Pesquisa transforma chorume em fertilizante seguro para a agricultura

Por Karina Ninni – Agência Fapesp | O Brasil importa 96% do potássio usado como fertilizante agrícola, uma dependência que pode ser reduzida com o reaproveitamento de resíduos urbanos. Cientistas da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp) descobriram uma nova forma de extrair a carnalita – um mineral rico em potássio e magnésio – a partir do chorume, o líquido poluente gerado pela decomposição do lixo em aterros sanitários. Descrito na revista Soil & Environmental Health, o processo transforma um grave passivo ambiental em fertilizante de alta qualidade, apontando um caminho viável para substituir insumos importados por uma alternativa tecnológica e sustentável.

O processo consegue extrair dois minerais do chorume: a estruvita, um composto que os cientistas já sabiam como isolar, e a carnalita, tradicionalmente explorada por meio de mineração profunda. Juntos, eles entregam nitrogênio, fósforo, potássio e magnésio às plantas de forma eficiente. Segundo Jerusa Schneider, pesquisadora do Instituto de Geociências (IG) da Unicamp e autora do estudo, a precipitação química da carnalita a partir de resíduos urbanos é inédita. “Trata-se de uma alternativa sustentável para obter potássio sem o custo ambiental da mineração”, afirma.

Para extrair os minerais, a equipe utilizou a precipitação química, técnica que provoca reações em uma solução líquida para isolar compostos em formato sólido. Schneider explica que a formação simultânea da carnalita e da estruvita prova que o chorume de aterros tem potencial para se tornar uma fonte local de potássio. Embora a descoberta não elimine a dependência das importações a curto prazo, a pesquisadora ressalta que o método “pode viabilizar possibilidades futuras”.

A urgência por alternativas ganha peso diante do histórico do setor. Schneider lembra que o Brasil possui iniciativas de mineração paradas há anos, a exemplo do Projeto Carnalita, em Sergipe. Para tentar reduzir a dependência externa, o governo federal sancionou recentemente o Programa de Desenvolvimento da Indústria de Fertilizantes (Profert). Uma das principais apostas do programa é a exploração de potássio em Autazes (AM), projeto conduzido pela empresa Potássio do Brasil.

O segundo mineral obtido, a estruvita, funciona de forma parecida com o MAP (fosfato monoamônico), um dos fertilizantes à base de fósforo e nitrogênio mais usados no país. A vantagem da estruvita é oferecer também o magnésio. Em solos tropicais, o fósforo costuma ficar retido no solo e indisponível para as raízes, mas a pesquisadora explica que o mineral recuperado age como um adubo de liberação lenta. Isso facilita a absorção do fósforo pelas plantas e evita que o nitrogênio seja lavado pelas águas da chuva (processo conhecido como lixiviação).

O método também se mostrou seguro para o uso agrícola. Os minerais extraídos do chorume apresentaram níveis indetectáveis de metais pesados, como chumbo e cádmio, superando o grau de pureza de fertilizantes comerciais convencionais, a exemplo do NPK. Segundo a pesquisadora, o resultado comprova a excelente qualidade agronômica do material obtido.

O trabalho foi apoiado pela FAPESP e tem como pesquisador responsável Adriano Luiz Tonetti, professor da Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo (Fecfau-Unicamp) e coautor do artigo.

Remoção do nitrogênio

Além de gerar fertilizante, o processo descrito no artigo resolve um problema ambiental ao retirar do chorume o seu principal poluente: o nitrogênio. De acordo com Tonetti, esse elemento chega aos aterros por meio da nossa alimentação, em um ciclo contínuo que começa no adubo usado nas lavouras e pastagens e termina no lixo humano. Atualmente, o descarte do chorume exige uma diluição cuidadosa nas redes de esgoto. O pesquisador ressalta que o envio de uma carga alta desse líquido comprometeria as estações de tratamento, pois o excesso de nitrogênio sobrecarrega e inviabiliza o trabalho dos microrganismos responsáveis por limpar a água.

O chorume utilizado no experimento foi coletado no Aterro Delta A, em Campinas (SP), pelo então doutorando Jorge Luís da Paixão Filho, orientando de Tonetti e coautor do artigo. O material apresentou alta salinidade e grandes concentrações de amônio e potássio.

Como explica Schneider, essa composição é típica de aterros “maduros”, em que a matéria orgânica já foi amplamente degradada e elementos químicos como cloro, sódio, magnésio e o próprio potássio passam a se acumular e a predominar no líquido. Entretanto, o chorume avaliado era pobre em fósforo. Para viabilizar a técnica, os pesquisadores precisaram adicionar esse nutriente ao líquido. Esse ajuste garantiu a proporção química exata para a cristalização dos minerais, etapa essencial para capturar e remover o amônio poluente da solução.

Durante o experimento, os pesquisadores testaram duas combinações de reagentes químicos. A equipe manipulou propositalmente as substâncias e a acidez (pH) da mistura para investigar se o processo poderia formar novos minerais com potencial de uso agrícola. A estratégia funcionou: a primeira receita produziu apenas a estruvita, enquanto a segunda gerou a combinação de estruvita com carnalita. Para avaliar a eficácia prática da descoberta, os pós resultantes dessas reações foram aplicados como adubo no cultivo de mudas de alface.

Após a extração dos fertilizantes, o efluente remanescente deixa de ser uma ameaça. Os experimentos comprovaram a remoção da carga poluidora e a ausência de toxinas no resíduo final. Segundo Schneider, testes com plantas e microrganismos marinhos confirmaram que o efluente tratado se torna seguro o suficiente para ser reaproveitado na irrigação agrícola. Os detalhes dessa etapa de despoluição constam em um novo artigo científico do grupo, que está atualmente sob avaliação.

Eficiência

A alface foi escolhida para o teste de eficácia por ser uma planta de crescimento rápido e muito sensível à variação de nutrientes. O experimento dividiu as mudas em oito grupos, plantados em vasos com um quilo de terra. Dois deles serviram como parâmetro de comparação (controle): um não recebeu qualquer adubação e o outro foi tratado com o NPK comercial. Os seis grupos restantes testaram os novos minerais (estruvita pura e estruvita associada à carnalita) aplicados em três quantidades diferentes: meia dose, dose padrão e dose dupla. “Fizemos essas dosagens com base nas recomendações de análise de solo. Amostras de solo foram coletadas e analisadas, e seguimos as recomendações conforme a cultura escolhida”, conta Schneider.

Após 40 dias, as alfaces foram colhidas e analisadas. O grupo adubado com a dose dupla de estruvita produziu 105% a mais de massa seca (volume de folhas) do que as plantas tratadas com o NPK comercial. Schneider explica que essa vantagem se deve à capacidade da estruvita de liberar o fósforo aos poucos, garantindo uma nutrição constante para a planta.

A mistura contendo a carnalita, por sua vez, destacou-se por fornecer potássio e magnésio, nutrientes que foram muito bem absorvidos tanto pelas raízes quanto pelas folhas da alface. Na avaliação da pesquisadora, o desempenho dos minerais extraídos do chorume superou a eficiência do adubo tradicional.

As concentrações de cádmio e chumbo nos tecidos vegetais ficaram abaixo dos limites de detecção. “A alface é muito sensível. Se houvesse, por exemplo, metais pesados no fertilizante, ela teria sintomas. Mas não teve, nem para salinidade, que era uma preocupação, porque a carga salina do chorume era alta”, lembra a agrônoma.

Políticas públicas

Tonetti afirma que o próximo passo é buscar parceiros (aterros) para montar um projeto-piloto, cujos dados possam ajudar a embasar políticas públicas para o setor. Segundo o pesquisador, não faz sentido continuar diluindo um líquido tão rico em nitrogênio na rede de esgoto para, no fim das contas, descartá-lo nos rios. “Demonstramos, com esse trabalho, que é possível precipitar esse nitrogênio na forma de estruvita e obter carnalita para recuperar o potássio, com grau de pureza interessante. Esses minerais podem ser separados e levados de volta para a agricultura.”

Para que o sistema funcione na prática, os aterros precisariam apenas adaptar a rotina que já possuem. Tonetti explica que o tratamento seria feito por lotes. Como o chorume já costuma ficar armazenado em grandes tanques aguardando o transporte por caminhões, bastaria coletar uma amostra desse líquido assim que o reservatório enchesse. Com um monitoramento rápido, os técnicos ajustariam as substâncias daquela remessa e induziriam a reação química para extrair os fertilizantes.

O gargalo atual para que a ideia saia do papel é o custo financeiro. Como o processo ainda é caro, Tonetti defende que a adoção da tecnologia dependa de incentivos do Estado. A ciência já provou que a extração é possível, mas agora é preciso torná-la comercialmente viável. O pesquisador sugere a criação de uma estratégia nacional focada na reciclagem do chorume, o que aliviaria o impacto ambiental nas estações de tratamento de água. Para que esse adubo sustentável chegue efetivamente às lavouras, ele propõe que o governo ofereça estímulos, como subsídios ou reduções de impostos para quem utilizar o produto.

Recentemente, a FAPESP aprovou um novo projeto (26/02119-5) que vai garantir a continuidade do trabalho pelos próximos três anos. Segundo os pesquisadores, o foco será a valorização de resíduos sólidos urbanos para aplicações agrícolas e energéticas.

O artigo Nutrient recovery from landfill leachate as struvite and carnallite: environmental safety and agronomic performance in tropical soils pode ser lido em: sciencedirect.com/science/article/pii/S2949919426000300.

Este texto foi originalmente publicado pela Agência Fapesp, de acordo com a licença CC BY-SA 4.0. Este artigo não necessariamente representa a opinião do Portal eCycle.