Este capítulo discute o aproveitamento de lodos sépticos, incluindo sua produção e características, e seu potencial uso na obtenção de biodiesel, agricultura e construção civil. Detalha processos como extração de óleos e graxas de resíduos e procedimentos para a obtenção de biodiesel, como esterificação e transesterificação.

1. CAPÍTULO 5
APROVEITAMENTO DE LODOS SÉPTICOS
Maria del Pilar Durante Ingunza
Bruno Coraucci Filho
Servio Tulio Cassini
Jairo Pinto Oliveira
Francisco Anaruma Filho
Adriano Luiz Tonetti
Ronaldo Ferreira do Nascimento
Fernando Pedro Dias
Jeffersson Fernandes de Lima,
5.1 - INTRODUÇÃO: PANORAMA DO APROVEITAMENTO DE LODOS DE
FOSSAS E TANQUE SÉPTICOS
Na era da sustentabilidade, a reciclagem e, de forma geral, o aproveitamento
de resíduos, surgem como uma necessidade para alcançar o equilíbrio dos
ecossistemas. Neste contexto o Brasil vem contribuindo com pesquisas em diversas
áreas com destaque na agricultura e na construção civil.
Em relação aos lodos sépticos, pesquisa recente sobre caracterização,
tratamento, gerenciamento e destino final (Andreoli, 2009) mostra a grande
possibilidade de aproveitamento deste tipo de resíduos, em face de suas
características físico-químicas e sua produção atual.
Nos itens a seguir será abordada com detalhe a situação atual do
aproveitamento de lodo séptico nas áreas mais relevantes: produção de biodiesel,
uso em agricultura e em construção civil.
5.2 - USO DE LODO SÉPTICO PARA OBTENÇÃO DE BIODIESEL
5.2.1 - Introdução
Na busca de diversificar sua matriz energética e contribuir para a solução de
problemas econômicos, sociais e ambientais, o governo Federal do Brasil lançou o
programa do biodiesel em 2004, o qual prevê que a partir de 2008, seja adicionado
obrigatoriamente ao diesel mineral 2% de biodiesel e a partir de 2013 houve
aumento para 5% de biodiesel misturado ao diesel. Em anos subsequentes há
perspectiva que esse percentual aumente, chegando até 20%.

2. O biodiesel é um combustível renovável em uso no Brasil e também, em
vários países, sendo Alemanha o maior produtor deste combustível. Trata-se de um
combustível líquido derivado de biomassa renovável, que substitui total ou
parcialmente o óleo diesel de petróleo em motores de ignição por compressão,
automotivos, transportes e estacionários (geradores de eletricidade, etc.). Um
combustível alternativo aos de origem fóssil, além de ser competitivo
economicamente, deve trazer vantagens do ponto de vista ambiental, há de ser
abundante e tecnicamente apropriado ao uso. (MEHER et al., 2006).
No Brasil, as pesquisas com o biodiesel remontam do ano de 1980, com os
trabalhos do professor Expedito Parente, da Universidade Federal do Ceará, que é
autor da patente PI – 8007957. Essa foi a primeira patente, em termos mundiais, de
biodiesel e de querosene industrial de aviação. (HOLANDA, 2006).
Quimicamente, o biodiesel é um mono-alquil éster de ácido graxo, conhecido
como éster de ácidos graxos, que é produzido por meio de esterificação e/ou
transesterificação de várias fontes lipídicas na presença de um catalisador ácido,
básico ou enzimático (KNOTHE, 2005; LIU & ZAO, 2007; REVELLAME et al., 2010;
VYAS et al., 2010). As vantagens da utilização do biodiesel são limitadas pelo seu
custo, que é aproximadamente duas vezes maior do que a do diesel comum. Este
custo ainda se mantém devido ao fato de que 75-85% do seu custo total está
relacionado com as matérias-primas, como óleos vegetais (HAAS & FOGLIA,2005;
MONDALLA et al., 2009; REVELLAME et al., 2010). Assim, triglicerídeos residuais
podem constituir uma matéria-prima alternativa para processos industriais de
geração de biocombustíveis, em função do baixo custo e pela sua sustentabilidade,
ao minimizar possíveis impactos ambientais. Óleos e graxas residuais (OGR), como
o óleo residual de fritura, ácidos graxos, escuma de caixas de gordura e esgoto
sanitário, enquanto matérias primas para a geração de biodiesel podem contribuir,
significativamente, para a redução dos custos de produção, além de se caracterizar
o processo como um tratamento sanitário (RODRIGUES, 2011). Esta utilização tem
sido estudada e defendida, ênfase crescente para a geração de biodiesel, a partir
de óleos e graxas residuais do saneamento ambiental (SAIFUDDIN e CHUA, 2006).
5.2.2 - Caracterização de Resíduos Oleosos do Saneamento
Os resíduos oleosos do saneamento podem ser derivados de atividades
diversas e ligadas diretamente a rede coletora de esgoto doméstico e industrial e o
tratamento de águas residuárias em ETEs. Assim podemos destacar os resíduos

3. oleosos derivados de caixas de gordura, separadores agua e óleo (SAO), escumas
de reatores e estações elevatórias, caixas de areia, óleos de fritura coletados e
armazenados e lodos de esgoto e lodos de fossas e tanques sépticos (LFTS). Os
potenciais de geração de cada tipo de resíduo ou fração oleosa ainda não foram
totalmente estimados e devem continuar a receber atenção de pesquisas visando o
seu potencial aproveitamento para geração de biocombustível. Segundo
DUFRECHE et al., (2007) no caso de lodos de esgotos e fossas podem gerar cerca
de 20% de lipídeos solúveis em éter-hexano que podem ser convertidos em
biodiesel. Wust (2004) caracterizou resíduos oleosos emulsificados, com especial
atenção à composição em ácidos graxos, teor de umidade e ácidos graxos livres,
bem como o aproveitamento destes resíduos para a produção de biodiesel. Estas
reações foram avaliadas utilizando-se diferentes condições de temperatura e
pressão e os rendimentos líquidos observados foram estimados como próximos a
80%. Mondala et al. (2009) pesquisaram o potencial de utilização dos lodos primário
e secundário produzidos na estação de tratamento de esgoto sanitário de
Tuscaloosa, nos Estados Unidos e obtiveram um rendimento de 10% de ésteres
metílicos (biodiesel) de ácidos graxos por peso seco de lodo, utilizando o processo
de transesterificação com metanol e catálise com ácido sulfúrico. Muhammad &
Rohani (2011) analisaram a extração de lipídeos e a produção de biodiesel a partir
de águas residuárias e obtiveram rendimentos superiores a 57% de ésteres
metílicos via catálise ácida com óleos e graxas extraídos de lodos primários de uma
estação de tratamento de efluentes no Canadá.
5.2.3 - Procedimento de extração e Caracterização de óleos e Graxas de
Resíduos oleosos
A extração com n-hexano tem sido reportada por vários autores e a utilização
do rota-evaporador no processo tem a vantagem de recuperar todo o solvente usado
no processo de extração. Atualmente, os métodos disponíveis para a extração de
lipídios a partir de materiais biológicos utilizam solventes orgânicos (hexano, éter,
clorofórmio, tolueno), geralmente em diferentes misturas e proporções. Boocock et
al.(1992) extraíram 12% p/p de lipídios pelo método de extração soxhlet e 17-18%
p/p de lipídios por extração por solvente em ebulição a partir do lodo de esgoto
bruto. Eles usaram 300 ml de solvente (clorofórmio ou tolueno) para 50 g de lodo
seca e 600 ml de solvente (clorofórmio ou tolueno) para 100 g de lodo seco no
método de extração soxhlet e método de extração por ebulição, respectivamente.

4. Eles concluíram que tanto clorofórmio e o tolueno são igualmente eficazes para a
extração de lipídios, mas o tolueno possui menor custo e menor impacto ao meio
ambiente. Pokoo-Aikins et al. (2010) não encontraram diferenças significativas para
os diferentes tipos de solventes avaliados (tolueno, hexano, etanol e metanol) para
extração de lipídios a partir de lamas de depuração numa proporção 1:5
(resíduo/solvente).
5.2.4 - Procedimentos para obtenção de biodiesel
A utilização de combustíveis de origem vegetal em motores diesel é bastante
atrativa, tendo em vista o aspecto ambiental e por ser oriundo de uma fonte
renovável de energia (ROBLES- MEDINA et al., 2009). No entanto, apesar de
energeticamente favorável, o uso direto de óleos vegetais como combustíveis para
motores é problemático, principalmente pela sua alta viscosidade (aproximadamente
11 a 17 vezes maior que a do óleo diesel de petróleo), baixa volatilidade,
combustão incompleta, formação de depósitos de carbono nos sistemas de injeção,
obstrução dos filtros e dos sistemas de injeção, comprometendo a durabilidade do
motor (TASHTOUSH; AL-WIDYAN;AL-SHYOUKH, 2003) e formação de acroleína
(uma substância altamente tóxica e cancerígena) obtida pela decomposição térmica
do glicerol (SCHUWAB et al., 1988).
Para superar esses problemas diversos processos para modificações dos
óleos vegetais e gorduras animais são apresentados na literatura. Os processos
mais citados são: a pirólise ou craqueamento térmico, a micro-emulsificação e a
transesterificação, sendo este último o mais utilizado para a produção de biodiesel.
Outro processo de obtenção de biodiesel bastante estudado é a reação de
esterificação que é aplicado em matérias-primas residuais que exibem elevada
acidez livre, tais como óleos de fritura e efluentes graxos (CANAKCI e GERPEN,
2001). A seguir são mostrados dois processos de obtenção de biodiesel, a
esterificação e a transesterificação.
5.2.4.1 - Esterificação
A reação de esterificação é um processo de obtenção de ésteres a partir da
substituição da hidroxila (-OH) de um ácido carboxílico por um radical alcoxila (-OR),
ou seja, os ácidos carboxílicos reagem com alcoóis para formar ésteres através de
uma reação de condensação catalisada por ácidos fortes (SOLOMOS & FRYHLE,
2002). Os processos de esterificação são importantes na produção de ésteres de
grande interesse comercial principalmente nas áreas de solvente, essências,

5. herbicidas e mais recentemente na produção de biodiesel a partir de óleos residuais
de elevada concentração de ácidos graxos livres (BARCZA, 2007).
A esterificação aplicada para a produção de biodiesel trata-se de uma reação
reversível de um ácido carboxílico com um álcool, havendo eliminação de água,
conforme é apresentado na Figura 5.1 (SOLOMOS & FRYHLE, 2002).
Figura 5.1- Reação de esterificação (Solomos & Fryhle, 2002).
Na reação de esterificação, um ácido graxo reage com um álcool, a elevadas
temperaturas, e é auxiliada por um catalisador ácido, geralmente ácido sulfúrico,
fornecendo, além dos ésteres alquílicos, água como subproduto. Esse processo de
obtenção de biodiesel é, normalmente, muito utilizado industrialmente como uma
etapa de pré-tratamento para matérias-primas de elevada acidez livre, geralmente
óleos residuais, efluentes graxos e matérias-primas com elevado teor de ácidos
graxos na sua composição, como por exemplo, óleo de babaçu (MARCHETTI et al.,
2007). No entanto, quimicamente, a reação de esterificação exige elevadas
concentrações de álcool para se alcançar conversões significativas. Vários
pesquisadores do processo informam que a mínima razão molar de álcool/ácido
graxo necessária deve ser de pelo menos 9:1, ou seja, um excesso estequiométrico
de 800%, uma vez que a relação estequiométrica entre o ácido graxo e o álcool é de
1:1. Esse problema se deve principalmente pela água formada ao longo da reação,
pois desativa o catalisador (H+) presente no meio, favorecendo a reação inversa de
hidrólise. Entretanto, essa reação de esterificação também pode ser catalisada
enzimaticamente. Dados da literatura comprovam a viabilidade do uso de lipases na
esterificação de matérias-primas de elevada acidez livre em proporções
estequiométricas e em condições brandas de temperatura (KULKARNI et al., 2006).
Muitas variáveis podem afetar a velocidade da reação de esterificação de ácidos
graxos, tais como a temperatura, concentração de catalisador e a concentração de
reagentes (RONNBACK et al., 1997). A taxa de mistura é importante no processo,
normalmente, é indicado que a velocidade de agitação do sistema reacional fique
compreendido entre 100 a 600 rpm (ZHENG et al., 2006).

6. 5.2.4.2 - Transesterificação
A rota mais convencional para transformar triacilglicerídeos (óleos vegetais ou
gorduras animais) em combustível é a transesterificação, que envolve a reação dos
óleos vegetais e/ou gorduras animais com mono-álcoois de cadeia curta em
presença de um catalisador (ácido, básico ou enzimático), dando origem a
monoésteres de ácidos graxos (MA e HANNA, 1999; MEHER et al., 2006). Na
reação de transesterificação, uma molécula de triacilglicerídeo reage com três
moléculas de um álcool (metanol ou etanol), formando três moléculas de u m éster
linear e uma molécula de glicerol (VAN GERPEN, 2005). A Figura 5.2 apresenta a
reação em questão.
Figura 5.2 - Reação geral de transesterificação (Van Gerpen, 2005).
A taxa de reação é limitada pela intensidade da mistura dos reagentes, já que
o s óleos e/ou gorduras não são miscíveis com a solução de álcool/catalisador. A
taxa de conversão aumenta à medida que o regime de mistura aumenta,
principalmente nos minutos iniciais da reação de transesterificação (MA e HANNA,
1999). Além disso, o rendimento dessa reação depende de diversos fatores, tais
como:
o A razão molar entre o óleo e o álcool, pois como a reação de
transesterificação é reversível, geralmente ela é feita com excesso de álcool
para favorecer a formação dos ésteres alquílicos (MA e HANNA., 1999;
URIOSTE, 2004; SAAD, 2005; MARCHETTI et al., 2007). Na catálise
enzimática, no entanto, alguns autores alcançaram boas conversões na
proporção estequiométrica, uma vez que o excesso de álcool pode provocar a

7. inativação da enzima (SAMUKAWA et al., 2000; KOSE et al., 2002, OLIVEIRA
et al., 2004).
o A temperatura também é outro fator importante que varia em função dos tipos
de óleo e do catalisador. A metanólise alcalina, por exemplo, ocorre entre 20
a 35ºC (URIOSTE, 2004). Em relação a catálise enzimática, dependendo da
fonte da enzima e do suporte na qual ela foi imobilizada, temperaturas
elevadas podem desnaturá-la.
o O tipo de catalisador. Os catalisadores possíveis são os ácidos (H2SO4, HCl,
H3PO4), as bases (KOH, NaOH) ou as enzimas (lipases). A catálise alcalina é
muito mais rápida do que a ácida, contudo, quando se utilizam óleos residuais
com elevado teor de água e de ácidos graxos livres, a catálise ácida é mais
indicada (esterificação) (MA e HANNA, 1999; URIOSTE, 2004).
o A concentração de ácidos graxos livres e de água nos óleos quando a reação
é catalisada por catalisador básico (NaOH). O conteúdo de água e de ácidos
graxos livres nos reagentes deve ser baixo, pois a reação inversa de hidrólise
pode ser favorecida e podem ser formados sabõ es no processo, o que
aumenta a viscosidade final do produto, dificulta a separação do glicerol e
diminui o rendimento em ésteres (MA e HANNA, 1999; FUKUDA et al., 2001;
URIOSTE, 2004; MARCHETTI et al., 2007).
Os alcoóis preferencialmente usados na transesterificação são álcoois de
cadeia curta tais como o metanol, etanol, propanol, butanol ou álcool amílico. Os
álcoois mais utilizados são o metanol e o etanol, principalmente pelo seu baixo
custo, suas propriedades físico -químicas (menor cadeia carbônica) e grande
disponibilidade na Europa, Japão e Estados Unidos (MA e HANNA, 1999; URIOSTE,
2004; LU et al., 2007; MARCHETTI et al., 2007;). Devido à elevada hidrofilicidade do
metanol, ao se utilizar esse álcool, as reações enzimáticas devem ser efetuadas em
meio com solvente orgânico. Outra desvantagem do metanol é que quando usado
em excesso pode inativar a enzima (AL-ZUHAIR et al., 2006).
Apesar de várias metodologias descritas na literatura para a obtenção do
biodiesel destacarem o uso do metanol, no Brasil é cada vez mais estimulado a sua
substituição pelo etanol, pois é um dos maiores produtores de álcool etílico, com
uma tecnologia de produção bem estabelecida, grande capacidade industrial, com
plantas instaladas em todo o país e este é um fator que estimula estudos de seu
uso em substituição ao metanol (PARENTE, 2003; FACCIO, 2004; LIMA et al.,

8. 2007). Além disso, apesar de o etanol ser menos reativo do que o metanol, ele tem a
vantagem de ser menos tóxico e de evitar a adição de solvente orgânico em
reações enzimáticas, o que viabiliza o processo de obtenção de biodiesel com
redução de custos com solventes e com consumo de energia (URIOSTE, 2004). Ao
se usar o etanol de origem vegetal, a emissão de dióxido de carbono decorrente da
combustão do biodiesel é reabsorvida na íntegra pela fotossíntese, durante o
crescimento das próximas safras das biomassas das quais se produz o álcool e o
óleo, ou seja, o etanol é mais ambientalmente correto do que o metanol ( AKOH et
al., 2007).
Além de matéria-prima mais barata e sustentável, para que o biodiesel seja
economicamente competivo, é imprescindível que no seu processo químico de
síntese sejam utilizados catalisadores de baixo custo. Os métodos reacionais na
obtenção de biodiesel por transesterificação englobam os químicos (básicos ou
ácidos) e os enzimáticos. Para a catálise química, básica ou ácida, são utilizados
vários catalisadores, com vantagens e desvantagens no processo, que podem ser
observadas na Tabela 5.1.
Tabela 5.1 - Vantagens e desvantagens de diferentes catalisadores utilizados na produção de
biodiesel.
Ainda que represente a rota tecnológica mais utilizada, pelo elevado
rendimento e rapidez do processo reacional, o emprego de catalisadores básicos,
como hidróxidos alcalinos NaOH ou KOH exige que a matéria prima apresente baixa
acidez (menor do que 1mg de KOH/g de amostra) para evitar o consumo

9. improdutivo de álcali e a subsequente formação de sabões (VAN GERPEN, 2005).
São considerados inconvenientes desta rota catalisadora a dificuldade na
recuperação do glicerol, a dificuldade de reuso do catalisador alcalino que
permanece no meio, a necessidade de tratamento posterior dos efluentes alcalinos,
a natureza fortemente energética do processo, a interferência dos ácidos graxos
livres e a presença de água na reação que conduzem quase sempre a perdas no
rendimento da mistura de ésteres (BAN et al., 2001 e 2002; DALLA-VECCHIA,
2004). Como os resíduos oleosos do saneamento apresentam geralmente altos
índices de acidez livre, foi abordado somente a catálise ácida e enzimática.
5.2.4.2.1 - Transesterificação Ácida
Os ácidos utilizados para transesterificação incluem sulfúrico, fosfórico e
ácidos sulfônicos orgânicos. Ácidos de Lewis também têm sido usados como
alternativa a ácidos de Bro nsted (SCHUCHARDT et al.,1998; HOYDONCKX et al.,
2004). Embora a catálise ácida seja mais lenta que a alcalina, ela tem a vantagem
de catalisar ácidos graxos livres, como é o caso de óleos já processados, como os
utilizados para frituras e óleos e graxas residuais. A esterificação dos ácidos graxos
livres aumenta o rendimento da reação e facilita a separação e purificação das fases
biodiesel e glicerol, além da não formação de sabão provocada pela catálise alcalina
(BONDIOLI, 2004; VICENTE et al., 2004). Por outro lado, catalisadores ácidos,
como o H2SO4, recomendados para utilização no caso de matérias primas ácidas,
requerem a ausência de água, caso contrário também determinam saponificação,
gerando subprodutos indesejáveis, com menores rendimentos, maior lentidão
reacional, necessidade de elevadas temperaturas para a reação, além do que,
devido a ação corrosiva, implicam na necessidade de utilização de equipamentos
específicos (FACCIO,2004).
Marchetti et al. (2007) afirmaram que este tipo de catalisador proporciona um
rendimento elevado em ésteres, mas precisa de temperaturas de reação e pressões
mais elevadas, a reação é muito lenta, necessitando de quase sempre mais do que
um dia para terminar.
Camacho et al. (2005) estudaram o efeito de vários tipos de catalisadores
homogêneos na esterificação de ácido graxo de palma, dentre eles, o ácido sulfúrico
e o ácido fosfórico, verificando que o sulfúrico foi o catalisador mais eficiente no
processo, pois apresentou conversões superiores, uma vez que o mesmo é anidro e
o ácido fosfórico possui elevada quantidade de água na sua composição. Bondioli

10. (2004) afirmou que resíduos do catalisador ácido no biodiesel podem causar
problemas de corrosão no motor, além de ocasionar a degradação de ésteres
graxos insaturados, promovendo adições eletrofílicas sobre as ligações duplas.
5.2.4.2.2 - Transesterificação Enzimática
A transesterificação enzimática também denominada de biocatálise
enzimática é hoje um dos campos mais promissores dentro das novas tecnologias
para síntese de compostos de alto valor agregado, visto que a natureza quiral das
enzimas resulta na formação de produtos de maneira altamente estéreo e
régioseletiva em condições neutras e aquosas, apresentando ainda possibilidade de
desenvolvimento de elevado número de ciclos catalíticos. Além disso, os
biocatalisadores permitem a biotransformação de compostos polifuncionalizados e
sensíveis em condições amenas, ao contrário das variantes químicas
correspondentes que exigem condições reacionais severas (GOLDBECK, 2008,
OLIVEIRA e MANTOVANI, 2009).
De uma forma geral, as desvantagens de se utilizar catalisadores químicos
podem ser superadas pelo emprego de biocatalisadores para a síntese de ésteres.
Foi observado que a catálise enzimática sintetiza especificamente ésteres alquílicos,
permite a recuperação simples do glicerol, a transesterificação de glicerídeos com
alto conteúdo de ácidos graxos, a transesterificação total dos ácidos graxos livres, e
o uso de condições brandas no processo, com rendimentos de no mínimo 90%,
tornando-se uma ótima alternativa.
As enzimas são proteínas que atuam como catalisadores acelerando a
velocidade das reações nos processos biológicos. Quimicamente as enzimas são
macromoléculas de alta massa molecular (entre 62 a 2500 resíduos de aminoácidos)
formadas por subunidades de aminoácidos, unidos por ligações peptídicas. Os
resíduos de aminoácidos formam ligações covalentes entre si, pelo grupo amino de
um aminoácido com o grupamento carboxílico de outro aminoácido, constituindo
cadeias polipeptídicas extensas, que assumem um arranjo espacial e estrutural
complexo (VOET, 1995). As enzimas são altamente versáteis na catálise de vários
tipos de reações que ocorrem sob condições brandas, normalmente à temperatura
ambiente e em pH próximo da neutralidade. As velocidades de algumas reações
catalisadas por enzimas podem chegar a 1012 vezes maiores do que as não
catalisadas. Uma enzima geralmente catalisa uma única reação química ou um
conjunto de reações intimamente ligadas e o grau de especificidade para o substrato

11. é normalmente alto. A velocidade de uma reação enzimática é influenciada pela
concentração do substrato, pH e concentração da enzima (NELSON & COX, 2004).
A União Internacional de Bioquímica e Biologia Molecular (IUBMB – International
Union of Biochemistry ad Molecular Biology), classificam as enzimas de acordo a
Tabela 5.2.
Tabela 5.2 - Classe de enzimas e suas aplicações em processos.
As enzimas lipolíticas ou lipases (E.C.3.1.1.3) são glicerol éster hidrolases capazes
de hidrolisar triacilgliceróis (principais componentes de óleos e gorduras) liberando
ácidos graxos livres, glicerol, mono e diacilgliceróis, atuando na interface óleo -água,
onde ocorre um aumento da atividade da enzima. Essas enzimas também catalisam
reações de esterificação e transesterificação quando presentes em meios aquo-
restritos (JAEGER et al.,1994; JAEGER e REETZ, 1998; JAEGER e EGGERT, 2002;
SHIMADA et al., 2002). As lipases são comumente encontradas na natureza, em
tecidos animais, vegetais e microbianos, sendo produzida, preferencialmente, por
fermentação usando várias espécies de microrganismos, tais como os fungos
Aspergillus mucor, Rhizopus penicillium, Geotrichum sp, por leveduras de Tulopis sp
e Candida sp e bactérias como Pseudomonas sp, Achromobacter sp e

12. Staphylococcus sp. Em função do baixo rendimento do processo fermentativo, as
lipases microbianas apresentam alto custo de produção e purificação quando
comparado com outras hidrolases, como proteases e carboxilases. Entretanto, os
recentes avanços nos estudos de biologia molecular tem permitido aos fabricantes
de enzimas colocarem no mercado lipases microbianas com atividade elevada, a um
custo bem mais acessível. Atualmente, lipases microbianas são produzidas por
diversas indústrias, como Novozymes, Amano, Gist Brocades, entre outras. Castro
et al. (2004) publicou um trabalho sobre a disponibilidade comercial de lipases e
listou enzimas de 34 diferentes fontes, incluindo 18 a partir de fungos e 7 de
bactérias.
As vantagens de se utilizar lipases para a produção de biodiesel são:
habilidade de se trabalhar em diferentes meios, tanto na presença de solventes
hidrofílicos quanto hidrofóbicos; são enzimas versáteis e robustas; muitas lipases
mostram considerável atividade para catalisar reação de transesterificação com
alcoóis de cadeia longa ou ramificada, o que é difícil de se usar catalisadores
alcalinos; se a enzima for imobilizada, poderá ser reutilizada (GHALY et al., 2010).
A utilização de lipases em biocatálise ambiental vem ao encontro da forte tendência
dos governos de intensificar as restrições à poluição ambiental. As técnicas de
tratamento enzimático tem despertado mais atenção devido a regulações ambientais
mais rigorosas e por serem consideradas tecnologia limpa e amigável (GANDHI,
1997; JUNG et al., 2002).
Vários autores estudaram a produção de biodiesel utilizando catálise
enzimática empregando lipases imobilizadas. Luo et al. (2006) selecionaram uma
bactéria psicrofílica (Pseudomonas fluorescens) produtora de lipase (estirpe B68) a
partir de amostras de solo de China. Esta lipase psicrofílica (lipB68) foi imobilizada
em tecido de celulose e teve sua atividade avaliada na produção de biodiesel por
transesterificação e obteve um rendimento de 92% com um tempo reacional de 12 h
e temperatura ótima de 20ºC.
A alcoólise do óleo de girassol com as lipases de Pseudomonas fluorescens
(livre), Mucor miehei e Candida sp, foi investigada por Mittelbach, (1990) com o
propósito de otimizar condições para obtenção de ésteres metílicos e etílicos.
Nesse estudo, foi verificada a eficiência da alcoólise com metanol, etanol, n-
propanol, n-butanol e n-pentanol, em diferentes condições. Foi também investigada
a importância da presença do solvente e da adição de água na reação e o melhor

13. rendimento (99%) foi obtido na reação de transesterificação com a lipase de
Pseudomonas sp com etanol, à 45ºC.
Lima et al, (2011) encontraram rendimento máximo de 100% de biodiesel
produzido por etanólise de óleo de babaçu utilizando lipases de Pseudomonas
fluorescens (LPF) imobilizadas em sílica por adsorção hidrofóbica. A reação foi
realizada a 40ºC, razão molar óleo: etanol de 1:7, e 10% (m/m) de biocatalisador.
Além disso, quando estas lipases foram imobilizadas em poliestireno aromático
comercial, um rendimento de 98,7% foi atingido após 48 horas. Estes resultados
mostram o grande potencial do biocatalisador sílica-octil-LPF na alcoólise de óleo de
babaçu, a fim de produzir o biodiesel.
Li et al. (2009) utilizaram uma lipase imobilizada de Penicillium expansum
para catalisar a produção de ésteres metílicos a partir de óleo usado, com alto teor
de ácido graxo livre. Eles relataram um rendimento de 92,8% em 7 h, utilizando
sílica gel para se controlar a atividade da água em excesso.
Umas das lipases mais empregadas em estudos para a produção de biodiesel é a
lipase da Candida antarctica. Essa lipase de origem microbiana é muito usada em
reações para produção de alcoóis secundários enantiomericamente puros e em
transformações de ácidos carboxílicos (KIRK & CHRISTENSEN, 2002). A
lipase Candida antartica é comercializada da forma imobilizada em resina acrílica,
com o nome comercial Novozym 435.
Novozym 435 foi usada pela primeira vez por Nelson et al. (1996) a
transesterificação de sebo com teor elevado de ácidos graxos livres para produzir
biodiesel. Foi observado que a Novozym 435 teve atividade enzimática elevada
quando o álcool secundário (2-butanol) foi usado num sistema isento de solvente.
Nesse experimento foi obtido um rendimento de 96,4% nas condições de reação que
se seguem: 0,34 molar de sebo, temperatura de 45ºC, razão molar álcool/sebo de
3:1, velocidade de agitação 200 rpm e tempo reacional de 16 h.
A lipase de Candida antarctica mostrou boa atividade na transesterificação do óleo
de soja com metanol (97% de rendimento) (MITTELBALCH, 1990). Porém,
Rodrigues et al. (2008) mostrou que com o aumento da cadeia do álcool, o
rendimento diminui proporcionalmente. Watanabe (2001) utilizaram óleo residual e
lipase de Candida antarctica imobilizada numa coluna e com proporções variadas de
metanol, observando que a atividade da enzima permanece inalterada por 100 dias
de reação.

14. Pinotti et al. (2012), avaliaram a transesterificação de óleos e graxas
provenientes de uma caixa de gordura de uma indústria de alimentos utilizando
enzimas imobilizadas comerciais em meio reacional com 24h e variando
concentração de enzima (5 e 7,5 e 10% w/w), temperatura (30, 40 e 50ºC) e
obtiveram rendimentos acima de 90% para as 3 enzimas estudadas, C.antarctica
com 94%, Thermomyces lanuginosa com 92% e M. miehei com 94%.
A produção de biodiesel a partir de sebo bovino e de óleos de colza, oliva e
soja foi investigada por Nelson et al. (1996) utilizando as enzimas imobilizadas de
Mucor miehei (Lipozyme RM), Candida antarctica (435), Geotrichum candidum,
Pseudomonas cepacia e Rhizopus delemar na forma livre. A reação com metanol,
etanol, propanol e isobutanol foi realizada por 5 horas, nas temperaturas entre 35 e
55ºC. Rendimentos de biodiesel com óleo de soja e colza apresentaram resultados
satisfatórios, que variaram de 3 a 99% de acordo enzima utilizada e condições
experimentais avaliadas.
5.3 - USO DE LODOS DE FOSSAS E TANQUES SÉPTICOS COMO MATÉRIA-
PRIMA NA CONSTRUÇÃO CIVIL
5.3.1 - Introdução
O crescimento da população brasileira vem sendo acompanhado do aumento
da capacidade aquisitiva das famílias, sobretudo na primeira década do século 21.
Um dos sinais desta prosperidade pode ser medido pelo aumento progressivo da
demanda de produtos relacionados à construção civil. Porém para que este
crescimento seja sustentável, será necessária a elaboração e incorporação de novas
estratégias de mitigação das pressões exercidas aos recursos naturais pela extração
de matéria prima, de forma a suprir esta crescente demanda. Ainda é visto, em
muitas construções, desperdícios e geração de grande quantidade de resíduos
sólidos, desta forma é urgente a adoção de novos modelos de gestão do processo
produtivo, nesta importante atividade econômica. Em razão do grande dinamismo e
forte competitividade deste setor, talvez a implantação de novos modelos não
encontre tanta resistência, se as sugestões vierem acompanhadas de forte redução
de custos e nítidas vantagens ambientais. Neste sentido a adoção de técnicas de
uso racional da água, reutilização de materiais, reciclagem e incorporação de certos
resíduos urbanos, no processo construtivo, poderia aliar preservação de recursos
naturais com ganho econômico e de produtividade. Muitos são os estudos que
apontam para a necessidade inadiável de adoção de técnicas sustentáveis, seguras

15. e ambientalmente adequadas de destinação de resíduos oriundos de atividades
humanas perenes, que em poucos anos, por lei, não será permitida sua deposição
em aterros.
Diferentes maneiras de aproveitamento dos lodos sépticos como materiais de
construção estão sendo sugeridas internacionalmente como alternativas seguras
para a disposição final destes resíduos. As pesquisas atuais tem apontado a
utilização dos lodos sépticos tanto em sua forma bruta, estando parcialmente
desidratado, quanto na forma de cinzas provenientes da incineração destes lodos. A
utilização destes resíduos como insumos alternativos em algumas cadeias
produtivas da indústria da construção civil pode sim se tornar uma realidade com o
passar dos anos, uma vez que trazem benefícios tanto do ponto de vista ambiental
como técnico para este ramo da atividade.
Como principais vantagens da utilização do lodo séptico como matéria-prima
destacam-se: a preservação de recursos naturais pela substituição de um recurso
finito por um supostamente descartado; Redução do volume de resíduo enviado aos
aterros sanitários; Redução do consumo energético para a produção de um
determinado bem; Redução da poluição emitida para a fabricação de um mesmo
produto, entre outros.
5.3.2 - Avaliação de lodo séptico como matéria-prima
A aplicação dos lodos sépticos como matéria-prima alternativa em qualquer
cadeia produtiva da construção civil dependerá intrinsecamente se as suas
propriedades físicas, químicas e mineralógicas se assemelham das propriedades
encontradas nos materiais tidos como convencionais. Para isto, faz-se necessário
caracterizar estes materiais para melhor conhecê-los e buscarmos empregá-los da
maneira mais viável possível, no intuito de obtermos produtos finais tecnicamente,
ambientalmente e economicamente compatíveis com os já produzidos no mercado.
A seguir serão descritos algumas das principais análises realizadas para
caracterização de insumos destinados ao uso na construção civil, abordando suas
características, objetivos, bem como as principais referências normativas e métodos
existentes que podem ser utilizados.
5.3.2.1 - Ensaios de caracterização do lodo
Análise química por fluorescência de raios X (FRX): A análise por FRX é uma
técnica bastante difundida e adequada nas mais variadas indústrias, por tratar-se de
um ensaio rápido, não-destrutivo e que não altera as amostras. Através deste ensaio

16. é possível determinar a composição química dos lodos ou cinzas de lodos em
termos de porcentagem de óxidos existentes na amostra analisada.
Análise por difração de raios X (DRX): A análise por DRX tem como objetivo
identificar a composição mineralógica do lodo ou cinzas de lodo séptico, bem como
o de caracterizar as fases cristalinas existentes nestes materiais no sentido de
verificar o grau de cristalinidade destas amostras.
Análise térmica diferencial (ATD) e termogravimétrica (ATG): Conhecer o
comportamento dos lodos sépticos quando submetidos a elevadas temperaturas se
mostra importante quando é vislumbrada a aplicação destes como insumos
alternativos na construção civil, pois é com base nestas informações que é possível
definirmos as temperaturas de queima mais rentáveis do ponto de vista técnico,
ambiental e econômico quando este processo se fizer necessário.
o A ATD nos permite monitorar os fenômenos físicos e químicos que ocorrem
na estrutura dos materiais quando estes são submetidos a altas
temperaturas, sendo estes eventos identificados através de transformações
endotérmicas e exotérmicas ocorridas durante o processo.
o A ATG consiste no monitoramento da massa dos materiais em função da
elevação da temperatura.
Frequentemente estes dois ensaios são analisados em conjunto, pois
conferem uma série de dados essenciais, principalmente para aplicação dos lodos
como matéria-prima na confecção de peças cerâmicas ou para queima deste
resíduo tendo como objetivo o uso das cinzas geradas no processo.
Análise granulométrica: O lodo e cinzas de lodo séptico são formados por
uma mistura de grãos de extensa gama de tamanhos e se faz necessário conhecer
quais são as parcelas constituídas de grãos de cada diâmetro, a fim de se escolher
a forma mais apropriada para uso destes resíduos como insumo na construção civil.
Uma vez que estes resíduos possuem características físicas e químicas que se
assemelham as de solos naturais, podemos determinar a composição
granulométrica destes materiais de maneira detalhada através do método
combinado de sedimentação e peneiramento conforme a NBR 7181/1984 ou de
maneira simplificada através do método de peneiramento conforme a NBR NM
248/2003.
Massa específica: O método a ser empregado para determinação da massa
específica será escolhido a partir da decisão da forma de utilização do resíduo. Para

17. utilização do lodo em sua forma bruta (in natura), recomenda-se a utilização do
método preconizado na Norma DNER-ME 093/1994, já se a utilização é na forma de
cinzas de lodo, recomenda-se o uso do método descrito na Norma ABNT NBR NM
23/2000.
Limites de consistência: Para lodos e cinzas de lodo contendo elevados
teores de finos, a análise granulométrica não é suficiente para caracterização do
solo, uma vez que em contato com a água estes resíduos podem apresentar
características distintas do material seco, caso seja constatado a presença de uma
quantidade significativa de argilominerais em sua composição. Desta maneira, faz-
se necessário o estudo dos limites de consistência para identificar se o resíduo
estudado possui comportamento semelhante ao das argilas. A seguir são descritos
os limites a serem determinados:
o Limite de liquidez (LL): A determinação do Limite de Liquidez é feita com o
aparelho de Casagrande. Com os valores obtidos (números de golpes para
fechar o sulco da amostra, feito com um cinzel, e as umidades
correspondentes) traça-se a linha de escoamento do material. A técnica do
ensaio é preconizada pela NBR 6459 (ABNT, 1984a). Por definição, o Limite
de Liquidez do solo é o teor de umidade pelo qual o sulco se fecha com 25
golpes.
o Limite de Plasticidade (LP): O Limite de Plasticidade é determinado pelo
cálculo da porcentagem de umidade na qual o solo começa a fraturar, quando
se tenta moldar com ele um cilindro de 3 mm de diâmetro e cerca de 10 cm
de comprimento. Apesar da ausência de mecanização satisfatória, o ensaio é
normatizado pela NBR 7180 (ABNT, 1984 b).
o Índice de Plasticidade (IP): O Índice de Plasticidade define a zona em que o
material se acha no estado plástico e é obtido através da diferença entre os
limites de liquidez e de plasticidade.
Índice de atividade pozolânica: Em virtude dos lodos de esgoto possuir
composição química essencialmente constituída por óxidos de sílica, óxidos de
alumínio e óxidos de ferro, quando estes são submetidos à calcinação a altas
temperaturas, podemos ter mudanças significativas em sua composição química e
estrutura cristalina, uma vez que vários compostos podem ser degradados ou se
associarem para formar novos compostos mais ou menos reativos quimicamente,
podendo ter implicações diretas nas propriedades pozolânicas dos resíduos gerados

18. quando estes são inseridos em uma matriz cimentícia. Desta maneira, quando se
busca a utilização de cinzas de lodo de esgoto neste tipo de matriz, convém
conhecermos seu comportamento pozolânico, para que possamos definir sua melhor
forma de utilização, seja como substituto parcial ou adição ao cimento, quando este
apresentar boa reatividade ou mesmo como fíler, quando o resíduo não possui
atividade pozolânica efetiva. A ABNT dispõe de dois métodos para determinação
deste índice, um através da determinação utilizando cimento Portland conforme a
NBR 5752/1992 e outro intitulado de Método Chapelle modificado com procedimento
de execução descrito na NBR 15895/2010.
5.3.3 - Usos principais
Dentre as soluções mais estudadas, destacam-se as tentativas de utilização
na produção de blocos cerâmicos, agregados leves para concretos, na estabilização
de solo-cimento usados na pavimentação, como também sob a forma de adições
minerais para argamassas e concretos de cimento Portland.
O uso de lodo séptico como matéria-prima para cerâmica vermelha é
largamente citado na literatura (Alleman et al., 1984; Anderson et al., 1996; Cusido
et al, 1996; Dominguez et al., 1996; Jordan et al., 2005; Ingunza et al., 2013; Lin et
al., 2001; Okuno& Takahashi, 1997; Okuno& Yamada, 2000; Slim & Wakefield,
1991; Tay, 1987; Tay&Show, 1997; Weng et al., 2003; Wiebusch& Seyfried, 1997). A
informação mais antiga encontrada sobre produção em escala industrial de tijolos
utilizando resíduos de tratamento de esgotos refere-se à ETE de Fishwater Flats,
Port Elizabeth, na África do Sul. A estação produz cerca de 45 ton/dia de lodo de
esgoto, termicamente condicionado e desaguado por centrifugação, sendo este
resíduo completamente utilizado na produção de tijolos em uma olaria distante 15
Km da ETE. O lodo é misturado em proporção de 30% em volume à argila para
produção de tijolos comuns. As resistências a compressão reportadas para estes
tijolos é de 38 MPa, quando as normas do South African Bureau of Standards,
requerem no mínimo 14 MPa. Os valores de absorção de água giram em torno de
13%, uma média 30% maior que os tijolos produzidos sem lodo. A porosidade dos
tijolos ajuda na adição da argamassa, não se configurando como um problema
(SLIM; WAKEFELD,1991).
BROSCH (1975) produziu agregados leves utilizando o lodo de esgoto
através do processo de sinterização e o aplicou em concreto leve. Segundo o autor,
a qualidade do agregado foi considerada satisfatória quanto à resistência à abrasão

19. e ao esmagamento. Já MORALES e AGOPYAN (1992) estudaram a viabilidade de
utilização do lodo de esgoto digerido como fonte de matéria-prima para a obtenção
do agregado leve. O resultado do estudo foi compatível com os requisitos e critérios
estabelecidos pelas normas brasileiras quanto ao uso de agregado leve para fins de
produção de elementos de concreto para alvenaria, concreto estrutural ou para
isolamento térmico. O custo de produção do material na época em que a pesquisa
foi desenvolvida foi equiparado ao da argila expandida, sendo sua utilização
considerada viável.
Durante Ingunza et al (2013) avaliaram a viabilidade de utilização de lodos
calcinados como fíler em misturas de concreto asfáltico. Em seu estudo, os lodos
oriundos de uma ETE em Natal/RN, tiveram sua granulometria reduzida através de
moagem, foram peneirados em peneira de n° 200 e a fração passante desta
submetida a calcinação em forno mufla durante 3 h a uma temperatura de 900 °C.
Foram comparadas misturas de concreto asfáltico utilizando apenas cimento como
material de enchimento com misturas contendo lodo calcinado em teores de 1%, 2%
e 3% como substituto parcial do cimento. Os resultados mostraram que todas as
misturas apresentaram idêntico comportamento mecânico, atendendo as
especificações do DNIT. Foi verificado que todas as amostras contendo lodo
calcinado apresentaram menor susceptibilidade à umidade, diminuição do volume de
vazios e aumento da estabilidade do que as contendo apenas cimento como fíler.
Constatou-se que a mistura com 1% de lodo calcinado apresentou melhor
desempenho volumétrico e mecânico. No que se diz respeito a análise ambiental,
verificou-se que o uso da cinza não oferece risco.
Cyr et al (2007) efetuou a adição de cinzas de lodo de esgoto em teores de
25% e 50% nas composições de argamassas e avaliou as influências destas
adições nas propriedades de resistência mecânica, de tempos de pega,
trabalhabilidade e atividade pozolânica. Constatou-se através dos ensaios uma
perda de trabalhabilidade das argamassas com o incremento de maiores teores de
CLE, sendo necessário o aumento do fator água/aglomerante para manutenção do
padrão de trabalhabilidade encontrado para as argamassas de referência. O
aumento do teor de CLE nas argamassas causaram um retardo no tempo de início e
fim de pega das argamassas, fato este atribuído ao menor teor de cimento utilizado
nas argamassas, uma vez que parte do aglomerante foi substituído pelo resíduo,
como também em virtude de alguns elementos existentes nas CLE que pertubam o

20. processo de hidratação do cimento como o zinco e fósforo. Através dos ensaios
mecânicos constatou-se um decréscimo nas resistências com o incremento do teor
de CLE nas argamassas, contudo este efeito foi atenuado com o aumento das
idades de hidratação das amostras, o que conduz que existe uma leve atividade
pozolânica das cinzas com o passar do tempo.
Fontes et al (2004) avaliou a viabilidade técnica da aplicação das cinzas de
lodo de esgoto (CLE) como substituto parcial do cimento em argamassas e
concretos de alto desempenho, utilizando teores de incorporação entre 0% e 30%
para o primeiro e teores de 0% a 10% para o segundo. Para a resistência à
compressão das argamassas os resultados indicaram que a substituição de cimento
por cinza de lodo até 30%, aos 28 dias, promoveram uma redução de apenas 10%
em relação à mistura sem resíduo incorporado, já no que diz respeito a porosidade
total, constatou-se um incremento na ordem de 5% a 22% para todas as amostras
contendo o resíduo, entretanto observou-se que a absortividade destas reduziram
em relação a mistura de referência, fato este atribuído ao refinamento de poros
causados pela adição das cinzas que reduziram a velocidade de absorção e
tornaram as estruturas mais duráveis. Os resultados de resistência à compressão
para os concretos de alto desempenho mostraram que a incorporação de teores de
cinzas de lodo até 10% na mistura é viável do ponto de vista técnico, uma vez que
não trouxeram alterações significativas nos valores encontrados quando
comparados aos padrões. Já os resultados para os ensaios de porosidade e
absorção mostraram que apenas as amostras com teores de CLE de 10% tiveram
alteração significativa nestas propriedades, seguindo a mesma tendência
encontrada nos ensaios com as argamassas. Do ponto de vista ambiental,
constatou-se que as cinzas de lodo não foram lixiviadas nem solubilizadas das
amostras estudadas, comprovando assim a hipótese do encapsulamento destas na
matriz cimentícia e atestando a viabilidade do uso destes resíduos como insumos
alternativos na produção de argamassas e concretos.
5.4 - USO DE FOSSAS E TANQUES SÉPTICOS COMO CONDICIONADOR DO
SOLO
5.4.1 – Introdução
Muitas são as alternativas de destinação e disposição final dos lodos de
esgoto sanitário, talvez a sua utilização na agricultura possa ser uma das
alternativas mais promissoras, pois trata-se de um material com alto teor de matéria

21. orgânica, rico em várias substâncias nutritivas. Um dos principais nutrientes
presente no lodo e essencial para agricultura é o nitrogênio, pois trata-se do principal
componente da estrutura de todos os aminoácidos, principais constituintes de
proteínas, enzimas, coenzimas e hormônios; está presente nos mais importantes
processos fisiológicos vegetais, como a fotossíntese, respiração, crescimento
vegetativo, atividade das raízes, absorção iônica de nutrientes, diferenciação celular
e na transmissão da herança genética. Outro nutriente muito importante presente
nos lodos sépticos, porém em menor quantidade é o fósforo. Este elemento químico
é um dos principais componente da estrutura dos ésteres de carboidratos,
fosfolipídeos, coenzimas e ácidos nucleicos e desempenha uma importante função
no metabolismo vegetal, em razão da sua atuação nos processos de
armazenamento e pela formação de ligações pirofosfato, as quais permitem a
transferência de energia na planta.
Apesar dos evidentes benéficos destes nutrientes presentes no lodo séptico,
a concentração de nitrogênio deve ser vista com atenção, em razão da grande
mobilidade deste elemento químico no solo, principalmente quando ele se encontra
na forma de sais de nitrato, que por meio da lixiviação, pode alcançar as águas
subterrâneas, provocando a sua contaminação. Já quanto ao fósforo, a preocupação
é menor, uma vez que a sua mobilidade no solo é muito baixa. Além disso, os solos
tropicais são, em geral, deficientes neste nutriente, o que favorece a sua fixação
nesse tipo de substrato. A reciclagem do fósforo realizada pela aplicação de lodo de
tanque séptico em solo agrícola é entendida como bastante benéfica e promissora,
uma vez que as reservas de rochas fosfatadas, utilizadas na produção de adubo
mineral, são extremamente limitadas no país. Segundo U.S. Geological Survey
(2011) se o consumo atual de fósforo mineral for mantido, o estoque brasileiro
conhecido de rochas fosfatadas se esgota em pouco mais que 60 anos. Porém
levando-se em conta o aumento populacional, o crescimento econômico e a
crescente demanda por insumos agrícolas no país, o encurtamento no tempo de
vida das atuais reservas, podem ser ainda mais alarmante.
A aplicação do lodo séptico no solo pode ser realizada pela incorporação
superficial ou subsuperficial, de forma a facilitar a disponibilidade de nutrientes
necessários ao desenvolvimento das plantas. A incorporação do lodo em valas
profundas é recomendada em casos de adubação anterior ao plantio, pois a baixa
concentração de oxigênio reduz, no biossólido, a taxa de nitrificação e

22. mineralização, reduzindo a perda dos nutrientes e lixiviação de nitrato. Em situações
onde o plantio já foi realizado a adubação deve ser de cobertura e superficial com
leve incorporação no solo, junto à planta.
Diversos estudos realizados no mundo demonstram um aumento progressivo
na produtividade vegetal com a utilização de lodo de esgoto. Em muitos deles, não
foi necessário adubação mineral, proporcionando ganhos tanto de produtividade
quanto financeiro, além da preservação dos estoques de recursos minerais. Embora
os dados brasileiros sejam escassos e em alguns casos controversos, a utilização
de lodo de esgoto na agricultura é uma realidade em diversos países. Os Estados
Unidos, Alemanha, Dinamarca, Espanha, Finlândia, Irlanda, Luxemburgo e Reino
Unido destinam mais de 50% dos seus lodos aos solos agrícolas (LAGENKAMP E
PART, 2001; NATIONAL RESEARCH COUNCIL, 2002). Portanto nos últimos anos,
esse processo de uso de lodos de esgoto na agricultura encontra-se em plena
ascensão, em razão da limitação do espaço em aterros sanitários, dos altos custos
do transporte para sua destinação final, da adoção de legislações que promovem a
proteção e sustentabilidade ambiental, da intensificação da reciclagem de materiais
e da crescente necessidade da diminuição do uso de fertilizantes minerais.
Porém, a aplicação do lodo séptico no solo deve ser uma atividade, cercada
de cuidados, em razão das possíveis alterações que este insumo pode provocar nas
características, físicas, químicas e biológicas do solo. Para que esta atividade seja
considerada segura, de forma a não apresentar efeitos adversos aos seres
humanos, a fauna e ao ambiente de modo geral, são necessários a adoção de
protocolos criteriosos de caracterização, classificação do insumo, monitoramento
perene do local de aplicação e no caso da detecção de uma possível alteração,
deverão ser bem definidas as medidas de mitigação e rápida remedição.
5.4.2 – Aplicação do lodo de tanque séptico em solo de cultivo de roseira
Segundo inúmeros estudos a taxa de aplicação do lodo deve ser calculada
baseando-se na concentração de nitrogênio disponível no insumo, isto é, na
concentração necessária de nitrogênio semelhante ao aplicado na adubação
mineral, que é específica para cada vegetal. Para a roseira, cultura empregada nas
pesquisas realizadas pela UNICAMP com lodo séptico, a necessidade de nitrogênio
no pós-plantio é a de 150 kg ha-1 ano-1 segundo recomendações de Malavolta
(2006).

23. Para o cálculo da quantidade de nitrogênio disponível no lodo, deve ser
adotada a fórmula encerrada na CONAMA 375 (BRASIL, 2006). A legislação citada
apresenta duas formas de incorporação de lodo junto ao solo, a incorporação
superficial e a subsuperficial. Portanto, este fato deve ser considerado para
realização dos cálculos pertinentes. No caso da escolha de adubação subsuperficial
vale destacar que na CONAMA 375 ocorreu um erro de impressão na fórmula que
deve ser corrigida com a inserção dos valores relacionados ao nitrogênio amoniacal
(ABREU et al. 2009). A fórmula correta está apresentado na Equação 1.
Equação 1.
Onde:
– Nitrogênio disponível presente no lodo
– Nitrogênio Kjeldahl
– Nitrito e nitrato
– Nitrogênio amoniacal
– Fator de mineralização
Todos os valores apresentados em mg/kg – base seca
Para a aplicação em solo, de forma superficial, com incorporação do lodo a
fórmula a ser considerada leva em conta a possibilidade da volatilização do
nitrogênio amoniacal presente no lodo e possível perda do nutriente. Para essa
adubação, a fórmula para o cálculo no nitrogênio disponível está apresentada na
Equação 2.
Equação 2.
Onde:
– Nitrogênio disponível presente no lodo
– Nitrogênio Kjeldahl
– Nitrito e nitrato
– Nitrogênio amoniacal

24. – Fator de mineralização
Todos os valores apresentados em mg/kg – base seca
Após a determinação do nitrogênio disponível pelas análises laboratoriais e
aplicação das equações 1 ou 2 deve-se calcular a taxa de aplicação pela utilização
da Equação 3.
Equação 3
5.5 - APLICABILIDADE DO APROVEITAMENTO DE LODOS DE FOSSAS E
TANQUES SÉPTICOS NO BRASIL
5.5.1 - Uso na produção de biodiesel
Experiência da UFES
Foram estudados no âmbito da rede Prosab-Habitare 6 cerca de 4 (quatro)
resíduos oleosos do saneamento ambiental, caracterizados como escumas de caixa
de gordura industrial (alimentos), escuma de caixa de gordura de restaurante
universitário, escuma de pre-tratamento de ETE e Lodos de fossas e tanques
sépticos. Esta caracterização está ilustrada na Tabela 5.3.
Tabela 5.3 - Valores médios da caracterização físico-química dos resíduos oleosos e
respectivos coeficientes de variação CV%). ECG-IND ECG-RU ECG-ETE LTFS
Parâmetros
ECG-IND ECG-RU ECG-ETE LTFS
N = 5 N = 5 N = 5 N = 5
pH 4,20 ± 0,18 4,79 ± 0,18 5,71± 0,08 7,28±0,03
DQO (mg/L) 876364±0,10 678743±0,59 173115±0,28 215468±1,28
P Total (mg/L) 466±0,71 505±0,76 551±0,20 11039±1,78
NTK (mg/L) 589±0,19 3510±0,52 2753±0,17 2829±0,38
Óleos e Graxas
(mg/L)
868095±0,10 620765±0,22 34256±0,91 96315±0,94
Sólidos Totais (mg/L) 877895±0,08 `666808±0,18 119394±0,13 210803±0,85
Sólidos Fixos (mg/L) 1382±0,37 27638±1,25 23037±0,35 147919±1,23
Sólidos Voláteis
(mg/L)
876513±0,08 638081±0,20 96357±0,10 62884±0,54
Relação SV/ST 0,99±0,00 0,95±0,06 0,81±0,06 0,45±0,57
Verifica-se que os valores de pH das três caixas de gordura avaliadas neste
trabalho apresentaram situaram-se na faixa ácida, o que concorda com a maioria

25. dos dados de literatura para estes tipo de resíduo. A Demanda Química de Oxigênio
(DQO) apresentou valores bem elevados (876.364 mg/L) para ECG-IND; 678.743
mg/L para ECG-RU; 173.115 mg/L para ECG-ETE e 215.468 mg/L para LTFS) em
comparação a outros autores citados na literatura (TACHIN, 2002; SEMIONATO,
2006). Deve-se reassaltar que os resíduos tipo escuma flotante geralmente
concentram mais material oleoso ou gorduroso do que os lodos tradicionais devido a
flotação natural das partículas de óleos e graxas. No caso de lodo de fossas e
tanques sépticos o material lipídico encontra-se emulsificado junto a biomassa e
pode ser encontrado em todo o perfil da fossa.
Neste trabalho, a extração dos óleos e graxas nos resíduos estudados foi
realizada em batelada utilizando um rota-evaporador. O n-hexano foi utilizado como
solvente na razão 1:1 solvente/resíduo. Após a extração, o material graxo foi filtrado
e centrifugado para remoção de impurezas e em seguida os óleos e graxas foram
caracterizados e avaliados quanto a sua composição em ácidos graxos.
Caracterização físico-química dos óleos e graxas.
A Tabela 5.4 mostra o resultado da caracterização físico-química dos óleos e
graxas extraídos dos resíduos oleosos do saneamento
Tabela 5.4 – Características físico-químicas dos óleos e graxas extraídos dos resíduos oleosos
do saneamento.
Parâmetros Unidade ECG-IND ECG-RU ECG-ETE LTFS
IA mg KOH/g 45,3±0,03 168,2 ± 0,01 37,0 ±0,01 4,9 ± 0,16
IS mg KOH/g 215,8±0,21 182,6±0,07 151,9±0,18 167,3 ± 0,05
ME a 25º C g/cm3 0,88 ± 0,02 0,89 ± 0,01 0,90 ± 0,01 0,90 ± 0,01
U % 1,3 ± 0,14 4,7 ±0,20 4,5 ± 0,14 2,0 ± 0,09
GL % 1,78±0,16 1,37±0,12 0,79±0,29 1,66 ± 0,09
GT % 30,24±0,13 23,23±0,11 43,44±0,07 9,98 ± 0,10
Como pode ser observado na tabela 5.4, todos os quatro resíduos
apresentaram óleos com elevados índices de acidez, sendo o óleo extraído ECG-RU
o que apresentou maior índice com 168,2 mg KOH/g amostra, seguido pelo óleo
da ECG-IND com 45,3 mg KOH/g amostra, óleo da ECG-ETE com 37,0 mg
KOH/g amostra e óleo de LTFS com 4,9 mg KOH/g amostra. Essa acidez elevada
em todos os óleos e graxas avaliados pode inviabilizar o seu uso como matéria
prima para a produção de biodiesel em reações de alcoólise com catalisador básico,
pois a transesterificação alcalina exige que o óleo vegetal seja isento de umidade e

26. de ácidos graxos livres (não podendo exceder 1% AGL), uma vez que a base pode
reagir com os ácidos graxos, formando sabão e água, o que dificulta a separação e
purificação do biodiesel (DOSSAT et al., 1999; SHIEH et al., 2003; LUCENA, 2008).
Os altos índices de acidez e saponificação indicam um elevado grau de
processamento do óleo residual, oxidação e decomposição dos glicerídeos ao longo
do tempo. O teor de umidade obtido também foi elevado se comparado a amostras
de óleos recém-refinados, cujo teor de umidade é inferior a 0,5%. Lee et al. (2002)
estudaram o aproveitamento de resíduos de restaurantes para a produção de
biodiesel e os seus resultados confirmam que a presença de ácidos graxos livres e
outros compostos polares, produzidos durante o processo de fritura, impedem a
reação de alcoólise básica para a produção de ésteres metílicos ou etílicos. Estes
mesmos autores avaliaram a conversão de biodiesel por transesterificação alcalina e
relataram que a presença de composto polares como água e ácidos graxos livres
retardam a reação e diminuem o rendimento, e por este motivo, estes compostos
precisam ser removidos antes da reação.
Caracterização Cromatográfica dos óleos e graxas.
Na Tabela 5.5 estão listados os percentuais de ácidos graxos obtidos por
cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE) para os óleos e graxas extraídos
dos resíduos oleosos do saneamento estudados neste trabalho.
Tabela 5.5 – Composição em ácidos graxos dos óleos e graxas das caixas de gordura.
Acido Graxo (%) ECG-FC ECG-RU ECG-ETE LTFS
C 12:0 (Láurico) 4,52 4,54 4,47 ND*
C 14:0 (Mirístico) 10,39 10,08 10,93 27,05
C 16:0 (Palmítico) 19,37 24,45 16,50 20,73
C 18:0 (Esteárico) 15,83 15,60 12,96 10,89
C 18:1 (Oléico) 19,45 24,52 16,57 20,80
C 18:2 (Linoléico) 4,86 15,10 8,82 15,68
C 18:3 (Linolênico) 0,26 2,09 1,36 2,36
Outros 25,32 3,62 28,39 2,49
*ND - Não detectado
O perfil cromatográfico dos óleos e graxas de caixa de gordura foram
semelhantes aos encontrados por Wust (2004) que avaliou óleos e graxas
provenientes de caixas de gordura de um shopping em Blumenau – SC. Os
percentuais de ácidos graxos para LTFS estão de acordo com os encontrados por
Duchefre et al. (2007) para a composição de ácidos graxos em lodo secundário

27. retirado da estação de tratamento de águas residuais municipais nos Estados
Unidos. Mondala et al. (2009) também encontraram semelhanças da composição de
ácidos graxos de lodo primário e secundário analisados por Cromatografia Gasosa.
Experiência UFC
A UFC utilizou escuma de decanto-digestor e gordura de caixa de gordura de
estabelecimentos residenciais e comerciais localizados em Fortaleza/CE. Os
experimentos foram realizados no Laboratório de Saneamento (LABOSAN), do
Departamento de Engenharia Hidráulica e Ambiental, Laboratório de Análises de
Traços (LAT), do Departamento de Química Analítica e Físico-Química, ambos da
Universidade Federal do Ceará e Laboratório de Referência em Biocombustíveis,
Prof. Expedito José de Sá Parente (LARBIO), da Fundação Núcleo de Tecnologia
Industrial do Ceará-NUTEC.
Coleta de óleo/gordura
As coletas de amostras de escuma foram realizadas em diferentes pontos,
previamente definidos, no Decanto-Digestor, da Estação de Tratamento de Esgoto,
da Companhia de Água e Esgoto do Ceará (DD/ETE/CAGECE) e caixa detentora de
óleo e gordura do Restaurante Universitário, da Universidade Federal do Ceará
(CG/RU/UFC) e Cantina da Tia Jô, no Centro de Tecnologia, da Universidade
Federal do Ceará (CG/CTJ/CT/UFC) com um recipiente de plástico, com tampa e
uma barra de madeira acoplada a um utensílio para raspar a camada superior de
escuma e em seguida as amostras foram levadas para os Laboratórios mencionados
acima para análises físico-químicas, extração do óleo/gordura, pré-tratamento e
produção de biodiesel.
Métodos de extração do óleo/gordura
Diversas espécies vegetais e animais possuem tecidos especializados em
armazenar óleos e gorduras, tais como polpas de frutos, sementes, peles e ossos.
Existem, também, diversas espécies microbianas, como algas e fungos, que
possuem organelas para armazenagem de óleos e gorduras. Assim, dada a
diversidade dos tecidos que armazenam as substâncias graxas, não existe um
processo único de extração e purificação de óleos e gorduras, pois ele depende das
características da fonte oleaginosa. Para extração do óleo e gorduras são

28. empregados processos físico-químicos e mecânicos, tais como: extração por
solvente, utilizando a metodologia proposta por Bligh & Dyer (1959), extração a
quente direto (Soxhlet, 1879), extração a quente Indireto, entre outros.
Neste trabalho utlizou-se a metodologia de extração a quente direto, com
autoclave vertical e o método Soxhlet (figura 5.3). O método com autoclave consiste
em adicionar água à amostra (escuma) num Becker e submetê-lo ao aquecimento
com autoclave, isto é, colocar a amostra na autoclave e aguardar que o mesmo
atinja a pressão de trabalho de 1,50 kgf.cm-3, temperatura de 120º C e tempo de 15
min., permitindo assim, que a gordura seja dissolvida e liquefeita e separada do
resto do material não gorduroso. Já o método Soxhlet foi empregado para o lodo de
esgoto doméstico obtido por meio de BEG’s, após ser submetido ao processo de
desumidificação e consistiu em repetidas lavagens (percolação), com um solvente
organico, (hexano e heptano + éter de petróleo) sob-refluxo num balão volumétrico
de fundo chato, aquecido numa chapa aquecedora, acoplada a um condensador de
refluxo e ligado a uma torneira com água.
Figura. 5.3 – Foto da amostra de óleo/gordura após a extração com autoclave (a) e após o pré-
tratamento (b).
Pré-tratamento de óleo e gordura
Após extração do óleo e gordura as amostras foram filtradas com peneiras de
85 mm de espessua para remoção de material sólido remanescente do processo de
aquecimento (areia, madeira, plastico, tecido, etc.). Em seguida filtrou-se a vácuo,
utilizando funil de buchner e papel de filtro de 12,5 mm de tamanho dos poros para

29. remover o material particulado do óleo e gordura extraído remanescente do
peneiramento.
Aquecimento: utilizou-se um reator piloto da marca MARCONI, modelo
502/1/FUN, acoplado a banho Maria, modelo MA 159/BB, com sensor de banho e
reator, controle de temperatura para aquecer a amostra filtrada e evaporar toda a
água presente no óleo e gordura nas condições de temperatura de 110º C por 30
minutos. Após o pré-tratamento foi avalidado o rendimento do óleo e gordura
operando autoclave e obtiveram-se os seguintes resultados: Decanto-Digestor –
37,6%; Caixa de Gordura da Cantina Tia Jô – 57,2%; Caixa de Gordura RU – 53,9%;
Para o lodo de esgoto de fossa séptica, obtido por meio de BEG’s foram
encontrados os rendimentos apresentados na Tabela 5.6. Percebe-se que o lodo
utilizado na extração apresentou óleo e gordura e que com a utilização de solventes
diferentes, o rendimento foi praticamente o mesmo, ou seja, o teor de lipídios
encontrado em média foi de 14,1 ± 0,25% e 13,6 ± 0,66% respectivamente. O que
demonstra seu potencial para aproveitamento na produção de biodiesel e também a
necessidade de cuidados na disposição final deste resíduo, pois poderá acarretar a
poluição de lençol freático se disponibilizado inadequadamente no solo.
Estudos realizados por Siddiquee & Rohani (2011), com lodo primário e
secundário, utilizando os solventes metanol e hexano, encontraram teor de lipídios
semelhantes ao da presente pesquisa, 14,46 % e 10,04 %, respectivamente.
Boocock et.al, (1992) trabalhando com a extração de amostras de lodo primário e
secundário, obtiveram 18% de lipídios. Por outro lado, Shen e Zhang (2003)
investigaram a pirólise do lodo secundário, sob condições inertes e obtiveram um
máximo em peso de óleo de 30% a uma tempertaura de 525◦ C.
Tabela 5.6 - – Resultados de extração de óleo e gordura de lodo de esgoto de fossa séptica
aplicado no BEG.
Extração com
Solvente
Rendimento (%)
Média DP CV
Hexano 14,1 0,25 1,75
Heptano + Éter de petróleo 13,6 0,66 4,89
DP – desvio padrão; CV – coeficiente de variação.
Caracterização físico-química do óleo/gordura e biodiesel

30. Os parâmetros físico-químicos das amostras de óleo (Tabela 5.7) foram
determinados de acordo com as normas da AOCS, ASTM, EN, ABNT, metodologias
do Instituto Adolf Lutz e procedimentos da TECBIO para identificação do estado de
pureza do óleo e assim, definir as condições reacionais necessárias para as reações
de esterificação e transesterificação respectivamente.
Tabela 5.7.– Características físico-químicas de óleo/gordura obtidos por aquecimento direto
por meio de autoclave.
Parâmetros Unidades
Valores dos parâmetros físico-
químicos
DD
CAGECE/ETE
CG
CTJ/CT/UFC
CG
RU/UFC
Índice de Acidez
mg
KOH.g-1
126,5 ± 00 156,5 ± 00 61,7± 00
Índice de
Saponificação
mg
KOH.g-1
173,3 ± 0,5 187,1± 0,4 162,0510
Densidade à 20ºC Kg.m-3
nd nd nd
Viscosidade
cinemática 40ºC
mm2
.s-1
35,5 37,7 37,0
Umidade mg.L-1
367,6 432,2 354,7
Estabilidade
oxidativa
h 1,87 1,32 2,51
nd – não determinado; CG/CTJ/CT/UFC – Caixa de Gordura, da Cantina Tia Jô, do Cento de Tecnologia da Universidade
Federal do Ceará; CG/RU/UFC – Caixa de Gordura, do Restaurante Universitário, da Universidade Federal do Ceará; DD
CAGECE/ETE – Decanto-Digestor, da Estação de Tratamento de Esgoto, da Companhia de Água e Esgoto do Ceará.
Percebe-se que o óleo e gordura da caixa de gordura da CG/CTJ/CT/UFC
apresentou o maior índice de acidez, 156,5 ± 00 mg KOH.g-1 demonstrando assim,
maior degradação dos triglicerideos em ácidos graxos livres. Já a Caixa de gordura
do CG/RU/UFC apresentou menor índice de acidez 61,7± 00 mg KOH.g-1
mostrando a menor degradação de triglicerideos em ácidos graxos livres. Com os
valores de índice de acidez de todas as amostras obtidas, independentemente da
origem, houve a necessidade de aplicação de duas etapas de reação para produção
de biodiesel: esterificação seguida de transesterificação. Estudos realizados por
Siddiquee & Rohani (2011), com lodo primário e secundário utilizando os solventes
metanol e hexano para extração de óleo e gordura, encontraram percentuais de

31. ácidos graxos livres de aproximadamente 105, 91 e 61,5 mg KOH. g-1,
respectivamente, o que corrobora com os dados obtidos nesta pesquisa.
Produção de biodiesel
Para produção de biodiesel foi aplicado à rota de esterificação (reação que
consiste em utilizar óleo/gordura com elevado índice de acidez, catalisador ácido e
temperatura elevada) e transesterificação (reação que consiste em utilizar óleo com
baixo índice de acidez, normalmente abaixo de 2 mg KOH.g-1, catalizador básico e
temperatura ambiente), utilizando o álcool metílico.
Feita a caracterização do óleo, as condições reacionais foram definidas
conforme ilustrado na Tabela 5.8, considerando cinco váriaveis independentes
como: tempo, quantidade do álcool (MeOH), temperatura, quantidade de catalisador
(H2SO4 e NaOH) e agitação mecânica. Para a neutralização da mistura reacional
(óleo/éster) resultante da reação de esterificação foi utilizada à relação de
equivalência entre ácidos e bases, mais o excesso de 5% em relação à massa da
mistura reacional, com a temperatura de 60ºC, agitação mecânica de 400 rpm e
tempo de 30 minutos.
Tabela 5.8 – Condições reacionais e operacionais para reação de esterificação e
transesterificação.
Parâmetros
Valor
Esterificação Transesterificação
Álcool (m/m) 24 6
Catalisador (%) 2,5 0,5
Tempo (min) 60 60
Temperatura (o
C) 60 60
Agitação (rpm) 300 300
Feitos os cálculos mediram-se as quantidades necessárias dos reagentes e
procedeu-se com a reação de esterificação da seguinte forma: adicionou-se um
volume constante de 400 ml do óleo e gordura no reator piloto e as respectivas
quantidades dos demais reagentes e procedeu-se a reação, observando as
condições definidas na Tabela 5.8.
Qualidade do biodiesel final

32. O biodiesel produzido foi caracterizado com a finalidade de observar e
atender as especificações exigidas pelos órgãos reguladores de qualidade do
biodiesel, no caso do Brasil, pelo o Regulamento Técnico nº 4/2012, parte integrante
da RESOLUÇÃO ANP Nº 14, DE 11.5.2012 - DOU 18/05/2012. A Tabela 5.9
apresenta os parâmetros físico-químicos do biodiesel obtidos com as amostras de
óleo e gordura extraído dos materiais provinientes do DD CAGECE/ETE e
CG/RU/UFC.
Tabela 5.9 – Caracterização do biodiesel do biodiesel do decanto-digestor e caixa de gordura.
Parâmetros
Valores encontrados
Referências UnidadeDD
CAGECE/ETE
CG
RU/UFC
Índice de Acidez 0,29 ± 00 0,32 ± 0,0
TECBIO NLB A -
0601
mg
KOH.g-1
Glicerina Livre 0,018 ± 00
0,005 ±
0,0
TECBIO NTBA -
0101 C
%
Glicerina Total 0,21 ± 00 0,21 ± 0,0 TECBIO NTBA -
0101 C
%
Massa Específica à
20º C
872,9 ± 07
881,1 ±
0,4 ABNT NBR 14065
kg.m-3
Estabilidade
Oxidativa (sem
antioxidante)
8,48 ± 0,65
9,18 ±
0,23
EN 14112 h
Viscosidade à 40ºC 5,31 ± 0,032 5,4 ± 0,04 ABNT NBR10441 mm2
.s-1
Umidade Karl
Fisher
459,54 ± 11
398,54 ±
9
ASTM D- 6304 mg.kg-1
Os parâmetros analisados demonstram que o biodiesel obtido se enquadra
dentro dos limites estabelecidos pela ANP (Agência Nacional de Petróleo, Gás
natural e Biocombustiveis), o que garante o uso deste combustível em veículos de
motores de combustão interna (motor diesel). Estudos realizados por Bhatti et all
(2008), com diferentes matérias primas (gordura de frango, gordura de carneiro, óleo
de cozinha usado) apresentaram resultados similares aos encontrados nesta

33. pesquisa, o que demonstra que pode-se utilizar qualquer resíduo de origem vegetal
e/ou animal para produção de biodiesel.
5.5.2 - Uso como matéria-prima na construção civil
Experiência da UFRN
A temperatura de calcinação ao qual uma amostra mineral é submetida pode
gerar mudanças significativas em sua composição química e estrutura cristalina,
uma vez que vários compostos podem ser degradados ou se associarem formando
novos compostos mais ou menos reativos quimicamente, podendo ter implicações
diretas nas propriedades pozolânicas dos resíduos gerados quando estes são
inseridos em uma matriz cimentícia.
Neste âmbito, a UFRN realizou uma pesquisa sobre a caracterização de
cinzas de lodo, com vistas ao uso como adição mineral em matrizes cimentícias.
Este estudo objetivou verificar a influência da temperatura empregada na queima
dos lodos sépticos no índice de atividade pozolânica (IAP) das cinzas geradas como
resíduo do processo, no intuito de consistir em um aporte inicial para o
desenvolvimento de futuras pesquisas visando o aproveitamento destes materiais
tanto em argamassas quanto em concretos de cimento Portland.
Para caracterização dos lodos e cinzas de lodo foram realizadas as análises
descritas a seguir.
ATD e ATG do lodo bruto
Para a indicação da faixa de temperatura a ser empregada nos estudos,
submeteu-se uma amostra de lodo séptico “in natura” às análises de ATD e ATG.
Para realização destes ensaios foram empregados os parâmetros descritos na
Tabela 5.10, tendo como resultados a geração dos gráficos apresentados na Figura
5.4.
Tabela 5.10 – Parâmetros utilizados na análise termogravimétrica do lodo bruto
Faixa de temperatura: 0 °C a 1200 °C
Taxa de aquecimento: 10 °C/min
Atmosfera: Ar sintético
Vazão do gás: 100 ml/min
Porta-amostras: Cadinho de platina
Quantidade de material: 10 mg

34. Figura 5.4- Curvas de ATD, ATG e DrTG da amostra de lodo in natura
Na ATD mostrada na Figura xx, verificam-se a ocorrência de transformações
exotérmicas bastante acentuadas entre a faixa de temperatura de 200 °C a 590 °C,
tendo seu ponto máximo em aproximadamente 300 °C. Tal comportamento é
confirmado através da ATG deste material, como pode ser observado na Figura 5.4,
onde é possível constatar uma perda de massa para a temperatura de 590 °C de
cerca de 55 % em relação a sua massa inicial, sendo esta redução atribuída a
eliminação da matéria orgânica da amostra. Além disto, visualiza-se na ATG a
estabilização da perda de massa dos lodos sépticos a partir de temperaturas de 600
°C, mantendo-se em níveis constantes até a temperatura limite da análise que foi de
1200 °C.
Queima do lodo séptico in natura
Tomando como base os resultados da ATD e ATG, bem como as informações
apresentadas na literatura referentes às temperaturas usuais utilizadas em
processos de incineração de lodos de esgotos (Geyer, 2001), optou-se pela
utilização das temperaturas de 700 °C, 800 °C e 900 °C para o processo de queima
do lodo séptico em estudo. A queima das amostras de lodo bruto foram realizadas
em um forno mufla elétrico da marca EDG, modelo Economic, sob uma taxa de
aquecimento de 10 °C/min e o tempo de 180 minutos de permanência no patamar,
período este utilizado afim de garantir a total eliminação da matéria orgânica contida
nos lodos. O material resultante do processo de queima foi denominado de cinzas
de lodo séptico (CLS) e identificado conforme mostrado na Tabela 5.11.
Tabela 5.11 – Identificação das cinzas geradas no processo de queima
Identificação da amostra Descrição do material
CLS700 Cinza de lodo séptico obtida a 700 °C

35. CLS800 Cinza de lodo séptico obtida a 800 °C
CLS900 Cinza de lodo séptico obtida a 900 °C
As CLS obtidas foram submetidas a destorroamento manual utilizando-se
grau com pistilo em porcelana, sendo em seguida armazenadas em recipientes
plásticos com tampas até o momento da realização das análises química
semiquantitativa por FRX, mineralógica por DRX e do ensaio para determinação da
atividade pozolânica.
Análise Química Semiquantitativa por FRX e mineralógica por DRX das CLS
Buscando entender o comportamento dos lodos de esgotos quando
submetidos a elevadas temperaturas e suas implicações na composição química e
mineralógica das cinzas geradas no processo, submeteram-se as três cinzas obtidas
a diferentes temperaturas às análises de FRX e DRX, obtendo como resultados as
composições químicas em termos de porcentagem de óxidos da Tabela 5.12 e
composição mineralógica conforme difratogramas mostrados na Figura 5.5, Figura
5.6 e Figura 5.7.
Tabela 5.12 – Resultado da análise de FRX em porcentagem de óxidos
% de Óxidos CLS700 CLS800 CLS900
SiO2 33,15 34,94 35,33
Al2O3 25,44 26,65 28,65
SO3 6,19 5,79 4,80
CaO 5,44 5,78 6,54
Fe2O3 5,11 5,40 5,80
P2O5 4,20 5,21 5,83
MgO 3,78 3,51 3,93
TiO2 1,14 1,20 1,23
K2O 0,71 0,74 0,78
ZnO 0,35 0,34 0,36
CuO 0,09 0,09 0,10
MnO 0,04 0,04 0,05
ZrO2 0,03 0,03 0,03
Cr2O3 0,03 0,03 0,03
PbO 0,01 0,01 0,00
SrO 0,01 0,01 0,01
NiO 0,01 0,01 0,01

36. Figura 5.5 - Difração de raios X da CLS700 Figura 5.6 - Difração de raios X da CLS800
Figura 5.7 - Difração de raios X da CLS900
Constata-se através destas análises que o aumento da temperatura de
queima, dentro da faixa estudada, não provacam alterações significativas na
composição química das cinzas geradas como resíduo, porém causam um
incremento no grau de cristalinidade destas amostras.
As análises de FRX mostram que cerca de 65 % das CLS700, CLS800 e
CLS900 são formadas por óxidos de ferro, alumínio e silício, elementos estes
bastante comuns em resíduos de efetiva propriedade pozolânica, como por exemplo
as cinzas de casca de arroz, cinzas de bagaço de cana-de-açúcar, cinzas volantes,
dentre outras, no entanto sabe-se que grande parte da reatividade destes materiais
devem-se à presença do óxido de silício em sua forma amorfa, o que induz que as
cinzas de lodo de esgoto não possuem elevado índice de atividade pozolânica (IAP),
uma vez que se verifica através dos difratogramas que as amostras estudadas são
predominantemente formadas por óxidos de silício na forma de Quartzo e demais
óxidos cristalinos.

37. Determinação do índice de atividade pozolânica das CLS com cimento
Para mensuração do grau de influência que a temperatura de queima dos
lodos brutos possui na ativação pozolânica do resíduo gerado, realizou-se o ensaio
de determinação do IAP com cimento, conforme procedimento descrito na norma
NBR 5752 (ABNT, 2012a), para as amostras CLS700, CLS800 e CLS900, obtendo
os resultados expressos na Tabela 5.13. Os índices determinados sinalizam que
nenhuma das três cinzas obtidas possuem propriedades pozolânicas efetivas, não
tendo estas atingido o limite mínimo de IAP estipulado pela norma NBR 12653, que
é de 75%, para que possam ser consideradas como adições pozolânicas.
Tabela 5.13 – Índice de atividade pozolânica para CLS obtidas a diferentes temperaturas
Amostra IAP (%)
CLS700 63,98
CLS800 66,02
CLS900 61,14
Conclusões do estudo
Embora as análises químicas por FRX das CLS tenham demonstrado que
estes resíduos são compostos por teores de óxidos de ferro, alumínio e silício
superiores aos exigidos pela norma NBR 12653 para classificá-las como pozolanas
de classe E, observou-se através das análises mineralógicas por DRX que estas
cinzas são predominantemente cristalinas, característica essa indicativa de um
material de baixa reatividade e consequentemente de reduzida ação pozolânica.
Estas evidências foram comprovadas através dos ensaios de IAP, onde verificou-se
que nenhuma das amostras estudadas alcançou o índice mínimo para considerá-las
como materiais efetivamente pozolânicos.
Experiência da UNICAMP
O lodo de tanque séptico utilizado foi coletado a partir de um tanque séptico
do Bairro Gramadão, da cidade de São Miguel Arcanjo, no estado de São Paulo,
uma ETE, operada pela SABESP - Unidade de Negócios do Alto Paranapanema. O
tanque séptico é coletivo e foi projetado para receber em torno de 300 ligações
familiares, porém está sendo operado com aproximadamente 500 ligações. O
tanque tem 20 anos e está em processo de desativação e substituição de sistema de

38. tratamento. Por dois meses, foram coletadas amostras de lodo séptico em diferentes
pontos do tanque para a sua caracterização (Tabela 5.14).
Tabela 5.14- Caracterização química e física do Lodo de tanque séptico provenientes da ETE
do bairro Gramadão do Município de São Miguel Arcanjo, SP.
Parâmetros
Analisados
Resultados
Teor de Umidade 85,5 %
pH 7,6
Condutividade 322 S cm-1
Sólidos Totais (ST) 14,5 %
Sólidos Voláteis (SV) 6,07 %
Relação SV/ST 0,42
Temperatura 22,7 °C
N Total 19.240,00 mg.kg-1
N. Amoniacal 226,23 mg.kg-1
N. orgânico 19.013,77 mg.kg-1
N. Nitrito e Nitrato 68,67 mg.kg-1
Coliformes Totais 7,4. 105
NMP g -1
de
ST
E. coli 1,1. 102
NMP g -1
de
ST
Cádmio 0,15 mg.kg-1
Chumbo 12,5 mg.kg-1
Cobre 10,0 mg.kg-1
Cromo 1,9 mg.kg-1
Níquel 1,6 mg.kg-1
Zinco 9,5 mg.kg-1
O lodo foi coletado com o auxílio de bombas hidraulicas, recebeu polímero
catiônico de poliacrilamida na dose 4 Kg.Ton.ST-1
, foi submetido ao processo de

39. deságue por meio da utilização de contentores de geotéxtil (CG ou BAG) com
volume aproximado de 100 L. Cada contentor de geotextil recebeu cinco cargas de
lodo, sendo que o tempo de espera entre uma aplicação e outra foi de 4 semanas. A
Tabela 5.15 apresenta a caracterização do lodo de tanque séptico desaguado e
acondicionado em CG no Município de São Miguel Arcanjo, SP.
Tabela 5.15 – Caracterização químicas, físicas e biológica do lodo de tanque séptico
desaguado e acondicionado em CG instalados no município de São Miguel Arcanjo, SP.
Parâmetros
Analisados
Resultados
Teor de Umidade 51,75 %
pH 7,36
Condutividade 483 S cm-1
Sólidos Totais 48,25 %
Sólidos Voláteis 2,80 %
Relação SV/ST 0,06
Temperatura 25,4 °C
N Total 3700,00 mg.kg-1
N orgânico 3673,97 mg.kg-1
N. Amoniacal 26,03 mg.kg-1
N. Nitrito e Nitrato 0,92 mg.kg-1
Coliformes Totais 1,2. 106
NMP g -1
de ST
E. coli 5,3. 104
NMP g -1
de ST
Teste de toxicidade aguda
Daphnia Não apresentou
toxicidade
Semente Lactuca Sativa Não apresentou
toxicidade
Gêneros de helmintos
Número de ovos
Total Viáveis p/grama de lodo
Ascaris sp 10 0 < 0,1
Trichuris sp 3 0 < 0,1
Toxocara sp 8 0 < 0,1

40. Além da caracterização física, química e microbiológica, do lodo séptico,
também foram realizados ensaios de determinação do poder calorífico superior,
utilizando-se o método descrito em “Standard Method of Test for Heat of Combustion
of Liquid Hidrocarbon Fuels Bomb Calorimeter” - ASTM D-240-64. Os ensaios
ocorreram no Laboratório de Energia da Biomassa – SFB do departamento de
Engenharia Térmica e Fluídos da Faculdade de Engenharia Mecânica da UNICAMP.
Porém verificou-se que tanto o lodo líquido quanto o seco em estufa a 450 °C e 600
°C, não se mostraram aptos para serem utilizados como combustível na indústria
cimenteira, em razão do baixo poder calorífico superior (186 PCs - cal. Kg-1
ou 777,5
PCs J. Kg-1
).
Metodologias de formulação de traços
Todo o conteúdo de dois CG foi seco em estufa a 65 °C, por três dias; em
seguida foi moído em moinho de facas até uma granulometria favorável para a
incorporação do material em diferentes atividades da construção civil.
Além do lodo desaguado “in natura”, também foram realizados testes de
incorporação de lodo calcinado (cinzas do lodo). Após desaguamento o lodo foi
retirado do CG, colocado no interior do forno tipo “Iglu” de uma cerâmica onde
ocorreu à queima do material durante 72 horas a uma temperatura aproximada de
900º – 950 ºC. O lodo calcinado também foi moído.
Preparação dos corpos de prova de argamassa estrutural (armada)
Foram utilizados lodos desaguados “in natura” e cinzas, em diferentes
proporções, tanto em substituição de areia como de cimento nas seguintes
proporções:
a) porcentagens de lodo desaguado “in natura” incorporada em substituição a
areia: 2%, 4% e 8%
b) porcentagens de cinzas de lodo incorporada em substituição a areia: 4%, 8%,
15%, 20% e 25%.
c) porcentagens de lodo desaguado “in natura” incorporada em substituição ao
cimento: 1,14%, 2,27% e 4,52%.
d) porcentagens de cinzas de lodo incorporado em substituição ao cimento:
15%, 20% e 25%.

41. O cimento utilizado para a preparação dos corpos de prova foi o Portland -
CPII – E32, com tempo de cura de 28 dias. Com relação a areia utilizada como
agregado foi realizado o teste de determinação da composição granulométrica
através da norma ABNT NBR 7211 (2005). A Tabela 5.16 apresenta a
caracterização do agregado miúdo utilizado (areia).
Tabela 5.16 - Caracterização do agregado (areia) conforme NBR 7211(2005), utilizado para
confecção diferentes traços de argamassa armada.
Identificação da amostra: Agregado Miúdo – Areia Média
Dimensão Máxima Característica: 6,3 mm
Módulo de finura: 2,95
Classificação do agregado: Zona utilizável superior
5.5.2.1 - Determinação da consistência pelo abatimento do tronco de cone
A norma NBR NM 67 (1998) propõe a determinação da consistência pelo
abatimento do tronco de cone. Esse teste consiste em padronizar a produção dos
corpos de prova através da verificação da plasticidade e da coesão dos
componentes da mistura na preparação da argamassa. A partir deste ensaio
verificou-se a necessidade de adição de uma pequena quantidade de água nas duas
situações estudadas.
5.5.2.2 - Procedimento para moldagem e cura de corpos de prova
Preconizado pela norma NBR 5738 (2008) a preparação da argamassa de
cimento aconteceu através de uma mistura mecânica, iniciando-se pela colocação
da água e, em seguida, os demais componentes. A moldagem dos corpos-de-prova
cilíndricos foi feita logo após o amassamento da argamassa, e o procedimento
utilizado para o preenchimento do molde foi o de “adensamento manual com haste”.
Os golpes foram distribuídos uniformemente em toda a secção transversal do molde.
Os corpos-de-prova, ainda nos moldes, foram colocados em câmara úmida,
onde permaneceram durante 24 horas, com a face superior protegida com uma
placa de vidro plano. Terminado esse período, os corpos-de-prova foram retirados
dos moldes e imergidos num tanque de água e cal, onde permaneceram por 28 dias
até o teste de ruptura.

42. Após 28 dias imersos em água, os corpos-de-prova foram retirados no
tanque, secados e capeados. A dosagem do material para o capeamento foi de 75
% de enxofre e 25 % de caulim, fundidos a uma temperatura de 136 ± 7 °C. Após o
capeamento os corpos-de-prova permaneceram em repouso por 4 horas para
garantir a solidificação do enxofre e também uma superfície linear para o ensaio de
ruptura.
5.5.2.3 - Determinação de peças de concreto para a pavimentação (PAVERS)
Foi utilizado lodo desaguado “in natura” e cinzas, em diferentes proporções,
tanto em substituição de areia como de cimento nas seguintes proporções:
a) porcentagens de lodo desaguado “in natura” incorporada em substituição
a areia: 2%, 4% e 8%.
b) porcentagens de cinzas de lodo incorporada em substituição a areia: 2%,
4%, e 8%.
c) porcentagens de lodo desaguado “in natura” incorporada em substituição
ao cimento: 2%, 4% 8% e 16%.
d) porcentagens de cinzas de lodo incorporado em substituição ao cimento: :
2%, 4% 8% e 16%.
Para avaliar o comportamento quanto à resistência a compressão de pisos
intertravados que receberam adição de 16% de cinza moídas em substituição ao
cimento foi proposto nova série de rompimento das peças de concreto, porem em
diferentes tempos de cura (3, 7, 14, 21 e 28 dias).
O cimento utilizado para a moldagem das peças de concreto foi o Portland –
CP V – ARI. Para caracterização da areia, foi realizado o teste de determinação da
composição granulométrica por meio da norma ABNT NBR 7211 (2005). Com
relação à utilização do agregado graúdo, utilizou-se o pedrisco, cuja determinação
da composição granulométrica baseou-se na norma ABNT NBR 7211 (2005). A
Tabela 5.17 apresenta a caracterização do agregado graúdo (pedrisco) utilizado
confecção dos corpos de prova.
Tabela 5.17 - Caracterização do agregado graúdo (pedrisco) conforme NBR 7211(2005).
Dimensão Máxima
Característica:
9,5 mm
Módulo de finura: 5,64

43. Classificação do agregado: Aproximou-se de Agregado graúdo – Zona 4,75/12,5 com um
desvio máximo de 11% e com somatória dos desvios de 11%.
Na preparação dos pisos intertravados utilizou-se aditivo, classificado como
superplastificante. Este material é empregado na elaboração de concretos,
argamassas e caldas de cimento, com o intuito de modificar algumas propriedades
do material fresco ou endurecido, tornando-os mais fáceis de manusear, além de
melhorar suas características mecânicas. De acordo com a empresa produtora do
superplastificante, os principais benefícios do seu uso na produção dos pisos
intertravados, estão relacionados ao aumento da resistência à compressão, aumento
da durabilidade do concreto, da diminuição de fissuras e diminuição da relação
água/concreto.
5.5.2.4 - Preparação e cura das peças de concreto para pavimentação
Ar normas que orientam a determinação da resistência à compressão de
peças pré-moldadas de concreto destinadas à pavimentação de vias urbanas, pátios
de estacionamento ou similares, além de fixarem as condições exigíveis para sua
aceitação são: NBR 9780 (1967) e NBR 9781 (1987).
A preparação da massa de concreto deu-se por meio de uma mistura
mecânica, iniciou-se pela adição de água, em seguida, os demais componentes.
Para a moldagem das peças de concreto foi utilizado uma mesa vibratória, para
garantir uma homogeneidade de preenchimento da forma. Após 24 horas da
moldagem, as peças de concreto foram retiradas dos moldes e imergidas em um
tanque de água, onde permaneceram por 7 dias até o teste de ruptura. As peças de
concreto foram capeadas com a proporção de material descrita anteriormente.
5.5.2.5 - Ruptura dos corpos-de-prova e das peças de concreto para pavimentação
Após o capeamento dos corpos-de-prova, os mesmos foram rompidos por
meio de compressão após 3, 7, 14, 21, e 28 dias de tempo de cura. A pressão foi
direcionada para o centro dos pisos, aplicando-se a carga com uma velocidade
equivalente a 0,25 ± 0,05 MPa s-1
.
5.5.2.5 - Resultados Alcançados
5.5.2.5.1 - Corpos de Prova: Ensaios de incorporação do lodo séptico em
substituição à areia para produção de argamassa estrutural.

44. Com a utilização do lodo séptico desaguado “in natura” verificou-se que ao
diminuir a porcentagem de lodo adicionado na mistura, os valores obtidos para
resistência à compressão (MPa) estiveram mais próximos aos valores
recomendados pela Norma ABNT 11173 (1990) que é de 25 MPa para argamassa
armada. A Figura 5.8 apresenta o resultado do ensaio de resistência à compressão
em função das porcentagens de lodo séptico “in natura” adicionado na mistura em
substituição à areia (agregado miúdo) após 28 dias de cura.
Figura 5.8: Ensaio de resistência à compressão em função das porcentagens de lodo séptico
desaguado “in natura” adicionado na mistura de argamassa em substituição à areia (agregado
miúdo) após 28 dias de cura.
Portanto, verificou-se que substituir o agregado miúdo (areia) por lodo séptico
desaguado “in natura”, as porcentagens não devem ser superiores a 2 %, em razão
do comprometimento da resistência da argamassa para fins estruturais. Porém caso
essa porcentagem seja aumentada, aconselha-se a utilização dessa argamassa
apenas para fins paisagísticos e de revestimento não estrutural. Levando em
consideração a utilização dessa argamassa para assentamento de tijolos,
revestimentos de paredes e tetos, segundo a NBR 13279 (2005), a porcentagem de
lodo séptico desaguado “in natura” que poderia ser utilizado não deve ultrapassar a
8%, visto que para esse caso, valores de resistência a compressão são iguais ou
inferiores a 8 MPa (Figura 5.8).
Por meio da visualização, em grandes aumentos por meio da Microscopia
Eletrônica de Varredura, do lodo “in natura”, foi possível observar a influencia de
fragmentos orgânicos na resistência dos corpos de prova. Nas Figuras, 5.9, 5.10 e
5.11, mostram fragmentos de vegetal que ao se decomporem poderão levar ao
aparecimento de vazios, podendo ocasionar enfraquecimento da argamassa. Nas

45. figuras abaixo mostram imagens tomadas do interior de bolhas de ar, na argamassa
sem lodo (Figura. 5.12) apresentando aspecto liso e na Figura 5.13 com lodo “in
natura” demonstrado aspecto foliáceo, rugoso e com bordas irregulares, talvez
indícios de interferência na atividade pozolânica.
Figuras 5.9, 5.10 e 5.11 – Materiais de origem vegetal contidos no lodo desaguado “in natura”
moído. Possível micro interferente na resistência estrutural de argamassas. Figura. 5.11
material vegetal no interior da argamassa, verificado após teste de ruptura.
Figuras 5.12 e 5.13 – Argamassas sem adição de lodo (Figura 5.12) e argamassa com adição de
lodo desaguado “in natura” moído (Figura 5.13), possível interferente na resistência estrutural
de argamassas.
Com o intuito de diminuir a influencia da matéria orgânica na resistência da
argamassa armada foram realizados ensaios com o lodo calcinado (cinzas) em
substituição da areia (agregado miúdo). Após 28 dias de cura procedeu-se o teste
de ruptura (Figura 5.14).
Figura 5.9 Figura 5.10 Figura 5.11
Figura 5.12 Figura 5.13

46. Figura 5.14: Ensaio de resistência à compressão em função das porcentagens de lodo
calcinado (cinzas) adicionado na mistura de argamassa em substituição à areia (agregado
miúdo) após 28 dias de cura.
Verificou-se que apenas porcentagens iguais ou inferiores a 4 % de cinzas de
lodo adicionadas a argamassa estrutural em substituição da areia alcançou
resultados satisfatórios com relação ao atendimento da Norma ABNT NBR 11173
(1990). Para o atendimento da NBR 13279 (2005) todas as porcentagens de cinzas
de lodo utilizadas foram satisfatórias.
5.5.2.5.2 - Corpos de Prova: Ensaios de incorporação do lodo séptico em
substituição ao cimento para produção de argamassa estrutural
Os ensaios de resistência à compressão do lodo séptico desaguado “in
natura” em substituição ao cimento também foram avaliados, visto que o lodo pode
apresentar características de pozolanicidade, verificado em ensaios de
espectroscopia de raio x por meio de EDS (Capitulo 4). Os valores alcançados de
resistência foram superiores aos recomendados pela norma ABNT NBR 11173
(1990), nas porcentagens de 1,14 e 2.27, habilitando-os para serem usados na
argamassa armada nestas proporções. A Figura 5.15 apresenta os resultados
obtidos para o ensaio de resistência à compressão em função das porcentagens de
lodo séptico “in natura” adicionado na mistura em substituição ao cimento após 28
dias de cura.

47. Figura 5.15: Ensaio de resistência à compressão em função das porcentagens de lodo séptico
desaguado “in natura” adicionado na mistura de argamassa em substituição ao cimento após
28 dias de cura.
Para o atendimento da NBR 13279 (2005) todas as porcentagens de lodo
séptico desaguado ”in natura” utilizadas foram satisfatórias.
Os ensaios de resistência à compressão com incorporação de cinzas na
argamassa estrutural em substituição ao cimento, após 28 dias de cura, também
foram avaliados (Figura 5.16), na expectativa de uma maior resistência, em razão de
ausência de matéria orgânica o que viabilizaria o seu uso na produção de
argamassa armada.
Figura 5.16: Ensaio de resistência à compressão em função das porcentagens de cinzas de
lodo adicionado na mistura de argamassa em substituição ao cimento após 28 dias de cura.
Verificou-se que todas as porcentagens de cinzas de lodo adicionadas aos
corpos-de-prova (15 %, 20 % e 25 %) em substituição ao cimento tiveram resultados

48. relativamente satisfatórios com relação ao atendimento da Norma ABNT NBR 11173
(1990) para a argamassa armada que prevê uma resistência à compressão igual ou
superior a 25 MPa, porem os dados apontam para necessidade de mais estudos
para uma definição mais precisa do comportamento da adição de cinza, em
substituição ao cimento em razão do comportamento anômalo da mistura de com
20%. Para o atendimento da NBR 13279 (2005) todas as porcentagens de cinzas de
lodo utilizadas foram satisfatórias.
5.5.2.5.3 - Determinação das peças de concreto para a pavimentação (PAVERS):
Ensaios de incorporação do lodo séptico em substituição à areia
As porcentagens propostas tanto para o lodo séptico desaguado “in natura”
quanto para as cinzas de lodo em substituição a areia foram 2%, 4% e 8%. A Figura
5.17 apresenta os resultados obtidos para o ensaio de resistência à compressão em
função do tipo de lodo utilizado para o teste.
Figura 5.17: Ensaio de resistência à compressão em função do tipo de lodo utilizado para o
teste de substituição de areia na produção de pisos intertravados (PAVERS).
De acordo com a ABNT NBR 9781 (1987) a resistência característica
estimada à compressão deve ser: a) maior ou igual a 35 MPa, para as solicitações
de veículos comerciais de linha; b) maior ou igual a 50 MPa, quando houver tráfego
de veículos especiais ou solicitações capazes de produzir acentuados efeitos de
abrasão.
Verificou-se que as peças de concreto para a pavimentação que tiveram
incorporação de cinzas de lodo apresentaram resistência à compressão muito
superior aos valores alcançados no controle. Para o lodo séptico desaguado “in
natura”, em qualquer porcentagem estudada, os valores foram inferiores ao

49. preconizados pela norma vigente, porem para o uso exclusivo de pedestres pode ser
uma opção.
5.5.2.5.4 Determinação das peças de concreto para a pavimentação (PAVERS):
Ensaios de incorporação do lodo séptico em substituição ao cimento
As porcentagens propostas para a substituição de lodo ao cimento foram 2 %,
4 %, 8% e 16 % tanto para o lodo séptico “in natura” quanto para as cinzas de lodo.
A Figura 5.18 apresenta os resultados obtidos para o ensaio de resistência à
compressão em função do tipo de lodo utilizado para o teste.
Figura 5.18: Ensaio de resistência à compressão em função do tipo de lodo utilizado para o
teste em substituição ao cimento na produção de pisos intertravados (PAVERS).
Nenhum dos traços estudados, seja com lodo “in natura” seja com cinzas,
atingiram valores de resistência a compressão próximos a 50 MPa, demonstrando
que pisos fabricados com estes traços não devem ser colocados em local com
trafego de veículos especiais, porém, porcentagens iguais ou inferiores a 16 %
poderão ser utilizados em locais de tráfego de veículos comerciais de linha, em
razão da resistência serem iguais ou superiores a 35 MPa.
Com intuito de conhecer o processo de ganho de resistência de pisos
intertravados, produzidos com grande quantidade de cinzas em substituição ao
cimento, foi realizado um novo teste de ruptura, variando-se os tempos de cura
(Figura 5.19).

50. Figura 5.19: Ensaio de resistência à compressão utilizando 16% de cinzas de lodo em
substituição ao cimento em diferentes tempos de cura.
Verificou-se que a partir do sétimo dia de tempo de cura, os pisos
intertravados produzidos com cinzas de lodo tiveram valores de resistência a
compressão superiores ao de 35 MPa sugeridos pela norma NBR 9781 (2013),
habilitando-o para serem utilizados em localidades de trafego de veículos comerciais
de linha, porem recomenda-se que a instalação dos pisos seja feita obedecendo-se
28 dias de cura em razão do ganho de resistência, diminuindo perdas por quebra
durante o transporte e instalação. Porem ressalta-se que já no sétimo dia os valores
de compressão superaram a exigida na norma.
5.5.3 - Uso como condicionador do solo
Experiência da UNICAMP
O lodo utilizado no experimento da UNICAMP é proveniente de um tanque
séptico multifamiliar, instalado no bairro Gramadão na cidade de São Miguel
Arcanjo, localizada no sul o estado de São Paulo. O lodo foi retirado do tanque por
meio da utilização de bombas hidráulicas e transferido para caixas, contendo
polímero catiônico baseado em poliacrilamida, na proporção de 4 Kg.Ton.ST-1
. Após
intenso revolvimento, o lodo foi bombeado para dois contentores de geotêxtil (CG),
dando inicio ao processo de estabilização e desaguamento. Após seis meses, foram
coletadas amostras de lodo desaguado, de forma a determinar suas características
quanto à aptidão para o uso agrícola. Os dados referentes às análises do lodo
utilizado como fertilizante no cultivo de roseiras estão apresentados na Tabela 5.18.

51. Tabela 5.18 – Caracterização básica do lodo de tanque séptico desaguado em CG para cálculo
da adubação de roseiras.
Parâmetro Unidade Resultados (base seca)
Sólidos voláteis % 18,9
Sólidos totais % 56,3
Teor de umidade % 43,7
Nitrogênio amoniacal mg Kg-1
1033,6
Nitrito+Nitrato mg Kg-1
36,1
Nitrogênio Total Kjeldahl g Kg-1
18,4
Bactérias
Coliformes totais NMP 6,1 x 103
E. Coli NMP 1, x 10 1
Salmonella spp - ausente
Helmintos Número de ovos
(ovos/g de lodo-1
)
Ovos viáveis
Ascaris sp <0,1 0
Trichuris sp <0,1 0
Toxocara sp <0,1 0
Pela relação entre os sólidos totais e sólidos voláteis o lodo foi classificado
como estável (razão entre sólidos voláteis e sólidos totais menor que 0,7), não
necessitando de medidas de estabilização após seu desaguamento no CG. As
análises de coliforme e ovos viáveis de helmintos, classificaram o lodo como classe
A, podendo ser utilizado na agricultura. Segundo a CONAMA 375 a partir do ano de
2011, ficou proibido o uso de lodos classe B na agricultura.
Para o cálculo do nitrogênio disponível foi utilizado a fração de mineralização
(FM) igual a 20% sendo calculado, para aplicação de forma superficial baseado na
CONAMA 375.
De acordo com os dados obtidos pelas análises laboratoriais do lodo do
tanque séptico, de São Miguel Arcanjo, interior de São Paulo o teor de nitrogênio
disponível no lodo após seus desaguamento e estabilização realizado em
contentores de geotêxtil, foi em média de 4,02 KgN ha-1
em base seca.
Considerando-se a necessidade da cultura, a taxa de aplicação do lodo do tanque
séptico de São Miguel Arcanjo foi de 37,25 t ha-1
. O lodo apresentou teor de umidade
de 43,7%, sendo necessário a aplicação de 85,24 t ha-1
do lodo estudado. O lodo foi
incorporado no solo em quatro aplicações anuais, visando o fornecimento de
nutrientes às roseiras durante todo o período de estudo.
Para o desenvolvimento da pesquisa, foram empregados quatro tratamentos
distintos: 1) utilizando a taxa de aplicação recomendada (1x); 2) utilizando 50% a

52. mais da taxa de aplicação recomendada (1,5x); 3) Utilizando adubação mineral
recomendada (NPK); 4) sem qualquer forma de adubação (branco). Para cada um
dos tratamentos apresentados foram desenvolvidas quatro réplicas distintas para
análise das médias entre os canteiros.
O experimento foi instalado em ambiente protegido (estufa) localizado nas
proximidades do hospital das clínicas da UNICAMP, em área experimental do
Departamento de Saneamento e Ambiente da Faculdade de Engenharia Civil,
Arquitetura e Urbanismo, no campus da UNICAMP, no município de Campinas-SP,
cujas coordenadas geográficas são 22º 49' latitude sul, 47º 03' longitude oeste e
altitude de 617 m. O clima, de acordo com a classificação de Koppen é Cwa –
tropical de altitude com chuvas no verão e secas no inverno e temperatura média do
mês mais quente superior a 22°C. De acordo com a CEPAGRI (Centro de Pesquisas
Meteorológicas e Climáticas Aplicadas à Agricultura da UNICAMP) a temperatura
anual média do ar é de 22,4ºC, com média de precipitação de 1424,5 mm.ano-1
e
umidade relativa do ar de 73 a 47%.
Foi utilizada estufa do tipo Arco, com cobertura de polietileno de baixa
densidade (PEBD) transparente, com espessura de 0,15mm aditivada contra raios
ultravioleta e difusor de luz. As laterais da estufa são fechadas com telas de
sombreamento (sombrite) e cortinas de plástico transparente. As dimensões das
estufas são de 16,0m (8,0+8,0m) de largura; 36,0m de comprimento e 4,5m de altura
máxima do pé-direito. A área total é de 576 m2.
A espécie de roseira utilizadas no experimento foi a Rosa Hybrida variedade
Ambiance que foram plantadas no solo em canteiros com as seguintes dimensões:
0,4m de largura por 0,2m de altura e 3,0m de comprimento, totalizando uma área de
9 m2 por canteiro. O delineamento experimental foi totalmente casualizado. Foi
realizada análise física (EMBRAPA, 1997) e química do solo (RAIJ, 1991), além da
correção da acidez pela aplicação de calcáreo. A irrigação era automatizada,
realizada por meio de gotejamento.
Resultado da qualidade e produtividade das roseiras
Com relação à análise da qualidade e produtividade da cultura, foram
realizadas diversas medidas. Por se tratar de uma planta de corte para
comercialização de hastes florais, as medidas foram realizadas após a colheita das
rosas do campo. Logo no começo da formação dos botões das rosas, foi feito um

53. encapuzamento, com redinhas de polietileno próprias para este fim. A colheita foi
realizada em todas as semanas de acordo com as recomendações de fazendas
produtoras de rosas, da cidade de Holambra, no interior de São Paulo, que
auxiliaram no manejo e cultura das roseiras.
Foram consideradas hastes comerciais aquelas que apresentavam botões
florais e hastes retas de tamanho maior que 30 cm (MARINHO et al., 2013). As
hastes foram avaliadas quanto ao seu tamanho total e diâmetro. O comprimento das
hastes foi medido entre o ponto de corte até o final do botão. O diâmetro da haste foi
determinado na sua parte inferior com a utilização de um paquímetro. Quanto aos
botões florais das rosas, o comprimento foi determinado a partir da base do botão,
enquanto que o diâmetro foi mensurado em sua parte mediana, em ambos os casos,
com a redinha, para manter o botão fechado.
Após a medida dos parâmetros referentes à qualidade do produto colhido, as
hastes florais foram acondicionadas em potes de vidro com água, distribuídas em
prateleiras em uma sala fechada, de forma a determinar a sua durabilidade. Para
favorecer a absorção da água pelas rosas, as hastes com flores foram cortadas na
porção inferior, a cada dois dias. As rosas foram consideradas não sadias e
descartadas quando observado a queda, secamento e/ou manchas nas pétalas.
As roseiras foram avaliadas por 120 dias e foram realizadas 20 colheitas de
rosas. Os valores referentes à produtividade estão apresentados na Figura 5.20 e
Tabela 5.19. No gráfico é possível analisar que as maiores produtividades foram
alcançadas nos tratamentos onde fora empregado o lodo séptico como forma de
adubação. Comparando-se os tratamentos na qual o lodo foi utilizado, as
produtividades foram similares nas duas taxas de aplicação de lodo. A produtividade
para esses dois tratamentos em que o lodo foi aplicado, mostrou-se 19% maior que
no tratamento em que a adubação mineral foi empregada (NPK - 10:10:10).
Entretanto, embora tenha havido essa diferença, ela não foi significativa, no período
avaliado, segundo o teste de Tukey a 5%, indicando necessidade de maior tempo de
estudo.
Já comparando-se a aplicação do lodo com o tratamento em que não houve
adubação foi observado uma produtividade de 90% maior quando o biossólido foi
utilizado (diferença estatística observada pelo teste de Tukey a 5%), demonstrando
o potencial desses lodos sépticos desaguados e estabilizados como condicionador
de solo para as culturas agrícolas.

54. Figura 5.20 - Valores médios referentes a produção de hastes florais de rosas no período de
120 dias em canteiros experimentais de 9m2
instalados na UNICAMP.
*Branco - Sem adubação; NPK - Adubação com adubo mineral; 1x - Adubação com lodo séptico na taxa recomendada; 1,5 x -
adubação com lodo séptico com 50% a mais da taxa recomendada
Tabela 5.19 - Valores médios da produtividade das roseiras no período de 120 dias em
canteiros experimentais de 9m2 instalados na UNICAMP.
Produtividade Branco NPK 1x 1,5x
Médias 77,0±31,4a 124,5±13,7ab 146,5±7,6b 143,8±24,6b
Coeficiente de variação 0,41 0,11 0,05 0,17
*letras iguais representam correspondem a valores de médias sem diferença estatística pelo teste de Tukey (5%)
*Branco - Sem adubação; NPK - Adubação com adubo mineral; 1x - Adubação com lodo séptico na taxa recomendada; 1,5 x-
adubação com lodo séptico com 50% a mais da taxa recomendada
Os dados referentes à qualidade do produto colhido estão apresentados na
Tabela 5.20. Para todos os tratamentos utilizados, não houve diferenças
significativas em nenhum tratamento. Dessa forma, pode-se concluir que o uso de
lodo de tanque séptico no cultivo de rosas não traz prejuízos à cultura, podendo ser
empregado em larga escala para a produção de flores de corte mantendo a
qualidade do produto, a qual é essencial para garantia das vendas a preços
compensatórios.
Tabela 5.20 - Dados referentes a qualidade do produto colhido roseiras plantadas em canteiros
experimentais de 9m2 instalados na UNICAMP.
Tratamento
s
Tamanho
Diâmetro
caule
Diâmetro
botão
Altura
botão
Diâmetro
menor
Branco 40,4±7,2* 0,6±0,1* 3,3±0,5* 4,7±1,8* 0,3±0,4*

55. NPK 40,6±7,5* 0,5±0,1* 3,3±0,3* 4,7±2,8* 0,3±0,1*
1X 40,8±8,4* 0,6±0,3* 3,3±0,4* 4,7±2,6* 0,3±0,2*
1,5X 40,6±7,5* 0,6±0,1* 3,2±0,5* 4,6±2,1* 0,3±0,1*
* Valores médios relativos à coluna sem diferença estatística significativa pelo teste de Tukey (5%)
*B - Sem adubação; NPK - Adubação com adubo mineral; 1x - Adubação com lodo séptico na taxa recomendada; 1,5x -
adubação com lodo séptico com 50% a mais da taxa recomendada
Outro parâmetro importante quando se trata de plantas de corte, é a avaliação
do período de duração do pós-colheita. A durabilidade das rosas está ligada a
nutrição do vegetal. Diversas pesquisas tem demonstrado que a aplicação de lodos
de esgoto em geral, nas culturas agrícolas, melhora o potencial de absorção de
nutrientes das plantas, sobretudo de fósforo no tecido vegetal o que pode ser
benéfico, pois este elemento é responsável pelo aumentando o tempo de vida útil do
produto colhido. As análises da fertilidade foliar para nitrogênio, fósforo e potássio
estão apresentadas na Tabela 5.21. Entretanto, não foi observado diferenças entre
os grupos de tratamento estudados.
Tabela 5.21 - Valores referentes à fertilidade foliar de rosas cultivadas no período de 120 dias
em canteiros experimentais de 9m2
instalados na UNICAMP.
Tratamento
Principais macronutrientes
N
(g kg-1
)
P
(g kg-1
)
K
(g kg-1
)
Branco 20,3 1,6 18,9
NPK 20,3 1,9 17,0
1x 18,8 1,5 17,0
1,5x 20,1 1,6 17,1
*B - Sem adubação; NPK - Adubação com adubo mineral; 1x - Adubação com lodo séptico na taxa recomendada; 1,5 -
adubação com lodo séptico com 50% a mais da taxa recomendada
As análises do tempo de duração do pós-colheita estão apresentados na Figura 5.21.

56. Figura 5.21 - Durabilidade das rosas no pós-colheita, mantidas em vasos com água.
*Branco - Sem adubação; NPK - Adubação com adubo mineral; 1x - Adubação com lodo séptico na taxa
recomendada; 1,5 - adubação com lodo séptico com 50% a mais da taxa recomendada
Diferente do esperado e de acordo com o observado, pela análise da
fertilidade foliar (em que não houveram diferenças na nutrição vegetal) foi possível
verificar diferenças entre as curvas de durabilidade de acordo com o gráfico acima.
De uma forma geral, o tempo de durabilidade máximo das rosas empregadas no
estudo, foi em torno de 13 a 15 dias.
As roseiras que foram fertilizadas com lodo de tanque séptico apresentaram
durabilidade ligeiramente menor. Para o tratamento em que foi utilizado a taxa de
aplicação correspondente 150% do nitrogênio necessário (1,5x), foi observado uma
redução significativa na porcentagem das rosas sadias já nos primeiros dias.
Para o tratamento que a taxa de aplicação de lodo foi a necessária para suprir
o nitrogênio (1x), a redução da porcentagem de rosas sadias, nos primeiros dias, foi
semelhante ao tratamento com NPK (redução aos seis dias), porém a diminuição do
percentual de rosas sadias foi mais acentuado após uma semana da colheita (entre
os dias sete e quatorze).
Para os dois tratamentos em que o lodo foi utilizado (1,5x e 1x), não foi
encontrado diferenças estatísticas significativas pelo teste Logrank a 5%, assim
como também não foi encontrado diferença significativa para o tempo de
durabilidade dos tratamentos adubados com NPK ou não adubados (branco). A
diferença estatística foi encontrada comparando-se os tratamentos em que o lodo foi
utilizado (1,5x e 1x) com o tratamento adubado com NPK, demonstrando que pode
haver alguma influência do lodo de tanque séptico na durabilidade das rosas
colhidas, embora não tenha sido observado diferenças na fertilidade foliar.

57. 5.7 - REFERÊNCIAS
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AGRADECIMENTOS
- A Faculdade de Tecnologia da Universidade Estadual de Capinas, a seus técnicos
e docentes responsáveis, onde foram realizados os ensaios com corpos de prova;
- A Universidade Estadual Paulista UNESP, campus de Rio Claro, Departamento de
Biologia, laboratório de Microscopia Eletrônica, onde foram realizadas as imagens
de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e espectroscopia de Raio X – EDS.

61. Ao Prof. Dr. Carlos Alberto Anaruma IB - UNESP pela colaboração no treinamento
de operação do MEV.