UTILIZAÇÃO DA VINHAÇA NA BIO-FERTIRRIGAÇÃO DA CULTURA DA
CANA-DE-AÇÚCAR: ESTUDO DE CASO EM GOIÁS
Renata Araújo Prudente Pires1
Osmar Mendes Ferreira2
Universidade Católica de Goiás – Departamento de Engenharia – Engenharia Ambiental
Av. Universitária, Nº 1440 – Setor Universitário – Fone (62)3227-1351.
CEP: 74605-010 – Goiânia - GO.
Resumo
A vinhaça é um subproduto da fabricação do álcool e açúcar e constitui-se em preocupação
para os profissionais da área do meio ambiente quanto à sua destinação final, pelo alto grau
impactante quando descartada no meio ambiente. Para sua utilização como bio-fertirrigante da
cana-de-açúcar, são requeridos estudos de caracterização do solo e da vinhaça, para que
resulte na definição da melhor taxa de aplicação. Esse estudo é essencial para obter o
equilíbrio da necessidade da cultura, para que não ocorra a saturação da área e
conseqüentemente, poluição do ambiente. Portanto, definir a taxa de aplicação da vinhaça no
solo de uma unidade instalada em Goiás, utilizando os parâmetros de necessidade de
Nitrogênio(N) e Potássio(K), como fator de suprimento da cultura da cana-de-açúcar na
região é essencial para o melhor equilíbrio ambiental. Nesse estudo, a melhor taxa de
aplicação obtida para a área estudada foi de potássio de 2.181,49 m³ de vinhaça / ha.
Palavras-chave: Vinhaça, solo, potássio e nitrogênio.
Abstract
Vinhaça is a by-product of the manufacture of the alcohol and sugar and consists in concern
for the professionals of the area of the environment how much to its final destination, for the
high when discarded impactante degree in the environment. For its use as bio-fertirrigante of
the sugar cane-of-sugar, studies of characterization of the ground and vinhaça are required, so
that it results in the definition of the best tax of application. This study it is essential to get the
balance of the necessity of the culture, so that the saturation of the area does not occur
consequently pollution surrounding it. Therefore, to define the tax of application of vinhaça in
the ground of a unit installed in Goiás, using the necessity of the parameters of Nitrogen (N)
and Potassium (K), as suppliment factor of the culture of the sugar cane-of-sugar is essential
for optimum ambient balance. In this study, the best tax of application gotten for the studied
area was of potassium of 2.181, 49 m ³ of vinhaça/ha.
Key- words: Vinhaça, ground, potassium and nitrogen.
Goiânia, dezembro de 2008
1
2
Acadêmico(a) do curso de Engª Ambiental da Universidade Católica de Goiás. ([email protected])
Orientador Profº Msc. Dep. Engª Universidade Católica de Goiás - UCG. ([email protected])
2
1. INTRODUÇÃO
A cana-de-açúcar destaca-se, entre as plantas cultivadas, na produção de recursos
energéticos de uso alimentar humano (açúcar, melado, garapa, etc.) e animal (volumoso para
ração, matéria fresca, etc.) além de ser uma alternativa à escassez de combustíveis derivados
do petróleo. Favorecida pela crise do petróleo, a cana-de-açúcar vem sendo utilizada na
produção de álcool combustível, denominado de combustível renovável, substituindo em
parte os derivados de petróleo.
Do processo de produção do álcool, resulta a vinhaça, um dos resíduos mais
importantes das destilarias. Esse resíduo caracteriza-se pela elevada proporção em que é
produzido (cerca de 13 vezes o volume de álcool ou de aguardente). Pelas suas características,
de elevada corrosibilidade e putrefação, exige soluções que implicam quase sempre em
processos de máxima complexidade e altos custos, por isso, até a década de 1970, os
industriais preferiram o mais fácil, ou seja, o lançamento desses resíduos “in natura” em
lagoas de acumulação ou rios, não se importando no que isso resultaria para as comunidades
circunvizinhas, gerando problemas de diversas ordens, em decorrência da poluição ambiental.
As conseqüências da ação poluidora da vinhaça no meio ambiente são dramáticas
e podem ser resumidas nas seguintes ordens: ambientais, sanitárias e econômicas. Tendo em
vista essa problemática que abrange a disposição final desse resíduo gerado pelas destilarias
de álcool, estudos para sua utilização na bio-fertiirrigação foram amplamente desenvolvidos
em primeira fase para destinação final da vinhaça, seguido do aproveitamento de seus
elementos como fator de incorporação de nutrientes ao solo, e a otimização de processos de
redução de custos com seu manejo.
Devido ao grande número de destilarias existentes no estado de Goiás e a
perspectivas atuais de crescimento, a disposição final da vinhaça tornou-se em uma das
principais preocupações para os profissionais da área do meio ambiente, pois, de acordo com
as portarias do extinto Ministério do Interior nº 323, de 29 de novembro de 1978, e nº 158, de
03 de novembro de 1980, ficou proibido o lançamento direto ou indireto da vinhaça em
qualquer coleção hídrica.
O sistema sulcroalcooleiro vem apresentando notável expansão no estado de
Goiás nos últimos anos, em especial a partir de 2005, quando de menos de 10 usinas salta para
17 em 2006 e atualmente para 80 confirmadas. Essa evolução revela uma expansão
concentrada em dois anos, com crescimento superior a 100% no número de usinas,
3
considerando-se apenas as 80 que já estão em operação e implantação (SEMARH, 2008).
Para tanto, tornou-se necessária a adoção de medidas nas diferentes áreas de
atuação fiscalizadora do poder publico junto ao setor privado, visando manter e promover o
equilíbrio ecológico e a melhoria da qualidade ambiental, prevenindo a degradação em todas
as suas formas e impedindo ou minimizando os impactos ambientais negativos.
Um das alternativas viáveis e econômicas para dispor esses resíduos é sua
utilização na bio-fertiirrigação no próprio cultivo da cana-de-açúcar. Neste contexto, deve-se
realizar estudo para definição da taxa de aplicação da vinhaça no solo, fazendo cumprir assim
as exigências da legislação, através do manejo correto na aplicação da vinhaça nas áreas
agrícolas, sem com isso sacrificar a área.
Para atender os parâmetros estabelecidos pela legislação, são requeridos estudos
de caracterização do solo e da vinhaça, para que se defina as taxas de aplicação a serem
utilizadas, não ocorrendo dessa maneira, uma saturação do solo e conseqüentemente evitando
possível poluição deste, da cultura e dos mananciais, justifica essa pesquisa.
Assim considerando, essa pesquisa foi desenvolvida objetivando definir a taxa de
aplicação da vinhaça no solo – estudo de caso de uma unidade instalada em Goiás - utilizando
na base desses estudos os parâmetros de Nitrogênio(N) e Potássio(K), como fator de
suprimento da necessidade de nutrientes da cultura da cana-de-açúcar na região.
2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
A vinhaça (denominada também de vinhoto, vinhote, restilo, calda de destilaria,
caxixi, garapão, tiborna, a depender da região) é um subproduto do etanol (álcool), butanol e
aguardente (REZENDE, 1984).
A vinhaça é caracterizada como efluente de destilarias com alto poder poluente e
alto valor fertilizante. O poder poluente, cerca de cem vezes maior que o do esgoto doméstico,
decorre da sua riqueza em matéria orgânica, baixo pH, elevada corrosividade e altos índices
de demanda bioquímica de oxigênio (DBO), além de elevada temperatura na saída dos
destiladores. É considerada altamente nociva à fauna, flora, microfauna e microflora das
águas doces, além de afugentar a fauna marinha que vem às costas brasileiras para procriação
(MELLISSA et al. apud FREIRE e CORTEZ, 2000).
4
De
acordo
com
a
norma
P4.231,
(VINHAÇA
–
CRITÉRIOS
E
PROCEDIMENTOS PARA APLICAÇÃO NO SOLO AGRÍCOLA) da Companhia de
Tecnologia de Saneamento Ambiental (CETESB, 2006), vinhaça é um líquido derivado da
destilação do vinho, que é resultante da fermentação do caldo da cana-de-açúcar ou melaço.
Outras definições constantes na referida norma da CETESB, são apresentadas a
seguir:
- águas subterrâneas - são águas que ocorrem natural ou artificialmente no
subsolo, de forma suscetível de extração e utilização pelo homem, ou as águas que ocorrem
naturalmente ou artificialmente no subsolo;
- aqüífero - é toda formação geológica que armazena e transmite água subterrânea
natural ou artificialmente captada;
- solo - é o material que ocorre a partir da superfície do terreno, constituído por
horizontes gerados pela alteração do material original (rocha, sedimento ou outro solo) por
ação do intemperismo. São partes integrantes do solo as partículas minerais, o ar, a água
intersticial das zonas não saturadas e saturadas, a fração orgânica e a biota;
- solo agrícola - é a superfície de terra utilizada para a exploração agro-silvopastoril;
- nível d’água - é a altura em determinado tempo e local, da superfície freática ou
potenciométrica de um aqüífero;
- superfície potenciométrica livre ou lençol freático - é a superfície superior da
zona saturada, ao longo da qual a pressão é igual à pressão atmosférica.
A tabela 1 demonstra a composição em porcentagem da vinhaça de melaço e de
cana-de-açúcar, de acordo com alguns parâmetros que contem na mesma.
Tabela 1: Composição da vinhaça de melaço e de cana-de-açúcar
Elementos Estudados
Sólidos Totais
Matéria orgânica
Matéria mineral
Nitrogênio
Cálcio
Magnésio
Fósforo
Potássio
pH
Fonte: BRAILE apud Almeida (1962)3
3
Composição média de vinhaças
%
%
de melaço
de cana-de-açúcar
6,472
6,696
4,629
5,141
1,955
1,507
0,045
0,015
0,076
0,044
0,025
0,013
0,011
0,007
0,485
0,168
4,78
4,57
O autor citado não se refere às condições nas quais foram obtidas tais vinhaças
5
A norma CETESB (2006) estabelece as seguintes condições para a aplicação da
vinhaça no solo:
- não estar contida no domínio das Áreas de Preservação Permanente – APP ou de
reserva legal, definidas no Código Florestal – Lei Federal nº 4.771, de 15 de setembro de
1965, modificada pela Lei Federal nº 7.803, de julho de 1989, nem nos limites da zona de
amortecimento definidos para as unidades de conservação de proteção integral:
- no caso de a área estar localizada no domínio de Área de Proteção Ambiental –
APA, a aplicação de vinhaça não poderá estar em desacordo com os seus regulamentos;
- no caso de a área estar localizada no domínio de APA estadual não
regulamentada, a aplicação de vinhaça deverá ser aprovada pelo seu órgão gestor;
- não estar contida no domínio de área de proteção de poços;
- não estar contida na área de domínio das ferrovias e rodovias federais ou
estaduais;
- estar afastada, no mínimo, 1.000 (um mil) metros dos núcleos populacionais
compreendidos na área do perímetro urbano. Essa distância de afastamento poderá, a critério
da CETESB, ser ampliada quando as condições ambientais, incluindo as climáticas, exigirem
tal ampliação;
- estar afastada, no mínimo, 6 (seis) metros das Áreas de Preservação Permanente
– APP, e com proteção por terraços de segurança;
- a profundidade do nível d’água do aqüífero livre, no momento de aplicação de
vinhaça deve ser, no mínimo, de 1,50m (um metro e cinqüenta centímetros);
- no caso de áreas com declividade superior a 15%, deverão ser adotadas medidas
de segurança adequadas à prevenção de erosão;
- nas áreas com declividade superior a 15%, além das práticas conservacionistas,
deverá ser efetuada a escarificação do solo. Se, após a escarificação, a dosagem de aplicação
de vinhaça for superior à capacidade de infiltração do solo, a aplicação deverá ser parcelada.
Uma proposta apresentada por Glória (2003) está baseada em determinadas
premissas e procura garantir uma adequada resposta da cultura da cana–de–açúcar e ao
mesmo tempo preservar a condição ambiental. Essas premissas a serem consideradas é o fato
de que a vinhaça deve ser vista como recuperadora da fertilidade do solo, inclusive em
profundidade.
Nesse sentido a autora recomenda alguns esclarecimentos necessários:
- a maioria dos solos cultivados com cana-de-açúcar apresenta baixa fertilidade,
principalmente em sub superfície.
6
- tem sido constatado que o aumento da produtividade está relacionado ao
aumento do volume de exploração radicular, inclusive em profundidade, como tem mostrado
os trabalhos de Morelli et al. (1987 e 1992) citado por Glória (2003) em cana-de-açúcar, nos
latossolo de textura média.
Na pesquisa desenvolvida por Glória (2003) foram citados elementos
fundamentais resultantes de estudos desenvolvidos por vários autores, como segue:
- Raij (1988) descreveu que o desenvolvimento radicular em profundidade está
correlacionado com o teor de Ca++ (cálcio); Souza e Ritchey (1986) mostra que o uso do
gesso, associado ou não ao calcário, tem promovido o enriquecimento em profundidade em
Ca++ e Mg++ (magnésio) que tem favorecido a absorção de umidade pelas raízes do milho
até a faixa de 100 – 120 cm de profundidade em latossolo argiloso; e em cana-de-açúcar
Morelli et al. (1987). Nestes trabalhos tais autores determinaram a distribuição do sistema
radicular até a profundidade de 100 cm e constataram que ela não seguiu o modelo clássico
encontrado na literatura, onde a maioria das raízes se localiza nas camadas superficiais. Neste
caso, a maior concentração de raízes ficou na segunda camada do solo, sendo que na faixa de
50 a 100 cm de profundidade, foi encontrado 29% do sistema radicular da planta;
- Kofler (1986) salientou que a profundidade explorada pelo sistema radicular da
cana em alguns países do mundo atinge 160 cm de profundidade, enquanto que no Brasil a
profundidade média constatada é de 60 cm. Segundo este autor a menor profundidade de
enraizamento da cultura de cana no Brasil é devido a baixa fertilidade do solo;
- Penatti (1999) em solo argiloso de mineralogia caulinitica e oxidica, de baixa
fertilidade (Latossolo Roxo) avaliou a aplicação de quantidade crescente de vinhaça durante 4
safras
onde constatou um enriquecimento
principalmente em potássio e enxofre
nas
camadas de até 50 cm de profundidade.
O uso direto da vinhaça como fertilizante é vantajoso devido a riqueza de matéria
orgânica, potássio e enxofre. Porém, a vantagem adicional da concentração é que reduz os
custos de transporte a grandes distâncias, principalmente quando a localização de destilarias é
muito afastada das áreas agrícolas. Além disso, a vinhaça concentrada adquire estabilidade
biológica podendo ser armazenada por um longo período e aplicada ao solo quando necessário
(REZENDE, 1984).
Nos últimos anos, o homem tem utilizado, com muita voracidade, os recursos
naturais e, em virtude disso, existe fartura de alimentos, combustíveis e tecnologia, capazes de
salvar vidas. Em contrapartida, tem ocorrido intensa degradação do ambiente com diminuição
da biodiversidade, contaminação das fontes de água e do solo, entre outros (SCHELP,
7
2005).Quando a população cresce em decorrência do sucesso da sociedade, a pressão por
alimento se torna excessiva para os recursos naturais. O resultado é a fome, que leva à
desagregação social e à guerra civil. Com vistas a esses fatos, foram elaborados decretos, leis
e normas que têm, por finalidade, resguardar os recursos naturais.
Segundo Abreu Júnior et al. (2005) há muitos anos os resíduos das atividades
humanas vêm sendo utilizados na agricultura; entretanto, com seu uso cada vez mais intenso
cresceu também a preocupação da população com relação à segurança ambiental de forma que
vem sendo elaborada legislação para a normatização do uso desses resíduos na agricultura.
Embora o Brasil ainda não possua uma política nacional específica para o uso de
resíduos Abreu Júnior et al. (2005) já existem algumas leis e decretos que devem ser
obedecidos para a utilização de resíduos agroindustriais na agricultura da região; deste modo,
podem ser citados o código das águas (Decreto 24.643 de 10 de Julho de 1934) que, entre
outros, resguarda os corpos d’água contra a disposição de poluentes; o código florestal (Lei
4.771 de 15 de Setembro de 1965) que, dentre outras providências, fixa o limite mínimo de
20% de cobertura arbórea na parte sul da região Centro-Oeste e dita, conforme o Art. 2º, as
larguras mínimas das faixas de mata ciliar, de acordo com a largura dos cursos d’água, não
permitindo, assim, que grandes plantações sejam locadas em suas margens e nas nascentes,
visando à minimização de problemas de contaminação das águas
Tal distribuição define uma espécie de zoneamento induzido pelo setor produtivo,
de padrão concentrado no tempo e no espaço, relacionado também aos principais eixos
rodoviários que servem o Centro-Sul Goiano.
Analisando-se os declives dos terrenos, os solos e seus potenciais para o plantio,
excluídas as Unidades de Conservação e as Áreas Prioritárias para Conservação, conclui-se
que mais da metade do território goiano (cerca de 60%) contém solos com elevada a
moderada aptidão agrícola para a cultura da cana-de-açúcar e relacionada principalmente a
latossolos, argissolos e cambissolos. Considerando-se a área total do estado de Goiás em
pouco mais de 341 mil Km2 e a área que tais solos ocupam, cerca de 117 mil Km2 respondem
pelo alto potencial e cerca de 85 mil Km2 pelo moderado potencial (CASTRO, 2007).
Analisando-se a disponibilidade de água nos solos, o Centro - Sul Goiano poderá
apresentar algum grau de risco, sobretudo se o plantio ocorrer durante a estiagem ou pouco
antes dela (maio, junho), em termos de demanda de água para salvamento e irrigação. Se
houver a prática da fertirrigação os riscos poderão se situar também em termos de qualidade
das águas, uma vez que os solos são porosos e respondem pela recarga dos freáticos
(CASTRO, 2007).
8
No Estudo de Impacto Ambiental –EIA e no Relatório de Impacto Ambiental –
RIMA, elaborado pela DBO Engenharia Ltda (DBO, 2007), foram apresentados os seguintes
termos essenciais aos procedimentos legais para o licenciamento ambiental dessa atividade:
- o decreto 5.225 (GOIÁS, 2000) aprova o Regulamento do Programa de
Desenvolvimento Industrial de Goiás - PRODUZIR, com ênfase nas cadeias produtivas
agroindustriais e na resolução 07 do Conselho Estadual do Meio Ambiente - CEMAm de
1990, estabeleceu as diretrizes exigidas nos projetos endereçados ao Sistema Estadual de
Licenciamento de atividades poluidoras.
- o decreto 5.226 (GOIÁS, 2000) aprova o regulamento da Agência Goiana de
Meio Ambiente, órgão componente do Sistema Nacional de Meio Ambiente – SISNAMA, a
quem dentre outras competências caberá a gestão pública ambiental, por meio da fiscalização,
licenciamento e monitoramento das atividades potencialmente degradadoras do meio
ambiente.
- o Manual de Instrução para Licenciamento Ambiental da Agência Ambiental
de Goiás, estabelece como parte integrante do sistema estadual de licenciamento a
necessidade da obtenção das licenças: prévia, instalação e funcionamento. Essas bases legais,
estão listadas no anexo V da lei 8.544 de 17 de outubro de 1978 e no anexo I da resolução 237
Conselho Nacional do Meio Ambiente – CONAMA de 19 de dezembro de 1997, além de
outras de relevância estabelecida pela autoridade ambiental estadual.
- especificação das imposições legais que nortearam a instalação de destilarias
em Goiás, devendo o órgão de controle ambiental na análise do EIA/RIMA, exigir o
cumprimento e observância dos preceitos normativos, constitucionais e ordinários pertinentes
ao empreendimento, sem prejuízo do poder e dever do órgão licenciador de averiguar a
existência de outros diplomas cabíveis na apreciação da Avaliação dos Impactos Ambientais.
- os requisitos legais e da fiscalização pelas autoridades envolvidas, o
EIA/RIMA prevê a participação da população afetada pelo empreendimento, como forma de
influenciar de maneira benéfica no procedimento de avaliação e pacificar o desenvolvimento
econômico com a preservação e conservação ambiental.
3. METODOLOGIA
A metodologia deste trabalho teve na sua primeira fase amplo estudo da literatura
9
sobre o assunto em estudo, artigos científicos publicados, norma da CETESB - Vinhaça –
critérios e procedimentos para aplicação no solo agrícola (Dez., 2006).
Na segunda fase foi definida a unidade industrial instalada em Goiás, como cenário a
ser estudado nessa pesquisa, realizado visitas ao local e entrevista com responsáveis pelo
projeto da industria.
A base da metodologia deste trabalho fundamentou-se principalmente nas
especificações da norma da CETESB (2006), que estabelece as condições de solo a ser fertiirrigado, e os parâmetros e a fórmula para se calcular a dosagem máxima de vinhaça a ser
aplicada no solo, sem causar uma possível poluição ou sacrifício da área.
A norma CETESB (2006) recomenda os seguintes parâmetros a serem
pesquisados para a caracterização da vinhaça:
- pH;
- resíduo não filtrável total;
- dureza;
- condutividade elétrica;
- nitrogênio nitrato;
- nitrogênio nitrito;
-nitrogênio amoniacal;
- nitrogênio Kjeldhal;
- sódio;
- cálcio;
- potássio;
- magnésio;
- sulfato;
- fosfato total;
- DBO (Demanda Bioquímica de Oxigênio);
- DQO (Demanda Química de Oxigênio).
Essa caracterização resultou da coleta de duas amostragens realizadas no local de
geração da vinhaça, durante a safra anterior à apresentação do plano de aplicação foi essencial
para a determinação do teor de K2O na vinhaça:
- determinado o teor de K2O da vinhaça, expresso em kg/m3.
Essa determinação indica a dosagem de vinhaça a ser aplicada no solo. A
dosagem máxima de vinhaça a ser aplicada no tratamento de solos agrícolas em cultura de
cana-de-açúcar foi determinada pela equação:
m3 de vinhaça/ha = [(0,05 x CTC – ks) x 3744 + 185] / kvi
Equação 1
Onde:
- 0,05 = 5% da CTC;
- CTC = Capacidade de Troca Catiônica, expressa em cmolc/dm3, dada pela
análise de fertilidade do solo;
- ks = concentração de potássio no solo, expresso em cmolc/dm3, à profundidade
de 0 a 0,80 metros, dada pela análise de fertilidade do solo;
- 3744 = constante para transformar os resultados da análise de fertilidade,
expressos em cmolc/dm3 ou meq/100cm3, para kg de potássio em um volume de 1 (um)
hectare por 0,80 metros de profundidade;
10
- 185 = massa, em kg, de K2O extraído pela cultura por hectare, por corte;
- kvi = concentração de potássio na vinhaça, expressa em kg de K2 O /m3,
apresentada em boletim de resultado analítico.
Para a caracterização da qualidade do solo que receberá aplicação de vinhaça foi
utilizada uma amostra composta, constituída de quatro sub-amostras, coletadas em gleba
homogênea de, no máximo, 100 (cem) hectares. As sub-amostras foram coletadas, uma no
centro de um círculo com raio de 10 metros e as outras três ao longo do perímetro,
distanciadas cerca de 120 graus uma da outra. Essa amostragem foi geo-referenciada com
suas coordenadas:
- as amostras foram coletadas com trado, de maneira contínua, até a profundidade
de 0,80 metros. O solo foi colocado em recipiente limpo, específico para essa finalidade. após a coleta das quatro sub-amostras, homogeneizou e, por quarteamento, retirou-se uma
amostra de 500 gramas, que foi encaminhada para análise de solo no laboratório.
A caracterização da qualidade do solo, foi determinada nas amostras compostas,
conforme descrito acima, dos seguintes parâmetros:
- Al – alumínio trocável;
- Ca – cálcio;
- Mg – magnésio;
- Na – sódio;
- SO4– sulfato;
- Hidrogênio dissociável;
- K – potássio;
- Matéria orgânica;
- CTC – capacidade de troca catiônica;
- pH – potencial hidrogeniônico e
- V% - saturação de bases.
A dosagem para a aplicação de vinhaça para enriquecimento do solo agrícola, foi
calculada considerando a profundidade e a fertilidade do solo, a concentração de potássio na
vinhaça e a extração média desse elemento pela cultura, conforme Equação 1, que estabelece
a dosagem máxima da vinhaça a ser aplicada.
A concentração máxima de potássio no solo não poderá exceder 5% da
Capacidade de Troca Catiônica – CTC. Quando esse limite for atingido, a aplicação de
vinhaça ficará restrita à reposição desse nutriente em função da extração média pela cultura,
que é de 185 kg de K2O por hectare por corte.
Nos casos em que houver necessidade de expansão na área de aplicação de
vinhaça, o Plano de Aplicação de Vinhaça deverá ser atualizado. A caracterização, para fins
de fertilidade do solo agrícola, das áreas que receberão a aplicação da vinhaça, deverá ser
realizada antes do início da safra e de acordo com os procedimentos descritos para a
caracterização da qualidade do solo que receberá a aplicação da vinhaça no ano seguinte.
Para a análise da taxa de aplicação de Nitrogênio (N) a partir da disponibilidade
desse elemento na vinhaça, foi adaptada a metodologia recomendada na norma CETESB P
4.230 de agosto de 1999, que trata da aplicação de lodos de sistema de tratamento biológico
11
em áreas agrícolas – critérios para projeto e operação, que recomenda os seguintes critérios:
- a composição do solo;
- a persistência da matéria orgânica do lodo;
- o tratamento do lodo;
- as condições específicas para lodos não contaminados com microorganismos
patogênicos;
- a localização da área que receberá a aplicação;
- a determinação da taxa de aplicação.
Foi adotado, para a taxa de aplicação, o menor valor calculado de acordo com os
seguintes critérios:
- taxa de aplicação em função do nitrogênio disponível;
- taxa de aplicação em função do teor de metais;
- taxa de aplicação em função da capacidade de elevação de pH do solo;
- taxa de aplicação em função de outros nutrientes.
A aplicação do solo em toneladas por hectare não deverá exceder o quociente
entre a quantidade de nitrogênio recomendada para a cultura em (Kg/ha) e o teor de
nitrogênio disponível no lodo (N Disp. em Kg/toneladas):
Taxa de aplicação (t/ha) = N recomendado (Kg/ha)
NDisp (Kg/t)
Equação 2
Para verificar a quantidade de nitrogênio recomendada para a cultura, foram
consultadas as recomendadções da EMBRAPA CERRADO para a adubação de cana-deaçúcar (CERRADO, 2004).
4 RESULTADOS E DISCUSSÕES
O setor sulcroalcooleiro vem apresentando um processo de notável expansão no
estado de Goiás nos últimos anos, em especial desde 2005, quando de menos de 20 usinas
salta para 34 em 2006 e atualmente para 74 confirmadas, além de mais 36 em cadastro ou
análise, somando uma centena. Em 2007 são 100 usinas, das quais 48 já estão em operação
ou em implantação e 52 em análise, em cadastro ou os dados não permitem defini-las. Tal
evolução revela uma forte concentração nos últimos dois anos, com crescimento superior a
100% no número de usinas, considerando-se apenas as 74 que já estão em operação e
implantação.
12
Das 100 usinas listadas, 74 concentram-se na mesorregião do Sul Goiano, onde
33 já estão em operação ou em implantação e se localizam nas microrregiões do Meia Ponte,
do Sudoeste Goiano e do Vale do Rio dos Bois. Segue-se a mesorregião do Centro Goiano
com 21 usinas, sendo 12 concentradas na microrregião de Ceres.
As duas mesorregiões, Centro e Sul Goiano, somam juntas 95 das 100 usinas. Os
municípios que mais concentram usinas são Itumbiara, Paraúna, Jataí, Goiatuba e Acreúna,
mesmo que a maioria ainda não esteja em operação ou implantação. Esses 5 municípios
concentram 32 das 100 usinas, a maioria em fase de licenciamento, o que revela por um lado
uma expansão preferencial e uma densidade notável, ou seja, cerca de 1/3 das usinas estão
situadas em 5 municípios do estado
A Figura 1 apresenta as declividades do estado de Goiás e permite constatar que
a maioria (≈95%) dos terrenos é favorável ao cultivo da cana-de-açúcar.
Figura 1: Mapa de Declividade do Estado de Goiás
Fonte: SRTM (2000)
13
A Tabela 2 define as Classes de declividades no Estado de Goiás, suas
respectivas áreas em Km2 e em porcentagem:
Tabela 2: Área das Classes de Declividades em Goiás:
Classes (%)
0 - 12
12 -18
> 18
Áreas (Km²)
329026,6360
11763,2360
6308,8450
Áreas (%)
94,8
3,4
1,8
Fonte: CASTRO (2007)
A Figura 2 apresenta a localização aproximada das usinas e as estradas
principais. Pode-se constatar que as usinas seguem preferencialmente as direções das
estradas BR-153, BR-060, BR-364 e BR-452.
Figura 2 – Mapa de Distribuição Aproximada das Usinas no Estado de Goiás
Fonte: CAO Ambiente/ Min. Publico – GO (2007)
14
O Quadro 1 apresenta a lista completa das 100 usinas mapeadas na Figura 2
distribuídas por município e categoria do licenciamento ambiental (em operação, em
implantação, em análise, em cadastro e não definida). Pode-se perceber que 48 usinas se
encontram em alguma forma de funcionamento e 52 não se encontram implantadas ainda.
Percebe-se também que os municípios de Itumbiara, Paraúna, Jataí, Goiatuba e Acreúna
concentram número significativo de usinas e que esses mesmos municípios também
concentram número significativo de pedidos de novas usinas.
Quadro 1: Lista da situação das 100 usinas do estado de Goiás:
MUNICÍPIO
EM
OPERAÇÃO
EM
IMPLANTAÇÃO
EM
ANÁLISE
EM
CADASTRO
NÃO
DEFINIDA
TOTAL
Acreúna
0
1
0
3
1
5
Anicuns
1
0
0
0
0
1
Aporé
0
0
0
1
0
1
Barro Alto
0
0
0
1
0
1
Bela Vista de
Goiás
0
0
0
0
1
1
Cabeceiras
0
0
1
0
0
1
Cachoeira
Dourada
0
1
1
0
0
2
Caçu
0
0
1
0
1
2
Caldas Novas
0
1
0
0
0
1
Carmo do Rio
Verde
1
0
0
0
0
1
Chapadão do
Céu
1
0
1
0
0
2
Crixás
0
1
0
0
0
1
Edéia
0
1
0
0
0
1
Firminópolis
0
1
0
0
0
1
Goianésia
3
0
0
0
0
3
Goiânia
0
1
0
0
0
1
Goiatuba
1
0
2
0
2
5
Gouvelândia
0
0
0
1
0
1
Indiara
0
1
0
0
0
1
Inhumas
2
0
0
0
0
2
Ipameri
1
0
1
0
0
2
Itaberaí
0
0
0
1
0
1
Itapaci
1
0
0
0
0
1
Itapuranga
0
0
2
0
0
2
Itarumã
0
1
0
0
0
1
Itumbiara
2
1
1
4
1
9
Jandaia
1
0
0
0
0
1
Jaraguá
0
0
0
0
1
1
15
MUNICÍPIO
EM
OPERAÇÃO
EM
IMPLANTAÇÃO
EM
ANÁLISE
EM
CADASTRO
NÃO
DEFINIDA
TOTAL
Jataí
0
1
1
3
1
6
Mineiros
0
0
1
0
1
2
Montividiu
0
1
0
1
1
3
Morrinhos
0
1
0
0
0
1
Orizona
0
0
0
0
1
1
Palmeiras
0
0
0
1
1
2
Panamá
0
1
0
0
0
1
Paraúna
2
1
1
1
2
7
Piracanjuba
1
0
0
0
0
1
Pontalina
0
0
1
0
0
1
Porteirão
0
2
0
0
0
2
Portelândia
0
0
0
0
1
1
Quirinópolis
1
1
0
0
0
2
Rio Verde
1
0
0
1
0
2
Rubiataba
1
0
0
0
0
1
0
0
1
0
0
1
1
1
0
0
0
2
Santa Isabel
0
2
0
0
0
2
Santo Antonio
da Barra
1
0
0
0
0
1
São Simão
0
1
0
0
0
1
Santa Fé de
Goiás
Santa Helena
de Goiás
Serranópolis
1
0
0
0
0
1
Silvânia
0
0
0
1
0
1
Turvânia
0
0
0
1
0
1
Turvelândia
1
0
0
0
0
1
Uruaçu
0
0
1
0
0
1
Uruana
0
0
0
1
0
1
Vicentinópolis
1
0
0
0
0
1
Vila Boa
0
1
0
0
0
1
Total
25
23
16
21
15
100
Fonte: MP,2007; AGMA, 2006; SEFAZ, 2006 e SEPLAN (2006)
A usina do estudo de caso tem uma capacidade de moagem de cana-de-açúcar
para a primeira safra de 400.000 toneladas, produção de álcool de 36.000 m³, a relação de
vinhaça / álcool é de 13,00 litros, a produção de vinhaça é de 468.000,00 m³, área total
disponível para irrigação é de 1515,78 há.
A Figura 3 mostra o lay-out das áreas disponíveis para a fertirrigação das
lavouras de cana-de-açúcar da usina.
17
A Figura 4 mostra a vista geral da Indústria, observa-se que esta, está em fase de
conclusão de suas instalações e inicio dos testes operacionais.
Figura 4: Vista geral da Usina em estudo (nov., 2008)
Composição química média da vinhaça obtida como referência da Destilaria
Anicuns SA, safra 2007. Análise realizada pelo SOLOCRIA Laboratório Agropecuário Ltda,
está apresentado no Quadro 2.
Quadro 2: Resultados Analíticos da vinhaça
Identificação das Amostras
Casa Bomba
Fazenda Lagoa
Fazenda Acury
N (Kg/m³)
0,12
0,18
0,20
K2O (Kg/m³)
0,25
0,44
0,46
Foi utilizada uma análise de vinhaça da usina instalada em Anicuns por ter
processamento semelhante à do estudo de caso, justifica-se por esta se encontrar em fase de
operação inicial e estar produzindo pequena quantidade de vinhaça.
Os resultados das análises físico-química do solo realizada pela SOLOCRIA
Laboratório Agropecuário Ltda, especificamente para este trabalho está apresentado no
Quadro 3.
18
Quadro 3: Resultados Analíticos do solo
Identificação das amostras
K (mg/dm³)
K (cmolc/dm³)
CTC (cmolc/dm³)
N (g/dm³)
01
49,0
0,13
2,24
0,0105
02
66,0
0,17
3,98
0,1056
03
142,0
0,36
4,77
0,1104
Considerando as análises da vinhaça típica e a análise do solo no local de
aplicação foram requeridos os cálculos para aplicação de vinhaça, utilizando as equações 1 e
2 para os parâmetros potássio e nitrogênio.
A taxa de aplicação da vinhaça de acordo com o parâmetro potássio, é calculada
pela equação:
m3 de vinhaça/ha = [(0,05 x CTC – ks) x 3744 + 185] / kvi
Q = [(0,05 x 3,66 – 0,22 ) x 3744 + 185] / 0,38
Q = 2.181,49 m³ de vinhaça/ha/safra
A taxa de aplicação da vinhaça de acordo com o parâmetro nitrogênio, é
calculada pela equação:
Taxa de aplicação (t/ha) = N recomendado (Kg/ha)
N. Disp (Kg/t)
Quanto aos nutrientes extraídos (requerido) pela cultura de cana-de-açúcar o
nitrogênio é o mais importante. No plantio da cana é necessário aplicar 30 kg/ha de
nitrogênio, já na adubação da cana-soca, a quantidade recomendada para a cultura é de 60
kg/ha (CERRADO, 2004).
Q = 60 kg/ha
0,17 kg/m³
Q = 352,94 m³ de vinhaça/há
Complementando essa análise, foi pesquisado o valor econômico desses dois
nutrientes como fertilizantes, na loja Adubos Araguaia encontrou-se os seguintes valores:
- um saco de 50 kg de uréia custa R$ 61,40;
- um saco de 50 kg de cloreto de potássio custa R$ 70,00.
A uréia é composta de 44% de nitrogênio, então o quilo de nitrogênio custa R$
2,80.
Um saco de 50 kg de uréia tem 44% de nitrogênio, o que corresponde a 22 kg de
nitrogênio, sendo assim, se o saco custa R$ 61,40 dividindo por 22 kg de nitrogênio, o quilo
custa R$ 2,80.
19
O saco de 50 kg de cloreto de potássio custa R$ 70,00, dividindo por 50 kg
encontra-se o valor de um quilo de potássio de R$ 1,40.
Se a usina aplicar a taxa de vinhaça de acordo com o parâmetro potássio, de
2.181,49 m³ de vinhaça/ha/safra terá uma economia na adubação do solo de R$ 2.198,94 ha.
Na vinhaça em estudo contem 0,38 kg/m³ de potássio, aplicando 2.181,49 m³ de
vinhaça/ha/safra, equivale aplicar 828,96 kg de potássio/ha como fertilizante. O quilo do
potássio custa R$ 1,40, se a usina fosse comprar essa quantidade de potássio como
fertilizante, gastaria R$ 1.160,55 por ha.
Na vinhaça em estudo contem 0,17 kg/m³ de nitrogênio, aplicando 2.181,49 m³
de vinhaça/ha/safra, equivale aplicar 370,85 kg de nitrogênio/ha como fertilizante. O quilo
de nitrogênio custa R$ 2,80, se a usina fosse comprar essa quantidade de nitrogênio como
fertilizante, gastaria R$ 1.038,39 por ha.
Conforme citado, a usina disponibiliza de uma área de 1.515,78 ha para aplicar a
vinhaça, se sua economia por hectare será de R$ 2.198,94, na área total será de R$
3.333.109,27
A Figura 5 mostra uma das áreas que receberam a vinhaça no cultivo da cana-deaçúcar, observa-se a topografia favorável para a aplicação da biofertirrigação dessa cultura,
fator importante no planejamento da implantação do projeto.
Figura 5: Área de aplicação de vinhaça (nov., 2008)
20
A Figura 6 mostra o tanque de recebimento da vinhaça, para posterior
distribuição
nas
áreas
de
cultivo
de
cana-de-açúcar,
observa
sua
construção
impermeabilizada com geomembrana.
Figura 6: Tanque de vinhaça (nov., 2008)
A Figura 7 mostra a aplicação da vinhaça na área agrícola por aspersão, para o
cultivo da cana-de-açúcar, com a utilização de canhão autopropelido.
Figura 7: Aplicação da vinhaça (nov., 2008)
21
5 CONSIDERAÇÕES E CONCLUSÕES
Contemplou-se nesse estudo uma análise da forma de destinação final para a
vinhaça, sem causar danos ao meio ambiente e contribuindo para a correta adubação do solo.
Percebe-se a grande importância do tema em função do número elevado de
indústrias de produção de açúcar e álcool já operando e em instalação no estado de Goiás.
Fato que implicará em um grande aumento da pressão ambiental sobre os recursos
ambientais em especial os solos e as águas.
Demonstrou-se também nesse trabalho a importância do aspecto financeiro – R$
2.198,94 por hectare que a industria economiza ao utilizar a vinhaça como um adubo líquido,
não incluindo neste os custos com transporte.
O estudo de caso em questão, permitiu verificar a prática da aplicação dos
modelos matemáticos para a definição das taxas de aplicação da vinhaça e taxa de aplicação
de lodo para os parâmetros de potássio e nitrogênio.
Conclui-se que as taxas de aplicação da vinhaça calculadas de acordo com os
modelos para os parâmetros de potássio e nitrogênio são muito maiores – 2.181,49
m³/ha/safra e 352,94 do que as efetivamente aplicadas – 240,00 m³/ h, com uma lâmina de
irrigação de 38 mm/ha.
Os baixos teores de nitrogênio no solo em Goiás nos da conta de que esse
parâmetro praticamente não é limitante para a aplicação de vinhaça, ficando essa
responsabilidade por conta do potássio, por sua maior concentração no solo e na vinhaça e
pelo seu potencial poluidor.
As concentrações dos nutrientes que compõe a vinhaça são bem menores do que
o solo necessita, sendo assim, se aplicado de forma correta e realizando um monitoramento
do solo durante todo o processo, não ocorrerão problemas como contaminação do solo e
possível contaminação do lençol freático.
Recomenda-se que continue expandindo esse estudo para os parâmetros de
fósforo, matéria orgânica, água, entre outros nutrientes presentes na vinhaça.
Recomenda-se também que seja feito um acompanhamento, monitoramento
durante todo o processo de aplicação da vinhaça, para se evitar que torne aquela área que
esta recebendo a vinhaça em uma área de sacrifício.
22
6. REFERÊNCIAS
BRAILE, Pedro Marcio; CAVALCANTI, José Eduardo W. A.. Manual de Tratamento de
Águas Residuárias Industriais. CETESB: São Paulo- Brasil 1993.
CASTRO, Selma Simões de et all.. Estudo da expansão da cana-de-açúcar no estado de
Goiás: subsídios para uma avaliação do potencial de impactos ambientais. IESA/UFG
Anais SBPC, 2007.
CERRADO, Correção do Solo e Adubação. Cap. 12 – Calagem e adubação para
culturas anuais e semiperenes, pág. 291. EMBRAPA, DF, 2004.
DBO, Engenharia Ltda. Estudo de impacto ambiental – Vale Verde Empreendimentos
Agrícolas Ltda. Fazenda Conquista, Goiatuba - Goiás, 2007.
GLÓRIA, Nadir Almeida da, et al.. Proposta da dosagem de vinhaça a ser aplicada
anualmente em solos agrícolas. AGROSERV, Piracicaba São Paulo, 2003.
MELLISA, A. S. da Silva et al. citando FREIRE e CORTEZ, 2000, Uso de vinhaça e
impactos nas propriedades do solo e lençol freático. Disponível em
http://www.scielo.br/pdf/rbeaa/v11n1/v11n1a14.pdf . Acesso em 15 abril 2008.
NORMA CETESB P4.230 - Aplicação de lodos de sistema de tratamento biológico em
áreas agrícolas – critérios para projeto e operação. São Paulo, 1999.
NORMA CETESB P4.231 - Vinhaça – critérios e procedimentos para aplicação no solo
agrícola. São Paulo, 2006.
REZENDE, Joelito de Oliveira (Coordenador). Vinhaça: Outra Grande Ameaça ao Meio
Ambiente. UFBA, 1984.