uso de residuos industriales para la formulacion de fertilizantes

7/21/2019 Uso de Residuos Industriales Para La Formulacion de Fertilizantes

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Uso de residuos

industriales

para la formulación

de fertilizantes



USO DE RESIDUOS INDUSTRIALES PARA LA FORMULACIÓN DE FERTILIZANTES

Liliana Acevedo, Carlos Peláez

Grupo Interdisciplinario de Estudios Moleculares (GIEM), Instituto de Química, Facultad de Cien-cias Exactas y Naturales, Universidad de Antioquia, Colombia* [email protected]



Uso de residuos industriales para la formulación de fertilizantes 3

1. INTRODUCCIÓN La Biosfera corresponde a la intersección superficial de litosfera,

hidrosfera y atmosfera. Su característica más importante correspondeal hecho de que en ella se gestó y hoy prospera la vida (Schlesinger,W.H., 2001). En términos termodinámicos, la Biosfera se considera ungran sistema cerrado y en consecuencia la energía fluye unidireccio-nalmente desde el Sol como fuente, y con el reciclaje de los bioele-

mentos como única alternativa para la producción de nueva biomasa.Derivado de lo anterior, la evolución biológica especializó funcional-mente a los biosistemas en tres grandes grupos: Productores, Con-sumidores y Descomponedores, donde cada biosistema u organismoocupa un lugar en el ciclo de la materia de tal forma que con ello segarantiza una recirculación material efectiva (Margalef R., 1986). Portal razón, los Productores transforman la energía lumínica en energíaquímica, los consumidores se comportan como intermediarios tanto

de materia como de energía y los descomponedores cierran el ciclo.Todo lo anterior tiene sentido en la condición natural de los ecosiste-mas, pero cuando el hombre del neolítico comienza el dominio sobrela naturaleza, y en esta lucha abandona la condición nómada paraconsolidar la vida sedentaria, en buena medida gracias a la invenciónde la agricultura, la humanidad cambio de manera definitiva su rela-ción con el entorno natural (Watson P., 2006). Un resumen de estoshechos se puede evidenciar en el siguiente gráfico donde se indica losflujos de materia y energía de los dos tipos de sistema.



4 Liliana Acevedo, Carlos Peláez

Figura 1. Comparación de flujos materiales y energéticos en un ecosistema natural y unagroecosistema

2. LA CRISIS DE LA AGRICULTURA EN PAÍSES DEL TERCER MUNDO

La Comisión del Medio Ambiente y Desarrollo de las naciones uni-das (UN, 2014) estima que en las últimas décadas, los países en víasde desarrollo han mostrado un tremendo incremento en el uso defertilizantes, y que ello explica, en gran parte, el también notable au-mento en su producción de alimentos. No obstante, cada vez el poderadquisitivo del agricultor es inferior pues los costos de producción seven incrementados en la medida que existe una dependencia de los

fertilizantes con los precios del petróleo; las grandes demandas dela India y China, cuyo consumo de materias primas, principalmentefósforo y potasio es alto, también contribuyen a que los mercadosnacionales se afecten por tratase de insumos fundamentalmente im-portados y por tanto de disponibilidad limitada en época de alta pro-




ducción de alimentos en Asia. De otro lado, en el mercado interno,el costo de los alimentos se conserva a bajos precios, lo cual origina

una disminución de la rentabilidad en la producción agrícola (FAO,2014). La crisis de la agricultura en los países en desarrollo en suma,responde a la escasez de nuevos productos en el mercado, con costosasequibles, que admitan buenas producciones con alta rentabilidad yademás contribuyan a preservar el recurso suelo.

El reto consiste en como aportar suficientes nutrientes para desa-rrollar las cosechas con menor cantidad de insumos dependientes delpetróleo, y que la producción sea competitiva con los rendimientos

actuales.El uso de los suelos en una actividad agropecuaria, exige un apor-

te constante de minerales para hacer crecer el cultivo (Taiz & Zeiger,2010). Como la producción agropecuaria es permanente, cada año sele extrae al suelo una gran cantidad de minerales nutrientes que nose reponen en la misma cantidad. Con las cosechas se retira biomasaen forma de producto para el consumidor y después de obtener lacosecha, quedan sobre el suelo los residuos que se descomponen y en

consecuencia se reduce el oxígeno, se acumulan toxinas causando lamuerte de los microorganismos endógenos alterando las condicioneshasta que se estabiliza y comienza el próximo ciclo productivo. Comola mayoría de los cultivos agrícolas emplean exclusivamente fertili-zantes de síntesis para reponer las necesidades de nutrientes que serequieren y su asimilación es en un porcentaje de lo agregado, se acu-mulan sales en el suelo que impactan en forma importante la vida delmismo. Cuando en un suelo se repiten constantemente las cosechas yno se repone la fracción orgánica, el sistema suelo pierde su fertilidady productividad. Con el escenario así señalado, se plantea que en elmediano y largo plazo (2050), los principales retos de la agriculturaestarán, en la capacidad de la oferta de alimentos para responder a unincremento de aproximadamente 70% en su demanda. El crecimien-




to poblacional y económico de los países en desarrollo se traduce enun incremento de aproximadamente 70% en la demanda de cultivos

destinados al consumo humano y animal. La posibilidad de respuestade la oferta de cultivos es limitada en América Latina, debido a que elincremento en los rendimientos agrícolas es decreciente, a que existepoca posibilidad de ampliar la tierra arable para la producción de ali-mentos y a que existe competencia creciente de la tierra agrícola poruso urbano e industrial. (Barsky, 2005)

La crisis de la agricultura, por lo tanto, requiere de la oferta de nue-vos productos, con costos asequibles para el agricultor, que admitan

buenas producciones con alta rentabilidad y además no deterioren elrecurso suelo.

3. FORMULACIÓN DE FERTILIZANTES

Durante siglos las culturas agrícolas lograron mantener la sosteni-bilidad de los agroecosistemas gracias a la reincorporación de mate-ria por aplicación de fertilizantes orgánicos, método que había sido

desarrollado alrededor del 10.000 AC tanto en Mesopotamia comoen la América precolombina por la implementación de programas defertilización a partir de estiércoles y residuos orgánicos (Simpson K.,1990). Unos cuantos milenios después, los romanos adicionan a losprogramas de fertilización el uso de Margas, yeso y calizas. En la edadmedia, se incorporan nuevas fuentes fertilizantes como hueso pulve-rizado y cenizas y en el siglo XVI Francis Bacon contribuye significa-tivamente en la técnica agrícola al desarrollar el primer diseño expe-

rimental que determina la eficacia de fertilizantes. En los siglos XVIIIy XIX Liebig y otros demuestran que los fertilizantes corresponden amoléculas simples y que su ausencia retrasa de manera significativa eldesarrollo delos cultivos, desarrollando lo que hoy se conoce como la“Ley del mínimo” (Solomon, E.; Berg, L. y Martin D, 2013).




Los fertilizantes modernos se caracterizan por ser hidrosolubles ysu era se inicia en 1835 con la introducción del superfosfato, que de

paso corresponde al primer fertilizante de síntesis. Los primeros pro-ductos de esta serie se denominan fertilizantes simples dado que soloconsideran el aporte de un nutriente. Posteriormente se desarrollanlos fertilizantes compuestos, que corresponden a sistemas que apor-tan más de un elemento nutricional (Simpson, Ken 1990). La primeramitad del siglo XX se caracterizó por el desarrollo de las formulacionescompuestas de fertilizantes, mientras que en la segunda mitad delsiglo la investigación se centró en incrementar la concentración de N,P y K en las formulaciones desarrolladas (FAO, 1984; WPHA, 2002).

En las últimas tres décadas los esfuerzos de investigación en eldesarrollo de fertilizantes se han centrado en la formulación de losfertilizantes de última generación. La base conceptual para formularfertilizantes de última generación se puede asociar a la siguiente pre-misa: En un fertilizante ideal se minimizan pérdidas y contaminacióny además se maximiza la disponibilidad de nutrientes. (Trenkel M.,1997)

Para cumplir con este tipo de preceptos y tal y como se planteóanteriormente, en las últimas décadas se han formulado diferentestipos de fertilizantes que pretenden cumplir con estos considerandosy a los que se les ha denominado genéricamente como fertilizantesmejorados (Henriquez, S. et al 2011). Los fertilizantes mejorados sonde dos tipos: 1) Fertilizantes de liberación controlada y, 2) Fertilizantesestabilizados. En la figura 2 se resume el concepto de fertilizantesde estos tipos y se da cuenta de las características generales de losmismos.




Figura 2. Los fertilizantes de última generación.

Conceptualmente, en el proceso de formulación industrial se pro-ducen transformaciones sobre un material al que se denomina ma-teria prima, hasta obtener un nuevo sistema denominado producto

formulado, que se emplea en un uso específico y al que se valorapor unas especificaciones preestablecidas (Aubry, J.M. y Schorsch, G.2004).

Para productos derivados de la transformación material, la formu-lación usualmente considera la interacción de dos tipos de elementos:Materia Activa y Auxiliares de formulación. La materia activa cumplela función principal mientras que los auxiliares de formulación actúanen hechos conexos tales como el facilitar la preparación del formula-

do, mejorar la disposición o prolongación de la vida media del produc-to (Aubry, J.M. y Schorsch, G. 2004).

En principio, una formulación está definida como una mejora dela materia prima y por tanto, implica un incremento importante en el




valor agregado del insumo. En una formulación debe ser apreciable elmejoramiento en el uso, la seguridad y la calidad del producto y todo

ello a un precio racional. En el proceso de formulación convergen co-nocimientos y operaciones que en la mayoría de los casos consideranel mezclado de ingredientes, en algunos casos no compatibles “perse”, para finalmente obtener un producto que cumple con las especi-ficaciones preestablecidas (Aubry, J.M. y Schorsch, G. 2004).

En términos generales, la producción y formulación han seguidoel mismo camino evolutivo de la ciencia: De lo simple a lo complejo.Para el caso de sistemas que involucran la cohesión como fenómeno

determinante, tal y como es el caso de los sistemas químicos, los mássimples se basan en fuerzas de cohesión más fuertes. Ejemplo de ellose tiene en la metalurgia que se basa en la fortaleza del enlace metáli-co. Posteriormente se desarrolló la Química Mineral que se base en losenlaces iónicos y covalentes. Posteriormente se consolida la QuímicaOrgánica que se basa en la estructura de enlaces covalentes entrecarbonos. La Química Macromolecular que está centrada en enlacescovalentes y débiles, corresponde a una de las últimas etapas del de-sarrollo científico tal y como es el caso de la Bioquímica y la Fisicoquí-mica que estudia los edificios polimoleculares. En estos últimos casosla interacción o cohesión está dada por los enlaces débiles tipo Vander Waals y puentes de hidrógeno (Aubry, J.M. y Schorsch, G. 2004).

En el caso concreto de las formulaciones mineral-orgánicas como fertilizantes las fuerzas de cohesión responsables de la arquitec-tura molecular corresponden a interacciones de intercambio catiónicoy puentes de hidrógeno y son precisamente estas interacciones, lasresponsables de explicar la bondad fertilizante de este tipo de formu-laciones, tal y como se presentará en el apartado sobre el mecanismomolecular de la acción fertilizante en este tipo de materiales.




3.1.1. Fertilizantes de liberación controlada.

Los fertilizantes de liberación controlada pueden ser formuladospor oclusión o por recubrimiento. En el primer caso, existen relacionesestructurales entre el agente dispersante y el fertilizante, mientras queen el segundo, el material fertilizante está en el centro y se encuentrarecubierto por un componente protector. En la figura 3 se presentanlos dos tipos de materiales que se obtienen en la liberación controlada(Trenkel, Martin E. 1997).

Figura 3. Tipos de materiales formulados en fertilizantes de liberación controlada.

3.1.1.1. Mecanismos Generales de Acción en losFertilizantes de Libración Controlada.

Este tipo de materiales se caracteriza por realizar una entrega pau-latina y moderada de los nutrientes en el ambiente de la rizosfera.Como se planteó corresponde a dos modelos de formulación: Recu-biertos y ocluidos, que se describen brevemente a continuación.

3.1.1.1.1. Sistemas recubiertos.

El recubrimiento corresponde a un material biodegradable que esatacado lentamente por las condiciones del suelo fertilizado. La ac-ción implica una reducción del tamaño del material protector y pos-teriormente se da la fracturación del mismo permitiendo la liberacióndel fertilizante. En la figura 4 se representa el proceso.




Figura 4. Modelo general de la acción en formulaciones recubiertas.

En consecuencia, la interacción molecular entre el aditivo (recu-brimiento) y el principio activo es mínima. En este caso, la liberación

controlada está causada por la disponibilidad paulatina del nutriente. 3.1.1.1.2. Sistemas ocluidos.

En este caso, el material de soporte y la materia activa (fertilizante)se mezclan de manera homogénea y en una determinada proporciónque en términos generales debe estar por debajo de la relación 1:1,que como se verá posteriormente implica obtener los rendimientosmás altos. En la figura siguiente se describe el hecho.

Figura 5. Modelo general para obtener los fertilizantes ocluidos.




3.1.1.2. Mecanismos Generales de Acción en losfertilizantes estabilizados.

Estos fertilizantes se basan en formulaciones que incluyen inhibi-dores enzimáticos que impiden la pérdida del nutriente por volatili-zación o lixiviación. El mecanismo parte del bloqueo de la actividadenzimática específica en la ruta del ciclo biogeoquímico del Nitrógeno(Schlesinger). La figura siguiente describe el proceso de dos posiblespuntos de inhibición enzimática donde la inhibición del paso de amo-nio a nitrito está mediado por moléculas como la DMPP (3-4 dimetil-pirazol fosfato)

Figura 6. Reacciones bloqueadas en las formulaciones de fertilizantes estabilizados

3.2 Las Mezclas Mineral-Orgánicas comofertilizantes de última generación.

Como se indicó en la introducción, la intervención humana en ge-neral y muy especialmente la realizada tras la segunda guerra mun-dial, viene alterando los ciclos naturales de la materia orgánica en losagroecosistemas, dado que las formulaciones empleadas en los mo-

delos actuales de fertilización no consideran el déficit de carbono de-bido a la exportación de materia en forma de cosecha (Odum, 1972).Por tanto, es necesario el reajuste de las tecnologías de fertilizaciónde tal manera que se retomen los flujos biogeoquímicos que permitannuevamente alcanzar la sostenibilidad de los agroecosistemas.




Conceptualmente, las mezclas mineral-orgánicas corresponden asistemas ocluidos donde el auxiliar de formulación o material de so-

porte corresponde a la materia orgánica estabilizada, mientras que lamateria activa está representada en el fertilizante.

3.2.1. Generalidades de la acción del fertilizante Organo-Mineral.

Si bien la fortaleza de las formulaciones órgano-minerales se basanen tres aspectos fundamentales de su acción dado que de manerasimultánea actúan como fertilizante, enmienda y bioinsumo, en el

presente caso solo se resaltará su poder como fertilizante.En 2001 Sikora y Szimid (Sikora, L.J. and R. A. Szimdt 2001) de-

muestran que en las formulaciones Organo-Minerales se presenta unefecto sinergístico de la interacción entre macronutrientes y materiaorgánica que se traduce en que los rendimientos de cultivos son ma-yores, tal y como se puede evidenciar en la figura 7.

Figura 7. Efecto sinergístico entre las fracciones orgánica e inorgánica en fertilizantes órgano-minerales




Al evaluar de manera detenida el gráfico, es posible deducir algu-nas premias, entre las que cabe mencionar:

• Para todas las concentraciones evaluadas se estableció que la mez-cla órgano-mineral presenta un porcentaje de captación de nitró-geno por parte de las plantas muy superior a lo que se observapara el caso de los fertilizantes de síntesis.

• Adicional a lo expresado en el punto anterior, se tiene que el com-portamiento de los dos tipos de fertilizaciones es contrario. Esto es:Mientras que para el caso del fertilizante orgáno-mineral a medidaque aumenta el porcentaje de participación de la fracción mineralen la mezcla, disminuye el porcentaje de captación de nitrógeno,para el fertilizante de síntesis el sentido es inverso y en consecuen-cia, a medida que incrementa la concentración de fertilizante desíntesis aumenta la captación de nitrógeno por parte de las plan-tas. Esto se evidencia por los tipos de pendientes que se obtienenpara los tipos de fertilizantes.

• El mayor rendimiento (mayor porcentaje de captación de nitróge-no) se obtuvo en la mezcla órgano-mineral de más baja partici-pación de la fracción mineral. Esto es: Mezcla 50:50 para la quese obtuvo una captación del 85%. Por su parte, el fertilizante desíntesis obtuvo como máximo porcentaje de captación el 70%.

• Para el caso del fertilizante de síntesis se observa un doble compor-tamiento: A bajas tasas de aplicación el porcentaje de captaciónde nutrientes es menor, mientras que a tasas altas de aplicación semaximiza el porcentaje de captación, tal y como se puede deducir

del cambio de pendiente para el caso del fertilizante de síntesis.




3.2.2. Mecanismo Molecular en la actividad fertilizantede mezclas Organo-Minerales.

Con base en estas y otras evidencias experimentales, en los últimosaños se han diseñado fertilizantes órgano-minerales que pueden seruna alternativa viable para la sostenibilidad de los agroecosistemas(Sikora, L.J. and R. A. Szimdt 2001; Haug, R.T. 1993). Conceptual-mente, una mezcla Organo-Mineral actúa en el agroecosistema me-diante una triple acción: Fertilizante, enmienda y bioinsumo. Con elprimero se le suministran nutrientes a la planta, con el segundo semodifican características del suelo y con el tercero mejoran las pobla-

ciones microbianas de la rizosfera (Arroyave, C. y Peláez, C. 2008). Lafracción orgánica de la formulación corresponde a un material estabi-lizado mediante biooxidaciones, tal y como se presenta en el modeloestructural de una partícula de materia orgánica estabilizada. (Arroya-ve, C. y Peláez, C., 2008)

Figura 8. Modelo general de una partícula orgánica estabilizada mediante procesosbioxidativos




Al centrar la atención sobre la fracción químicamente activa de lapartícula, se tiene que los centros reactivos poseen cargas negativas

que reaccionan con los cationes fertilizantes, mientras para el caso delos aniones se ha reportado la formación de una bicapa a partir delos cationes intercambiables. En la siguiente figura se presentan lasfracciones activas presentes en una partícula orgánica estabilizada.

Figura 9. Porción reactiva de una partícula orgánica estabilizada

El modelo general de interacción se presenta en la figura siguiente:

Figura 10. Mecanismo general de la acción fertilizante en la rizosfera




Al considerar de manera integral los conceptos de formulación ysostenibilidad de los agroecosistemas, se puede considerar para la dis-

cusión los conceptos de eficacia y eficiencia. En este sentido, se puedeplantear que tanto las formulaciones de síntesis como las mezclasórgano-minerales son eficaces fertilizantes. Sin embargo, a raíz deuna combinación de hechos tales como: Alta solubilidad en agua deaniones y cationes fertilizantes, la posibilidad de pérdidas por lixivia-ción es significativamente importante si en la columna de suelo no secuenta con obstáculos que incrementen el tiempo de residencia de losfertilizantes en la rizosfera.

4. CONCLUSIÓN

La formulación de mezclas órgano-minerales como fertilizantes deúltima generación, termina siendo la consecuencia en la profundiza-ción del entendimiento de las interacciones intra e intermolecularesque se presentan entre las fracciones mineral y orgánica de los sustra-tos formulados y la consecuencia de ello en la eficacia y la eficiencia

del sistema fertilizante.Con el empleo de mezclas órgano-minerales en los programas de

fertilización, se optimiza el concepto de sostenibilidad de los agro-ecosistemas dado que con ello se compensa el deterioro del suelotropical, donde la fracción orgánica actúa como soporte y reguladorde agua, nutrientes y morfología del suelo. Por su parte, la fracciónmineral provee mayoritariamente los nutrientes necesarios para el de-sarrollo de las plantas.

En función de las discusiones planteadas a partir de los modelosestructurales y de las implicaciones de los mismos en la respuesta desu uso en un suelo agrícola se tiene que las formulaciones órgano-mi-nerales ocluidas representan sistemas fertilizantes que actúan de tresformas al ser aplicados al suelo:




1) Actúan como fertilizantes al suministrar al cultivo los nutrientesrequeridos para el desarrollo de las plantas.

2) Actúan como enmiendas al corregir características físicas y/o quí-micas en un suelo deteriorado

3) Actúan como bioinsumos al incorporar biomasa microbiana al sis-tema suelo.

REFERENCIAS

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USO DE RESÍDUOS DA AGROPECUÁRIA E DA AGROINDÚSTRIA NA AGRICULTURA

Wanderley José de Melo1, Gabriel Maurício Peruca de Melo2,Jacqueline Nayara Ferraça Leite3

Departamento de Tecnologia de Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias da UniversidadeEstadual Paulista (UNESP) em Jaboticabal, SP2 Universidade Camilo Castelo Branco (UNICASTELO) em Descalvado, SP.3 Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias da Universidade Estadual Paulista em Jaboticabal, SP.



Uso de resíduos da agropecuária e da agroindústria na agricultura 23

1. INTRODUÇÃO

Cada vez que um novo indivíduo chega ao Planeta, juntamentecom a felicidade da família que o recebe, associa-se a preocupaçãoem fornecer ao mesmo qualidade de vida, que significa alimentos,bens de consumo, um ambiente favorável ao seu desenvolvimento.E tudo isso resulta, de uma forma ou de outra, na produção de resí-duos, e uma disposição ambiental e socialmente correta é o desafio

que se enfrenta a cada, quando um novo tipo de resíduo é geradoou quando ainda não se sabe que destino a dar para resíduos jáexistentes.

As atividades de produção e processamento de produtos agrope-cuários têm gerado sérios problemas de poluição do solo e de águas

(superficiais e subterrâneas) devido aos resíduos. Em decorrência dis-so, a busca de sistemas sustentáveis e produtivos, através do manejoadequado dos recursos disponíveis, tem sido o objetivo de vários paí-

ses desde a década de 1960.Os resíduos agrícolas e da agroindústria apresentam, geralmente,

alta concentração de material orgânico, de tal forma seu lançamentonum corpo hídrico proporciona grande decréscimo na concentraçãode oxigênio dissolvido, podendo, com isso, provocar a morte de peixese outros animais aquáticos por asfixia e desencadear o processo deeutrofização (Matos, 2005).

Entre as propostas estudadas para melhor manejo dos resíduosestá seu uso em solo agrícola. Essa alternativa já é usada em muitospaíses, sendo mundialmente difundida como potencial condicionantedo solo. No Brasil, um exemplo clássico do uso de resíduo da agroin-dústria no campo é o dos gerados pela indústria de açúcar e álcool,



24 Wanderley José de Melo, Gabriel Maurício Peruca de Melo, Jacqueline Nayara Ferraça Leite

como a torta de filtro, fuligem e vinhaça, que são reciclados nas áreasda própria usina (Tedesco et al., 2008).

A principal vantagem do uso de resíduos agrícolas e agroindustriaisna agricultura, está nos elevados teores de compostos orgânicos e denutrientes das plantas neles contidos, que poderão manter ou mesmoelevar o teor de matéria orgânica do solo, (MOS) aumentando, conse-quentemente, a capacidade de troca de cátions (CTC), neutralizandoa acidez do solo (Abreu Junior et al., 2005), melhorando os atributosfísicos e biológicos. Aumentar os teores de nutrientes no solo e mel-horar seus atributos físicos e biológicos pode resultar em aumento na

a produtividade e na qualidade dos produtos agrícolas, além de podercausar redução nos custos de produção.

Entretanto, não se pode esquecer que, geralmente, os nutrientespresentes nos resíduos poderão estar em proporções desbalanceadaspara nutrição vegetal, ou ainda que pode não se conhecer a eficiênciadesse resíduo no fornecimento de nutrientes para as plantas (Pires &Mattiazzo, 2008). Ademais, ainda podem representar potencial po-luidor ou contaminante, pela presença de elementos-traço potencial-mente tóxicos e de organismos patogênicos, de modo que a aplicaçãono solo poderá ser uma via de introdução elementos inorgânicos tó-xicos ou patógenos na cadeia alimentar (Abreu Junior et al., 2005).

De modo a minimizar os riscos do uso de resíduos agrícolas eagroindustriais na agricultura, o Ministério da Agricultura Pecuária eAbastecimento da Brasil (MAPA) estabelece normas, regulamentan-do essa atividade. O Decreto 4954, publicado em 14/01/2004, que

regulamenta a lei 6894 de 16/12/1980, dispõe sobre a inspeção efiscalização da produção e comércio de fertilizantes, corretivos e ino-culantes (Louro, 2002). Para se adicionar um resíduo ao solo agrícola,este deve ser registrado ou seu uso deve ser autorizado pelo MAPA.Para tal, uma série de atributos de qualidade do resíduo, relativos à




presença de contaminantes e à garantia de benefícios agronômicosdevem ser respeitados.

Portanto, para um uso o mais seguro possível de um resíduo agrí-cola ou agroindustrial na agricultura é necessário conhecer sua com-posição química e biológica, assim com seus efeitos quando aplicadono solo em uma determinada dose e para uma determinada cultura.

2. ATRIBUTOS DE QUALIDADE DO SOLO

2.1. Atributos físicosPara um solo ser produzido ele deve apresentar qualidades intrín-

secas e estar localizado em região que apresente boas condições declima, principalmente em se tratando de cultivo não irrigado.

Entre as qualidades intrínsecas encontram-se propriedades físicas,químicas e biológicas, que garantam fornecimento de água e nutrien-tes para as plantas, além de condições para bom desenvolvi mento do

sistemas radicular.Atributos físicos que influem na qualidade do solo (QS) e são afe-

tados pela MOS incluem textura, estrutura, densidade, resistência àpenetração, porosidade, permeabilidade, capacidade de retenção deágua, condutividade hidráulica, estabilidade de agregados.

As propriedades físicas atuam direta e indiretamente na QS. Deforma direta, modulam a movimentação da água no perfil do solo efornecem condições para o desenvolvimento do sistema radicular das

plantas. De forma indireta, afetam processos químicos e biológicosque definem o nível de fertilidade do solo e impactos ambientais sofri-dos. O potencial de oxirredução, afetado pela textura e estrutura, re-flete condições de aerobiose ou anaerobiose, interferindo na disponi-bilidade de nutrientes para as plantas. Em condições de anaerobiose,




o Fe2+ é forma disponível do elemento para as plantas, enquanto emcondições aeróbias, o metal é oxidado a Fe3+, que não é passível de

absorção pela plantas. Em meio aeróbio, os micro-organismos oxidamo N-amoniacal a N-nitrato, forma facilmente lixiviada com potencialpara contaminação de águas subterrâneas. Em condições anaeróbias,micro-organismos reduzem o N-nitrato a N-N

2O, forma gasosa que

atua no efeito estufa.

Há um grupo de propriedades do solo que se relaciona com a tex-tura e a estrutura: compactação, densidade, porosidade, condutivida-de hidráulica, capacidade de retenção de água (CRA), permeabilidade.

A textura diz respeito ao tamanho das partículas do solo, enquan-to a estrutura diz respeito ao modelo como as partículas estão or-ganizadas. Um solo argiloso e pouco estruturado causa dificuldadepara penetração da água no perfil, dificultando o desenvolvimentodas raízes. É uma das propriedades mais estáveis, sendo modificadalevemente pelo cultivo e outras práticas que ocasionam a mistura dediferentes camadas do solo (Arshad et al. 1996).

Solos que apresentam boa estruturação favorecem o contato coma semente, dando condições ideais para a germinação e o desenvolvi-mento mais uniforme do sistema radicular.

A compactação consiste no adensamento do solo, com diminuiçãodo volume de poros e o respectivo aumento da densidade. É causa-da por pressões aplicadas na superfície do solo ou mesmo em pro-fundidade, como a movimentação de tratores e outros implementosagrícolas e a aração. A compactação destroi a estrutura, com reflexos

negativos nos atributos do solo que dela dependem. O solo compac-tado dificulta a penetração da água, favorecendo a erosão. Dificultao estabelecimento do sistema radicular, provocando maior consumode energia para seu desenvolvimento, e até mesmo a morte da plan-ta pela falta de oxigênio, de água e de nutrientes. O nível de com-




pactação do solo pode ser estimado através da resistência do solo àpenetração por meio de equipamentos denominados penetrômetros.

A densidade do solo, ou seja, a massa por unidade de volume, de-pende do tipo das partículas que o constituem e de como elas estãoagregadas, ou seja, da estrutura. Solos compactados são mais densos.

A porosidade do solo, ou seja, seus espaços vazios, é o componenteque pode ser ocupado pelo ar ou pela água. O conhecimento dadistribuição do volume dos poros é mais importante do que conhecera porosidade total. Uma porosidade ideal, com ampla variação dediâmetros, é fator-chave na fertilidade do solo, pois influi nas relaçõesentre drenagem, teor de água disponível, absorção de nutrientes, pe-netração de raízes, aeração e temperatura (Rezende, 1997). Entre osfatores que causam a diminuição da porcentagem de macroporos es-tão pressão de máquinas agrícolas, compressão do ar dos microporosdurante o re-umedecimento do solo, força cinética da gota da chuva,aração profunda, baixo conteúdo de MOS e nutrientes. A aração pro-funda provoca o chamado pé-de-arado, que é a formação de umacamada de compactação em profundidade (Figura 1).

A condutividade hidráulica é a propriedade que descreve a mobili-dade da água no perfil do solo e depende da geometria dos poros edas propriedades do fluido, sua viscosidade e densidade.

A capacidade de retenção de água depende do número e tamanhodos poros, os quais são influenciados pela textura, estrutura, teor deMOS e composição mineralógica. A água disponível para as plantasdepende da força com que é atraída pela matriz do solo.




Figura1. Formação do pé-de-arado. Foto: Ubajara Cesare Mozart Proença.

2.2. Atributos de fertilidade do solo

A fertilidade de um solo tem sido avaliada pelo pH, MO, P, K, Ca,Mg e H+Al determinados no extrato obtido por um determinado ex-

trator. Como atributos calculados são usados a saturação por bases(V%), a saturação em Al, a soma de bases (SB) e a capacidade detroca catiônica (CTC).

O pH é um importante fator na produção agrícola, influindo nadisponibilidade de nutrientes e afetando a atividade dos micro-orga-nismos do solo. Em meio ácido, os micronutrientes, com exceção domolibdênio, encontram-se em forma solúvel, e os fungos são favore-cidos neste pH.

A MOS refere-se a todo material de natureza orgânica, cuja origemnão pode mais ser identificada, incluindo as frações leves, a biomassamicrobiana, substâncias orgânicas solúveis em água e a matéria or-gânica estabilizada, comumente denominada de substâncias húmicas(Stevenson, 1998).




Segundo Reichert et al. (2003) é um dos melhores indicadores deQS, pois se relaciona com inúmeras propriedades físicas, químicas e

biológicas.O conteúdo de MOS é afetado pelo sistema de manejo, pelas ca-

racterísticas da comunidade microbiana e pelo ambiente onde o pro-cesso ocorre (Stevenson, 1998).

Em solos de regiões tropicais e subtropicais, os minerais que cons-tituíam a rocha de origem foram fortemente intemperizados, compredominância de minerais de grade 1:1, como a caulinita e a gipsita,a MOS desempenha papel de fundamental importância na fertilidadedo solo, aumentando a capacidade de troca de cátions e o forneci-mento de nutrientes para as plantas através do processo de minera-lização, em que formas orgânicas, não absorvidas pelas plantas, sãotransformadas em formas minerais, como amônio, nitrato, fosfato,sulfato, prontamente absorvíveis. A MOS atua também na estrutu-ração do solo, melhorando suas propriedades físicas.

Os atributos de fertilidade do solo variam de forma gradual com otempo e as condições de uso e manejo do solo, sendo necessário, emcondições normais, tempo razoável para identificar perda ou ganhode qualidade. Esta variação lenta é agravada pelos limites ainda gran-des para que um determinado atributo mude de classe.

2.3. Elementos-traço e substâncias tóxicas

A busca pelo aumento na produtividade exige o controle de pragase doenças, assim como a correção da acidez do solo e das deficiências

em nutrientes.Os insumos agrícolas podem levar na sua constituição elemen-

tos-traço e outros componentes potencialmente tóxicos aos organis-mos do solo, causando diminuição em sua atividade. Também podemser tóxicos às plantas, diminuído seu potencial produtivo.




A necessidade de disposição de dos resíduos gerados pela ativi-dade humana levam à aplicação de resíduos, como o lixo urbano e

o lodo de esgoto, em áreas agrícolas. Estes resíduos também podemconter na sua composição elementos-traço e outros componentes tó-xicos como Aldrin, Clordane, Dieldrin, Endrin, Heptaclor, Heptaclorben-zeno, Mirex, Toxafeno, Bifenilas Poliacrlradas - PCBs, DDT, BHC, Hexa-clorobenzeno, Dioxinas.

A contaminação do solo com elementos-traço e outras substânciastóxicas constitui mecanismo de diminuição de sua qualidade.

2.4. Atributos biológicos da qualidade do soloAtributos biológicos como biomassa microbiana (BMS), atividade

de desidrogenases, respiração basal e quociente metabólico são atri-butos importantes na avaliação da QS.

A BMS é o componente vivo da MOS. Sua determinação forneceinformações de mudanças nas propriedades do solo causadas pelomanejo inadequado do solo. Também serve para avaliar o efeito deprogramas de recuperação dos solos degradados.

É um atributo que depende de outras propriedades do solo comopH, teor e qualidade da MOS, nível de fertilidade, textura, estrutu-ra, porosidade, compactação, teor de umidade, temperatura, dentreoutros.

A adição ao solo de resíduos ricos em C fornece energia para ocrescimento e multiplicação dos micro-organismos do solo, o que re-sulta em aumento na BMS, desde que não haja deficiência de outros

nutrientes e que o resíduo não apresente na sua composição compo-nentes tóxicos,. É importante salientar que algumas das metodologiasusadas para avaliar a BMS incluem organismos vivos e mortos, de talmodo que elas não servem como indicativo de atividade biológica.




Um atributo que reflete a atividade biológica do solo é a respiraçãobasal (RBS), ou seja, a produção de CO

2 por unidade de massa de solo

e de tempo pelos micro-organismos do solo em condições aeróbias.A RBS precisa ser interpretada com cuidado. Um aumento pode ser

consequência do aumento da BMS por condições favoráveis ao des-envolvimento microbiano, mas também pode ser aumento no meta-bolismo microbiano como resultado de um estresse negativo. Para seconcluir se um aumento na RBS é ou não um efeito benéfico, usa-seo quociente metabólico (qCO

2), que vem a ser o quociente entre a

RBS e a BMS. O aumento no qCO2 é sinal de estresse negativo, ou

seja, está havendo aumento na respiração por unidade de biomassamicrobiana. A BMS está aumentando seu metabolismo para superarfatores antagônicos.

A mesma intepretação deve ser feita para atividade de desidro-genases, enzimas que catalisam reações de oxidação dos substratosorgânicos adicionados ao solo.

2.4. Atributos bioquímicos de qualidade do solo

Em condições normais, as reações no interior da célula ocorramem velocidade compatível com as exigências momentâneas do indi-víduo. Para tal, as reações que que participam d as diferentes viasmetabólicas são moduladas por enzimas, que aceleram ou retardam avelocidade das reações, de modo a atender às necessidades do orga-nismo. São aas enzimas biônticas ou endo-enzimas, por estarem nointerior das células.

Após a morte da célula ocorre a lise da membrana celular, e as en-do-enzimas são liberadas para o ambiente do solo, podendo mantersua atividade ao serem complexadas por coloides orgânicos e inorgâ-nicos, que as protegem por algum tempo da ação de proteases. Essasenzimas recebem a denominação de abiônticas.




Para a utilização de substratos de elevado peso molecular, comoamido e proteínas, os micro-organismos produzem enzimas que fi-

cam ligadas externamente à parede celular ou são excretadas parao ambiente, as quais recebem o nome de exo-enzimas. Algumas en-zimas, como a arilsulfatase, são encontradas tanto no interior comono exterior da célula, enquanto as fosfatases ácida e alcalina encon-tram-se apenas no exterior da célula.

Melo et al. (1998) observaram que a atividade da urease se mante-ve em amostras de Latossolo armazenadas em temperatura ambientepor mais de um ano, mas também já se observou atividade de urease

em amostras de solo armazenadas por 80 anos. Desta forma, ao seavaliar a atividade de uma enzima no solo, não se sabe o momentoem que a mesma foi sintetizada. Contudo, são atributos que sofremvariação rápida em função do tipo de uso e manejo do solo, funcio-nando como bons indicadores de QS.

3. RESÍDUOS AGRÍCOLAS

De acordo com Resíduos no Brasil (2009), os resíduos rurais in-cluem todos os tipos de resíduos gerados pelas atividades produtivasnas zonas rurais, quais sejam os resíduos agrícolas, florestais e pe-cuários. No caso da pecuária, os resíduos são constituídos por es-tercos e outros produtos resultantes da atividade biológica do gadobovino, suíno, caprino e outros, São principalmente os estercos, ricosem material orgânico e nitrogênio.

Os resíduos agrícolas podem ser colocados em duas categorias: osque podem permanecem no solo após a colheita e os que são remo-vidos com as colheitas e geram resíduos durante o beneficiamento(Figura 2).




Figura 2. Tipos de resíduos agrícolas e sua destinação.

A maioria das culturas deixam resíduos da colheita do solo, osquais, mantidos na superfície do solo, funcionam como coberturamorta, trazendo todos os beneficie que este tipo de manejo traz para

o solo. A produção de palhada é muito importante no sistema demanejo chamado plantio direto na palha. Em alguns casos, os resí-duos que ficam no campo após a colheita são removidos para a pro-dução de feno ou silagem. Neste caso, usados na alimentação animal,geram novos resíduos, denominados genericamente de estercos. Nocaso da cultura da cana-de-açúcar, para facilitar a colheita manual, éfeita a queima do canavial, restando pouco resíduo na superfície dosolo Figura 3.




Figura 3. Queima da cana-de-açúcar para colheita manual e resíduos deixados no solo.

Algumas culturas levam para o parque de beneficiamento partedos resíduos, como acontece com arroz, amendoim. Os resíduos pro-

duzidos, de modo geral, possuem elevada relação C/N, de modo quesua aplicação direta no solo deve ser feita com cuidado, de modo quea elevação de temperatura durante o processo de decomposição doresíduo e o uso do N do solo pelos biodecompositores não venham amatar a semente ou a plântula.

Uma boa opção para o aproveitamento de resíduos agrícolas comelevada relação C/N é a compostagem, inclusive com outros resíduos,como o lodo de esgoto, o que contribui pata a eliminação de organis-

mos patogênicos como ovos de helmintos, Salmonella, dentre outros.Valim (1997) preparou compostos por compostagem sob aeração

forçada positiva com lodo de esgoto ou esterco de galinha com resí-duos agrícolas (capim Meloso, capim Napier verde e seco e palha decafé´) e comparou o conteúdo em macro e micronutrientes com umadubo orgânico recomendado por Kiehl (1985) para uso na agricultu-ra (Figura 4). Ao se considerar os macronutrientes, a exceção do Mg,todos os compostos testados apresentaram boa qualidade em relação

ao adubo orgânico considerado como padrão. No caso dos micronu-trientes, todos os compostos apresentaram baixos teores de Mn, sen-do que, no caso do Fe, o composto de esterco de galinha apresentouconcentraçãoi bem mais baixa que o padrão, porém este elementonão é limitante em solos tropicais, que são ricos no elemento.




Figura 4. Macro e micronutrientes em composto com resíduos agrícolas;Leira 1= 50 kg lodo esgoto/m3 resíduo vegetal. Leira 2= 50 kg esterco galinha/ m3 resíduo

vegetal. Leira 3= 50 kg de lodo de esgoto higienizado com cal/ m3 resíduo vegetal. Leira 4-adubo orgânico recomendado. por Kiehl (1985). Fonte: adaptado de Valim, 1997.

4. RESÍDUOS DA AGROINDÚSTRIA

A industrialização dos produtos gerados na atividade agropecuáriagera uma gama de resíduos, cuja disposição adequada ainda é objeto

de estudo em alguns casos.4.1. Indústria sucro-alcooleira

Atualmente, o Brasil é o maior produtor mundial de cana-de-açú-car e sua área de plantio continua em expansão, com área cultivadade 8.527,8 mil hectares no ano agrícola 2012/13 e previsão de 596,63milhões de toneladas de cana moída (CONAB, 2012). Deste total, cer-ca de 50,42% serão destinados à produção de açúcar, o que corre-

sponde a 300,82 milhões de toneladas, e o restante será destinado àprodução de 23,49 bilhões de litros de etanol.

O Estado de São Paulo é o maior produtor com 51,82% (4.419,46mil hectares), seguido por Minas Gerais, 8,46% (721,86 mil hect-ares); Goiás, 8,69% (741,38 mil hectares); Paraná, 7,13% (608,38




mil hectares); Mato Grosso do Sul, 6,50% (554,29 mil hectares); Ala-goas, 5,26% (448,86 mil hectares) e Pernambuco, 3,63% (309,74

mil hectares). Nos demais estados produtores, as áreas são menores,abaixo de 3%.

Devido a sua alta produção, a indústria sucroalcooleira é re-sponsável, também, por gerar um volume significativo de resíduos, asaber, terra, bagaço, fuligem, cinzas, torta de filtro e vinhaça. Dentreesses resíduos, aqueles usados na agricultura, de maior relevância,são a vinhaça e a torta de filtro.

4.1.1. Vinhaça

A vinhaça é o efluente resultante da destilação do mosto fermen-tado (caldo de cana, melaço ou xarope diluído), sendo gerada na pro-porção de 10 a 18 litros por litro de álcool produzido (Junqueira et al,2009). O processamento de 1000 toneladas de cana-de-açúcar, nasusinas de produção de álcool, rende em torno de 910 m3 de vinhaça .Em usinas açucareiras com destilaria, esse rendimento está entre 150e 300 m3 (Matos, 2005). Sendo assim, ao considerar a estimativa deprodução para safra brasileira de 2012/13 (CONAB, 2012), calcula-seque a geração de vinhaça será de aproximadamente 305 a 423 bil-hões de litros para este período.

Esse resíduo possui elevados teores de DBO (demanda bioquímicade oxigênio) e de DQO (demanda química de oxigênio), baixo valorde pH e alta concentração de potássio, o que o caracteriza comopotencial poluidor, visto que, com a elevada DBO, pode contaminaro lençol freático e causar problemas de eutrofização em águas su-

perficiais (Tedesco et al., 2008). Além disso, a alta concentração depotássio pode salinizar o solo. Na Tabela 1 estão apresentadas as car-acterísticas químicas, físicas e bioquímicas da vinhaça.

Até os anos 60, a vinhaça era lançada diretamente nos mananciais,causando grandes desastres ecológicos.




A preocupação com o impacto da vinhaça no ambiente deu ori-gem ao Decreto Lei nº 303, de 28 de fevereiro de 1967, que proibiudefinitivamente a disposição do resíduo nos rios, lagos e cursos deágua. Com essa proibição, a vinhaça passou a ser disposta em áreasde sacrifício (regiões muito próximas às usinas, que recebiam anoapós ano a deposição do resíduo). Essas áreas, pela salinidade queadquiriam, ficavam inutilizáveis pela agricultura (APTA, 2007).

Pela sua composição química, a vinhaça também tem grande po-tencial fertilizante e condicionante do solo devido à concentração dematéria orgânica, sendo classificada como fonte de matéria orgânicalíquida (Tedesco et. al., 2008). Além disso, seu alto teor de potássio e de-

mais nutrientes também a habilitam para ser utilizada na fertirrigação dalavoura de cana, substituindo parte da adubação química (Neto, 2010).

Tabela 1 - Características físicas, químicas e bioquímicas de vinhaçasprocedentes de mostos de melaço, caldo de cana e misto.

AtributoFonte de Vinhaça

Melaço Caldo Misto

pH 4,2 - 5,0 3,7- 4,6 4,4 - 4,6

Temperatura (ºC) 80 – 100 80 – 100 80 - 100

DBO (mg L-1O2) 25.000 6.000 – 16.500 19.800

DQO (mg L-1O2) 65.000 16.000 – 33.000 45.000

Sólidos totais (mg L-1) 81.500 23.700 52.700

Sólidos voláteis (mg L-1) 60.000 20.000 40.000

Sólidos fixos (mg L-1) 21.500 3.700 12.700

Nitrogênio (mg L-1 N) 450 – 1.610 150 - 700 480 – 710

Fósforo (mg L-1 P2O

5) 100 - 290 10 - 210 9 - 200

Potássio (mg L-1 K2O) 3.740 – 7.380 1.200 – 2.100 3.340 – 4.600

Cálcio (mg L-1 CaO) 450 – 5.180 130 – 1.540 1.330 – 4.570

Magnésio (mg L-1 MgO) 420 – 1.520 200 - 490 580 – 700Sulfato (mg L-1 SO

4) 6.400 600 - 760 3.700 – 3.730

Carbono (mg L-1 C) 11.200 – 22.900 5.700 – 13.400 8.700 – 12.100

Relação C/N 16 – 16,3 19,7 – 21,1 16,4

Matéria Orgânica (mg L-1) 63.400 19.500 3.800

Substâncias redutoras (mg L-1) 9.500 7.900 8.300

Fonte: Centurion et. al., s.d. citado por Tedesco et al.(2008) DBO=demanda bioquímica deoxigênio. DQO= demanda química de oxigênio.




Os primeiros estudos sobre a aplicação da vinhaça no solo foramrealizados na década de 50 na Escola Superior de Agricultura “Luiz de

Queiroz” da Universidade de São Paulo, localizada em Piracicaba, SP.Nas décadas de 70 e 80 foram desenvolvidos muitos trabalhos de

pesquisa, com o objetivo de avaliar a utilização agronômica da vin-haça, principalmente como fonte de potássio (Berton et. al., 1983) e oefeito sobre as propriedades químicas (Amaral Sobrinho et. al., 1983;Palma et. al. 1988) e biológicas (Neves et. al. 1983) no solo.

Oliveira et al. (2009) verificaram, aplicando diferentes doses de vin-haça provenientes de alambique, com e sem complementação de ni-trogênio, que a aplicação de 150 m3 ha-1 de vinhaça complementadacom 60 kg ha-1 de N proporcionou maior rendimento de colmo (95,08Mg ha-1) que tratamentos sem aplicação de vinhaça (67,10 Mg ha-1).

A associação de vinhaça com lodo de esgoto como fontes de K eN, respectivamente, foram eficientes na produtividade e na qualidadeindustrial de cana-soca de 3º e 4º cortes (Camilotti et al., 2006).

A aplicação da vinhaça tem causado melhorias nas características

físicas, químicas e biológicas do solo, como aumento do pH, da ca-pacidade de troca catiônica (CTC), da retenção de água, do desen-volvimento da microbiota do solo, além da diminuição da lixiviaçãode cátions (Lyra et al., 2003). Ainda, segundo os autores, o solo atuacomo um filtro na remoção da DBO e da DQO presentes na vinhaça,funcionando como um sistema de tratamento de alta eficiência.

Os indícios de contaminação de águas subterrâneas (Ludovice,1997) deixou claro a necessidade de regulamentação na aplicação

da vinhaça no solo, de tal modo que a CETESB (Companhia de Tec-nologia de Saneamento Ambiental), órgão ambiental do Estado deSão Paulo, definiu, em 1986, alguns critérios relacionados ao uso davinhaça, dentre os quais o limite de aplicação deste resíduo no solo(400 Kg de K

2O ha-1ano-1). Entretanto, tais critérios não consideravam




aspectos intrínsecos do local como a formação geológica, a pedologiae a hidrogeologia (Santos, 2000).

Em 2005, foi publicada a Norma Técnica, que alterou e acres-centou novos aspectos nas legislações anteriores, a Norma TécnicaP 4.231-Vinhaça-Critérios e Procedimentos para Aplicação no SoloAgrícola (CETESB, 2005). Essa norma define a necessidade de organi-zar o armazenamento, o transporte e a aplicação no solo da vinhaçagerada no processamento da cana-de-açúcar no estado. O objetivodas diretrizes criadas é regulamentar a aplicação do resíduo em solosagrícolas para evitar a ocorrência de poluição (CETESB, 2005).

Uma das maiores inovações advindas com a Norma Técnica P4.231 trata-se do uso da equação para calcular a dose da vinhaça aser aplicada no solo

CTC = capacidade de troca catiônica, expressa em cmolc /dm3 a

pH 7,0. ks = concentração de potássio no solo expressa em cmolc dm-3,

na profundidade 0,80 metros.

3744 = constante para transformar cmolc dm-3 ou meq 100 cm-3 para kg de potássio em um volume de um hectare e 0,80 metrosde profundidade.

185 = kg de K2O extraído pela cultura de cana-de-açúcar por ha,

por corte. kvi = concentração de potássio na vinhaça, expressa em kg de

K2O m-3




Mais recentemente, como instrumento para gestão de solos, oConselho Nacional de Meio Ambiente publicou a Resolução n° 420

(CONAMA, 2009, que estabelece critérios orientadores para qualida-de de solos.

4.1.2. Torta de Filtro

A torta de filtro é resultante do processo do filtragem a vácuo oudo filtro prensa do lodo recebido do decantador de caldo. Antiga-mente, era um resíduo gerado apenas na produção do açúcar, mas,atualmente, as novas unidades alcooleiras introduziram o filtro rotati-vo e, assim, também obtêm torta de filtro.

A quantidade gerada deste resíduo é, em média, 40 kg t-1 de cana(Hojo et. al., 2012). Sendo assim, ao considerar a estimativa de pro-dução para safra brasileira de 2012/2013 (CONAB, 2012), a geraçãode torta de filtro será de aproximadamente 24 milhões de toneladaspara essa safra.

Atualmente, este resíduo é largamente utilizado por unidadesprodutoras para ser aplicada nos canaviais por ocasião do plantio ou

na soqueira com o objetivo de melhorar as condições de desenvolvi-mento da cultura. É constituída por cerca de 1,2 a 1,8% de fósforo eaproximadamente 70% de umidade, que é importante para garantira brotação da cana em plantios feitos em épocas de inverno nas Re-giões Sul e Sudeste. A torta também apresenta alto teor de cálcio econsideráveis quantidades de micronutrientes. Cerca de 50% do fós-foro deste resíduo pode ser considerado prontamente disponível e osdemais 50% serão mineralizados lentamente (Vitti, 2006). De acordo

com Oliveira et. al., (2007), a torta de filtro apresenta teores médiosde Ca e P, respectivamente, entre 15 a 36 Kg e 5 a 10 Kg por toneladade matéria seca, de modo que, dependendo do solo e da quantidadeaplicada de torta de filtro, é possível dispensar a adubação fosfatadapor ocasião do plantio.




A Tabela 2 apresenta a composição de torta de filtro

Tabela 2. Composição química de 100 gramas de torta de filtro.

Elemento Quantidade

Carbono 8,04 g

Nitrogênio 0,28 g

Fósforo Orgânico 0,53 mg

Fósforo Inorgânico 1,18 mg

Fósforo Total 1,70 mg

Potássio 56,54 mgMagnésio 76,9 mg

Matéria Orgânica 16,90 g

Água livre 77,77 g

Boro 0,3 mg

Cobre 1,1 – 1,5 mg

Manganês 13,8 – 19,6 mg

Zinco 2,0 – 3,3 mgCobalto 0,030 mg

Ferro 350 mg

Fonte: adaptado de Vitti et al., (2006).

Dentre os benefícios que a aplicação da torta-de-filtro pode trazer,destaca-se o fornecimento de matéria orgânica e nutrientes à cultura,aumentando a capacidade de reter água e suprir as deficiências hídri-

cas impostas à cultura (Penatti, 1991).A torta de filtro também promove alterações significativas nos

atributos químicos do solo como aumento na disponibilidade de fós-foro, cálcio e nitrogênio, aumento nos teores de carbono orgânico




e capacidade de troca de cátions e, ainda, diminuição nos teores dealumínio trocável (Korndörfer & Anderson, 1997). Assim, o resíduo

possui a capacidade de correção da acidez do solo, enquanto osfertilizantes minerais promovem sua acidificação (Almeida Júnior et.al., 2011). Estudos também comprovaram que a torta de filtro possuipotencial mitigador de contaminação do solo por boro (Jorge et. al.,2010)..

A torta é comumente empregada em cana-planta nas doses de80 a 100 t ha-1 (base úmida) em área total, 15 a 35 t ha-1 no sulcoou 40 a 60 t ha-1 na entrelinha das soqueiras, substituindo parcial

ou totalmente a adubação fosfatada, dependendo da dose de P2O5 recomendada.

Donzelli & Penatti (1997), avaliando diferentes formas de adubaçãoda cana em um Latossolo Roxo ácrico para a variedade SP80-1842,verificaram que o melhor retorno econômico ocorreu quando se apli-caram 21t ha-1 de torta no sulco de plantio, juntamente com a com-plementação mineral de 30 kg ha-1 de N e 140 kg ha-1 de K

2O. Não

foi observada redução na Pol % cana nos tratamentos com torta de

filtro.Mais recentemente, Santos et. al., (2011), avaliando o rendimento

da produção de açúcar em função da adubação com torta de filtroenriquecida com fontes solúveis de fósforo em Argissolo Vermelhodistroférrico da cultivar RB867515, verificram que a torta de filtro,aplicada no sulco de plantio da cana-de-açúcar, tem potencial parasubstituir parcialmente a adubação química fosfatada, visando à mel-horia na qualidade e na produtividade de açúcar. Os mesmos autores

verificaram também que, para se obter melhores respostas no teorde sólidos solúveis e na produtividade de açúcar, a combinação maisadequada foi torta de filtro na dose entre 2,6 e 2,7 t ha-1, associadacom 160 e 190 kg ha-1 de P

2O

5.




A aplicação de torta de filtro no sulco estimula as raízes a se proli-ferem, o que é bastante desejado para a cana-de-açúcar.

A torta de filtro associada a outros insumos como gesso agrícola eirrigação pode melhorar a produtividade da cana-de-açúcar.

A compostagem da torta com gesso, termofosfato, fosfato reativoe outras fontes orgânicas produz um fertilizante orgânico de alto va-lor nutricional. Braga et al. (2003) verificaram efeito da interação en-tre irrigação de 50 mm ao mês e aplicação de torta de filtro ou gesso.Neste experimento, a torta de filtro associada à irrigação promoveuacréscimo de produtividade.

Segundo Rossetto et. al. (2008), a aplicação de torta de filtro emárea total, no sulco ou nas entrelinhas da cana-soca é uma práticausual, facilitada pelo desenvolvimento de implementos como carre-tas para aplicação e, mais recentemente, pelo desenvolvimento deplantadoras mecanizadas com compartimento para a torta-de-filtro.Ainda segundo os autores, a torta-de-filtro é mais indicada para solosarenosos, com baixo teor de MOS e que não contenham todos osnutrientes necessários para a cana-de-açúcar.

4.2. Indústria do couro

O Brasil é líder mundial na exportação de couro e processa anual-mente cerca de 42 milhões de peles (Martines et al., 2010). Essa pro-dução representa aproximadamente 1% do produto interno bruto(PIB) brasileiro. Na última década, a arrecadação das exportações bra-sileiras passou de US$ 700 milhões em 2000 para US$ 2,2 bilhões em

2011 (CICB, 2013), o que demonstra um mercado em expansão.O Estado do Rio Grande do Sul é onde se concentra o maior nú-

mero dessa tipo de agroindústria (cerca de 200 unidades industriais),das quais 60% estão presentes na região do Vale do Rio dos Sinos(Figueiredo et al, 2010).




O couro é uma pele animal com importante valor econômico, quepassou por processos de limpeza, estabilização (dada pelo curtimen-

to) e acabamento para confecção de calçados, peças de vestuário;revestimentos de mobília; estofamentos de automóveis entre outrosartigos (Pacheco, 2005). O setor calçadista brasileiro é um dos maisimportantes do mundo, com 895 milhões de pares produzidos em2011 (ABICALÇADOS, 2011).

Entretanto, a cadeia produtiva de couro, calçados e artefatos en-frenta problemas em relação ao impacto ambiental causado pelagrande quantidade de resíduos líquidos e sólidos gerados. Os resíduos

sólidos são constituídos, em sua maior parte, por materiais orgâni-cos de origem animal (carcaça, pelos, raspas de pele, etc.) misturadoscom sais orgânicos utilizados no processamento das peles. Calcula-seque, para cada tonelada de pele processada, há produção de 200 Kgde couro e 600 Kg de resíduos sólidos (Taylor et. al., 1998).

O tratamento dos efluentes líquidos de curtume gera o lodo-de-cur-tume (LC), aproximadamente 7,5 litros de lodo adensado por pele,com 25 a 35% de sólidos (Castilhos et. al., 2002).

Segundo Oliveira et al. (2008), mais de 90% do couro produzidono Brasil é curtido com o emprego do cromo (Cr), metal-traço alta-mente poluente, principalmente na forma de Cr6+, que é cancerígeno.Outros curtentes minerais como zircônio (Zr), alumínio (al) e titânio(ti), além dos taninos vegetais, podem ser utilizados, porém nenhumdeles apresenta resultados tão satisfatórios (resistência mecânicae hidrotérmica e extraordinária capacidade de tingimento) como ocromo, o qual possui versatilidade, eficiência e custos relativamente

baixos. Apenas parte do cromo usado para curtimento reage com apele, o restante permanece nos despejos do processo, os quais, , apósserem tratados por técnicas que extraem o metal, se transformamno lodo-de-cromo, composto principalmente por hidróxido de cromo,óleos, graxas, cálcio e magnésio (Pinto, 2001).




Dos 90% de couro “wet blue” (couro curtido ao cromo), em tornode 12% a 22% torna-se resíduo contendo cromo (Oliveira, 2007).

Isto significa que, dos 42 milhões de peles bovinas produzidas (ABI-CALÇADOS, 2011) geram aproximadamente 115 mil toneladas desseresíduo..

Resíduos constituídos de metais-traço, como o cromo, quandonão devidamente tratados e simplesmente abandonados em corposd’água, aterros industriais ou mesmo lixeiras clandestinas, possuemalto poder de contaminação, porque, com facilidade, o cromo atingeo lençol freático ou mesmo reservatórios e rios que são as fontes de

abastecimento de água das cidades. Além disso, se depositado nosolo, pode ser absorvido por plantas, que servirão de alimento direta-mente ao homem ou a animais (Mattos & Monteiro, 2009).

A contaminação por cromo, quando presente em forma solúvel(Cr6+) de cromato ou dicromato, poderá causar, dentre outros sinto-mas/doenças, a inibição ou paralisação do crescimento e mutaçõescelulares em plantas; a interferência na reprodução, no metabolismoe no sistema imunológico dos animais; cânceres (tumores), corrosão

da cartilagem do nariz, dermatite, doenças respiratórias, intoxicaçãopela fumaça, queda de dentes e interferência nos sistemas imunológi-co, cardiovascular, gastrintestinal, hepático e renal nos seres humanos(BOS, 2006).

Desse modo, tratar e agregar valor a esse resíduo, possibilitandosua utilização em diversos ramos da agropecuária e da indústria, cons-titui, atualmente, tópico de grande importância ambiental, técnica eeconômica discutido por ambientalistas e órgãos públicos.

O uso na agricultura é um dos possíveis vias de disposição do LC(Santos et al., 2007). Este resíduo é potencial condicionante da ferti-lidade dos solos (Teixeira, 1981, Teixeira et al. 2008) por serem ricosem matéria orgânica e nutrientes como N e outros macronutrientes(Tedesco et al. 2008).




Selbach et. al. (1991) constataram que o N incorporado ao solopela adição de 15 t ha -1 de LC com cromo foi suficiente para suprir

somente as necessidades de dois cultivos de rabanete. A cultura desorgo necessitou de adubação nitrogenada em cobertura. Ainda se-gundo os autores, a presença de Cr+3, formando complexos de altaestabilidade com as proteínas da pele, pode reduzir a velocidade dedecomposição dos resíduos no solo.

O lodo da fase de caleiro (depilagem) apresenta-se com potencialpara aproveitamento agrícola por possuir valor de pH alto, baixos teo-res de elementos-traço (Cd, Pb e Cr), condutividade elétrica e umida-

de (Teixeira et al., 2011). Neiva et. al. (2012), verificaram que, embo-ra com teores satisfatórios de nutrientes, o LC e o Banho de caleiropossuem limitação de uso em áreas agrícolas em função dos elevadosteores de sódio, (Na), que atua como dispersante do solo.

Para melhorar a qualidade do LC, o mesmo pode ser submetido aoprocesso da compostagem.

A utilização de composto de LC na composição de substrato paraprodução de mudas de eucalipto (Eucalyptus urogandis) permitiumaior qualidade no transplante das mudas em relação ao substratocomercial (Loura et. al., 2010). Investigando o uso de resíduos de cou-ro wet blue como componente de substrato para plantas ornamen-tais, verificou-se que, até o limite de 50% em volume do resíduo nosubstrato, foi possível obter boas condições físicas para o desenvolvi-mento das mudas (Daudt et. al., 2007).

Ao usarem resíduos de curtume na irrigação de trigo e milho,

Chandra et al. (2009) verificaram que os elementos-traço, incluindoCr, estiveram acima do permitido pela legislação (FAO, 1984).

Os resíduos de curtume contêm alto teor de enxofre (S) nas formasde sulfeto (utilizado na depilação) e sulfato (usado na acidificação daspeles). Em condições aeróbias, o sulfeto é oxidado a sulfato, princi-




palmente por bactérias do gênero Thiobacillus (Paul & Clark, 1996),formando ácido sulfúrico (H

2SO

4), que pode acidificar o solo a valo-

res extremamente baixos (pH 3,5), dependendo das quantidades deS-sulfito oxidado a sulfato e do poder tampão do solo.

O cálcio e o magnésio, nos resíduos de curtume, são provenientesdos banhos do caleiro, estando presentes na forma de sais poucosolúveis (hidróxidos e carbonatos). Estes sais são responsáveis pelaalcalinidade do efluente. O poder neutralizante da acidez do solo dosefluentes de curtume é expresso pelo poder de neutralização (PN),que indica sua equivalência em carbonato de cálcio. Este valor, em

geral, varia de 10 e 70%. É importante lembrar que Ca e Mg sãomacronutrientes das plantas.

Castilhos et. al. (2002), avaliando o rendimento das culturas dotrigo, alface e rabanete e as alterações químicas em um Latossolo re-sultantes da adição de resíduos de curtume e de Cr6+, verificaram quea aplicação de lodo elevou o pH do solo de 5,1 para 5,8; os teores deN, de 1,26 para 1,51 g kg-1, e os teores de Ca, de 4,1 para 5,9 cmolcdm-3, fazendo com que os rendimentos das três culturas fossem equi-

valentes aos obtidos com a aplicação de calcário + NPK. A adiçãode Cr6+ provocou efeito tóxico nas plantas, sendo responsável peladiminuição do rendimento da cultura do trigo em 91 %, e da culturada alface, em 86 %. Este efeito foi diminuído pela adição de agentesredutores como o esterco bovino.

No Brasil, a norma P 4.233 (CETESB, 1999) proíbe o uso em soloagrícola de resíduos constituídos exclusivamente lodos dos banhos decurtimento e recurtimento com Cr, bem como daqueles provenientes

de sistemas de decantação primária de curtumes que não efetuemsegregação dos banhos que contenham Cr.

Os lodos que podem ser aplicados no solo são classificados emclasse A e B com base na densidade de patógenos (coliformes fecais




e Salmonella sp.). O teor de cromo na classe A deve ser inferior a 500mg kg-1, densidade inferior a 103 NMP/g ST de coliformes fecais e

densidade inferior a 3 NMP/g ST para Salmonella sp. Segundo Rodri-gues et al . (1993), para disposição de resíduos sólidos de curtume nosolo, os valores permissíveis de Pb, Zn, cu, Ni, Cd e Hg deveriam ser500mg kg-1, 280 mg kg-1, 140 mg kg-1, 35 mg kg-1, 2,5 mg kg-1 e 1mg kg-1, respectivamente.

No Estado do Paraná, o lodo que pode ser usado no solo se res-tringe ao lodo de caleiro na dose 10 de 7,2 m3 dia-1 (17,79 dag kg-1 de MO e 96,10 dag kg-1 de umidade) e ao lodo de redescarne na

quantidade de 5,0 m3

dia-1

(16,52 dag kg-1

de MO e 88,50 dag kg-1

deumidade) (Fowler, 2002). A recomendação de adubação deve se ba-sear no elemento em maior concentração (nitrogênio), sendo a taxade aplicação de 44 m3 ha-1 ano-1 em base úmida ou 4,4 t ha-1 ano-1 em base seca com complementação mineral, e as culturas nas quaisos lodos podem ser melhor empregados são as culturas de trigo e desoja (observada a frequência de 6 meses em glebas diferentes comincorporação superficial com grade e/ou subsolador).

Em 2008, na cidade de Portão, localizada no vale dos Sinos, Estadodo Rio Grande do Sul, foi instalada a empresa Italiana ILSA Brasil in-dústria de fertilizantes Ltda, que produz e desenvolve adubos nitroge-nados a partir dos resíduos das indústrias de couro curtido em cromo.A capacidade de processamento da empresa é de 35 mil toneladaspor ano, gerando 20 mil toneladas anualmente de adubo orgânico. Oprocesso de transformação do resíduo em adubo é feito pela hidróli-se térmica do material em reatores com alta temperatura e pressão,seguido por secagem e estabilização (Vasconcellos, 2009). No Brasil,

estes produtos não têm autorização para serem comercializados, e osadubos produzidos estão sendo exportados para mais de 30 países. AUniversidade Federal do Rio Grande do Sul está realizando os estudospara emissão dos laudos requeridos pelo Ministério da Agriculturapara registro do produto.




Há um consenso, nas pesquisas realizadas, de que a disposição dosresíduos de curtume no solo seja o melhor meio de transformar um

poluente potencial em benefício para agricultura, tornando-a menosdependente de insumos minerais. Mas é consenso, também, que sãonecessários mais estudos sobre o uso desses resíduos na agriculturano que diz respeito ao potencial agrícola em função da sua compo-sição e ação no solo e na planta, bem como dos riscos associados aaplicações cumulativas por longos períodos.

4.3. Indústrias de processamento do leite

O Brasil se tornou o 3º maior produtor de leite do mundo em 2011com produção equivalente a 33,2 milhões de toneladas métricas deleite (litro = 1,033 kg), perdendo apenas para a Índia e Estados Uni-dos, que produziram, naquele ano, cerca de 52,5 milhões e 88,6 mil-hões de toneladas métricas, respectivamente. Em 2012, a produçãobrasileira registrou 34,1 milhões de toneladas métricas (33,054 bil-hões de litros), o que corresponde a um crescimento de 3% em re-lação ao ano anterior. Os Estados que se destacam nessa atividade sãoMinas Gerais (27.3%), Rio Grande do Sul (11,8%) e Paraná (11.7%)(IBGE, 2013).

A variedade de produtos das indústrias de laticínios é grande,abrangendo desde o processamento do leite até a elaboração de de-rivados como queijos diversos, requeijão, cremes, sorvetes, iogurtes,leite em pó, leite condensado, etc. (Matos et. al. 2005).

A contribuição das usinas de laticínios na poluição dos corpos re-ceptores é expressiva, visto que o beneficiamento do leite gera con-

siderável carga poluidora, pela presença de grande quantidade decompostos orgânicos em suspensão nas águas residuárias (Brião &Tavares, 2005), as quais incluem os efluentes líquidos industriais, osesgotos sanitários e as águas pluviais captadas. Esses efluentes sãoconstituídos por leite e seus subprodutos, detergentes, desinfetantes,




areia, lubrificantes, açúcar, pedaços de frutas (em caso da produçãode iogurte), essências e condimentos diversos (no caso da produção

de queijos e manteiga), que são diluídos nas águas de lavagem deequipamentos, tubulações, pisos e demais instalações da indústria(Machado et al., 2002).

O volume de água residuária gerado nas diferentes etapas é, emmédia, 3,25 litros de para cada litro de leite processado, dependendodo tipo de produto final e do nível tecnológico da indústria (Matoset.al., 2005). Considerando a produção brasileira de 2012, é possívelinferir que a produção de efluentes líquidos tenha sido em torno de

107 bilhões de litros.Além dos efluentes, são produzidos três subprodutos poluentes, o

soro de leite, o leitelho e o leite ácido. Desses, o soro de leite é o maisrepresentativo em termos de volume produzido e possibilidades dereutilização (Martins et. al., 2000).

O soro de leite gerado na produção de queijos representa 80 -90% do volume total de leite que entra no processo e contém cercade 50% dos nutrientes do leite (proteínas solúveis, lactose, vitaminase minerais). Estima-se que, para cada litro de leite utilizado na fabri-cação de queijo, sejam gerados 0,6 - 0,9 litros de soro, ou, para cadaquilo de queijo produzido, 27 - 55 kg de soro (Matos et. al. 2005).Segundo Associação Brasileira das Indústrias de Queijos (ABIQ), a pro-dução de queijo no Brasil em 2011 foi de 867,1 mil toneladas, o quepermite inferir que tenham sido geradas 23 - 47 milhões de toneladasde soro.

O soro de leite é aproximadamente 100 vezes mais poluente queo esgoto doméstico (Machado et.al., 2002), sendo a DBO (Demandabioquímica de oxigênio) o atributo padrão usado para avaliar o poten-cial poluidor de efluentes líquidos. No soro, a DBO varia de 25.000 a120.000 mg L-1(FEAM, 2003) e nos efluentes brutos de laticínio (não




tratados) os valores estão na faixa 2.000 - 6.000 mg. L-1 (Machadoet.al., 2002).

A presença de um alto teor de matéria orgânica pode induzir acompleta extinção do oxigênio na água, provocando a morte depeixes e outras formas de vida aquática, além de produzir odores des-agradáveis.

NaTabela 3 são mostrados alguns dados referentes à caracteri-zação físico-química média dos efluentes gerados em diferentes tiposde indústria de laticínios.

Tabela 3. Característica físico-químicas média dos efluentes líquidosgerados em diferentes tipos de indústrias de laticínios

AtributoTipos de Indústria (ver legenda abaixo)

1 2 3 4 5 6

DBO5 (mg.L-1) 1033 487-1319 3420 290 875 761

DQO (mg.L-1) 1397 873-1740 4430 2010 1365 1370

Sólidos totais (mg.L-1) - 993 3300 - 1870 1406

Nitrogênio total (mg.L

-1

) - 26,5-43,2 86,2 56,7 25,5 11,3Fósforo total (mg.L-1) 5,75 4,5-5,9 14,2 18,8 6,8 8,8

Óleos e graxa (mg.L-1) 562 253 575 - 100 -

Kg DBO t-1 leite processado 1,09 0,72-1,09 14,02 1,60 2,80 4,11

Leite Processado (t) 18,5 29,4-48,4 226,2 59,7 80,0 63,4

Fonte: Adaptado de Saraiva (2008).(1) Posto de recepção e refrigeração; (2) leite pasteurizado e manteiga; (3) leite pasteurizado eiogurte; (5) leite condensado; e (6) leite em pó.

Contudo, tendo em vista seu conteúdo em matéria orgânica, Ca,P, K e outros nutrientes das plantas, o uso de resíduos da agroin-dústria láctea pode ser uma alternativa vantajosa tanto do ponto devista agronômico (Sandri, 2003; Gheri, 2003; Simon, 2005; Rodrigueset.al., 2011; Morril, et.al., 2012; Santos, et.al., 2007).




Com o início da fabricação de queijos em larga escala, a disposiçãodo soro de leite tornou-se problema a ser enfrentado pelo potencial

poluidor do solo, uma vez que, até então, era descartado sem quefossem considerados os riscos ambientais. Aos poucos esse resíduopassou a ser tratado como subproduto, sendo utilizado na produçãode lactose e principalmente na alimentação de animais graças ao seuvalor nutricional, o que faz com que o beneficiamento ou utilizaçãoadequada tenham grande importância econômica (Maganha, 2008).

Uma das potencialidades dos resíduos da indústria de laticínios é ouso agrícola. Os resíduos das indústrias de laticínios são fontes de ma-

téria orgânica e nutrientes minerais e podem contribuir na produçãode alimentos e na melhoria da qualidade ambiental (Simon, 2005). Aságuas residuárias das indústrias do setor lácteo possuem quantidadessuficientes de elementos químicos (nutrientes de plantas) para atenderàs necessidades nutricionais da maioria das culturas (Sandri, 2003).Uma indústria que produz leite UHT (ultra high temperature) e docesde leite pode conter concentrações de 26,5 - 86,2 mg/L de nitrogênioe 4,5 - 14,2 mg/L de fósforo na água resduária (Abrahão, 2006).

De acordo com Gheri (2003), a aplicação do resíduo líquido delaticínio (RLL) aumenta os teores de Ca, P e K do solo e eleva as quan-tidades de nutrientes absorvidos pelas plantas, melhorando seu valornutricional.

Santos et. al. (2013), avaliando a aplicação de RLL em solo sob pas-tagens de capim Mombaça, verificaram aumento da proteína bruta,de P e K na forrageira. No solo, observaram aumento nos teores de P,K, Ca, Na e MOS, melhorando o nível de fertilidade. Os autores con-

cluíram que o RLL pode substituir parcialmente a adubação fosfatadae, completamente, a adubação potássica.

O uso de águas residuárias de laticínio e frigorífico tratadas emlagoas de estabilização facultativa na fertirrigação da cultura de al-




face promoveu aumento na produtividade e no teor de N da planta(Rodrigues et al., 2011).

Morril et al. (2012), avaliando o desenvolvimento e teores de ma-cronutrientes em milheto e sorgo Sudão, em resposta à aplicação dedoses de soro de leite ao solo, verificaram que houve aumento na pro-dução de matéria seca de ambas as culturas. Os autores concluíramque doses superiores a 370 m3 ha-1 para milheto e 480 m3 ha-1 parasorgo comprometem o desenvolvimento das plantas.

Os resultados de pesquisa até então obtidos evidenciam que acomposição físico-química do resíduo pode gerar limitações ao seuuso agrícola (Machado et.al., 2002), havendo necessidade de maisestudos quanto aos limites de aplicação no solo, principalmente emexperimentos de longa duração, com aplicações sucessivas do resí-duo. Além disso, é importante que as aplicações sejam controladas eacompanhadas por práticas de manejo e monitoramentos constantespara evitar riscos ao ambiente.

4.4. Indústria do processamento da carne

O Brasil é o maior produtor mundial de carne bovina, terceiromaior produtor de carne de frango e quarto maior de carne suína.

Em 2012, o país abateu 31 milhões de cabeças de gado, aumentode 8% em relação a 2011 (IBGE, 2013). Mato Grosso possui o maiorrebanho brasileiro, abatendo de 5 milhões de bovinos em 2012, au-mento de 12% em relação a 2011. O estado se mantém como lídernacional na produção de carne bovina, participando com 16% do

total processado no país em 2012.O abate de frangos, em 2012, somou 5 bilhões de animais (12 mil-

hões de toneladas de carne), sendo a região sul a mais representativacom 58,6% do abate nacional. O rebanho de suínos atingiu a marcade 38,9 milhões de cabeças em 2011, sendo que o Estado de Santa




Catarina liderou com 24,8%, seguido dos estados do Rio Grande doSul (18,0%) e Paraná (16,6%).

O segmento agroindustrial de carne compreende setores distintos:o produtivo e o de abate. As empresas que normalmente atuam noabate de animais são os abatedouros e os matadouros-frigoríficos,que podem ser divididos em dois tipos: os que abatem os animais eseparam sua carne, suas vísceras e as industrializam, gerando seusderivados e subprodutos, e aqueles que não abatem os animais, com-pram a carne em carcaças ou cortes e vísceras dos matadouros ou deoutros frigoríficos para seu processamento e geração de derivados e

subprodutos, ou seja, somente industrializam a carne (BRASIL, 1952).Assim, a atividade zootécnica gera dois tipos de resíduos, os gera-dos a campo (esterco bovino, esterco suíno, esterco de aves, estercocaprino, cama de frango, dentre outros) e os que são gerados nosmatadouros e processamento da carne.

Os principais impactos ambientais do segmento produtor e bene-ficiador de carnes e derivados estão ligados à geração de efluenteslíquidos com alta carga poluidora, principalmente orgânica, e geração

de resíduos sólidos (Pacheco, 2008).

As diversas atividades de processamento da carne de matadou-ro-frigorífico, e as exigências de padrões de higiene das autoridadessanitárias fazem com que seja necessário o uso de grande quantida-de de água, que varia muito na indústria da carne, dependendo dotipo de atividade da unidade (apenas abate, abate e industrialização,presença/ausência de graxaria, etc), dos equipamentos e tecnologiausados, lay-out da planta, procedimentos operacionais, entre outros.Estima-se que a geração de água residuária por animal abatido sejaem torno de 0,20 a-0,35 m3.

Os efluentes da indústria frigorífica são de natureza orgânica etêm como características altas concentrações de fósforo orgânico,




nitrogênio orgânico, gorduras e alta carga microbiológica (Aguilar,2002). As principais fontes destes componentes orgânicos são: lava-

gem de áreas contendo estrume (currais e caminhões); sangria (abate)de animais; corte, evisceração, desossa; processamento de vísceras erecuperação de subprodutos; limpeza de pisos e equipamentos (SilvaNeto, 2009).

A carga contaminante biodegradável das indústrias de carnesapresenta DBO

5 em média de 6.300 mg dm-³, variando de 1.400 a

11.000 mg dm-³ (Fernandes, 2008), o que demonstra quão poluenteé o efluente deste tipo de indústria, comparado com a DBO do esgoto

doméstico, que é de 300 mg dm-

³. O efluente de um animal abatidocorresponde ao efluente de esgoto de uma população entre 70 e 200habitantes.

Os principais resíduos sólidos desse setor são vísceras de animaisabatidos, fragmentos cárneos, sangue, conteúdo intestinal, pelos,ossos, penas e gorduras (Tabela 4). Do ponto de vista econômico eambiental, muito destes resíduos poderiam ser transformados emsubprodutos para consumo humano, indústria de rações ou biofertili-

zantes e compostos ricos em nutrientes que podem ser usados comofertilizantes agropecuários (Sunada, 2011).

Tabela 4. Fontes e resíduos do abate de bovinos, suínos e aves

Fonte Resíduo

Curral EstercoSala de Abate Sangue, resíduos de carne e gorduraDepilação, depenagem Pelos, penas e materiais terrosos

Triparia, Bucharia Conteúdo de estômagos, intestinos, gorduraPreparo de carcaças Resíduos de carne, gordura e sangueFusão de gordura Líquidos ricos em gorduraSubprodutos Gorduras e resíduos não comestíveis

Fonte: adaptada de Pardi et.al., 2006.




A disposição de águas residuárias no solo pode ser consideradatécnica de tratamento e disposição final desse resíduo, pois o solo

atua na remoção dos poluentes por meio de mecanismos de ordemfísica (sedimentação, filtração, radiação, volatilização, desidratação),química (oxidação, reações químicas, precipitação, adsorção, troca iô-nica e complexação) e biológica (biodegradação e predação) (Matoset al., 2005). No entanto, segundo os autores, a capacidade do soloem assimilar compostos orgânicos complexos depende de condiçõesclimáticas, da taxa de aplicação, da textura do solo e do tipo de co-bertura vegetal, de tal modo que tais características devem ser muitobem consideradas para o adequado tratamento e disposição desse

resíduo.

Os efluentes líquidos da indústria de carne também podem serdestinados para fertirrigação (Rodrigues et al., 2011). Os autores ava-liaram os efeitos do uso de águas residuárias de frigorífico na ferti-rrigação da cultura de alface em condições de irrigação por goteja-mento e constataram aumento na produtividade e no teor total denitrogênio na planta.

Não obstante os efeitos positivos na planta e no solo, é preciso tercautela quanto à taxa de aplicação desses efluentes, considerandoa dose de nutrientes recomendada para a cultura a ser tratada como efluente, pois valores acima dos indicados podem comprometer aprodutividade da cultura bem como promover a poluição do solo edas águas superficiais e subterrâneas (Matos et al., 2005).

Outra opção para destinação dos efluentes gerados na indústriade produtos animais é seu uso em biodigestores. O gás produzido é

usado para movimentar equipamentos e uso domiciliar, enquanto oefluente do biodigestor pode ser usado em fertirrigação. A biodiges-tão anaeróbia permite, além do saneamento, o atendimento de umademanda energética e a utilização do material biotransformado comofertilizante agrícola (Honório, 2009).




No Brasil, estudos envolvendo o uso de biodigestores para efluen-tes da indústria da carne estão sendo desenvolvidos com vistas à sus-tentabilidade do sistema produtivo (Cezar et.al., 2007).

Estudos sobre os efeitos da aplicação de águas residuárias, efluentede lagoa anaeróbica e de dejetos líquidos da suinocultura nas caracte-rísticas químicas de solos têm sido realizados por vários pesquisadores(Mari, 2003; Fonseca 2005) e os resultados têm revelado aumentonas concentrações de P, K, Ca e Mg no solo, na produtividade e nacomposição mineral dos vegetais cultivados.

A aplicação de resíduos produzidos em lagoas de tratamento de

efluentes de frigoríficos como fertilizante alternativo para produçãode rúcula promoveu efeito positivo sobre a massa seca, número defolhas e área foliar da olerícola (Freitas et al., 2010). Houve incremen-to na produção até as maiores doses aplicadas (60 e 80 Mg ha-1).

Estudando o efeito da adubação com resíduos sólidos de frigorífi-co nas características químicas do solo e na produtividade de capimMombaça, Dim et al. (2010) encontraram incremento de 9,3 kg demassa seca (MS) por hectare da produção para cada tonelada de re-

síduo. Aumento de produtividade também foi obtido para Brachiariabrizantha cv Xaraés em trabalho de Alencar et al. (2010) com a apli-cação do mesmo resíduo. Ambos os trabalhos constataram melhoriasna fertilidade do solo.

Para os resíduos sólidos da indústria de carne, a destinação agrí-cola pode passar, antes, pelo processo de compostagem (técnica detransformação aeróbia dos resíduos em adubo orgânico de grandevalor fertilizante para as plantas – material humificado). O uso do

composto proporciona ganhos de produção e/ou melhoria da quali-dade do solo, além de eliminar efeitos alelopáticos e agentes patogê-nicos presentes no resíduo e minimizar os riscos de poluição de águassuperficiais e subterrâneas (Matos et al. 2005; COSTA et al, 2009).




Roscoe et al. (2006), avaliando o potencial de uso agrícola decompostos de resíduos sólidos de frigoríficos nas culturas de soja e

mandioca, verificaram aumento nos teores de Ca, Mg, P e CTC, comredução do Al trocável do solo. Os autores constataram também que,em doses iguais ou superiores a 4 t/ha-1, a produtividade manteve-seigual ou superior às alcançadas pela adubação mineral.

Em experimento para avaliar o efeito de compostos de carcaçae despejo de abate de caprinos e ovinos nos atributos químicos dosolo, SOUZA et al., (2012) obtiveram aumento do pH, MO, P, K,Ca, Mg, SB (soma de bases), CTC, V%, B e S-SO

4-2, acompanhados

da diminuição de H+Al, Fe, Mn e Al, o que representa benefícios nafertilidade do solo.

Em assim sendo, os resultados de pesquisa têm demonstrado que,aplicados in natura, compostos ou como efluente de biodigestores,os resíduos da industrialização da carne tem promovido melhoria nosatributos do solo com reflexos na produtividade das culturas é pre-ciso, contudo, tomar cuidado com as doses a serem aplicadas, tendoem vista a composição química e biológica do resíduo, o tipo de solo

e de cultivo, de modo a não correr o risco de poluição do ambiente.

5. RESÍDUOS DE ATIVIDADES ZOOTÉCNICAS

5.1. Dejetos animais

Durante as atividades de cria, recria e engorda dos animais, háprodução de dejetos, constituídos principalmente por fezes, urina e

material usado como cama para evitar o contato direto do animalcom o piso. Muitos destes resíduos, conhecidos genericamente comoestercos, têm há muito sido usados in natura na agricultura tendo emvista seu composição em matéria orgânica e nutrientes das plantas(Tabela 5)




É preciso tomar cuidado com o uso in natura do esterco de suínoem área agrícola pelo elevada concentração em Cu e Zn, dois elemen-

tos-traço com potencial para poluição e também a presença de ovosde helmintos. Desta forma, uma das opções que se tem pesquisadopara uso agrícola do lodo de suíno é seu uso em biodigestor, aplican-do-se o efluente da biodigestão como fertirrigação.

Anami et al. (2007), avaliando o efeito da aplicação de águas re-siduárias da suinocultura, tratadas em reatores anaeróbios, sobre aspropriedades físicas e químicas do solo verificaram que, apesar dasmelhorias na fertilidade, a quantidade de nitrato presente no efluente

representava elevado potencial de contaminação no solo devido seurápido deslocamento no perfil, podendo atingir rapidamente águassuperficiais e subterrâneas.

Tabela 5. Composição média em C-orgânico e nutrientes de plantasde alguns resíduos gerados pela atividade antrópica.

ResíduoC N P K Ca Mg S Cu Zn

----------------- g kg-1 ------------------ ---- mg kg-1 ---

Esterco de bovino curtido 486 27 18 32 30 9 3 38 330

Esterco de galinha 811 31 18 16 51 11 4 34 306

Esterco de suíno 273 32 9 23 55 14 nd 1201 1101

Esterco de ovinos 182 6 3 1,5 nd nd nd nd nd

Cama de frango1 468 67 24 36 17 5 6 <0,01 400

Composto de lixo 278 10 3 5 19 2 3 181 431

Lodo de esgoto 340 32 16 4 32 12 4 870 1800

Vinhaça 200 12 2 60 20 8 10 100 60

Torta de filtro 347 13 9 3 22 4 13 56 86Torta de mamona 495 50 8 12 20 6 nd 80 141

1composição após 4 crias. nd= não disponível.




5.2 Cama de frango

A intensificação da criação de frangos tem propiciado geração deresíduos como a cama de frango, que é composta, normalmente,com maravalha ou casca de arroz, café e palhadas.

Nos galpões avícolas, a cama-de-rango tem o objetivo de evitar ocontato direto da ave com o chão, favorecendo também a absorçãoda água e a retenção de fezes, urina, penas, descamações da pele erestos de alimento.

A análise de sua composição química, percebe-se tratar de resíduo

rico em carbono e nutrientes das plantas (Boateng et al., 2006; Adeliet al.; 2007; Cunha et al., 2008; Costa et al., 2009). É o que pode serfacilmente observado na Tabela 5. o que sugere seu uso na agricultura.

Pelo teor em material orgânico, a cama de frango é responsávelpor melhorar atributos físicos do solo, aumentando a capacidade deretenção de água, reduzindo a erosão, melhorando a aeração pelacapacidade de atuar na agregação de partículas (Blum et al., 2003;Canellas et al., 2003).

Em cada ciclo de criação (a cama de frango é usada em 4-6 ciclosde criação), o resíduo é enriquecido com restos de ração, fezes, pe-nas, mas também é contaminado por micro-organismos, cuja cargaé reduzida entre os ciclos através da adição de hidróxido de cal (CaO)ou cal virgem (Hahn, 2004).

Nos sistemas de produção de leite e carne a pasto, o uso da camade frango como fertilizante orgânico é uma opção atrativa por tornar

a produção mais rentável com a substituição de parte ou totalidadeda fertilização química, principalmente a ureia, além do potássio eaté do fósforo. A substituição da ureia pela cama de frango pode serutilizada em pastagens com capimPanicum maximum cv. Mombaça(Benedetti et al. 2009).




A cama de frango está sendo muito usada não somente naadubação de pastagens, mas também no cultivo de hortaliças, milho,

algodão e café. Também tem sido utilizada na recuperação de pas-tagens degradadas (Cunha et al., 2008). Costa et al. (2009) adiciona-ram cama de frango em Latossolo Vermelho sob pastagem degrada-da e obtiveram redução nos valores de densidade do solo e elevaçãoda porosidade total.

Para produção de mudas florestais, os principais atributos físicosdo substrato são a densidade aparente e a porosidade total (Carneiro,1995). Trazzi et al. (2012), em experimento para produção de mudas

florestais, observaram diminuição da densidade aparente do substra-to ao aplicarem cama de frango.

6. Considerações finais

As atividades agrícolas e zootécnicas e o processamento dos pro-dutos gerados dão origem a uma série de resíduos orgânicos, ricos emmaterial orgânico e em nutrientes das plantas, mas também em com-ponentes que oferecem riscos ao ambiente como os elementos-traço,

agrotóxicos e organismos patogênicos.A necessidade de disposição dos resíduos gerados e a concen-

tração em material orgânico e nutrientes das plantas torna atraenteseu uso na agricultura como fertilizante orgânico ou condicionadordo solo, e os resultados de pesquisa têm revelado melhoria no nívelde fertilidade do solo e aumento na produtividade das culturas. Toda-via, este tipo de destinação deve ser muito bem avaliado em funçãodos riscos ambientais e à as[ude humana causados pela presença dos

elementos-traço e dos agentes patogênicos. Pesquisas em condiçõesde campo devem ser realizadas, principalmente em experimentos delonga duração, de modo a fornecer subsídios para a melhoria daslegislações vigentes.




Há necessidade, também, de pesquisas no sentido de melhoraro desempenho dos reatores para produção de biogás e o aproveita-

mento do efluente na fertirrigação das culturas.A compostagem também merece pesquisas no sentido de desen-

volver técnicas que permitam diminuir o tempo para obtenção de umcomposto de qualidade, assim como selecionar as melhoras combi-nações de componentes e proporções entre eles para a compostagemdos resíduos geados nas atividades agropecuárias e na agroindústria.

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uso de residuos industriales para la formulacion de fertilizantes

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