Compostagem Carcass Biocontained de Controle de Epidemias de Doenças Infecciosas na Pecuária

O vídeo mostra um exemplo de um estudo que foi conduzido no Centro de Pesquisa de Lethbridge, patrocinado pelo programa CRTI do governo federal, bem como pela Agricultura de Alberta. O objetivo do projeto é analisar o enterramento em algodão como um método de descarte de carcaças durante um surto de doença infecciosa em uma população de gado de corte. Essa técnica foi previamente utilizada pelo Dr. Lloyd Spencer do CFIA para controlar o surto de gripe aviária ocorrido no Vale do Fraser há alguns anos.

O objetivo do projeto é basicamente controlar eficazmente o agente infeccioso e impedir que ele se espalhe para outras populações de gado nas proximidades. Para alcançar isso, é necessário uma resposta muito rápida no que diz respeito ao desenvolvimento de um método de descarte e tê-lo pronto e operacional, esperançosamente dentro de um período de 24 horas. Por isso, no planejamento deste experimento específico, utilizamos materiais localmente disponíveis para todo o processo de compostagem, que poderiam ser facilmente reabastecidos junto a fornecedores locais de produtos agrícolas, permitindo-nos construir as estruturas dentro de um período de 24 horas.

A estrutura externa da construção foi baseada no uso simples de palha de cevada como estrutura. Colocamos pequenos véus de palha na parte inferior da estrutura, caso haja algum vazamento proveniente do processo geral de compostagem, de modo que essas pequenas fardas atuem absorvendo qualquer líquido. Em seguida, utilizamos fardos quadrados grandes como paredes externas da estrutura.

Portanto, nosso objetivo era verificar se poderíamos utilizar um modelo semelhante, apenas ampliando-o para um tamanho muito maior, a fim de lidar com o grande porte corporal de bovinos de recriação em escala comercial. O nível de contenção que empregamos neste estudo foi muito maior do que o encontrado em um processo típico de compostagem. Utilizamos grandes fardos de palha para conter toda a pilha de compostagem dentro de uma estrutura organizada.

Coletamos esterco do confinamento do centro de pesquisa Lepar e o pré-preparamos passando-o por um espalhador de esterco, a fim de arejá-lo para que aquecesse os novos materiais. Essa é basicamente a primeira vez que tal procedimento é tentado em uma escala tão grande e sem um alto nível de contenção. Uma das preocupações que tivemos ao tentar isso pela primeira vez foi se obteríamos ou não uma quantidade significativa de líquido proveniente do processo de compostagem.

Portanto, colocamos intencionalmente um sistema de drenagem, a pilha de compostagem, como forma de tentar coletar qualquer líquido que possa ser produzido durante o processo de compostagem. Utilizamos plástico padrão para silagem. Esse é o mesmo plástico disponível que os confinamentos utilizam para cobrir suas pistas de silagem.

A ideia do plástico é incluí-lo para obter um nível muito alto de segurança. Assim, basicamente, tudo o que está na pilha de compostagem é retido dentro da barreira de plástico. Colocamos uma camada de palha de cevada no fundo da estrutura de compostagem como agente absorvente e também para ajudar a facilitar o processo de compostagem.

Além disso, colocamos transmissores de temperatura dentro do próprio composto. Agora, esses transmissores registram continuamente a temperatura durante todo o processo de compostagem, e então recuperamos esses transmissores ao final do processo de compostagem e baixamos os dados de temperatura relativos à duração completa da compostagem. Um dos inconvenientes do uso do plástico é que há uma grande probabilidade de ele restringir o fluxo de oxigênio para a pilha de compostagem.

Aqui utilizamos um tubo de drenagem simples, ou tubulação de drenagem, como aqueles normalmente usados na construção civil, e colocamos esses tubos a cada 16 pés, aproximadamente, em toda a estrutura de compostagem. A ideia por trás disso era garantir que o ar penetrasse no interior da pilha de compostagem, para que o processo de compostagem fosse aeróbico e não anaeróbico — no qual o oxigênio é excluído, resultando basicamente no mesmo processo utilizado na produção de silagem. E isso era algo que não queríamos que ocorresse.

Queríamos que o oxigênio entrasse na estrutura para maximizar a degradação dos cadáveres. Esses bovinos foram obtidos de confinamentos locais nos quais os animais morreram principalmente de pneumonia, que é causada por causas naturais. Nós não abatemos esses animais nem os matamos para o estudo em si.

Agora, esses tubos que colocamos dependiam apenas da aeração passiva, ou seja, o ar que normalmente circula pelo tubo a partir da atmosfera circundante. Não utilizamos ventiladores nem nada semelhante, pois, novamente, em caso de surto de doença infecciosa, não se deseja dispersar o agente infeccioso para fora da estrutura de compostagem e para a área circundante. No caso de um surto comum, não se implementaria o grau de detalhamento que temos aqui, mas, como se trata de um experimento, utilizamos o que chamamos de pirâmides de recuperação Baker como um método para implantar amostras na compostagem e, posteriormente, recuperá-las em datas específicas.

Para estudos adicionais, utilizamos microrganismos modelo, tanto bactérias quanto vírus, que colocamos nestes pequenos sacos brancos e, em seguida, os posicionamos no triângulo e depois na estrutura de compostagem. A ideia é garantir que o processo de compostagem esteja eliminando microrganismos, de modo que o agente infeccioso seja destruído durante esse processo. Também adicionamos outros substratos, como tecido, tecido cerebral e queratina, que é a proteína que compõe cascos e chifres.

A queratina é muito resistente à digestão, e queríamos verificar se conseguiríamos obter uma degradação dessa proteína altamente resistente durante o processo de compostagem; se observássemos uma quebra significativa, teríamos uma boa indicação de que os cadáveres também seriam completamente degradados. Nós preenchemos as pirâmides com esterco porque é necessário garantir que o ambiente no interior da própria pirâmide seja muito semelhante ao do esterco ao redor. Durante o processo de compostagem, apenas três sacos são trazidos de volta.

Todo o material foi pesado e colocado nas bolsas antes de ser colocado na pirâmide, ou o número de micróbios foi contado antes de ser colocado na pirâmide. Vamos fornecê-los, agora, neste caso, em cada uma das pirâmides; também inserimos medições de temperatura para que possamos medir efetivamente a temperatura no local de cada pirâmide individual. Dentro da pilha de compostagem, colocamos mais de 20 dessas pirâmides na pilha de compostagem em duas profundidades: uma a cerca de meio metro de profundidade na própria pilha e outra a um metro de profundidade, na área onde os cadáveres foram colocados.

Agora, em condições normais, a maioria dessas bactérias modelo não causaria doenças graves em humanos, mas em condições normais, quando se lida com um surto infeccioso, você notará que os funcionários usam luvas e roupas protetoras, mas durante um surto de doença infecciosa, eles também usariam máscaras e botas especiais. O nível de proteção seria muito mais alto se você estivesse lidando com um surto real de doença. Após introduzirmos os cadáveres, colocamos cerca de 16 animais em cada uma dessas estruturas de compostagem.

Em seguida, pegaríamos o esterco e os cobriríamos com esse esterco aquecido, e é possível observar a quantidade de vapor que emana, indicando que o esterco já está aquecendo. Antes de sua introdução na pilha de compostagem, colocamos o esterco, preenchendo completamente a estrutura, de modo que agora os cadáveres estão a cerca de um metro e meio abaixo da superfície do esterco. Veja aqui.

Em seguida, adicionamos outras aberturas de aeração no topo da pilha, novamente com o objetivo de garantir que tenhamos um processo de compostagem aeróbico. Devemos avançar para o próximo espaço em Fred? Porque isso é, também utilizamos essas aberturas para medir os tipos de gases de efeito estufa que estavam sendo emitidos.

Durante o processo de compostagem, tudo foi hermeticamente fechado para garantir que, caso existisse um agente infeccioso na pilha, haveria uma probabilidade muito baixa de ele escapar. E você pode ver como colocamos pneus na parte superior, o que basicamente restringe o acesso de aves ou roedores à pilha como um todo, assegurando que o agente infeccioso não seja transferido para outros possíveis vetores. Os fios que você vê são usados para transmitir a temperatura do local da pirâmide para fora da pirâmide até um computador que temos fora da estrutura de compostagem; monitoramos a temperatura em mais de 48 locais diferentes dentro de cada pilha de compostagem para obter uma ideia da variação espacial na eficiência do processo de compostagem, e os tubos foram utilizados para medir o oxigênio em várias profundidades dentro da pilha de compostagem.

Como mencionado anteriormente, é muito importante que o oxigênio penetre na pilha. Agora, devido ao grau de detalhe que estamos utilizando aqui em termos do posicionamento dessas pirâmides, o tempo que nos levou para construir essas estruturas foi muito maior do que seria em condições normais. Você não colocaria as pirâmides nem tomaria o cuidado extremo que estamos tomando aqui para garantir que não danifiquemos nenhum dos nossos instrumentos experimentais que foram colocados na pilha em diversos momentos.

Então, durante o processo de compostagem, entrávamos na estrutura e retirávamos os triângulos dessa estrutura nas profundidades de um a meio metro abaixo da superfície do esterco, para em seguida medir se os micróbios haviam sobrevivido ao processo de compostagem, a quantidade de tecido que havia sido degradada durante a compostagem e as correntes; a resistência do triângulo permitia que o retirássemos diretamente através do próprio composto e recuperássemos nossas amostras. Neste momento, em situações normais, se estivéssemos lidando com um surto verdadeiramente infeccioso, as temperaturas dentro da pilha de compostagem — já que podemos monitorá-las externamente — sabemos que atingiram temperaturas de 70 graus Celsius, com temperaturas acima de cerca de 55 graus Celsius. A maioria dos agentes infecciosos é eliminada, e quando realizamos as medições com os micróbios e vírus que utilizamos, os organismos modelo que colocamos na pilha, os vírus foram eliminados em uma semana e os micróbios foram eliminados em duas semanas.

Agora, estamos abrindo a pilha após a conclusão do processo de compostagem. Esse processo durou cerca de 150 dias. A temperatura permaneceu acima de 70 graus em regiões da pilha por períodos superiores a 70 dias.

A temperatura tendia a ser mais alta no topo da pilha do que na base, mas todas as regiões da pilha ultrapassaram 55 graus Celsius. Agora que estamos esvaziando a pilha de compostagem, se houvesse realmente um surto de doença infecciosa, o agente infeccioso teria sido essencialmente eliminado como resultado do processo de compostagem. Durante este procedimento, ao removermos o material, também recuperamos os transmissores, os transmissores de temperatura que permaneceram na pilha durante todo o tempo, e os retiraremos para carregá-los em um computador e medir qual foi a temperatura ao longo de todo o processo de compostagem no local do animal também.

Descobrimos que havia alguma evidência de ossos e tecidos ainda remanescentes, mas os animais certamente já não eram mais reconhecíveis. Após o processo de compostagem, os tamanhos dos tecidos eram relativamente pequenos, todos muito menores que um quilo ou 500 gramas. Após a desmontagem da estrutura de compostagem, revolvemos o material e o colocamos em leiras externas, momento em que quaisquer tecidos remanescentes seriam degradados durante o processo secundário de compostagem.

O fator crít combustagem, o agente infeccioso já teria sido eliminado em razão das altas temperaturas atingidas durante o processo prolongado de compostagem e do tecido cerebral. Cerca de 98% desse material foi degradado nos primeiros dois meses do processo de compostagem.