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21º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental
ABES – Trabalhos Técnicos 1
III-021 - A CONTAMINAÇÃO BIOLÓGICA NA COMPOSTAGEM
João Tinôco Pereira Neto (1)
Engenheiro Civil pela UFMA; Mestre em Eng. Sanitária pela UFPB; Ph.D em Eng. Sanitária
e Ambiental (1987) pela Universidade de Leeds; Professor Titular da Universidade Federal
de Viçosa (UFV); Consultor em Resíduos Sólidos de vários Órgãos Nacionais e
Internacionais; Profissional agraciado com a Comenda do Meio Ambiente pela OAB.
Marcelo de Paula Neves Lelis
Engenheiro Civil pela UFV. Mestre em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos
(1998) pela UFMG. Assessor do Centro Mineiro para Conservação da Natureza (CMCN).
Coordenador Técnico do Laboratório de Engenharia Sanitária e Ambiental (LESA) da
Universidade Federal de Viçosa.
Endereço(1) : Laboratório de Eng. Sanitária e Ambiental / Departamento de Eng. Civil - Universidade Federal
de Viçosa - Cep: 36571-000 - Viçosa (MG). Tel (31) 899 2747 ; Fax (31) 899 1737; E-mail:
lesa@mail.ufv.br
RESUMO
A compostagem de resíduos orgânicos se constitui no método mais antigo de reciclagem e tratamento de
resíduos orgânicos.
Quando a compostagem é utilizada no tratamento de resíduos contaminados por compostagem, estes passam a
apresentar sério risco quando manipulados, principalmente em populações de baixa renda que encontra-se mais
susceptível a esta situação. Grande parte da bibliografia especializada parece concordar que a manutenção de
temperaturas termófilas (próxima a 60º C) por um curto período (que varia de uma hora a três dias, de acordo
com o autor) são suficientes para eliminar os microrganismos patógenos da massa de compostagem. Os autores
do presente trabalho não concordam com essas afirmativas, alertam aos danos que essa prática pode causar e
mostram, à luz de resultados práticos, que são necessários, no mínimo, 20 dias sob temperatura termófila, para
que se obtenha índices satisfatórios de eliminação de microrganismos patógenos no processo de compostagem.
PALAVRAS-CHAVE: Resíduos orgânicos, compostagem, contaminação, patógenos.
INTRODUÇÃO
A compostagem constitui-se um dos mais antigos processos de reciclagem (terciária) de resíduos orgânicos
de que o homem tem conhecimento.
Trata-se de um eficiente processo de tratamento existente em várias concepções (de baixo custo), as quais, em
sua quase totalidade, mantém grande simplicidade e flexibilidade operacional para tratar quantidades
diversificadas de resíduos orgânicos.
Os principais problemas de contaminação na compostagem são devidos à determinados elementos químicos (a
exemplo dos metais pesados) e dos microrganismos patógenos. Em relação ao primeiro caso, vários trabalhos
de pesquisa desmitificaram cientificamente os erros de interpretação e exageros sobre o tema (1, 2, 3),
principalmente porque pouquíssimos resíduos orgânicos de uso na compostagem são contaminados por metais
pesados. Já no segundo caso, da contaminação biológica, a grande maioria dos resíduos orgânicos são, na
verdade, contaminados, direta ou indiretamente, por patógenos, ovos de helmintos, ovos e/ou larvas de insetos,
etc. Este fato se constitui em grave problema sanitário, pela possibilidade de contaminação do homem por via
direta (quando em contato com esses resíduos ou com o composto), ou indiretamente, através de vetores
biológicos (moscas, mosquitos, etc.) e alimentos contaminados.
Dentre as principais causas da contaminação biológica na compostagem, podemos citar:
a) o tipo de processo de compostagem utilizado;
b) a eficácia do controle operacional exercido; e
c) as interpretações errôneas sobre a inativação desses agentes contaminantes no processo.
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A maioria dos parâmetros de controle da contaminação biológica na compostagem baseiam-se em tabelas
(Quadro 1), que fornecem o tempo de inativação do patógeno em função da temperatura. Essas tabelas
registram que temperaturas termófílas próximas a 60ºC, mantidas por 60 minutos são suficientes para inativar
patógenos presentes na massa de compostagem (exceção feita aos ovos de ascaris).
No intuito de melhor esclarecer sobre esses problemas e provar que esses valores não representam,
absolutamente, a realidade prática que ocorre nos processos (podendo, inclusive, contribuir para maiores
problemas de contaminação na compostagem), o presente trabalho apresenta dados de pesquisas que
comprovam ser necessário, em condições reais de trabalho, no mínimo, vinte (20) dias sob temperatura
termófila para termos uma inativação satisfatória dos patógenos, seguindo-se, obrigatoriamente, a fase de
maturação do processo onde ocorre, inclusive, a ação natural de antibióticos na eliminação de eventuais
patógenos remanescentes.
Quadro 1: Condições de inativação de parasitas e microrganismos patógenos na compostagem
Microrganismo/Parasita Temperatura (ºC) Tempo (minutos)
Necator Americanus 45 50
Entamoeba histolistica 45 3
Entamoeba hostolistica (cistos) 55
Micrococcus pyogenes 50 10
Ascaris lumbricoides* 50 a 70 60 m a 43 h
Streptococcus pyogenes 54 10
Taenia saginata 55 3
Corynebacterium Diphtheriae 55 50
Salmonella Sp. 55 60
Salmonella Typhosa 60 30
Shigella Sp. 55 60
Escherichia Coli 55 60
E. Coli (cistos) 60 20
Trichinella spiralis (larvas) 55 3
Trichinella spiralis (cistos) 60 1
Bricella Abortus 55 30
Micobacterium Tuberculosis 67 20
* diferentes valores encontrados por diversos autores
OBJETIVOS
O objetivo do presente trabalho é, portanto, provar que constitui-se um grande erro assumir que a eliminação
de agentes patógenos na compostagem possa se dar pelo que preconizam algumas bibliografias especializadas,
ou seja, com a manutenção de temperaturas termófilas próximas a 60º por uma hora (5 e 6). Neste sentido
serão apresentados vários resultados de pesquisas utilizando diferentes substratos (lixo urbano, lodo de esgotos,
resíduos agrícolas e resíduos agro-industriais) que comprovam, estatisticamente, ser impossível obter a
eliminação de microrganismos patógenos nas práticas de compostagem, nesses curtos períodos indicados. Os
autores mostram como proceder operacionalmente para obter a correta eliminação dos patógenos na
compostagem de qualquer tipo de resíduo orgânico.
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METODOLOGIA
Os experimentos, aqui referidos, constituíram-se de leiras de compostagem, montadas com média de 700 kg de
material, sendo utilizado como matéria-prima a fração orgânica do lixo urbano, resíduos agrícolas, lodo de
esgotos domiciliares e resíduos agro-industriais.
Para efeito de avaliação da eficiência do processo, serão apresentados os resultados referentes à mineralização
dos resíduos orgânicos (sólidos voláteis e/ou relação C/N).
Os processos de compostagem utilizados foram diferenciados (conforme indicado nos Quadros), e variam
desde uma versão do processo windrow (processo LESA de compostagem) com aeração por reviramento
manual, até os processos desenvolvidos por aeração forçada.
Em todos os experimentos citados, independentemente do sistema operacional utilizado (windrow/LESA ou
leiras estáticas aeradas) o princípio teórico do processo foi, obviamente, inalterado. Este consistiu em buscar a
garantia de que os principais parâmetros que têm influência sobre a eficiência do processo, permanecessem sob
rígido controle. Isto significa manter, na fase de degradação ativa, a temperatura na faixa termófila de 40 a 65o,
a umidade nos limites de 45 a 60% e a oxigenação da massa de compostagem variando de 0,2 a 0,8 m3 de ar por
quilo de sólidos voláteis por dia (sendo os limites inferiores encontrados nas leiras aeradas por reviramento e os
superiores nas leiras aeradas mecanicamente).
A aeração manual foi desenvolvida, segundo os critérios descritos do Processo LESAde Compostagem, no
qual o ciclo de reviramento das leiras se dá a cada 3 dias no primeiro mês do processo, seguindo-se de um
reviramento a cada 6 dias até o fim da fase de degradação ativa.
A aeração mecanizada, das leiras estáticas aeradas, foi desenvolvida segundo descrito na bibliografia
especializada (7, 8 e 9). Neste processo, um separador (Secomac/46), com motor de ½ HP de potência, “injeta”
ar na massa de compostagem, segundo o controle de um mecanismo “eletromecânico”, em “feedback”, por uma
sonda de controle (termistor) que “informa” ao sistema eletrônico (relé/termostato), a temperatura da massa de
compostagem. Quando esta temperatura “informada” for maior do que a temperatura máxima de controle das
leiras (65oC), o sistema eletrônico aciona o soprador e a leira é automaticamente aerada. O sistema conta
também com um temporizador (‘timer”) que aciona o soprador (por 2 minutos a cada ciclo de 30 minutos) nos
casos em que a temperatura máxima da leira for menor que 65oC.
A determinação das taxas de aeração (0,2 a 0,8 m3 de ar/kg s.v/dia) seguem as recomendações propostas nas
pesquisas desenvolvidas pela Universidade de Leeds e a Universidade de Federal de Viçosa.
RESULTADOS
As análises microbiológicas, parte relevante do trabalho, são apresentadas em termos da contagem da
população de microrganismos indicadores de patógenos, a exemplo dos Estreptococcus fecais.
Diversos resultados de pesquisas utilizando a compostagem artesanal (Windrow/Lesa) e o sistema de aeração
forçada são apresentados. Nestes experimentos foram utilizados materiais diferenciados, conforme referência
junto às respectivas tabelas.
A seguir são apresentados alguns resultados encontrados:
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Quadro 2: Variação na População de Estreptococus fecais na compostagem
Período de Monitoramento (dias)
1a fase 2a faseParâmetro
0 15 30 45 60 15 30
Sólidos Voláteis (%) 53,5 37,5 28,1 25,9 25,3 24,2 22,0
Relação C/N 24,3 14,5 13,9 10,9 12,1 11,2 9,2
Estreptococus fecais 2x105 3x105 8x104 2x104 8x103 5x102 <102
Sólidos Voláteis (%) 52,1 32,8 29,8 26,2 24,9 28,8 22,3
Relação C/N 28,2 19,0 12,0 11,1 10,7 10,3 10,2
Estreptococus fecais 5x103 1x106 3x105 7x104 1x104 2x103 <102
Material utilizado: fração orgânica do lixo urbano
Fonte: LELIS, M.P.N., 1998
Quadro 3: Variação na População de Estreptococus fecais, Relação C/N e Sólidos Voláteis
durante a Compostagem
Fase ativa (dias)
Dias
Parâmetro Experimento
0 8 16 20 30 57
Estreptococos fecais PLTA-10-P 4x105 4x105 35x104 7x103 - 0
Relação C/N PLTA-10-P 30 34 31 - 25 -
Sólidos Voláteis PLTA-10-P 72,00 69,03 66,50 - 61,50 -
Estreptococos fecais PLTA-11-P 5x106 5x106 75x104 5x102 - 0
Relação C/N PLTA-11-P 33 24 25 - 18 -
Sólidos Voláteis PLTA-11-P 65,00 52,85 52,26 - 47,43 -
Estreptococos fecais PLTA-12-N 2x105 2x105 5x103 4x102 - -
Relação C/N PLTA-12-N 36 28 34 - 28 25
Sólidos Voláteis PLTA-12-N 71,12 69,10 68,50 - 67,27 66,84-
Estreptococos fecais PLTA-13-N 106 106 4x104 4x103 - 0
Relação C/N PLTA-13-N 35 33 39 - 23 Interrompi
do
Sólidos Voláteis PLTA-13-N 75,22 72,50 71,00 - 66,18 Interrompi
do
Estreptococos fecais PLTA-14-H 105 105 2x104 2x103 0 -
Relação C/N PLTA-14-H 39 37 33 20 - -
Sólidos Voláteis PLTA-14-H 77,88 74,00 70,50 49,55 - -
Obs: PLTA- Pilha de Lixo Triturada Aerada (modo positivo e negativo)
Material utilizado: fração orgânica do lixo urbano previamente triturada
Fonte:Nóbrega, C.C. (1991)
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Quadro 4: Variação na População de Estreptococus fecais e Relação C/N durante a Compostagem
Fase ativa (dias)
Parâmetro Experimento 0 15 30 45 55 60 75
Estreptococus fecais Exp-90% - 103 - - - - -
Relação C/N Exp-90% 100 80 - - - - -
Estreptococus fecais Exp-80% - 104 103 103 - 103 103
Relação C/N Exp-80% 103 68 58 43 - 29 27
Estreptococus fecais Exp-70% - 103 103 103 103 - -
Relação C/N Exp-70% 74 62 49 32 25 - -
Material utilizado: Bagaço de cana (%) e esterco bovino
Fonte:Vitorino, K.M.N. (1991)
Quadro 5: Variação na População de Estreptococus fecais
Período de Maturação (dias)
Experimento 0 10 20 30 40
1 5x10 7x108 4x107 2x104 7x102
2 2x10 3x106 2x103 2x102 5
3 5x10 9x108 2x107 4x103 21x103
4 6x10 15x108 6x106 18x103 102
Material utilizado:
Exp. 1: Lodo de esgoto
Exp. 2: 70% de lodo de esgoto e 30% de fração orgânica do lixo urbano
Exp. 3: 60% de lodo e 40% de “cavaco de madeira”
Exp. 4: 60% de lodo e 40% de composto maturado
Fonte:Gouvêa, L.C. (1995)
Quadro 6: Variação na População de Microrganismos Indicadores Durante a Compostagem
Período de Compostagem (dias)
Parâmetro Experimento 0 4 8 16 32 60 120
Escherichia coli R5 1,4x107 1,0x104 4x104 1,4x107 4x103 6x103 <102
Clostridium perfringens R5 1,4x105 2x104 3x103 1,4x107 3x104 2x104 <102
Salmonela R5 _ _ _ _ _ _ _
Escherichia coli R8 1,0x107 _ 1x105 1,4x107 5x103 1x103 <102
Clostridium perfringens R8 2x104 _ _ 1,4x107 4x104 2x103 <102
Salmonela R8 280 _ 170 110 76 76 _
Material utilizado: Lodo de esgoto e fração orgânica do lixo urbano
Fonte:Pereira Neto, J.T. (1987)
CONCLUSÕES
Os resultados apresentados mostram, com base nos experimentos criteriosamente monitorados, que de fato
torna-se um absurdo, além de constituir-se em grande perigo para a saúde pública, avaliar a eliminação de
microrganismos patógenos na compostagem com base em simples recomendações que preconizam tempos de
apenas uma hora ou dois a três dias sob temperaturas termófilas (com o respaldo das tabelas de inativação de
patógenos amplamente divulgadas (Quadro 1).
Existem vários fatores intrínsecos aos processos de compostagem que jamais permitirão que a eliminação dos
patógenos ocorra em períodos tão curtos quanto preconiza boa parte da bibliografia sobre o assunto. Dentre
esses fatores, podemos citar, também: a heterogeneidade do material, o tamanho das partículas, a existência de
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zonas “mortas” nas leiras de compostagem (base/flancos inferiores) e a possibilidade, real, de recontaminação, a
depender do grau de mineralização da massa de compostagem.
Os resultados de pesquisas, publicados neste trabalho, mostram claramente que para a obtenção de um produro
final livre de contaminantes biológicos, é necessário manter um rígido controle do processo (oxigenação,
umidade), onde o binômio: temperatura/tempo tornam-se parâmetros de suma importância para a efetiva
eliminação dos contaminantes biológicos (a exemplo dos patógenos) na compostagem.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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do lixo domiciliar urbano. Tese apresentada à Universidade Federal de Viçosa, com parte das exigências do
Curso de Agroquímica, para a obtenção do título de “Magister Scientiae”. Viçosa, 1993.
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(Mestrado ....) Universidade Federal de Viçosa.
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chorume). Belo Horizonte: Escola de Engenharia da UFMG, 1998. 180p. Dissertação (Mestrado em
Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos) - Universidade Federal de Minas Gerais.
7. NÓBREGA, Cláudia Coutinho. Estudo e avaliação de um método híbrido de aeração forçada para
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Dissertação (Mestrado em Engenharia Sanitária e Recursos Hídricos) Universidade Federal da Paraíba.
8. VITORINO, K.M.N. Estudo da compostabilidade de resíduos de usinas de açúcar e de álcool.
Campina Grande: Pós-Graduação em Engenharia Civil da UFPB, 1991. 140p. Dissertação (Mestrado em
Engenharia Sanitária e Recursos Hídricos) Universidade Federal da Paraíba.
9. PEREIRA NETO, J. T. Aspectos epidemiológicos na compostagem. Revista Bio, n. 01, outubro/dezembro
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10. PEREIRA NETO, J.T. On the treatment of municipal refuse and sewage sludge using aerated static
pile composting – a low cost technology approach. Department of Civil Engineering, 1987. 292p.
Dissertação (Doctor of Philosophy) The University of Leeds England