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