.
Relativamente ao pH, é possível observar que este não apresenta grande expressão a nível de informação no processo da compostagem. Tal facto deve-se ao método utilizado para a sua medição, nomeadamente as tiras de pH, as quais são um equipamento de medição pouco preciso e ambíguo. Os dados de pH recolhidos apenas permitiram perceber se ocorreu alguma alteração relevante.
De acordo com (Brito, 2008) na fase inicial da compostagem o pH tem tendência para baixar, devido à produção de ácidos por parte dos fungos e bactérias, o que favorece o aparecimento de fungos capazes de degradar os materiais de difícil degradação como a celulose e lenhina.
Considerando que ocorreu todo o processo de compostagem para a pilha O e pilha N, é possível observar que o pH na pilha O teve um aumento constante, sem se verificar qualquer decrescimento inicial no pH, ao contrário do observado na pilha N, que ocorreu um decréscimo seguido de um aumento constante.
Relacionando o pH e as temperatura atingidas nas pilhas, e ainda que de acordo com (Oliveira, 2013) a qual diz que uma rápida compostagem necessitará de um período mais longo de maturação, será possível aferir que a pilha O necessitará de um maior tempo de maturação que a pilha N.
0 10 20 30 40 50 60 70 0 10 20 30 40 50 60 T/ oC t/d Pilha D Pilha E Pilha F Pilha G Pilha I Pilha L Pilha M Pilha N Pilha O
Figura XXX: Valores de pH registados ao longo do tempo, t.
Tal conclusão deve-se a não ter decorrido uma redução de pH inicial, o que levou ao não aparecimento dos fungos que promovem a degradação dos materiais mais complexos, e por conseguinte essa degradação ocorrerá na fase de maturação, a qual terá que ser maior. Considerando ainda a pilha O, observou-se que o processo de compostagem ocorreu de forma mais rápida pois foi atingida a temperatura máxima e respetivo declínio 10 dias mais cedo que a pilha N. A variação do pH na pilha N foi a esperada para uma compostagem normal, e o declive inicial do pH, será um indício de que a pilha produziu os fungos necessários para a degradação dos materiais mais complexos, reduzindo assim o tempo de maturação.
Examinando os resultados obtidos aquando da determinação da humidade, observou-se que para pilhas com menor humidade (N e O) ocorreu o processo de compostagem. Assim sendo, a possível razão para que não tenha ocorrido o processo nas restantes pilhas, será o excesso de água existente na mistura. Tal afirmação pode ser corroborada pelas pilhas G e I as quais parecem demonstrar que com o passar do tempo, devido à perda de humidade das pilhas (por se encontrarem em estufas) o processo de compostagem acaba por ocorrer.
5 5,5 6 6,5 7 7,5 8 8,5 0 10 20 30 40 50 60 pH t/d Pilha D Pilha E Pilha F Pilha G Pilha I Pilha L Pilha M Pilha N Pilha O
Figura XXXI: Humidade relativa, H, e tempo, t.
Com base nas conclusões supramencionadas, foi possível concluir que a quantidade mínima de estruturante (casca de pinheiro) a adicionar, considerando que a densidade deste seja de aproximadamente 260 kg/m3 e a das lamas de 800 kg/m3, será de 50 % m/m, ou seja, será necessário misturar 1 tonelada de estruturante por cada tonelada de lamas.
Ao produzir-se composto, apesar de este passar por todas as fazes e o processo decorrer da forma pretendida, torna-se necessário proceder à sua caraterização, para garantir que as suas propriedades irão trazer vantagens para o crescimento das plantas, sem afetar o solo ou mesmo o meio ambiente onde o composto é aplicado.
Com base na referida caraterização, que deve ser feita por laboratórios acreditados, e relacionando os resultados com o documento de Especificações Técnicas Sobre a Qualidade e Utilizações do Composto de 4 de dezembro de 2008, torna-se possível classificar o composto produzido, limitando a sua aplicação a nível de culturas e quantidades de foram a salvaguardar o bem-estar da saúde pública e ambiental. É ainda importante referir que a partir deste ponto do trabalho, o composto produzido no centro de compostagem, será denominado de Plantis, sendo este o nome com que se pretenderá comercializar o composto produzido pela Semural no futuro.
Passando agora à classificação do composto, com base no capítulo 4 das Especificações Técnicas Sobre a Qualidade e Utilizações do Composto de 4 de dezembro de 2008, o composto pode ter diferentes classes, as quais podem ser Classe I, II, IIA e III, de
50 55 60 65 70 75 80 85 90 0 5 10 15 20 25 H /% t/d
Humidade relativa
Pilha D Pilha E Pilha F Pilha G Pilha I Pilha L Pilha M Pilha N Pilha Oacordo com os teores de metais pesados, materiais inertes antropogénicos, pedras de granulometria, e concentração de microrganismos patogénicos. Para determinar a referida classificação é importante analisar os valores limites para cada classe, bem como os obtidos para o Plantis, que se encontram na Tabela XIV.
Tabela XIV: Parâmetros de classificação do composto Plantis adaptado de (DGAE, 2008). Concentração mássica, C, percentagem mássica de materiais inertes antropogénicos, MIA, percentagem de pedras
maiores que 5 mm, P5, número de células, N, expresso por g
Parâmetro Composto
Classe I Classe II Classe IIA Classe III Plantis
𝐶 mg kg ⁄ Cd 0.7 1.5 3 5.0 <(0.04)2 Pb 100 150 300 500 11.9 Cu 100 200 400 600 85.2 Cr 100 150 300 400 2.5 Hg 0.7 1.5 3 5.0 <0.21 Ni 50 100 200 200 9.12 Zn 200 500 1000 1500 317 MIA/% 0.5 1.0 2.0 3.0 <0.11 P5/% 5.0 5.0 5 - <0.11 Salmonella spp. Ausente em 25g Ausente em 25g Ausente em 25g Ausente em 25g Ausente em 25g N/g-1 Escherichia coli 1000 1000 1000 1000 0
Comparando os limites de cada classe com os parâmetros obtidos para o composto Plantis, é possível afirmar que este corresponde a todos os parâmetros para pertencer à Classe I à exceção do zinco, para o qual o valor deste parâmetro no Plantis fica incluído na Classe II.
Para ser incluído numa classe, o composto tem que corresponder a todos os limites dessa classe, por conseguinte, devido à concentração de zinco, o Composto Plantis fica classificado como pertencente à Classe II.
A nível de classes, o composto pode ser aplicado genericamente na agricultura, se for Classe I e II. Destina-se apenas a culturas agrícolas arbóreas e arbustivas, nomeadamente pomares, olivais, vinhas e espécies silvícolas se for Classe IIA, para Classe III tem aplicações como a cobertura final de aterros e lixeiras, pedreiras e minas, tendo em vista a restauração da paisagem, a cobertura de valas e taludes, no caso da construção de estradas, fertilização de solos destinados à silvicultura (espécies cujo
fruto não se utilize para alimentação humana ou animal), culturas bioenergéticas, jardinagem, produção florícola, campos de futebol e golfe (DGAE, 2008).
Posto isto, sabendo qua o composto Plantis se apresenta como pertencente à classe II, é possível afirmar que este pode ser utilizado genericamente na agricultura.
Relativamente ao grau de maturação do composto, este é avaliado através das temperaturas atingidas pelo composto no teste de auto aquecimento em Vasos de Dewar, e conforme a temperatura atingida durante este teste, o composto pode ser classificado como maturado, semimaturado e fresco de acordo com a seguinte tabela.
Tabela XV: Graus de maturação de acordo com a temperatura, T, atingida no teste de autoaquecimento em vaso de Dewar adaptado de (DGAE, 2008)
Temperaturas atingidas no teste de autoaquecimento em
vasos de Dewar
Graus Categorias do Composto
T < 40 IV e V Maturado
40 < T < 50 III Semimaturado
T > 50 I e II Fresco
Após realização do teste de autoaquecimento em vaso de Dewar, os resultados obtidos para o composto Plantis foram os seguintes.
Tabela XVI: Grau de maturação do composto Plantis
Composto Plantis
Temperaturas atingidas no teste de autoaquecimento
em vasos de Dewar Graus Categorias do Composto
T < 40 V Maturado
A possibilidade de utilização do composto, tendo em conta a sua categoria, depende essencialmente do tempo entre a aplicação deste no solo e a sementeira ou plantação. Assim sendo, é seguidamente apresentado as utilizações das diferentes categorias. Composto fresco e semimaturado: pode ser utilizado em solos destinados a culturas arbóreas e arbustivas, culturas arvenses, pastagens, floricultura, horticultura, relvado,
entre outras, desde que o espalhamento e incorporação sejam efetuados pelo menos 4 e 3 semanas, respetivamente, antes da sementeira ou plantação. A sua incorporação do solo deve ser realizada até 48 horas após espalhamento (DGAE, 2008).
Composto maturado: pode ser utilizado em solos destinados a culturas arbóreas e arbustivas, culturas arvenses, pastagens, floricultura, horticultura, relvado, entre outras no caso em que o espalhamento e a incorporação sejam efetuados num período inferior a 3 semanas, antes da sementeira ou plantação ou no caso de certas culturas já implantadas em que o composto possa contactar com as raízes como, por exemplo, em prados, pastagens, pomares e relvados (DGAE, 2008).
Considerando a categoria de maturação obtida pelo composto Plantis, este pode ser incorporado num período inferior a 3 semanas, antes da sementeira ou plantação
Apesar de o composto Plantis ser um produto estável e com caraterísticas que o tornam um corretivo orgânico interessante para ser aplicado na agricultura, existe limites para a quantidade que pode ser aplicada nos solos. As quantidades máximas deste composto que podem ser aplicadas dependem das classes, das quantidades máximas de metais pesados, a veicular pelo composto incorporado no solo e ainda às caraterísticas dos solos onde será aplicado.
Quanto á classe do composto as quantidades máximas que se podem aplicar são:
Classe I : 50 t/ha
Classe II: 25 t/ha
Classe IIA: 10 t/ha
Classe III: 200 t/ha/10anos
A aplicação de composto, necessita ainda de uma análise prévia ao solo onde será aplicado, em primeiro para saber as necessidades nutricionais da cultura que vai ser aplicada e otimizar a produção, e em segundo para evitar o aumento da concentração de metais no solo, que possa afetar as culturas.
Considerando os valores máximos admissíveis dos teores de metais pesados nos solos em que se pretenda aplicar composto e ainda as que se podem incorporar a anualmente nos solos, torna-se importante a análise da seguinte tabela, na qual estão incluídos os referidos teores de acordo com o pH, metal e a respetiva quantidade máxima.
Tabela XVII: Valores máximos admissíveis no solo para metais pesados, VMA, e quantidades máximas anuais possíveis de incorporação no solo, por hectare, VMI adaptado de (DGAE, 2008)
Elemento 𝑽𝑴𝑨 𝐦𝐠 𝐤𝐠 ⁄ 𝑽𝑴𝑰 𝐠 𝐡𝐚 ⁄ 5 ≤ pH <6 6 ≤ pH < 7 pH ≥ 6 Cd 0.5 1 1.5 30 Pb 50 70 100 2250 Cu 20 50 100 3000 Cr 30 60 100 3000 Hg 0.1 0.5 1 30 Ni 15 50 70 900 Zn 60 150 200 7500
Para se poder aplicar o composto Plantis no solo, torna-se então importante o conhecimento do pH, do teor de matéria orgânica, e o teor de metais no solo a que se destina o composto.
Como foi referido anteriormente, o composto Plantis é classificado como pertencendo á Classe II, ou seja a quantidade máxima que se pode aplicar deste é de 25 t/ha, contudo é necessário ter em consideração o valor limite de metais que se pode aplicar no solo por ano. Por conseguinte, procedeu-se à realização da Tabela XVIII.
Analisando a tabela anterior, é possível observar que o metal limitante das quantidades de composto a aplicar anualmente é o zinco, e que a quantidade máxima a aplicar, tendo em consideração as concentrações dos metais no Plantis, não deve ultrapassar as 150 toneladas por hectare/ano. Assim sendo, na aplicação do composto, deve-se ter em consideração a não aplicação de mais que 25 t/ha, devido à classe, e por ano não se deve aplicar mais de 150 t/ha/ano e ainda deve-se garantir que entre as aplicações de composto e as colheitas ou disponibilização das pastagens para o gado deverão mediar, pelo menos, 4 semanas.
Tabela XVIII: Quantidades máximas anuais possíveis de incorporação no solo, por hectare, VMI Concentração mássica de metais no composto Plantis, em matéria seca, C, e quantidade máxima de
Plantis a aplicar, anualmente, mmax, em função da sua concentração em metais
Metais 𝑉𝑀𝐼 g ha ⁄ 𝐶 mg kg ⁄ 𝑚max⁄t Cd 30 0,04 7500 Pb 2250 11,9 1891 Cu 3000 85,2 352 Cr 3000 2,5 12000 Hg 30 0.20 3290 Ni 900 9,12 987 Zn 7500 317 150
Existem ainda outros parâmetros que são exigidos por lei, para que seja possível proceder à aplicação de composto nas diferentes culturas, e que são apresentados na Tabela XIX.
Tabela XIX: Outros parâmetros a considerar na aplicação do composto. Valores de pH, teor de humidade, H, granulometria, G , fração percentual de matéria orgânica MO, e número de células, N, expresso por g
PARÂMETRO LIMITE PLANTIS
pH 5.5 < pH < 8.5 pH = 6.2
H < 40 % < 30 %
g 99 % < 25 mm 100 % < 20 mm
MO > 30 % = 64.4 %
SALMONELLA SPP. (Ausente em 25 g) (Ausente em 25 g) ESCHERICHIA COLI ≤ 1000 Ng-1 0 Ng-1
Observando os limites dos diferentes parâmetros apresentados na tabela anterior é possível concluir que o composto Plantis cumpre os limites apresentados para ser aplicado na agricultura.
10 Valorização agrícola de lamas: elaboração
do plano de gestão de lamas
O processo de Valorização Agrícola de Lamas (VAL), como referido anteriormente, é um processo que tem em vista dar um destino alternativo às lamas de depuração provenientes de ETAR, ao mesmo tempo que possibilita uma fertilização dos solos agrícolas. Contudo, é necessário um controlo de vários parâmetros tanto nas lamas como nos solos para garantir que o processo não crie problemas ambientais e de saúde. Com o intuito de salvaguardar o bem-estar público e o ambiente, e garantir um controlo pelas entidades competentes, para se proceder à VAL é necessário realizar um Plano de Gestão de Lamas de acordo com o Decreto-Lei 276/2009 de 2 de outubro, como referido no capítulo 7.1.1.
Posto isto, considerando que um dos objetivos atuais da empresa Semural WE, é proceder quando possível, ao direcionamento das lamas para VAL, procedeu-se à realização de um Plano de Gestão de Lamas, para o qual são apresentados os vários passos realizados na sua elaboração.