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Vermicompostagem - Dimensionamento de unidades e tratamento

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Published on February 26, 2014

Author: nelsonlourenco507

Source: slideshare.net

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Diagnóstico atual dos principais fluxos de
resíduos sólidos em Portugal. Contributo da vermicompostagem para tratamento dos resíduos no próprio local de produção através do dimensionamento de unidades de tratamento.
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VERMICOMPOSTAGEM DIAGNÓSTICO ATUAL DOS PRINCIPAIS FLUXOS DE RESÍDUOS SÓLIDOS EM PORTUGAL Dimensionamento de unidades de vermicompostagem Nelson Lourenço FUTURAMB Fev. 2014

1. Índice 1. Fluxos de resíduos orgânicos objeto de estudo; 2. Problemas ambientais associados aos resíduos orgânicos; 3. Análise aos diferentes fluxos de resíduos produzidos; 4. Descrição sumária do processo de vermicompostagem; 5. Dimensionamento de unidades de vermicompostagem em espaço urbano e rural; 6. Medidas a adotar; 7. Conclusões. 26-02-2014 Nelson Lourenço, Eng.º do Ambiente - FUTURAMB 2

1. FLUXOS DE RESÍDUOS ORGÂNICOS OBJETO DE ESTUDO 26-02-2014 Nelson Lourenço, Eng.º do Ambiente - FUTURAMB 3

1. Fluxos de resíduos orgânicos objeto de estudo a) Resíduos urbanos – FORSU/RUB; b) Resíduos agrícolas – estrumes e resíduos das culturas; c) Resíduos resultantes do tratamento de águas residuais urbanas c1) Lamas de depuração; c2) Gradados; c3) Gorduras; c4) Areias; d) Resíduos industriais – borras de café; e) Resíduos florestais e silvícolas; f) Óleos e gorduras alimentares usados; g) Fluxos específicos de resíduos. 26-02-2014 Nelson Lourenço, Eng.º do Ambiente - FUTURAMB 4

2. PROBLEMAS AMBIENTAIS ASSOCIADOS AOS RESÍDUOS ORGÂNICOS 26-02-2014 Nelson Lourenço, Eng.º do Ambiente - FUTURAMB 5

2. Problemas ambientais associados aos resíduos orgânicos Caso particular dos resíduos urbanos — Abandono dos resíduos na via pública. — Aumento dos custos relacionados com a gestão de resíduos (recolha seletiva e/ou indiferenciada) e limpeza urbana por parte das autarquias. — Aumento das taxas de gestão de resíduos com repercussões nos cidadãos. — Transporte dos resíduos por longas distâncias, aumentando as emissões de GEE por tonelada transportada. — Diminuição do tempo de vida útil dos aterros. — Insatisfação social, sobretudo relacionada com as taxas de gestão de resíduos. 26-02-2014 Nelson Lourenço, Eng.º do Ambiente - FUTURAMB 6

2. Problemas ambientais associados aos resíduos orgânicos Produção de gases de efeito estufa através da decomposição dos resíduos Ocupação dos Aterros Sanitários – perda de recursos e matérias primas | desvio de matéria orgânica dos solos agrícolas Produção de gases de efeito estufa através do equipamento mecânico Produção de lixiviados através da decomposição dos resíduos Nota: O óxido nitroso (N2O) apresenta um potencial de efeito estufa 300 vezes superior comparativamente ao dióxido de carbono (CO2). O metano (CH4), apresenta 20 a 25 mais potencial de efeito estufa que o CO2.. 26-02-2014 Nelson Lourenço, Eng.º do Ambiente - FUTURAMB 7

Deposição dos resíduos verdes e das culturas 26-02-2014 como RU Nelson Lourenço, Eng.º do Ambiente FUTURAMB 8

2. Problemas ambientais associados aos resíduos orgânicos Caso particular dos resíduos agrícolas — Abandono dos resíduos no solo originando emissões de GEE, contaminação do meio hídrico e poluição visual. — Queima dos resíduos interrompendo-se o ciclo dos nutrientes e originando emissões de GEE. — Aplicação por diversas vezes sem controle dos estrumes, originando sobrefertilização, acidificação dos solos e contaminação e eutrofização do meio hídrico. — Aplicação de agroquímicos, reduzindo a qualidade do solo e das culturas, facilitando a criação de monopólios a nível dos produtos fertilizantes. — Criação de problemas de saúde pública, sobretudo relacionados com a deficiente qualidade dos alimentos. 26-02-2014 Nelson Lourenço, Eng.º do Ambiente - FUTURAMB 9

2. Problemas ambientais associados aos resíduos orgânicos Caso particular dos resíduos produzidos nas ETAR — Aumento dos custos associados com a gestão das lamas de depuração, nomeadamente o seu tratamento e deposição finais com repercussões nas entidades gestoras e diretamente nas autarquias. — Transporte dos resíduos por longas distâncias, aumentando as emissões de GEE por tonelada transportada. — Dificuldade na aplicação das lamas ao solo, por fatores sociais, geográficos, topográficos e de logística, originando por diversas vezes uma deposição clandestina das mesmas por parte dos operadores. 26-02-2014 Nelson Lourenço, Eng.º do Ambiente - FUTURAMB 10

2. Problemas ambientais associados aos resíduos orgânicos Caso particular dos resíduos industriais e agroindustriais — Dificuldades na fiscalização das empresas que laboram na área, resultando em que muitas operem na clandestinidade resultando no abandono ou descargas ilegais dos resíduos. — Realização de outras operações de eliminação dos resíduos como o enterro no solo ou a queima e na grande maioria das vezes com carácter igualmente ilegal. — Aumento dos processos de poluição e contaminação associados com as operações de tratamento e eliminação ilegais dos resíduos. 26-02-2014 Nelson Lourenço, Eng.º do Ambiente - FUTURAMB 11

3. ANÁLISE AOS DIFERENTES FLUXOS DE RESÍDUOS PRODUZIDOS 26-02-2014 Nelson Lourenço, Eng.º do Ambiente - FUTURAMB 12

3.1. Resíduos Sólidos Urbanos FORSU/RUB Caracterização física dos RU – Dados APA 2012 5.6 3.6 1.91.7 Resíduos orgânicos domésticos Plástico 5.8 Papel/cartão 2.9 40.5 Outros Metais 8.5 Madeira Finos < 20 mm 0.9 1.9 3.6 Compósitos Vidro 13 9.9 Têxteis Sanitários ̶ Caracterização de acordo com as especificações técnicas da Portaria n.º 851/2009, de 7 de agosto, relativa à caracterização física dos RU. ̶ De acordo com o Mapa de Registo de Resíduos Urbanos - MRRU, a partir de 2008 passaram a considerarse como urbanos os resíduos com Códigos dos Capítulos 15 e 20 da Lista Europeia de Resíduos. 26-02-2014 Nelson Lourenço, Eng.º do Ambiente - FUTURAMB

3.1. Resíduos Sólidos Urbanos FORSU/RUB Quantitativos por operação de gestão de RU – Dados APA 2012 2% 0.28% Deposição em aterro 14% Recolha seletiva material Val. energética 21% 54% 9% 26-02-2014 Trat. mecânico Val. orgânica - recolha seletiva Nelson Lourenço, Eng.º do Ambiente - FUTURAMB 14

3.1. Resíduos Sólidos Urbanos FORSU/RUB Deposição de RUB em aterro em Portugal Continental e RA Madeira 600 508 Produção (106 t) 4.5 441 4.36 444 4.42 439 4.39 444 4.47 460 459 4.64 511 511 5.14 5.19 5.18 4.65 486 4.88 454 4.53 450 3 300 1.5 150 0 Cap. (kg/hab.ano) 6 0 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 Produção 26-02-2014 Ano (10^6 t) Cap. (kg/hab.ano) Nelson Lourenço, Eng.º do Ambiente - FUTURAMB 15

3.1. Resíduos Sólidos Urbanos FORSU/RUB — Capitação anual da produção de resíduos urbanos (recolha indiferenciada + recolha seletiva): 454 kg hab.-1 ano-1 (dados APA, 2012 para Portugal Continental + RA Madeira). — Caracterização dos resíduos urbanos: Fração orgânica (%): 40,5%* (resíduos alimentares, resíduos de jardim e outros resíduos biodegradáveis, exceto resíduos de jardim recolhidos seletivamente). — Capitação da fração orgânica dos resíduos orgânicos domésticos: 454 kg hab.-1 ano-1 * 40,5% = 183,87 kg hab.-1 ano-1. — Teor de RUB nos RU: De acordo com a composição física média dos RU – 55,2%. ̶ RUB: Somatório dos resíduos alimentares, resíduos de jardim, resíduos verdes (recolhidos seletivamente) e papel/cartão, conforme pressupostos adotados para monitorização do cumprimento da Diretiva Aterros. 2/26/2014 Nelson Lourenço, Eng.º do Ambiente - FUTURAMB 16

3.1. Resíduos Sólidos Urbanos FORSU/RUB Planos e estratégias em Portugal – ENRRUBDA (metas iniciais) — Janeiro de 2006: redução para 75 % da quantidade total, em peso, dos RUB produzidos em 1995 para deposição em aterro - 1.689.540 toneladas. — Janeiro de 2009: redução para 50% da quantidade total, em peso, dos resíduos urbanos biodegradáveis produzidos em 1995 para deposição em aterro - 1.126.360 toneladas. — Janeiro de 2016: redução para 35% da quantidade total, em peso, dos resíduos urbanos biodegradáveis produzidos em 1995 para deposição em aterro - 788.452 toneladas. 26-02-2014 Em 1995 foram produzidos 2.252.720 t de RUB. Nelson Lourenço, Eng.º do Ambiente - FUTURAMB 17

3.1. Resíduos Sólidos Urbanos FORSU/RUB Deposição de RUB em aterro (106 t) 2.5 2 92% 2.07 89% 2.01 87% 1.97 87% 1.96 100% 86% 1.93 83% 1.85 1.5 82% 1.83 78% 1.75 81% 1.83 74% 63% 75% 1.67 1.41 50% 1 25% 0.5 0 0% 2002 2003 2004 2005 2006 2007 Ano Deposição de RUB em aterro (10^6 t) 26-02-2014 2008 2009 2010 2011 Deposição RUB em aterro (%) 1995) Deposição de RUB em aterro 2012 Deposição de RUB em aterro (% 1995) Nelson Lourenço, Eng.º do Ambiente - FUTURAMB 18

3.1. Resíduos Sólidos Urbanos FORSU/RUB — Afastamento dos objetivos de recolha seletiva de orgânicos preconizados no ENRRUBDA. — Obrigatória a recalendarização das metas comunitárias de desvio de RUB de aterro relativas a 2009 e 2016, para 2013 e 2020, recorrendo-se à derrogação prevista no Art. 5.º da Diretiva Aterros (Art.º 8.º do D.L. 183/2009). 26-02-2014 2.0E+06 Deposição RUB em aterro (t) — Atrasos na entrada em exploração de novas unidades industriais de valorização orgânica e problemas na implementação da recolha seletiva de RUB, impediram o cumprimento da meta de redução para 50% (%1995) da deposição de RUB em aterro, até julho de 2013. 1.5E+06 1.0E+06 5.0E+05 0.0E+00 Jan. 2006 Nelson Lourenço, Eng.º do Ambiente - FUTURAMB Jan. 2009 Jan. 2016 Horizonte 19

3.1. Resíduos Sólidos Urbanos FORSU/RUB — O cumprimento das metas relativas à quantidade de RUB destinados aos aterros encontra-se dependente da conclusão e da construção de novas unidades para a valorização orgânica dos resíduos. — Necessidade de reprogramação de candidaturas a financiamento comunitário. — Atrasos ao nível dos processos de concurso para a conceção e construção de infraestruturas industriais de tratamento de RUB; Para fazer face a estes constrangimentos, o PERSU 2020 deveria promover e fortalecer o tratamento dos resíduos porta-a-porta — O facto de o 3.º período (3.º Aviso) para a apresentação de candidaturas ao POVT não se ter verificado, contrariamente ao previsto. 26-02-2014 Nelson Lourenço, Eng.º do Ambiente - FUTURAMB 20

3.1. Resíduos Sólidos Urbanos – FORSU/RUB Diretiva Aterros — Até julho de 2013: redução para 50 % da quantidade total, em peso, dos RUB produzidos em 1995 para deposição em aterro - 1.126.360 toneladas. — Até julho de 2020: redução para 35% da quantidade total, em peso, dos resíduos urbanos biodegradáveis produzidos em 1995 para deposição em aterro - 788.452 toneladas. 26-02-2014 1.2E+06 Deposição RUB em aterro (t) Recalendarização da meta de desvio de RUB de aterro (DL n.º 183/2009, de 10 de agosto): 9.0E+05 6.0E+05 3.0E+05 0.0E+00 Jul. 2013 Nelson Lourenço, Eng.º do Ambiente - FUTURAMB Jul. 2020 Horizonte 21

3.2. Resíduos produzidos nas ETAR Gradados — São constituídos, para além de materiais inertes com ou sem valorização orgânica aparente, por restos de matéria orgânica que deverá ser tratada e desviada de aterro. — A sua constituição é extremamente variável. — De acordo com a AdA, SA, num ensaio realizado, a composição de uma amostra de gradados proveniente da ETAR de Lagoa registou os seguintes valores: ̶ COT: 31%. ̶ Matéria orgânica (estimativa): 53,32%. ̶ Escherichia coli: 2,45*105 NMP g-1. 26-02-2014 Nelson Lourenço, Eng.º do Ambiente - FUTURAMB 22

3.2. Resíduos produzidos nas ETAR Gorduras — Apresentam uma produção extremamente variável, dependo do caudal efluente às ETAR e da eficiência do desengordurador. — A sua constituição é também extremamente variável. — De acordo com a AdA, SA, num ensaio realizado, a composição de uma amostra de gradados proveniente da ETAR de Lagoa registou os seguintes valores: ̶ COT: 38%. ̶ Matéria orgânica (estimativa): 65,36%. ̶ Escherichia coli: 6,49*105 NMP g-1. — De acordo com os dados da AdA, SA, a produção média de gorduras na ETAR de Lagoa é de aprox. 1,5 t mês-1. — Concentração típica de gorduras num efluente doméstico: 100 mg/L. — 1 kg de gorduras ≈ 2,4 kg CQO. 26-02-2014 Nelson Lourenço, Eng.º do Ambiente - FUTURAMB 23

3.2. Resíduos produzidos nas ETAR Areias — Podendo inicialmente pensar-se como um recurso sem valor económico, o seu teor apreciável em matéria orgânica, torna-o um fluxo a desviar de aterro. — A quantidade e respetivo teor de matéria orgânica produzidas dependerão na natureza do processo de tratamento de efluentes, nomeadamente a sua componente física. 26-02-2014 Nelson Lourenço, Eng.º do Ambiente - FUTURAMB 24

3.2. Resíduos produzidos nas ETAR Lamas de depuração — Em Portugal, no ano de 2005 foram produzidas aproximadamente 350.000 t ano-1 em matéria seca de lamas de depuração, aproximadamente 1,4 vezes superior à quantidade produzida em 1998 (250.000 t). — Estima-se atualmente, que a produção total de lamas na UE para os anos mais recentes seja de 10.000.00 t ano-1 (Milieu et al., 2008). — Em Portugal, a produção de lamas em 2006 atingiu valores aproximados de 840 t dia-1 em matéria seca (cerca de 1,7 vezes a produção de 1999 e 3,6 vezes a produção de 1994). — Em Portugal, é possível estimar a produção atual de lamas em 400.000 t ano-1. — Estima-se atingir em Portugal em 2020, a produção de 700.000 t . 26-02-2014 Nelson Lourenço, Eng.º do Ambiente - FUTURAMB 25

3.3. Resíduos industriais e agroindustriais Borras de café — Aprox. 80% da população consome café tendo, em 2008, sido registada uma capitação de 4,05 kg de café verde (Anónimo 1, 2009 - 2010), estimandose uma produção de 40.000 toneladas ano-1 em Portugal. — Na indústria de café solúvel, uma tonelada de café verde origina em média 650 kg de borra ao passo que 1 kg de café solúvel produzido, origina 2 kg de borra húmida, com 70-80% de humidade (Vegro & Carvalho, 2006). — O destino continua ainda a ser o aterro sanitário como parte integrante dos RU ou através de recolha seletiva conjuntamente com os RUB. 26-02-2014 Nelson Lourenço, Eng.º do Ambiente - FUTURAMB 26

3.3. Resíduos industriais e agroindustriais Resíduos vinícolas — Uma exploração de 2 hectares de vinha origina uma produção estimada de uva para vinho de 12 tonelada por hectare e um total de 24 toneladas, podendo originar aprox. 7,2 t de resíduos vinícolas: ̶ Bagaço: 3,24 t. ̶ Engaço: 0,96 t. ̶ Folhelho: 1,46 t. ̶ Grainha: 0,72 t. ̶ Borra: 0,94 t. 26-02-2014 Nelson Lourenço, Eng.º do Ambiente - FUTURAMB 27

3.3. Resíduos industriais e agroindustriais Outros fluxos — Lagares de azeite. — Industria cervejeira. — Laticínios. — Matadouros. — Processamento de alimentos a partir de produtos hortícolas e frutícolas: tomate, laranja, etc. 26-02-2014 Nelson Lourenço, Eng.º do Ambiente - FUTURAMB 28

3.4. Resíduos agrícolas — Estrumes (aviário, equino, bovino, suíno, ovino, ca prino, etc.). — Resíduos das culturas hortícolas e frutícolas, incluindo produtos impróprios para consumo. — Resíduos de podas e desmatações, resultantes da manutenção do espaço agrícola e hortícola. 26-02-2014 Nelson Lourenço, Eng.º do Ambiente - FUTURAMB 29

3.4. Resíduos agrícolas Produção de estrumes por diversas espécies animais Espécie pecuária Vaca leiteira Bovino engorda Vitela Leitão Porco engorda (30 kg) Porco engorda (70 kg) Porco engorda (100 kg) Porca reprodutora Varrasco Ovelha Galinha poedeira Frango Perú Cavalo 26-02-2014 kg dia-1 37,17 27,18 5,60 1,00 1,90 4,40 6,72 4,00 4,99 1,80 0,10 0,06 0,32 20,43 kg semana-1 260,19 190,26 39,19 6,99 13,27 30,77 47,04 28,00 34,94 12,60 0,67 0,45 2,26 143,01 t mês-1 1,15 0,84 0,17 0,03 0,06 0,14 0,21 0,12 0,15 0,06 0,00 0,00 0,01 0,63 Nelson Lourenço, Eng.º do Ambiente - FUTURAMB t ano-1 13,57 9,92 2,04 0,36 0,69 1,60 2,45 1,46 1,82 0,66 0,03 0,02 0,12 7,46 30

3.5. Resíduos florestais e silvícolas — A produção de biomassa é parte integrante da manutenção dos agrosistemas. A sua queima ainda representa o ato de gestão mais comummente utilizado. Quantidade de resíduos estimada para a floresta portuguesa (Adaptado de: Lourenço, 2010) Espécie florestal Pinheiro bravo Sobreiro Eucalipto Azinheira Carvalho Pinheiro manso Castanheiro Outras resinosas Outras folhosas Total 26-02-2014 Nelson Lourenço, Eng.º do Ambiente - FUTURAMB Produção (103 t ano-1) 10.780 ± 1.078 5.089 ± 509 5.948 ± 575 3.296 ± 330 668 ± 67 670 ± 67 207 ± 21 234 ± 23 520 ± 52 27.412 ± 2.741 31

3.6. Óleos e gorduras alimentares usados — A produção de OAU a nível doméstico é de 3 a 5 kg hab.-1 ano-1. — A sua eliminação, através dos coletores urbanos em geral, dificulta e encarece os sistemas de gestão e tratamento de águas residuais, com repercussões negativas ao nível das tarifas do saneamento, comportando um risco associado de contaminação dos solos bem como das águas superficiais e subterrâneas. — O seu transporte para tratamento e produção de biodiesel acarreta a produção de emissões de GEE. 26-02-2014 Nelson Lourenço, Eng.º do Ambiente - FUTURAMB 32

3.6. Óleos e gorduras alimentares usados Quantidade de OAN que gera resíduo considerando que 80% é resíduo Quantidade de OAU (t) 1.2E+04 11,198.4 8.0E+03 10,940 6,157 4.0E+03 1,795 1,291 0.0E+00 Norte Centro Lisboa e Vale do Tejo Alentejo Algarve Região (NUT II) 26-02-2014 Nelson Lourenço, Eng.º do Ambiente - FUTURAMB 33

3.6. Óleos e gorduras alimentares usados Origem das produções de OAU 1% Doméstico 37% Hotelaria 62% 26-02-2014 Nelson Lourenço, Eng.º do Ambiente - FUTURAMB Restauração (HORECA) 34

3.7. Fluxos específicos de resíduos — Dejetos de animais de estimação. — Resíduos verdes e de jardim. — Beatas de cigarros. — Óleos lubrificantes. — Resíduos de mercados de produtos hortícolas e frutícolas. — Têxteis. — Papel higiénico – parte integrante dos RU como têxteis sanitários. 26-02-2014 Nelson Lourenço, Eng.º do Ambiente - FUTURAMB 35

3.7. Fluxos específicos de resíduos Dejetos de animais de estimação — Produção diária estimada por cão: 300 g, equivalente a aproximadamente 110 kg ano-1 (Agência de Proteção Norte Americana). — Estima-se que cada animal seja produtor de anualmente de 73 kg de dejetos. — Microrganismos patogénicos nos dejetos: ̶ Salmonella spp. | Escherichia coli. ̶ Lombrigas (nemátodo Ascaris lumbricoides). ̶ Ténias (Taenia solium e Taenia saginata). ̶ Campylobacter spp., Clostridium perfringens, Enterococcus spp. (Egeler et al., 2007): 26-02-2014 Nelson Lourenço, Eng.º do Ambiente - FUTURAMB 36

3.7. Fluxos específicos de resíduos Resíduos verdes e de jardim — De acordo com a Portaria n.º 851/2009 de 7 de agosto, relativa à análise dos RU produzidos, os resíduos de jardim diferenciam-se dos resíduos verdes recolhidos seletivamente. — Um m2 de relva quando cortada, origina em média origina 2 a 6 kg de resíduos. 26-02-2014 Nelson Lourenço, Eng.º do Ambiente - FUTURAMB 37

3.7. Fluxos específicos de resíduos Beatas de cigarro — São consumidos, anualmente 4,5 triliões de cigarros em todo o planeta. — Em Portugal, são depositadas mensalmente para o solo 300 milhões de beatas, o equivalente a 10 milhões de beatas diariamente. — Apresentam um tempo de residência no ambiente entre 10 a 12 anos, não se degradando na totalidade ao fim deste tempo, libertando diversos micropoluentes. — O acetato de celulose, um dos principais constituintes, tem vindo em ensaios realizados na FUTURAMB, a ser alvo de simplificação química por parte da ação enzimática resultante da atividade das minhocas. 26-02-2014 Nelson Lourenço, Eng.º do Ambiente - FUTURAMB 38

3.7. Fluxos específicos de resíduos Dados do autor — Dejetos de animais de estimação Produção durante 7 dias: 1420 g (cão A) + 844 g (cão B). Capitação aprox.: 120, 6 a 202,86 g animal-1 dia-1. Resíduos recolhidos durante 7 dias. Englobado nos RU com códigos LER 20 01 99, 20 03 99. — Papel higiénico Produção durante 7 dias: 38 g. Capitação aprox.: 5,43 g dia-1. Englobado nos RU com códigos LER 20 01 11, 20 01 99, 20 03 99. — Guardanapos Produção durante 7 dias: 52 g. Capitação aprox.: 7,43 g dia-1. Englobado nos RU com códigos LER 20 01 08, 20 01 11, 20 01 99, 20 03 99. 26-02-2014 Nelson Lourenço, Eng.º do Ambiente - FUTURAMB 39

4. DESCRIÇÃO SUMÁRIA DO PROCESSO DE VERMICOMPOSTAGEM 26-02-2014 Nelson Lourenço, Eng.º do Ambiente - FUTURAMB 40

4. Descrição sumária do processo de vermicompostagem — Na natureza, todos os resíduos orgânicos se decompõem embora a diferentes velocidades consoante as suas características. Através da vermicompostagem este processo de decomposição é acelerado. — A vermicompostagem é um processo biológico controlado e aeróbio de tratamento da fração orgânica dos resíduos com recurso a microrganismos e minhocas epígeas. — O principal produto obtido da vermicompostagem é o vermicomposto, uma mistura de excrementos de minhocas e matéria orgânica decomposta mas não digerida por elas. Este produto encontra-se devidamente estabilizado, higienizado e maturo passível de ser aplicado ao solo. — As minhocas desempenham um importante papel no ciclo dos nutrientes. 2/26/2014 Nelson Lourenço, Eng.º do Ambiente - FUTURAMB 41

4. Descrição sumária do processo de vermicompostagem — Os resíduos são colocados no topo, geralmente através da abertura de uma tampa e por camadas. Após as minhocas digerirem esta camada, nova camada é adicionada e assim sucessivamente., sendo um processo em contínuo. As minhocas transformam os resíduos à superfície em vermicomposto. Colocação dos resíduos Minhocas Vermicomposto — Apenas os primeiros 10 cm de materiais deverão encontrar-se húmidos para possibilitar a sobrevivência das minhocas. — 1 m2 de área permite produzir diariamente até 3 kg de vermicomposto. Recolha do vermicomposto — O vermicomposto é recolhido pelo fundo da unidade de vermicompostagem. 26-02-2014 Nelson Lourenço, Eng.º do Ambiente - FUTURAMB 42

4. Descrição sumária do processo de vermicompostagem Vermicompostagem — Higienização devido à competição, ingestão e produção de antibióticos por parte das minhocas. — Poucas perdas de nutrientes – poluição negligenciável. — Pode ser desenvolvida em qualquer dimensão originando economias de escala. Os custos de instalação e operacionais são reduzidos. — 10 m2 de área conseguirão tratar aprox. 50 kg de resíduos diariamente e produzir aprox. 30 kg diariamente de vermicomposto. 26-02-2014 Compostagem — Higienização termofílica – morte dos organismos patogénicos. Contudo, o processo não é eficiente pois patogénicos termotolerantes poderão sobreviver. Além disso, organismos benéficos não sobrevivem às temperaturas elevadas. — Elevadas perdas de nutrientes – poluição/contaminação. — Difícil manutenção. Elevados custos operacionais. — Em 10 m2 de área com 1,5 m de altura e 2 m de largura uma pilha pode produzir anualmente 7,2 toneladas de composto. Nelson Lourenço, Eng.º do Ambiente - FUTURAMB 43

4. Descrição sumária do processo de vermicompostagem — Excelente razão custo/benefício. — Produtos obtidos de qualidade superior. — Destruição de organismos patogénico incluindo ovos de helmintes (Ascaris lumbricoides), Salmonella spp, Escherichia coli e enterovírus. — Imobilização de metais pesados. — Baixas emissões de gases efeito estufa. — Possibilidade de utilização porta-a-porta e no próprio local de produção dos resíduos. — Adaptável a qualquer capitação de resíduos. — Sem odores, sendo um processo essencialmente aeróbio. As minhocas mantêm o meio aerobicamente ativo. Os processos aeróbios são aproximadamente 10 vezes mais rápidos que os processos anaeróbios. 26-02-2014 Nelson Lourenço, Eng.º do Ambiente - FUTURAMB 44

4. Descrição sumária do processo de vermicompostagem — Todos os sistemas desenvolvidos pela FUTURAMB são de tratamento tipo vertical ou seja, os resíduos são adicionados à superfície (por camadas) e o vermicomposto é recolhido no fundo. — As minhocas não necessitam de ser separadas do vermicomposto, ou seja, o vermicomposto que cai na seção própria não possui minhocas. — Em diversas entidades em Portugal (Vale do Ave e São Miguel), os resíduos sofrem uma decomposição inicial num compartimento independente e só depois são adicionadas nas unidades de tratamento. Nos sistemas desenvolvidos pela FUTURAMB, nenhum destes processos ocorre, reduzindo-se tempo e custos, aumentando a eficiência do processo e a qualidade do vermicomposto produzido. — A grande vantagem comparativamente às unidades anteriormente referidas é de que todo o processo de tratamento é realizado num único compartimento sendo os resíduos adicionados continuamente por ―finas‖ camadas. 26-02-2014 Nelson Lourenço, Eng.º do Ambiente - FUTURAMB 45

4. Descrição sumária do processo de vermicompostagem Vermicompostagem convencional — Elevação prévia da temperatura em secção independente . — Necessitam de maior área superficial para tratamento. — Processo mais lento. — Necessário aguardar pela migração das minhocas para se recolher o vermicomposto – as minhocas estão mais dispersas. — Quando o vermicomposto é removido poderá ser perdida uma fração considerável de minhocas. 26-02-2014 Vermicompostagem vertical (segundo metodologia FUTURAMB) — Não existe elevação da temperatura – os resíduos são tratados pelas minhocas num único local. — Redução da área necessária ao tratamento – menos operações prévias. — Processo mais rápido. — As minhocas permanecem sempre à superfície. — O vermicomposto nunca contém minhocas. Nelson Lourenço, Eng.º do Ambiente - FUTURAMB 46

5. DIMENSIONAMENTO DE UNIDADES DE VERMICOMPOSTAGEM 26-02-2014 Nelson Lourenço, Eng.º do Ambiente - FUTURAMB 47

5. Dimensionamento de unidades de vermicompostagem — Quanto se produz em resíduos. ou Quanto se deseja produzir de vermicomposto. — A quantidade de resíduos que são tratados irá influenciar a dimensão e complexidade do sistema. — Necessário identificar a quantidade de minhocas inicial e no estado de tratamento fixo. 26-02-2014 Nelson Lourenço, Eng.º do Ambiente - FUTURAMB 48

5. Dimensionamento de unidades de vermicompostagem Habitações Determinação da capacidade e área de tratamento e capacidade de produção de vermicomposto em função no n.º de habitantes N.º hab. Capitação RU (kg/hab./ano) Matéria orgânica (%) Quantidade média RUB tratada Quantidade minhocas real Densidade minhocas kg ano-1 kg N.º aprox 1 0,51 187,05 1,02 1.863 0,20 112,23 2 1,02 374,10 2,05 3.727 0,41 224,46 1,54 561,14 3,07 5.590 0,61 336,69 2,05 748,19 4,10 7.453 0,82 448,92 2,56 935,24 5,12 9.317 1,02 561,14 0,00 0,00 0,00 0 0,00 0,00 4 5 26-02-2014 511 0,412 5 Nelson Lourenço, Eng.º do Ambiente - FUTURAMB N.º m-2 Qte. aprox. vermicomposto produzido (kg ano-1) kg dia-1 3 kg m-2 Área necessária (m2) 9.000 49

5. Dimensionamento de unidades de vermicompostagem Pequenos aglomerados Determinação da capacidade e área de tratamento e capacidade de produção de vermicomposto em função no n.º de habitantes N.º hab. Capitação RU (kg/hab./ano) Matéria orgânica (%) Quantidade média RUB tratada Quantidade minhocas real Densidade minhocas t ano-1 kg N.º aprox 10 5,77 2,11 11,54 20.972 2,31 1,26 20 11,54 4,21 23,07 41.945 4,61 2,53 50 28,84 10,53 57,68 104.862 11,54 6,32 57,68 21,05 115,36 209.724 23,07 12,63 200 115,36 42,11 230,72 419.449 46,14 25,26 250 144,2 52,633 288,4 524311,2 57,68 31,58 26-02-2014 511 0,412 5 N.º m-2 Qte. aprox. vermicomposto produzido (t ano-1) kg dia-1 100 kg m-2 Área necessária (m2) 9.000 Nelson Lourenço, Eng.º do Ambiente - FUTURAMB 50

5. Dimensionamento de unidades de vermicompostagem Espaço rural – explorações agrícolas Determinação da capacidade de tratamento e de produção de vermicomposto em função da área disponível e da densidade de minhocas Área (kg m2) 1 Densidade minhocas kg m-2 N m-2 5 9.000 26-02-2014 Quantidade minhocas Total kg N.º 5 9.000 Capacidade tratamento Capacidade produção vermicomposto kg dia-1 kg semana-1 kg mês-1 kg ano-1 2,5 10 77,5 912,5 kg dia-1 kg semana-1 1,5 Nelson Lourenço, Eng.º do Ambiente - FUTURAMB 6 kg mês-1 kg ano-1 kg dia-1 46,5 547,5 0,548 51

5. Dimensionamento de unidades de vermicompostagem Espaço rural – explorações agrícolas Determinação do n.º de minhocas, quantidade de resíduos, área necessária ao tratamento e n.º de compartimentos dos vermidigestores face à produção de vermicomposto pretendida Produção vermicomposto t ano-1 10 kg d-1 27,40 26-02-2014 Cap. produção (kg m-2 d-1) 3 Densidade minhocas kg m-2 m-2 N 5 9.000 Produção resíduos t ano-1 16,67 kg d-1 45,66 Área necessária (m2) Quantidade minhocas total 9,13 Nelson Lourenço, Eng.º do Ambiente - FUTURAMB kg N.º N.º compartimentos 45,66 82.192 9,13 52

5. Dimensionamento de unidades de vermicompostagem Determinação do n.º de minhocas, quantidade de resíduos, área necessária ao tratamento e n.º de compartimentos dos vermidigestores face à produção de vermicomposto pretendida Espécie pecuária Produção N.º (kg animal-1 d-1) animais Vaca leiteira Bovino engorda Vitela Leitão Porco engorda (100 kg) Porca reprodutora Varrasco Ovelha Galinha poedeira Frango Perú Cavalo 26-02-2014 Quantidade de minhocas real Total kg d-1 kg semana-1 t mês-1 t ano-1 kg N.º aprox. Densidade minhocas kg m-2 N m-2 Quantidade Área necessária vermicomposto (m2) (t ano-1) 37,17 10 371,70 2601,90 11,52 135,67 743,40 1.338.120 148,68 81,40 27,18 10 271,80 1902,60 8,43 99,21 543,60 978.480 108,72 59,52 5,60 1,00 10 5 55,98 5,00 391,86 34,97 1,74 0,15 20,43 111,96 1,82 9,99 201.528 17.982 22,39 2,00 12,26 1,09 6,72 5 33,60 235,20 1,04 12,26 67,20 120.960 13,44 7,36 4,00 5 20,00 140,00 0,62 7,30 40,00 72.000 8,00 4,38 4,99 1,80 3 15 14,98 27,00 104,83 189,00 0,46 0,84 5,47 9,86 29,95 54,00 53.914 97.200 5,99 10,80 3,28 5,91 0,10 25 2,38 16,63 0,07 0,87 4,75 8.554 0,95 0,52 0,06 0,32 20,43 10 15 3 0,64 4,83 61,29 4,49 33,84 429,03 0,02 0,15 1,90 0,23 1,28 1,76 9,67 22,37 122,58 2.307 17.405 220.644 0,26 1,93 24,52 0,14 1,06 13,42 5 Nelson Lourenço, Eng.º do Ambiente - FUTURAMB 9.000 53

6. MEDIDAS A ADOTAR 26-02-2014 Nelson Lourenço, Eng.º do Ambiente - FUTURAMB 54

3.1. Resíduos Sólidos Urbanos FORSU/RUB — Pouca abertura do governo em desenvolver soluções para tratamento dos resíduos orgânicos porta-a-porta. — As distâncias percorridas pelos resíduos para tratamento são muitas vezes desnecessárias para além de levarem à emissão de GEE. — Falta de reforço da sensibilização e formação ambiental junto das populações. — Falta de incentivos para os habitantes que façam vermicompostagem, recolha seletiva, etc. — Necessidade de ser reduzido o volume de resíduos atual de 1.100 L em que a responsabilidade cabe às entidades gestoras, imputando uma maior responsabilidade ao produtor. 26-02-2014 Nelson Lourenço, Eng.º do Ambiente - FUTURAMB 55

6. Principais medidas a adotar FORSU/RUB – em função das falhas no PERSU 2020 — Reduzir/minimizar as distâncias percorridas pelos resíduos por parte das autarquias e operadores de gestão. — Promover/investir no tratamento dos resíduos no próprio local de produção (in situ). — Articular com as entidades construtoras o desenvolvimento de infraestruturas de vermicompostagem nas habitações de tratamento doméstico dos resíduos orgânicos . — Criar de incentivos para quem pratique vermicompostagem doméstica. — Falta de políticas fortes de tratamento dos resíduos orgânicos no próprio local de produção – habitações, estabelecimentos comerciais, estabelecimentos de ensino, restauração, hotelaria, etc. Se o objetivo passa pelo cumprimento da Diretiva Aterros, e portanto pela redução dos teores de resíduos orgânicos em aterro, porque se investem milhões de € em centrais de produção e aproveitamento de biogás – que necessitam de matéria orgânica nos aterros? 26-02-2014 Nelson Lourenço, Eng.º do Ambiente - FUTURAMB 56

6. Principais medidas a adotar FORSU/RUB – em função das falhas no PERSU 2020 Benefícios para os municípios Sistemas de vermicompostagem doméstica recorrendo-se a modelos FUTURAMB — Capacidade de tratamento aproximada: Vermidigestor S: 98 kg ano-1 Vermidigestor M: 150 kg ano-1 Vermidigestor L: 212 kg ano-1 — Efetividade de tratamento: Vermidigestor S: 98 kg ano-1 / 168,08 kg ano-1 = 0,58 Vermidigestor M: 154 kg ano-1 / 168,08 kg ano-1 = 0,92 Vermidigestor L: 212 kg ano-1 / 168,08 kg ano-1 = 1,26 — Custo hab.-1 ano-1 médio do serviço de gestão de RU (Levy & Pinela, 2008): Portugal Continental: € 36,86 Açores: € 22,01 Madeira: € 25,25 26-02-2014 Nelson Lourenço, Eng.º do Ambiente - FUTURAMB 57

6. Principais medidas a adotar FORSU/RUB – em função das falhas no PERSU 2020 Benefícios para os municípios Sistemas de vermicompostagem doméstica recorrendo-se a modelos FUTURAMB Admita-se (APA, 2012): — 454 kg RU hab.-1 ano-1. — Fração orgânica nos RU (%): 40,5%. — 183,87 kg ROD hab.-1 ano-1. Então: Custo hab.-1 ano-1 médio de gestão de ROD: € 14,93. 26-02-2014 Nelson Lourenço, Eng.º do Ambiente - FUTURAMB 58

6. Principais medidas a adotar FORSU/RUB – em função das falhas no PERSU Benefícios para os municípios Sistemas de vermicompostagem doméstica recorrendo-se a modelos FUTURAMB Vermidigestor S Custo teórico Redução futuro RU -1 -1 (€ hab.-1 ano-1) (€ hab. ano ) 28,90 7,96 % 21,59 Vermidigestor M Custo teórico Redução futuro RU -1 -1 (€ hab.-1 ano-1) (€ hab. ano ) 24,36 12,50 % 33,92 Vermidigestor L Custo teórico Redução futuro RU -1 -1 (€ hab.-1 ano-1) (€ hab. ano ) 21,93 14,93 % 40,50 Redução dos custos na gestão de RU por hab.-1 ano-1 por parte das autarquias em Portugal Continental 26-02-2014 Nelson Lourenço, Eng.º do Ambiente - FUTURAMB 59

6. Medidas a adotar ETAR — Reduzir os custos de logística e transporte associados à gestão de lamas, nomeadamente com o seu encaminhamento para valorização/deposição final em aterro. — Promover a utilização da vermicompostagem para tratamento das lamas produzidas, numa fase inicial, em pequenas ETAR. — Promover a valorização de fluxos de resíduos específicos – gradados, gorduras e areias, resultantes do processo de depuração dos efluentes urbanos. 26-02-2014 Nelson Lourenço, Eng.º do Ambiente - FUTURAMB 60

6. Medidas a adotar Espaço rural – resíduos agrícolas, florestais e silvícolas — Impedir a queima dos resíduos por parte dos produtores, criando incentivos para quem utilize os resíduos das culturas como fonte de matéria orgânica para o solo. — Promover a utilização da vermicompostagem para tratamento dos resíduos das culturas e dos estrumes. — Encarar os resíduos orgânicos produzidos em espaço rural numa matéria prima, que quando tratada de forma segura e adequada, contribua para o ciclo dos nutrientes e para a nutrição das culturas. 26-02-2014 Nelson Lourenço, Eng.º do Ambiente - FUTURAMB 61

7. Conclusões — Inviabilizar o potencial poluente e contaminante da fração orgânica dos resíduos (FOR). — Promover o desenvolvimento sustentável e sustentado. — Incentivar o tratamento da FOR no próprio local de produção – tratamento in situ. — Promover a consciência ambiental no âmbito de uma correta educação e sensibilização para o tratamento dos resíduos orgânicos. — Promover a responsabilidade social pela produção de resíduos. — Aumentar os teores de matéria orgânica nos solos. — Reduzir a dependência dos adubos e pesticidas por parte dos produtores e dos praticantes de agricultura e horticultura em geral. 26-02-2014 Nelson Lourenço, Eng.º do Ambiente - FUTURAMB 62

Referências bibliográficas — Levy, J., Pinela, A, 2008, Sistemas Tarifários de RSU em Portugal, presentation available at http://www.geota.pt/xFiles/scContentDeployer_pt/docs/articleFile164.pdf — Milieu, WRc e RPA. 2008. Environmental, economic and social impacts of the use of sewage sludge on land. Overview report. Milieu Ltd. Bélgica. — Milieu, WRc e RPA. 2008. Environmental, economic and social impacts of the use of sewage sludge on land. Report on options and impacts. Milieu Ltd. Bélgica. — Ohr, R., Zeddies, G. (2006) Studie zur ökonomische Gesamtbetrachtung der Hundehaltung in Deutschland University of Göttingen. 26-02-2014 Nelson Lourenço, Eng.º do Ambiente - FUTURAMB 63

Respeite a engenharia ambiental e de processo associada ao desenvolvimento do vermidigestor. Respeite a atividade inventiva e a propriedade intelectual. São elas que permitem o evoluir da sociedade em termos científicos e tecnológicos, contribuindo para o desenvolvimento sustentável das sociedades. Respeite o meu trabalho.

FUTURAMB Contactos CENTRO DE PESQUISA E INVESTIGAÇÃO EM VERMICOMPOSTAGEM FUTURLAB – DIVISÃO DE ANÁLISES QUÍMICAS, FÍSICAS E MICROBIOLÓGICAS Urbanização das Oliveiras, lote 2, r/c drt., 8375-129 S. B. Messines Tel.: +351 282 330495 Tlm.: +351 96 7359487 | Tlm.: +351 96 3851179 UNIDADE DE VALORIZAÇÃO ORGÂNICA FUTURLAB – DIVISÃO DE BIOLOGIA , ECOLOGIA E TOXICOLOGIA DE MINHOCAS Messines de Cima, caixa-postal 5-S, 8375-047 S. B. Messines Tel.: +351 282 330495 Tlm.: +351 96 7359487 | Tlm.: +351 96 3851179 nelsonlourenco@futuramb.com cpiv@futuramb.com comercial@futuramb.com 26-02-2014 Nelson Lourenço, Eng.º do Ambiente - FUTURAMB 65

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