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UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIA
ESCOLA POLITÉCNICA
PROGRAMA DE MESTRADO EM ENGENHARIA AMBIENTAL URBANA
CARLA MOREIRA SANTOS
REUSO DE EFLUENTE NA PRODUÇÃO AGRÍCOLA DE FORRAGEM HIDROPÔNICA UMA ALTERNATIVA DE MINIMIZAR
A POLUIÇÃO DO RIO E SUPRIR A DEFICIÊNCIA HÍDRICA NO SEMI-ÁRIDO BAIANO
SALVADOR - 2011
CARLA MOREIRA SANTOS
REUSO DE EFLUENTE NA PRODUÇÃO AGRÍCOLA DE FORRAGEM HIDROPÔNICA UMA ALTERNATIVA DE MINIMIZAR
A POLUIÇÃO DO RIO E SUPRIR A DEFICIÊNCIA HÍDRICA NO SEMI-ÁRIDO BAIANO
Projeto de defesa apresentado ao mestrado em Engenharia Ambiental Urbana da Universidade Federal da Bahia. Como requisito parcial para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Ambiental Urbana. Orientador: Profa. Yvonildes Dantas Pinto.
SALVADOR – 2011
RESUMO
A água tornou-se um fator limitante, no desenvolvimento agrícola e
urbano principalmente nas regiões semi-áridas. A baixa deficiência hídrica dos
cursos dos rios, principalmente nos períodos da baixa pluviosidade ou períodos
de grande seca e a conseqüente poluição deste por conta da descarga de
esgoto que é lançado diretamente nestas águas, torna a demanda insuficiente
e inadequada em determinada regiões, que sofrem com restrições de consumo
que afeta o desenvolvimento econômico, a qualidade de vida e aspectos
ambientais.
Devido a estas condições, reuso e conservação dos cursos de água
passou a ser as palavras chave em termos de gestão, em regiões com baixa
disponibilidade ou insuficiência de recursos hídricos. O reuso de água
encontra, no Brasil, uma gama significativa de aplicações potenciais. O uso de
efluentes doméstico tratados na agricultura, nas áreas urbanas,
particularmente, para fins não potáveis, no processo irrigação de determinadas
culturas, se constitui em instrumento poderoso para restaurar o equilíbrio no
meio ambiente e na oferta e demanda de água em algumas atividades
agrícolas. Contudo é necessário, institucionalizar, regulamentar e promover o
reuso de água no Brasil, fazendo com que a prática se desenvolva de acordo
com princípios técnicos adequados, seja economicamente viável, socialmente
aceita, e segura, em termos de preservação ambiental e de proteção dos
recursos hídricos.
SUMÁRIO
CAPÍTULO 1
1.1 INTRODUÇÃO...........................................................................................................5
1.2 JUSTIFICATIVA........................................................................................................5
1.3 OBJETIVOS DO PROOJETO....................................................................................9
1.3.1 Objetivo geral...........................................................................................................9
1.3.2 Objetivos específicos e metas...................................................................................9
1.4 HIPÓTESE................................................................................................................10
1.5 ESTRUTURA DO PROJETO...................................................................................10
CAPÍTULO 2
2.1. PROBLEMÁTICA DA QUANTIDADE HÍDRICA DOS RIOS DO SEMI-
ÁRIDO.............................................................................................................................11
2.2.QUALIDADE DA ÁGUA........................................................................................12
2.3.SISTEMA DE REUSO..............................................................................................16
2.3.1 Benefícios do reuso................................................................................................23
2.3.2 Riscos do reusos.....................................................................................................24
2.4 HIDROPONIA..........................................................................................................25
2.4.2 Vantagens e desvantagens da hidroponia...............................................................26
2.5 FORRAGEM.............................................................................................................28
CAPÍTULO 3
3.1 METODODLOGIA...................................................................................................30
3.1.1 Área de estudo........................................................................................................30
3.1.2 O efluente...............................................................................................................32
3.1.3 O experimento........................................................................................................33
3.2 CRONOGRAMA......................................................................................................35
3.3 VIABILIDADE.........................................................................................................36
3.4 RESULTADOS ESPERADOS.................................................................................37
3.5 ORÇAMENTO..........................................................................................................38
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 39
CAPÍTULO 1
1.1 INTRODUÇÃO
Atualmente, com o surgimento de problemas relacionados à escassez e
poluição de água nos grandes centros rurais e urbanos, começa haver um
maior interesse por parte de vários setores econômicos pelas atividades nas
quais a água é utilizada, o que também é motivado pelas recentes políticas
federais e estaduais sobre o gerenciamento dos recursos hídricos.
A Resolução CONAMA n° 20, de 18/06/86, dividiu as águas do território
brasileiro em águas doces (salinidade < 0,05%), salobras (salinidade entre
0,05% e 3%) e salinas (salinidade > 3%). A forma de definir a qualidade das
águas destes mananciais foi a de enquadrá-los em classes, em função dos
usos propostos para os mesmos. O CONAMA enquadra os corpos de água
baseado não necessariamente no seu estado atual, mas nos níveis de
qualidade que deveriam possuir para atender as necessidades da comunidade,
considerando que a saúde e o bem-estar humano, bem como o equilíbrio
ecológico aquático, não devem ser afetados pela deterioração da qualidade
das águas.
Além dos padrões de qualidade dos mananciais o CONAMA, apresenta
padrões para o lançamento de efluentes nos corpos d’água, desde que este
garanta o atendimento aos padrões do corpo receptor. Podendo ocorrer duas
situações: Caso o efluente satisfaça os padrões de lançamento, mas não
satisfaça os padrões do corpo receptor, as características do lançamento
deverão ser tais que, necessariamente, atendam ao padrão do corpo receptor.
Nestas condições o lançamento deverá ter características mais restritivas do
que as expressas pelo padrão de lançamento usual. A outra situação é caso o
efluente não satisfaça os padrões de lançamento, mas satisfaça os padrões do
corpo receptor, o órgão ambiental poderá autorizar lançamentos com valores
acima dos padrões de lançamento (SPERLING, 2007).
No Brasil, a grande maioria dos esgotos é lançada diretamente nos
corpos d’água sem nenhum tipo de tratamento prévio. Os impactos ambientais,
decorrentes das atividades humanas, ao longo das bacias hidrográficas
brasileiras vêm causando muitos problemas ambientais. Problemas que trazem
conseqüências ao homem e a biodiversidade local, como alterações nos
regimes hidrológicos, aumento de doenças de veiculação hídrica,
contaminação química pela agricultura, erosão e assoreamento impedindo a
navegação nos corpos d’água, além de efeitos de bioacumulação de metais
pesados e determinados nutrientes que promovem em sua maioria a
eutrofização dos corpos d’água e a perda da biodiversidade aquática.
A qualidade e a quantidade da água são aspectos fundamentais para o
êxito da utilização de um corpo d’água em várias atividades, principalmente na
região semi-árida onde estes dois fatores sofrem com fenômenos naturais
como a baixa pluviosidade que causa grandes períodos de secas, e ações
antrópicas que causam grandes poluições nos lagos, rio e córregos.
A lei 11.612/09 sobre a Política Estadual dos Recursos Hídricos, no seu
Art. 2º tem alguns princípios: I - todos têm direito ao acesso à água, bem de
uso comum do povo, recurso natural indispensável à vida, à promoção social e
ao desenvolvimento; II - em situações de escassez, o uso prioritário dos
recursos hídricos é o consumo humano e a dessedentação de animais. No Art.
4º -sobre diretrizes no parágrafo VIII cita sobre a priorização de ações,
serviços e obras que visem assegurar disponibilidade de águas na Região
Semi-árida.
As regiões semi-áridas necessitam dos corpos d’água principalmente
para o uso agropecuário, o uso destas águas no processo de irrigação poderá
produzir efeitos indesejáveis na condução de uma cultura comercial ou servir
como veículo para contaminação da população, no momento que ocorre a
ingestão dos alimentos que receberam a água contaminada. É claro que as
camadas sociais mais desfavoráveis é quem mais sofrem, de acordo com o
nível de renda das diferentes camadas sociais, aumenta o grau de acesso ao
sistema de saneamento básico.
No final do século XIX, o conceito de tratamento de efluentes domésticos
por disposição nos solos foi utilizado na Grã-Bretanha, Alemanha e nos
Estados Unidos com um enfoque central na redução da poluição dos rios. No
final dos anos noventa, o principal enfoque foi basicamente a necessidade de
se conservar e reusar água em zonas áridas. Verificou-se grandes esforços de
reuso de água para o desenvolvimento agrícola em zonas áridas dos Estados
Unidos, como Califórnia e Texas, e em países como a África do Sul, Israel e
Índia. Em Israel, por exemplo, o reuso de águas residuárias tornou-se uma
política nacional em 1955. O plano nacional de águas incluía reuso dos
principais sistemas de tratamento de efluentes das cidades no programa de
desenvolvimento dos limitados recursos hídricos do país (PIVA et all, 2006).
Face ao agravamento das condições de poluição, basicamente pela falta
de tratamento adequado de efluentes rurais, quando não pela sua total
inexistência, é sugerido neste trabalho a utilização do reuso de efluente , que é
aquela em que se trata um efluente para sua reutilização em uma determinada
finalidade, como forma de diminuir a carga de poluentes lançados aos rios que
promovem a poluição e a destruição da microbiologia aquática local através do
processo de eutrofização, além de provocar doenças devido a utilização e
manuseio do homem. A uma necessidade de viabilizar a conservação dos
recursos hídricos e o reuso como subsídio para o setor produtivo de forma a
efetivar o desenvolvimento sustentável do nosso país.
No contexto da realidade brasileira, não se pode prescindir da segurança
sanitária no tratamento dos esgotos, mas também não se pode desperdiçar a
água e os nutrientes que restam nos efluentes tratados, já que a qualidade dos
corpos d’água não se encontram viável para o consumo.
Pensando em viabilidade, o reuso de efluente doméstico tratado pode
ser usado em várias atividades agrícolas, e este já tem sido utilizado em vários
países, no sistema de irrigação de determinadas culturas. Além da irrigação
pode-se utilizá-lo no sistema hidropônico.
A hidroponia é um sistema de cultivo sem a utilização do solo, onde os
nutrientes serão disponibilizados para a planta através de uma solução nutritiva
ou do reuso de efluente. Este tipo de sistema pode ser implementado para um
diversidade de culturas: alface, tomate, flores, couve etc.
Neste trabalho a hidroponia servirá para o cultivo de forragem, que será
direcionado a alimentação animal, pois estaremos trabalhando com uma água
de qualidade inferior, existindo ainda muitas limitações quanto à utilização
deste reuso para determinado fins agrícolas. Para melhorar o sistema, muitos
estudiosos testaram e comprovam a eficiência de um determinado substrato
para dar suporte e aumentar a umidade para o cultivo hidropônico.
Em cultivos sem solo, o maior problema técnico para estabelecimento da
forragem é garantir o crescimento da parte aérea com um volume restrito para
o desenvolvimento do sistema radicular. O substrato tem como função dar
sustentação às plantas, apoiando o crescimento das raízes e, fornecendo as
quantidades adequadas de ar, água e nutrientes (SINGH e SAINJU, 1998,
apud ABUJAMRA, 2005).
O cultivo de forragem hidropônica com o reuso na região do semi-árido
irá promover alimentação animal, principalmente na estação de extrema seca,
onde se encontram os rios praticamente secos, assim como as pastagem por
falta de chuva.
A forragem que será utilizada neste projeto é o capim elefante
(Pennisetum purpureum Schum.), por ser uma cultura já adaptada ao semi-
árido e por possuir boa formação de capineira, qualidade, palatabilidade e um
ciclo relativamente curto.
O capim elefante contribui para o aumento da produção de leite e de
carne, sendo uma espécie forrageira amplamente difundida em todo o Brasil.
Essa espécie vem ocupando posição de destaque em diversas regiões do
Brasil devido a sua alta produtividade e valor nutritivo da forragem (PERREIRA
et al, 2001).
Este trabalho de reuso em hidroponia de forragem foi incentivado pelo
trabalho de reuso do aluno João Anízio Mendes, mestrando da UFBA,
participante do GRH, tem trabalhado com reuso em Irecê com irrigação de
milho, obtendo bons resultados do desenvolvimento da cultivar. O efluente
utilizado neste trabalho é correspondente ao trabalho do aluno Rogério
Medeiros , mestrando da UFBA e participante do GRH, tem seu projeto em São
Domingos, o mesmo local onde será implantado a hidroponia de forragem.
Em conjunto com os novos instrumentos de gestão dos recursos hídricos
do país, o uso de alternativas tecnológicas para reciclagem e reuso de
efluentes nas áreas rurais, como na produção de forragem, poderá reduzir os
custos de produção, além de promover a recuperação, preservação e
conservação dos recursos hídricos e dos ecossistemas.
1.2 JUSTIFICATIVA
A conscientização da preservação e manutenção do ambiente hídrico é
necessária nos dias atuais, técnicos da área de conhecimento envolvidos com
tais questões ambientais precisam buscar e aprimorar os sistemas de
tratamento de efluente, de forma que as matérias-primas consumidas pelas
atividades humanas retornem para os ecossistemas de uma forma positiva,
reduzindo a contaminação do meio ambiente a eutrofização dos corpos de
água pelo lançamento de efluentes domésticos e a contaminação pela ingestão
de alimentos irrigados com água poluída, promovendo doenças ao homen.
Além disso, a situação caótica que o futuro promete a respeito da falta de
fontes de água para consumo, faz com que seja fundamental encontrar
soluções para o reuso de efluente
Segundo Hartmann (2010), no Brasil, o ministério da saúde estima que
entre 65 e 70% das hospitalizações são devidas a doenças causadas por um
sistema falho de abastecimento de água potável e de esgotamento sanitário, e
os casos de enfermidades intestinais como diarréia já causam, anualmente, a
morte de 50.000 crianças.
A correlação de dois fatores podem afetar a economia local, o meio
ambiente com a perda da biodiversidade e a saúde do homem que manuseia e
que se alimenta com produtos irrigados de cursos d’água poluídos. Um dos
fatores é exatamente a poluição das águas que é oriunda principalmente de
resíduos da agricultura e pecuária. O outro estar relacionado ao volume de
água dos rios do semi-árido, por serem rios intermitentes, em determinadas
épocas do ano estes ficam com sua capacidade de água muito limitada,
diminuindo a capacidade de diluição aos despejos lançados pelos esgotos.
Para que ocorra a recuperação de um corpo d’água, é necessário que o
governo, órgãos ambientais e a sociedade estejam envolvidos no engajamento
e conscientização ambiental para poder realizar tarefas que promovam a
reestruturação e limpeza dos corpos d’água, como canalização dos esgotos,
saneamento básico, redução de efluentes lançados nos rios, contaminantes
agrícolas etc. Medidas mitigadoras para minimizar a poluição das águas podem
trazer resultados positivos para a sociedade, como a redução de doenças
causadas pela ingestão de alimentos contaminados.
A prática de uso de águas residuárias é associada às seguintes áreas
programáticas da Agenda 21: promovendo a agricultura e o desenvolvimento
rural; proteção da qualidade das fontes de água de abastecimento; aplicação
de métodos adequados para o desenvolvimento, gestão e uso dos recursos
hídricos; visando a disponibilidade de água, a produção sustentada de
alimentos e a proteção dos recursos hídricos, qualidade de água, e dos
ecossistemas aquáticos.
As águas de qualidade inferior, como esgotos de origem doméstica,
águas de drenagem agrícola e águas salobras, devem sempre que possível,
ser consideradas como fontes alternativas para usos menos restritivos. O uso
de tecnologias apropriadas para o desenvolvimento se constitui hoje, em
conjunção com a melhoria a eficiência do uso e controle da demanda, na
estratégica básica para a solução do problema da falta universal de água
(MENDES, 2009).
1.3 OBJETIVOS
1.3.1 Objetivo Geral
Este projeto visa a conservação do recursos hídrico no semi-árido baiano, que tem com objetivo diminuir a carga poluente lançada no Rio Jacuipe em São Domingos, através da utilização de reuso de efluente de esgoto doméstico tratado, utilizando-o no sistema hidropônico com forragem, para alimentação animal.
1.3.2 Objetivos Específicos e Metas
• Analisar a qualidade da água do rio. Após a coleta da água, está será direcionada para o laboratório do SENAI, para a realização dos parâmetros como DBO, DQO, oxigênio dissolvido, teores de fósforo e nitrogênio, pH, temperatura, sólidos suspensos totais, sólidos dissolvidos totais, coliformes termotolerantes, condutividade;
• Analisar a qualidade do efluente tratado através de parâmetros como Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO); Demanda Química de
Oxigênio (DQO); Sólidos Suspensos Totais (SST); Sólidos Dissolvidos Totais (SDT); Potencial Hidrogeniônico (pH); Fósforo Total; Nitrogênio Total; Condutividade Elétrica; Coliformes termotolerantes;
• Analisar a viabilidade técnica da produção de forragem, utilizando águas de qualidade inferior na hidroponia, como o tempo de crescimento, peso de matéria seca e fresca, produção e produtividade;
• Analisar a viabilidade econômica, social e ambiental através da utilização do reuso na hidroponia.
1.4 HIPÓTESE
O reuso de efluente domestico tratado pode minimizar a carga poluidora que seria lançada aos rios, e pode ser utilizado para irrigar determinadas culturas agronômicas, promovendo benefícios econômicos, sociais e ambientais.
1.5 ESTRUTURA DO PROJETO
Este projeto está organizado em três capítulos. No capítulo 1, foi elaborada
uma breve introdução abordando a problemática dos rios do semi-árido como a
qualidade e quantidade de suas águas e os benefícios que o reuso de efluente
pode trazer a sociedade e ao ambiente. Ainda neste capítulo são descritos, a
justificativa, os objetivos da pesquisa, a hipótese e estrutura do projeto.
No capítulo 2, é realizada uma revisão bibliográfica onde se discutem
aspectos referente a quantidade e a qualidade dos corpos d’água, o sistema
de reuso suas vantagens e riscos o sistema de hidroponia com suas vantagens
e desvantagens e a forragem que vai ser utilizada no trabalho.
No capítulo 3, apresenta-se a metodologia da pesquisa, assim como a área
de estudo, o tipo de efluente a ser usado, programa experimental da pesquisa
cronograma de atividades, viabilidade do projeto e os resultados esperados
após a conclusão do trabalho e as referências utilizadas na elaboração do
projeto.
CAPÍTULO 2
2.1 PROBLEMÁTICA DA QUANTIDADE HÍDRICA DOS RIOS DO SEMI-ÁRIDO
A água foi considerada, no Brasil e em quase todo o mundo, um bem
existente de forma ilimitada e gratuita, os mais diversos conflitos pelo uso da
água tornaram este recurso em um bem escasso com um equivalente valor
econômico.
O Brasil é um dos países com os maiores volumes de recursos hídricos
renováveis do planeta. Segundo dados da UNESCO, o país detém 13,7% de
todas as reservas mundiais de água doce (HARTMANN, 2010). Mas dentro do
Brasil, o quadro apresentado é muito heterogêneo. Por um lado, um total de
quase 70% de todos os recursos hídricos superficiais concentra-se na Região
Norte, e, por outro, observa-se uma distribuição muito irregular dos recursos
hídricos dentro das cinco regiões geográficas (ROLIM, 2001). Analisando-se o
volume de água disponível por habitante por ano, constata-se que os estados
situados nas regiões especialmente ricas em recursos hídricos, como é o casos
da Região Amazônica ou do Pantanal, dispõem de um excesso de água. Em
contrapartida, mormente alguns Estados do Nordeste movem-se entre próximo
ou até abaixo do limite considerado crítico: 1500 m3 por habitante e por ano
(hab./ano) (HARTMANN, 2010).
Em uma bacia hidrográfica, um longo período de tempo sem a
ocorrência de precipitação conduz à condição de estiagem, durante a qual as
vazões dos cursos d’água perenes são alimentadas pela lenta drenagem da
água armazenada nos lençóis subterrâneos (SPERLING, 2007). No caso do
semi-árido que é contemplado com o rio intermitente, o lençol freático se
encontra a um nível inferior ao do leito do rio, impossibilitando a sua recarga.
Os períodos com vazão em escoamento estão associados a períodos de
chuvas na bacia hidrográfica, e o lençol d’água subterrâneo conserva-se acima
do leito fluvial (VILELA e MATTOS, 1975).
A Região Nordeste sofre com os períodos sazonais e oscilações
extremas além da escassez na disponibilidade de água, passando por longos
períodos de seca, este problema, afeta principalmente as áreas do semi-árido.
A existência dessa escassez de água não tem causas apenas geográficas ou
climáticas, mas também resultam do intenso processo de industrialização e o
crescente consumo de água em função da ampliação da atividade agrícola
(HARTMANN, 2010).
As desigualdades de desenvolvimento econômico regionais, com
diferentes graus de ocupação e intensificação das atividades produtivas,
resultam em situações de estresse hídrico e ambiental. A estes fatores somam-
se os impactos decorrentes da rede de influências antrópicas nos ambientes
rurais e urbanos que afetam a integridade dos sistemas hídricos (PIZELLA e
SOUZA, 2007).
Além dos problemas quantitativos já mencionados para a quantidade de
água disponível para a captação e/ou para o consumo, o Brasil vê-se
confrontado, em uma dimensão cada vez maior, como o problema de uma
qualidade da água, em parte, catastrófica. Sobretudo as grandes áreas
industriais e metropolitanas estão sendo, mais e mais, afetada por uma
poluição extrema de seus recursos hídricos. A causa deste problema encontra-
se principalmente no lançamento de efluentes industriais, domésticos e por
substâncias tóxicas e poluentes de origem agrícola (HARTMANN, 2010).
2.2 QUALIDADE DAS ÁGUAS
O primeiro código abrangente com leis sobre recursos hídricos, o código
das águas de 1934, tinha um enfoque voltado principalmente para as
necessidades de produção de energia através da água. No Nordeste brasileiro,
as atenções na área da gestão de recursos hídricos estavam voltadas
especialmente ara uma expansão e uma melhoria da disponibilidade hídrica
visando a agricultura irrigada e ao abastecimento de água potável da
população nas regiões áridas e semi-áridas do sertão nordestino. Somente a
partir dos anos 70 do século xx e em decorrência da forte industrialização e
urbanização ocorridas em alguns Estados brasileiros, órgãos públicos
começam a editar normas voltadas para a qualidade dos recursos hídricos
(HARTMANN, 2010).
Os padrões de qualidade de água, segundo a ABNT (NBR 9896/87), são
constituídos por um conjunto de parâmetros e respectivos limites, como por
exemplo, concentrações de poluentes, em relação aos quais os resultados dos
exames de uma amostra de água são comparados, aquilatando-se a qualidade
da água para um determinado fim. Os padrões são estabelecidos com base em
critérios científicos que avaliam o risco para uma dada vítima e o dano causado
pela exposição a uma dose conhecida de um determinado poluente.
Na qualidade “parlamentos das águas”, os comitês de bacia elaboram e
promulgam o plano de gerenciamento da bacia, decidem investimentos para a
melhoria da disponibilidade hídrica e da qualidade da água, deliberam, como
primeira instância, sobre conflitos de uso da água em sua área de atuação e
concebem, sobretudo, as modalidades da cobrança, que então precisam ser
aprovadas pelo Conselho Nacional de Recursos Hídricos.
Por assegurar às águas uma qualidade compatível com os usos mais
exigentes a que forem destinadas, este instrumento de gestão, previsto nas
Políticas Nacional e Estadual de Recursos Hídricos (Lei Federal nº 9.433/97 e
Lei Estadual nº 11.612/09), possibilita a diminuição dos custos de combate à
poluição das águas, mediante ações preventivas permanentes. As classes de
qualidade da água expressam um conjunto de condições e padrões
necessários ao atendimento dos seus usos preponderantes, atuais ou futuros.
Sua regulamentação foi definida pelo Conselho Nacional do Meio Ambiente
(CONAMA) através da Resolução nº 357, para águas doces, e da Resolução
nº 396, para águas subterrâneas.
O enquadramento dos corpos d’água em classes é o instrumento da
PNRH (Lei Federal n° 9433/97), que estabelece metas para assegurar o nível
de qualidade necessário a seus usos preponderante, ou seja, que predominam
em um determinado corpo hídrico (PIZELLA e SOUZA, 2007).
A qualidade da água é resultante de fenômenos naturais e da atuação
do homem. De maneira geral, pode-se dizer que a qualidade de uma
determinada água é função das condições naturais e do uso e da ocupação do
solo na bacia hidrográfica (SPERLING, 2007).
Segundo o autor Mello (2002), alguns dos problemas que afetam a
qualidade da água no semi-árido baiano, estar relacionado a: Salinização que
é provocada pelas condições climáticas e as baixas precipitações
pluviométricas; o Desmatamento, Erosão e Assoreamento acontece
principalmente nas áreas de grandes projetos agropecuários e de
reflorestamento. Esse desmatamento concorre diretamente para o incremento
da erosão e conseqüente assoreamento e degradação dos mananciais;
Poluição causada pelos Fertilizantes químicos, agrotóxicos, esgotos
domésticos e industriais, matadouros, lixo e postos de gasolina contribuem
para a poluição dos rios do semi-árido. O crescimento da agricultura comercial
de sequeiro e irrigada e o conseqüente aumento no uso de agrotóxicos vem
contribuindo para agravar o problema; Esgotamento Sanitário este ele cita
como um Problema especialmente grave no semi-árido onde os resíduos
domésticos são lançados, em grande parte, em fossas secas ou sépticas, ou
através de redes de esgoto executadas pelas Prefeituras, algumas a céu
aberto, lançando os esgotos sem tratamento diretamente nos córregos e rios,
poluindo as águas superficiais e subterrâneas.
As diversas leis e normas ambientais e de recursos hídricos brasileiras
consideram a proteção e recuperação da qualidade ambiental como requisitos
indispensáveis para o desenvolvimento sustentável do país.
Nas últimas décadas os ecossistemas aquáticos têm sido fortemente
alterados em função de múltiplos impactos ambientais decorrentes de
atividades antrópicas. Muitos rios, córregos, lagos e até mesmo reservatórios
têm sido fortemente impactados devido ao aumento desordenado de atividades
humanas (McAllister et al., 1997). Esta situação é particularmente notada nas
áreas com elevadas densidades populacionais, especialmente em áreas
urbanizadas, e em área rurais onde os cursos d’água são modificados,
recebendo esgotos industriais e domésticos “in natura”, além de sedimentos e
lixo (MORENO e CALLISTO, 2002). Conseqüentemente, os ecossistemas
aquáticos rurais vêm perdendo suas características naturais e sua diversidade
biológica.brasileiros.
A agricultura também é responsável por uma parte expressiva da
poluição dos mananciais brasileiros. Quase não se consegue calcular com
exatidão os danos causados através da infiltração e da eluviação de grandes
quantidades de agrotóxicos (adubos, herbicidas, pesticidas), da mesma
maneira que, muitas vezes, não é fácil ter um controle sobre esses danos
(HARTMANN, 2010).
A vasta produção de energia em usinas hidrelétricas também pode
mudar a qualidade da água e o volume de recursos hídricos disponível. Ao lado
do setor agrícola, é o setor energético, no tocante ao volume de água utilizado,
que ocupa a posição de usuário mais importante no Brasil (RONICK, 1987).
Além da perda da biodiversidade causada pela poluição das águas,
existem aspectos biológicos que podem transmitir ao homem doenças por
patogênos (verminoses, cóleras, febre tifóide) e transmissões de doenças as
plantas por fitopatogênos. Quanto aos aspectos químicos podem causar
salinização aos solos, acumulo de metais pesados e outros nutrientes que
podem causar o processo de eutrofização nas águas, Tornando-a inviável para
a irrigação.
Segundo Ayers & Westcot (1991), a agricultura irrigada depende tanto
da quantidade como da qualidade da água. No entanto, o aspecto qualidade
tem sido desprezado devido ao fato de que no passado as fontes de água, no
geral, eram abundantes, de boa qualidade e de fácil utilização. Esta situação,
todavia, está se alterando em muitas localidades. O uso intensivo de
praticamente todas as águas de boa qualidade implica, tanto para os projetos
novos como para os antigos que requerem águas adicionais, em ter que se
recorrer às águas de qualidade inferior. Para se evitar problemas
conseqüentes, deve existir planejamento efetivo que assegure o melhor uso
possível das águas de acordo com sua qualidade. Sabe-se que, em regiões
áridas e semi- áridas, a concentração de sais nas águas de irrigação varia
bastante de um local para outro e há evidência dessa variação ao longo do
tempo, principalmente no caso de pequenos açudes (COSTA, 1982;
LARAQUE, 1989).
Aplicação de métodos adequados para o desenvolvimento, gestão e uso
dos recursos hídricos, visando a disponibilidade de água para a produção
sustentada de alimentos e desenvolvimento rural sustentado e para a proteção
dos recursos hídricos, qualidade da água e dos ecossistemas aquáticos, estão
associados também a prática de uso de águas residuárias, que irá promover a
agricultura sustentada e o desenvolvimento rural.
A “Conferência Interparlamentar sobre Desenvolvimento e Meio
Ambiente” realizada em Brasília, em dezembro de 1992, recomendou, sob o
item Conservação e Gestão de Recursos para o Desenvolvimento (Paragrafo
64/B), que se envidassem esforços, em nível nacional, para “institucionalizar a
reciclagem e reuso sempre que possível e promover o tratamento e a
disposição de esgotos, de maneira a não poluir o meio ambiente”
(HESPANHOL, 2003).
Nessas condições, o conceito de “substituição de fontes”, se mostra
como a alternativa mais plausível para satisfazer a demandas menos
restritivas, liberando as águas de melhor qualidade para usos mais nobres,
como o abastecimento doméstico. Em 1985, o Conselho Econômico e Social
das Nações Unidas (UNITED NATIONS, 1958), estabeleceu uma política de
gestão para áreas carentes de recursos hídricos, que suporta este conceito: “a
não ser que exista grande disponibilidade, nenhuma água de boa qualidade
deve ser utilizada para usos que toleram águas de qualidade inferior”.
2.3 SISTEMA DE REUSO
A Agência Nacional de Águas – ANA, dentro de sua função básica de
promover o desenvolvimento do Sistema Nacional de Gerenciamento de
Recursos Hídricos previsto no inciso XIX do art. 21 da Constituição e criado
pela Lei nº 9.433 de 8 de janeiro de 1997, tem competência para administrar,
entre uma gama significativa de atribuições (relacionadas no Art. 4º, Capítulo II,
Lei Nº 9.984 de 17 de juho de 2000), os aspectos relativos às secas
prolongadas, especialmente no nosso Nordeste e à crescente poluição dos
cursos de água, no território nacional.
Uma política de reuso adequadamente elaborada e implementada
contribuiria substancialmente ao desenvolvimento de ambos os temas: a seca,
dispondo de volumes adicionais para o atendimento da demanda em períodos
de oferta reduzida, e a poluição, atenuada face à diversão de descargas
poluidoras para usos benéficos específicos de cada região.
Os métodos de tratamento de esgotos foram, inicialmente, concebidos
como resposta à preocupação pelos efeitos negativos causados pela descarga
de efluentes no meio ambiente. Hoje relaciona-se o reuso como alternativas
ambientais, sociais e econômicas. A Agenda 21 (1994) dedicou importância especial ao reuso,
recomendando aos países participantes da ECO, à implementação de políticas
de gestão dirigidas para o uso e reciclagem de efluentes, integrando proteção
da saúde pública de grupos de risco, com práticas ambientais adequadas. No
Capítulo 21 – “Gestão ambientalmente adequada de resíduos líquidos e
sólidos”, Área Programática B – “Maximizando o reuso e a reciclagem
ambientalmente adequadas”, estabeleceu, como objetivos básicos: “vitalizar e
ampliar os sistemas nacionais de reuso e reciclagem de resíduos”, e “tornar
disponível informações, tecnologia e instrumentos de gestão apropriados para
encorajar e tornar operacional, sistemas de reciclagem e uso de águas
residuárias”.
As águas de qualidade inferior, tais como esgotos, particularmente os de
origem doméstica, águas de drenagem agrícola e águas salobras, devem,
sempre que possível, ser consideradas como fontes alternativas para usos
menos restritivos. O uso de tecnologias apropriadas para o desenvolvimento
dessas fontes se constitui hoje, em conjunção com a melhoria da eficiência do
uso e o controle da demanda, na estratégia básica para a solução do problema
da falta universal de água (HESPANHOL, 2003).
A qualidade da água utilizada e o objeto específico do reuso,
estabelecerão os níveis de tratamento recomendados, os critérios de
segurança a serem adotados e os custos de capital, operação e manutenção
associados. As possibilidades e formas potenciais de reuso dependem,
evidentemente, de características, condições e fatores locais, tais como
decisão política, esquemas institucionais, disponibilidade técnica e fatores
econômicos, sociais e culturais (MANCUSO, 2003).
A crescente demanda por recursos hídricos para atender aos múltiplos
usos tem motivado diversas pesquisas e iniciativas concretas de reuso da
água, dentre as quais a utilização de esgotos sanitários, principalmente em
regiões de clima árido e semi-árido, onde a disponibilidade limitada de água
constitui obstáculo importante ao desenvolvimento (BASTOS, 2003).
Nas regiões áridas e semi-áridas, a água se tornou um fator limitante
para o desenvolvimento urbano, industrial e agrícola. Planejadores e entidades
gestoras de recursos hídricos procuram, continuadamente, novas fontes de
recursos para complementar a pequena disponibilidade hídrica ainda disponível
(HESPANHOL, 2003).
Face às grandes vazões envolvidas, (chegando a até 80% do uso
consultivo, em alguns países), especial atenção deve ser atribuída ao reuso
para fins agrícolas. No Brasil esta porcentagem chega muito próxima a 70%,
devendo merecer a atenção dos tomadores de decisão, quando forem
decididas as prioridades para reuso (HESPANHOL, 1997).
A agricultura depende, atualmente, de suprimento de água em um nível
tal que a sustentabilidade da produção de alimentos não poderá ser mantida,
sem o desenvolvimento de novas fontes de suprimento e a gestão adequada
dos recursos hídricos convencionais.
Durante as duas últimas décadas, o uso de esgotos para irrigação de
culturas aumentou, significativamente, devido aos seguintes fatores
(HESPANHOL, 1994).
• dificuldade crescente de identificar fontes alternativas de águas para irrigação;
• custo elevado de fertilizantes;
• a segurança de que os riscos de saúde pública e impactos sobre o solo são
mínimos, se as precauções adequadas são efetivamente tomadas;
• os custos elevados dos sistemas de tratamento, necessários para descarga
de efluentes em corpos receptores;
• a aceitação sócio-cultural da prática do reuso agrícola;
• o reconhecimento, pelos órgãos gestores de recursos hídricos, do valor
intrínseco da prática.
Segundo Paganini (2003), durante as duas últimas décadas do século
XX, uso de esgotos para a irrigação ou recuperação de solos aumentou
significativamente, em virtude de fatores, como: dificuldade crescente de
identificar fontes alternativas de água para irrigação em algumas regiões;
elevado custo de fertilizantes; segurança de que os riscos para a saúde pública
e os impactos sobre o solo são mínimos, se as precauções e as técnicas
adequadas são efetivamente utilizadas; custos elevados dos sistemas de
tratamento necessários para possibilitar a descarga de efluentes em corpos
receptores; início da aceitação sócio-cultural da prática de reuso agrícola;
reconhecimento, pelos órgãos gestores de recursos hídricos, do valor
intrínseco da prática.
O uso de esgotos, particularmente no setor agrícola, se constitui em um
importante elemento das políticas e estratégias de gestão de recursos hídricos.
Muitos países, situados em regiões áridas e semi-áridas, tais como os do norte
da África e do oriente médio, consideram esgotos e águas de baixa qualidade,
como parte integrante dos recursos hídricos nacionais, equacionando a sua
utilização junto a seus sistemas de gestão, urbanos e rurais (HESPANHOL,
2003).
A aplicação de esgotos domésticos, tratados convencionalmente,
proporciona ao solo, principalmente, nitrogênio e fósforo, podendo ser reduzido
o total necessário de fertilizantes comerciais, o que pode significar aumento do
lucro para os agricultores (BISWAS, 1998).
A composição e a concentração da contribuição de esgotos sanitários de
uma comunidade dependem de sua economia, dos hábitos alimentares, da
qualidade e quantidade de água consumida. De um modo geral, a maior parte
dos esgotos sanitários domésticos é composta de água, numa proporção que
chega a 99,9% de água. O restante é composto por sólidos orgânicos (cerca de
70%), inorgânicos (cerca de 30%), suspensos e dissolvidos (VON SPERLING,
1996 apud BASTOS, 2003). Além disso, os esgotos sanitários são ricos em
macro (Nitrogênio (N), Fósforo (P) e Potássio (K)) e micronutrientes de plantas,
como resultado da própria dieta humana e de restos de cozinha. A matéria
orgânica presente nos esgotos atua como condicionador do solo, aumentando
a ocorrência de espaços vazios, resulta em melhor aeração e menor
densidade, favorece a drenagem das águas, a aeração dos sistemas
radiculares e seu desenvolvimento. Também facilita a absorção dos nutrientes
pelas raízes em função da elevada capacidade de troca de cátions (CTC)
(BASTOS, 2003).
Na República da Namíbia, por exemplo, que vem tratando esgotos
exclusivamente domésticos para fins potáveis, os esgotos industriais são
coletados em rede separada e tratados independentemente (VAN der MERWE;
PETERS; MENGE, 1994).
Segundo Shuval (1977), o uso de reuso de esgoto em irrigação passou a
ser uma técnica de aplicação disseminada em várias regiões do mundo como
por exemplo:
O Estado da Califórnia/ EUA, tem usado efluente tratado de esgoto
desde o início do século 20. Em 1935, efluente de 32 municipalidades irrigavam
plantações com esgoto tratado. Este número elevou-se para 153 3m 1977.
Novos projetos forma desenvolvidos, destacando-se de uso de esgoto tratado
da área metropolitana de cidade de Monterey para irrigar plantações.
Na África do Sul, a irrigação de efluentes sanitários é prática comum no
país, com 25% dos esgotos tratados das cidades sendo utilizado na agricultura.
Em algumas cidades, esta proporção atinge a 100%. A cidade de
Johannesburg usa esgoto para irrigação desde 1914, sendo proprietária de
fazendas para pecuária e agricultura com o objetivo de disposição de esgoto.
Na Índia a irrigação é o principal método de disposição de esgotos no
país, tendo a primeira “fazenda de esgotos” se estabelecido desde 1895. Na
Índia, muitos rios praticamente se tornam secos durante os meses de verão,
favorecendo ainda mais o reuso agrícola dos esgotos.
Em Israel faz uso extensivo de irrigação com esgotos tratados. Em
comunidades de até 40.000 habitantes, o método mais utilizado de tratamento
é a seqüência de lagoas anaeróbia e facultativas. O efluente é aproveitado
próximo à comunidade que o gerou. Os esgotos das cidades de Haifa e
Jerusalém, após passarem por tratamentos por sistema de lodos ativados são
conduzidos a projetos de irrigação no Vale Ezraelon e Gaza, respectivamente.
A prática do reuso agrícola é adotada em diversos países Islâmicos,
uma vez demonstrada que as impurezas (najassa), foram removidas. Isso
acontece, entretanto, mais por razões econômicas do que por preferência
cultural. De acordo com os éditos do Alcorão, a prática do reuso pode ser
aceita do ponto de vista religioso, somente se a água impura é transformada
em água pura (tahur) através dos métodos seguintes: auto-purificação, adição
de água pura em quantidade suficiente para diluir as impurezas, remoção das
impurezas pela passagem do tempo e remoção das impurezas por efeitos
físicos (FARROQ e ANSARI, 1983).
Na America Latina, o Peru e o Chile apresentam os principais exemplos.
No Peru, em 1985, o Programa Nacional de Reuso de Águas Residuárias para
irrigação previa a implantação por etapas de 18.000 há de área irrigada. No
Chile de acordo com os registros de 1986, todo o esgoto de Santiago era
usado para irrigação em áreas vizinhas a cidade (BASTOS, 2003).
No México possuem uma das maiores áreas agrícolas irrigadas com
esgotos do mundo (156.000 hectares, com planos para expandir para um total
de 237.000 hectares, abrangendo 17 distritos de irrigação, em seis Estados), a
Comissão Nacional de Águas, CNA, vinculada ao Ministério de Agricultura e
Recursos Hídricos, administra os recursos hídricos do país e, como tal, é a
instituição encarregada pelo planejamento, administração e controle de todos
os sistemas de reuso de água, em nível nacional (CNA, 1993).
A aceitação pública do uso de esgotos na agricultura e aqüicultura é
influenciada por fatores religiosos e sócio-culturais. Nas Américas, África e
Europa, por exemplo, há uma forte objeção ao uso de excreta como fertilizante,
enquanto que em algumas partes da Ásia, notadamente na China, Japão e
Indonésia, a prática é efetuada regularmente e considerada como econômica e
ambientalmente recomendável (HESPANHOL, 2003).
A reutilização de esgotos tratados é uma prática antiga em muitas partes
do mundo, mas ainda pouco usada em nosso país (MENDES, 2009). De
acordo com MANCUSO (1992), o reuso de águas é um assunto ainda tratado
com certa reserva e até com preconceito, mas deve ser incentivada no
Nordeste do Brasil, devido às seguintes razões: constitui uma fonte de
suprimento de água, escassa na região; proporciona a liberação da água
disponível, para outros fins, como o abastecimento humano; evita o lançamento
de efluentes de estações de tratamento de esgotos em corpos d’água, os
quais, em grande parte, são intermitentes, com vazão nula durante certo
período do ano; o esgoto doméstico tratado contém nutrientes, úteis às culturas
irrigadas com o mesmo.
Embora possa não ser atribuição específica da ANA promover e
regulamentar as atividades de reuso de água no Brasil, a sua ação
coordenadora no setor permitiria a elaboração e implementação de projetos
sustentáveis de reuso, ajustados aos programas e objetivos de gerenciamento
integrado nas bacias hidrográficas nas quais esteja atuando. Além disso, as
atividades de reuso adequadamente coordenadas se constituiriam em
elemento valioso para melhor utilização dos recursos hídricos disponíveis,
controle da poluição e atenuação do problema de seca em regiões semi-áridas
(MANCUSO, 2003).
No Brasil, não existe registro oficial de projetos de reuso de esgoto na
irrigação, embora ele ocorra de maneira incontrolada. Andrade Neto apud
Benetti (2006) apresentou exemplos de utilização de esgotos (tratados ou não)
em irrigação de milho, melancia, abobora e capim para alimentação animal no
Nordeste. Além disto, uso indiscreto de esgoto é realizado através da captação
de água para irrigação em mananciais contaminados com despejos não
tratados de cidades (HESPANHOL, 2003).
O uso de efluentes tratados como fonte de nutrição vegetal preserva os
recursos hídricos já bastante escassos para usos mais nobres. Quando
utilizado em substituição às soluções nutritivas convencionais, tem condições
de fornecer macro e micronutrientes às plantas, passando estes a serem
retirados do próprio efluente doméstico, evitando assim o seu descarte no meio
ambiente e conseqüente poluição (ABUJAMRA et al, 2005).
Pesquisa realizada em Fortaleza, Ceará, determinou, para a cultura do
sorgo irrigada com efluente de estação de tratamento, com características de
esgoto doméstico, teores de proteínas iguais a 10,86% e 12,15%, no grão e na
palha, respectivamente, enquanto para o sorgo irrigado com água de poços
esses teores foram de 10,09% e 10,82% (MOTA et al, 2000).
No Rio Grande do Norte, Paraíba e Pernambuco alguns projetos foram
implantados visando a irrigação de capim elefante com efluentes domésticos,
sem nenhum tratamento e sem nenhuma forma e proteção à saúde pública dos
grupos de risco envolvidos (HESPANHOL, 2003).
Segundo Mendes (2010), a utilização de reuso de efluente doméstico, na
utilização da irrigação de mamona na região de Irecê- Bahia, tem
proporcionado o incremento de macronutrientes ao solo por parte da água
residuária sem adubação, o que tem favorecido à germinação de sementes de
mamona, quando comparadas à água potável sem adubação.
Segundo Benetti (2006), atualmente existe um interesse muito grande no
desenvolvimento de conhecimento científico que permita utilizar os esgotos em
projetos de irrigação, hidroponia e psicultura. Pesquisa nestas áreas tem sido
suportadas pela Financiadora de Estudo e Pesquisa (FINEP), Conselho
Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) e Caixa
Econômica Federal, através do Programa de Pesquisa em Saneamento Básico
(PROSAB).
2.3.1 Benefícios do reuso A utilização de esgotos sanitários constitui uma possibilidade de
expansão das áreas irrigadas, de alívio sobre a demanda de água, de
minimização de fontes de contaminação dos corpos receptores e de redução
de custos de produção, haja vista o elevado conteúdo de nutrientes presentes
nos esgotos (BASTOS, 2003).
Os benefícios econômicos são auferidos graças ao aumento da área
cultivada e ao aumento da produtividade agrícola, os quais são mais
significativos em áreas onde se depende apenas de irrigação natural,
proporcionada pelas águas de chuvas. Um exemplo notável de recuperação
econômica, associada à disponibilidade de esgotos para irrigação é o caso do
Vale de Mesquital, no México, onde a renda agrícola aumentou de quase zero
no início do século, quando os esgotos da cidade do México foram postos à
disposição da região, até aproximadamente quatro milhões de dólares
americanos por hectare, em 1990 (HESPANHOL, 2003).
Sistemas de reuso adequadamente planejados e administrados, trazem
melhorias ambientais e de condições de saúde, entre as quais (HESPANHOL,
1997):
• evita a descarga de esgotos em corpos de água;
• preserva recursos subterrâneos, principalmente em áreas onde a utilização
excessiva de aqüíferos provoca intrusão de cunha salina ou subsidência de
terrenos;
• permite a conservação do solo, através da acumulação de “humus” e
aumenta a resistência à erosão;
• contribui, principalmente em países em desenvolvimento, para o aumento da
produção de alimentos, elevando, assim os níveis de saúde, qualidade de vida
e condições sociais de populações associadas aos esquemas de reuso;
2.3.2 Riscos do reuso
A irrigação com esgotos sanitários é inegavelmente um perigo ou um
fator de risco. Porem, a simples presença do agente infeccioso nos efluentes
utilizados para irrigação não implica necessariamente a certeza da transmissão
de doenças, caracterizando apenas um risco potencial (BASTOS, 2003).
Os elevados riscos associados à utilização de esgotos, mesmo
domésticos, para fins potáveis, exigem cuidados especiais para assegurar
proteção efetiva e permanente dos consumidores (HESPANHOL, 2003).
O acúmulo de contaminantes químicos no solo é outro efeito negativo
que pode ocorrer. Dependendo das características dos esgotos, a prática da
irrigação por longos períodos, pode levar à acumulação de compostos tóxicos,
orgânicos e inorgânicos, e ao aumento significativo de salinidade, em camadas
insaturadas. Para evitar essa possibilidade, a irrigação deve ser efetuada com
esgotos de origem predominantemente doméstica (MOTA, 2000).
Segundo Who 1989, apud Benetti (2006), estudos epidemiológicos sobre
irrigação com esgoto não tratado ou tratados inadequadamente em culturas
agrícolas resulta em risco elevado de aquisição de doenças intestinais por
vermes e bactérias, sendo baixo, contudo, o risco com relação à vírus.
Baseada nesta informação, a organização estabeleceu recomendações para
qualidade microbiológica de esgoto tratados a serem utilizados em irrigação:
• Irrigação restrita ou irrestrita: menos de um ovo de helminto por litro;
• Irrigação irrestrita: menos de 1000 coliformes termotolerantes por 100
mililitro.
Shuval, et al 1986, apud Bastos (2003), elaboraram a seguinte classificação
para os microrganismos patogênicos em ordem decrescente, segundo sua
probabilidade de impor riscos atribuíveis à irrigação com esgotos sanitários.
• Alto risco – helmintos, nematóides intestinais humanos (A. Lumbricóides,
Trichuris trichiura, N. americanus e A. duodenale);
• Médio risco – bactérias (V. chlolerae, S. tyhi e Shigellae spp) e protozoários
(E. hystolitica, Giárdia sp, e Cryptosporidium spp);
• Baixo risco – vírus (enterovírus e vírus da hepatite).
O manejo inadequado da irrigação com esgotos sanitários pode resultar em
sérios riscos a saúde, efeitos deletérios no solo e nas plantas e em impactos
ambientais, como a lixiviação de poluentes e a contaminação das águas
subterrâneas (MANCUSO, 2003).
2.4 HIDROPONIA
Embora o termo hidroponia tenha se tornado popular apenas no século
XX, essa forma de cultivo foi divulgada há quase 400 anos, quando, em 1699,
John Woodward cultivou uma planta da família da menta em águas
provenientes de diversas fontes: chuva, rio, enxurrada, poço e água com terra.
Etimologicamente, o termo hidroponia é composto de duas palavras do grego:
Hydro que signiifca água e Phonos que significa trabalho. Assim,
rigorosamente, hidroponia seria o cultivo em meio líquido, porém, o cultivo em
substrato inerte ao qual uma solução nutritiva é aplicada também é identificado
como cultivo hidropônico (BASTOS, 2003).
Desde a sua descoberta, a hidroponia tornou-se uma técnica que já
conquistou espaço entre os agricultores brasileiros e também entre as pessoas
sem tradição agrícola, que desejam optar por outra fonte de renda.
A hidroponia é uma técnica de cultivo de plantas sem a utilização de
solo, de forma que os nutrientes minerais são fornecidos através de uma
solução nutritiva balanceada para as necessidades da planta que se deseja
cultivar. O suporte do vegetal pode se dar pelo caule, deixando as raízes
livremente submersas em solução nutritiva, ou pelas raízes, quando plantado
em material inerte (ABUJAMRA et al, 2005).
A hidroponia tem sido difundida em todo o mundo. Os aspectos
nutricionais são a base para o sucesso dos cultivos hidropônicos, nos quais os
minerais são fornecidos em soluções nutritivas adequadas a cada cultura.
Diversas composições de soluções nutritivas têm sido formuladas, em função
da cultura e da técnica hidropônica. Os esgotos, ou efluentes tratados, são
ricos em macro e micronutrientes e podem, portanto, ser utilizados como
substitutos destas soluções.
Uma das opções de cultivo em condições adversas é a utilização da
técnica da hidroponia, pois pode permitir a produção em épocas de entressafra,
explorando os melhores preços do produto em função da sazonalidade de
produção da cultura, antecipando e/ou estendendo o período de colheita,
mesmo em regiões com ou sem aptidão para o cultivo (GUSMÃO, 2000, Apud
MARY, 2005).
Atualmente, o cultivo hidropônico encontra-se difundido em todo o
mundo. No Brasil, seu emprego como meio de produção foi incrementado a
partir da década de 1980, principalmente para hortaliças (verduras folhosas,
legumes, ervas aromáticas e medicinais), plantas ornamentais e, mais
recentemente, forragem verde para nutrição animal (BASTOS 2003).
A produção de forragem hidropônica, para nutrição animal, vem tendo
aplicação crescente e boa aceitação dos pecuaristas do Nordeste e Mato
Grosso, devido as seguintes vantagens: o ciclo é curto; independe das
condições agroclimáticas; apresenta alta produtividade; dispensa o uso de
agrotóxico; dispensa os investimentos para ensilagem, fenação ou
armazenamento; além dos custos de instalação e produção serem baixos
(ABUJAMRA et al, 2005).
2.4.1 Vantagens e desvantagens da hidroponia
Segundo Bastos (2003), a hidroponia, como qualquer técnica agrícola,
possui aspectos positivos e restrições. Como vantagens ele destaca:
• Pequena demanda de área, facilitando a instalação da infra-estrutura
necessária, próxima aos locais de produção e consumo;
• Menor demanda de mão-de-obra, comparada à irrigação convencional;
• Demanda relativamente reduzida de água, com a alternativa de
recirculação;
• Aplica-se em qualquer estação do ano, com a flexibilidade de produção
fora de época; baixa dependência de adversidades climáticas e adapta-
se às mais variadas espécies;
• Melhor controle sobre a fitossanidade e nutrição vegetal;
• Permite melhor programação da produção;
• Elevada produtividade comparada à irrigação convencional, ciclos mais
curtos.
O uso de efluentes de estações de tratamento de esgotos para cultivos
hidropônicos pode propiciar as seguintes vantagens: permite a utilização de
todo ou quase todo o efluente, evitando a poluição e contaminação ambiental;
pode ser utilizado como forma de remoção de nitrogênio e fósforo, retidos na
biomassa vegetal da cultura; em casos de dificuldades de transporte dos
esgotos até campos de irrigação, viabiliza a opção de transportar o produto
cultivado em pequena área e próximo do ponto de reunião e tratamento dos
esgotos. Comparado com o aproveitamento de efluentes para irrigação,
permite melhor controle sanitário e maior flexibilidade de localização em
pequenas áreas (ABUJAMRA et al, 2005).
No entanto, vários casos de insucessos foram observados tendo-se
como os principais fatores: a) a tecnologia ainda não estar totalmente
dominada durante sua introdução; b) fertilizantes de qualidade duvidosa; c)
formulação e manejo não adequados da solução nutritiva; d) condições
climáticas adversas ao cultivo (com temperaturas muito altas etc.). Dentre
estes fatores citados, o clima tropical tornou-se um fator limitante para o uso da
hidroponia, ocorrendo diminuição da qualidade dos produtos e, em muitos
casos, perdas totais de produção. O sistema mais utilizado no Brasil é o NFT
(Nutrient Film Technique), o qual tem ganhado destaque na produção de
hortaliças, dentre os vários sistemas disponíveis, pelas suas vantagens de
praticidade e eficácia na produção (COMETTI, 2003; Apud MARY, 2005).
As principais restrições ao uso da hidroponia segundo Bastos (2003)
são:
• Limitações de porte das plantas: não há noticias de cultivo de árvores de
grande porte;
• Necessidade de mão-de-obra qualificada: controle de qualidade da água
e das condições climáticas do ambiente protegido, noções de nutrção
mineral de plantas e fitossanidade;
• Investimento inicial relativamente elevado se comparado a outras
técnicas de cultivo;
• Consumo de energia decorrente de dispositivos eletromecânicos e
possibilidade de prejuízos em razão da falta de energia elétrica em
sistemas com fluxo automático de nutrientes;
• Risco de perdas por composição estequiométrica inadequada da
solução fertilizante utilizada.
2.5 FORRAGEM
O capim-elefante (Pennisetum purpureum, Schum.) é originário da África
e foi introduzido no Brasil em meados dos anos 20 (FARIA, 1992, apud
SOBCZAK, 2004). Aparentemente só teve utilização ampla a partir da década
de 70, devido à ampliação da eletrificação rural e à difusão do uso de máquinas
picadoras de forragem.
O capim-elefante é uma espécie perene de porte ereto, de alta eficiência
fotossintética, com mecanismo de fixação de CO2 denominado de C4,
apresentando em torno de 50% a mais de produção de matéria seca (MS) do
que as plantas C3, e produzindo duas vezes mais MS por unidade de
nitrogênio (KESSLER, 1995, apud SOBCZAK, 2004). O capim elefante Pennisetum purpureum, Schum. é uma gramínea
forrageira perene, bastante utilizada sob a forma de capineira para ser cortada,
picada e fornecida aos animais no cocho. O uso do capim elefante é prática
usada na alimentação de bovinos de leite e eqüinos (SILVA et al, 2005).
Segundo Brotel et al, apud Fernandes et al (2005), o capim elefante
pode ser usado como capineira, pastejo e silagem, sendo uma das forrageiras
que mais contribuem para a produção, de leite do Brasil central como capineira.
A mensuração rápida e precisa do teor de umidade de forragens é um
procedimento importante no processo de decisão para a conservação de
alimentos volumosos. Na fermentação de forragens, conservadas como
silagem, são considerados como de grande importância a relação entre os
teores de carboidratos solúveis, os teores de umidade e o poder tampão, além
da composição química (FIGUEIREDO et al, 2004). Gramíneas tropicais, no
momento da ensilagem, apresentam normalmente baixos teores de
carboidratos solúveis e altos teores de umidade, o que dificulta a obtenção de
uma boa silagem devendo, portanto, serem corrigidos pela adição de açúcares
e elevação dos teores de matéria seca (BALSALOBRE et al. 2001), geralmente
realizada pela inclusão de alimentos com teores de matéria seca mais
elevados.
Weissbach (2002), apud Figueiredo et al (2004), enfatizou a importância
do aumento do teor de matéria seca do material a ser ensilado, que apresenta
reduzidas quantidades de carboidratos solúveis, uma vez que com este
incremento, eleva-se a sensibilidade das bactérias nocivas aos ácidos
produzidos no processo fermentativo, favorecendo assim a conservação do
material.
A determinação da proteína bruta (PB), da fibra em detergente neutro
(FDN) e de digestibilidade in vitro da matéria seca (DIVMS) assume papel
muito importante na análise do valor nutritivo das plantas forrageiras, haja vista
que esses indicadores podem influenciar direta ou indiretamente o consumo de
matéria seca pelo animal. O valor nutritivo das plantas forrageiras depende de
vários fatores, incluindo, espécie, cultivar, clima, solo e principalmente estádio
de desenvolvimento da planta (VAN SOET, apud FERNANDES, 2005).
O capim elefante responde bem às temperaturas relativamente altas (30
a 35ºC) e pode tolerar temperaturas baixas, em torno de 10ºC, antes de cessar
o crescimento (ALCANTARA et al 1980, apud FIGUEIREDO et al 2004). Por
possuir resistência a altas temperaturas este tipo de forragem é bem aceito nas
regiões semi-áridas, além das suas características nutricionais que são
bastante favorável a alimentação de animais.
CAPÍTULO 3
3.1 METODOLOGIA
Esse projeto de pesquisa tem por finalidade a redução da poluição no
Rio Jacuípe em Santo Antonio, município de São Domingos no Semi-Árido
baiano, através da utilização do reuso de efluentes domésticos tratado na
hidroponia de forragem. Além da questão ambiental tem como ponto positivo
fatores sociais e econômicos que são gerados pela utilização do efluente. Este
é Coordenado pela UFBA-Universidade Federal da Bahia, pelo GRH-Grupo de
Recursos Hídricos. Apoio da CAPES-Coordenação de Aperfeiçoamento de
Pessoal de Nível Superior.
3.1.1 Área de estudo
O experimento está localizado o distrito de Santo Antônio (110 30’de
latitude Sul e 39o37’ de longitude Oeste) pertence ao município de São
Domingos. O Município de São Domingos faz parte do Território de Identidade
do Sisal do Estado da Bahia, (Figuras 1 e 2), possui área de 251 Km²; está a
252 km da capital Salvador , limitando-se a leste com o Município de
Retirolândia, a sul com Nova Fátima e Conceição do Coité, a oeste com
Gavião, e ao Norte com Santaluz e Valente. Á margem da BA-416, que liga a
BR-324 à cidade de Valente, encontra-se o experimento. O clima regional é o
semi-árido, que apresenta, dentre suas características, irregularidade na
distribuição pluviométrica durante o ano (média pluviométrica anual local entre
400 a 600 mm) ocasionando a ausência de estação chuvosa definida,
temperatura média anual em torno de 24,0°C (máxima 29,2°C, mínima de
20,2°C) e déficit hídrico entre -20 e -40%. O risco de estiagem no município é
elevado, fazendo com que 100% de sua área esteja no Polígono das Secas
(LIMA,TANURE E RODRIGUES, 2008).
Figura 1: Localização da área de estudo
Figura 2: Localização da área de estudo em São Domingos/BA
O Polígono das Secas apresenta um regime pluviométrico marcado por
extrema irregularidade de chuvas, no tempo e no espaço. Nesse cenário, a
escassez de água constitui um forte entrave ao desenvolvimento
socioeconômico e, até mesmo, à subsistência da população, que necessitam
da qualidade e quantidade das águas de seus rios para a produção alimentícia.
O rio Jacuípe, é um rio brasileiro que banha o estado da Bahia. É um
caudaloso rio, genuinamente baiano que compõe a bacia do Paraguaçu. Tem
suas nascentes no município de Morro do Chapéu, desce sertão abaixo pelo
semi-árido ao norte do Piemonte da Chapada Diamantina, formando a bacia do
Jacuípe, banhando vários municípios da vasta região do semi-árido baiano.
Chegando ao encontro do rio Paraguaçu e daí à Baía de Todos os Santos,
onde desemboca, na região metropolitana de Salvador (VIEIRA, 2005).
3.1.2 O efluente
O efluente que será utilizado é proveniente de uma estação de
tratamento no mesmo local do experimento de hidroponia. A estação de
tratamento foi construída e estar sendo monitorada pelo estudante de mestrado
da UFBA, Rogério de Medeiros Netto.
O esgoto bruto é encaminhado a um pré-tratamento composto de grade
e caixa de areia, após passar pela caixa de areia o esgoto é direcionado para
uma caixa de sucção que será bombeado para o tanque de equalização e após
o tratamento vai para o tanque fossa séptica e filtro biológico.
O módulo de tratamento é composto de conjunto formado por uma fossa
séptica e por um filtro biológico de fluxo ascendente. Ambos têm formato de
tronco de cone e são construídos em fibra de vidro, tendo volumes de 10000L e
5000L, respectivamente (NETTO, 2010).
Após todo o tratamento o efluente é direcionado a um poço de sucção,
que será bombeado até um tanque de 5000L de polietileno. O tanque tem a
finalidade de armazenar o efluente tratado de modo que a distribuição de água
durante o processo de irrigação de milho e hidroponia sejam constantes. A
figura 3 mostra todo procedimento citado até a área de irrigação de milho e
hidroponia.
Figura 3: Croqui da área de tratamento do efluente, irrigação e hidroponia
A coleta do efluente para se avaliar a eficiência do tratamento e o aporte
de nutrientes está sendo feita semanalmente pelo mestrando Rogério de
Medeiros Netto. As análises estão sendo feitas no Laboratório Central da
Empresa Baiana de Águas e Saneamento (Embasa), compreendendo os
seguintes parâmetros: Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO); Demanda
Química de Oxigênio (DQO); Sólidos Suspensos Totais (SST); Sólidos
Dissolvidos Totais (SDT); Potencial Hidrogeniônico (pH); Fósforo Total;
Nitrogênio Total; Condutividade Elétrica; Coliformes termotolerantes.
3.1.3 O experimento
Para a produção da forragem hidropônica com esgoto tratado e com
solução nutritiva, foi empregada a técnica de domínio do PROSAB 2003,
adaptando as nossas condições e local.
O experimento hidropônico será realizado com 6 (seis) canteiros a céu
aberto, cada um com 2,0m x 1,0m feitos com fibra de vidro e construídos com
declividade de 4% no sentido longitudinal, para propiciar um bom escoamento,
evitando o acúmulo de água, conseqüentemente possíveis doenças a planta,
sendo que estes canteiros receberão um suporte (palha de milho) para
propiciar umidade do plantio. A palha de milho que será utilizada será provida
do cultivo de milho do estudante Rogério de Medeiros, face da disponibilidade
e custo.
Destes 6 (seis) canteiros, 4 (quatro) serão utilizados com o efluente
tratado pelo sistema fossa séptica e filtro biológico (projeto Rogério) e dois
serão utilizado com água mais a solução nutritiva própria para o cultivo de
forragem. Será adotada a solução usada para a produção de forragem de milho
hidropônico recomendada pela EMATER/RN. Dos 4 (quatro) canteiros, 2 (dois)
irá trabalhar em sistema aberto, e 2 (dois) em sistema fechado com
recirculação do efluente.
Sendo assim serão instalados 3 (três), tipos de tratamento, conforme a
tabela 1. Este trabalho visa avaliar o desenvolvimento da forragem em relação
ao uso de efluente e ao substrato utilizado.
Tabela 1: Tipos de tratamentos do reuso
Tratamentos Canteiros
T 1 Substrato, alimentado com solução nutritiva, sistema
fechado
T2 Substrato, alimentado com esgoto tratado, sistema
fechado
T3 Substrato, alimentado com esgoto tratado, sistema aberto
Antes do plantio é feita a hidratação e a pré-germinação, que consiste
em deixar as sementes submersas em água potável durante 24 horas. Em
seguida coloca-se a semente hidratada para escorrer por 48 horas, em local
arejado e escuro (processo de pré-germinação). Dentro deste período de 48
horas, a forragem é mergulhada em água potável por aproximadamente 1
minuto. Após as próximas 24 horas as plântulas estão prontas para o plantio,
distribuindo-se as mesmas nos canteiros. A densidade de plantio será de 3,0Kg
de semente de forragem por metro quadrado. As variações ao turno de rega
será de 1min irrigando com intervalo de 3h, com vazão de 2L/min (ABUJAMRA
et al, 2005).
Durante todo o experimento serão realizadas análises no efluente para
caracterizar e monitorar alguns parâmetros físico-químicos de importância,
entre eles: Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO); Demanda Química de
Oxigênio (DQO); Sólidos Suspensos Totais (SST); Sólidos Dissolvidos Totais
(SDT); Potencial Hidrogeniônico (pH); Fósforo Total; Nitrogênio Total;
Condutividade Elétrica; Coliformes termotolerantes.
Após a colheita da forragem serão avaliados os seguintes parâmetros:
altura média das plantas, a qual será medida semanalmente, produção de
matéria verde e matéria seca e produtividade (expressa em Kg FHM/Kg de
milho e Kg FHM/m²) (ABUJAMRA, 2005). As plantas serão colhidas, separadas
em parte aérea e raízes e pesadas em balança de precisão (0,01 g), para
obtenção da massa de matéria fresca. A parte aérea e as raízes serão
submetidas à pré-secagem e, posteriormente, levadas a estufa com circulação
de ar à temperatura de 700C durante 96 horas, para obtenção das respectivas
massas de matéria seca, também por meio de pesagem (MENDES, 2010).
3.2 CRONOCRAMA
ATIVIDADES ANO 2011
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
1. Revisão Bibliográfica
X X X X X X X X X X X
2. Compras de equipamentos
X x
3. montagem da estrutura hidropônica
X
4. Plantio X x
5. Monitoramento do efluente
x X x x X X X X X X
6. Análise do plantio X x x x X x x x x
7. Seminário X
8. Análise dos dados x x x x x x
9. Defesa de dissertação
X
3.3 VIABILIDADE
O planejamento de projetos de irrigação com esgoto tratado requer uma
análise cuidadosa de viabilidade técnica, econômica, social e ambiental
(HESPALHOL, 1997).
Observa-se que o volume de esgoto gerado, e que é direcionado ao rio
jacuípe (rio intermitente), é de grande carga poluidora, principalmente por este
ser um rio intermitente, não conseguindo dissolver toda esta carga poluidora.
Viabilidade técnica: espera-se que a qualidade do efluente seja
compatível com a legislação que permite o uso de esgoto tratado em
determinadas culturas agrícolas, sendo a cultura proposta uma forrageira para
alimentação animal, pois o volume de esgoto tratado será suficiente para a
hidroponia e outros fins agrícolas.
Viabilidade política e social: Quanto a percepção do público,
principalmente agricultores para a utilização do reuso, ainda é muito restrita,
muitos tem medo de uma possível contaminação dos alimentos, mas se
tratando de forragem muitos se sentem seguros para a utilização. Como se
trata do semi-árido o reuso é uma alternativa na irrigação de determinadas
culturas, uma forma de alimentar o gado, cabra, bode principalmente nos
períodos mas secos do ano.
Viabilidade econômica: O sistema implantado é simples, prático e
barato. Que trará impactos positivos ao meio ambiente, principalmente aos rios
da região que com o tempo se tornarão, mas limpos. E a viabilidade de se ter
um efluente para irrigação de determinadas culturas, proporcionando produção,
produtividade.
3.4 RESULTADOS ESPERADOS
Espera-se com esse projeto, contribuir com a diminuição da poluição do
rio jacuípe e com os produtores, na possibilidade da utilização de água de
qualidade inferior para o desenvolvimento, produção e produtividade da
forragem e nutrição animal. Segurando-os quanto aos benefícios e eficiência
do reuso, sem receios quanto à contaminação do solo, fontes hídricas e saúde
do produtor.
3.5 ORÇAMENTO
Materiais Quantidade Valor
unitário
Valor Total
Semente de forragem capim
elefante
1 saco de
60Kg
Canteiros de fibra de vidro 6 652,50 3.915,00
Reservatórios de fibra de vidro 2 de 1000L 1.566,00 3.132,00
Montagem da estrutura
hidropônica
2.150,00 2.150,00
Calhas 3 228,33 685,00
Solução nutritiva
Aparelho medidor de: pH,
condutividade, temperatura, SDT
1 595,60 595,60
Eletrodo de substituição 1 127,70 127,70
Solução padrões para calibragem
de condutividade
1 48,95 48,95
Solução padrões para calibragem
SDT
1 75,65 75,65
Soluções padrões para
calibragem de pH
1 18,00 18,00
Solução de limpeza para aparelho 1 37,00 37,00
TOTAL
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