Reciclagem de potássio de resíduos orgânicos e urina para a
produção de biocarvões projetados para uso como
fertilizantes
Compósitos; Fertilizantes potássicos de liberação lenta; Reciclagem
de K; Biocarvões projetados; estruvita.
O potássio (K) é o um dos nutrientes mais requeridos pelas plantas, o qual
participa na ativação de enzimas, na abertura e fechamento de estômatos e no transporte
de carboidratos. Solos altamente intemperizados, como os do Brasil, são pobres em K e,
por isso, demandam altas aplicações de K para a correta fertilização das culturas. O
fertilizante potássico mais utilizado no Brasil e no mundo, o KCl, além de ser produzido
em poucos países e ter alto custo, possui liberação rápida do K, alto índice salino e alto
teor de Cl, que podem prejudicar a germinação e o desenvolvimento das culturas,
requerendo uma aplicação adequada ou a sua substituição por outras fontes de K. Os
resíduos orgânicos são fontes potenciais para uso como fertilizantes potássicos.
Contudo, seu uso deve ser planejado e bem avaliado, uma vez que podem ser via de
contaminantes químicos e biológicos. A aplicação de resíduos sólidos, como restos
agrícolas, dejetos de animais e resíduos de atividades humanas, como o lodo de esgoto,
na agricultura já é bem consolidada, contudo, os benefícios dessa aplicação são de curto
prazo, principalmente em países tropicais, os quais apresentam altas temperaturas e
precipitações, que apresentam taxas altas de decomposição da matéria orgânica. E o
aproveitamento de resíduos líquidos, como a vinhaça, efluentes da suinocultura e esgoto
sanitário (urina humana), além de ser custoso, devido a necessidade de tratamento
prévio e a grande diluição dos nutrientes, também deve seguir legislações ambientais
para evitar o risco de contaminação ambiental. Por isso, estudos avaliando a aplicação
de biocarvão em solos tropicais com a intensão de melhorar sua fertilidade e seu uso
como adsorvente de nutrientes e elementos potencialmente tóxicos de resíduos líquidos
se intensificaram nas últimas duas décadas. O biocarvão (BC) é o material resultante da
pirólise de materiais orgânicos na ausência total ou parcial de oxigênio. As
características físico-químicas do BC dependem diretamente da biomassa e da
temperatura de pirólise, por isso, podem ser intencionalmente modificadas para a
obtenção de um material rico em determinado nutriente e/ou com propriedades
condicionadoras. Além da escolha da biomassa e da temperatura de pirólise, alguns
tratamentos também podem ser realizados antes ou após a pirólise para a melhoria de
alguma característica, como por exemplo, a copirólise de biomassas com fertilizantes
minerais, para o enriquecimento de nutrientes, e a oxidação do biocarvão para a
formação de grupos funcionais e aumento da sua capacidade de adsorção. Nesse
sentido, encontrar matérias-primas ricas em K que possam ser utilizadas puras para a
produção de fertilizantes potássicos à base de biocarvão e combinar essas matérias-
primas com uma fonte mineral de K pode ser uma estratégia ambientalmente eficaz e
adequada para a reciclagem de K dos principais resíduos produzidos no Brasil. Além
disso, biocarvões projetados para terem alta capacidade de adsorção podem ser
utilizados como adsorventes para a retenção de potássio proveniente de resíduos
líquidos. Sendo assim, esse trabalho teve como principais objetivos: i) avaliar a
influência da matéria-prima e da temperatura de pirólise no teor e retenção de potássio
dos biocarvões, ii) avaliar a influência da copirólise de diferentes matérias-primas com
o KCl (compósitos) na cinética de liberação de K em solução, iii) avaliar a eficiência
dos biocarvões produzidos em fornecer K, de forma mais lenta e sustentável, para o
crescimento de milho cultivado em dois solos, contrastantes em fertilidade e textura, em
casa de vegetação, iv) avaliar os fatores que influenciam a recuperação do K da urina
humana (resíduo líquido) via precipitação da estruvita potássica, v) avaliar a influência
de diferentes biomassas na produção de biocarvão capaz de reter a estruvita potássica
recuperada da urina humana, e vi) avaliar diferentes tratamentos no biocarvão que
aumentem a capacidade de retenção da estruvita potássica proveniente da urina humana.