ANÁLISE DA INFLUÊNCIA DA APLICAÇÃO DE
VINHAÇA NO SOLO ATRAVÉS DE MÉTODO DE
PROSPEÇÃO GEOELÉTRICO
JOSE RODRIGO DOS SANTOS SILVA
Instituto Federal de Goiás (Campus Goiânia) - Programa de Pós-Graduação
em Tecnologia de Processos Sustentáveis (PPGTPS)
FABIANA FERNANDES FERREIRA DE GODOI; FRANCISCO DE ASSIS PROFETA;
ANTONIO MARCELINO DA SILVA FILHO; SÉRGIO BOTELHO
DE OLIVEIRA; WESLEY PACHECO CALIXTO; AYLTON JOSE ALVES; MARIA CAROLINA
DA CRUZ MIRANDA
2014
2
Introdução
Vinhaça
A vinhaça é um líquido de cor marrom escuro, de natureza ácida, elevada
Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO), corrosivo e altamente poluidor.
MATÉRIA
ORGÂNICA
75%
ÁGUA
93%
SÓLIDOS
7%
MINERAIS
25%
Figura 1. Composição da vinhaça.
Fonte: LUDOVICE (1997)
3
Introdução
Devido ao estímulo à produção de álcool como combustível, as áreas de
produção de cana-de açúcar (Saccharum sp.) vêm aumentando
continuamente. Concomitantemente ao aumento da produção de álcool, é
também acrescida a produção de vinhaça, um subproduto oriundo da sua
fabricação (SILVA; GRIEBELER; BORGES, 2006).
4
Introdução
Figura 2. Aplicação de vinhaça no solo.
5
Introdução
Aplicação de vinhaça no solo
A matéria orgânica e os teores significativos dos macronutrientes, como o
nitrogênio, fósforo e potássio, fazem com que a vinhaça seja um substituto
economicamente viável quando comparado com fertilizantes químicos,
proporcionando as indústrias sucroalcooleiras cortes nos gastos com adubos
químicos no cultivo de cana-de-açúcar (MORO et al., 2011).
6
Introdução
Os efeitos da vinhaça no solo podem ser:
a)  elevação do pH;
b)  aumento da disponibilidade de alguns íons;
c)  aumento da capacidade de troca catiônica (CTC);
d)  aumento da capacidade de retenção de água;
e)  melhoria da estrutura física do solo;
f)  aumento da população e atividade microbiana no solo (GLÓRIA;
ORLANDO FILHO,1983).
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Introdução
Impactos da aplicação de vinhaça no solo
Grandes doses de vinhaça podem ter um impacto severo no solo e nas
águas superficiais e subterrâneas, causando alterações no comportamento
do solo e pode gerar problemas de salinização (DA CRUZ et al., 2008).
Devido a composição química da vinhaça, esta pode influenciar na
condutividade elétrica do solo, que serve portanto como indicador da
presença desse efluente.
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Introdução
Os métodos geoelétricos apresentam-se como uma importante
ferramenta de investigação indireta da subsuperfície do solo,
não destrutiva e de baixo custo quando comparada com as
técnicas diretas de investigação.
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Introdução
MÉTODO DA ELETRORESISTIVIDADE
Arranjo de Wenner
Figura 3. Esquema do método de medida de resistividade elétrica com o arranjo de 4
eletrodos: eletrodos de corrente C1 e C2 ; eletrodos de potencial P1 e P2 e “a” o
espaçamento entre os eletrodos.
Fonte: EMBRAPA (2009)
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Introdução
MÉTODO DA ELETRORESISTIVIDADE
Resistividade elétrica aparente
(Ω m)
Rm : Resistência medida (Ω)
a: espaçamento entre os eletrodos (m)
P: profundidade do eletrodo (m)
Condutividade elétrica aparente
(S m-1 )
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Objetivo
Portanto, o objetivo deste trabalho é desenvolver método de
monitoramento do solo através do valor da condutividade elétrica
de forma a servir como indicador de saturação devido à aplicação de
vinhaça.
de forma a servir como indicador de saturação devido à aplicação de
vinhaça.
12
Material e métodos
quartzarênico.
O
experimento foi
A amostra
conduzido
de no
vinhaça
Laboratório
foi coletada
de Química
na Destilaria
do Instituto
Nova União
Federal
– Jandaia
de Goiás
(GO).(IFGCampus Goiânia). O solo utilizado na pesquisa foi do tipo LATOSSOLO VERMELHO
quartzarênico. A amostra de vinhaça foi coletada na Destilaria Nova União – Jandaia (GO).
Coleta de
amostras de solo
Secagem das
amostras
Transferência da
amostra para célula
de carga
Dopagem da amostra
com diferentes
percentuais de vinhaça
Medições da
condutividade
elétrica da amostra
Correlação entre os
valores de
condutividade elétrica e
percentuais de vinhaça
13
Material e métodos
Diferentes percentuais de vinhaça,
em relação ao peso do solo, foram
aplicados enquanto um terrômetro
digital mensurou os valores de σa.
Célula de carga
Terrômetro digital
Figura 4. Terrômetro e célula de carga utilizados no
experimento.
14
Material e métodos
O mesmo procedimento foi realizado com aplicações de água
ultrapurificada para comparações.
A cada aplicação dos percentuais de vinhaça e de água
ultrapurificada, eram realizadas três medições de σa e depois
obtidas a média dos três valores.
Após os testes, os valores encontrados para σa e os
percentuais de aplicação de vinhaça foram correlacionados.
Resultados
15
Tabela 1. Resistência, resistividade e condutividade elétrica
do solo com diferentes percentuais de água ultrapurificada.
Tabela 2. Resistência, resistividade e condutividade
elétrica do solo com diferentes percentuais de vinhaça.
Percentuais de
vinhaça
Resistência
elétrica média
(Ω)
Resistividade
elétrica
(Ω m)
Condutividade
elétrica
(mS m-1)
-
0%
-
-
-
-
-
5%
-
-
-
7,40
2643,26
0,378
10%
446,00
159,29
6,28
15%
4,75
1695,92
0,590
15%
259,33
92,59
10,80
20%
3,99
1423,39
0,702
20%
147,47
52,65
18,99
25%
3,35
1197,26
0,835
25%
119,07
42,51
23,52
30%
2,85
1017,55
0,983
30%
94,00
33,56
29,80
35%
2,57
917,58
1,090
35%
72,63
25,93
38,56
40%
2,20
786,67
1,271
40%
58,70
20,96
47,71
45%
1,93
689,56
1,450
45%
50,75
18,12
55,19
50%
38,63
13,79
72,80
Percentuais de
água
ultrapurificada
Resistência
elétrica média
(kΩ)
Resistividade
Condutividade elétrica
elétrica
(mS m-1)
(Ω m)
0%
-
-
5%
-
10%
Resultados
1,6
Condutividade elétrica (mS m -1)
16
1,4
1,2
y = 2,9011x + 0,0971
R² = 0,99473
1
0,8
0,6
0,4
0,2
0
0%
5%
10%
15%
20%
25%
30%
35%
40%
45%
50%
Percentuais de água ultrapurificada
Figura 5. Condutividade elétrica solo com diferentes percentuais de água
ultrapurificada.
Resultados
Condutividade elétrica (mS m-1)
17
80
70
y = 157,06x - 14,457
R² = 0,97008
60
50
40
30
20
10
0
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
Percentuais de Vinhaça
Figura 6. Condutividade elétrica do solo com diferentes percentuais de
vinhaça.
Resultados
80
Condutividade elétrica (mS m-1)
18
70
60
50
40
30
20
10
0
0%
5%
10%
15%
20%
25%
30%
35%
40%
45%
50%
Percentuais de solo e vinhaça
Condutividade elétrica ( solo com água ultrapurificada)
Condutividade elétrica (solo com vinhaça)
Figura 7. Comparação das curvas de condutividade elétrica do solo com diferentes de
percentuais de água ultrapurificada e vinhaça.
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Resultados
Tabela 3. Análise química das amostras de solo utilizadas no experimento.
Elementos químicos do solo mais alterados pela vinhaça.
cmolc/dm3
Amostra
K
S
Na
Zn
Fe
Mn
CTC
Matéria
orgânica
(M.O)
Solo sem
vinhaça
19,0
7,9
4
1,8
36
8,2
4,37
18,0
5,2
Solo
saturado
com
vinhaça
750
52,2
10,0
8,4
247
140
6,64
19,0
5,2
pH
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Conclusão
O método geoelétrico baseado no arranjo de Wenner adotado nesse experimento
mostrou-se adequado para detecção de vinhaça no solo.
A curva de correlação entre os percentuais de vinhaça e valores de condutividade
elétrica teve regressão do tipo linear, indicando que quanto maior a quantidade de
vinhaça no solo maior a condutividade elétrica.
Com relação à saturação do solo com vinhaça, esta ocorreu quando o conteúdo de
vinhaça foi a metade do conteúdo de solo, ou seja, 50% de vinhaça, enquanto que
com água ultrapurificada, a saturação ocorreu com 45%.
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Referências
DA SILVA, M. A. S.; GRIEBELER, N. P.; BORGES, L. C. Uso de vinhaça e impactos nas
propriedades do solo e lençol freático. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental
v.11, n.1, p.108–114, 2007 Campina Grande, PB, DEAg/UFCG.
EMBRAPA - Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária. Condutividade elétrica do solo,
tópicos e equipamentos. Embrapa Instrumentação Agropecuária, São Carlos, SP, 2009.
GLÓRIA, N. A.; ORLANDO FILHO, J. Aplicação de vinhaça como fertilizante. São Paulo:
Coopersucar, 1983. 38p.
LUDOVICE, M.T.F. Estudo do efeito poluente da vinhaça infiltrada em canal condutor de terra
sobre lençol freático. Dissertação. (Mestrado em Engenharia Civil) – Programa de Pós-graduação
em Engenharia Civil, Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). 143 p.
MORO, C.C.; RODRIGUES, J.A.; DA SILVA, M.C.; LIMA, E.P.; DE MACEDO, M.F. Utilização da
vinhaça como fertilizante no cultivo da cana-de-açúcar. Artigo (Especialização). Pós Graduação
Tecnológica em Química Industrial. Centro Universitário de Lins-Unilins, Lins-SP. 2011.