Análise da evolução do grau de maturação em processos de compostagem

Abstract

O presente trabalho tem como principal objetivo avaliar a evolução do grau de maturação em quatro processos de compostagem distintos. Para tal, utilizaram-se o carbono extratável, a espetroscopia UV-vis e o FTIR. A instalação laboratorial consistiu num conjunto de quatro reatores cilíndricos de auto-aquecimento, isolados termicamente, com arejamento forçado através de ar comprimido e com homogeneização periódica. A monitorização do grau de maturação decorreu não só ao longo dos 25 dias em que as misturas permaneceram nos reatores, mas também durante o 25º e o 144º dia em que os compostos se encontravam em sistema aberto, em fase de maturação. A mistura base comum a todos os reatores (RH4, RH3, RH2 e RH1), consistiu em casca de batata, aparas de relva, casca de arroz nas proporções (em massa) de 51%, 32% e 17% respectivamente. Nos reatores RH3, RH2 e RH1 adicionou-se respetivamente 10, 20 e 30% (em massa) de casca de ovo. Através da análise do carbono extratável, avaliaram-se diversos índices de humificação, tendo-se verificado que à excepção do RH1 (30% de casca de ovo), ao fim de 144 dias os compostos atingiram níveis de humificação satisfatórios. Através de espetroscopia UV-vis foram avaliados três rácios definidos com base em razões de absorvância em comprimentos de onda específicos (E2/E4, E2/E6 e E4/E6). O rácio E2/E4 permitiu observar que ocorreu degradação dos compostos facilmente degradáveis e um ligeiro aumento de grupos fenólicos e carboxílicos no final da compostagem. Relativamente aos rácios E2/E6 e E4/E6 não se revelaram muito adequados para o objectivo pretendido. Os espetros obtidos através de FTIR foram sobretudo interpretados também através de rácios característicos, os quais mostram que efetivamente os compostos biodegradáveis são degradados ao longo do período de monitorização, não se observando um aumento significativo dos compostos aromáticos. Comparando os resultados obtidos para os compostos produzidos laboratorialmente e para um comercial, pode concluir-se que os primeiros apresentam níveis de humificação semelhantes ou superiores. Em suma, pode concluir-se que as metodologias utilizadas neste estudo, apesar de todas serem adequadas à avaliação do grau de maturação, devem ser utilizadas complementarmente de modo obter respostas mais fiáveis.

The laboratory setup involved four self-heating cylindrical reactors, thermally insulated, with forced aeration through compressed air and periodic homogenization. The monitoring of maturation degree was performed not only in the 25 days that the mixtures stayed in the rectors, but also during the 25th to the 144th day, with the compounds in open system (maturation phase). A common mixture was used in all reactors (RH4, RH3, RH2 and RH1), which entails potato skins, grass clippings, rice husk in the proportions of 51%, 32% and 17% (w/w) respectively. In reactors RH3, RH2 and RH1 it was added respectively 10, 20 and 30% (w/w) of eggshell. Through the analysis of extractable carbon, several rates of humification were evaluated, and apart from RH1 (30% egg shell), after 144 days the compounds have reached satisfactory levels of humification. The UV-vis spectroscopy was used to evaluate three characteristic ratios defined in terms of absorbance at specific wavelengths (E2/E4, E2/E6 and E4/E6). The ratio E2/E4 indicated degradation of compounds easily degradable and a slight increase of phenolic and carboxylic groups in the final of composting. E2/E6 and E4/E6 ratios revealed unsuitable for the intended objective. The FTIR spectra were also mainly interpreted through typical ratios, which show that the biodegradable compounds are degraded in the monitoring period, with no significant increase in aromatics compounds. Comparing the results obtained for laboratory produced compounds and a commercial one, it was concluded that the former ones have higher levels of humification. In short, it can be concluded that the methodologies used in this study, although all are suitable for assessing the maturation degree, they should be used complementarily in order to obtain more reliable answers.