Apresentação sobre Jardins Flutuantes

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Apresentação sobre Jardins Flutuantes

  1. 1. O trabalho em saneamento básico rural desenvolvido na Embrapa Wilson Tadeu Lopes da Silva Embrapa Instrumentação wilson.lopes-silva@embrapa.br São Paulo - SP 26 de Fevereiro de 2013
  2. 2. Atualmente está dividido em: • 69 % é destinada à irrigação • 12% à produção animal • 7% aos processos industriais • 12 % ao consumo humano. Uso da água no Brasil Fonte: ANA-Conjuntura, 2011
  3. 3. Percentual do número de pessoas com tratamento de esgoto no país e percentual das mortes associadas a doenças diarréicas: período de 1991 a 2007 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 0 5 10 15 20 25 1991 1992 1993 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2004 2005 2006 2007 Populaçãorural com esgoto(%) Mortalidade pordoençasdiarréicas (%) Populaçãourbanacom esgoto %populaçãorural/mortalidade %dapopulaçãourbana Fonte: IBGE / Pesquisa Nacional por Amostra de Domicílios – PNAD, 2011a.
  4. 4. o Rede Coletora + Fossa Séptica 24 % o Fossa rudimentar 40,7%  Na área rural (~32 milhões de habitantes*): *IBGE, PNAD, 2011. Situação atual – Esgotamento Sanitário
  5. 5. • Fossa negra • percolação do chorume • contaminação do lençol freático
  6. 6. Imagem: www.infoescola.com
  7. 7. E como as tecnologias desenvolvidas pela Embrapa podem ajudar neste contexto? TECNOLOGIAS SOCIAIS
  8. 8. SANEAMENTO BÁSICO RURAL Embrapa Instrumentação
  9. 9. Filosofia • Tecnologias simples e eficientes • Grande participação feminina na adoção e difusão das tecnologias • Necessitam de poucos insumos externos para resultados adequados • Sistemas biológicos (exceto clorador) • Harmonização dos sistemas de tratamento com o ambiente (quebra de paradigma) • Reciclagem segura de nutrientes e água na agricultura • Fácil apropriação pelo agricultor • Custos de instalação e manutenção acessíveis
  10. 10. Tecnologias de Saneamento Básico • Fossa Séptica Biodigestora (5000 unidades instaladas, prêmio fundação BB de Tecnologia Social (2003) e prêmio Mercocidades (2011) • Clorador Embrapa (baixíssimo custo de instalação, prêmio Fundação BB de Tecnologia Social (2003) – juntamente com a Fossa Séptica Biodigestora). • Biodigestor para pequenas comunidades rurais (saneamento ambiental com bioenergia) • Jardim Filtrante (tratamento da água cinza)
  11. 11. Parceiros na divulgação e instalação • Fundação Banco do Brasil – Banco de Tecnologias Sociais • Ministério do Desenvolvimento Agrário / Incra • Coordenadoria de Assistência Técnica Integral (CATI) • Fundação Cargill • Emater: PR, RS, etc. • Centro Paula Souza • Comitês de Bacias Hidrográficas • Universidades
  12. 12. Histórico • Início dos estudos no ano 2000 (Fossa Séptica Biodigestora) • Validação da Fossa Séptica Biodigestora e Clorador (Saneamento Básico Rural) • Prêmio Fundação BB de tecnologia social (2003) • Início dos estudos com biodigestores para pequenas comunidades (2007) • Início dos estudos com Jardim Filtrante (2011) • Prêmio Mercocidades (2011) • 2012 - Unidades instaladas da Fossa Séptica Biodigestora em todo o território nacional (de Macapá a Pelotas, de Rio Branco a Aracajú).
  13. 13. CLORADOR EMBRAPA
  14. 14. Contaminação da água subterrânea
  15. 15.  Contaminação de Poços (Biológica) CETESB, 2004 Porcentagem de amostras com presença de coliformes totais e coliformes termotolerantes.
  16. 16. CLORADOR EMBRAPA Sistema para facilitar a cloração da água armazenada nas caixas d´água Custo do material para instalação: ~ R$ 50,00
  17. 17. Características da água a ser clorada • Aspecto límpido • Baixa concentração de matéria orgânica dissolvida para evitar a formação de organoclorados.
  18. 18. Esquema representativo do Clorador Embrapa, com destaque para seus componentes.
  19. 19. Instalação do Clorador Embrapa na rede de captação de água.
  20. 20. QUE CLORO UTILIZAR? • Cloro Granulado • Hipoclorito de Cálcio 65% (cloro ativo)
  21. 21. COMO USAR O CLORO • Quantidade: 1,5 a 2 g /1000 Litros de água – Uma colher de café rasa • Equivale a 1 a 1,5 mg/L de cloro • 30 minutos depois a água está pronta para o uso
  22. 22. QUANDO USAR O CLORO? • Diariamente, mesmo que não use a água • No início da manhã
  23. 23. Nestas condições, atende a Portaria 2914/2011 do Min. da Saúde • Água de abastecimento deve ter 0 de coliformes termotolerantes • Concentração de cloro ativo entre 0,5 e 2 mg L-1, com um número não menor que 0,2 mg L-1, para ser considerada clorada.
  24. 24. Fossa Séptica Biodigestora
  25. 25. Fossa Séptica Biodigestora - Sistema de tratamento de esgoto sanitário rural, evitando a contaminação de água e solo por coliformes fecais. - Este sistema também produz um efluente orgânico para utilização em plantas perenes. - Custo acessível e instalação (~ R$ 1500,00) e manutenção simples.Prêmio Fundação Banco do Brasil de Tecnologia Social – 2003 Prêmio Mercocidades - 2011
  26. 26. Fossa Séptica Biodigestora Como funciona? - biodigestão anaeróbia; - Somente esgoto do vaso sanitário; - Inoculante: 5 litros de esterco bovino/mês; - Casa com até 5 pessoas Caixa 1 Caixa 2 Caixa 3 Válvula de retenção
  27. 27. Moléculas Orgânicas Complexas I Bactérias Hidrolíticas Acidogênicas II Bactérias Heteroacetogênicas Ácidos orgânicos, Compostos neutros IIIa Bactérias Metanogênicas Utilizando H2 e CO2 IIIb Bactérias Metanogênicas Utilizando CH3COOH H2O + CH4 CO2 + CH4 H2 e CO2 Acetato
  28. 28. Instalação Módulos de fermentação Módulo de armazenamento
  29. 29. Entrada Saída Detalhe do interior de um dos módulos de fermentação. Foto de Valentim Monzane Fossa Séptica Biodigestora
  30. 30. Vedação das caixas da Fossa Séptica Biodigestora com borracha macia. Foto de Valentim Monzane.
  31. 31. a) Válvula de retenção de PVC. Foto de Lucas Domingues, b) Desenho esquemático da válvula de retenção de Valentim Monzane. A B
  32. 32. Bactérias presentes no rumem bovino (RUIZ, 1992) Tipos de Bactérias Nomes Celulolíticas Bacteróides succinogenes, Ruminococus flavefaciens, Ruminococus albus, Ruminococus Butyrivibrio fibrisolvens Hemicelulolítica Butyríbrio fibrisolvens, Bacteróide ruminícola, Ruminococus sp. Pectinolíticas Butyvíbrio fibrisolvens, Bacteróides ruminícola, Lachnospira multiparus, Succinivibrio dextrinosolvens, Treponema bryantii, Streptococus bovis Amilolíticas Bacteróide amylophilus, Streptococus bovis, Succimimonas Amylolitica, Bacteróide ruminícola Ureolíticas Succinivibrio dextrinosolvens, Selenomonsas sp., Bacteróide ruminícola, Ruminococus bromii, Butivibrio sp., Treponema sp. Por que utilizar esterco bovino?
  33. 33. Fossa Séptica Biodigestora com destaque para sistema de alívio de gases. Foto de Valentim Monzane.
  34. 34. Aspecto do efluente gerado - Líquido - sem odores desagradáveis - Não procria baratas, escorpiões, ratos, etc.
  35. 35. Parâmetros físico-químicos das amostras de efluente da última caixa Parâmetros 2B3 3B3 2FSC3* CONAMA 357** pH 8,67 8,61 7,73 6-9 Turbidez (UNT) 13,8 19,2 11,2 20 DQO* (mgO2 L-1) 605 528 252 4 DBO5* (mgO2 L-1) 191 316 153 10 N-NO3 (mgN L-1) 0,66 3,27 3,31 10 N-NH4 (mgN L-1) 517 427 269 20 N.Total (mgN L-1) 568 541 287 30 Fosfato Total (mgPO4 -3 L-1) 78 7 14 0,15 Óleo / Graxa (mg L-1) 67 28 39 70 SST* (mg L-1) 134 130 66 SSV* (mg L-1) 122 120 64 SSF* (mg L-1) 12 10 2 Condutividade (dS cm-1) 4,63 2,98 2,62 * Amostras: O – Sistema inoculado com esterco ovino, Fazenda Morro Verde; B – Sistema inoculado com esterco bovino, Sítio Aparecida; FSC – Fazenda Santa Cândida (inoculante esterco bovino) ; os números iniciais 2, 3 referem-se, respectivamente à ordem das coletas (07/2006 e 10/2006). DQO – Demanda Química de Oxigênio; DBO5 – Demanda Bioquímica de Oxigênio; SST – Sólidos Suspensos Totais; SSV – Sólidos Suspensos Voláteis; SSF – Sólidos Suspensos Fixos. **Para lançamento em corpos d´água classe 2
  36. 36. Fossa Séptica Biodigestora • Coliformes Totais na entrada: 105 – 107 UFC / 100 mL • Coliformes Totais na saída: 103 – 104 UFC / 100 mL (Eficiência de remoção: 98%) • Coliformes Termotolerantes na entrada: 105 – 106 UFC / 100 mL • Coliformes Termotolerantes na saída: 101 – 104 UFC / 100 mL (Eficiência de remoção: 95%)
  37. 37. ~20 dias Efluente tratado Adubo orgânico
  38. 38. Uso do efluente tratado na agricultura Vantagens e Limitações
  39. 39. pH 8,0-8,5 Nitrogênio Total (mg / L) ~ 500 Fósforo Total (mg fosfato / L) ~ 50 Potássio (mg / L) ~ 100 Carbono (mg / L) ~ 240 Características químicas do efluente do ponto de vista de macronutrientes
  40. 40. Resultados – Micronutrientes solúveis e Sódio Amostras de efluente da terceira caixa: média de 3 coletas. FSC3 1O3 2O3 3O3 1B3 2B3 3B3 0 50 100 150 200 250 300 mgL -1 Na K P Ca Mg FSC3 1O3 2O3 3O3 1B3 2B3 3B3 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 mgL -1 Fe Mn Zn Cu
  41. 41. Efluente na citricultura Cooperação com Eng. ROGÉRIO GIACON DEGASPARI Faz. Sta. Tereza Prof. EDSON DOS SANTOS ETEC Astor de Mattos Carvalho
  42. 42. Resultados solo a 20 cm Testemunha Tratamento 01 30L/planta Tratamento 02 60 L/planta Tratamento 03 120L/planta pH CaCl 4.4 4.6 6 6.1 MO g/dm3 9 7 7 7 Fósforo mg/dm3 18 25 63 52 Potássio mmolc/dm3 3.5 2.3 2.5 2.5 Cálcio mmolc/dm3 8 12 43 30 Magnésio mmolc 2 10 15 15 Alumínio mmolc/ 5 3 0 0 Soma bases mmocl/ 14 24 61 48 CTC mmolc/ 30 44 74 62 Fertilidade V% 45 55 82 77 Enxofre mg/dm3 28 * * * Ferro mg/dm3 19 18 25 19 Manganês mg/dm3 5.8 11.4 8.2 5.4 Zinco mg/dm3 0.6 0.3 0.7 0.2 Cobre mg/dm3 0.8 0.7 0.9 0.7 Boro mg/dm3 0.34 0.61 0.65 0.61
  43. 43. EFLUENTE DE ESGOTO TRATADO PARA USO EM IRRIGAÇÃO – Efeito do excesso de aplicação na Matéria Orgânica do solo Santos et al., Eclética Química, 2009 SI: Sem irrigação, 100: 100% capacidade de campo ... 200: 200 % capacidade de campo.
  44. 44. ● melhora o estado de agregação das partículas do solo; ● diminui a densidade; ● aumenta a aeração; ● capacidade de retenção de água; ● aumenta o poder tampão do solo; Matéria Orgânica (M.O.) Logan et al., 1996. Os resíduos provenientes do tratamento de esgoto são ricos em M.O.:
  45. 45. Uso do efluente tratado no Solo  Fazenda Santa Cândida  Latossolo Vermelho/Amarelo – fase arenosa  Plantação de goiaba (250 Ton/ano em 20 ha)  Adubação mineral/efluente – 50L/planta a cada 3 meses  Coleta em agosto/2006  Adubados com efluente e NPK, solo sem efluente e de mata  0-10; 10-20 e 20-40 cm
  46. 46. Aplicação no solo: pH e Condutividade ✔ Maior valor de pH na camada de 0-10cm; ✔ Calagem; ✔ Condutividade – teor de sais; ✔ Não observou-se excesso de sais nos solos analisados; ✔ 0,0-2,0 dS/m, os efeitos de salinidade são geralmente negligenciáveis. Tomé Jr., 1997. 0-10cm 10-20cm 20-40cm CE 0,18 ± 0,01 0,14 ± 0,01 0,12 ± 0,01 NPK 0,20 ± 0,00 0,11 ± 0,01 0,10 ± 0,01 SE 0,17 ± 0,01 0,19 ± 0,01 0,15 ± 0,03 M 0,33 ± 0,00 0,20 ± 0,01 0,19 ± 0,01 Condutividade a 25ºC (dS/m) Amostra CE – com efluente; NPK – nitrogênio, fósforo e potássio; SE – sem efluente; M – mata. 0-10cm 10-20cm 20-40cm CE 5,15 ± 0,01 4,59 ± 0,01 4,68 ± 0,01 NPK 4,81 ± 0,01 4,40 ± 0,01 4,47 ± 0,01 SE 4,84 ± 0,01 4,81 ± 0,01 4,91 ± 0,01 M 3,57 ± 0,01 3,64 ± 0,01 3,73 ± 0,01 Amostras pH
  47. 47. Carbono Total CE NPK M 0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 %C 0-10 cm 10-20 cm 20-40 cm
  48. 48. Fotos de pés de graviola. a) Aplicação de adubação química e b) aplicação do efluente o biodigestor.
  49. 49. Pé de Graviola da Sra. Raimunda Cacho de Bananas do Sr. Zé Borracheiro
  50. 50. Portanto: • Uso do efluente tratado deve ser feito como fertilizante. • O uso deve ocorrer somente no solo • O cálculo da dosagem pode ser feito em função da quantidade de nitrogênio (nutriente em maior quantidade) e complementado com outros elementos
  51. 51. • O efluente não deve ser utilizado como única fonte de água para uma planta • Excesso de aplicação pode provocar salinização e lixiviação do excesso de nutrientes • O manuseio do efluente deve ser feito com luvas, calças e calçados fechados Portanto:
  52. 52. JARDIM FILTRANTE O QUE É E COMO FUNCIONA
  53. 53. ÁREAS ALAGADAS NATURAIS
  54. 54. Várzea / Brejo
  55. 55. Pântano
  56. 56. Manguezal
  57. 57. As áreas alagadas exercem um importante papel nos ecossistemas, por meio da depuração fisico-química e reciclagem de nutrientes dos sistemas aquáticos
  58. 58. Macrófitas Aquáticas
  59. 59. Macrófitas flutuantes Salvinia molesta E. crassipes (Aguapé)
  60. 60. Macrófitas submersas com folhas enraizadas Victoria amazonica (Vitória Regia)
  61. 61. Macrófitas submersas Aponogeton crispus
  62. 62. Macrófitas submersas com folhas flutuantes Eleocharis calva Taboa (Typha domingensis)
  63. 63. Áreas alagadas artificiais (Jardins Filtrantes, wetlands, etc.) • Simulam áreas alagadas naturais • São utilizadas no tratamento de esgoto • Plantas e microorganismos trabalham juntas na depuração da água
  64. 64. Jardim filtrante no saneamento básico rural proposto • É colocado como uma forma complementar à Bossa Séptica Biodigestora • A Fossa Séptica Biodigestora trata a “água negra” (vaso sanitário) e o Jardim Filtrante trata a “água cinza” (Pia, chuveiro, tanque, etc.) • Efluente da Fossa Séptica Biodigestora que não for utilizado na agricultura também será desviado para o Jardim Filtrante.
  65. 65. Jardim Filtrante Esquema de um corte da proposta de jardim filtrante com macrófitas emergentes.
  66. 66. Jardim Filtrante Esquema representativo do sistema de tratamento de esgoto proposto.
  67. 67. Detalhes do jardim filtrante • A areia e a brita agem como filtros físicos para material particulado. • Usa-se areia grossa e brita número 2 ou 3. • Antes da entrada no jardim filtrante, colocar uma caixa de gordura. • Anterior à caixa de gordura, deve-se colocar uma caixa de decantação • O nível da água deve ser ligeiramente abaixo do nível da areia, para evitar a proliferação de mosquitos e odores.
  68. 68. Detalhes do jardim filtrante • O local deve ser impermeabilizado com uma geomembrana (PVC, EPDM, etc.) • As plantas agem como absorventes de nutrientes e contaminantes • As plantas escolhidas devem ser preferencialmente nativas da região onde o sistema está instalado. • Escolher também plantas que produzam flores para que o ambiente seja visualmente agradável.
  69. 69. Jardim Filtrante Esquema de um corte da proposta de jardim filtrante com macrófitas emergentes.
  70. 70. Detalhes do jardim filtrante • A área superficial do jardim filtrante mínima é de 1 m2 / habitante • O manejo das plantas deve ser feito para minimizar se reproduzam desenfreadamente e saturem o sistema. • A água que sai do sistema deve ser descartada.
  71. 71. Detalhes do jardim filtrante Proposta de dimensões do Jardim Filtrante
  72. 72. Detalhes do jardim filtrante
  73. 73. Jardim Filtrante
  74. 74. Jardim Filtrante
  75. 75. Jardim Filtrante
  76. 76. Jardim Filtrante
  77. 77. Jardim Filtrante
  78. 78. Jardim Filtrante
  79. 79. Jardim Filtrante
  80. 80. Jardim Filtrante Controlador de nível da água do jardim filtrante (monge)
  81. 81. Jardim Filtrante Detalhe da saída do efluente com o sistema de controle do nível da água do jardim filtrante
  82. 82. Jardim Filtrante
  83. 83. Jardim Filtrante
  84. 84. Jardim Filtrante / Wetland
  85. 85. 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 Turbidez(UNT) Ponto de coleta 1ª coleta 2ª coleta 3ª coleta 4ª coleta -120,0 -100,0 -80,0 -60,0 -40,0 -20,0 0,0 20,0 40,0 60,0 80,0 100,0 120,0 Potencialredox(mV) Ponto de coleta 1ª coleta 2ª coleta 3ª coleta 4ª coleta 0,00 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50 3,00 3,50 Condutividade(mS/cm) Ponto de coleta 1ª coleta 2ª coleta 3ª coleta 4ª coleta 0,0 5,0 10,0 15,0 20,0 25,0 30,0 Temperatura(°C) Ponto de coleta 1ª coleta 2ª coleta 3ª coleta 4ª coleta
  86. 86. E como a sociedade ganha? • Redução da incidência de doenças fecorais; • Redução de dias de trabalho perdidos por afastamento devido a doenças fecorais; • Diminuição da poluição nos recursos hídricos; • Reciclagem de água e nutrientes na agricultura – redução da demanda por recursos naturais • Diminuição dos custos de tratamento de água nos centros urbanos; • Ganhos econômicos diretos (aumento de renda da propriedade rural); • Ganhos econômicos indiretos (aumento de renda de fornecedores de material e de mão de obra); • ...
  87. 87. (5) Impacto no PIB, no emprego, na balança comercial e outras, para: os principais setores envolvidos (saúde pública; pescado; fertilizantes; produção agropecuária) e em toda economia do país. Milhõesdereais Emprego (número) 51.473 A cada R$1,00 investido retorna R$4,60 para a sociedade Fonte: Cinthia Cabral da Costa – Embrapa Instrumentação
  88. 88. Divulgação Revista em Quadrinhos Folder Vídeo Perguntas e respostas sac@cnpdia.embrapa.br
  89. 89. Apoios na divulgação do sistema • Fundação Banco do Brasil / Banco de Tecnologias Sociais • Ministério do Desenvolvimento Agrário / INCRA • CATI • Sítio S. João / Amigos do Ribeirão Feijão • Centro Paula Souza / ETEC Astor de Mattos Carvalho • Fundação Cargill / USAID • SOBLOCO / Fazenda Sta. Cândida • Pref. Municipal de São Carlos / Horta Municipal • UFT/CNPq, USP/Petrobrás • Prefeituras • Comitês de Bacias Hidrográficas
  90. 90. Agradecimentos • Ladislau Martin-Neto • Flávio Marchezin • Adriana Soares Faustino • Natália Galindo • Letícia Franco • Lílian F. de A. Martelli • Joana C. Silva • Terezinha Arruda • Luciana Poppi • Sandra Protter Gouvea • Márcia Toffani • Lourenço Magnoni Jr. • Edilson Fragalle • Marcelo Simões • Joana Bresolin • Débora Milori • João Clemente • Aleudo Santana • Gilberto Morceli (in memorian) • Gilberto Santiago
  91. 91. Agradecimentos
  92. 92. Agradecimentos
  93. 93. Antônio Pereira de Novaes Criador da Fossa Séptica Biodigestora e do Clorador Embrapa
  94. 94. wilson.lopes-silva@embrapa.br

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