Prof. Clovis Orlando Da Ros
Engenheiro Agrônomo • Mestre em Agronomia e Doutor em Ciência do Solo (UFSM) • E-mail: clovisdaros@smail.ufsm.br
Prof. Edison Bisognin Cantarelli
Engenheiro Florestal • Mestre e Doutor em Engenharia Florestal (UFSM) • E-mail: cantarelli@ufsm.br
Julian Milani Alessi
Sócio Administrador da Empresa Alessi Mineração, Frederico Westphalen (RS) • E-mail: alessimineracao@gmail.com
A região Sul do Brasil concentra a maior produção de suínos e de aves do País (IBGE, 2019). No Rio Grande do Sul, o destaque vai para a região Noroeste, com 59,2% da produção de suínos e 34,8% de aves. Esses modelos de produção, baseados em sistemas confinados, geram alta concentração de resíduos orgânicos, caracterizando um passivo ambiental nas regiões produtoras. Destaca-se que a limitação de área agrícola para descarte de resíduos orgânicos, provenientes da criação de suínos, já é um fator limitante para novos empreendimentos no setor de suinocultura em muitos municípios da região sul do Brasil.
Associado a essa demanda de resíduos orgânicos, a região Norte do Rio Grande do Sul apresenta uma alta oferta de rejeitos de rochas basálticas, proveniente da extração do mineral ametista, que também caracteriza um passivo ambiental. A região é conhecida mundialmente por ter a maior reserva de ametistas do planeta, de onde são extraídas e exportadas para mais de 50 países.
Considerando a alta demanda desses dois materiais, pesquisadores da Universidade Federal de Santa Maria (UFSM), campus de Frederico Westphalen, em parceria Púbico-Privada com a Empresa Alessi Mineração, utilizaram essas matérias-primas para o desenvolvimento de um novo tipo de fertilizante, denominado organoremineralizador do solo (Fors). Eles entendem que a produção do fertilizante é uma alternativa para o reaproveitamento, em maior escala, desses resíduos e para a minimização do passivo ambiental. O desafio é desenvolver o processo de granulação e disponibilizar o fertilizante ao consumidor na forma em que possa ser aplicado na agricultura, utilizando os mesmos maquinários dos fertilizantes minerais.
O processo de granulação do fertilizante inicia com o preparo das matérias-primas. Os rejeitos de basalto necessitam de moagem para reduzir as partículas na forma de pó (0,3 a 2,0 mm) ou filler (< 0,3 mm). Além disso, para ser considerado remineralizador do solo, conforme a Instrução Normativa nº 5, do Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (MAPA, 2016), deve conter teores de bases (CaO + MgO + K2O) iguais ou superiores a 9,0% e K2O, igual ou superior a 1,0%.
Os resíduos orgânicos para serem utilizados na composição do Fors necessitam de tratamento para estabilizar a fração orgânica e eliminar os organismos patogênicos. Aqueles oriundos de compostagem devem ser peneirados em malha menor que 4,0 mm e, quando necessário, devem ser triturados antes do peneiramento. Os lodos de processos de tratamento precisam ser desaguados para posterior mistura com outros resíduos orgânicos de menor umidade (i.e., cama de aves). A pré-secagem dos lodos desaguados também é necessária quando não dispõe de resíduos orgânicos com baixa umidade para compor a mistura.
A composição do Fors permite o uso de diferentes tipos de resíduos orgânicos e de remineralizadores. Os pesquisadores destacam que os tipos e as proporções dessas matérias-primas dependem da oferta na região produtora do fertilizante. Os remineralizadores podem ser provenientes da moagem de rochas, de rejeitos de rochas da extração de ametista e da extração de calcário, além do aproveitamento do pó de rocha, obtido por peneiramento vindo de unidades de britagem de rochas para fins de construção civil e pavimentação de estradas, que é o caso da Empresa Alessi Mineração.
Os resíduos orgânicos podem ser oriundos de unidades de criação de animais, de processamentos da atividade industrial ou da agroindústria, da separação de lixo domiciliar, do tratamento de águas residuárias ou de qualquer outra atividade que concentrem materiais ricos em carbono e nutrientes, desde que atendam as especificações da instrução normativa nº 25 para produção de fertilizantes orgânicos (Mapa, 2009).
Os processos testados na UFSM para a granulação do Fors foram realizados por meio de prato rotativo e por extrusão e esferonização. O processo com prato rotativo não foi eficiente para produzir grânulos uniformes e com alta resistência mecânica, mesmo com a adição de aglutinantes. A eficiência foi obtida com o processo de extrusão e esferonização (Figura 1). Neste caso, o conteúdo de água (umidade) da mistura do resíduo orgânico com o remineralizador, é um dos pontos críticos para a granulação do fertilizante. A massa úmida da mistura deve ter uma consistência adequada: a baixa umidade resulta em elevadas quantidades de materiais com granulação fina e, a alta umidade, irá dificultar a esferonização, causando união dos extrusados, obtendo partículas de diâmetros elevados.
Figura 1 – Esquema simplificado do processo de granulação do fertilizante organoremineralizador do solo por extrusão e esferonização
A extrusão é a etapa em que a mistura do resíduo orgânico com o remineralizador do solo sofre compactação e é transformada em filamentos cilíndricos (“espaguetes”), denominados extrusados. A extrusão pode ser realizada com extrusoras de rosca ou de rolos compressores (matriz plana ou cilíndrica), denominadas de peletizadoras. Após a extrusão, os filamentos cilíndricos (pellets) são encaminhados a um esferonizador. O movimento rotativo do disco quebra os filamentos e o atrito reduz as arestas dos fragmentos, formando agregados esféricos e uniformes. A Figura 2 mostra a transformação da mistura do resíduo orgânico com o remineralizador em pellets e em grânulos.
Figura 2 – Transformação da mistura do resíduo orgânico com o remineralizador em pellets e em grânulos
A inclusão de remineralizador na mistura com resíduos orgânicos apresenta vantagem, pois facilita o processo de obtenção de grânulos esféricos, além de aumentar a sua densidade em comparação aos processos que utilizam somente resíduos orgânicos, com valores próximos aos fertilizantes minerais. Com isso, compatibiliza a mistura com os fertilizantes granulados já disponíveis no mercado e facilita a sua aplicação no solo para atender a demanda de nutrientes pelas plantas, usando os maquinários já disponíveis na propriedade.
A agregação do resíduo orgânico junto com o remineralizador do solo é novidade em termos processo de granulação e de nomenclatura de fertilizantes. Esta agregação contem nutrientes na forma mineral e orgânica, atendendo a demanda das plantas durante todo o ciclo de desenvolvimento. O pó de rocha condiciona a remineralização de solos intemperizados por meio da alteração dos minerais primários presentes no pó de rocha, libera macro e micronutrientes e favorece a neoformação de novos minerais com maior capacidade de retenção de nutrientes no solo (TOSCANI; CAMPOS, 2017). Os resíduos orgânicos atuam como condicionador do solo, promovendo a melhoria dos atributos químicos, físicos e biológicos (MANGIERI; TAVARES FILHO, 2015).
Outro diferencial que a tecnologia de granulação do Fors é possibilitar o uso dos mesmos maquinários utilizados para os fertilizantes minerais granulados, facilitando a sua aplicação no campo e a uniformidade na distribuição do produto. O fertilizante poderá ser aplicado no sulco de semeadura das culturas, reduzindo as perdas por escorrimento superficial, por volatilização e por desnitrificação. O Fors é compatível em mistura com fertilizantes minerais, já disponíveis no mercado (i.e., ureia, superfosfato triplo e cloreto de potássio), podendo ser usado por empresas de fertilizantes para a formulação de fertilizantes organominerais, na forma de mistura de grânulos.