O documento discute o trabalho da Embrapa em saneamento básico rural no Brasil, incluindo tecnologias como a fossa séptica biodigestora e o clorador Embrapa. Essas tecnologias fornecem soluções de baixo custo para tratar esgoto e água em áreas rurais, melhorando a saúde pública e permitindo a reciclagem de nutrientes na agricultura. O documento também descreve a instalação e funcionamento dessas tecnologias, além de seus benefícios validados e parceiros na disseminação.

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. 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. 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. 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. • Fossa negra
• percolação do chorume
• contaminação do lençol freático

6. Imagem: www.infoescola.com

7. E como as tecnologias
desenvolvidas pela Embrapa
podem ajudar neste contexto?
TECNOLOGIAS SOCIAIS

8. SANEAMENTO BÁSICO RURAL
Embrapa Instrumentação

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. 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. 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. 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. CLORADOR EMBRAPA

14. Contaminação da água subterrânea

15.  Contaminação de Poços (Biológica)
CETESB, 2004
Porcentagem de amostras com presença de coliformes totais e coliformes
termotolerantes.

16. CLORADOR EMBRAPA
Sistema para facilitar a cloração da água
armazenada nas caixas d´água
Custo do material para instalação:
~ R$ 50,00

17. Características da água a ser clorada
• Aspecto límpido
• Baixa concentração de matéria orgânica
dissolvida para evitar a formação de
organoclorados.

18. Esquema representativo do Clorador Embrapa, com destaque para seus componentes.

19. Instalação do Clorador Embrapa na rede de captação de água.

20. QUE CLORO UTILIZAR?
• Cloro Granulado
• Hipoclorito de Cálcio 65% (cloro ativo)

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. QUANDO USAR O CLORO?
• Diariamente, mesmo que não use a água
• No início da manhã

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. Fossa Séptica Biodigestora

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. 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. 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. Instalação
Módulos de fermentação Módulo de armazenamento

29. Entrada
Saída
Detalhe do interior de um dos módulos de fermentação. Foto de Valentim
Monzane
Fossa Séptica Biodigestora

30. Vedação das caixas da Fossa Séptica Biodigestora com borracha macia.
Foto de Valentim Monzane.

31. a) Válvula de retenção de PVC. Foto de Lucas Domingues, b) Desenho esquemático
da válvula de retenção de Valentim Monzane.
A B

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. Fossa Séptica Biodigestora com destaque para sistema
de alívio de gases. Foto de Valentim Monzane.

35. Aspecto do efluente gerado
- Líquido
- sem odores
desagradáveis
- Não procria baratas,
escorpiões, ratos, etc.

36. 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

37. 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%)

38. ~20 dias
Efluente
tratado
Adubo
orgânico

39. Uso do efluente tratado na agricultura
Vantagens e Limitações

40. 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

41. 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

42. Efluente na citricultura
Cooperação com Eng. ROGÉRIO GIACON DEGASPARI
Faz. Sta. Tereza
Prof. EDSON DOS SANTOS ETEC Astor de Mattos Carvalho

43. 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

44. 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.

45. ● 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.:

46. 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

47. 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

48. 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

50. Fotos de pés de graviola. a) Aplicação de adubação química e b) aplicação do efluente
o biodigestor.

51. Pé de Graviola da Sra. Raimunda
Cacho de Bananas do Sr. Zé
Borracheiro

52. 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

53. • 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:

54. JARDIM FILTRANTE
O QUE É E COMO FUNCIONA

55. ÁREAS ALAGADAS NATURAIS

56. Várzea / Brejo

57. Pântano

58. Manguezal

59. As áreas alagadas exercem um
importante papel nos ecossistemas,
por meio da depuração fisico-química
e reciclagem de nutrientes dos
sistemas aquáticos

60. Macrófitas Aquáticas

61. Macrófitas flutuantes
Salvinia molesta
E. crassipes (Aguapé)

62. Macrófitas submersas com folhas
enraizadas
Victoria amazonica (Vitória Regia)

63. Macrófitas submersas
Aponogeton crispus

64. Macrófitas submersas com folhas
flutuantes
Eleocharis calva Taboa (Typha domingensis)

65. 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

66. 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.

67. Jardim Filtrante
Esquema de um corte da proposta de jardim filtrante com macrófitas emergentes.

68. Jardim Filtrante
Esquema representativo do sistema de tratamento de esgoto proposto.

69. 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.

70. 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.

71. Jardim Filtrante
Esquema de um corte da proposta de jardim filtrante com macrófitas emergentes.

72. 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.

73. Detalhes do jardim filtrante
Proposta de dimensões do Jardim Filtrante

74. Detalhes do jardim filtrante

75. Jardim Filtrante

76. Jardim Filtrante

77. Jardim Filtrante

78. Jardim Filtrante

79. Jardim Filtrante

80. Jardim Filtrante

81. Jardim Filtrante

82. Jardim Filtrante
Controlador de nível da água do jardim filtrante (monge)

83. Jardim Filtrante
Detalhe da saída do efluente com o sistema de controle do nível da água do jardim
filtrante

84. Jardim Filtrante

85. Jardim Filtrante

86. Jardim Filtrante / Wetland

87. 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

88. 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);
• ...

89. (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

90. Divulgação
Revista em
Quadrinhos
Folder Vídeo Perguntas e
respostas
sac@cnpdia.embrapa.br

91. 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

92. 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

93. Agradecimentos

94. Agradecimentos

95. Antônio Pereira de Novaes
Criador da Fossa Séptica
Biodigestora e do
Clorador Embrapa

96. wilson.lopes-silva@embrapa.br