Avanços no uso de fertilizante orgânico composto a base de lodo de esgoto

Embora o Brasil tenha grande potencial para expandir sua produção agrícola nas próximas décadas, a insegurança alimentar e nutricional grave afetou cerca de 9 milhões de brasileiros em 2023 (IBGE, 2024). Esse problema pode se agravar em razão da crise no fornecimento de fertilizantes minerais (MAPA, 2022) e do aumento dos preços dos alimentos de consumo básico. Outro desafio significativo é a deficiência dos serviços públicos de saneamento básico, visto que 100 milhões de brasileiros não possuem acesso à coleta de esgoto e somente 50% do esgoto gerado no país é tratado (Brasil, 2022). A adoção de práticas agrícolas sustentáveis surge como uma medida urgente para combater esses problemas socioeconômicos e ambientais. Nesse sentido, é necessário implementar estratégias eficazes para enfrentar esses desafios, a fim de atender às futuras necessidades de fontes alternativas de adubação e garantir adequada disposição final de resíduos urbanos.

Diante disso, destaca-se o lodo de esgoto (LE), um resíduo urbano proveniente dos efluentes das Estações de Tratamento de Esgotos Sanitários (ETEs), sendo uma fonte rica em matéria orgânica (MO) e nutrientes de plantas. Devido à grande quantidade produzida de LE, o manejo adequado desse resíduo tem sido tema recorrente de estudos no Brasil e no mundo, visando encontrar as melhores opções para sua disposição final.

Após passar pelo processo de compostagem termofílica, o LE é transformado em composto de lodo de esgoto (CLE) ou biossólido. O CLE adquire propriedades que o tornam adequado para uso na agricultura, podendo ser registrado como fertilizante orgânico composto Classe B e substituir parcialmente os fertilizantes minerais em sistemas agrícolas sustentáveis.

Lodo de esgoto, composto de lodo de esgoto e biossólido

 O LE é o resíduo gerado nas ETEs, composto por microrganismos que decompõem a MO presente no esgoto. Quando o lodo passa por tratamentos, como a adição de cal para eliminação de patógenos, ele é denominado biossólido e pode ser registrado e utilizado como produto de uso seguro na agricultura, desde que atenda aos critérios estabelecidos nas Instruções Normativas (IN) SDA nº 07/2016 e SDA nº 61/2020 (Brasil, 2016 e 2020a). Já o CLE é o resultado da compostagem do lodo, atendendo às normas do Ministério da Agricultura e Pecuária (MAPA), permitindo sua comercialização como fertilizante orgânico sem restrições (Brasil, 2016; Nogueira et al., 2024).

Embora o LE não tratado possa conter patógenos e metais pesados, o processo de compostagem estabiliza a MO e elimina os patógenos devido às altas temperaturas atingidas durante a decomposição, garantindo um material microbiologicamente seguro, conforme os limites definidos pela legislação brasileira, Resolução nº 375 do Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA) (Brasil, 2006). No entanto, a compostagem não reduz a concentração de metais pesados, pois esses elementos não são degradáveis. A diluição da sua concentração no produto pode ocorrer quando há adição de estruturante celulósico ou outros componentes ao processo. Além disso, todos os resíduos utilizados na compostagem devem ser previamente autorizados pelo órgão ambiental, garantindo o atendimento às exigências do licenciamento ambiental.

Existem algumas concepções equivocadas sobre o LE, como a ideia de que ele possui odor desagradável ou que é composto exclusivamente por dejetos humanos. Porém, o processo de tratamento do esgoto converte a carga orgânica presente nos efluentes em biomassa, formada por células de microrganismos, e não por dejetos propriamente ditos. Quando adequadamente processado, o LE tratado não apresenta cheiro desagradável nem atrai vetores de doenças.

O CLE é reconhecido pelo MAPA como seguro para uso agrícola, desde que sejam respeitadas as diretrizes técnicas e os limites estabelecidos pela legislação. Quando adquirido como fertilizante orgânico de empresas devidamente registradas, o produto oferece segurança tanto para os produtores quanto para os consumidores, sem risco de contaminação dos alimentos (Brasil, 2016). O biossólido, por sua vez, é o LE que passou por tratamentos específicos para reduzir a presença de patógenos e minimizar a atratividade para vetores. Apesar de ser um material mais seguro, seu uso na agricultura só é permitido quando devidamente registrado no MAPA. Para isso, é fundamental o cumprimento das exigências regulamentares, incluindo o limite máximo de 50% de umidade, restrições quanto à concentração de metais pesados e patógenos, além do atendimento às garantias mínimas estabelecidas pela legislação vigente.

Fertilizante orgânico a base de LE: uma alternativa sustentável para a gestão ambiental

Aproximadamente 87% da população brasileira vive em áreas urbanas de acordo com o Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE) (Siqueira; Britto, 2024), o que gera uma grande quantidade de resíduos coletados pelos sistemas de esgoto. Contudo, a destinação final do LE continua sendo um dos principais desafios ambientais no meio urbano. A maior parte desse resíduo é descartada em aterros sanitários, os quais são responsáveis por cerca de um terço das emissões de metano (CH₄), um dos gases de efeito estufa (GEE), contribuindo significativamente para as mudanças climáticas. Todavia, o LE tratado pode ser reutilizado na agricultura, oferecendo benefícios ambientais e econômicos ao reduzir descartes inadequados e promover o reaproveitamento de nutrientes, além de contribuir para uma gestão ambiental mais eficiente.

De acordo com a Organização Mundial da Saúde (OMS), o uso seguro do LE tratado na agricultura oferece vantagens expressivas, como o aumento da produção de alimentos e a conservação de recursos naturais. O LE é composto principalmente por MO (entre 60% e 75%, em base seca) e nutrientes, além de partículas minerais, como areia, argila e silte. Dependendo da sua origem, pode conter elementos potencialmente tóxicos, poluentes orgânicos e patógenos.  Anualmente, milhões de toneladas desse resíduo são produzidos, principalmente, em países industrializados como Japão (70 milhões), China (60 milhões) e EUA (6 milhões) (Hu et al., 2022; Siddiqui et al., 2023). Estima-se que cerca de 2,5 milhões de toneladas de LE são geradas anualmente no Brasil (Feng et al., 2023), com o potencial de dobrar essa quantidade quando os sistemas de coleta e tratamento de esgoto forem estendidos para toda população.

A regulamentação do uso agrícola do LE no Brasil tem evoluído nos últimos anos. A IN SDA nº 61/2020 do MAPA estabeleceu critérios para o registro de fertilizantes orgânicos a base de LE, permitindo sua utilização de forma segura (Brasil, 2020a). Ademais, a Resolução CONAMA nº 498/2020 (Brasil, 2020b) flexibilizou as normas para aplicação do biossólido, comparada à Resolução nº 375/2006. Entretanto, no Estado de São Paulo, a revisão da Norma P4.230 pela Companhia Ambiental do Estado de São Paulo (CETESB, 2021) impôs novas restrições, limitando a aplicação do biossólido na agricultura. Dentro desse contexto, a compostagem do LE tem se consolidado como uma alternativa viável, resultando no CLE, um fertilizante orgânico Classe B registrado no MAPA (Brasil, 2020a). O uso agrícola do CLE favorece a reciclagem de nutrientes e uma destinação mais sustentável para esse resíduo.

A aplicação agrícola do CLE é viável tanto do ponto de vista econômico quanto ambiental. O produto é uma fonte acessível de MO e nutrientes, como N, P e micronutrientes, que melhoram a fertilidade do solo e sua capacidade de reter água. Além disso, o CLE pode aumentar a eficiência do uso de fertilizantes minerais, reduzindo os custos de produção para o agricultor. Atualmente, cerca de 86% dos fertilizantes consumidos no país são importados (ANDA, 2024), expondo o setor agropecuário às flutuações do câmbio e a possíveis desabastecimentos, que impactam diretamente os custos de produção e os preços dos alimentos. Entretanto, embora o CLE possa ser utilizado como fertilizante orgânico, sua disponibilidade para atender as áreas cultivadas é muito limitado. A quantidade de lodo gerada anualmente no Brasil permitiria a aplicação em aproximadamente 100 mil hectares, o que representa apenas 0,125% da área agrícola do país. Mesmo com a universalização do saneamento básico, esse percentual não ultrapassaria 1% da área cultivada nacional. Assim, o principal benefício do reaproveitamento do LE como fertilizantes não está no seu uso na agricultura, mas no impacto da gestão ambiental relacionada à sua disposição final.

Embora o uso do CLE ofereça inúmeros benefícios, ainda enfrenta barreiras de aceitação e implementação. Muitas empresas de tratamento de resíduos não estão integradas ao setor agrícola. Soma-se a isso o preconceito em relação à origem do produto e a forte influência comercial das empresas de fertilizantes minerais no agronegócio nacional (Nogueira et al., 2024).

Por outro lado, o impacto positivo da valorização do LE na gestão urbana é expressivo. A redução do volume destinado aos aterros sanitários, cada vez mais distantes dos centros urbanos, diminui custos operacionais e amplia a vida útil dessas estruturas. Dessa forma, embora o uso agrícola do CLE seja uma alternativa viável para o manejo do LE, sua principal contribuição está na sustentabilidade urbana e na gestão integrada de resíduos. O avanço da regulamentação e o incentivo a tecnologias de reaproveitamento são essenciais para maximizar os benefícios ambientais e econômicos desse material, promovendo um modelo mais eficiente de economia circular.

Composição do CLE

A tabela 1 ilustra a composição química e microbiológica de três lotes típicos de fertilizante produzidos por meio da compostagem de LE combinado com outros resíduos orgânicos, calcário e gesso agrícola.

Tabela 1. Composição química e microbiológica de amostras de composto de lodo de esgoto

(média ± desvio padrão; n = 3).

⁽¹⁾ IN SDA n^o 7 MAPA (Brasil, 2016). ⁽²⁾ Não determinado. NMP = Número mais provável.
CTC: Capacidade de troca catiônica.

Fonte: GENAFERT/UNESP.

A composição química do LE compostado pode variar significativamente devido aos fatores como a origem do resíduo, a época do ano, os processos de tratamento utilizados e outras condições específicas. O potencial agronômico do CLE está relacionado às características como o teor de carbono orgânico, a presença de nutrientes, a capacidade de troca catiônica (CTC), a retenção de água, a presença de substâncias húmicas, fúlvicas e diversidade microbiológica. Esses atributos contribuem para a melhoria da qualidade do solo e o aumento de sua fertilidade.

Essa variação química e o teor de umidade representam um desafio para a padronização das doses recomendadas, exigindo maior atenção ao manejo do produto. De maneira geral, um LE típico contém aproximadamente 40% de MO, 4% de N e 2% de P, além de outros macro e micronutrientes como Zn, Fe, Cu, Mn e Mo. É importante destacar que o LE apresenta baixos teores de K, sendo necessária sua complementação com outros insumos agrícolas.

 Avanços e perspectivas no fornecimento do CLE na agricultura

Com base nos avanços recentes em pesquisas e experimentação, projeta-se um aumento considerável no uso agrícola do CLE, impulsionado pela crescente adoção no mercado nacional e pelos benefícios comprovados de sua aplicação, especialmente na reciclagem de nutrientes (Chrispim et al., 2020). Por outro lado, o seu uso ficará limitado à proximidade da Unidade geradora.

Estudos demonstram que a aplicação de CLE melhora os atributos físicos e químicos do solo (Curci et al., 2020). Avaliações físicas indicaram melhorias na densidade do solo, aumento da porosidade, maior capacidade de retenção de água (Pasqualone et al., 2017) e estabilidade de agregados (Curci et al., 2020). A eficácia do CLE como fertilizante orgânico e fonte alternativa de nutrientes em comparação aos fertilizantes convencionais já foi confirmada. Aplicações sequenciais de CLE em doses superiores a 5,0 t ha^-1 (base úmida) promoveram melhorias nos atributos químicos do solo, como aumento do pH, soma de bases (SB), capacidade de troca catiônica (CTC) e nos teores de N, P, K, Ca, Mg, Cu e Zn (Silva et al., 2022a e 2024; Oliveira et al., 2023). Além disso, o CLE possibilita a redução nas taxas de aplicação de fertilizantes minerais, oferecendo uma solução sustentável para o manejo do LE, que frequentemente apresenta grandes volumes descartados e representa risco de contaminação ambiental com grande impacto nos centros urbanos (Prates et al., 2020 e 2022; Silva et al., 2022b). Isto pois, o CLE maximiza a eficiência de uso dos nutrientes fornecidos na adubação mineral convencional.

Pesquisas também revelaram que doses mais elevadas de CLE aplicadas em solos agrícolas aumentaram os teores de micronutrientes no solo e nas plantas, com ênfase para o B, Cu e Zn. Além disso, foram observados incrementos na produtividade da soja, 12% e 20%, respectivamente, em relação ao controle sem adubação e ao tratamento com adubação mineral convencional. A produtividade da soja também foi 67% superior à média nacional, demonstrando os benefícios da utilização do CLE em solos naturalmente inférteis, especialmente na região do Cerrado (Ceccon, 2018; Prates et al., 2020).

Resultados de pesquisas conduzidas a campo revelaram que doses médias de 5 t/ha (base úmida) são suficientes para alcançar resultados satisfatórios em diversas culturas. Em culturas graníferas, como soja, arroz, milho, feijão e trigo, o aumento da produtividade foi consistente até doses de 12,5 t/ha (base úmida) (Figura 1). No entanto, é imprescindível considerar a viabilidade econômica, especialmente em relação aos custos de transporte e aplicação, para otimizar o uso desse insumo. As aplicações consecutivas de CLE também demonstraram efeitos residuais positivos, promovendo o aumento da fertilidade do solo, fornecendo nutrientes às plantas e contribuindo para maior produtividade. Em viveiros de cana-de-açúcar, doses menores, de
2,5 t ha^-1 (base úmida), demonstraram ser eficazes, com desempenho semelhante ao da adubação mineral convencional.

Figura 1. Composto de lodo de esgoto – CLE (a), aplicação manual do composto em área total (b), cultura do arroz de terras altas cultivada no verão após aplicação do CLE (c) e efeito residual na cultura do feijão-comum semeada na palhada do arroz e cultivada no inverno (d), cultura da soja cultivada no verão após aplicação do CLE (e) e efeito residual na cultura do milho segunda safra semeada na palhada da soja (f)

Fotos: GENAFERT/UNESP

Por outro lado, é fundamental que as doses aplicadas de CLE respeitem as recomendações técnicas. Doses excessivas podem causar a lixiviação de nutrientes não absorvidos pelas plantas, resultando em poluição dos corpos hídricos. Esse cuidado é especialmente importante no caso do N, cuja forma orgânica predominante pode ser convertida em nitrato (NO₃^–), com risco de lixiviação, ou em amônia (NH₃), que pode ser perdida na atmosfera. A aplicação deve ser ajustada para que a quantidade de amônio (NH₄⁺) ou nitrato (NO₃^–) não ultrapasse a capacidade de absorção da planta (Nogueira et al., 2024).

Considerações finais

 Os produtos derivados do lodo de esgoto sanitário, quando utilizados corretamente, apresentam grande potencial para uso agrícola, combinando viabilidade econômica e benefícios ambientais. O fertilizante orgânico CLE é uma alternativa promissora para aumentar a eficiência do uso de fertilizantes minerais, beneficiando o agricultor com a economia no uso deste insumo, favorecendo sistemas agrícolas mais sustentáveis, particularmente em regiões tropicais. Entretanto, para garantir a sustentabilidade no fornecimento do CLE, é fundamental que as doses aplicadas sejam ajustadas conforme as necessidades específicas de cada cultivo e cultura, evitando riscos de contaminação ambiental. Desse modo, seu uso representa não apenas uma solução viável para a destinação adequada do lodo, mas também um componente estratégico na busca por práticas agrícolas mais sustentáveis e economicamente vantajosas, fortalecendo a integração entre produção agrícola e proteção ambiental.