De problema a solução ambiental

texto ◘ Sérgio Santa Rosa

Unesp e Sabesp somam esforços para transformar lodo de esgoto urbano em composto a ser utilizado em atividades agrícolas e ajudar na elaboração de uma legislação para uso desses efluentes na agricultura

Fundada em 1973, a Sabesp é responsável pelo fornecimento de água, coleta e tratamento de esgotos de 368 municípios do Estado de São Paulo. É considerada uma das maiores empresas de saneamento do mundo em população atendida: são 27,9 milhões de pessoas abastecidas com água e 21,6 milhões com coleta de esgotos.

Cada uma de suas 502 estações de tratamento de esgoto (ETE) em atividade gera, ao final dos processos de tratamento dos efluentes domésticos, um resíduo denominado lodo de esgoto. Rico em matéria orgânica e com reconhecido potencial para condicionar solos utilizados em áreas agrícolas ou florestais, o lodo de esgoto ainda é subutilizado no Brasil, em razão das incertezas geradas pela regulamentação para sua aplicação no solo e pela carência de pesquisas sobre possíveis riscos ambientais e sanitários do seu uso.

A resolução 375/2006 do Conselho Nacional do Meio Ambiente (Conama), órgão consultivo e deliberativo do Ministério do Meio Ambiente, estabeleceu limites de tolerância para a ocorrência de indicadores de patogenicidade (bactérias, vírus e outros agentes que podem provocar doenças) para o uso agrícola do lodo de esgoto. A resolução determinou a necessidade de análises sobre a presença de ovos de helmintos (parasitos responsáveis por doenças como ascaridíase, teníase e cisticercose), salmonela, vírus e coliformes termotolerantes (bactérias que toleram temperaturas acima de 40ºC).

 

Lodo de esgoto passa por processo de medição da temperatura. Durante o processo de compostagem, as temperaturas podem passar de 70ºC.

 

Em razão da falta de pesquisas sobre o tema no Brasil, a resolução optou por cercar o uso do lodo de esgoto de todos os cuidados ao invés de arriscar a ocorrência de danos ao ambiente ou à saúde humana. A exigência das análises, por conta de seu alto custo e do número restrito de laboratórios capazes de executá-las, acabaram gerando dificuldades para que as empresas que trabalhavam com lodo pudessem atender aos requisitos da resolução do Conama. A partir de 2011, prazo final estabelecido pela resolução 375 para que as ETES se adequassem às normas, a própria Sabesp, que destinava o lodo recolhido na ETE de Franca para a cultura do café, com bons resultados, interrompeu essas operações.

Não podendo ser utilizado na agricultura, o lodo de esgoto precisa ser descartado em aterros sanitários. No entanto, somente aterros especialmente preparados e autorizados podem receber esse tipo de material, exigência que também gera custos para as ETEs. “O lodo de esgoto pode chegar a ter 85% de água em sua composição e elevada carga orgânica. Os aterros devem estar preparados para receber, coletar e tratar o chorume, elemento bastante problemático do ponto de vista ambiental”, afirma o professor Roberto Lyra Villas-Bôas, do Departamento de Solos e Recursos Ambientais da Faculdade de Ciências Agronômicas (FCA) da Unesp, Câmpus de Botucatu. O destino mais próximo para o resíduo gerado nas ETEs da Sabesp em Botucatu, por exemplo, é um aterro sanitário em Paulínia, a 180 km de distância. As despesas com esse descarte podem chegar a 50% do custo operacional de uma ETE.

Surge uma alternativa
A chance de reverter esse panorama foi encontrada também na legislação, mais especificamente no Decreto Federal 4.954 de 14/01/2004 e em uma série de Instruções Normativas editadas pelo Ministério da Agricultura e Abastecimento (MAPA). Tais normas oferecem possibilidade legal de, ao realizar a compostagem do lodo de esgoto, enquadrá-lo como Produto Fertilizante Orgânico Composto Classe D. O termo classe D indica o uso do lodo de esgoto na composição do fertilizante.

Assim como na resolução do Conama, os limites de tolerância de patogenicidade seguem sendo exigidos pelas normas editadas pelo MAPA. Para ser utilizado, o composto à base de lodo de esgoto deve passar por análises de coliformes termotolerantes, ovos de helmintos e salmonela. Como o aumento de temperatura causado pelo próprio processo de compostagem elimina a população de microrganismos patogênicos, tais normas não estabeleceram a exigência de análises de vírus para esse tipo de produto.

Foi com base nessas normas e motivada pelas diversas limitações ambientais, econômicas, técnicas e de espaço para disposição do lodo de esgoto que Sabesp e Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp) assinaram um Acordo de Cooperação para Desenvolvimento Tecnológico, em busca de alternativas de tratamento, disposição e a utilização do resíduo.

 

Maquinário adquirido no projeto “Compostagem do lodo de esgoto: avaliação do processo, do produto gerado e dos custos”.

 

O projeto “Compostagem do lodo de esgoto: avaliação do processo, do produto gerado e dos custos”, envolvendo dez pesquisadores e docentes da FCA, do Instituto de Biociências (IB) da Unesp, Câmpus de Botucatu, e da própria Sabesp, foi selecionado pelo Programa de Apoio à Pesquisa em Parceria para Inovação Tecnológica (PITE) da Fapesp, que financia estudos desenvolvidos por instituições acadêmicas em cooperação com empresas que cofinanciam os trabalhos.

A aprovação do projeto, sob a coordenação dos professores Lyra, Dirceu Maximino Fernandes e Iraê Amaral Guerrini, possibilitou a aquisição de equipamentos, maquinários (trator e compostadora), construção de estufa e a concessão de uma bolsa de pós-doutorado e uma bolsa de doutorado, com duração de 36 meses, e duas bolsas de treinamento técnico com duração de 18 meses. No total, o projeto reuniu 10 alunos de pós-graduação, dando origem a duas teses de doutorado e seis dissertações de mestrado.

A pesquisa
A primeira decisão dos pesquisadores foi a realização dos experimentos em grande escala. “Poderíamos fazer o projeto em pequena escala, juntando um metro cúbico de lodo a um metro cúbico do resíduo orgânico e observar os resultados. Mas sabemos que o volume influencia no processo, por isso optamos por fazer em larga escala com o objetivo de obter informações sobre o que efetivamente vai ocorrer com o material, no mesmo volume que será trabalhado pela empresa”, explica Lyra.

O processo de compostagem exige a mistura de um material mais rico em nitrogênio, no caso o próprio lodo de esgoto, com outro material mais rico em carbono.

A primeira questão enfrentada pela pesquisa foi a determinação da melhor fonte de carbono, em termos de eficiência e economia, para viabilizar a demanda da Sabesp no Estado de São Paulo.

 

Três materiais foram testados na sua capacidade de se misturar ao lodo de forma homogênea. A casca de arroz foi descartada. Já o bagaço de cana e a casca de eucalipto apresentaram características desejadas.

 

Três materiais foram testados para determinar sua capacidade de fermentar e se misturar ao lodo de forma homogênea, formando assim o composto orgânico. A casca de arroz, produzida com mais intensidade no Vale do Paraíba, foi descartada pela sua dificuldade em absorver água, o que impede a formação de uma massa homogênea ao ser misturada ao lodo de esgoto. Já o bagaço de cana-de-açúcar e a casca de eucalipto, testados porque podem ser obtidos em usinas e plantios em diversas regiões do Estado, apresentaram as características desejadas, com os compostos atingindo e mantendo a temperatura acima dos 55ºC por um período superior a 15 dias.

O aumento da temperatura é um fator fundamental do processo de compostagem, pois permite o desenvolvimento dos microrganismos (bactérias, fungos e actinomicetos) responsáveis pela conversão microbiológica da matéria orgânica bruta em composto orgânico. Esse aumento de temperatura também é fundamental para higienizar o composto, por eliminar os microrganismos patogênicos. “A eficácia do processo de compostagem e as pesquisas com as fontes de carbono não representariam nenhum avanço se os resultados das análises não indicassem a eliminação dos microrganismos patogênicos durante o processo”, ressalta Lyra.

Com o objetivo de comprovar a eliminação dos microrganismos a partir da compostagem, os pesquisadores retiraram amostras do experimento a cada dez graus que a temperatura da pilha de compostos aumentava e também ao final, quando ela voltou para menos de 40ºC. As análises microbiológicas foram realizadas com apoio dos Departamentos de Microbiologia e Parasitologia do IB, como parte da tese de doutorado da engenheira ambiental Marianne Fidalgo de Faria junto ao programa de Pós-Graduação em Ciência Florestal da FCA, sob orientação do professor Robert Boyd Harrison, da University of Washington, nos Estados Unidos e coorientada pelo professor Iraê Guerrini.

Toda a metodologia utilizada foi baseada naquela utilizada pela Companhia Ambiental do Estado de São Paulo (Cetesb). “O lodo de esgoto tem a característica de ser composto por muita gordura, o que pode esconder os ovos de helminto”, relata Lyra. “Antes da análise, o material precisa ser dispersado e selecionado para que se obtenha um material mais fino. Como a legislação fala em ovos viáveis de helminto, Marianne fez um treinamento para identificá-los e conseguiu fazer uma das pesquisas pioneiras no país nesse sentido.”

 

Mistura de materiais – bagaço de cana e casca de eucalipto.

 

Marianne começou a pesquisar sobre o tema ainda em seu mestrado, quando estudou a presença desses microrganismos no lodo de esgoto in natura. “Avaliamos o lodo de esgoto por um ano e o tempo de permanência de ovos de áscaris, o tipo mais resistente de ovos de helmintos, foi de sete semanas. Nas pesquisas conduzidas no doutorado comprovamos que 100% dos ovos de áscaris foram inativados durante o processo de compostagem. Com o bagaço de cana foram 60 dias de monitoramento e com a casca de eucalipto 45 dias. Na metade desses períodos já não encontrávamos mais esses ovos. Já a salmonela não foi encontrada desde o início do experimento”, detalha.

As análises dos coliformes termotolerantes foram responsáveis por preocupações no decorrer do estudo, como conta Marianne. “Eles chegaram a nível zero numa determinada etapa do processo. Mas, na coleta seguinte detectamos um grande aumento na sua quantidade. Pesquisando, percebemos que esse fenômeno é normal porque, como eles se reproduzem em temperaturas mais elevadas, as condições foram propícias para sua reprodução. Mas como as temperaturas continuaram a subir e a umidade diminuiu, esses microrganismos também acabaram eliminados”, argumenta.

Em debate
Quando o tema do uso agrícola do lodo de esgoto começou a ser debatido no Brasil, não havia estudos nacionais conclusivos. “Hoje, a Resolução 375 está em debate e pode ser revista em razão dos estudos que já temos no país. Os trabalhos que desenvolvemos aqui, junto com pesquisas feitas em outras instituições, estão ajudando nessa discussão”, comenta Marianne. “Um dos pontos em que se espera mudanças é a retirada da exigência de análise de vírus. Tanto os meus como vários outros estudos comprovam que os vírus, dentre todos os patógenos, são os mais sensíveis ao meio ambiente e duram poucas horas, o que minimiza o risco”.

O debate no seio da comunidade técnico-científica da área inclui outro fator importante: a pressão dos órgãos ambientais para que o lodo de esgoto não seja mais disponibilizado em aterros sanitários. “É um resíduo que gera chorume e pode contaminar o lençol freático, além de ser um material muito rico em matéria orgânica e nutrientes jogado fora”, explica a pós-doutoranda Caroline Mateus, bolsista do projeto. “É preciso dar um destino correto a esse material, fazendo uma reciclagem de nutrientes e retornando-o ao solo em áreas de cultivo de florestas, culturas como café e cana-de-açúcar e mesmo na recuperação de áreas degradadas.”

 

Estados Unidos e Austrália já utilizam sem restrição o lodo de esgoto depois de beneficiado, e com as mesmas características de qualidade do fertilizante produzido na ETE de Botucatu

 

Segundo Caroline, considerando apenas os plantios de eucalipto, a demanda já seria muito maior do que a produção. “Se o país inteiro coletasse e tratasse o esgoto, o lodo resultante não supriria nem a cultura do eucalipto no país. Assim, o problema dos aterros sanitários poderia estar encerrado. Além disso, a compostagem desse lodo pode oferecer um destino ambientalmente adequado para outros resíduos, como por exemplo a poda de árvores que todos os municípios fazem. O futuro é a utilização do lodo de esgoto na agricultura”, assegura.

Caroline lembra que, além da Unesp, outras instituições têm se dedicado à pesquisa sobre o tema. A Companhia de Saneamento do Paraná (Sanepar) é responsável pelas publicações mais antigas sobre uso agrícola do lodo de esgoto no Brasil. “O Paraná é um Estado pioneiro nessa área, mas eles trabalham com adição de cal ao lodo de esgoto. A cal também elimina os microrganismos e é adequada para a correção de alguns dos tipos de solos daquela região. No Estado de São Paulo essa solução é menos interessante, em razão dos custos da adição da cal e dos tipos de solo, que demandam outras formas de manejo”, explica Caroline.

Ana Lúcia Silva, gerente da Divisão de Controle Sanitário do Médio Tietê da Sabesp, lembra que países da União Europeia, Estados Unidos e Austrália já utilizam sem restrição o lodo de esgoto depois de beneficiado, e com as mesmas características de qualidade do fertilizante produzido na ETE Botucatu. “Nos Estados Unidos, por exemplo, esses fertilizantes podem ser encontrados em qualquer prateleira de supermercado, o que demonstra a segurança e o baixo risco ao meio ambiente e à saúde pública”, assinala.

Benefícios
Outra frente de estudos do projeto foi o levantamento dos custos de produção do composto, para avaliar a viabilidade econômica do processo. Conduzido pela professora Maura Seiko Esperancini, do Departamento de Economia, Sociologia e Tecnologia da FCA e sua orientada de mestrado Roseli Visentin, esse trabalho levantou todos os custos de cada etapa do processo, incluindo aquisição de materiais, equipamentos, estrutura, combustível, mão de obra e transporte. “Ao longo do estudo, percebemos que a logística para a produção do composto é bastante complexa. Você depende do lodo que está na ETE/Botucatu, mas o ideal é que os materiais que serão misturados na compostagem também estejam na região para baratear os custos”, comenta Roseli.

A pesquisa atestou a existência de um grande mercado para o produto. “Botucatu tem 96% do esgoto coletado e 100% do esgoto tratado. A ETE Botucatu tem capacidade para produzir cerca de 70 toneladas de composto orgânico por mês, quantidade que atenderia cerca de 5% da área cultivada com milho no município, aplicando-se 10 toneladas por hectare por ano, ou seja, a demanda é muito maior que a oferta. Mas ainda que esse produto não seja comercializado, o grande benefício econômico já ocorre quando se evita os custos com o transporte e a disposição desse lodo no aterro sanitário em Paulínia”, esclarece Roseli.

Além disso, há inegáveis benefícios sócio-ambientais, como coloca Wanderley da Silva Paganini, superintendente de Gestão Ambiental da Sabesp. “O grande desafio vivenciado hoje é a transição de uma economia linear, que é aquela na qual se extrai a matéria-prima para a produção dos bens de consumo e se descartam os resíduos gerados após o uso dos produtos, para a chamada economia circular, que busca a reutilização, a recuperação e a reciclagem dos produtos, com base em um modelo de desenvolvimento sustentável. Não é um caminho fácil, mas é um objetivo inserido em nossa visão de futuro para o saneamento. Sabesp e Unesp estão dando um importante passo nessa direção”.

 

Da esq. para dir., professor Lyra (FCA),
Ana Lúcia Silva (Sabesp) e Maurício Tápia (Sabesp).

 

Alternativas
Foi também pensando no aspecto econômico que os pesquisadores avaliaram a possibilidade do uso do composto orgânico como substrato para a produção de mudas de eucalipto e espécies florestais nativas. “A ideia era agregar mais valor ao composto. Foram feitos quatro trabalhos nesse sentido, orientados pelos professores Magali Ribeiro da Silva e Iraê Guerrini, sempre comparando os dados obtidos com os substratos comerciais, e os resultados foram muito bons”, conta o professor Lyra. “Muitas vezes, o substrato comercial precisa receber adubação extra. O lodo de esgoto, por conter nitrogênio e outros nutrientes, já ajuda a promover o crescimento da planta. Trata-se de um campo imenso para pesquisas que busquem encontrar os padrões ideais para o uso desse material nas diversas espécies”.

Um último enfoque do projeto foi a avaliação do enriquecimento do composto elaborado com bagaço de cana com fósforo e a eficiência do seu aproveitamento em áreas de cana-de-açúcar. O bagaço de cana tem sido compostado e utilizado pelas usinas nas plantações dessa cultura, principalmente em solos arenosos onde as perdas de nutrientes são mais intensas e a falta de água mais expressiva, com resultados importantes em termos de produtividade. No entanto, esse material é pobre em fósforo, havendo a necessidade de complementação de adubo inorgânico nos plantios.

Os pesquisadores resolveram então avaliar o enriquecimento do composto com outras fontes de fósforo e a eficiência do seu aproveitamento pelas plantas. “Normalmente, são feitas duas operações: aplica-se o composto e, na sequência, aplica-se o adubo. Então por que já não enriquecer o material aplicado, a partir da compostagem? Seria uma forma de levar o fósforo que a planta precisa, com apenas uma operação no campo, economizando o gasto com o trabalho das máquinas”, relata Caio Vilela Cruz, responsável por essa etapa do projeto, sob orientação do professor Dirceu Maximino Fernandes. Em fase final, essa vertente do projeto também tem apresentado resultados positivos.

Próxima do seu encerramento, a iniciativa apresentou respostas diretas e claras para questionamentos pontuais sobre aspectos de interesse da Sabesp. “A proposta objetiva do projeto foi estudar as limitações que impediam o uso do lodo no solo e como essas barreiras poderiam ser superadas”, afirma Lyra. “Acredito que mostramos os caminhos e geramos informações que podem ajudar na formulação da legislação e a tornar o uso do lodo mais amplo e seguro para o homem e para o meio ambiente.”

Para Maurício Tápia, superintendente da Unidade de Negócio Médio Tietê da Sabesp, o grande desafio para o desenvolvimento sustentável é agregar valor econômico e ambiental, gerando o mínimo de rejeitos, que deverão ter uma destinação ambientalmente adequada. “Por meio da otimização do processo de tratamento e da aplicação de novas tecnologias, a Sabesp, através da Unidade de Negócio Médio Tietê, vem obtendo resultados significativos nas estações de tratamento. Em Botucatu, temos o privilégio de contar com a parceria da Unesp. O uso do lodo de esgoto deve ser feito com todo o cuidado porque ele é poluente potencial se mal utilizado, mas apesar do rigor da legislação vigente, já estamos conseguindo usufruir dos benefícios do material com a segurança necessária”, diz.

Em novembro, a Sabesp deve receber o relatório final geral sobre o projeto, em todas as suas vertentes. A ideia é que esse documento auxilie a decisão estratégica da empresa sobre o melhor uso para o lodo de esgoto gerado em suas ETES. “As informações mostram que o produto tem potencial. Desenvolver essa pesquisa é uma forma de retribuir o investimento feito pela sociedade, trazendo benefícios de várias ordens, economia e uma visão ambiental que a cada dia é mais importante”, analisa Lyra.

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Foto: Vista aérea da Fazenda Experimental de Lageado, em Botucatu. (© Estação de Tratamento de Esgoto (ETE) Lageado, em Botucatu/Sabesp)

 

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