A Importância da Medição do Oxigénio na Compostagem Aeróbia

A compostagem é, desde há muito, uma técnica tradicional de reutilização de resíduos orgânicos. Entre os diversos métodos de compostagem disponíveis, a compostagem aeróbica é particularmente conhecida por ser ecológica e eficaz na transformação de resíduos orgânicos em fertilizantes ricos em nutrientes.

Neste blogue, exploramos o processo de compostagem aeróbica e discutimos a importância de monitorizar os níveis de oxigénio para alcançar os melhores resultados de decomposição possíveis.

O Papel do Oxigénio no Processo de Compostagem Aeróbia

A compostagem aeróbia baseia-se na actividade dos organismos do solo, tais como fungos, bactérias e minhocas, para decompor os resíduos orgânicos utilizando oxigénio. Este processo resulta principalmente na produção de dióxido de carbono, água, calor e produtos de decomposição semelhantes ao húmus que podem ser utilizados como fertilizantes. O processo de compostagem pode ser dividido nas seguintes fases:

1. fase inicial (fase mesofílica): Durante esta fase, os microrganismos mesófilos, que se desenvolvem a temperaturas moderadas (20 a 45°C), decompõem rapidamente os componentes facilmente disponíveis e facilmente degradáveis dos resíduos orgânicos, tais como açúcares, aminoácidos e hidratos de carbono simples. A temperatura no interior da pilha de composto começa a subir devido ao calor gerado pela actividade microbiana.

2. Fase termofílica: À medida que a temperatura aumenta (45 a 65°C), os microrganismos termofílicos, que se desenvolvem em temperaturas mais elevadas, assumem o controlo do processo de decomposição. Estes microrganismos decompõem compostos mais complexos como a celulose, a hemicelulose e as proteínas. A temperatura elevada durante esta fase ajuda a eliminar as sementes de ervas daninhas, os agentes patogénicos e as pragas. É essencial manter a temperatura abaixo de 65°C para evitar matar microorganismos benéficos e gerar emissões indesejadas.

3. Fase de arrefecimento: Após a decomposição da matéria orgânica, a actividade microbiana diminui, levando a um declínio da temperatura. Os microrganismos mesófilos voltam a estar activos, decompondo os materiais orgânicos remanescentes. Durante esta fase, a pilha de composto regressa gradualmente à temperatura ambiente.

Fase de Maturação (Fase de Cura): Esta fase final consiste na estabilização e humificação da matéria orgânica remanescente. Os microorganismos continuam a decompor os compostos mais resistentes e a produzir substâncias húmicas, essenciais para a fertilidade do solo. O composto é considerado maduro quando a temperatura se estabiliza próximo da temperatura ambiente, e o material apresenta uma textura escura e quebradiça com um aroma a terra. Este composto maduro é rico em nutrientes e matéria orgânica, o que o torna um excelente corrector de solos para jardins e paisagens.

A importância da medição do oxigénio na compostagem

Monitorizar os níveis de oxigénio e assegurar que são mantidos no composto é fundamental para a eficácia e qualidade geral do processo de compostagem. Seguem-se algumas razões fundamentais que sublinham a importância da gestão do oxigénio na compostagem aeróbia:

Actividade microbiana óptima:

Os microrganismos aeróbicos necessitam de oxigénio para decompor eficazmente a matéria orgânica. Quando os níveis de oxigénio são mantidos, estes microrganismos podem desenvolver-se e decompor eficazmente os resíduos orgânicos. Níveis inadequados de oxigénio podem levar a uma diminuição da actividade microbiana, abrandando o processo de compostagem.

Prevenção de condições anaeróbias:

Se os níveis de oxigénio forem demasiado baixos, os microrganismos anaeróbicos podem dominar o processo de decomposição. Esta decomposição anaeróbica não só é mais lenta e menos eficaz do que a sua contraparte aeróbica, como também gera subprodutos indesejáveis como o metano, um poderoso gás com efeito de estufa, e o sulfureto de hidrogénio, que liberta um cheiro desagradável. Ao manter níveis adequados de oxigénio, as condições anaeróbicas podem ser evitadas, levando a um processo de compostagem mais eficiente e inodoro.

Taxa de decomposição melhorada:

Níveis adequados de oxigénio favorecem uma taxa de decomposição mais rápida, uma vez que os microrganismos aeróbicos podem decompor a matéria orgânica mais rapidamente do que os microrganismos anaeróbicos. Com um arejamento adequado, o processo de compostagem pode ser concluído num período de tempo mais curto, produzindo composto maduro mais rapidamente.

Controlo da temperatura:

O oxigénio é necessário para o metabolismo microbiano, que gera calor durante o processo de compostagem. Quando os níveis de oxigénio são mantidos, a actividade microbiana pode ser controlada e a temperatura no interior da pilha de composto pode ser regulada de forma mais eficaz. Isto ajuda a evitar o sobreaquecimento, que pode matar os microrganismos benéficos e produzir emissões indesejadas, ao mesmo tempo que assegura que as sementes de ervas daninhas e os agentes patogénicos são eliminados através do calor gerado.

Preservação dos nutrientes:

Em condições aeróbias, os nutrientes essenciais para o crescimento e a saúde das plantas, como o azoto, o fósforo e o potássio, são conservados e estabilizados no composto. Por outro lado, as condições anaeróbicas podem levar à perda de nutrientes através de processos como a lixiviação ou a criação de compostos voláteis, o que diminui a qualidade e a eficácia do composto como fertilizante.

Melhor qualidade do composto:

Uma pilha de composto com arejamento adequado produz normalmente um produto final superior. O composto aeróbico maduro distingue-se pela sua cor escura, consistência quebradiça e aroma a terra. Abundante em nutrientes e matéria orgânica, este composto de alta qualidade serve como um excelente melhorador de solo para jardins e paisagens.

Que nível de oxigénio é medido?

O nível óptimo de oxigénio para a compostagem aeróbia situa-se normalmente no intervalo de 5% a 15%. A manutenção de um fornecimento adequado de O2 durante todo o processo de compostagem é essencial para promover o crescimento de microrganismos aeróbicos, que decompõem os materiais orgânicos de forma eficiente e produzem calor.

Contudo, o nível ideal de oxigénio depende de factores como a composição do composto, a temperatura, o teor de humidade e os microrganismos aeróbicos específicos presentes. Para manter níveis ideais de oxigénio, recomenda-se que o composto seja virado ou arejado regularmente. Isto evita a formação de bolsas anaeróbias, que podem levar a maus cheiros e a uma decomposição lenta.

É importante lembrar que o nível de oxigénio no composto é apenas um factor que influencia o processo de compostagem. Outros factores críticos incluem o teor de humidade, a relação carbono/nitrogénio (C:N) e a temperatura. A manutenção de um equilíbrio adequado destes factores ajudará a garantir o sucesso da compostagem.

Como medir o oxigénio na compostagem

Existem vários métodos para medir os níveis de oxigénio no composto, incluindo a respirometria e a inspecção visual. O teste de respirometria mede a quantidade de dióxido de carbono (CO2) produzido pelos microrganismos aeróbicos no composto à medida que estes respiram. Uma vez que o consumo de oxigénio e a produção de CO2 estão directamente relacionados, a respirometria pode ser utilizada para medir indirectamente os níveis de oxigénio no composto. Isto pode ser feito utilizando um sistema respirométrico fechado ou monitorizando as emissões de gases da pilha de composto. Embora não seja tão preciso, a inspecção visual e o cheiro do composto podem fornecer algumas informações sobre os níveis de oxigénio. O composto bem arejado deve ter um cheiro agradável e terroso, enquanto um cheiro forte e desagradável pode indicar condições anaeróbicas, que são desfavoráveis para a compostagem.

No entanto, um dos métodos mais precisos consiste em medir o oxigénio directamente no interior do processo, utilizando uma sonda de oxigénio. As sondas ou sensores de oxigénio podem ser inseridos directamente na pilha de composto para medir a concentração de oxigénio. As sondas de oxigénio para utilização na compostagem são normalmente mais resistentes e podem suportar as condições de humidade e temperatura elevadas frequentemente encontradas nas pilhas de composto. Para obter uma medição representativa dos níveis globais de oxigénio, a sonda de oxigénio deve ser inserida na pilha de composto a várias profundidades e localizações, tendo o cuidado de não entrar em contacto com materiais duros.

Quais são as vantagens de utilizar uma sonda de oxigénio para medir os níveis de O2 na compostagem?

A utilização de uma sonda de oxigénio para medir os níveis de O2 na compostagem oferece vários benefícios que podem contribuir para um processo de compostagem mais eficiente e eficaz com uma melhor qualidade do composto.

1. Monitorização em tempo real

As sondas de oxigénio fornecem medições precisas e em tempo real dos níveis de oxigénio nas pilhas de composto, permitindo aos utilizadores avaliar as condições e ajustar conforme necessário para optimizar o processo de compostagem.

2. Melhor compreensão da dinâmica da compostagem

As medições regulares dos níveis de oxigénio podem ajudá-lo a compreender a dinâmica do processo de compostagem, tal como a forma como o arejamento, o teor de humidade e o equilíbrio dos materiais ricos em carbono e azoto influenciam a disponibilidade de oxigénio.

3. Identificação precoce de problemas

As sondas de oxigénio podem ajudá-lo a detectar problemas como o arejamento insuficiente, a humidade excessiva ou um desequilíbrio nos materiais de compostagem. A identificação precoce destes problemas permite-lhe fazer ajustes atempados e evitar potenciais problemas como a decomposição anaeróbia, que pode produzir maus cheiros e retardar o processo de compostagem.

4. Uso eficiente de recursos

Ao usar uma sonda de oxigénio para monitorizar os níveis de oxigénio, pode tomar decisões mais informadas sobre quando virar a pilha de composto ou adicionar agentes de volume, minimizando assim a mão-de-obra e os recursos, maximizando a qualidade e a eficiência do composto.

Solução PST

Compreender a importância da medição do oxigénio na compostagem aeróbia é crucial para alcançar um processo de compostagem eficiente e eficaz. Ao monitorizar e manter níveis adequados de oxigénio, é criado um ambiente favorável para que os microrganismos aeróbicos se desenvolvam, o que garante uma rápida decomposição, redução de odores e preservação de nutrientes essenciais.

As sondas e transmissores de oxigénio oferecem monitorização em tempo real e medições precisas, permitindo-lhe tomar decisões informadas e fazer ajustes para optimizar ainda mais o processo de compostagem. A PST oferece uma gama de transmissores de O2 concebidos especificamente para durar mais tempo neste ambiente agressivo.

O Série OXY-FLEX é um transmissor de O2 em zircónio compacto e económico para medir níveis percentuais de oxigénio. A unidade pode ser configurada para medir níveis de oxigénio entre 0-25% ou 0-100% e oferece a opção de calibração manual ou automática, dependendo das preferências do cliente. O OXY-FLEX tem diferentes comprimentos de sondas de aço inoxidável para permitir a medição em diferentes níveis dentro do composto. A electrónica simples que fornece uma saída de 4-20mA permite que as sondas sejam posicionadas em áreas de produção amplas. The OXY-FLEX permite uma integração perfeita em sistemas pré-existentes sem necessidade de qualquer software especializado.