A produção de tabaco possui grande importância sócio-econômica na região sul do Brasil e o resíduo do processamento dessa cultura possui potencial para ser utilizado como fertilizante. Entretanto, diversos estudos têm atribuído inúmeros prejuízos da nicotina (principal alcalóide do tabaco) à saúde e os resíduos gerados pela indústria fumageira possuem em sua composição essa carga de substâncias tóxicas. Deste modo, o trabalho teve como objetivo avaliar o uso da compostagem como forma de tratamento do resíduo de tabaco (RT) e o potencial desse resíduo como substrato para multiplicação de minhocas. O trabalho foi dividido em quatro estudos. No estudo um foi avaliada a qualidade do composto obtido a partir de RT e outros resíduos agroindustriais. Esse experimento foi conduzido durante 90 dias na FAGRO/UFRGS, com delineamento 3x2, e com seguintes tratamentos: Controle (Poda + Cama de aviário + Esterco bovino), Tratamento 1 (RT + Poda + Esterco bovino) e Tratamento 2 (RT + Poda + Cama de aviário + Lodo de esgoto). Realizou-se o monitoramento de temperatura, umidade, pH e Condutividade elétrica (CE) e realizaram-se análises de Capacidade de Troca de Cátions (CTC), Relação C/N, Coliformes fecais e termotolerantes, Nicotina e Nitrosaminas específicas do tabaco. O segundo estudo foi conduzido em laboratório, verificando a mineralização do RT, composto orgânico e vermicomposto no solo sob três doses distintas, com delineamento 10x4. No terceiro estudo, o RT foi usado como substrato para criação de Eisenia andrei durante 32 dias. No quarto Estudo realizou-se o monitoramento de atributos microbiológicos do solo após incorporação de resíduo de tabaco, composto orgânico e vermicomposto. Os resultados indicam que o composto resultante de todos os tratamentos estão de acordo com os parâmetros determinados pela legislação para uso agrícola. Os teores de nicotina e nitrosamina nos tratamentos com RT foram reduzidas a zero após 90 dias. A atividade microbiana foi estimulada pela incorporação de resíduo de tabaco, composto e vermicomposto e as maiores doses promoveram maiores taxas de mineralização do carbono. A adição dos compostos orgânicos resultou no aumento da atividade microbiana avaliada por hidrólise do FDA e MS em 120 dias. / Tobacco production has great socio-economic importance in southern Brazil and the processing waste has the potential to be used as fertilizer. However, several studies have reported health problems attributed to nicotine (principal alkaloid in tobacco) presented at the waste generated by the tobacco industry. Thus, the study aimed to evaluate the use of composting as a treatment of tobacco residue (RT) and the potential of this waste as a substrate for multiplication of earthworms. The work was divided into three studies. In one study evaluated the quality of the compost obtained from RT and other agroindustrial waste. This experiment was conducted for 90 days in FAGRO / UFRGS, with 3x2 design, with following treatments: control (pruning + bed + poultry manure), Treatment 1 (RT + Pruning + bovine manure) and Treatment 2 (RT + Pruning + poultry manure + sewage sludge). We carried out the monitoring of temperature, humidity, pH and electrical conductivity (EC) and were performed analyzes of Cation Exchange Capacity (CEC), C / N ratio, Fecal coliforms and thermotolerant, water holding capacity (WHC), Nicotine and nitrosamines contents. The second study was conducted in laboratory to evaluate mineralization of RT, compost and vermicompost in soil under three different doses, with 10x4 design. In the third study, RT the manure was mixed in different ratios (1/10, 1/5 and 2/5) and maintained under controlled temperature and humidity for 32 days. The results indicate that the composting resulting from all treatments are in accordance with the parameters set by legislation for agricultural use. The nicotine and nitrosamine levels for treatments with RT were reduced to zero . Microbial activity was stimulated by the incorporation of tobacco residue, compost and vermicompost and higher doses caused higher rates of mineralization. The addition of organic compounds resulted in increased microbial activity evaluated by the FDA hydrolysis and MS for the period.

A produção de tabaco possui grande importância sócio-econômica na região sul do Brasil e o resíduo do processamento dessa cultura possui potencial para ser utilizado como fertilizante. Entretanto, diversos estudos têm atribuído inúmeros prejuízos da nicotina (principal alcalóide do tabaco) à saúde e os resíduos gerados pela indústria fumageira possuem em sua composição essa carga de substâncias tóxicas. Deste modo, o trabalho teve como objetivo avaliar o uso da compostagem como forma de tratamento do resíduo de tabaco (RT) e o potencial desse resíduo como substrato para multiplicação de minhocas. O trabalho foi dividido em quatro estudos. No estudo um foi avaliada a qualidade do composto obtido a partir de RT e outros resíduos agroindustriais. Esse experimento foi conduzido durante 90 dias na FAGRO/UFRGS, com delineamento 3x2, e com seguintes tratamentos: Controle (Poda + Cama de aviário + Esterco bovino), Tratamento 1 (RT + Poda + Esterco bovino) e Tratamento 2 (RT + Poda + Cama de aviário + Lodo de esgoto). Realizou-se o monitoramento de temperatura, umidade, pH e Condutividade elétrica (CE) e realizaram-se análises de Capacidade de Troca de Cátions (CTC), Relação C/N, Coliformes fecais e termotolerantes, Nicotina e Nitrosaminas específicas do tabaco. O segundo estudo foi conduzido em laboratório, verificando a mineralização do RT, composto orgânico e vermicomposto no solo sob três doses distintas, com delineamento 10x4. No terceiro estudo, o RT foi usado como substrato para criação de Eisenia andrei durante 32 dias. No quarto Estudo realizou-se o monitoramento de atributos microbiológicos do solo após incorporação de resíduo de tabaco, composto orgânico e vermicomposto. Os resultados indicam que o composto resultante de todos os tratamentos estão de acordo com os parâmetros determinados pela legislação para uso agrícola. Os teores de nicotina e nitrosamina nos tratamentos com RT foram reduzidas a zero após 90 dias. A atividade microbiana foi estimulada pela incorporação de resíduo de tabaco, composto e vermicomposto e as maiores doses promoveram maiores taxas de mineralização do carbono. A adição dos compostos orgânicos resultou no aumento da atividade microbiana avaliada por hidrólise do FDA e MS em 120 dias. / Tobacco production has great socio-economic importance in southern Brazil and the processing waste has the potential to be used as fertilizer. However, several studies have reported health problems attributed to nicotine (principal alkaloid in tobacco) presented at the waste generated by the tobacco industry. Thus, the study aimed to evaluate the use of composting as a treatment of tobacco residue (RT) and the potential of this waste as a substrate for multiplication of earthworms. The work was divided into three studies. In one study evaluated the quality of the compost obtained from RT and other agroindustrial waste. This experiment was conducted for 90 days in FAGRO / UFRGS, with 3x2 design, with following treatments: control (pruning + bed + poultry manure), Treatment 1 (RT + Pruning + bovine manure) and Treatment 2 (RT + Pruning + poultry manure + sewage sludge). We carried out the monitoring of temperature, humidity, pH and electrical conductivity (EC) and were performed analyzes of Cation Exchange Capacity (CEC), C / N ratio, Fecal coliforms and thermotolerant, water holding capacity (WHC), Nicotine and nitrosamines contents. The second study was conducted in laboratory to evaluate mineralization of RT, compost and vermicompost in soil under three different doses, with 10x4 design. In the third study, RT the manure was mixed in different ratios (1/10, 1/5 and 2/5) and maintained under controlled temperature and humidity for 32 days. The results indicate that the composting resulting from all treatments are in accordance with the parameters set by legislation for agricultural use. The nicotine and nitrosamine levels for treatments with RT were reduced to zero . Microbial activity was stimulated by the incorporation of tobacco residue, compost and vermicompost and higher doses caused higher rates of mineralization. The addition of organic compounds resulted in increased microbial activity evaluated by the FDA hydrolysis and MS for the period.

A compostagem é um processo biológico natural de degradação da matéria orgânica realizado espontaneamente no ambiente pelos microrganismos. Entre estes microrganismos os actinomicetos são bactérias Gram-positivas com grandes concentrações de G+C em seu DNA. Os actinomicetos são responsáveis pela decomposição de resíduos complexos em leira de compostagem. Eles são bastante conhecidos devido a sua capacidade de produzir inúmeros compostos bioquimicamente ativos como: antibióticos, vitaminas e enzimas. O objetivo desse trabalho foi isolar e identificar actinomicetos de processo de compostagem e avaliar a sua capacidade de sintetizar enzimas extracelulares e metabólitos ativos contra bactérias e leveduras patogênicas. Foram realizadas 10 coletas em uma leira de compostagem composta de resíduos domésticos. Os isolados foram identificados através de microbiologia clássica utilizando análise morfológica das estruturas reprodutivas e provas bioquímicas. A atividade enzimática foi avaliada utilizando amido, carboximetilcelulose, tween 80, caseína, pectina, óleo de oliva e gelatina como substrato. Foram isolados 195 actinomicetos com predomínio dos gêneros Streptomyces sp. (66,1%) e Nocardia sp. (25,1%). Na avaliação da atividade bioativa contra bactérias e leveduras patogênicas 47,1% dos isolados produziram substâncias inibitórias, destes 31,1% dos isolados inibiram mais de um microrganismo patogênico. As bactérias Gram-positivas mostraram-se mais sensíveis aos metabólitos produzidos pelos actinomicetos. O gênero Streptomyces foi o que apresentou o maior números de isolados produtores de metabólitos bioativos Dentre os substratos avaliados o amido foi hidrolisado por 98% dos isolados e a pectina 26%, caracterizando um perfil enzimático heterogênio deste grupo de microrganismos. Streptomyces foi gênero que apresentou a melhor atividade com todos os substratos avaliados. / Composting is a natural process biological developed by microorganisms that decomposition complex organic residues. Among these microorganisms are the actinomycetes are Gram positive bacteria with a high concentration of C+G in it’s genome. Actinomycetes are responsible for the decomposition of complex residues in the composting pile. They are very well known by their capacity to produce many biochemically active compounds like antibiotics, vitamins and enzymes. The aim of this work was to isolate and identify actinomycetes form a composting process and to assess their capacity to synthesize extracelular enzymes and secondary metabolites active against pathogenic bacteria and yeasts. Ten samples were collected during all the process and actinomycetes were isolated. The isolates were identified using morphologic description of the reproductive structures followed by biochemical tests. Enzymic activity was assessed using starch, carboximethilcellulose, tween80, casein, pectin, olive oil, and gelatin as substrates. From the composting pile 195 actinomycetes isolates were isolated and identified . The prevailing genera were Streptomyces sp. (66,1%) and Nocardia sp.(25,1%). Evaluating the production of bioactive metabolites 47,6% of the isolates produced some inhibitory substance against pathogenic microorganisms and out of this 31,1% of the isolates inhibited more then one microorganism. More generally de Gram positive bacterias were more sensitive to the action of the metabolites. The genus Streptomyces was the most common isolate to produce bioactive metabolites. Among the substrates starch was hidrolyze by 98% of the isolates and pectin by 26% showing a very heterogen pattern. Streptomyces was the genus that present the best activity with all the substrates used.

A produção de tabaco possui grande importância sócio-econômica na região sul do Brasil e o resíduo do processamento dessa cultura possui potencial para ser utilizado como fertilizante. Entretanto, diversos estudos têm atribuído inúmeros prejuízos da nicotina (principal alcalóide do tabaco) à saúde e os resíduos gerados pela indústria fumageira possuem em sua composição essa carga de substâncias tóxicas. Deste modo, o trabalho teve como objetivo avaliar o uso da compostagem como forma de tratamento do resíduo de tabaco (RT) e o potencial desse resíduo como substrato para multiplicação de minhocas. O trabalho foi dividido em quatro estudos. No estudo um foi avaliada a qualidade do composto obtido a partir de RT e outros resíduos agroindustriais. Esse experimento foi conduzido durante 90 dias na FAGRO/UFRGS, com delineamento 3x2, e com seguintes tratamentos: Controle (Poda + Cama de aviário + Esterco bovino), Tratamento 1 (RT + Poda + Esterco bovino) e Tratamento 2 (RT + Poda + Cama de aviário + Lodo de esgoto). Realizou-se o monitoramento de temperatura, umidade, pH e Condutividade elétrica (CE) e realizaram-se análises de Capacidade de Troca de Cátions (CTC), Relação C/N, Coliformes fecais e termotolerantes, Nicotina e Nitrosaminas específicas do tabaco. O segundo estudo foi conduzido em laboratório, verificando a mineralização do RT, composto orgânico e vermicomposto no solo sob três doses distintas, com delineamento 10x4. No terceiro estudo, o RT foi usado como substrato para criação de Eisenia andrei durante 32 dias. No quarto Estudo realizou-se o monitoramento de atributos microbiológicos do solo após incorporação de resíduo de tabaco, composto orgânico e vermicomposto. Os resultados indicam que o composto resultante de todos os tratamentos estão de acordo com os parâmetros determinados pela legislação para uso agrícola. Os teores de nicotina e nitrosamina nos tratamentos com RT foram reduzidas a zero após 90 dias. A atividade microbiana foi estimulada pela incorporação de resíduo de tabaco, composto e vermicomposto e as maiores doses promoveram maiores taxas de mineralização do carbono. A adição dos compostos orgânicos resultou no aumento da atividade microbiana avaliada por hidrólise do FDA e MS em 120 dias. / Tobacco production has great socio-economic importance in southern Brazil and the processing waste has the potential to be used as fertilizer. However, several studies have reported health problems attributed to nicotine (principal alkaloid in tobacco) presented at the waste generated by the tobacco industry. Thus, the study aimed to evaluate the use of composting as a treatment of tobacco residue (RT) and the potential of this waste as a substrate for multiplication of earthworms. The work was divided into three studies. In one study evaluated the quality of the compost obtained from RT and other agroindustrial waste. This experiment was conducted for 90 days in FAGRO / UFRGS, with 3x2 design, with following treatments: control (pruning + bed + poultry manure), Treatment 1 (RT + Pruning + bovine manure) and Treatment 2 (RT + Pruning + poultry manure + sewage sludge). We carried out the monitoring of temperature, humidity, pH and electrical conductivity (EC) and were performed analyzes of Cation Exchange Capacity (CEC), C / N ratio, Fecal coliforms and thermotolerant, water holding capacity (WHC), Nicotine and nitrosamines contents. The second study was conducted in laboratory to evaluate mineralization of RT, compost and vermicompost in soil under three different doses, with 10x4 design. In the third study, RT the manure was mixed in different ratios (1/10, 1/5 and 2/5) and maintained under controlled temperature and humidity for 32 days. The results indicate that the composting resulting from all treatments are in accordance with the parameters set by legislation for agricultural use. The nicotine and nitrosamine levels for treatments with RT were reduced to zero . Microbial activity was stimulated by the incorporation of tobacco residue, compost and vermicompost and higher doses caused higher rates of mineralization. The addition of organic compounds resulted in increased microbial activity evaluated by the FDA hydrolysis and MS for the period.

As compostagens abrigam uma grande riqueza microbiológica, englobando populações com distintos requerimentos e tolerâncias fisiológicas que se sucedem ao longo do processo de biodegradação aeróbica da matéria orgânica e que resultam na elevação espontânea de temperatura até 80° C. Com a utilização de abordagens de metagenômica e metatranscritômica, investigamos a composição e a diversidade taxonômica, bem como as funções metabólicas de comunidades microbianas da compostagem termofílica do Parque Zoológico de São Paulo. Foram analisadas amostras em série temporal de duas composteiras (ZC3 e ZC4), as quais exibiram temperaturas entre 50ºC-75ºC ao longo de 99 dias do processo. Verificamos que a degradação de toda a biomassa foi realizada essencialmente por bactérias, e que a estrutura e composição das comunidades microbianas variam ao longo do processo, com elevada abundância relativa das Ordens Clostridiales, Bacillales e Actinomycetales, assim como observado em outros sistemas de compostagem. Entre os organismos abundantes no processo, identificamos unidades taxonômicas operacionais (OTUs) referentes a organismos não-cultiváveis e/ou com genoma ainda desconhecido. O genoma parcial de uma destas OTUs foi reconstruído, a qual provavelmente pertence a um novo gênero da ordem Bacillales. A dinâmica do processo de compostagem foi evidenciada pela variação do número de OTUs e do índice de diversidade filogenética ao longo do tempo, sendo que o início do processo e a fase após a revira apresentaram a maior diversidade. Os resultados indicam que o processo de revira (aeração da massa de composto) impacta fortemente a estrutura e a composição da microbiota e que a desconstrução da biomassa vegetal ocorre de forma sinérgica e sequencial. A variedade de microrganismos e de funções metabólicas ativas na compostagem termofílica reforça o seu potencial de ser uma promissora fonte de bactérias e enzimas termorresistentes úteis em processos industriais. / Composting harbors considerable microbial richness, comprising populations with distinct physiological requirements and tolerances that succeed one another throughout the aerobic biodegradation of the organic matter, resulting in spontaneous temperature rise up to 80° C. Using metagenomic- and metatranscritomic-based approaches, we investigated the composition and taxonomic diversity as well as metabolic functions of microbial communities of a thermophilic composting operation in the São Paulo Zoo Park. We have analyzed time-series samples from two composting cells (ZC3 and ZC4) which exhibited sustained thermophilic profile (50°C-75°C) over 99 days of the process. We found that all biomass degradation was essentially performed by bacteria. The structure and composition of microbial communities vary throughout the process with a high relative abundance of Clostridiales, Bacillales and Actinomycetales, as observed in other composting systems. Among the organisms abundant in the process, we identify Operational Taxonomic Units (OTUs) of uncultivated organisms or with unknown genomes. The partial genome of one of these OTUs was obtained and shown to belong probably to a new genus of Bacillales. Our time-series data showed that the number of OTUs and phylogenetic diversity index changed during composting revealing the dynamics of the process, with the beginning and the stage after turning procedure presenting the highest diverse microbiota. These results indicate that the turning procedure (compost aeration) strongly impacts the microbiota structure and composition and that the deconstruction of the biomass occurs synergistically and sequentially. The huge diversity of microorganisms and metabolic functions active in thermophilic composting strengthen its potential as a promising source of new bacteria and thermostable enzymes that may be helpful in industrial processes.

A produção de resíduos gerou uma problemática a ser abordada em nível de redução, reciclagem e reutilização de produtos. A técnica da compostagem é uma alternativa promissora para tratar resíduos sólidos orgânicos, bem como o lodo produzido nas estações de tratamento de esgotos. Os micro-organismos que promovem a degradação durante o processo de compostagem podem apresentar perfil de resistência a antimicrobianos e metais pesados, consequência da pressão seletiva de produtos químicos que estão misturados à matéria orgânica. Para avaliar o perfil de resistência a antimicrobianos, foram testadas 344 bactérias isoladas do processo de compostagem, utilizando-se 14 antimicrobianos. Para os ensaios de concentração inibitória mínima (CIM) de metais pesados, foram avaliados 91 isolados do início e final do processo, utilizando cromo, cobre, zinco e chumbo. Também foi avaliada a qualidade microbiológica do composto, segundo a Resolução 375/2006 do CONAMA. Os resultados apontaram para um perfil de 88% dos isolados resistentes a pelo menos um antimicrobiano. O antimicrobiano com maior índice de resistência foi a nitrofurantoína (64,82%), e o mais eficiente foi o imipenem, com apenas um isolado resistente. Das bactérias isoladas do início do processo de compostagem, 33,3% foram resistentes a MIC acima de 710 mg.L-1 de cromo, 38,9% foram resistentes ao mínimo de 1020 mg.L-1 de cobre, 91,7% resistentes ao zinco, e 100% resistentes ao chumbo. No final do processo, 41,8% dos isolados foram resistentes ao cromo, 41,8% ao cobre, 94,5% ao zinco e 96,4% ao chumbo. Escherichia coli apresentou NMP de 4x104 UFC/g-1, acima do limite preconizado pelo CONAMA. / With the production of residues comes the need for reduction, recycling and reuse of products. The composting technique is a promising alternative for the treatment of solid organic residues, along with the sludge produced in sewage treatment plants. The microorganisms that promote the degradation during the composting process might show antimicrobial and heavy metal resistance as a result of the selective pressure of chemical products mixed to the organic matter. The antimicrobial resistance profile was evaluated by testing 344 bacteria isolated from the composting process, using 14 antimicrobial agents. The minimum inhibitory concentration (MIC) for heavy metals was evaluated using 91 isolates from the initial and final stages of the process, using chrome, copper, zinc and lead. The microbial quality of the compound was also evaluated, according to the 375/2006 resolution from the Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA). The results showed that 88% of the isolates showed resistance to at least one antimicrobial. The antimicrobial nitrofurantoin showed the highest resistance rate (64.82%), and imipenem was the most efficient, as only one isolate showed resistance. Among the bacteria isolated during the initial stages of the composting process, 33.3% showed resistance to MIC over 710 mg.L-1 chrome, 38.9% showed resistance to a minimum of 1020 mg.L-1 copper, 91.7% were resistant to zinc, and 100% were resistant to lead. In the end of the process, 41.8% of the isolates showed resistance to chrome, 41.8% to copper, 94.5% to zinc and 96.4% to lead. Escherichia coli’s NMP was 4x104 UFC/g-1, above the limit recommended by CONAMA.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:32:53Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2006-08-31Bitstream added on 2014-06-13T19:03:36Z : No. of bitstreams: 1 goncalves_vp_dr_jabo.pdf: 2137160 bytes, checksum: e87c3ecace3827353ad491c1f873e090 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Escherichia coli é a bactéria mais comum entre os patógenos entéricos causadores de doenças intestinais. As diferentes classes de E. coli causadoras de diarréia são reconhecidas através dos fatores de virulência que elas apresentam. As E. coli produtoras de Shiga toxina (STEC), especialmente o sorotipo O157:H7 tem sido associado a diversas doenças no ser humano. Além do sorotipo O157:H7, vários outros sorogrupos não-O157 também estão associados a infecções em humanos. Estas bactérias podem ser recuperadas de muitos animais, mas o gado bovino é reconhecido como o seu mais importante reservatório natural. Para análise da sobrevivência de cepas STEC não-O157 em sistemas de compostagem, inicialmente foram coletadas fezes de três vacas saudáveis que apresentaram E. coli portando o gene stx2, característico de cepas STEC. Foram montados dois sistemas de compostagem: o primeiro foi realizado em vala de 60cmd, no qual E. coli apresentando o gene stx2 foi eliminada após 8, 25 e 30 dias nas temperaturas de 40, 42 e 38°C, respectivamente; o segundo sistema foi realizado sobre o solo em um monte em forma de pirâmide com 1md, no qual as bactérias foram eliminadas após 4, 4 e 7 dias nas temperaturas de 65, 56 e 52°C, respectivamente. A temperatura alcançada durante a compostagem e os microrganismos presentes no esterco parecem ser os responsáveis pela eliminação do patógeno nos sistemas de compostagem, o qual pode ser útil para a redução da carga patogênica presente no esterco destinado para aplicações no solo. / Escherichia coli is the most common bacteria among the enteric pathogens able to cause intestinal disease. Several classes of diarrhea-causing E. coli are recognized on the basis of their virulence factors production. Shiga-like toxigenic E. coli (STEC), especially serotype O157:H7, have been associated with many diseases in human beings. Besides sorotype O157:H7, many others non-O157 sorogroups have also been associated with human infections. These bacterias can be isolated from a range of animals, but cattle is generally recognized as the major natural source. To analyze the survival of non-O157 STEC strains in composting system, first was collected faeces from three healthy cows that contain E. coli STEC cells carrying the stx2 gene. Two composting systems were used: the first one was a cave with 60cmd were the E. coli STEC cells with stx2 gene were eliminated after 8, 25 and 30 days at 40, 42 and 38°C, respectively; the second one was a heap pyramid system with 1md, where the cells were eliminated after 4, 4, 7 days at 65, 56 and 52°C, respectively. The reached temperature in the composting systems and the indigenous microorganisms present in the manure seems to contribute to pathogen elimination, what may be a useful means of reducing the pathogen load of manure destined for soil application.

O crescimento dos centros urbanos acarreta, entre outros problemas, a geração de diferentes resíduos, destacando-se os resíduos vegetais ou restos de podas, oriundos do manejo da vegetação. O grande volume de restos vegetais gerados pode ser diminuído com o processo de compostagem, gerando um produto de melhor qualidade, em um menor tempo e passível de reutilização. Desta forma, o trabalho teve por objetivo comparar diferentes métodos de aeração quanto ao tempo e qualidade do composto gerado. A compostagem da mistura de restos vegetais com esterco líquido de suíno foi realizada dentro de tanques de polietileno e o processo foi monitorado por um período de 120 dias, sendo testadas cinco formas de aeração: sem revolvimento (T1); revolvimento manual (T2); revolvimento manual em caixas a céu aberto (T3), revolvimento mecânico (T4) e sem revolvimento e com insuflamento de ar (T5). Para o indicador temperatura os tratamentos que apresentaram maior duração da fase termofílica foram os tratamentos com revolvimento manual. Os volumes de lixiviados produzidos pelos tratamentos sem revolvimento (T1 e T4) foram de três a cinco vezes maiores que os tratamentos com revolvimento mecânico (T3) e manual (T2). A maior redução de volume do composto foi observada no tratamento com revolvimento mecânico. A capacidade de retenção de água não sofreu influência dos diferentes métodos de aeração empregados, assim como não resultaram em diferenças nas quantidades de macronutrientes no composto gerado. A manutenção de temperaturas termofílicas por um período de trinta e sete dias foi suficiente para eliminar patógenos (coliformes totais e Escherichia coli). / The growth of urban centers increase the generation of different residues. Among those materials, we highlight the plant residues or pruning residues from urban vegetation management. The large volume can be reduced with the composting process, generating a better quality product in less time and capable of reuse. Thus, this study aimed to compare different methods of aeration based on time and compost quality. Composting of the mixture of plant residues and liquid swine manure was carried out in boxes of polyethylene and the process was monitored for a period of 120 days, being tested five different aeration procedures: no turn over (T1); manual turn over (T2), manual turn over in the open (T3), mechanical turn over (T4) and no turn over and air insufflation (T5). For the temperature, treatments that showed longer duration of thermophilic stage were the treatments with manual turn over. The volume of leachate produced by the treatments without turn over (T1 and T4) was three to five times greater than the treatments with mechanical turn over (T3) and manual turn over (T2). The largest reduction in composting volume was observed in the treatment with mechanical turn over. The water retention capacity was not influenced by the different aeration methods, and resulted in no differences in the amounts of nutrients added to the compost. The maintenance of thermophilic temperatures for a period of thirty- seven days was sufficient to eliminate pathogens (total coliforms and Escherichia coli).

A partir deste relatório acadêmico são apresentadas considerações acerca de um estudo da compostagem como objeto de pesquisa na perspectiva do Design de Produto. A visão adquirida da investigação delineada conceitualmente na intersecção entre Sistemas Artificiais e Domínios Naturais, demanda uma compreensão complexa acerca das possibilidades em âmbito prático e teórico imbricados no estudo da compostagem como um processo. Tal visão resulta em um problema de pesquisa que investiga o processo de compostagem como fonte de inspiração para o desenvolvimento de projetos a partir de uma fundamentação teórica voltada ao assunto, abrangendo a relação complementar entre o problema de pesquisa no quadro dos Domínios Naturais, e desenvolvimento de simulações no quadro dos Sistemas Aritificiais. Do ponto de vista metodológico, tal recorte possibilita a visita da pesquisa em áreas como: conhecimento aplicado em projeto, tais quais desenho paramétrico, modelagem conceitual e modelagem em Sistemas Artificiais, Simulação, Embriogênese, Bioinformática e Domínios Naturais. A relação entre problema e solução compreendidos no controle da compostagem a partir do comportamento térmico, é proposta como estruturação em coesão com todas as áreas pesquisadas, utilizando um controle com aspectos particulares. Sendo assim, o estudo de uma simulação para a geração de requisitos de projetação no campo da compostagem, delineado e codificado em operações do Design, é proposto de maneira a fomentar a realização de projetos com robustez informacional acerca do assunto. Os resultados obtidos geram um experimento com considerações coniventes com a realização da atividade, bem como para os campos de estudo visitados, em uma avaliação com critérios atrelados a área da Pesquisa em Design. Como resultado da investigação realizada em um escopo de trabalho marcado pela permanente necessidade de avaliar e confirmar as teorias propostas, são gerados modelos conceituais e artificiais para a aquisição de uma compreensão global de simulação do processo de compostagem. Desta forma, são sinalizado indícios de sua viabilidade para aquisição de benefícios coesos com o campo da Sustentabilidade. / The acquired vision about the investigation designed conceptually located at the intersection between Artificial Systems and Natural Domains, requires a complex understanding around the possibilities at the pragmatic and theoretic levels of approach embedded on studying the composting as a process. The result of such theoric frame for a research problem is the necessity of a approach that encapsule the composting process as inspiration for the development of projects supported by a theoric background around the issue, approaching the complementary relationship between research problem belonging on the Natural Domain, and the simulation development activity in the frame of the Artificial Systems. On the methodological point of view, this approach makes possible to visit research areas of knowledge applied on design, such as parametric design, conceptual modeling and modeling on Artificial Systems, Simulation, Embryogenesis, Bioinformatics and Natural Domains. The relationship between problem and solution embedded from the thermal behavior point of view for the composting controller, is proposed as structure in cohesion with all visited areas by using a peculiar conceptual characteristics. Thus, the studying of a simulation to generate Design requirements in the composting field, marked and coded by Design tasks, is presented as a proposal in order to foster this specific project area with informational strength. Descriptions are generated by an experimentation with the results, showing conniving considerations about the activity accomplishment, such as well for the studying fields visited by the research, based on an assessment with related criteria on Design Research area. As an result of this research, carried out in a scope of work marked by the continuing need for reviewing and confirmation of the theories proposed, are generated artificial models to compose a comprehensive understanding of simulation of the composting process. Thus, by verifying the theories, evidences of its viability are presented for the acquisition of aligned benefits on the Sustainability field.

Submitted by Tania Ivani Rokohl (tania.rokohl@uffs.edu.br) on 2018-03-12T18:38:04Z No. of bitstreams: 1 PANISSON.pdf: 1097165 bytes, checksum: f6c1d67ce06c6606331012fe373c6d9c (MD5) / Approved for entry into archive by Diego dos Santos Borba (dborba@uffs.edu.br) on 2018-03-13T18:25:12Z (GMT) No. of bitstreams: 1 PANISSON.pdf: 1097165 bytes, checksum: f6c1d67ce06c6606331012fe373c6d9c (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-13T18:25:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PANISSON.pdf: 1097165 bytes, checksum: f6c1d67ce06c6606331012fe373c6d9c (MD5) Previous issue date: 2018-01-09 / A compostagem já é conhecida como método de tratamento de resíduos agroindustriais, porém ela possui algumas limitações quando se trata de processos em pequena escala, pois como sofre influência da temperatura externa, não atinge as temperaturas ideais e, portanto, não ocorre a eliminação dos patógenos. Na literatura são encontrados muitos trabalhos inoculando microrganismos para acelerar o processo de degradação e possivelmente aumentar a temperatura, porém não foram encontrados trabalhos de inoculação de microrganismos eficientes em compostagem de pequena escala com experimentos realizados a campo. Assim, esta pesquisa teve por objetivo, aplicar métodos de compostagem e vermicompostagem com diferentes concentrações de microrganismos eficientes (ME), que busquem temperaturas desejáveis, em compostagem de pequena escala realizada a campo, a fim de eliminar patógenos e resultar em um produto final com qualidade requerida pela legislação vigente. Para realizar os experimentos, misturou-se esterco bovino, ovino e serragem, os quais foram divididos em 6 caixas, sendo que destas, em 3 foi realizado o processo de compostagem e inserido microrganismos eficientes nas concentrações de 0 mL/L; 2 ml/L e 4 ml/L e nas demais foi realizado o processo de vermicompostagem e ME nas mesmas concentrações. Os parâmetros monitorados foram: macronutrientes, micronutrientes, metais e patógenos, os quais foram analisados no início e no fim do processo, além da temperatura, medida diariamente. Como resultado obteve-se que a adição de microrganismos eficientes influenciou mais na redução de patógenos do que a temperatura ou o tipo de processo empregado, sendo que a compostagem, associada aos microrganismos eficientes, também é benéfico para o aumento da concentração de nutrientes. E o processo de vermicompostagem, associado aos ME, apresentou os melhores resultados de remoção de patógenos, além de influenciar na redução de metais. Por fim, concluiu-se que a inserção de microrganismos eficientes nos processos de compostagem e vermicompostagem se mostrou uma alternativa viável para garantir uma qualidade adequada do composto final. / Composting is known as a method of treatment of agro-industrial waste, however, it presents some limitations when small-scale processes are used, because as it is influenced by outdoor temperature, if ideal temperatures are not reached, pathogenic microorganisms are not extinguished. In the current literature one can see many works that uses microorganism’s inoculation aiming at accelerating degradation process and possibly increase the temperature, but there is a lack about the use of efficient microorganisms in small scale composting, especially at small farm properties. In this context, the aim of this study was to apply composting and vermicomposting methods, using different concentrations of efficient microorganisms (EMs) that seek desirable temperatures in small scale composting, in order to eliminate pathogens and result in a final product with the quality required by legislation in force. In order to perform the experiments, cattle manure, sheep manure, sawdust were mixed, which were divided in 6 cashier, being that of these, in 3 the composting process was carried out and efficient microorganisms (EM) were inserted in the concentrations of 0 mL/L; 2 mL/L and 4 mL/L and in the others it was performed in the vermicomposting and EM processes at the same concentrations. The parameters monitored were: macronutrients, micronutrients, metals and pathogens, which were analyzed at the beginning and end of the process, besides temperature, measured daily. As a result it was obtained that the addition of efficient microorganisms influenced in the reduction of pathogens more than a temperature or the type of process employed, being that the composting, associated to the efficient microorganisms, also benefits in the increase of the concentration of nutrients. And the vermicomposting process, associated to EM, presented the best results of pathogen removal, besides influencing the reduction of metals. Finally, it was concluded that the insertion of efficient microorganisms in the composting and vermicomposting processes proved to be a viable alternative to guarantee an adequate quality of the final compound.