Desenvolvimento de bioprocesso para produção de composto orgânico a partir da degradação acelerada de resíduos de poda de árvores

Abstract

O crescimento da população mundial e da urbanização é resultado dos avanços tecnológicos associados à comodidade e oportunidade de emprego e renda nas capitais. Uma das consequências negativas vinculada ao aumento populacional urbano é a grande quantidade diária de resíduos gerados. Dentre os grandes geradores de volume de passivos ambientais e diminuição da vida útil dos aterros sanitários encontra-se a poda de árvore ou lixo verde , prática comum em grandes municípios e empresas do setor de distribuição elétrica. A poda de árvores é coletada diariamente, enviada para os aterros sanitários ou lixões a céu aberto, armazenada temporariamente por período de até 15 dias e depois é queimada. Uma forma simples e eficiente de reciclagem de resíduos orgânicos é a compostagem, a qual pode ser produzida de forma tradicional, através de leiras de resíduos orgânicos levando em torno de 120 dias para a obtenção do composto final ou pode ser acelerada através da aplicação de micro-organismos específicos para cada tipo de resíduo a ser trabalhado levando entre 05 a 20 dias para sua total humificação, a compostagem biotecnológica. A qualidade final do composto orgânico biotecnológico produzido na unidade piloto instalada na Universidade Estadual do Ceará (UECE) no Campus do Itaperi, Fortaleza/Ceará, a partir de resíduos de poda de árvores foi comparada com os parâmetros impostos pelo Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (MAPA). O processo de produção iniciou-se com o recebimento do resíduo de poda das árvores, o qual passou por uma triagem e separação dos ramos viáveis (diâmetro de até ½ polegada) e inviáveis ao processo produtivo. Após o ajuste no teor de umidade foi feita uma correção nutricional da biomassa com minerais à base de cálcio e fósforo. Em seguida foi aplicado o coquetel de micro-organismos e o material foi colocado em células de maturação. Os resultados das análises do composto orgânico apresentaram concentrações de macronutrientes e micronutrientes consideradas satisfatórias, sendo considerado um material de alta qualidade para o uso na agricultura além de apresentar percentagem de matéria orgânica, relação C/N e pH dentro dos limites exigidos pela legislação vigente. Aplicações de nitrogênio sintético melhoraram a qualidade do adubo produzido incrementando seus níveis de N (46,20%), P (72,41%), K (18,82%), reduzindo o percentual de carbono orgânico (31,65%) e os teores de ferro em 27,60%. Os micronutrientes permaneceram em teores adequados. As técnicas de PCR e correlações de fixação e solubilização de macronutrientes serviram para avaliar a comunidade microbiana no processo de compostagem de poda de árvores. Foi obtido sucesso com a PCR na amplificação do DNA dos micro-organismos indicando a presença de Eubacteria e Archaea. Valores de temperatura de até 98ºC indicaram o desenvolvimento de micro-organismos hiper-termófilos. A patente depositada apresentou um bioprocesso rápido e alternativo para a destinação final dos resíduos de poda de árvores produzindo um composto orgânico de alta qualidade, ambientalmente correto, economicamente rentável e socialmente responsável.

The world population growth and urbanization is the result of technological advancements associated with convenience and opportunity of employment and income in the capitals. One of the negative consequences linked to increased urban population is the large amount of waste generated daily. Among the large volume generators of environmental liabilities and decrease the lifespan of landfills is pruning the tree or "green waste", a common practice in large municipalities and companies in the electrical distribution. This type of waste is collected daily and sent to landfills with a purpose, the burning material. A simple and efficient recycling of organic waste is the composting, which can be produced in a traditional manner by means of piles of organic waste taking about 120 days to obtain the final compost or can be accelerated by the application of microorganisms specific to each type of waste to be worked taking between 05 and 20 days to complete the humification, the biotechnology composting. The final quality of the biotechnological organic compound produced in biotechnological pilot plant installed at the Universidade Estadual do Ceará (UECE) in the Campus Itaperi, Fortaleza/Ceará/Brazil, from waste tree pruning was compared with the parameters imposed by the Ministry of Agriculture (MAPA). The production process began with the receipt of the residue of tree pruning, which went through a screening and separation of viable and unviable branches to the production process. After adjusting the moisture content was made a mass balance of minerals with low levels. Then the agent was inoculated and the material was placed in the stalls maturation. The analyses results of the organic compound showed macronutrients and micronutrients considered satisfactory, being considered a high quality material for use in agriculture besides presenting percentage organic matter, C/N ratio and pH within the limits required by the legislation. Synthetic nitrogen applications have improved the quality of the compost produced increasing their levels of N (46.20%), P (72.41%), K (18.82%), decreasing the organic carbon (31,65%) and reducing iron levels in 27.60%. The micronutrients remained in appropriate levels. The results of PCR and correlations of the fixation and solubilization of macronutrients served to evaluate the microbial community in composting of tree pruning. The PCR was suitable for DNA amplification of microorganisms indicating the presence of Eubacteria and Archaea. Temperature up to 98°C indicated the growth of hyper-thermophile microorganisms. The patent developed through this work has presented a rapid alternative bioprocess for the disposal of waste from pruning tree resulting as a final product an organic compound made of high quality, environmentally friendly, economically profitable and socially responsible.