Subprodutos de indústrias minero-metalúrgicas como fontes de micronutrientes na agricultura

Introdução
O conceito de Economia Circular é cada vez mais incentivado no mundo (Velenturf et al., 2019), sendo de suma relevância para a sustentabilidade de atividades que geram subprodutos (Costa et al., 2021). Sabe-se que as indústrias minero-metalúrgicas são de extrema relevância para a produção de bens indispensáveis para a sociedade, os quais, para serem produzidos, resultam na geração de resíduos e subprodutos diversos.
Muitos desses resíduos ou subprodutos gerados nessas indústrias podem apresentar potencial para serem utilizados como fonte de nutrientes na agricultura, o que está em sintonia com o reaproveitamento de recursos, um dos pilares da Economia Circular. Para serem reaproveitados, esses subprodutos devem ser devidamente avaliados de acordo com critérios técnico-científicos envolvendo padrões de qualidade.
Como referência, tem-se a legislação europeia de 2019 (UE, 2019) sobre padrões de qualidade de fertilizantes, a qual avalia não somente o potencial e a eficiência desses materiais como fornecedores de nutrientes, mas também a segurança do seu uso na agricultura, particularmente no tocante à presença de alguns elementos potencialmente tóxicos (EPTs). Nesse contexto, de acordo com o Regulamento 1009/2019 do Parlamento e Conselho Europeu, de 5 de junho de 2019, o qual começa a vigorar a partir de 16 de julho de 2022, os subprodutos poderão ser enquadrados na Categoria de Materiais Componentes (CMC 11) de fertilizantes, desde que atendam aos requisitos mínimos necessários ao seu enquadramento (Regulamento 1907/2006). Além disso, a composição do produto final deve enquadrar nas especificações de cada categoria em relação aos teores mínimos de nutrientes e máximos de elementos potencialmente tóxicos (EPTs), como cádmio (Cd), cromo hexavalemte (Cr6+), mercúrio (Hg), chumbo (Pb) e arsênio (As), entre outros.

Resíduo ou subproduto? Descarte ou reaproveitamento?
Os termos “resíduo” e “subproduto” têm significados distintos e seu destino final também. O termo “descarte controlado” deve ser preferencialmente aplicado no primeiro caso e o termo “reaproveitamento”, no segundo caso. O termo resíduo tem sido definido como um material resultante de atividades antrópicas, gerado como sobras de processo produtivo ou que não possa ser utilizado com a finalidade para as quais foi originalmente produzido NBR 10004 (Associação Brasileira de Normas Técnicas – ABNT, 2004). Subproduto é definido como o produto ou o serviço derivado de um processo produtivo, que seja útil e comercializável, mas que não represente o produto ou o serviço primário produzido (European Environment Agency – EEA, 2007).
Uma tentativa de classificação dos materiais supracitados segundo o uso e a destinação final se baseia no conhecimento das características do material per si e do meio de disposição, no caso específico, o solo. Nesse contexto, como passo inicial na avaliação de um determinado material, caso fique comprovado que ele apresenta alguma característica que justifique sua utilização, ou seja, que haja benefício na sua utilização e que não seja identificado dano ao meio ambiente, ele poderá ser caracterizado como subproduto. Dessa forma, o solo e o subproduto irão interagir promovendo a reciclagem de diversos compostos e elementos, proporcionando melhorias resultantes dessa interação. Caso contrário, será caracterizado como resíduo e deverá ser depositado em ambiente fechado, não tendo qualquer tipo de interação com o meio. Neste caso, o solo somente terá a função física de suporte até que encontre, no futuro, alguma aplicação e, finalmente, ele deixará de ser chamado de resíduo, conforme diagrama apresentado na Figura 1 (Guilherme, 2004).

Figura 1. Diagrama de avaliação do descarte ou do reaproveitamento de resíduos ou subprodutos, tendo o solo como inerte ou interativo
Fonte: Guilherme (2004)

A importância da classificação: resíduo ou subproduto?
Sob um aspecto pragmático, a avaliação do material para sua classificação como resíduo ou subprodutos deve ser realizada utilizando protocolos que possibilitem a avaliação da sua composição química, estabilidade, reatividade e toxicidade, por meio de uma eficiente análise dos riscos inerentes ao material. No Brasil, o protocolo utilizado para avaliação de materiais e sua classificação – i.e., como resíduo perigoso ou não – é a norma ABNT NBR 10.004 (ABNT, 2004). Esta norma, apesar de apresentar bons critérios para avaliação de algumas características relevantes que possam expressar a periculosidade do material, quando aplicada ao aproveitamento de subprodutos, em especial para uso agrícola, necessita ser revista e complementada para a obtenção de uma abrangente avaliação de riscos, conforme protocolos técnicos já disponíveis e adequados para essa finalidade.
Assim como o conhecimento da origem do material é fundamental para que se possa iniciar uma avaliação de risco, sua destinação final também necessita ser contemplada. Por exemplo, considerando a destinação de um subproduto para a obtenção de fertilizantes, a solubilidade do material torna-se um fator positivo, diferentemente do previsto pela norma vigente.
Adicionalmente, além das informações sobre a composição química total do material, corrosividade, inflamabilidade e patogenicidade previstas na ABNT 10.004 (2004), a caracterização adequada de subprodutos para obtenção de fertilizantes deve incluir, de maneira ampla, a avaliação do potencial de lixiviação química, considerando variáveis relevantes como o pH da solução, o tempo de contato e a relação sólido/solução. Além disso, o estabelecimento de critérios complementando informações quanto à toxicidade no ambiente do solo deve ser levado em consideração.
A reatividade do material também constitui uma característica que deve ser mais especificamente avaliada, incluindo critérios não contemplados pela ABNT 10.004 (ABNT, 2004). Como exemplo, a presença de formas reduzidas de enxofre – sulfeto – e seu potencial para geração de acidez pode representar um efeito deletério, mediante a ocorrência de drenagem ácida com consequente impacto nos corpos hídricos, se a interação dessa forma de enxofre com o solo for desconsiderada. Por outro lado, esse mesmo efeito pode ser positivo, mediante a utilização do subproduto como corretivo de solos alcalinizados. Além disso, um material sulfetado, i.e., reativo, pode tornar-se fonte eficiente de enxofre disponível para as plantas (SO42-) quando aplicado ao solo, após ter ocorrido a oxidação do sulfeto presente no subproduto.
Em síntese, quando se trata de materiais que apresentam utilidade para aplicação direta na agricultura, é necessário proceder primeiramente à caracterização que contemple os aspectos ambientais, de saúde humana e animal. Além disso, deve-se ampliar a caracterização para atender aspectos específicos relacionados à sua função no reaproveitamento, de forma a contemplar os conceitos de reutilização, recuperação e reciclagem de materiais, presentes na Economia Circular. A legislação deve sempre abranger metodologias convergentes para possibilitar uma adequada avaliação, seja para a reutilização do material como subproduto ou a sua disposição em ambientes controlados. Essa tem sido uma tendência mundial e está presente na recente legislação europeia que entrará em vigor a partir de 16 de julho de 2022.

Potenciais subprodutos portadores de micronutrientes gerados pelas indústrias minero-metalúrgicas
Visando ilustrar o grande potencial existente para uso benéfico de subprodutos de indústrias minero-metalúrgicas como fontes de micronutrientes na agricultura, no quadro 1 encontram-se alguns resultados positivos da aplicação em solos de subprodutos diversos, gerados em diferentes países. Nota-se que muitos desses subprodutos, além de atuarem no fornecimento de nutrientes às plantas, possuem potencial de neutralização da acidez em solos. Obviamente, conforme já discutido previamente, deve-se ressaltar que, além de se avaliar os subprodutos do ponto de vista de seus efeitos benéficos, deve-se também avaliá-los quanto à presença e concentração de elementos potencialmente tóxicos (EPTs) no sentido de atender as legislações vigentes, a exemplo da ampla caracterização dos subprodutos reportada nos trabalhos de Rodak et al. (2018) e Bernardes (2017).

Considerações finais
É inegável – e cada vez mais de conhecimento técnico-científico – que muitos subprodutos gerados pelo setor de mineração e metalurgia contêm nutrientes de plantas, a exemplo dos micronutrientes. Esses materiais podem ser testados para aplicação em solos, não somente como fonte de nutrientes para as plantas, mas, em muitos casos, como fonte de elementos benéficos, como Si, Se e outros. Há também materiais ricos em carbonatos, silicatos, óxidos e, ou, hidróxidos que podem apresentar potencial para uso como condicionadores e corretivos da acidez do solo.
Todavia, dada a diversidade de subprodutos existentes, com características variadas de acordo com a matéria-prima utilizada, o processo industrial empregado e o sistema de tratamento, pesquisas de avaliação agronômica/ambiental desses materiais são e sempre serão requeridas. Essas pesquisas devem contribuir na definição de taxas de aplicação, viabilidade técnica de uso e segurança ambiental, específicas para cada tipo de subproduto. Para isso, as pesquisas necessitam ser embasadas em critérios técnicos-científicos e normativas nacionais e, até mesmo, internacionais, quando necessário e pertinente.
No contexto previamente discutido e de forma a incorporar o conceito de Economia Circular nos processos produtivos, a reutilização de subprodutos como fontes de nutrientes – e especialmente de micronutrientes – para produção de fertilizantes, ou como corretivos e condicionadores do solo tem sido considerada uma estratégia inteligente e sustentável. A utilização de subprodutos como fertilizante ou inseridos em seu processo de fabricação na categoria de materiais componentes tem sido recentemente discutida e recomendada. A Comissão Europeia tem apontado expectativas de redução de até 30% na utilização de recursos não renováveis na produção de fertilizantes (Chojnacka et al., 2020). O parlamento europeu sugere a permissão do uso de subprodutos, desde que eles atendam as exigências quanto ao registro, avaliação, autorização e restrição de químicos (REACH for fertilizers – Registration, Evaluation, Authorisation and Restrictions of Chemicals). A expectativa é que subprodutos oriundos de biomassas diversas (i.e., lodo de esgoto, estercos, etc.) possam substituir em parte (e.g., em até 30%), os fertilizantes inorgânicos atualmente usados (Hansen, 2018).
Essa preocupação com a Economia Circular tem sido priorizada não somente pela Comissão Europeia, como também pela Organização Industrial Europeia de Fertilizantes, onde algumas matérias-primas podem ser substituídas por biomassa residual (i.e., resíduos de pós-colheita, resíduos da pecuária e do processamento de alimentos, dentre outros) (Chojnacka et al., 2020). O uso dessas fontes renováveis na produção de fertilizantes é possível, porém, não é rentável no atual cenário. Nesse contexto, para ser possível implementar as diretrizes da Economia Circular no setor de fertilizantes, Chojnacka et al. (2020) enfatizam algumas barreiras e melhorias que devem ser levadas em consideração. Por exemplo, o uso das matérias-primas renováveis mencionadas anteriormente requer estudos de pesquisa e desenvolvimento para a elaboração da tecnologia e desenvolvimento do produto, o que também é requerido para a criação de critérios técnicos-científicos para o uso de outros subprodutos, como os oriundos da indústria minero-metalúrgica.

Quadro 1. Exemplos de aplicação de subprodutos da indústria minero-metalúrgica na agricultura e seus benefícios