O ozônio em silos agrícolas não é apenas uma solução técnica, mas um instrumento estratégico para empresas do agronegócio que desejam operar em patamares de excelência, alinhados às novas exigências de mercado, sustentabilidade e compliance regulatório. Sua capacidade de atuar como um poderoso agente antimicrobiano, controlar pragas e degradar micotoxinas, sem deixar resíduos tóxicos, posiciona-o como uma alternativa segura e eficiente aos métodos convencionais, que frequentemente dependem de fumigantes químicos.

Este artigo técnico visa explorar em profundidade as aplicações, benefícios, aspectos regulatórios, sistemas de utilização, viabilidade e desafios da aplicação de ozônio em silos agrícolas, direcionado tanto a produtores rurais quanto a fabricantes de equipamentos.

O papel do Ozônio na conservação de grãos e alimentos armazenados

O armazenamento de grãos e outros produtos agrícolas é uma etapa crítica na cadeia produtiva, diretamente ligada à segurança alimentar e à rentabilidade do setor. Perdas significativas podem ocorrer devido à proliferação de pragas, fungos e à consequente produção de micotoxinas. O ozônio (O3​), uma molécula composta por três átomos de oxigênio, apresenta-se como uma solução inovadora para mitigar esses desafios.

1. Controle de Microrganismos e Pragas:

A eficácia do ozônio como agente antimicrobiano é amplamente reconhecida. Ele atua oxidando as membranas celulares de fungos, bactérias e outros microrganismos, levando à sua inativação. Em relação a pragas de armazenamento, como insetos, o ozônio afeta seus sistemas respiratórios, resultando na mortalidade em diferentes estágios de desenvolvimento (ovos, larvas, pupas e adultos). Estudos científicos têm demonstrado que concentrações específicas de ozônio e tempos de exposição podem controlar infestações de insetos em grãos de forma eficiente.

2. Redução e Prevenção de Micotoxinas:

As micotoxinas, substâncias tóxicas produzidas por fungos (como Aspergillus e Fusarium), representam um grave risco à saúde humana e animal, além de causar perdas econômicas substanciais. O ozônio demonstrou capacidade de degradar diversas micotoxinas, incluindo aflatoxinas, zearalenona (ZEN) e desoxinivalenol (DON) em grãos, muitas vezes sem gerar subprodutos tóxicos. Isso não apenas torna o grão seguro para consumo, mas também previne a perda de valor do produto.

3. Preservação da Qualidade:

Uma das grandes vantagens do ozônio é sua característica de não deixar resíduos tóxicos nos alimentos após a aplicação, pois se decompõe rapidamente em oxigênio (O2​). Além disso, em concentrações e tempos de exposição adequados, o ozônio não altera as características organolépticas (sabor, aroma) nem o valor nutricional ou as propriedades físicas dos produtos, como a capacidade de germinação (embora altas concentrações e tempos prolongados possam exigir atenção nesse último ponto). Essa característica é crucial para manter a qualidade e o valor de mercado dos grãos.

4. Alternativa Segura e Ecológica:

Em um cenário global crescente de busca por práticas agrícolas mais sustentáveis, o ozônio se destaca como uma alternativa “verde” aos fumigantes químicos tradicionais, como a fosfina. A ausência de resíduos químicos, a não geração de resistência em pragas e a produção in loco (a partir do oxigênio do ar) contribuem para um menor impacto ambiental e uma maior segurança para operadores e consumidores.’

Regulamentação e legislação do ozônio em alimentos

O uso do ozônio em alimentos é um tema que tem ganhado atenção das agências reguladoras globais, com diferentes níveis de aprovação e diretrizes.

No Brasil, o Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (MAPA), por meio da Instrução Normativa Nº 18, de 28 de maio de 2009, já permite o uso de ozônio para desinfecção de produtos orgânicos sem limitação de uso. Embora a Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA) não possua uma Resolução da Diretoria Colegiada (RDC) específica e exclusiva sobre o uso de ozônio como aditivo ou coadjuvante tecnológico em alimentos de forma geral, seu uso não é proibido. Equipamentos para aplicação de ozônio em alimentos não exigem “Autorização de Uso” do MAPA, e não há restrições para sua instalação em estabelecimentos sob o Serviço de Inspeção Federal (SIF). A legislação brasileira tende a abordar o ozônio dentro do escopo de boas práticas de fabricação e armazenamento, bem como normas de saúde ocupacional (como a NR 15, que estabelece limites de tolerância para agentes químicos), sem uma regulamentação específica e detalhada para sua aplicação em grandes silos de grãos.

Nos Estados Unidos, a Food and Drug Administration (FDA) concedeu ao ozônio o status de “Geralmente Reconhecido como Seguro” (GRAS) para contato direto com produtos alimentícios, incluindo carne e aves, como agente antimicrobiano, em 2001. Esta aprovação, seguida pela do United States Department of Agriculture (USDA) em 2002, solidifica a aceitação do ozônio como uma ferramenta segura e eficaz na indústria alimentícia.

Na União Europeia, o ozônio gerado a partir do oxigênio foi aprovado como substância ativa para uso em produtos biocidas nas categorias de “Área de Alimentos e Ração” (Tipo de Produto 4) e “Água Potável” (Tipo de Produto 5), conforme o Regulamento de Execução da Comissão (UE) 2023/1078, com data de aprovação a partir de 1º de julho de 2024. Embora a substância seja aprovada, avaliações específicas de produtos ainda podem ser necessárias para autorizações.

Sistemas de Geração e Aplicação de Ozônio em Silos Agrícolas

A implementação do ozônio em silos agrícolas requer sistemas específicos para sua geração, introdução e controle.

1. Geração de Ozônio:

O método mais comum para produzir ozônio em escala industrial é através de geradores de ozônio por descarga de corona. Esses equipamentos utilizam oxigênio (geralmente concentrado do ar ambiente por um gerador de oxigênio PSA) e aplicam uma alta voltagem para criar uma descarga elétrica que converte o O2​ em O3​. Outros métodos, como irradiação UV e eletrólise, são menos eficientes para grandes volumes.

2. Métodos de Aplicação em Silos:

A aplicação de ozônio em silos agrícolas pode ser adaptada a diferentes cenários:

• Tratamento de Silos Vazios: Antes do enchimento, o ozônio pode ser circulado para desinfetar as superfícies internas do silo, eliminando resíduos de pragas e microrganismos de ciclos anteriores.
• Tratamento em Massa de Grãos: O ozônio gasoso é introduzido no silo, geralmente através dos sistemas de aeração existentes. A eficácia depende da distribuição uniforme do gás pela massa de grãos. Sistemas de recirculação, onde o ar do topo do silo é aspirado, ozonizado e reinjetado na base, podem otimizar a distribuição e o contato.
• Sistemas Contínuos: Em linhas de processamento, o ozônio pode ser aplicado continuamente a granel em transportadores de parafuso ou em câmaras de tratamento, garantindo a desinfecção à medida que o produto avança.
• Sistemas de Baixa Pressão: O ozônio é injetado no espaço vazio acima do grão e recirculado, permitindo que penetre gradualmente na massa.

3. Controle e Monitoramento:

O controle da concentração de ozônio é crucial tanto para a eficácia do tratamento quanto para a segurança operacional. Geradores de ozônio modernos permitem o ajuste preciso da produção. Sensores fixos de ozônio no ambiente de trabalho e, idealmente, sensores dentro da massa de grãos (para monitorar a penetração e a concentração residual) são essenciais. Monitores portáteis também são utilizados para verificações pontuais e segurança dos trabalhadores.

Estudos de Caso de ozônio em silos agrícolas

Diversos estudos e aplicações em campo demonstram a viabilidade do ozônio em silos agrícolas:

• Sistema de Ozonização em Fluxo: Pesquisas têm avaliado a aplicação de ozônio em fluxo para grãos como pipoca, trigo, feijão-caupi, amendoim, nozes, arroz e milho. Esses sistemas, que podem envolver a recirculação do ar ozonizado, mostraram-se eficazes no controle de insetos e fungos, com resultados promisculares na preservação da qualidade e sanidade dos grãos.
• Sistema de Ozonização de Fluxo Contínuo (Transportador de Parafuso): Em milho, a ozonização em transportadores de parafuso permitiu o tratamento contínuo do grão durante o manuseio, demonstrando a adaptabilidade da tecnologia a diferentes configurações de armazenamento e movimentação.
• Desinfecção de Câmaras Frias e Ambientes de Armazenamento: A aplicação de baixas concentrações de ozônio (0,1 a 0,3 ppm) em câmaras frias demonstrou ser eficaz na redução da carga microbiana no ar e nas superfícies, prolongando a vida útil de frutas e vegetais armazenados.

Estes exemplos reforçam que o ozônio não é apenas uma teoria, mas uma solução prática que pode ser integrada às operações de armazenamento existentes.

Viabilidade Econômica e Ambiental

A transição para a tecnologia do ozônio envolve a avaliação de custos e benefícios, bem como seu impacto ambiental.

1. Benefícios Ambientais:

• Resíduo Zero: O ozônio decompõe-se em oxigênio, eliminando a preocupação com resíduos tóxicos em grãos e no meio ambiente, um contraste marcante com fumigantes químicos.
• Prevenção de Resistência: Insetos não desenvolvem resistência ao ozônio, um problema crescente com fumigantes químicos como a fosfina.
• Produção On-site: O ozônio é gerado no local, a partir do ar, eliminando custos e riscos associados ao transporte, armazenamento e descarte de produtos químicos.
• Sustentabilidade: Contribui para práticas agrícolas mais sustentáveis e para a produção de alimentos orgânicos ou com certificação de “livre de resíduos”.

2. Viabilidade Econômica:

A análise econômica do ozônio versus métodos convencionais é complexa, envolvendo custos de capital (CAPEX) e custos operacionais (OPEX).

• Custos de Investimento (CAPEX): A aquisição e instalação de geradores de ozônio e sistemas de aplicação podem representar um investimento inicial significativo. Geradores de oxigênio industriais (parte essencial de muitos sistemas de ozônio) podem variar de US$ 1.500 a mais de US$ 100.000, dependendo da capacidade.
• Custos Operacionais (OPEX): Os principais custos operacionais são energia elétrica e manutenção. Geradores de ozônio eficientes produzem ozônio a partir de oxigênio com um consumo de energia de cerca de 8 a 10 Watts por grama de ozônio. Embora pareça um custo energético, estudos qualitativos sugerem que as economias obtidas podem superar o custo total da ozonização. Isso ocorre devido a:
  • Redução de Perdas: O controle eficaz de pragas, fungos e micotoxinas minimiza perdas quantitativas e qualitativas, preservando o valor comercial do grão.
  • Eliminação de Custos com Químicos: Não há necessidade de comprar, armazenar, manusear ou descartar fumigantes químicos. Por exemplo, o custo da fosfina (um fumigante comum) pode variar de 2,0 a 4,5 centavos de dólar por bushel, ou cerca de US$ 6,00 por kg para fosfeto de alumínio em grandes volumes (com taxas de uso de 3 a 8 fatias por tonelada de grão).
  • Ganhos de Valor Agregado: A capacidade de garantir produtos livres de micotoxinas e resíduos químicos pode abrir portas para mercados premium, aumentando a receita.

Em resumo, enquanto o investimento inicial pode ser maior, os benefícios a longo prazo em termos de segurança do produto, redução de perdas, ganhos de sustentabilidade e eliminação de custos com químicos tendem a compensar, tornando o ozônio uma opção economicamente atrativa.

Parâmetros Operacionais e Segurança nos Silos Agrícolas

A aplicação eficaz e segura do ozônio em silos agrícolas exige o cumprimento de parâmetros operacionais e rigorosas medidas de segurança.

1. Concentrações e tempos de exposição:

As concentrações ideais de ozônio e os tempos de exposição variam conforme o tipo de grão, o nível de infestação/contaminação, e o objetivo do tratamento. Por exemplo:

• Para controle de insetos, estudos sugerem concentrações na faixa de 700 ppm por longos períodos (e.g., 1440 minutos para controle em cevada), mas são necessários níveis mais altos (e.g., 135 ppm por 8 dias) para erradicar estágios internos de insetos.
• Para preservar a germinação de grãos como o milho, concentrações de 50 ppm são mais adequadas.
• Para desinfecção de ambientes vazios ou câmaras frias, concentrações mais baixas (0,1 a 0,3 ppm) são eficazes.

É fundamental que a pesquisa e o dimensionamento do sistema sejam baseados em estudos específicos para cada aplicação e tipo de grão.

2. Uniformidade da distribuição:

Um dos maiores desafios em grandes silos é a penetração uniforme do ozônio na massa de grãos. O ozônio é altamente reativo e pode ser rapidamente consumido (demandado) pelos componentes do grão na superfície, limitando sua difusão para as camadas mais profundas. Estratégias para mitigar isso incluem:

• Sistemas de Aeração Eficientes: Utilizar o sistema de aeração do silo para injetar e distribuir o ozônio.
• Recirculação do Ar: Em alguns sistemas, o ar ozonizado é recirculado, o que pode ajudar a saturar a massa de grãos ao longo do tempo.
• Pontos de Injeção Múltiplos: Para silos muito grandes, a injeção de ozônio em múltiplos pontos pode melhorar a uniformidade.
• Controle de Temperatura e Umidade: A eficácia do ozônio e a reação com os grãos podem ser influenciadas pela temperatura e umidade.

3. Monitoramento da Concentração:

O monitoramento é crucial. Além de sensores de ambiente para a segurança dos trabalhadores, a medição da concentração de ozônio dentro da massa de grãos, em diferentes profundidades, é essencial para confirmar a eficácia do tratamento e a penetração adequada.

4. Segurança Ocupacional:

O ozônio é um gás tóxico em altas concentrações e deve ser manuseado com extrema cautela. As normas de saúde e segurança, como a NR 15 no Brasil e as diretrizes da OSHA (0,1 ppm para exposição média de 8 horas) e NIOSH (0,1 ppm para TWA de 8 horas e 0,3 ppm como limite de exposição de curta duração – STEL por 15 minutos) nos EUA, devem ser rigorosamente seguidas. O limite de detecção olfativa do ozônio (0,01 a 0,02 ppm) serve como um alerta, mas detectores de ozônio calibrados são indispensáveis para garantir a segurança dos trabalhadores. A ventilação adequada e a restrição de acesso a áreas em tratamento são medidas obrigatórias.

Desafios e Limitações

Apesar dos inúmeros benefícios, a aplicação de ozônio em silos agrícolas não está isenta de desafios:

• Poder de Penetração Limitado: A alta reatividade do ozônio faz com que ele seja consumido rapidamente ao entrar em contato com a superfície dos grãos, o que pode dificultar sua penetração e distribuição uniforme em grandes massas, especialmente em silos com dimensões elevadas. Essa “demanda de ozônio” pela própria matriz do grão é um fator crítico.
• Ausência de Efeito Residual: Ao contrário de alguns fumigantes químicos, o ozônio não deixa resíduos, o que significa que, uma vez que o tratamento é interrompido, a massa de grãos pode ser suscetível a uma nova infestação se as condições forem favoráveis e houver fontes de reinfestação. Estratégias de manejo integrado de pragas, que incluem boas práticas de limpeza e monitoramento contínuo, são essenciais.
• Potencial Impacto na Germinação: Embora geralmente seguro, concentrações muito altas ou exposições prolongadas ao ozônio podem, em alguns casos, impactar negativamente a taxa de germinação de sementes destinadas ao plantio. A calibração cuidadosa dos parâmetros é crucial para sementes.
• Variações na Eficácia: A eficácia do ozônio pode ser influenciada por fatores como tipo de grão, teor de umidade, temperatura e densidade da massa de grãos, o que exige ajustes nos protocolos de tratamento.
• Toxicidade para Humanos: A necessidade de rigorosos protocolos de segurança e monitoramento contínuo para proteger os trabalhadores é uma consideração importante e exige treinamento adequado da equipe.

Perspectivas futuras sobre o ozônio em silos agrícolas

O ozônio representa uma solução inovadora e sustentável para os desafios de conservação de grãos e alimentos em silos. Seus benefícios no controle de pragas, microrganismos e micotoxinas, aliados à ausência de resíduos tóxicos, posicionam-no como uma alternativa superior aos métodos químicos tradicionais. A regulamentação crescente em nível global, incluindo a aprovação nos EUA, a permissão para orgânicos no Brasil e a recente aprovação na União Europeia para “Área de Alimentos e Ração”, solidifica sua posição como uma tecnologia validada.

Para produtores rurais, a adoção do ozônio pode significar maior segurança alimentar, redução de perdas pós-colheita e acesso a mercados mais exigentes. Para empresas fabricantes de silos, a integração de sistemas de ozonização em seus projetos representa uma oportunidade estratégica para oferecer soluções de armazenamento de ponta, agregando valor aos seus equipamentos e atendendo à crescente demanda por tecnologias limpas e eficientes.

Apesar dos desafios relacionados à penetração em grandes massas de grãos e à necessidade de monitoramento rigoroso, a contínua pesquisa e o desenvolvimento de sistemas mais eficientes de aplicação e monitoramento prometem superar essas barreiras. O futuro do armazenamento de grãos no Brasil e no mundo aponta para a consolidação do ozônio como uma ferramenta indispensável na busca por uma agricultura mais segura, sustentável e lucrativa.