UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ
CENTRO DE TECNOLOGIA
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA HIDRÁULICA E AMBIENTAL
PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL – SANEAMENTO AMBIENTAL
PEDRO ALVES DA SILVA FILHO
SISTEMAS DE ESCOAMENTO SUPERFICIAL COMO
ALTERNATIVA DE PÓS-TRATAMENTO DE ESGOTOS
TENDO A PALMA FORRAGEIRA (Opuntia fícus indica L.Mill)
COMO VEGETAÇÃO SUPORTE
FORTALEZA
2014
PEDRO ALVES DA SILVA FILHO
SISTEMAS DE ESCOAMENTO SUPERFICIAL COMO
ALTERNATIVA DE PÓS-TRATAMENTO DE ESGOTOS
TENDO A PALMA FORRAGEIRA (Opuntia fícus indica L.Mill)
COMO VEGETAÇÃO SUPORTE .
Tese apresentada ao Programa de PósGraduação em Engenharia Civil, da
Universidade Federal do Ceará, como
requisito parcial à obtenção do Grau de
Doutor em Engenharia Civil.
Área de
Ambiental
Concentração:
Saneamento
Orientador: Prof. Dr. Ronaldo Stefanutti
FORTALEZA
2014
Dados Internacionais de Catalogação na Publicação
Universidade Federal do Ceará
Biblioteca de Pós-Graduação em Engenharia - BPGE
S58s
Silva Filho, Pedro Alves da.
Sistemas de escoamento superficial como alternativa de pós-tratamento de esgotos tendo a
palma forrageira (Opuntia fícus indica L. Mill) como vegetação suporte / Pedro Alves da Silva
Filho. – 2014.
200 f. : il. color., enc. ; 30 cm.
Tese (doutorado) – Universidade Federal do Ceará, Centro de Tecnologia, Departamento de
Engenharia Hidráulica e Ambiental, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Fortaleza,
2014.
Área de Concentração: Saneamento Ambiental.
Orientação: Prof. Dr. Ronaldo Stefanutti.
1. Saneamento. 2. Escoamento superficial. 3. Nutrientes - Absorção. 4. Matéria orgânica. I.
Título.
CDD 628
PEDRO ALVES DA SILVA FILHO
SISTEMAS DE ESCOAMENTO SUPERFICIAL COMO
ALTERNATIVA DE PÓS-TRATAMENTO DE ESGOTOS
TENDO A PALMA FORRAGEIRA (Opuntia fícus indica L.Mill)
COMO VEGETAÇÃO SUPORTE .
Tese apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, da Universidade
Federal do Ceará, como requisito parcial à obtenção do Grau de Doutor em Engenharia Civil.
Área de Concentração: Saneamento Ambiental
Aprovada em _____/_____/______.
BANCA EXAMINADORA
_________________________________________
Prof. Dr. Ronaldo Stefanuti (Orientador)
Universidade Federal do Ceará – UFC
_________________________________________
Prof. Dr. Francisco Suetonio Bastos Mota
Universidade Federal do Ceará – UFC
________________________________________
Dr. Silvano Porto Pereira
Companhia de Água e Esgoto do Ceará - CAGECE
_________________________________________
Profa. Dra. Ana Bárbara de Araújo Nunes
Universidade Federal do Ceará - UFC
________________________________________
Profa. Dra. Maria José Nascimento Soares
Universidade Federal do Sergipe - UFS
“A persistência e coragem, duas qualidades,
presentes em todo o trajeto de vida, pois,
tantas vezes pensamos ter chegado, mas, tantas
vezes é preciso ir além. O conhecimento é uma
arte infinita”.
AGRADECIMENTOS
À Universidade Federal do Ceará, pela oportunidade.
Ao meu Orientador, Prof. Dr. Ronaldo Stefanutti, pela atenção e empenho no
processo de construção deste trabalho, bem como pela liberdade na construção desta pesquisa.
À Companhia de Água e Esgoto do Rio Grande do Norte(CAERN) - em especial
à Bióloga Fátima Bezerra Barbosa de Medeiros -, pelo apoio indispensável nas realizações
das análises laboratoriais, juntamente com as colegas Liana Cristina da Silva Pinheiro,
Margarida Maria Mendes, Elza Bezerra Pinheiro de Freitas e todo o pessoal do Laboratório,
pela contribuição significativa nessa etapa da pesquisa. Também merecem créditos de muitos
agradecimentos os Engenheiros Marco Antônio Calazans Duarte e Paula Ângela Melo
Liberato, que viabilizaram o acesso e o apoio logístico nessa Instituição e depositaram
confiança no desenvolvimento da pesquisa.
Ao amigo Prof. Dr. Sérgio Luiz Lopes, pelo companheirismo, pelas análises
críticas de cunho socioambiental indispensáveis no decorrer de toda a pesquisa.
Aos amigos do Doutorado/Mestrado na UFC Fernando Pedro, Cláudia Germana,
Ivan José, Rodrigo Codes, Gilmar Nascimentos, Francisca Lívia e todos que fazem parte do
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil da UFC, pelas parcerias nos bons e mais
difíceis momentos do Curso.
Aos Professores Suetonio Mota, André Bezerra, Marisete Dantas, Raimundo
Oliveira, Ronaldo Nascimento e outros, pelo apoio na construção do referencial teórico das
aulas do Programa.
À Profa. Ofélia Carneiro da UFRR, pela oportunidade e compreensão para a
conclusão desta pesquisa. À Prefeitura de Santa Maria/RN, na pessoa do senhor Nilson
Urbano, pela cessão do local e credibilidade da pesquisa.
À Profa. Maria José Nascimento Soares da UFS, que, por acreditar desde o início
na realização desta pesquisa, sempre a apoiou.
Aos amigos de Roraima/Rio Grande do Norte, pela força.
À minha família, pelo apoio incondicional às dificuldades superadas para a
realização desta jornada, em especial ao meu pai, Pedro Alves da Silva (In memorian), por
sempre acreditar no conhecimento como mudança de vida. A Deus razão maior da vida.
SILVA FILHO, P.A. Sistemas de escoamento superficial como alternativa de póstratamento de esgotos tendo a palma forrageira (Opuntia fícus indica L.Mill) como
vegetação suporte. (Tese – Doutorado em Engenharia Civil – Saneamento ambiental) da
Universidade Federal do Ceará. Fortaleza/CE, UFC, 2014. 200p.
RESUMO
A pesquisa teve como objetivo avaliar o desempenho de ETEs do tipo fossas sépticas-filtros
anaeróbios localizados no Estado do Rio Grande do Norte, tendo como estudo de póstratamentos a técnica de escoamento superficial com vistas à remoção de nutrientes (N e P) e
patógenos, buscando-se adequar as características físico-químicas e microbiológicas aos
padrões exigidos para o reuso e atender a legislações para lançamento em corpo receptor
hídrico. Tais estudos foram avaliados nas escalas temporal/sazonal, tendo a palma forrageira
(Opuntia fícus-indica (L.) Mill) como espécie vegetal cultivada nas rampas de escoamento
superficial. Para este trabalho, foi utilizada a referida espécie de palma, por ser esta de fácil
adaptação às fortes estiagens e ser nativa no Nordeste Brasileiro, e também pelo ineditismo no
cultivo dessa vegetação com o uso de esgotos domésticos. A pesquisa foi realizada na ETE
Santa Maria, localizada no município de Santa Maria, Rio Grande do Norte. Foram
construídas três rampas de escoamento superficial com inclinações diferentes, 2%, 4% e 8%
com 30 metros de comprimento e 10 metros adicionais na rampa de 8% de inclinação. O
líquido aplicado nas rampas era esgoto sanitário in natura, com tratamento primário e com
tratamento secundário, proveniente de fossas sépticas e filtros anaeróbios. As taxas de
aplicação de esgoto testadas foram 0,20m³/h.m, 0,30m³/h.m e 0,4m³/h.m. Avaliou-se a
capacidade do sistema em remover nutrientes, nitrogênio e fósforo, bem como matéria
orgânica. Com a realização de análises quantitativas, foi possível determinar qual inclinação
permitia maior remoção e em qual vazão de operação. Das três etapas, a taxa de 0,40m³/h.m e
inclinação de 8% foi a que apresentou melhores eficiências, sendo 93,55% e concentração de
25,67mg/L para DBO; 56,10% e concentração de 17,65mg/L para N-Total; 25,94% e
concentração de 5,98mg/L para P-total; 4 logs e concentração de 1,89x103NMP/100mL de
coliformes termotolerantes e 22,20% e concentração final de 534,29µS/cm de condutividade
elétrica. O esgoto afluente à ETE para os parâmetros de DBO, N-Total, P-total, Coliformes
Termotolerantes e Condutividade elétrica para a 3ª etapa foram 398,12mg/L; 40,22mg/L;
8,08mg/L; 2,81x107NMP/100mL e 686,75µS/cm, respectivamente. A fossa séptica e o filtro
anaeróbio, bem como o sistema de pós-tratamento, apresentaram valores de DBO dentro da
faixa citada pela literatura, a saber: 34,68% e concentração final de 260,02mg/L; 78,61% e
concentração final de 85,14mg/L e 93,55% e concentração final de 25,67mg/L para a 1ª, 2ª e
3ª etapas, respectivamente. A melhor taxa de aplicação foi a de 0,40m³/h.m e declividade de
8%. Em todos os aspectos analisados, o sistema melhorou a qualidade final do efluente,
mostrando-se como alternativa, com técnica simples e barata compatível com a realidade
econômica do nordeste brasileiro. Embora as taxas de 0,20m³/h.m e 0,30m³/h.m tenham
apresentado uma eficiência um pouco abaixo da 0,40m³/h.m, estas não podiam ser
descartadas, uma vez que os valores encontrados encontravam-se parcialmente dentro das
faixas citadas pela literatura. Quanto aos parâmetros de morfometria, a palma forrageira teve
crescimento dentro dos limites encontrados pela literatura técnica, para o comprimento,
número de cladódios, largura, espessura, IAC e altura do cladódio, sendo as taxas de
aplicação de efluentes de 0,40m³/h.m e declividade de 2% as que mostraram melhores
resultados.
PALAVRAS-CHAVE: Rampas de escoamento, remoção de nutrientes, matéria orgânica
SILVA FILHO, P.A. Systems runoff as an alternative post-treatment of sewages with
spineless cactus (Opuntia ficus indica L.Mill) to support vegetation. (Thesis - Doctor in
Civil Engineering - Environmental Sanitation) of the Federal University of Ceará. Fortaleza /
CE, UFC, 2014. 200p.
ABSTRACT
The research aimed to evaluate the performance of sewage treatment plants septic-type
anaerobic filters located in the state of Rio Grande do Norte and its study of post-treatment
technique runoff aimed at removing nutrients (N and P) and pathogens, tailoring the physicochemical and microbiological standards required for the reuse and considering legislation to
launch in the receptor fluid, evaluating such studies in the temporal / spatial having spineless
cactus (Opuntia ficus-indica (L.) Mill) as plant species grown on the slopes of runoff. For this
work we used the cactus pear (Opuntia ficus indica L.Mill) because it has great adaptation to
drought and strong native to northeastern Brazil, as well as the uniqueness in the cultivation
of aquatic vegetation using domestic sewage. The survey was conducted in Santa Maria,
located in Wastewater Treatment Plant of in Santa Maria, Rio Grande do Norte. Ramps were
built three runoff with different slopes, 2%, 4% and 8% with 30 meters long and 10 meters
further on ramp 8% incline. The liquid was applied to the ramps sewage in nature, with
primary treatment and secondary treatment, from septic tanks and anaerobic filters.
Application rates of sewage tested were 0.20 m³ / hm, 0.30 m³ / hm and 0.4 m³ / hm. We
evaluated the ability of the system to remove nutrients, nitrogen and phosphorus as well as
organic matter. With the realization of quantitative analysis was possible to determine which
slope allowed greater removal and which operating flow. Of the three steps, the rate of 0.40
m³ / hm and inclination of 8% showed the best efficiency, being 93.55% and the
concentration of 25.67 mg / L for BOD, 56.10% and concentration of 17.65 mg / L for Ntotal, 25.94% and the concentration of 5.98 mg / L for P -total, 4 logs and 1.89 x103
NMP/100mL concentration of coliforms and 22.20% to 534.29 final concentration µS / cm
electrical conductivity. The influent wastewater to the WTP parameters of BOD, N-total, Ptotal coliforms Thermotolerant and Electrical Conductivity for the 3rd stage were 398.12 mg /
L, 40.22 mg / L, 8.08 mg / L; 2.81 x107NMP / 100mL and 686.75 mS / cm respectively. A
septic tank and anaerobic filter, and the post-treatment system had values within the range
mentioned in the literature were 34.68% and the final concentration of 260.02 mg / L, 78.61%
and the final concentration of 85.14 mg / L to 93.55% and the final concentration of 25.67 mg
/ L respectively, for the best rate of application was 0.40 m³ / um and a gradient of 8%. In all
aspects examined, the system has improved the quality of the final effluent, showing up as an
alternative, with simple, inexpensive technique compatible with the economic reality of the
Brazilian Northeast, although the rate of 0.20 m³ / hm and 0.30 m³ / hm showed a slightly
lower efficiency of 0.40 m³ / um, they can not be discarded, since the values found are
partially within the ranges quoted in the literature.
KEYWORDS:
Ramps
runoff,
organic, best application rate.
nutrient
removal,
removal
of
matter
LISTA DE FIGURA
Figura 01 - Fases de funcionamento de um tanque séptico ...................................................... 24
Figura 02 - Tanque Séptico de câmara única ........................................................................... 24
Figura 03 - Tanque Séptico de câmara em série ....................................................................... 25
Figura 04 - Tanque Séptico de câmara sobreposta ................................................................... 26
Figura 05 - Filtro anaeróbio de fluxo ascendentes e materiais de enchimentos usados ........... 30
Figura 06 - Método de infiltração lenta com irrigação por gotejamento .................................. 36
Figura 07 - Método de infiltração rápida .................................................................................. 36
Figura 08 - Método de escoamento superficial ........................................................................ 37
Figura 09 - Métodos de infiltração subsuperficial .................................................................... 38
Figura 10 - Corpo do estudo do modelo de tratamento de esgoto pelo método do escoamento
superficial ............................................................................................................................. 54
Figura 11 - Fisiologia e morfologia da palma forrageira......................................................... 64
Figura 12 - Localização do Município onde ocorreu a Pesquisa – Santa Maria/RN................ 77
Figura 13 - Planta baixa dos sistemas de tratamento de esgoto – ETE Santa Maria ................ 80
Figura 14 - Perspectiva dos sistemas de tratamento de esgoto – ETE Santa Maria ................. 80
Figura 15 - Corte esquemático da fossa séptica – ETE Santa Maria ........................................ 81
Figura 16 - Corte esquemático do filtro anaeróbio de fluxo ascendente – ETE Santa Maria .. 81
Figura 17 - Etapas de construção do locus da pesquisa, rampa de escoamento superficial ..... 84
Figura 18 - ETE Santa Maria e as rampas de escoamento superficial definitivas.................... 85
Figura 19 - ETE Santa Maria e as rampas de escoamento superficial, cultivo das plantas ...... 86
Figura 20 - Arranjo das rampas ................................................................................................ 90
Figura 21 - Plantio da palma forrageira .................................................................................... 93
Figura 22 - Avaliação morfométrica da palma forrageira e amostragem de tecidos de
cladódios e colheita .............................................................................................................. 96
Figura 23 - Curvas de ajuste do modelo de dimensionamento - Taxa 0,2m³/m.h .................. 102
Figura 24 - Curvas de ajuste do Modelo de Dimensionamento - Taxa 0,3m³/m.h................. 104
Figura 25 - Curvas de ajuste do Modelo de Dimensionamento - Taxa 0,4m³/h.m................. 106
Figura 26 - Variação da vazão afluente ao longo do monitoramento ..................................... 117
Figura 27 - Comportamento da Temperatura ao longo da pesquisa – 1ª ETAPA .................. 120
Figura 28 - Comportamento da Temperatura ao longo da Pesquisa – 2ª ETAPA.................. 120
Figura 29 - Comportamento da Temperatura ao longo da Pesquisa – 3ª ETAPA.................. 121
Figura 30 - Comportamento do pH ao longo da Pesquisa – 1ª ETAPA ................................. 123
Figura 31 - Comportamento do pH ao longo da Pesquisa – 2ª ETAPA ................................. 123
Figura 32 - Comportamento do pH ao longo da Pesquisa – 3ª ETAPA ................................ 124
Figura 33 - Comportamento da DBO ao longo da Pesquisa – 1ª ETAPA ............................. 126
Figura 34 - Comportamento da DQO ao longo da Pesquisa – 1ª ETAPA ............................. 126
Figura 35 - Evolução da eficiência na remoção de DBO e DQO na 1ª ETAPA .................... 128
Figura 36 - Comportamento da DBO ao longo da Pesquisa – 2ª ETAPA ............................. 129
Figura 37 - Comportamento da DQO ao longo da Pesquisa – 2ª ETAPA. ............................ 129
Figura 38 - Evolução da eficiência na remoção de DBO e DQO na 2ª ETAPA .................... 131
Figura 39 - Comportamento da DBO ao longo da Pesquisa – 3ª ETAPA ............................. 132
Figura 40 - Comportamento da DQO ao longo da Pesquisa – 3ª ETAPA ............................. 133
Figura 41 - Evolução da eficiência na remoção de DBO e DQO na 3ª ETAPA .................... 134
Figura 42 - Comportamento de Coliformes Termotolerantes – 1ª ETAPA .......................... 136
Figura 43 - Comportamento de Coliformes Termotolerantes – 2ª ETAPA ........................... 136
Figura 44 - Comportamento de Coliformes Termotolerantes – 3ª ETAPA ........................... 137
Figura 45 - Evolução da eficiência na remoção de CT - 1ª ETAPA ..................................... 139
Figura 46 - Evolução da eficiência na remoção de CT - 2ª ETAPA ..................................... 140
Figura 47 - Evolução da eficiência na remoção de CT - 3ª ETAPA ..................................... 141
Figura 48 - Comportamento do NT ao longo da Pesquisa – 1ª ETAPA ................................ 143
Figura 49 - Comportamento do NT ao longo da Pesquisa – 2ª ETAPA ................................ 144
Figura 50 - Comportamento do NT ao longo da Pesquisa – 3ª ETAPA ................................ 144
Figura 51 - Evolução da eficiência na remoção de NT na 1,ª 2ª e 3ª ETAPA........................ 146
Figura 52 - Comportamento do PT (Fósforo Total) ao longo da Pesquisa – 1ª ETAPA ....... 148
Figura 53 - Comportamento do PT (Fósforo Total) ao longo da Pesquisa – 2ª ETAPA ....... 149
Figura 54 - Comportamento do PT (Fósforo Total) ao longo da Pesquisa – 3ª ETAPA ...... 149
Figura 55 - Evolução da eficiência na remoção de PT (Fósforo Total) - 1,ª 2ª e 3ª ETAPA . 150
Figura 56 - Comportamento da CE ao longo da Pesquisa – 1ª ETAPA ................................. 152
Figura 57 - Comportamento da CE ao longo da Pesquisa – 2ª ETAPA ................................. 153
Figura 58 - Comportamento da CE ao longo da Pesquisa – 3ª ETAPA ................................. 153
Figura 59 - Evolução da eficiência e concentrações de CE - 1ª ETAPA .............................. 154
Figura 60 - Evolução da eficiência e concentrações de CE - 2ª ETAPA .............................. 155
Figura 61 - Evolução da eficiência e concentrações de CE - 3ª ETAPA .............................. 156
Figura 62 – Média do número de cladódios por planta de palma forrageira, aos 105 DAP e
210 DAP, cultivada sob o único espaçamento (1,00 x 1,00)m e nas diferentes taxas de
aplicação. ............................................................................................................................ 160
Figura 63 – Comprimento médio dos cladódios por planta de palma forrageira, aos 105 DAP e
210 DAP, cultivada sob o único espaçamento (1,00 x 1,00)m e nas diferentes taxas de
aplicação ............................................................................................................................. 163
Figura 64 – Espessura média dos cladódios por planta de palma forrageira, aos 105 DAP e
210 DAP, cultivada sob o único espaçamento (1,00 x 1,00)m e nas diferentes taxas de
aplicação de efluentes ......................................................................................................... 167
Figura 65– Altura média das plantas de palma forrageira, aos 105 DAP e 210 DAP, cultivadas
sob o único espaçamento (1,00 x 1,00)m e nas diferentes taxas de aplicação de efluentes.
............................................................................................................................................ 174
LISTA DE TABELAS
Tabela 01 - Características médias do esgoto afluente à ETE Santa Maria- Santa Maria/RN –
Outubro/2010. ....................................................................................................................... 78
Tabela 02 - Médias pluviométricas mensais na última década – Santa Maria/RN .................. 79
Tabela 03 - Características físicas da ETE Santa Maria – Santa Maria/RN............................. 82
Tabela 04 - Cronograma de desenvolvimento da pesquisa na ETE Santa Maria .................... 84
Tabela 05 - Atributos químicos e físicos do solo para o cultivo de palma forrageira ............. 88
Tabela 06 - Cronograma de limpeza e aplicação de herbicidas nas rampas............................. 92
Tabela 07 - Parâmetros físico-químicos e bacteriológicos, métodos usados e referências ...... 98
Tabela 08 - Taxa de aplicação hidráulica mínima adotada. ................................................... 100
Tabela 09 - Valores do coeficiente de ajuste para vazão 0,2m³/m.h ...................................... 102
Tabela10-Valores teóricos calculados pela equação de dimensionamento - Taxa 0,2m³/m.h102
Tabela 11 - Valores do coeficiente de ajuste para vazão 0,3m³/h.m ...................................... 104
Tabela 12 - Valores teóricos calculados pela equação de dimensionamento - Taxa 0,3m³/h.m.
............................................................................................................................................ 104
Tabela 13 - Valores do coeficiente de ajuste para vazão 0,4m³/m.h ...................................... 106
Tabela 14 - Valores teóricos calculados pela equação de dimensionamento - Taxa 0,4m³/h.m.
........................................................................................................................................... .106
Tabela 15 - Caracterização média dos efluentes da ETE e o seu comportamento nas rampas de
pós-tratamento na 1ª ETAPA com taxa de aplicação 0,20m³/h.m ..................................... 108
Tabela 16 - Caracterização média dos efluentes da ETE e o seu comportamento nas rampas de
pós-tratamento na 2ª ETAPA com taxa de aplicação 0,30m³/h.m ..................................... 111
Tabela 17 - Caracterização média dos efluentes da ETE e o seu comportamento nas rampas de
pós-tratamento na 3ª ETAPA com taxa de aplicação 0,40m³/h.m ..................................... 114
Tabela 18 - Comparação entre concentrações afluentes s na ETE Santa Maria/RN. ............. 119
Tabela 19 – Número de cladódios por planta de palma forrageira, aos 105 e 210 dias após o
plantio, em função das diferentes taxas de aplicação nas três Etapas estudadas ................ 158
Tabela 20 – Valores médios de comprimento (cm) dos cladódios durante o período
experimental, aos 105 e 210 dias após o plantio, em função das diferentes taxas de
aplicação nas três Etapas estudadas. ................................................................................... 161
Tabela 21 – Valores médios de largura (cm) dos cladódios durante o período experimental,
aos 105 e 210 dias após o plantio, em função das diferentes taxas de aplicação nas três
Etapas estudadas ................................................................................................................. 164
Tabela 22 – Valores médios de espessura (mm) dos cladódios durante o período experimental,
aos 105 e 210 dias após o plantio, em função das diferentes taxas de aplicação nas três
Etapas estudadas ................................................................................................................. 166
Tabela 23 – Valores médios de área (cm²) dos cladódios durante o período experimental, aos
105 e 210 dias após o plantio, em função das diferentes taxas de aplicação nas três Etapas
estudadas ............................................................................................................................. 168
Tabela 24 – Valores médios de IAC (Índice de Área dos Cladódios) durante o período
experimental, aos 105 e 210 dias após o plantio, em função das diferentes taxas de
aplicação nas três Etapas estudadas .................................................................................... 170
Tabela 25 – Valores médios de altura da planta (cm) palma forrageira tipo Opuntia ficus
durante o período experimental, aos 105 e 210 dias após o plantio, em função das diferentes
taxas de aplicação nas três Etapas estudadas ...................................................................... 172
Tabela 26 – Valores estimados de produção média (t/ha) de palma forrageira tipo Opuntia
ficus, durante o período experimental, aos 105 e 210 dias após o plantio, em função das
diferentes taxas de aplicação nas três etapas estudadas......................................................176
LISTA DE QUADROS
Quadro 01 - Características dos filtros anaeróbios de diferentes sentidos de fluxos ............... 32
Quadro 02 - Características gerais dos sistemas de tratamento de esgoto por disposição no
solo........................................................................................................................................ 34
Quadro 03 - Tempo de sobrevivência de microrganismos patogênicos no solo, na água e nos
vegetais ................................................................................................................................. 41
Quadro 04 - Critérios para utilização de águas residuárias, segundo a EPA (1981) .............. 42
Quadro 05 – Diretrizes da OMS para o uso agrícola de esgotos sanitários (2006). ................. 43
Quadro 06 - Parâmetros relacionados à técnica de Escoamento Superficial ........................... 44
Quadro 07 - Eficiências de sistemas de Escoamento Superficial, em diferentes condições de
implantação e operação. ....................................................................................................... 50
Quadro 08 - Parâmetros de projetos para tratamento de esgoto por Escoamento Superficial
com períodos de aplicação de 8 a 12 horas/dia e frequência de 5 a 7 dias/semana .............. 58
Quadro 09 - Valores dos parâmetros empíricos para dimensionamento do sistema de
Escoamento Superficial ........................................................................................................ 59
LISTA DE ABREVIATURAS
CT/CF
CE
DAP
DBO
DQO
EB
EFS
EFA
EF
EPI
hab
IAC
MPC
NA
NMP
NT
OD
OHpH
PMS
PMV
PT
Qafluente
Qte
T
TS
V
UFC
UASB
-
Coliformes Termotolerantes/Fecal
Condutividade Elétrica
Dias Após o Plantio
Demanda Bioquímica de Oxigênio
Demanda Química de Oxigênio
Esgoto Bruto
Efluente Fossa Séptica
Efluente Filtro Anaeróbio
Efluente final
Equipamento de Proteção Individual
Habitantes
Índice de Área do Cladódio
Valores Médios de Peso dos Cladódios
Nível de água
Número Mais Provável
Nitrogênio Total
Oxigênio Dissolvido
Hidroxila
Potencial Hidrogeniônico
Produção de Matéria Seca
Produção de Matéria Verde
Fósforo Total
Vazão Afluente
Quantidade
Temperatura
Tanque Séptico
Volume
Unidade Formadora de Colônia
Upflow Anaerobic Sludge Blanket Reactors
LISTA DE SIGLAS
APHA
ABNT
CAERN
CETESB
CPATSA
DEHA
ETE
EXTRABES
EMBRAPA
EMPARN
IPA
FEAM
SNSA
CONAMA
RN
IBGE
IDEMA
DBO5
DQO
PERH
PCOD
SAAE
TDH
OMS
OPS
UFC
UFRN
UFRR
-
American Public Health Association
Associação Brasileira de Normas Técnicas
Companhia de Águas e Esgotos do Rio Grande do Norte
Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental
Centro de Pesquisa Agropecuária do Trópico Semiárido
Departamento de Engenharia Hidráulica e Saneamento Ambiental
Estação de Tratamento de Esgoto
Estação Experimental de Tratamentos Biológicos de Esgotos Sanitários
Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária
Empresa de Pesquisa Agropecuária do RN
Instituto Agronômico de Pernambuco
Fundação Estadual do Meio Ambiente
Secretaria Nacional de Saneamento Ambiental
Conselho Nacional do Meio Ambiente
Rio Grande do Norte
Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística
Instituto de Desenvolvimento Econômico e Meio Ambiente
Demanda Bioquímica de Oxigênio em cinco dias a 20°C
Demanda Química de Oxigênio
Plano Estadual de Recursos Hídricos
Planilha de Controle Operacional Diário
Sistema Autônomo de Água e Esgoto
Tempo de Detenção Hidráulica
Organização Mundial de Saúde
Organização Pan-Americana de Saúde
Universidade Federal do Ceará
Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Universidade Federal de Roraima
SUMÁRIO
1.0 - INTRODUÇÃO .............................................................................................................. 17
2.0 – OBJETIVOS .................................................................................................................. 21
2.1 - OBJETIVO GERAL: ....................................................................................................... 21
2.2 – OBJETIVOS ESPECÍFICOS: ......................................................................................... 21
3.0 – REVISÃO DE LITERATURA ..................................................................................... 22
3.1 - ALTERNATIVAS DE TRATAMENTO DE ESGOTO PARA PEQUENAS E MÉDIAS
LOCALIDADES ...................................................................................................................... 22
3.1.1 - Tanque Séptico ............................................................................................................ 22
3.1.2 – Filtros Anaeróbios ...................................................................................................... 27
3.2 – ALTERNATIVAS DE PÓS-TRATAMENTO POR DISPOSIÇÃO CONTROLADA
NO SOLO ................................................................................................................................. 32
3.2.1 – Indicadores ambientais e microbiologia do Escoamento Superficial .................... 38
3.2.2 – Parâmetros de projetos para tratamento de esgoto por Escoamento Superficial 44
3.2.3 - Parâmetros de monitoramento de eficiência do sistema com a técnica de
Escoamento Superficial .......................................................................................................... 51
3.2.4 - Modelo matemático de dimensionamento de ETE – disposição de esgoto no solo 54
3.3 – CARACTERIZAÇÃO DA ESPÉCIE VEGETAL CULTIVADA NAS FAIXAS DE
TRATAMENTO – A PALMA FORRAGEIRA (OPUNTIA FÍCUS-INDICA (L.) MILL) ..... 60
3.3.1 – Aspectos da cultura da palma forrageira - origem.................................................. 61
3.3.2- Características botânicas e morfológicas da palma forrageira ................................ 62
3.3.3 - Exigências edafoclimáticas da palma forrageira ...................................................... 64
3.3.4- Importância da palma forrageira para o Semiárido Brasileiro ............................... 67
3.3.5 - Importância do sistema radicular e a influência do fósforo no seu
desenvolvimento ...................................................................................................................... 69
3.3.6 - Influência do espaçamento na cultura da palma forrageira .................................. 73
4.0 – MATERIAL E MÉTODOS .......................................................................................... 77
4.1 - CARACTERIZAÇÃO DA ÁREA DE ESTUDO ........................................................... 77
4.2 – DELINEAMENTO DA PESQUISA ............................................................................... 83
4.2.1 – 1ª ETAPA: Esgoto Bruto + Escoamento Superficial ............................................... 84
4.2.2 – 2ª ETAPA: Tratamento Primário (Fossas Sépticas) + Escoamento Superficial ... 89
4.2.3 – 3ª ETAPA: Tratamento Secundário (Fossas Sépticas + Filtros Anaeróbios
Ascendentes) + Escoamento Superficial ............................................................................... 89
4.3 – DELINEAMENTO EXPERIMENTAL/OPERAÇÕES REALIZADAS E
TRATAMENTOS .................................................................................................................... 89
4.3.1 – Preparo do Solo e Rampas ......................................................................................... 89
4.3.1.1 - Curva de avanço ....................................................................................................... 90
4.3.2 – Plantio de vegetação nas rampas ............................................................................... 91
4.3.3 – Aplicação do efluente e frequência de aplicação...................................................... 96
4.3.4 – Pontos de coleta ........................................................................................................... 97
4.3.5 – Parâmetros de controle avaliados ............................................................................. 98
4.3.6 - Análise dos Dados e Tratamento Estatístico ............................................................ 98
5.0 – RESULTADOS E DISCUSSÕES .............................................................................. 100
5.1 – TAXA DE APLICAÇÃO MÍNIMA POR MEIO DAS CURVAS DE AVANÇO ....... 100
5.2 - MODELO DE DIMENSIONAMENTO, USANDO PADRÕES DE MODELAGEM DE
SMITH; SCHROEDER (1985) E VALORES DA USEPA (1981). ...................................... 101
5.2.1 – Modelo de dimensionamento racional, proposto por Smith e Schroeder: esgoto in
natura ..................................................................................................................................... 101
5.2.2 – Modelo de dimensionamento racional, proposto por Smith e Schroeder: esgoto
pré-tratado (oriundo do conjunto fossa séptica) ................................................................ 103
5.2.3 – Modelo de dimensionamento racional, proposto por Smith e Schroeder: esgoto
oriundo de tratamento secundário (oriundo do conjunto “fossa séptica” + filtro
anaeróbio) .............................................................................................................................. 105
5.3 – CARACTERIZAÇÃO E ANÁLISES DOS RESULTADOS DOS EFLUENTES
TRATADOS E LANÇADOS NO SISTEMA DE PÓS-TRATAMENTOS .......................... 107
5.3.1 – Temperatura ............................................................................................................. 119
5.3.2 - pH ............................................................................................................................... 122
5.3.3 – DBO e DQO............................................................................................................... 125
5.3.4 – Coliformes Termotolerantes (CT) ........................................................................... 135
5.3.5 – Nitrogênio Total ........................................................................................................ 142
5.3.6 – Fósforo Total ............................................................................................................. 147
5.3.7 – Condutividade Elétrica ............................................................................................ 151
5.4 – PARÂMETROS MORFOMÉTRICOS DA PALMA FORRAGEIRA......................... 157
5.4.1 - Número de cladódios por planta .............................................................................. 157
5.4.2 - Comprimento do cladódio ........................................................................................ 161
5.4.3. Largura do cladódio ................................................................................................... 164
5.4.4. Espessura do cladódio ................................................................................................ 165
5.4.5. Área do cladódio ......................................................................................................... 168
5.4.6. Índice de área do cladódio ......................................................................................... 169
5.4.7. Altura da planta .......................................................................................................... 172
5.4.8. Produção de massa verde e massa seca .................................................................... 175
6.0 – CONCLUSÕES............................................................................................................ 179
7.0 – RECOMENDAÇÕES.................................................................................................. 182
REFERENCIAS ................................................................................................................... 183
17
1.0 - INTRODUÇÃO
Historicamente, os modelos de desenvolvimento adotados no Brasil resultaram em
impactos sociais, econômicos e ambientais, provocando excessiva concentração de riqueza e
renda, com exclusão social latente e aumento das desigualdades regionais. A inadequação
desses modelos tem gerado um verdadeiro descompasso entre a demanda e a oferta dos
serviços. As mudanças nos padrões de consumo resultaram em uma maior necessidade por
recursos naturais, bem como em uma maior produção de resíduos sólidos e líquidos e em uma
alteração nas características físico-químicas decorrente dos avanços tecnológicos, com um
consequente aumento potencial de poluição e contaminação dos corpos hídricos, do ar e do
solo, exigindo, assim, tecnologias novas de tratamento.
Hoje, como agente capaz de reduzir esses impactos, o saneamento básico ainda é
considerado o marco principal nas políticas públicas de um país e o mais essencial de todos os
serviços públicos, sob qualquer ângulo que se queira analisar. É através do saneamento que se
verificam diversas mudanças no índice de qualidade de vida de uma população. Como
exemplo disto, pode-se citar o nosso País, que, devido a um incipiente crescimento nas ações
preventivas, ainda é afetado por dores sociais na área da saúde pública. A ineficácia no
fornecimento e no tratamento de água potável tem desencadeado várias doenças, sendo a
população de baixo nível socioeconômico a mais atingida. Atualmente, têm-se números
alarmantes de contaminação por geohelmintoses, a qual poderia ser sanada com políticas
preventivas de saúde pública. Essa precariedade no serviço de saneamento encontra-se mais
acentuada nas regiões mais pobres do Brasil: a Norte e a Nordeste.
O saneamento brasileiro não é uniforme, corroborando para tal situação as
dimensões continentais do País e as grandes disparidades regionais em termos
socioeconômicos. Embora as Regiões Norte e Nordeste sejam as maiores beneficiárias de
recursos federais para esse setor, segundo dados da Secretaria Nacional de Saneamento
Ambiental – (SNSA), as mudanças são pequenas, quando comparadas com as Regiões Sul e
Sudeste. O crescimento naquelas Regiões é quase imperceptível, diferentemente do que
ocorre nestas, devido às suas melhores condições socioeconômicas para arcar com os custos
dos financiamentos, mesmo através de recursos onerosos. O predomínio da aplicação de tais
recursos nessas regiões, principalmente a Sudeste, é decorrente das restrições ao
endividamento público interpostas pela legislação fiscal vigente, que atinge de forma mais
intensa os municípios e estados localizados nas regiões mais pobres do País. Em
18
contrapartida, as regiões mais pobres são beneficiadas através de recursos não onerosos, ou
seja, o financiamento de recursos que não exige retorno.
Embora o tratamento de efluentes doméstico e industrial no Brasil seja previsto
pela Resolução CONAMA n° 430/11, que estabelece o enquadramento dos corpos d’água em
classes e os padrões de enquadramento que veio complementar e alterar a antiga Resolução
CONAMA nº 357/2005, e embora tenha-se em vigência a Lei nº 9433/97, que trata da
POLÍTICA NACIONAL DOS RECURSOS HÍDRICOS, ainda são diminutas as ações de
saneamento básico no País. Apenas uma pequena porcentagem do esgoto coletado é tratada,
sendo que muitas regiões ainda não dispõem de coleta de esgoto nem de abastecimento de
água. Segundo o IBGE (2010), dos 5.507 municípios existentes no ano da pesquisa, somente
52% e 33,5% dos domicílios brasileiros são atendidos por rede geral de esgoto. Do volume de
esgoto urbano coletado, apenas 35,5% são submetidos a tratamento para remoção de
poluentes e 84,6% do esgoto não tratado são despejados nos rios. Onde não há coleta de
esgoto, 48% dos dejetos vão para fossa séptica e 42%, para valas abertas.
Na Região Nordeste, a proporção de municípios com serviço de esgotamento
sanitário é de 42,9%, sendo 14,7% a proporção dos domicílios atendidos por rede geral de
esgoto. Do volume de esgoto urbano coletado, apenas 13,3% são submetidos a tratamento
para remoção de poluentes e 65,8% do esgoto não tratado são despejados nos rios. Onde não
há coleta de esgoto, 47,9% dos dejetos vão para fossa séptica e 40,21%, para fossas secas
(IBGE, 2010).
A importância do saneamento e sua associação à saúde humana remontam às mais
antigas culturas, desenvolvendo-se de maneira distinta entre as diversas civilizações. Os
sistemas de tratamento de esgotos por processos biológicos têm se mostrado nas últimas
décadas como predominantes no norte e nordeste do Brasil. Esses sistemas têm mostrado
elevadas eficiências na remoção de matéria orgânica e microrganismos patogênicos, todavia,
como a prática de reúso, em muitos estados brasileiros, principalmente do Norte-Nordeste,
não se consolidou definitivamente, seja pela ausência de informações à sociedade, seja até
mesmo pela ausência de legislações específicas que regulamentem essa prática, a
consequência verificada é o frequente lançamento de esgotos nos corpos receptores hídricos
com carga orgânica e concentrações de microrganismos patogênicos ainda remanescentes,
somados a uma elevada concentração de nutrientes presentes nesses esgotos.
Os processos alternativos de pós-tratamento de efluentes, em nível terciário,
constituem tecnologias de tratamentos de esgoto atraentes para pequenas e médias
comunidades, principalmente devido ao baixo custo e simplicidade operacional, boa
19
eficiência de remoção de poluentes orgânicos e patógenos, como também devido ao
aproveitamento dessas técnicas de tratamento para a prática de reúso. Todavia, sabe-se que o
lançamento de esgotos com carga excessiva de nutrientes em corpo aquático, principalmente
N e P, promove condições suscetíveis a intensa proliferação de cianobactérias e consequente
produção de toxinas, originando o que denominamos de “eutrofização”, como também a uma
carga de patógenos, que, embora diminuta, ainda é remanescente. Este fato aponta para a
necessidade de uma reavaliação do uso com critérios de tecnologia de pós-tratamento de
esgotos, principalmente quando o corpo receptor do efluente tratado for utilizado como
manancial de abastecimento e /ou de lançamento final.
A aplicação do esgoto doméstico sobre a superfície do solo como processo de
tratamento possibilita a remoção dos poluentes por meio de mecanismos de ordens física
(sedimentação, filtração, radiação, volatilização e desidratação), química (oxidação e reações
químicas, precipitação, adsorção e troca iônica) e biológica (absorção, biodegradação e
predação). Além do efeito depurador do esgoto, essa prática proporciona o suprimento de
água para as culturas e a adição de matéria orgânica no solo.
A discussão sobre essas técnicas de pós-tratamento de efluentes tem ressaltado o
tratamento de efluentes por meio de várias alternativas de tratamento de esgoto a baixo custo
para pequenas e médias localidades. Dentre essas técnicas de pós-tratamento, podem-se citar
lagoas de polimento, wetlands, escoamento superficial, valas de filtração/infiltração etc. São
técnicas de pós-tratamento em nível terciário de esgotos, cujos objetivos principais são a
remoção de nutrientes e remoção de remanescentes de patógenos/matéria orgânica. As
vantagens são elevadas, pois permitem remover esses condicionantes dos esgotos em
processos de pós-tratamento, como também usá-los para a prática de reúso em regiões de
escassez hídrica. Atrelados a estas características, diversos fatores socioeconômicoambientais também fazem jus, no Brasil, à sua aceitabilidade perante os demais processos e
técnicas de tratamento de efluentes, tais como: suficiente disponibilidade de área em um
grande número de localidades; clima favorável (temperatura e insolação elevada) durante o
ano todo e, sobretudo, a necessidade de pouco ou nenhum equipamento.
O propósito da pesquisa é destacar a importância e eficiência da técnica de
tratamento de esgoto, com a utilização de fossas sépticas, seguida de filtros anaeróbios e,
como pós-tratamento, o uso da técnica de escoamento superficial. A sua operacionalização,
quando bem monitorada, tem mostrado elevados percentuais na eficiência, no que concerne à
remoção de DBO5 e de Coliformes Termotolerantes. E, como pós-tratamento, as rampas ou
escoamento superficial reduzem de maneira significativa as concentrações de nutrientes, DBO
20
e coliformes. Quando há intenção da prática de reúso do efluente tratado, a maioria dos
parâmetros enquadra-se neste tipo de prática, seja ela agrícola, de aquicultura ou de reúso
urbano.
A pesquisa teve como objetivo estudar a eficiência do conjunto “fossa sépticafiltro anaeróbio”, tratando-se o esgoto predominantemente doméstico numa localidade em
escala real no Rio Grande do Norte. E, como técnica de pós-tratamento, faz-se uso do
escoamento superficial, usando-se o efluente pré-tratado como prática de reúso agrícola, no
cultivo da palma, vegetação comum e características de regiões semiáridas no Nordeste
Brasileiro.
Os sistemas de fossas sépticas-filtros anaeróbios para tratamento de esgoto têm
finalidades múltiplas, podendo tratar pequenas ou médias quantidades de águas residuárias,
domésticas ou industriais. O efluente tratado deve apresentar características físicas e
ambientais que o tornem viável de ser lançado em um corpo receptor hídrico ou ser
reaproveitado através das práticas de reúso. Estudos sobre a eficiência de tais sistemas devem,
portanto, considerar as condições de cada local e a qualidade que o efluente final deve atingir.
Nesse tipo de sistema, o conhecimento da operação pode auxiliar no estudo de tal eficiência.
21
2.0 – OBJETIVOS
2.1 - OBJETIVO GERAL:
Avaliar o desempenho de ETEs do tipo “fossas sépticas-filtros anaeróbios”,
localizados no Estado do Rio Grande do Norte, tendo como pós-tratamento a técnica de
escoamento superficial com vistas à remoção de nutrientes (N e P) e patógenos, adequando as
características físico-químicas e microbiológicas aos padrões exigidos para o reúso,
avaliando-se tais estudos nas escalas temporal/espacial e tendo-se a palma forrageira (Opuntia
fícus-indica (L.) Mill) como espécie vegetal cultivada nas rampas de escoamento superficial.
2.2 – OBJETIVOS ESPECÍFICOS:
 Avaliar o modelo de dimensionamento racional, proposto por Smith e
Schroeder (1985), para dimensionamento de sistemas de escoamento superficial, e comparar
com valores reais obtidos para as taxas propostas.
 Verificar a eficiência do sistema de tratamento de esgoto por disposição
controlada no solo para os parâmetros de pH, T, DBO, DQO, Coliformes Termotolerantes e
nutrientes (N e P) e CE em três modalidades, usando a vegetação palma forrageira: in natura,
após tratamento primário (fossas sépticas), seguido de tratamento secundário (filtros
anaeróbios).
 Analisar a variação das concentrações de pH, T, DBO, DQO, Coliformes
Termotolerantes e nutrientes (N e P) ao longo da faixa de pós-tratamento (disposição no solo),
nas respectivas rampas.
 Definir a melhor taxa de aplicação hidráulica para o cultivo da palma forrageira
(Opuntia fícus-indica (L.) Mill) empregada no tratamento de esgoto pelo método de
escoamento superficial.
 Avaliar o crescimento e estimativa de produtividade da palma forrageira
(Opuntia fícus-indica (L.) Mill) cultivada em rampas de escoamento superficial em três
modalidades com taxas de aplicação e declividades diferentes: com esgoto bruto (in natura),
pós-tratamento primário (fossas sépticas) e pós-tratamento secundário (filtros anaeróbios).
22
3.0 – REVISÃO DE LITERATURA
A palavra esgoto costumava ser usada para definir tanto a tubulação condutora das
águas servidas de uma comunidade, quanto o próprio líquido que flui por essas canalizações.
Atualmente, tal palavra é usada para caracterizar os despejos oriundos das diversas
modalidades do uso e da origem das águas, como uso doméstico, comercial, industrial,
agrícola e outros (JORDÃO; PESSOA, 2005).
Geralmente os esgotos são classificados em dois grupos principais: os sanitários e
os industriais, sendo os primeiros constituídos essencialmente de despejos domésticos, águas
pluviais e de infiltração e, eventualmente, uma contribuição de despejos industriais, que
podem ser misturados ao esgoto doméstico quando lançados na rede pública. Os esgotos
domésticos provêm de residências, edifícios comerciais, instituições ou quaisquer edificações
que contenham banheiros, lavanderias, cozinhas, sendo formados por água de banho, urina,
fezes, papel, sabão, restos de comida, detergentes. Quanto aos esgotos industriais, estes são
bastante diversos e por isto possuem características próprias em função do processo industrial
empregado, necessitando de estudos e tratamento específicos.
As alternativas de tratamento mais usadas para pequenas e médias localidades são
listadas a seguir:
3.1 - ALTERNATIVAS DE TRATAMENTO DE ESGOTO PARA PEQUENAS E MÉDIAS
LOCALIDADES
3.1.1 - Tanque Séptico
O tanque séptico é um dispositivo de tratamento primário de esgoto que surgiu no
século XIX na França, quando Jean Louis Mouras observou que o volume de sólidos
acumulado por mais de uma década em um tanque de alvenaria era muito menor do que ele
havia imaginado. Baseando-se nas descobertas de Pasteur, ele acreditava que a redução no
volume da matéria sedimentável era decorrente da atividade bacteriana que produzia
liquefação e gaseificação dos sólidos orgânicos, em ambiente anaeróbio, num processo
denominado de “fermentação” (ANDRADE NETO, 1997).
A partir desses estudos, Mouras desenvolveu um tanque hermético em que os
esgotos entravam e saíam por tubulações submersas na massa líquida e localizadas na parte
superior. Desde então, o tanque séptico, como ficou conhecido, passou a ser utilizado para
23
tratar esgotos de residências e de cidades, sendo essa técnica a mais empregada devido a sua
fácil construção e operação, destaca Andrade Neto (1997).
No Brasil, os tanques sépticos foram difundidos como solução individual para o
destino dos esgotos a partir da década de 30, em virtude da ausência total ou parcial de
serviços públicos de esgotos sanitários nas áreas urbanas, suburbanas e rurais, bem como pela
necessidade de se evitar a contaminação do solo e da água por microrganismos patogênicos.
No Rio Grande do Norte, a CAERN (Companhia de Águas e Esgotos do Estado)
utiliza tanques sépticos de câmaras em série, prismáticos retangulares em sistemas
condominiais de esgoto, com tempo de detenção de 6 a 8 horas. Eles se localizam antes das
lagoas de estabilização facultativas, necessitando de uma menor área, uma vez que substituem
as lagoas anaeróbias; e realizam o tratamento primário antes da disposição no solo por valas
de filtração (ANDRADE NETO, 1997).
Para Jordão e Pessoa (2005), o funcionamento dessa unidade de tratamento pode
ser dividido em quatro fases, a saber: retenção do esgoto, decantação do esgoto, digestão
anaeróbia do lodo e redução de volume do lodo, como pode ser observado na Figura 1. Na
primeira fase, o esgoto é retido por um período estabelecido de acordo com a contribuição do
afluente, podendo variar de 24 horas, quando a contribuição for até 6.000 L/dia, a 12 horas,
para uma contribuição de mais de 14.000 L/dia. Na segunda fase, ocorre a sedimentação de 60
a 70% dos sólidos em suspensão, formando uma camada semilíquida chamada de “lodo”, e a
parcela não sedimentável (composta por óleos, graxas, gorduras e gases) emerge para a
superfície, originando a escuma. Em seguida, o lodo e a escuma são digeridos por bactérias
anaeróbias, reduzindo, assim, a matéria volátil total ou parcialmente e os organismos
patogênicos. Da fase anterior, resultam gases, líquidos e uma redução acentuada no volume
dos sólidos retidos e digeridos, tornando-os estáveis e passíveis de serem dispostos com
segurança em outro local.
As fossas sépticas podem ser de câmara única (Figura 2), de câmaras em série ou
de câmaras sobrepostas e, quanto à forma, podem se apresentar como cilíndricas ou
prismáticas retangulares. As de câmara em série (Figura 3) são constituídas em um único
tanque coberto com paredes janeladas que o dividem em duas ou três câmeras no fluxo
horizontal. A segunda câmara permite uma sedimentação mais eficiente de sólidos pela menor
interferência das bolhas de gases resultantes da digestão do lodo (ANDRADE NETO, 1997).
24
Figura 1 - Fases de funcionamento de um tanque séptico
FONTE: BRASIL (2006).
Figura 2 - Tanque Séptico de câmara única
FONTE: JORDÃO; PESSOA (2005).
25
Figura 3 - Tanque Séptico de câmara em série
FONTE: JORDÃO ; PESSOA (2005).
As de câmaras sobrepostas (Figura 4) possuem divisões internas dispostas
verticalmente com placas inclinadas que têm como função separar as fases de sólidos,
líquidos e gases, além de permitirem a passagem do lodo da câmara superior para a inferior.
Assim, Andrade Neto (1997) destaca que:
Em suas várias configurações, os tanques sépticos reúnem, principalmente, os
objetivos de decantadores e digestores em uma mesma unidade (decanto-digestor),
onde se realizam, simultaneamente, várias funções: decantação, flotação,
desagregação e digestão dos sólidos sedimentados (lodo) e da crosta constituída pelo
material flotante (escuma). São mais do que decanto-digestores porque, devido ao
tempo de retenção hidráulica, propiciam, também, o tratamento anaeróbio da fase
líquida, em escoamento, e acumulam, por longos períodos, o lodo digerido, de
volume bastante reduzido (ANDRADE NETO, 1997).
26
Figura 4 - Tanque Séptico de câmara sobreposta
FONTE: JORDÃO & PESSOA (2005).
Oliveira (1983) sugeriu em sua Dissertação que o tanque séptico deveria ser
considerado como um conjunto de, no mínimo, duas câmaras anaeróbias. A primeira devia
agir como um reator biológico de grande atividade, oferecendo uma elevada eficiência de
remoção de material orgânico; a segunda teria a função de melhorar a qualidade do efluente,
sobretudo no que diz respeito à remoção de coliformes fecais e de sólidos em suspensão.
A aplicação dos tanques sépticos apresenta algumas vantagens, conforme seguem:

É uma tecnologia simples, compacta e de baixo custo;

Produz um efluente razoável que pode ser encaminhado para pós-tratamento
ou destino final;

Por ser um reator de lodo passivo sobre a fase líquida, é mais resistente a
variações e flutuações quantitativas e qualitativas do afluente.
Além disso, a eficiência dos tanques sépticos pode ser determinada a partir dos
parâmetros: Sólidos Sedimentáveis, Sólidos em Suspensão e Demanda Bioquímica de
Oxigênio (DBO). O aumento gradativo do primeiro parâmetro indica o período de limpeza da
fossa, permitindo um melhor controle das unidades subsequentes. Com relação aos outros
dois parâmetros, observa-se que o tanque séptico pode reduzir os sólidos sedimentáveis de
85% a 95%, os sólidos em suspensão, em torno de 50% e a DBO, de 30% a 65%, destacam
Jordão e Pessoa (2005).
27
Outro fator importante que influencia na eficiência dos tanques sépticos é o
acúmulo de lodo e de escuma. Esses resíduos devem ser removidos, segundo a NBR 7229
(1997), em intervalos equivalentes ao período de limpeza do projeto. Tal norma recomenda
uma remoção periódica em intervalos de um (1) a cinco (5) anos para lodo e, mais frequente,
para a escuma.
Se a retirada do lodo, porém, não for feita no tempo previsto, o volume do tanque
séptico, destinado para a sedimentação, irá se reduzindo, o que prejudica o processo e faz com
que o tanque passe a funcionar como uma simples caixa de passagem, produzindo um efluente
de má qualidade, com muitos sólidos sedimentáveis. Além desses aspectos, o seu efluente
apresenta ainda uma quantidade de matéria orgânica considerável. Os sólidos não retidos são
arrastados com o esgoto, juntamente com o produto solúvel do lodo, apresentando uma cor
escura e um odor característico provocado pela presença de gás sulfídrico, principalmente.
Com relação ao processo biológico, essa unidade apresenta um grande número de
bactérias, embora, devido à fase anaeróbia, as bactérias patogênicas não sejam eliminadas
totalmente - o que se verifica é a predominância da ação física na fase líquida (JORDÃO;
PESSOA, 2005).
Sendo assim, o lançamento desse esgoto diretamente no solo provocará um
transporte vertical e horizontal das matérias poluidoras, cuja distância e direção vão variar
com a porosidade do solo e a localização do lençol freático. Por este motivo, os seus efluentes
produzidos continuamente precisam ter um destino adequado e necessitam de um tratamento
complementar, como filtros biológicos anaeróbios, filtro de areia, vala de infiltração,
escoamento superficial, lodo ativado com batelada. Para a disposição final, a ABNT cita a
vala de infiltração, o sumidouro e a diluição em corpos receptores d’água.
Em Natal/RN, a Prefeitura Municipal editou a Lei n° 4867/97, que obriga as
Imunizadoras que coletam despejos sanitários, residenciais ou comerciais, públicos ou
particulares, a manterem sistemas de lagoas de estabilização para tratamento complementar
dos resíduos de tanque séptico (GUIMARAES, 2006).
3.1.2 – Filtros Anaeróbios
A aplicação da tecnologia teve divulgação com as experiências realizadas na
década de 60 pelos americanos Young e McCarty (CAMPOS, 1999). No Brasil, foram
realizadas experiências na década em 1977, em unidades-piloto na Universidade de São
Paulo. Na época, foram comprovados os resultados apresentados por Young e McCarty.
28
De acordo com Young e McCarty (1969), o filtro anaeróbio é um tipo de reator
empregado no tratamento de esgotos que se caracteriza pela presença de um material suporte
estacionário e inerte ao qual a biomassa adere ou fica retida nos interstícios, formando um
biofilme que degrada o substrato contido na água residuária.
No Brasil, o filtro anaeróbio começou a ser aplicado na década de 1970,
apresentando bons resultados no tratamento de despejos industriais. Para tratamento de
esgotos sanitários, tornou-se mais popular a partir de 1982, quando a ABNT (Associação
Brasileira de Normas Técnicas) incorporou diretrizes básicas para projeto e construção de
filtros anaeróbios, incentivando o seu uso associado aos tanques sépticos como unidade de
pós-tratamento de efluentes (NBR 7229/82) (CAMPOS, 1999).
O filtro anaeróbio ascendente é basicamente uma unidade de contato, na qual os
esgotos passam através de uma massa de sólidos biológicos contidos dentro do reator. A
biomassa retida neste pode se apresentar sob três formas distintas (CHERNICHARO, 2007), a
saber:
 na forma de uma fina camada de biofilme aderido às superfícies do material de
suporte;
 na forma de biomassa dispersa retida nos interstícios do material de suporte; e,
 na forma de flocos ou grânulos retidos no fundo falso, abaixo do material de
suporte.
Os compostos orgânicos solúveis contidos no esgoto afluente entram em contato
com a biomassa, difundindo-se através das superfícies do biofilme ou do lodo granular, sendo
então convertidos em produtos intermediários e finais, especificamente metano e gás
carbônico (CHERNICHARO, 2007).
O material de suporte deve ter uma estrutura resistente, ser biológica e
quimicamente inerte, ter leveza, grande área específica, porosidade elevada, possibilitar a
colonização acelerada dos microrganismos, grande disponibilidade e custo reduzido.
Tendo-se em vista a preocupação em atender a estes requisitos, podem-se adotar
diversos materiais, dentre eles: blocos cerâmicos, anéis plásticos, pedra britada e cilindros ou
esferas perfuradas (SPEECE, 1996) - sempre ponderando o seu uso em função da eficiência e
do custo.
Para Klusener Filho (2001), a forma física do filtro, em geral, é definida
observando-se aspectos estruturais e econômicos, devendo-se, entretanto, sempre obter um
fluxo bem distribuído, por meio do leito filtrante, e uma altura que acarrete na eficiência
desejada.
29
O processo anaeróbio gera gases e odores fortes. Por isto, geralmente os filtros são
cobertos para evitar a propagação destes, embora a construção da cobertura possa representar
uma parcela significativa no orçamento final, devido às dificuldades estruturais que apresenta.
A norma da ABNT NB-41 - “Norma para Construção e Instalação de Fossas
Sépticas” - de 1963 recomendava a utilização de sistemas de valas de filtração para
“polimento” de tanques sépticos. Esses sistemas, conquanto bastante eficientes, são
relativamente caros, pois constituem-se de canalizações de esgotos sobrepostas, com a
camada entre elas ocupada com areia (JORDÃO; PESSÔA, 2005).
Em 1982, a NB-41 foi revisada e renomeada como NBR-7229/93. Nessa
oportunidade, foi proposta uma alternativa em casos de inviabilidade de infiltração do
efluente do reator no terreno e também em casos de lançamento em corpos d’água cujos
padrões de qualidade exigidos são altos. Essa alternativa era a utilização de filtros biológicos
anaeróbios de fluxo ascendente como pós-tratamento de tanques sépticos.
Apesar de ter difundido a tecnologia do filtro anaeróbio, a NBR 7229/93
apresentava deficiências construtivas, de projeto e de operação, principalmente no que se
refere à remoção do lodo acumulado na câmara inferior de entrada. Em 1997, a ABNT
publicou a NBR 13969 com o título “Tanques Sépticos - Unidades de Tratamento
Complementar e Disposição Final dos Efluentes Líquidos – Projeto, Construção e Operação”,
apresentando modelos de filtros anaeróbios de fluxo ascendente mais detalhados e com
cuidado nos aspectos operacionais.
A definição de filtro anaeróbio segundo a ABNT (NBR 13969) é a seguinte:
["Consiste em um reator biológico no qual o esgoto é depurado por meio de microorganismos não aeróbios, dispersos tanto no espaço vazio do reator quanto nas superfícies do
meio filtrante"]. Tal norma, além de apresentar desenhos de quatro modelos de filtro
anaeróbio - tipo retangular totalmente enchido de brita; tipo circular totalmente enchido de
brita; tipo circular com entrada única de esgoto; e tipo circular com múltiplas entradas de
esgoto -, contém especificações e detalhes construtivos para todos, prevendo pequenas
vazões. A Figura 5 detalha um filtro anaeróbio de fluxo ascendente e alguns detalhes
construtivos.
30
Figura 5 - Filtro anaeróbio de fluxo ascendente e materiais de enchimentos usados
Fonte: Autor (2014).
Em comparação a outros reatores anaeróbios, as principais desvantagens dos
filtros anaeróbios são: risco de obstrução dos interstícios, sendo, portanto, mais indicados para
trabalhar com esgotos com contaminantes predominantemente solúveis (baixa concentração
de sólidos suspensos), a fim de evitar a colmatação do meio; volume relativamente grande,
devido ao espaço ocupado pelo meio filtrante; e alto custo (CAMPOS, 1999).
Campos (1999) define o efluente do filtro anaeróbio da seguinte maneira: "De
forma geral, o efluente do filtro anaeróbio é bastante clarificado e tem relativamente baixa
concentração de matéria orgânica, inclusive dissolvida, porém é rico em sais minerais. Prestase muito bem para a disposição no solo, não somente por infiltração, mas também para
irrigação (revitalização do solo com fins de produção vegetal). Evidentemente, pode receber
tratamento complementar para remoção de nutrientes eutrofizantes por meio de variados
processos, quando necessário ou conveniente. Contém ainda grande quantidade de
microrganismos patogênicos e, quando necessário, deve sofrer desinfecção, para a qual
podem ser aplicados quaisquer dos processos usuais."
Uma das principais vantagens apresentadas pelos filtros anaeróbios é a sua
capacidade de tamponamento, resistindo às variações de vazão afluente e proporcionando
31
uma boa estabilidade ao efluente, com baixa perda dos sólidos biológicos retidos no leito fixo.
Dentre outras vantagens encontram-se a remoção de parte significativa da matéria orgânica
disso1vida; a baixa produção de lodo; e o não consumo de energia; além de tais filtros
possibilitarem enorme liberdade de projeto, em termos de configurações e dimensões.
Quanto à eficiência na remoção de cargas orgânicas, pesquisas em escalas-piloto
de unidades de filtros anaeróbios precedidas apenas de tratamento preliminar (gradeamento e
caixa de areia) indicaram eficiências médias de remoção de DBO e DQO, numa variação de
68% a 79%, em filtros operando com tempos de detenção hidráulica na faixa de seis (6) a oito
(8) horas (PINTO ; CHERNICHARO, 1995).
Contudo, apesar das vantagens oferecidas pelos sistemas anaeróbios de
tratamento, esses filtros não podem ser encarados como uma forma completa de tratamento,
uma vez que são sistemas que apresentam dificuldades para produzir efluentes que atendam
aos padrões estabelecidos pela legislação ambiental. A solução aparente para este tipo de
problema parece ser a utilização de sistemas combinados de tratamento, visando assim a
cumprir as metas estabelecidas. Araújo (1998), após pesquisas em escala-piloto utilizando o
método de disposição no solo, mais especificamente o método de escoamento superficial no
solo, como pós-tratamento do efluente de um reator anaeróbio do tipo UASB, alcançou
resultados bastante satisfatórios, inclusive quanto a níveis de remoção de nutrientes e
coliformes fecais.
De acordo com Andrade Neto et al. (1999b), o principal objetivo dos reatores
anaeróbios com fluxo através do lodo ativo é propiciar maior tempo de retenção celular, para
obter contato longo entre biomassa ativa e o esgoto a ser tratado. Esses reatores exploram a
imobilização das bactérias, na forma de biofilme, flocos ou grânulos, em maior tempo e
concentração possíveis.
Nos filtros de fluxo ascendente ou horizontal, o leito é necessariamente submerso
(afogado). Os de fluxo descendente podem trabalhar afogados ou não. O sentido do fluxo
através do leito acarreta grandes diferenças funcionais para as várias configurações de filtro
anaeróbio, como pode ser observado no Quadro 1.
A eficiência do filtro anaeróbio depende do meio de suporte, de alguns fatores
relacionados à atividade biológica, como temperatura, e de duas variáveis de projeto: tempo
de retenção celular e tempo de detenção hidráulica. O primeiro é o tempo de retenção do
biofilme ou sólidos biológicos no interior do filtro e depende do meio filtrante, sendo,
entretanto, de difícil obtenção. O segundo pode ser obtido dividindo-se o volume do reator
pela vazão.
32
Quadro 1 - Características dos filtros anaeróbios de diferentes sentidos de fluxos
Tipo de Fluxos
FLUXO ASCENDENTE
FLUXO DESCENDENTE
FLUXO HORIZONTAL
Características gerais
1. Maior retenção de lodo em excesso;
2. Bom tempo de contato entre o esgoto e o biofilme
devido aos lodos em sustentação hidráulica;
3. Propicia alta eficiência e baixa perda dos sólidos que
são arrastados no efluente;
4. É mais indicado para esgotos com baixa
concentração;
5. Maiores riscos de entupimento dos interstícios.
1. Apresenta facilidade para remoção de lodo em
excesso;
2. Menor risco de entupimento no leito;
3. Pode receber esgotos com maior concentração de
sólidos;
4. Indicado para altas e baixas cargas orgânicas;
5. Os filtros com fluxo não afogado apresentam baixa
eficiência.
1. Funciona com características intermediárias entre
o fluxo ascendente e o descendente;
2. Maior dificuldade na distribuição do fluxo;
3. Desempenho diferenciado ao longo do leito;
4. Concentração de lodo em excesso mal distribuída;
5. Remoção do lodo difícil;
6. Deve ser usado com baixas taxas de carga orgânica.
Fonte: Adaptado de Ávila (2005).
A norma NBR-13969/97 apresenta a faixa de eficiência esperada para os filtros
anaeróbios em conjunto com o tanque séptico, em função da temperatura. Para a DBO5, 20 , a
eficiência pode variar de 40% a 75%, para DQO, de 40% a 70%, para sólidos suspensos, de
60% a 90% e, para sólidos sedimentáveis, 70% ou mais. Os limites inferiores correspondem
às temperaturas abaixo de 15ºC e os superiores, às temperaturas acima de 25ºC.
3.2 – ALTERNATIVAS DE PÓS-TRATAMENTO POR DISPOSIÇÃO CONTROLADA
NO SOLO
A prática de aplicar águas residuárias urbanas no solo possui origens bastante
remotas. Os primeiros registros de tal prática datam de épocas da Era Cristã, na Grécia Antiga,
quando o esgoto era utilizado para a irrigação na agricultura. Com o passar do tempo e com a
evolução das técnicas, a aplicação de esgoto no solo passou a ser utilizada em fazendas na
Alemanha (século XVI) e Inglaterra (século XVII) também com o objetivo de beneficiar a
agricultura (NUCCI et al., 1978).
33
A maior proliferação dos sistemas de aplicação de esgoto doméstico no solo
ocorreu durante a segunda metade do século XIX, principalmente em países como Austrália,
França, Alemanha, Inglaterra, Índia, Polônia, Estados Unidos e México. Isso ocorreu porque
tais países sofriam sérios problemas de poluição ambiental, devido ao lançamento de esgotos
sanitários sem tratamento, diretamente nos rios. A única alternativa então disponível era o
transporte do esgoto bruto até as áreas rurais, para disposição e irrigação - áreas que se
tornaram conhecidas como Fazendas de Esgotos (FONSECA, 2005).
Embora no início do século XX tenha se dado uma redução na aplicação de esgoto
em solos agrícolas, devido ao receio de riscos sanitários e em razão do desenvolvimento de
sistemas modernos de tratamento de esgoto, no período Pós-Guerra, a crescente necessidade de
otimização dos recursos hídricos, aliada ao desenvolvimento de critérios científicos de
avaliação dos riscos sanitários, renovou o interesse por esse tipo de prática de aplicação de
resíduos na agricultura irrigada em diversos países como Argentina, Austrália, Chile, China,
Alemanha, Índia, Israel, Kuwait, México, Peru, Arábia Saudita, África do Sul, Sudão, Tunísia e
EUA, destacando-se a China com uma área irrigada de 1.330.000 hectares. (FLORENCIO et
al, 2006; FONSECA, 2005).
Os esgotos, na verdade, constituem rica fonte de nutrientes, apresentando grande
potencial de uso na fertirrigação de culturas agrícolas. Na realidade, o uso de esgoto como água
de fertirrigação vem desde a metade do século XVIII, tendo se intensificado nas duas últimas
décadas, em vários países do Mundo. No Brasil, vem-se adotando essa prática, que tende a
aumentar nos próximos anos. Assim, as técnicas de tratamento visando ao aproveitamento
desse recurso ganharam impulso, principalmente aquelas que aumentam a produção de
biomassa vegetal, utilizada diretamente na alimentação humana ou animal. Uma das técnicas
que tem recebido especial atenção refere-se ao tratamento de esgotos pelo método de
escoamento superficial.
O tratamento de águas residuárias por escoamento sobre o solo tem sido
considerado uma alternativa de baixo custo e de fácil operação no caso em que se têm águas
residuárias ricas em material orgânico. No referido tipo de tratamento, essas águas são
aplicadas em taxas superiores à capacidade de infiltração de solos declivosos, o que
determinará seu escoamento superficial até canais de coleta, posicionados ao final das rampas
vegetadas. À medida que a água residuária escoa sobre o terreno, parte evapora-se, uma
pequena parte infiltra-se e o restante, que em solos de baixa permeabilidade corresponde a
cerca de 50% a 60% do total aplicado, é coletado em canais (Braile; Cavalcanti, 1979). Durante
o percurso, há depuração das águas residuárias por ação microbiológica, adsorção pelo solo e
34
absorção pelas plantas. O Quadro 2 sintetiza as principais características dos sistemas de
tratamento de esgoto por disposição no solo, uma vez que a depuração é decorrente da
interceptação dos sólidos em suspensão pelas plantas e pelo próprio solo e da oxidação da
matéria orgânica promovida por bactérias que se estabelecem no colo das plantas e no próprio
solo. De acordo com Hubbard et al. (1987), o objetivo principal da disposição de águas
residuárias sobre o solo é usar o “filtro vivo” formado pelo próprio solo, pelas plantas e pelos
microrganismos, para reduzir a concentração de nutrientes e patógenos presentes nessas águas.
Soma-se a isto o fato de o material vegetal produzido poder ser utilizado para alimentação
animal, na forma in natura ou ensilado.
Quadro 2 - Características gerais dos sistemas de tratamento de esgoto por disposição no
solo
Fator
Infiltração Lenta –
Infiltração –
Interveniente
Irrigação
Percolação
Escoamento
Superficial
Critérios de
Aplicação do
Esgoto
Carga Hidráulica
(cm/semana)
Declividade do
Terreno (%)
Área requerida
para aplicação de
25,33L/s (ha)
Textura do Solo
Profundidade
Permeabilidade e
Drenagem
Cultura
Profundidade do
lençol freático
(1)
Evapotranspiração e
Percolação
(1)
(2)
1 a 11 (condições aeróbicas
do solo) e mín. 3-4 a 10
(período seco)
(1,2)
menor 20%, em solos
cultivados; menor 40%, em
solos não cultivados
(1)
23 a 280
(2)
(1)
3-33
(1)
(5)
(5)
(5)
Média (argila siltosa)
>3,0m; (3,6) 4,5m
(5,7)
(5)
Média a grossa
> 1,5m
(2)
1,60m
(5)
Moderadamente bem drenado
(1,2)
Permeabilidade
moderadamente
baixa
moderadamente alta
(5)
Gramíneas (pastagens), canade-açúcar e cereais. Pomares,
milho, qualquer tipo para
silvicultura, café e cana-deaçúcar.
(2)
Cultivos herbáceos, florestas
e áreas de recreação.
(5)
> 1,5m
(1,3)
0,6 – 1,0m
Percolação
10 a 50, no caso de
recarga do lençol freático
entre 150 e 300.
Não crítica (1,2)
(1)
Escoamento superficial
e evapotranspiração com
alguma percolação
(2)
6 a 14 (3) 6,3 a 40
(4)
7-49
(5)
2 a 6, (2) até 8
até 15, (1,4) 2-8, (6) 2
(6)
(1,2,5)
Permeabilidade alta e
bastante bem drenado
(5)
Indispensável
Opcional
(1,2)
(5)
>4,5m; (3) 6,0m
1,5m – 3,0m.
6,5-44
argila, argila arenosa
>0,5m
(2)
Não crítica
(1,5)
Permeabilidade baixa e
moderadamente drenado;
(2,7)
solos com camada
impermeável.
(5,2)
Gramíneas (pastagens)
requeridas
(5)
(5)
> 0,9m
não crítico; considera
camada impermeável
Fontes: Adaptados de (1) EPA, 1981; (2) MARTINEZ, 1993; (3) WEF, 1992; (4) SMITH, 1982; (5) PAGANINI,
1997; (6) FONSECA, 2000a; (7) REED, 1990.
(1)
(1,3)
35
A disposição de águas residuárias sobre o solo apresenta, segundo Taylor ; Neal (1982),
uma série de vantagens, podendo-se citar, dentre elas, o benefício agrícola, o baixo
investimento (o custo oscila entre 30% e 50% do custo do tratamento convencional), o
pequeno custo de operação e o baixo consumo de energia. Trabalhos recentes indicam que a
disposição de águas residuárias no solo pode proporcionar aumento da produtividade,
melhorar a qualidade dos produtos colhidos e reduzir a poluição ambiental (MATOS, 2003),
além de promover melhorias em algumas propriedades físicas dos solos.
Os esgotos podem ser aplicados ao solo de modo a depurá-los, fundamentalmente
por um dos seguintes processos, segundo FONSECA (2005); e VON SPERLING (2005):
a)
Método de Infiltração Lenta - Irrigação:
Tal método consiste na aplicação do esgoto sobre uma área com vegetação, com a
finalidade de fornecer água e nutrientes para o crescimento das plantas, conforme detalha a
Figura 6. Parte do esgoto aplicado é evaporada e parte é percolada, podendo atingir o lençol
freático, mas a maior parte é absorvida pelas plantas e transpirada para a atmosfera. Esse
método é aplicado aos solos com permeabilidade moderada lenta para moderada rápida, e a
profundidade do lençol freático deve estar no mínimo 0,6 m da superfície, para que não ocorra
sua contaminação. As técnicas de aplicação dos esgotos sobre a superfície podem ser por
sulcos, aspersão ou inundação.
A técnica de aplicação do esgoto no solo por meio de sulcos em curva de nível
requer a sistematização do terreno, sendo o efluente distribuído pelos sulcos, que, por sua vez,
são alimentados por canais de distribuição. Esses sulcos são aplicados em terrenos com
declividades de até 10%. Quanto ao tipo de vegetação, o referido método é aplicado para
fertirrigação de culturas.
A técnica por aspersão/gotejamento é adotada para grandes declividades do
terreno, variando de 15% a 20%, podendo ser aplicada para culturas não consumidas cruas espécies florestais. O efluente é distribuído por tubulações pressurizadas, o que acarreta em
custos elevados na aquisição e manutenção de equipamentos. O grande problema desse
método é quanto ao transporte de microrganismos patogênicos pelos ventos, podendo afetar a
saúde pública de comunidades vizinhas e os riscos de contaminação de operadores do sistema.
Na técnica por inundação, o esgoto é distribuído em faixas fechadas e separadas
por diques, de modo a manter a área inundada. Essas faixas são dotadas de pequenas
36
declividades de até 6%. Tal método é utilizado para plantas resistentes a encharcamento do
solo, do tipo “forrageiras”.
Figura 6 - Método de Infiltração Lenta com Irrigação por Gotejamento
Fonte: Adaptado de Von Sperling (2005).
Fonte: Adaptado de Von Sperling (2005).
b)
Método de Infiltração Rápida ou Infiltração-Percolação:
O esgoto é disposto em faixas e, devido às altas taxas de aplicação, as perdas por
evaporação terminam por ser pequenas, o que leva a que a maior parte do líquido percole pelo
solo, recebendo assim o tratamento. A aplicação é feita de forma intermitente, de modo a
permitir um período de descanso para o solo, que pode secar e ter estabelecidas as condições
aeróbias. Esse método é aplicado em solos arenosos com alta permeabilidade, devendo a
profundidade do lençol freático estar a, no mínimo, 1,5 m e, para uma maior segurança, a
profundidades maiores de 4,5m, conforme mostra a Figura 7.
Figura 7 - Método de Infiltração Rápida
Fonte: Adaptado de Von Sperling (2005).
37
c) Método de Escoamento Superficial:
O esgoto é aplicado na parte mais alta do terreno, em faixas com declividade de
2% a 8%, e coletado na parte inferior destas, de onde é captado para lançamento em corpos
receptores d’água (Figura 8). Os terrenos utilizados devem possuir baixa permeabilidade, para
evitar risco de contaminação do lençol freático. A depuração do esgoto depende da absorção
de minerais pelas plantas e da decomposição da matéria orgânica pelos microrganismos, nos
filmes biológicos a serem desenvolvidos na interface do colo da planta com a superfície do
solo.
Figura 8 - Método de Escoamento Superficial
Fonte: Adaptado de Von Sperling (2005).
d) Método de Infiltração Subsuperficial:
Em tal tipo de método, o esgoto pré-tratado é aplicado abaixo do nível do solo,
uma vez que os locais de infiltração são preparados em escavações enterradas preenchidas
com um meio poroso (Figura 9). É um método semelhante ao da Infiltração-Percolação, tendo
como única diferença o fato de a aplicação não ser feita por inundação, sobre a superfície do
solo, e sim por formas de condução e aplicação enterradas no solo. Com relação à geometria,
os sistemas de Infiltração Subsuperficial podem ser: valas de infiltração (sem efluente final),
valas de filtração (com efluente final) e sumidouros (poços absorventes).
Tais sistemas são muito aplicados a comunidades de pequeno porte ou habitações
no meio rural, sendo normalmente conjugados a tanques sépticos, complementados ou não
por filtros anaeróbios, ou a reatores anaeróbios de manta de lodo.
38
Figura 9 - Métodos de Infiltração Subsuperficial
Fonte: Adaptado de Von Sperling (2005).
3.2.1 – Indicadores ambientais e microbiologia do Escoamento Superficial
O tratamento de esgoto por disposição no solo pelo método do escoamento
superficial indiretamente se torna um estressor antropogênico do solo, sendo fundamental o
monitoramento deste por intermédio de indicadores não somente físico-químicos, mas
microbiológicos. O conhecimento da biomassa microbiana sobre os aspectos qualitativos por
intermédio da atividade biológica enzimática pode ser um indicador de qualidade do solo,
complementando-se aos indicadores recomendados pela OMS (coliformes fecais – E. coli e
ovos de helminto), uma vez que esses indicadores avaliam as condições sanitárias e não
ambientais. Os indicadores ambientais que envolvem o processo de tratamento de esgoto por
escoamento superficial englobam principalmente três fatores primordiais, a saber: solo,
temperatura e qualidade do efluente a ser tratado, que são fatores dependentes dos aspectos
microbiológicos que ocorrem durante toda a fase de tratamento.
Para Fonseca (2005) e Von Sperling (2005), a sobrevivência dos microrganismos
no solo é função dos fatores “umidade”, “pH”, “irradiação solar”, “temperatura” e
“concentração de matéria orgânica e de outros microrganismos”. Todavia, os tempos de
sobrevivência dos microrganismos no solo variam de acordo com:
•
CAPACIDADE
DE
SOBREVIVÊNCIA
DO
PRÓPRIO
MICRORGANISMO: Ovos de Ascaris sp. são mais resistentes e, por isto, são utilizados
para monitorar a qualidade do tratamento aplicado ao lodo e ao esgoto. São ovos que podem
sobreviver em média dois anos e, no máximo, de 7 a 14 anos no solo.
39
• TEXTURA DO SOLO: Em solo arenoso, o tempo de sobrevivência de ovos de
helmintos é menor que em solos úmidos. Devido à baixa capacidade de retenção de água
daquele tipo de solo, o tempo de sobrevivência das bactérias varia entre quatro e sete dias
durante o tempo seco; e, em solos que retêm grande quantidade de água, os organismos
persistem por mais de 42 dias.
• pH DO SOLO: O tempo de sobrevivência é menor em solos ácidos (pH 3 a 5)
do que naqueles solos neutros ou alcalinos. O pH do solo tem efeito sobre a eficácia dos
nutrientes e agentes inibidores. Solos úmidos e ligeiramente alcalinos, com pH entre 5,8 e 7,8,
estão em condições mais adequadas à sobrevivência de E. coli e Enterococcus faecalis, e
ambos os organismos podem persistir por várias semanas nessas condições.
• INCIDÊNCIA DE LUZ SOLAR: Os raios solares incidindo diretamente sobre
os microrganismos produzem dessecação, reduzindo o tempo de sobrevivência destes. A
irradiação solar exerce ação letal definitiva sobre organismos tifoides e grande mortandade de
E. coli e de Enterococcus faecalis, quando adicionados a solos expostos à luz solar direta,
diferentemente dos colocados em área sombreada.
• TEMPERATURA AMBIENTE: No verão, o tempo de vida dos cistos de
protozoários e ovos de helmintos é mais curto que no inverno. O período de sobrevivência de
bactérias do grupo dos coliformes fecais no solo, em temperatura ambiente de 20ºC a 30°C, é
usualmente menor que 20 dias, embora esse período possa chegar a 70 dias, dependendo das
condições climáticas, do tipo de solo e da qualidade da água residuária.
• MÉTODO DE APLICAÇÃO DO ESGOTO NO SOLO: Quando o esgoto é
aplicado diretamente no solo, a incidência de raios solares contribui para diminuir o tempo de
sobrevivência dos parasitos. Quando incorporado ao solo, ficando a baixa profundidade, o
tempo de vida dos organismos aumenta. Todavia, esse procedimento diminui o risco de
contato direto para o homem e os animais.
• CAPACIDADE DE RETENÇÃO DE ÁGUA: Solos arenosos propiciam a
sobrevivência de alguns microrganismos (Ancylostomatidae) e diminuem a de outros
(bactérias).
40
• UMIDADE: Solos úmidos e períodos de grande precipitação aumentam o
tempo de sobrevivência. Isto tem sido bem demonstrado para E.coli, Salmonella typhi e
Mycobacterium avium.
•
MATÉRIA
ORGÂNICA:
aumenta
o
tempo
de
sobrevivência
de
microrganismos no solo, por sua capacidade de reter a umidade. A recuperação de algumas
bactérias, como Salmonella spp., pode ocorrer na presença de matéria orgânica abundante.
Em solos com alta densidade orgânica, as condições anaeróbias podem aumentar a
sobrevivência de Escherichia coli.
• MICRORGANISMOS DO SOLO: A competição e a predação com os
microrganismos endêmicos do solo diminuem o tempo de sobrevivência das bactérias. Os
protozoários de vida livre são considerados importantes predadores de coliformes. Bactérias
entéricas aplicadas em solo estéril sobrevivem mais do que aquelas aplicadas em solo não
estéril.
O tempo de sobrevivência dos microrganismos na água é variável, podendo ir de
10 a 60 dias, para bactérias, de 60 a 120 dias, para vírus entéricos, e de vários meses, para
ovos de helmintos. Nos vegetais e plantas, o período de sobrevivência é menor. Salmonelose e
cisticercose são dois patógenos de grande risco para a saúde, associados com a fertirrigação
de pastagens com águas residuárias. A salmonelose ocorre somente em situações de contato
prolongado com material altamente contaminado. Por isto, recomenda-se um período de
tempo - cerca de duas semanas em regiões de clima quente -, entre a última aplicação de água
residuária e a alimentação animal - média eficaz de descontaminação natural das pastagens.
Com respeito à cisticercose, as evidências de infecção de animais são mais
nítidas, associadas à aplicação de esgoto e lodo de esgoto não tratado. No Quadro 3, é
apresentada uma síntese geral do tempo de sobrevivência de vírus, bactérias e parasitos no
solo, na água e nos vegetais, segundo Fonseca (2005).
A agricultura utiliza maior quantidade de água e pode tolerar águas de qualidade
mais baixa do que a indústria e o uso doméstico. Entretanto, para uso de águas residuárias de
origem urbana ou agroindustrial, diretrizes especiais devem ser levadas em consideração, a
fim de evitar riscos à saúde pública, principalmente no que se refere às suas características
microbianas.
41
Quadro 3 - Tempo de sobrevivência de microrganismos patogênicos no solo, na água e
nos vegetais
SOLOS(1,2,4,5)
AGUA(3,4)
VEGETAL(3)
Agentes
patogênicos
Tipos de solo
Tempo de
sobrevivência
médio
Tempo de
sobrevivência
máximo
Tempo de
sobrevivência
Tipo de vegetal
Tempo máximo
de
sobrevivência
Vírus
Enterovírus
Muitos tipos
12 dias
100 dias
60 a 120 dias
Feijão
4dias
Plantas
cultivadas
60 dias
Bactérias
Coliformes
fecais
Superfície
40 dias
90 dias
60 dias
-
-
Solo arenoso
30 dias
60 dias
60 dias
Batata/legumes
10 a 40 dias
Solo/camada
profunda
70dias/5dias
90
dias/30
dias
10 a 60 dias
-
-
Amebas
Solo
10-15 dias
30 dias
30 a 60 dias
-
-
Cistos
-
-
-
-
Legumes
3-15 dias
Nematodas
Solo
irrigado
Vários meses
2 a 3 anos
-
-
-
Vários meses
7 a 14 anos
Vários meses
-
-
Vários meses
8 meses
-
-
-
15-30 dias
3 a 15 meses
15 a 3 meses
Legumes
-
-
-
-
(folhas/raiz)
10-30 dias
Salmonella
sp.
Vibrio
cholerae
Protozoários
Ascaris sp.
Toxocara sp.
Taenia sp
Ovos
helmintos
Solo
Solo
Solo
-
Fonte: (1) EPA, 1981; (2) MEDEIROS et al, 1999; (3) SOCOOL e PAULINO, 2000; (4) MOTA et al, 2007;
Mota et al, 2009. Adaptado de Fonseca (2005).
A USEPA (2004) exige para a irrigação irrestrita, ou a irrigação por aspersão em
qualquer situação, um padrão microbiológico de qualidade de efluentes semelhante ao padrão
de potabilidade da água (ausência de coliformes e organismos patogênicos, turbidez ≤ 2 UNT
e cloro residual ≥ 1 mg.L-1) - o que, mesmo implicitamente, leva a privilegiar-se o primeiro
critério qual seja: o de “risco nulo”, ou risco potencial zero. Para a irrigação restrita (culturas
alimentícias processadas comercialmente e culturas não alimentícias), exige-se também a
desinfecção, a garantia de cloro residual ≥ 1 mg.L-1, mas um padrão bacteriológico ≤ 200
CF/100 mL, o que pressupõe a tolerância da presença de patógenos em alguma densidade e,
portanto, da incorporação, ao menos conceitual, da terceira abordagem. Embora não se
42
explicite, no primeiro caso pressupõe-se a proteção dos consumidores, agricultores e público
em geral e, no segundo, a dos agricultores. O Quadro 4 sintetiza estas informações:
Quadro 4 - Critérios para utilização de águas residuárias, segundo a USEPA (2004)
Tipo de irrigação e cultura
Culturas alimentícias não
processadas comercialmente
Irrigação
superficial
por
aspersão de qualquer cultura,
incluindo culturas consumidas
cruas.
Culturas
alimentícias
processadas comercialmente
Irrigação
superficial
de
pomares e vinhedos
Culturas não alimentícias,
pastagens para rebanhos de
leite, forrageiras, cereais, fibras
e grãos.
Irrigação, campos de esporte,
parques, jardins e cemitérios.
Processo de tratamento
Secundário + filtração +
desinfecção
Secundário + desinfecção
Secundário + desinfecção
Secundário + filtração+
desinfecção
Qualidade do efluente
DBO≤10 mg/L; Turbidez ≤
2UNT; Cloro residual ≥ 1mg/L;
Coliformes fecais ND e
patogênicos ND
DBO≤30 mg/L; SS ≤ 30mg/L;
Cloro residual ≥ 1mg/L;
Coliformes fecais ≤ 200/100mL
DBO≤30 mg/L; SS ≤ 30mg/L;
Cloro residual ≥ 1mg/L;
Coliformes fecais ≤ 200/100mL
DBO≤10 mg/L; Turbidez ≤ 2
UNT; Cloro residual ≥ 1mg/L;
Coliformes
fecais
ND;
patogênicos ND
Fonte: Adaptado de USEPA (2004).
Ao longo do continuo processo de avaliação das diretrizes da OMS, foram sendo
incorporadas, de forma cada vez mais convincente, as ferramentas de avaliação de risco,
culminando com a publicação das novas diretrizes para a utilização de águas residuárias na
agricultura (WHO, 2006).
Para a irrigação irrestrita, a opção E acomoda situações em que se quer reduzir ao
máximo os perigos, o que exigiria o emprego de rigorosos processos de tratamento (remoção
de 7 log10), aproximando-se da abordagem adotada nas diretrizes da USEPA (2004). Nas
demais opções, é considerada a caracterização da exposição, sendo que a remoção de
patógenos delegada aos processos de tratamento de esgotos (vírus, bactérias e protozoários) é
contrabalançada com outras medidas ou situações de proteção. Neste caso, a diferença de
redução total de patógenos requerida entre as opções A e B, C, D decorre do maior risco de
infecção associado ao consumo dessas culturas.
O Quadros 5 sintetiza a nova diretriz da OMS para a irrigação com esgotos sanitários
(WHO, 2006), associando a remoção de patógenos com outras medidas de proteção à saúde.
43
Quadro 05 – Diretrizes da OMS para o uso agrícola de esgotos sanitários (2006).
Categoria de
Opção(1) Tratamento de esgotos
Irrigação
e remoção de patógenos
(log10)(2)
Irrestrita
Restrita
Qualidade do efluente
E. coli 100 mL-1
(3)
A
4
≤ 103
B
3
≤ 104
C
2
≤ 105
D
4
≤ 103
E
6 ou 7
≤ 101 ou 100
F
4
≤ 104
G
3
≤ 105
H
<1
≤ 106
Ovos de
Helmintos L-1
≤ 1 (4) (5)(6)
Considere:
(1) Combinação de medidas de proteção à saúde.
(A) Cultivo de raízes e tubérculos
(B) Cultivo de folhosas
(C) Irrigação localizada de plantas que se desenvolvem distantes do nível do solo
(D) Irrigação localizada de plantas que se desenvolvem rentes ao nível do solo
(E) Qualidade de efluentes alcançável com o emprego de técnicas de tratamento, tais como tratamento
secundário + coagulação + filtração + desinfecção; qualidade dos efluentes avaliada com o emprego de
indicadores complementares como exemplo (turbidez, SST, cloro residual)
(F) Agricultura de baixo nível tecnológico e mão-de-obra intensiva
(G) Agricultura de alto nível tecnológico e altamente mecanizada
(H) Técnicas de tratamento com reduzida capacidade de remoção de patógenos (tanques sépticos ou reatores
UASB), associada ao emprego de técnicas de irrigação com elevado potencial de minimização da exposição
(irrigação subsuperficial).
(2) Remoção de vírus que, associada a outras medidas de proteção à saúde, corresponderia a menores riscos de
infecção bacteriana e por protozoários
(3) Qualidade do efluente associado à remoção de patógenos indicada em (2).
(4) Para exposição a crianças (< 15 anos), medidas complementares mais exigentes ≤ 0,10 ovo L-1
(5) Utilizar indicadores e técnicas de tratamento mais complexo. E, em irrigação localizada, onde não há contato
água planta e ausência de riscos para os agricultores (opção H), o padrão “ovos de helmintos” poderia ser
dispensável.
6) Para culturas tipo raízes (A), folhagens (B), irrigação por gotejamento (C) importante avaliar o tipo de
cultura, quanto tratar-se de cultura irrestrita.
Fonte: Adaptado de MOTA e ROCHA (2007); WHO (2006); BASTOS e BEVILACQUA (2006) .
44
3.2.2 – Parâmetros de projetos para tratamento de esgoto por Escoamento Superficial
Avaliar as características físicas, químicas e biológicas da água e do solo, a
profundidade do lençol freático, a taxa de infiltração e a condutividade hidráulica desse solo é
considerado o primeiro passo, quando se pretende adotar a técnica de tratamento de esgoto por
disposição controlada no solo. O Quadro 6 mostra alguns parâmetros relacionados à técnica de
escoamento superficial.
Quadro 06 - Parâmetros relacionados à técnica de Escoamento Superficial
Parâmetros correlatos –
Escoamento Superficial
Fatores Considerados

1.
Caracterização da água
residuária




2.
Caracterização do solo


3.
Condutividade hidráulica
do solo


Avaliar a vazão disponível de esgoto a ser tratado para
início e final de plano.
Verificar a legislação vigente, quanto aos padrões de
lançamento e para a prática de reúso.
Para a técnica de escoamento superficial, o solo mais
adequado é o do tipo argiloso.
Para solos com textura arenosa, a alternativa mais viável
seria o método da infiltração rápida.
Nos levantamentos dos solos, o arejamento é inferido a
partir das classes de drenagem do solo, as quais se
referem à quantidade e rapidez com que a água recebida
pelo solo se escoa por infiltração e escorrimento,
afetando as condições hídricas do solo - duração de
período em que permanece úmido molhado ou
encharcado.
Solos arenosos, que possuem alta capacidade drenante,
são ótimos para o sistema de tratamento de esgoto pelo
método de infiltração-percolação. Solos com baixa
capacidade drenante, como os argissolos, são ideais para
o sistema de escoamento superficial, enquanto os mistos,
bons para a agricultura, são desejáveis para a prática de
irrigação.
Qualitativamente, a condutividade hidráulica é
importante para caracterizar os meios porosos em
permeáveis ou condutivos (baixa resistência à passagem
de água), semipermeáveis (média resistência) e pouco
permeáveis (alta resistência), quando seus valores
resultam altos, médios e baixos, respectivamente. A
implantação de unidades de tratamento de esgoto pelo
método do escoamento superficial está condicionada a
solos de baixa permeabilidade, impermeáveis.
Os valores médios da condutividade hidráulica variam de
10-2 a 10-3 cm.s-1 em solos arenosos e de 10-4 a 10-7 cm.s-1
em solos argilosos, não permanecendo constante no
mesmo solo devido aos processos químicos, físicos e
biológicos que ocorrem continuamente.
O escoamento superficial geralmente é adaptado a locais
com solos de superfície com permeabilidade igual ou
45

4.
Matéria orgânica



5.
Infiltração



6.
Nutrientes
inferior a 0,5 cm.h-1 e, para solos com baixa
permeabilidade, menor que 1,5 cm.h-1. Para que não haja
risco de contaminação do lençol freático, este deve
encontrar-se a uma profundidade mínima de 0,90 m na
área. Essa baixa permeabilidade já é presente quando o
local contém solos com argila finamente estruturada ou
solos com argila e silte, ou isso pode ser desenvolvido
por compactação de um solo algo mais permeável.
A fração orgânica é capaz de reter uma massa de água
equivalente a quatro a seis vezes a sua própria massa.
Existe forte correlação entre o conteúdo de matéria
orgânica e a capacidade de retenção de água no solo.
A matéria orgânica apresenta apreciável influência sobre
as propriedades físicas do solo, daí ser classificada, por
certos autores, como material “melhorador do solo” e não
como fertilizante.
A infiltração é definida como o processo pelo qual a
água penetra no solo, através de sua superfície. A
velocidade de infiltração (VI) da água em um solo é fator
muito importante na irrigação, visto que determina o
tempo em que se deve manter a água na superfície do
solo, de modo que se aplique uma quantidade de água
desejada.
A velocidade de infiltração da água no solo é
relativamente elevada no início do processo, decrescendo
gradualmente com o tempo e tendendo a uma velocidade
praticamente constante, denominada Taxa de Infiltração
Básica (VIB). Em solos com perfil uniforme e estrutura
estável, a VIB é aproximadamente igual à condutividade
hidráulica do solo saturado.
No método do escoamento superficial, segundo o EPA
(1981), há perdas por escoamento no final da faixa; logo,
a taxa de aplicação deverá ser maior que a vazão
correspondente à velocidade de infiltração de água no
solo.
Para ser absorvido pela planta, um nutriente deve
encontrar-se na solução do solo, em contato com a
superfície ativa do sistema radicular, em uma forma
possível de absorção e utilização pela planta, na forma
disponível.
O fósforo, por ser altamente absorvido pela maioria dos
solos, tende a ter uma concentração alta nas primeiras
camadas do perfil do solo e pequena nas profundidades
maiores. De acordo com a EPA (1981), os sistemas de
remoção de fósforo por disposição de esgotos em solos
apresentam eficiência entre 70% e 99%, a depender das
características químicas e físicas do substrato, do tempo
de residência do esgoto no solo e de outras condições
climáticas e operacionais. Como o esgotos contêm menos
fósforo (3-15 mg.L-1) que nitrogênio (15-85 mg.L-1) e a
maioria das espécies vegetais necessita mais de
nitrogênio que de fósforo, deve existir um fator de
segurança. A contínua disposição de esgoto no solo pode
causar excessiva concentração de fósforo, atenuada ou
46





7.
Metais Pesados

8.
Caracterização da área

evitada quando há vegetação presente.
O nitrogênio é o nutriente de maior dinâmica no solo, ou
seja, movimenta-se rapidamente de uma forma para outra
(mineral, orgânico, diferentes forma iônicas, formas
gasosas e outras). Essas transformações são influenciadas
por grande número de fatores, como temperatura,
umidade, aeração, ciclos de umedecimento e secagem do
solo, tipo de material orgânico (relação C/N),
microrganismos, pH, preparo e fertilidade do solo, etc. O
deslocamento no perfil de solo do potássio em relação ao
nitrato é muito menor, pois se evidencia o efeito da
adsorção ocasionado pelas partículas do solo,
dependentes da textura, da capacidade catiônica e do pH
do solo.
A disposição de esgotos com baixa salinidade, com
significativa predominância dos íons sódio, pode
promover a dispersão das partículas de argila,
provocando a diminuição da permeabilidade do solo e
vindo a causar também a redução da aeração deste e a
inibição do desenvolvimento do sistema radicular das
plantas, com a consequente perda de produtividade.
A salinidade pode reduzir a retirada de água do solo pela
planta, pela diminuição do potencial osmótico deste. Isto
obriga a planta a utilizar uma elevada quantidade da
energia disponível, para ajustar a concentração de sais no
interior de seus tecidos, a fim de obter água suficiente,
resultando em menos energia disponível para o
crescimento da planta. O problema é maior em condições
de clima quente e seco.
Na disposição do esgoto no solo, devem ser
acompanhadas as concentrações de sódio, cálcio,
magnésio, condutividade elétrica e alcalinidade; se o pH
for acima de 8,3, a irrigação com esgotos alcalinos pode
não ser recomendável.
Os metais pesados são retidos no solo por adsorção,
complexação e quelação pela matéria orgânica e por
adsorção ou por oclusão em carbonatos e óxidos de Fe,
Al e Mn. Os metais pesados Pb, Cr, Cu, quando dispostos
sobre a superfície do solo, apresentam baixa mobilidade,
acumulando-se nas camadas superficiais deste, enquanto
Zn, Mn, Ni e Cd são relativamente mais móveis,
proporcionando, assim, maior risco de contaminação da
água subterrânea.
Para sistemas por disposição no solo pelo método do
escoamento superficial, recomenda-se que, em locais não
urbanos, sem acesso ao público, o tratamento preliminar
deve ser constituído de unidades de separação sólidos
grosseiros por gradeamento, e, em locais urbanos sem
acesso ao público, o tratamento preliminar deve ser
aerado para controlar odores durante armazenagem ou
aplicação.
Para desenvolvimento de projetos e implantação de ETEs
que usam métodos de aplicação de águas residuárias no
solo, a escolha da área de implantação da unidade de
47


9.
Fatores meteorológicos

tratamento ocorre segundo as características físicas do
solo (textura, pH e infiltração/permeabilidade), da
topografia (declividade e contenções), do clima (nível de
precipitação, evapotranspiração, temperatura, época de
plantio da cultura, velocidade e direção do vento), da
cobertura vegetal (adaptação às novas condições de
cultivo, produtividade e capacidade de remoção de
nutrientes) e da profundidade do lençol freático.
Terrenos planos ou pouco ondulados, declividades de 2%
a 8%.
O tratamento do esgoto, em temperaturas mais elevadas,
além
de
possibilitar
maiores
perdas
por
evapotranspiração, proporciona atividade microbiológica
mais intensa, que aumenta a capacidade de depuração do
esgoto no solo, enquanto, em temperaturas abaixo de
0ºC, a eficiência do tratamento é afetada em todos os
aspectos.
O clima, a precipitação local, a evapotranspiração, a
temperatura e o vento têm de ser determinados antes do
estabelecimento do método de tratamento a ser utilizado,
estabelecendo-se critérios de projeto.
Fonte: Autor (2014).
Smith (1980) e Fonseca (2005) propuseram os primeiros parâmetros de projeto e
operação de sistemas de tratamento de esgoto por escoamento superficial, em razão do
modelo desenvolvido de transporte de massa e dispersão do fluxo unidimensional,
determinando a redução de carga orgânica, em relação à taxa de aplicação e ao tempo de
detenção, e adotando equação de primeira ordem. Os parâmetros de projeto para
dimensionamento de unidades de tratamento de esgoto por disposição no solo especificados
na literatura internacional, EPA, 1981, são:
a) A taxa de aplicação de esgoto, ou vazão unitária, é definida como o volume de
esgoto aplicado por unidade de largura da faixa de tratamento por unidade de tempo, expressa
em metros cúbicos por hora por metro de largura e variando de 0,03 a 0,24 m3.h-1.m-1. As
taxas típicas para esgoto com tratamento primário são de 0,2 a 0,4 m3/h.m de largura do
terreno. Para esgoto secundário, tem-se a taxa de 0,6 m3.h-1m-1. A taxa de aplicação é
calculada pela expressão a seguir:
q
onde:
Q
D
(Equação 01)
48
q= Taxa de aplicação de esgoto (m³/h.m);
Q= Vazão de esgoto afluente (m³/h);
D= Largura da rampa de tratamento (m).
b) O período de aplicação é definido como o tempo de aplicação do esgoto na
faixa em um dia, expresso em h.dia-1, a qual varia de 6 a 24. O período de aplicação do esgoto
pode ser intermitente, variando de 6 a 12 h.dia-1, ou contínuo, aplicado 24 h.dia-1.
c) A frequência de aplicação refere-se ao número de dias em que ocorreu o
escoamento no intervalo de uma semana (dias/semana). A falta de aplicação por períodos
muito longos ocasiona a desidratação do biofilme que atua no processo de tratamento.
Frequências de aplicação mais altas, em torno de 7 dias/semana diminuem a necessidade de
reserva do efluente e a área de terreno utilizada no sistema (PAGANINI,1995).
d) O comprimento e a declividade das faixas nos efluentes provenientes de
tratamentos primários ou até mesmo em esgoto doméstico bruto variam: de 30 a 70 m de
comprimento e de 2% a 8% de declividade. No caso de disposição de efluentes do tratamento
preliminar ou de lagoas de estabilização, aplicados por aspersão, recomenda-se o
comprimento mínimo de faixas de 45 m. De maneira geral, observa-se que a eficiência do
processo é diretamente relacionada com o comprimento da rampa. Este varia de acordo com o
pré-tratamento pelo qual o esgoto passa antes de atingir as rampas: quanto maior o grau de
depuração em que se encontra o efluente do pré-tratamento, menor será o comprimento
destas. Dependendo desse comprimento, a rampa pode ser dividida em três partes, sendo que,
em cada uma, predomina um processo de tratamento. Logo no início da rampa (primeiro
terço), predomina o processo anaeróbio de tratamento, devido à alta carga orgânica e ao baixo
índice de oxigênio dissolvido no efluente. No terço médio, após a diminuição da carga
orgânica, predomina o processo aeróbio de tratamento, ocorrendo uma degradação em nível
secundário. Finalmente, no trecho final da rampa, com a taxa de remoção de matéria
carbonácea diminuindo, predomina a remoção de nutrientes, ocorrendo dessa forma um
tratamento em nível terciário (NOUR, 1990)
e) A carga hidráulica, ou taxa de aplicação superficial, é definida como o
volume de esgoto aplicado, por unidade de área, por unidade de tempo, podendo ser expressa
em cm.dia-1, cm.semana-1 ou cm.ano-1, de acordo com a equação 2. As taxas de aplicação
49
superficial variam com a natureza do esgoto a ser tratado, sendo usados valores entre 0,6 e 6,7
cm.dia-1. A taxa de aplicação superficial de efluentes de esgoto aplicados no solo é de 1 a 2
cm.dia-1, para esgoto bruto, de 1,5 a 3,0 cm.dia-1, para esgoto primário, e de 1,5 a 6,0 cm.dia-1
, para esgoto secundário.
CH 
q. p.100
Z
(Equação 2)
onde:
CH = carga hidráulica (cm.dia-1); q = taxa de aplicação (m3.h-1.m-1);
p = período de aplicação (h.d-1) e Z = comprimento do tabuleiro (m).
f) Técnicas de aplicação: os sistemas de distribuição exercem uma influência
considerável no desempenho do tratamento. Quanto maior a uniformidade na lâmina de
escoamento, melhor será o efluente final. Dentre os métodos de distribuição de efluente,
podemos citar, segundo Coraucci Filho (1991) e Araújo (1998):
• Tubulações com aberturas reguláveis: tubulações com orifícios laterais
reguláveis;
• Tubulações recortadas ou perfuradas: tubulações com furos ou recortes laterais.
Os tubos devem ser cuidadosamente nivelados para uniformizar o escoamento;
• Orifício borbulhante: pequenas luvas de 1’ a 2’ de diâmetro conectadas a
tubulações enterradas;
• Canais de distribuição: pequenos canais, geralmente em alvenaria, com
comportas laterais do tipo stop-log, que distribuem o esgoto;
• Aspersores de baixa pressão: semelhantes aos orifícios borbulhantes, porém
utilizando-se aspersores trabalhando sob pressão (10 a 15 N.cm-2);
• Aspersores de alta pressão: aspersores trabalhando com pressão numa variação
de 35 a 55 N.cm-2.
g) Partidas nos sistemas de escoamento superficial: Durante um período de
tempo, ocorre a aclimatação do sistema, constituído o estabelecimento da cobertura vegetal, a
formação do biofilme sobre a cobertura do solo e das plantas e o aumento da população
microbiana. Esse período pode durar de 3 a 4 meses (CHERNICHARO, 2007). Uma
característica importante do sistema é o seu tempo de restauração do equilíbrio. Overman e
50
Wolfe (1986) observaram que, em um sistema estudado, eram necessárias 24 horas, após ficar
3 semanas sem receber efluente, para que o processo atingisse o equilíbrio, ou seja, o sistema
retorna em pouco tempo aos níveis anteriores de eficiência.
No Quadro 7, são apresentados os resultados da eficiência dos sistemas de
escoamento superficial na redução da matéria orgânica, em diferentes condições de
implantação e operação de unidades de tratamento em nível internacional, segundo a EPA
(1981), bem como a experiência de Couracci Filho et al (1995). Os efluentes com tratamento
secundário foram os que apresentaram as melhores eficiências, embora no estado de
Melbourne/AUS, a técnica de tratamento por disposição controlada no solo alcançou uma
expressiva eficiência, com apenas tratamento primário, porém com faixa de tratamento bem
maior quando comparada com as demais.
Quadro 07 - Eficiências de sistemas de Escoamento Superficial, em diferentes condições
de implantação e operação.
Tipos de
esgotos
aplicados
Esgoto
Bruto
Efluente
de
tratamento
primário
Efluente
tratamento
secundário
Localização da
ETE
Ada,
Oklahoma/USA
Paulus
ValleyOklahoma/
USA
Easley, South
Carolina/USA
COLABA,
Batatais-SP/BR2
Ada,
Oklahoma/USA
Hanover, New
Hampshire/USA
Melbourne –
Australia/AUS
Ada,
Oklahoma/USA
Hanover, New
Hampshire/USA
Utica,
Mississipi/USA
Aplicação do
esgoto
Per.
Freq.
(h/d) (d/semana))
8
6
12
6
8
7
Efic.
(%)
46
Taxa de
aplicação
superficial
(cm/d)
1,63
3,30
0,73
50
2,36
6
5
126
35
86,6
20
0,201
0,301
2,50
3,30
1,25
2,80
2,30
8
8
12
12
5
7
24
5
5
6
6
5
5
7
565
506
70
70
72
72
507
96
173
8
8
9
9
12
83,00
65,81
88,5
88,5
87,3
4,20
6,70
1,25
12
12
5
6
6
5
18
18
45
6
5
5
66,7
72,2
88,9
1,27
2,54
5,08
3,58
18
24
18
7
5
7
5
5
22
22
22
28
3,5
5,5
7,5
15,0
84,1
88,6
65,9
46,4
Comprimento
da faixa ou
rampa (m)
36
36
30,5
250
36
30,5
46
DBO(mg/L)
Afluente
Efluente
150
132
117
8
10
14,8
94,6
92,4
87,4
Easley, South
46
Carolina/USA
Fonte: EPA (1981); (1) Taxa de aplicação (m³/h.m); (2) CORAUCCI FILHO et al (1995).
97,6
51
3.2.3 - Parâmetros de monitoramento de eficiência do sistema com a técnica de
Escoamento Superficial
a) Remoção de material orgânico
A matéria orgânica adere ao filme biológico, onde ocorre a degradação aeróbica pelos
organismos aeróbios e, à medida que estes crescem, a espessura da camada biológica
aumenta. O oxigênio é consumido antes de atingir as camadas mais internas, que passam a se
comportar anaerobicamente (PAGANINI, 1997).
Coraucci Filho (1991) relata que nos primeiros 10 m de faixas de tratamento com
aplicação de esgoto doméstico bruto, variando a taxa de aplicação de 0,15 a 0,30 m3.h-1.m-1,
foram obtidas remoções de DQO entre 59,3 a 94,2%, dependendo da taxa de aplicação. Já,
Fonseca (2000) obteve remoções de 54% a 75% e de 47% a 75% de DBO, com as taxas de
aplicação de 0,24 m3.h-1.m-1 e 0,36 m3.h-1.m-1, respectivamente, no comprimento das faixas
de tratamento de 20 m com declividade de 2%, em um solo ARGISSOLO VERMELHOAMARELO câmbico, cultivadas com o capim coastcross.
Loures et al. (2002) obtiveram nos primeiros 10 m de comprimento de faixa na mesma
área experimental, com a taxa de aplicação de 0,48 m3.h-1.m-1, eficiências de remoção de 34,1
e de 41,8% para DBO e DQO, respectivamente. Todavia, Marquezini (2000), avaliando o
tratamento de esgoto pelo método do escoamento superficial em faixa de 20m de
comprimento, cultivada com o capim Brachiaria humidicula, e taxa de aplicação de 0,50
m3.h-1.m-1, obteve remoções de DBO e DQO de 70,0 e 63,0%, correspondentes às
concentrações efluentes na faixa de tratamento de 82 e 225 mg.L-1, respectivamente.
O sistema de tratamento do esgoto doméstico na cidade de Itabira, MG, composto de
um reator anaeróbico seguido de sistema de escoamento superficial, apresentou alta eficiência
com valores médios de DBO de 48 a 62 mg.L-1; DQO de 98 a 119 mg.L-1; SS de 17 a 57
mg.L-1, no efluente final (CHERNICHARO et al., 2001). Os mesmos autores sugerem que os
sistemas de escoamento superficial que atuam como uma etapa de pós-tratamento dos reatores
UASB possam funcionar com taxas de aplicação que variem de 0,4 a 0,5 m3.h-1.m-1 superiores aos recomendados na literatura internacional.
Cerqueira (2004), aplicando efluentes de lagoa anaeróbia em faixas de tratamento de
40 m de comprimento por 4,25 m de largura, com declividade de 3,5%, cultivadas com capim
Tifton 85, e taxa de 0,30 m3.h-1.m-1, obteve remoções de DBO e DQO de 76,2 e 55,6%, ou
seja, concentrações efluentes de 33 e 139 mg.L-1, respectivamente.
52
b) Remoção de nitrogênio
A remoção de N depende de fatores como a espessura do filme biológico, textura,
estrutura e conteúdo orgânico do solo, tempo de detenção, frequência de aplicação, tipo e
quantidade da cobertura vegetal (WIGHTMAN et al., 1983). No sistema de escoamento
superficial, o nitrogênio orgânico coloidal e suspenso é removido por sedimentação e
filtração; posteriormente, a maior parte da amônia é removida, inicialmente por troca iônica
na superfície do solo; a amônia é nitrificada durante a fase de secagem do solo e de aplicação
do esgoto, quando o solo apresentar condições aeróbias. Parte do nitrato formado durante a
fase de secagem pode ser desnitrificada, se existirem condições anaeróbias em parcelas do
solo. O nitrato remanescente acompanha o efluente. O fato de a desnitrificação exigir maior
quantidade de carbono como fonte de energia exalta a melhor eficiência do processo com o
tratamento de esgoto bruto, em que existe maior proporção de carbono para nitrogênio
(PAGANINI, 1997).
Coraucci Filho (1991), avaliando o sistema de tratamento de esgoto por escoamento
superficial, averiguou que a remoção de nitrogênio total kjeldahl (NTK) foi de 80,4% para a
taxa de aplicação 0,20 m3 ·h-1 ·m-1, superior a 80% no nitrogênio orgânico, para a taxa 0,15
m3 ·h-1·m-1; e próximo a 50% para nitrogênio amoniacal, para as taxas de 0,15 a 0,30 m3 ·h1
·m-1. A remoção do NTK decresceu com o aumento das taxas aplicadas e da declividade da
rampa.
Loures et al. (2002) avaliaram o sistema de tratamento de esgoto por escoamento
superficial seguido de tratamento preliminar, com taxa de aplicação de esgoto bruto de 0,48
m3 ·h-1 ·m-1, e verificaram que a eficiência de remoção de nitrogênio total foi de 16,6%,
correspondente às concentrações médias do afluente de 47,9 mg.L-1 e do efluente de 39,9
mg.L-1, para o comprimento da faixa de 8 m com declividade de 2% em um ARGISSOLO
VERMELHO-AMARELO, câmbico.
c) Remoção de fósforo
O fósforo pode ocorrer na natureza como fósforo inorgânico e orgânico, ligado à
matéria orgânica, e, no protoplasma celular, como fosfatos inorgânicos complexos
(polifosfatos), a exemplo dos utilizados em detergentes, e como ortofosfato inorgânico
solúvel, que é o produto final do ciclo do fósforo, sendo a forma disponível para o
metabolismo microbiano. Pode ser altamente adsorvido pela maioria dos solos. Sua
53
concentração tende a ser alta nas primeiras camadas do perfil do solo e pequena nas
profundidades maiores (MIRANDA et al., 2002). A remoção do fósforo no sistema de
escoamento superficial dá-se por meio da adsorção no solo e da absorção pelas plantas e pela
população microbiana. O fósforo ocorre, principalmente, na forma de ortofosfato, sendo
adsorvido por minerais argilosos, e na matriz de certos solos orgânicos, o que o torna
resistente à lixiviação (METCALF e EDDY, 1985; PAGANINI, 1997; WIGHTMAN et al.,
1983).
Wightman et al. (1983) observaram que no sistema de tratamento de esgoto por
escoamento superficial, operando com a taxa de aplicação de 0,95 m3.h-1.m-1 e taxa de
aplicação superficial de 13 cm.semana-1, para o comprimento da rampa de 36,5 m e 11 m de
largura e declividade variando de 2 a 3%, a remoção de fósforo total foi de 20 a 23% - valores
relativamente baixos. Esses mesmos autores relataram que a remoção de fósforo é
inversamente proporcional à taxa de aplicação. Entretanto, o método de aplicação não tem
efeito na remoção do fósforo. Averiguaram, também, que o aumento no teor de fósforo no
solo está relacionado à sua adsorção e precipitação.
Loures et al. (2006) avaliaram o sistema de escoamento superficial seguido de
tratamento preliminar, com taxa de aplicação de esgoto bruto de 0,48 m3 ·h-1·m-1, e
verificaram que a eficiência de remoção de fósforo foi de 10,6%, com concentrações médias
de 9,7 mg.L-1 do afluente e de 8,7 mg.L-1 do efluente, para o comprimento da faixa de 10 m,
declividade de 2%, em um ARGISSOLO VERMELHO-AMARELO Câmbico.
d) Eficiência da remoção de microrganismo
Fonseca (1999); Chernicharo (1997) observaram a redução de apenas uma unidade
logarítmica, ou seja, redução de 90% nos níveis de coliformes fecais, após o tratamento do
esgoto em sistema pelo método do escoamento superficial. O decréscimo na contagem de
coliformes totais e fecais - E.coli foi menor que uma unidade logarítmica na contagem de
coliformes. Tal fato deveu-se, provavelmente, às condições favoráveis do meio à
sobrevivência das bactérias, ou seja, o pH alcalino, manutenção de elevada umidade no solo,
frequente adição de material orgânico ao solo e, principalmente, baixa insolação na superfície
do solo devido à cobertura da forragem. Concluíram os autores citados que o sistema por
disposição no solo não é eficiente na remoção de coliformes.
54
3.2.4 - Modelo matemático de dimensionamento de ETE – disposição de esgoto no solo
O modelo mais comumente encontrado na literatura para o dimensionamento de
sistemas de tratamento de águas residuárias por escoamento superficial utiliza o comprimento
da rampa de escoamento como única variável independente, conforme Figura 10. O plano
inclinado constituído de um sistema solo-planta deve apresentar uma declividade variando de
2% a 8%, de forma a evitar-se, de um lado, a estagnação dos esgotos (empoçamento), que
promove a digestão anaeróbia com liberação de gases, somada à proliferação de insetos e, de
outro, as velocidades excessivas que provocam a erosão e os caminhos preferenciais (curtocircuito) que diminuem a eficiência do tratamento (PAGANINI, 1997).
Uma densa cobertura vegetal é de essencial importância para o bom desempenho
do tratamento de esgotos por escoamento superficial. Algumas funções da cobertura vegetal
são citadas a seguir (PAGANINI,1997):
Figura 10 - Corpo do estudo do modelo de tratamento de esgoto pelo método do
Escoamento Superficial
Fonte: Adaptado de FONSECA (2005).
Observando a Figura 10, são apresentadas as componentes descritas a seguir:
onde:
q = taxa de aplicação do esgoto (L-3T-1L-1 de largura da rampa);
Ho = profundidade do escoamento superficial (L);
55
Co = concentração de DBO5 no início da rampa de escoamento (ML-3);
C = concentração de DBO5 à distância L na rampa de escoamento (ML-3);
L = comprimento da faixa (L);
z = limite inferior do perfil do solo (L);
q’= fluxo de água no solo (LT-1);
Ca = concentração do soluto, na água residuária do esgoto (ML-3); e
Cp= concentração do soluto, no nó na profundidade Zp (ML-3).
Durante o escoamento, ocorre o contato entre a superfície do filme biológico e a
água residuária. Espera-se que o tempo de contato e o desempenho do sistema de tratamento
estejam diretamente relacionados e que aumentos no referido tempo de contato produzam
melhor desempenho do tratamento. Entretanto, uma relação para simular o tempo de detenção
do líquido em uma rampa de escoamento superficial, baseada em suas características físicas e
operacionais, tais como declividade, distância de escoamento e taxa de aplicação, não está
disponível, sendo o comprimento da rampa constante e facilmente medido, usado como
referencial para o tempo de contato entre a água residuária e o filme biológico.
Os modelos de dimensionamento de unidades de tratamento de esgoto por
escoamento superficial são especificados pela U.S. ENVIRONMENTAL PROTECTION
AGENCY – EPA (1981 e 1984), sendo descritos a seguir:
a) Método CRREL
O método CRREL (Cold Regions Research and Engineering Laboratory),
validado com dados do sistema instalado em Utica, na Universidade da Califórnia, Davis,
estabeleceu a relação entre o tempo de detenção do esgoto nas faixas de tratamento e a
redução da Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO), considerando-se o comprimento e a
declividade das faixas, que podem ser expressos pela Equação 3, da reação de primeira
ordem:
C
 A.e  k .t
Co
Onde:
C / Co = corresponde ao percentual de remoção da concentração de DBO;
(Equação 3)
56
A = fração não-sedimentável da DBO do esgoto aplicado (adimensional);
k = média da taxa cinética (min-1); e t = tempo de detenção (min).
b) – Método UCD
O método UCD (University of California – Davis) é o modelo que descreve a
remoção da DBO em função das variáveis “comprimento” e “taxa de aplicação”. Esse modelo
foi desenvolvido por Smith (1982) - usando dados de desempenho do sistema da Universidade
da Califórnia (UCD) - e consubstanciado em dados do método CRREL.
Smith (1982) concluiu que a remoção do material orgânico do efluente primário
poderia ser descrita por um modelo com dois estágios, em função apenas do comprimento da
rampa (x), descrito pelas Equações 4 e 5. Esse modelo considera “Estágio 1” quando é
aplicado aos primeiros 6 a 10 m do comprimento da rampa, onde a taxa de remoção orgânica
é maior, sendo o Estágio 2 do modelo aplicado para o restante da rampa ambas as equações de
primeira ordem.
Estágio 1 (x < 9 m):
C
 A. exp( k . x )
Co
(Equação 4)
Estágio 2 (x >9m):
C
 A' . exp( k ' . x )
Co
(Equação 5)
onde:
A, A' = coeficientes de ajuste determinados empiricamente;
K, K' = coeficientes de ajuste determinados empiricamente; e
x = comprimento da rampa de escoamento (m).
Ainda no estudo-piloto, Smith concluiu que os coeficientes K e K', nas Equações
4 e 5, variaram como uma função da taxa de aplicação q, de acordo com as Equações 6 e 7
para os Estágios 1 e 2. São respectivamente:
57
Estágio 1 (x < 9 m):
K 
k
qn
(Equação 6)
Estágio 1 (x > 9 m):
k'
K  n'
q
'
(Equação 7)
onde:
k, k' = coeficientes determinados empiricamente (m.h-1);
q = taxa de aplicação (m3.h-1.m-1 de largura da rampa); e
n, n' = coeficientes determinados empiricamente.
c) – Método USEPA
O método empírico, ou U. S. ENVIRONMENTAL...– USEPA, 1984, é uma
modificação do método UCD (Equações 3 e 4), na qual é introduzido o termo “concentração
de DBO do efluente mínimo possível de ser atingido (C)”, que tem sido considerado igual a 5
mg.L-1, conforme a Equação 8. Smith e Schroeder (1985) verificaram que a DBO do efluente
da rampa do escoamento superficial é sempre superior ou igual a 5,0 mg.L-1. Com base nisto,
Abernathy et al (1985) relataram, para efeito de segurança, a Equação 8.
k .z  

qn



C  CR
 A.e 
Co
onde:
C = Concentração final de DBO (mg/L);
(Equação 8)
58
Co = Concentração inicial de DBO (mg/L);
CR = Concentração remanescente de DBO, de 5mg/L, segundo Campos (1999);
q = Taxa de aplicação m³/m.h ( multiplicado pela largura da rampa);
A = Coeficiente determinado empiricamente;
z = Comprimento da rampa (m);
k = Coeficiente determinado empiricamente;
n = Coeficiente determinado empiricamente.
Os valores de projeto para “taxa de aplicação” e “comprimento da rampa”
poderiam estar em conformidade com as diretrizes recomendadas pelas EPAs (1981 e 1984).
Tais valores estão apresentados no Quadro 8.
Quadro 08 - Parâmetros de projetos para tratamento de esgoto por Escoamento
Superficial com períodos de aplicação de 8 a 12 horas/dia e frequência de 5 a 7
dias/semana
Nível de tratamento de
esgoto
Preliminar
Primário
Lagoas de estabilização
Taxa de aplicação
superficial (cm/d)
0,9 – 3,0
2,0 – 7,01
1,4 – 4,0
2,0 – 8,51
1,3 – 3,3
2,5 – 9,01
Taxa de aplicação
(m³/h.m)
Comprimento da
rampa (m)
0,07 – 0,12
36-45
0,08 – 0,12
30-36
0,03 – 0,10
0,09 – 0,151
45
0,10 – 0,20
30-36
Secundário (lodos
2,8 – 6,7
ativados, filtro biológico
3,0 – 10,01
e tratamento anaeróbio)
Fonte: Adaptado de EPA(1981) e (1) EPA (1984).
Embora alguns estudos tenham sido iniciados com vistas a um ajuste das equações
(EPA, 1981 e 1984), para as condições brasileiras, mais pesquisas são necessárias a fim de
que se possam disponibilizar parâmetros para diferentes condições da estação de tratamento.
Até o momento, as Companhias de Saneamento têm dimensionado seus sistemas de
tratamento de esgoto por disposição no solo pelo método do Escoamento Superficial,
baseando-se nas recomendações do EPA (1981). A eficiência do tratamento por disposição no
solo está diretamente relacionada às inter-relações água-solo-planta e clima. Podem-se,
todavia, cometer erros de sub ou super dimensionamento, utilizando-se parâmetros não
ajustados às condições edafoclimáticas diferentes das brasileiras, além da possível
contaminação do lençol freático (FONSECA, 2005).
59
O método da USEPA é a modelagem matemática mais usada para o
dimensionamento de sistemas de escoamento superficial proposto por Smith; Schroeder
(1985). Como visto, esse modelo baseia-se na cinética de primeira ordem como mecanismo de
remoção da matéria orgânica e poluente (CERQUEIRA, 2004). Nos sistemas de Escoamento
Superficial, o perfil de velocidade se aproxima de um fluxo empistonado, o que confere
propriedades bem definidas para o sistema, como, por exemplo, a concentração que varia
axialmente, e não ocorrem variações radiais ao longo do escoamento (FOGLER, 2009).
Nessa modelagem, é necessário calcular os valores relativos às constantes, A, k, n,
sendo tais valores obtidos com o sistema em funcionamento, através das curvas de avanço do
efluente no solo. Paganini (1997), utilizando dados fornecidos por Smith; Schroeder (1985),
atribui valores para as constantes mencionadas, os quais são mostrados no Quadro 9:
Quadro 09 - Valores dos parâmetros empíricos para dimensionamento do sistema de
Escoamento Superficial
Parâmetros
Valores
A
0,72 (adimensional)
k
0,01975 m/h
n
0,5 (adimensional)
Fonte: SMITH; SCHROEDER (1985) citados por PAGANINI (1997).
Segundo Marquezini (2000), é possível simplificar o modelo proposto por Smith;
Schroeder (1985), tornando o cálculo mais simples, como se observa na Equação 9:
C 5
 e( B. z )
Co
(Equação 9)
onde:
C = Concentração final de DBO (mg/L);
Co = Concentração inicial de DBO (mg/L);
B = Coeficiente determinado empiricamente depende de q;
z = Comprimento da rampa (m).
60
No entanto, a taxa de carregamento orgânico (TCO) pode ser utilizada para uma
estimativa rápida de dimensionamento do sistema. A Equação 10 mostra como se pode
correlacionar a taxa de carregamento orgânico com concentração de matéria orgânica no
efluente, com vazão e com área superficial:
TCO 
C.Q kg
(
)
ha.dia
A
(Equação 10)
onde:
C: Concentração de matéria orgânica no efluente (kg DBO/m3);
Q: Vazão afluente (m3/dia);
A: Área superficial da rampa (ha).
Segundo Cerqueira (2004), a taxa de aplicação é um valor adotado, não
excedendo 100kg/ha.dia, para evitar condições excessivamente anaeróbias. Com este tipo de
modelagem pode-se dimensionar o sistema de forma semelhante a outros sistemas naturais de
tratamento, como lagoas facultativas, onde o padrão de dimensionamento é a taxa de
aplicação superficial de matéria orgânica por área (VON SPERLING, 2005) ou filtros
anaeróbios ou lagoas de anaeróbias.
3.3 – CARACTERIZAÇÃO DA ESPÉCIE VEGETAL CULTIVADA NAS FAIXAS DE
TRATAMENTO – A PALMA FORRAGEIRA (OPUNTIA FÍCUS-INDICA (L.)
MILL)
No tratamento de águas residuárias de origem doméstica, pelo escoamento
superficial, as plantas são responsáveis pela absorção de nutrientes (principalmente
nitrogênio, potássio, fósforo e cálcio); ajudam a manter a permeabilidade dos solos;
proporcionam redução da erosão e fornecem meio para os microrganismos decomporem o
material orgânico.
Os agentes atuantes no tratamento do esgoto pelo método do escoamento
superficial são o colo da planta, as raízes e o sistema foliar. No colo da planta, é formado um
filme biológico, que deverá ter funções semelhantes aos filtros biológicos, ou seja, oxidação
biológica do material orgânico. As raízes absorvem os macro e microelementos mineralizados
do material orgânico e disponibilizados no solo. O sistema foliar utiliza os macro e
61
microelementos no processo de fotossíntese e produção de matéria seca. Essa interação soloplanta é que proporciona a depuração natural do esgoto nas formas física, química e biológica
(FONSECA, 2005).
A utilização das gramíneas do gênero Cynodon, tais como Coastcross e o Tifton
85, tem sido muito comum em sistemas de tratamento por escoamento superficial, por serem
gramíneas perenes, rizomatosas, estoloníferas, com grande massa foliar, que exigem solos de
boa fertilidade e, quando bem manejadas, proporcionam excelente fechamento do solo. Essas
gramíneas, além de adaptarem-se muito bem em regiões frias e quentes de clima subtropical e
tropical (FONSECA et al., 2001a), são plantas capazes de produzir grandes quantidades de
matéria seca, com boa relação folha/colmo, resultando em adequado valor nutritivo
(GONÇALVES et al., 2002).
Nenhuma literatura traz dados da aplicação dessa técnica em que se usa a palma
forrageira cultivada em rampas, tendo como reserva hídrica esgoto doméstico.
3.3.1 – Aspectos da cultura da palma forrageira - origem
A palma forrageira (Opuntia fícus-indica (L.) Mill), uma espécie de múltiplos
usos, é nativa do México, país que a explora desde o período pré-hispânico, detendo a maior
riqueza de cultivares (REYES-AGUERO et al., 2005). Essa espécie, uma das plantas mais
destacadas do Império Asteca, originalmente cultivada somente no Continente Americano,
encontra-se atualmente distribuída em todo o Mundo, desde o Canadá (latitude 59ºN) à
Argentina (latitude 52ºS), do nível do mar aos 5100 m de altitude no Peru. Da Europa, para
onde foi levada desde 1520, essa cactácea mexicana se espalhou, a partir do Mediterrâneo,
para a África, a Ásia e a Oceania (HOFFMANN, 2001).
Dotada de mecanismos fisiológicos que a tornam uma das plantas mais adaptadas
às condições ecológicas das zonas áridas e semiáridas do Mundo, a palma forrageira se
adaptou com relativa facilidade ao semiárido do Nordeste Brasileiro. O seu cultivo nessa
Região do Brasil, com a finalidade forrageira, começou no início do século XX, o mesmo
acontecendo nas regiões áridas e semiáridas dos Estados Unidos, África e Austrália
(TEIXEIRA et al., 1999).
A introdução da palma forrageira no Nordeste Brasileiro, segundo Chagas (1976),
deve-se ao sueco Herman Lundgren, por volta de 1877 - opinião compartilhada por vários
pesquisadores (VIANA, 1969; ANDRADE, 1990; SANTOS, 1992).
62
Já para Duque (1980), os primeiros esforços para a disseminação da palma no
Semiárido Nordestino se deram por volta de 1930. Durante a seca de 1932, por iniciativa do
Ministério da Viação e Obras Públicas, foi o seu cultivo disseminado do Piauí à Bahia,
tratando-se do primeiro trabalho de difusão da cultura.
A palma é cultivada principalmente visando à subsistência da pecuária nas regiões
semiáridas de todo o Nordeste do Brasil, onde existe a maior área cultivada do Mundo,
estimada em 500 mil hectares, distribuídos nos Estados da Bahia, Sergipe, Alagoas,
Pernambuco, Paraíba, Ceará e Rio Grande do Norte (LOPES et al., 2007; LOPES et al,
2009ab). A FAO reconhece o potencial da palma e sua importância para contribuir com o
desenvolvimento das regiões semiáridas, especialmente nos países em desenvolvimento,
através da exploração econômica das várias espécies, com consequências muito positivas para
o meio ambiente e para a segurança alimentar (CHIACCHIO et al., 2006).
Barbera et al. (2001) destacam que as Opuntias, especialmente a Opuntia ficusindica (L.) Mill. palma forrageira, desempenham papel importante nas zonas semiáridas por
produzirem frutos e verduras para consumo humano, forragem para os animais, fitomassa
para fins energéticos, cochonilha para a produção de corante, proteção dos solos e outros
produtos como bebidas, queijo vegetariano, remédios e cosméticos. São plantas importantes
para essas regiões, não só para a subsistência, mas também para uma agricultura orientada
para o mercado.
3.3.2- Características botânicas e morfológicas da palma forrageira
As cactáceas geralmente possuem espinhos como mecanismo de defesa e diversas
espécies de Opuntia. Apresentam aréolas que são botões meristemáticos de onde emergem
estruturas como espinhos de diversos tamanhos e formas, flores, frutos, novos artículos
(segmentos do sistema caulinar articulado) e gloquídios (minúsculos espinhos decíduos) comentário de SCHEINVAR (1985).
A palma forrageira pertence ao reino vegetal; subreino Embriophyta; divisão
Spermatophyta; subdivisão Angiospermae; classe Liliateae; família Cactaceae; subfamília
Opuntioideae; tribo Opuntiae; gênero Opuntia; subgêneros Opuntia e Nopalea, o que é citado
pelos pesquisadores BRAVO (1978); SILVA e SANTOS (2006). Essa forrageira apresenta
caule suculento, com casca verde e falta de folhas copadas. O órgão tipo caule, conhecido
como “cladódio”, é tipicamente oblongo a espatulado-oblongo, com 30 a 40 cm de
comprimento e, algumas vezes, indo de 70 a 80 cm e 18 a 25 cm de largura (HILLS, 2001).
63
No Nordeste do Brasil são cultivadas duas espécies, conhecidas como Opuntia
fícus-indica (L.) Mill e Nopalea cochenilifera (L.) Salm Dyck (FARIAS et al., 2005). A
espécie Opuntia fícus-indica, também é conhecida como palma graúda, palma-da-índia,
palma-grande, palmatória, palma redonda, palma-santa, palma-sem-espinho, palma-azeda,
cactus-burbank, figo-da-índia, figueira-da-barbaria, figueira-da-índia, figueira-do-inferno,
figueira-moura e tuna-de-castilha (ARAÚJO FILHO, 2000).
A família cactácea possui cerca de 130 gêneros e 1500 espécies, das quais 300 são
do gênero Opuntia Mill (MOHAMED-YASSEEN et al., 1996). Os gêneros Opuntia e
Nopalea são os mais importantes, devido à sua utilidade para o homem (VALDEZ e
OSORIO, 1997). O primeiro é provavelmente, dentre os gêneros dessa família, o que teve
maior sucesso nos processos de distribuição, dispersão e multiplicação. O êxito ecológico e do
ponto de vista evolutivo pode ser atribuído à forte associação com os animais durante a
reprodução (REYES-AGUERO et al., 2006).
A palma gigante possui como características o seu porte arborescente com 3-5 m
de altura, coroa larga, glabra, 60-150 cm de largura do caule, raquetes ovaladas com 30 a 60
cm de comprimento, 20 a 40 cm de largura e 19 a 28 cm de espessura. Possuidoras de uma cor
verde escura, essas raquetes são cobertas de uma camada de cera, cuja espessura atinge de 10
a 50 mm. As flores têm cor laranja ou amarela, o pericarpo é 2- 2,5 vezes mais comprido do
que o perianto. O fruto possui sabor doce, é suculento, comestível, apresentando 5 a 10 cm de
comprimento e 4 a 8 cm de largura, coloração variável, indo desde a amarela à laranja e à
vermelha, com muita polpa e casca fina. As sementes são ovaladas e discoides, com 3 a 4 mm
de diâmetro (SCHEINVAR, 2001).
As aréolas estão dispostas em 8-9 séries espirais, piriformes, com 2-4,5 mm de
comprimento e cerca de 1-3 mm de largura, onde os espinhos são quase ausentes, dificilmente
um em poucas aréolas. Os estômatos aparecem uniformemente de ambos os lados da
superfície do caule. A Figura 11 detalha o arranjo de uma palma forrageira.
64
Figura 11 - Fisiologia e morfologia da palma forrageira
Fonte: Adaptada pelo Autor (2014).
Na Opuntia ficus-indica, os estômatos são cerca de 15 a 35 por mm². O sistema
radicular é composto de raízes carnosas e superficiais, com uma distribuição horizontal, cuja
distribuição pode depender do solo e do manejo da cultura. Esse tipo de planta difere de
outros, porque possui características xeromórficas que garantem a sua sobrevivência por
períodos longos de seca. Observam-se quatro tipos de raízes na palma forrageira: as
estruturais, as absorventes, em esporão e as desenvolvidas de aréolas. Em todos os tipos de
solos, as raízes absorventes atingem uma profundidade máxima de 30 cm e uma dispersão de
4 a 8 cm (SUDZUKI-HILLS, 2001).
3.3.3 - Exigências edafoclimáticas da palma forrageira
O crescimento e o desenvolvimento satisfatório das plantas dependem da
combinação adequada do manejo cultural, dos fatores ambientais e do potencial genético da
variedade. A palma forrageira é encontrada em uma ampla faixa de solos: dos vertissolos e
luvissolos mexicanos até os regossolos e cambissolos italianos. O pH varia de subácido a
subalcalino, demonstrando a boa adaptação da espécie. Solos com profundidade de 60 a 70
cm são bons para o desenvolvimento radicular superficial da cultura. Solos mal drenados,
lençol freático raso e presença de camada superficial impermeável são prejudiciais ao bom
65
desenvolvimento da planta. O percentual de argila além de 20% contribui para a putrefação
das raízes (INGLESE, 2001). Solos salinizados também não são adequados ao cultivo dessa
planta, pois prejudicam o desenvolvimento das raízes e da parte aérea (DUBEUX JÚNIOR e
SANTOS, 2005). A cultura, ao contrário do que muitos produtores imaginavam, é
relativamente exigente no que se refere aos atributos químicos e físicos do solo. Sendo férteis,
são indicados os de textura arenosa a argilosa, sendo os argilo-arenosos os mais
recomendados (FARIAS et al., 1984).
As condições climáticas exercem uma forte influência no crescimento e
desenvolvimento da palma forrageira. Conforme pesquisas feitas no México, existe uma
correlação significativa entre as variáveis “temperatura”, “produção” e “absorção de
nutrientes”, sendo possível concluir que estes fatores são importantes para o aumento da
produção (ORONA-CASTILLO et al., 2004). No geral, as Opuntias são nativas em vários
ambientes indo das regiões tropicais do México, com temperaturas sempre acima de 5ºC, até
regiões do Canadá, onde as temperaturas de inverno alcançam até -40ºC. Porém, estudos
mostram que temperaturas de 25ºC durante o dia e de 15ºC à noite é uma combinação ideal
(NOBEL, 2001). Locais em que as noites são frias e a umidade do ar elevada, com a possível
ocorrência de orvalho, representam condições ótimas para o cultivo dessa planta.
Em
localidades cujas noites são quentes e secas, a cultura perde muita água e o seu
desenvolvimento é prejudicado (SAMPAIO, 2005).
No Estado do Rio Grande do Norte-Brasil, Guerra et al. (2005), avaliando 22
genótipos e as variedades gigante, redonda e miúda, nos municípios de Lagoa dos Velhos,
Santa Cruz, São Gonçalo do Amarante e Lages, verificaram que a produtividade da palma
forrageira foi maior nas localidades onde a temperatura noturna ficou na faixa de 19ºC a
21,5ºC e a precipitação pluviométrica média de 700 mm.ano-1. Nos lugares onde choveu em
média 500 mm.ano-1 e as noites foram mais quentes, a produtividade do palmal foi menor.
Nestas condições de déficit hídrico na maior parte do ano, as plantas perderam
bastante água durante a noite, não tendo sido esta compensada na mesma quantidade durante
o dia, o que resultou em menor desenvolvimento da cultura. Por outro lado, na região onde
choveu mais que 1000 mm.ano-1, o resultado foi uma baixa produtividade, possivelmente em
função da excessiva pluviosidade, segundo Oliveira et al (2009).
Na Índia, clones de Opuntia cultivados em locais com índice pluviométrico foi
inferior a 350 mm.ano-1 e a temperatura excedeu a 40ºC por um longo período do ano
necessitaram de irrigação para que atingissem um significativo índice de crescimento. Os
estudos sugerem que pesquisas sejam feitas, com o objetivo de virem a selecionar clones de
66
Opuntia que demonstrem tolerância superior ao estresse hídrico (FELKER e INGLESE,
2003). Enquanto isto, Nobel e Zutta (2008), quando estudavam na Universidade da
Califórnia-EUA, em ambiente de casa de vegetação, a resistência à temperatura pelo caule e
raízes de duas espécies de cactus - Nopalea cochenillifera e Opuntia robusta -, concluíram
que as raízes apresentaram aclimatação para temperaturas extremas.
Situações extremas, como regiões marcadas por invernos com temperaturas frias,
representam uma grande limitação ao cultivo da palma forrageira. No entanto, pesquisas feitas
na região de Mendoza-Argentina mostraram que a espécie Opuntia fícus-indica é uma das
mais indicadas para a produção de forragem nas áreas com invernos extremamente frios (-5ºC
< T < 3ºC) (GUEVARA et al., 2000).
As regiões áridas e semiáridas do Mundo carecem de uma seleção adequada de
plantas, para tornarem seus sistemas agrícolas sustentáveis. Das diversas famílias de plantas
que existem nessas áreas, as cactáceas são as de mais importância, em virtude dos seus
mecanismos de adaptação à escassez de água, o que permite a sua perenidade em ambientes
algumas vezes de extrema condição de aridez (ROJAS-ARÉCHIGA e VÁZQUEZ-YANES,
2000; ARAÚJO et al., 2004).
As cactáceas são possuidoras de mecanismos morfofisiológicos que, além de
permitirem a absorção de água da mais ligeira chuva, reduzem a sua evaporação ao mínimo.
A grande maioria das Opuntias sobrevive a prolongadas secas. Destas, a Opuntia fícus-indica
é a mais importante das cactáceas utilizadas na agricultura (KIESLING, 2001). Essa planta é
detentora do processo fotossintético conhecido como “metabolismo ácido das crassuláceas”
(MAC), que apresenta uma alta eficiência no uso da água, em virtude da absorção do CO2 no
período noturno e a transformação deste em biomassa pela luz do sol durante o dia, tornandose uma cultura recomendada para ser explorada nas regiões áridas e semiáridas, onde a água é
o principal fator limitante ao desenvolvimento da agropecuária (FARIAS et al., 2000).
Por outro lado, resultados de experimentos conduzidos em quatro municípios do
Semiárido do Estado de Pernambuco-Brasil evidenciaram que, em todas as localidades
pesquisadas, o palmal adensado (40.000 plantas. ha-1) foi mais eficiente no uso da água da
chuva, o que resultou em uma maior produção de forragem por unidade de índice
pluviométrico (DUBEUX JÚNIOR et al., 2006).
Nas zonas áridas e semiáridas do Mediterrâneo, a produção de forragem da
Opuntia fícus-indica atingiu 60-80 mg.ha-1.ano-1 de matéria verde (12-16 mg MS) sob uma
precipitação média anual de 400-600 mm, sem adubação mineral ou orgânica. Rendimentos
de 50 mg de MS.ha-1.ano-1 são alcançados sob condições favoráveis de água e nutrientes,
67
enquanto, em regiões áridas, com pluviosidade média anual de 200-400 mm e sem
fertilizante, a produção pode atingir 20-60 mg de MV.ha-1.ano-1 (4-12 Mg MS) (HOUÉROU,
1996). Enquanto isto, estudos realizados no México notaram efeito significativo da espécie e
do estádio de crescimento sobre a percentagem de matéria seca da palma forrageira. Os dados
sinalizam para uma possível relação entre a capacidade de utilização da água armazenada pela
planta e o índice pluviométrico médio anual das regiões de origem das espécies
(RAMÍREZTOBÍAS et al., 2007).
Conforme pesquisas desenvolvidas na Universidade de Chapingo-México,
verificou-se que o estresse hídrico influi na fisiologia do palmal, onde foi observada, em
condições de seca severa (sem irrigação), uma diminuição significativa da clorofila nas
raquetes com seis meses de idade. No clorênquima, ocorre uma redução da clorofila a+b em
42,3%, da clorofila a em 34,2% e da clorofila b em 31,4% e, no parênquima, a redução foi de
39,6%, 35,8% e 23,6%, respectivamente (BECERRIL ; VALDÍVIA, 2006).
No Brasil, com destaque para a Região Nordeste, o cultivo dessa cactácea foi
incentivado pelo fato de seus atributos morfológicos serem adequados a regiões semiáridas
(TEIXEIRA et al., 1999). No Cariri da Paraíba-Brasil, foram estudadas variedades de palma
forrageira com a finalidade de se verificar o seu potencial de adaptação. As variedades do
gênero Opuntia mostraram um maior potencial de adaptação às regiões de baixa
disponibilidade de água no solo, em virtude da reserva hídrica contida nas suas raquetes
(SALES e ANDRADE, 2006).
Mesmo sendo uma planta adaptada às condições de semiaridez do Nordeste
Brasileiro, pesquisas feitas com clones dessa cultura mostraram que a sua produtividade é
inferior à de outras culturas forrageiras, como cana-de-açúcar, milho, sorgo, capim elefante,
etc. Essa constatação reforça a importância desta pesquisa, no cultivo de palmas adaptadas a
clima árido e regado por meio de efluentes domésticos.
3.3.4- Importância da palma forrageira para o Semiárido Brasileiro
Em virtude da possibilidade de se obterem vários produtos e subprodutos da
palma forrageira, com destaque para uso na alimentação humana e animal, na medicina
humana, na indústria de cosméticos e na produção de aditivos naturais, a palma representa
uma alternativa de renda para os que habitam as regiões áridas e semiáridas em diferentes
partes do Mundo.
É uma cultura detentora de grande potencial, capaz de contribuir
positivamente para a viabilidade econômica das pequenas e médias propriedades,
68
notadamente na alimentação dos rebanhos (GALINDO et al., 2005). O seu cultivo ganha
cada vez mais importância com o avanço da desertificação, com o uso de tecnologias
apropriadas e de culturas adequadas garantindo o seu desenvolvimento sustentável (INGLESE
et al., 1995).
A Região Nordeste do Brasil possui uma área de 550.000 ha ocupada com a
plantação de palma forrageira, com destaque para Rio Grande do Norte, Paraíba, Alagoas e
Pernambuco, estados com a maior área cultivada (ARAÚJO et al., 2005). É nessa região,
onde fica a maior parte do Semiárido Brasileiro, que se registra um alto índice de evaporação
anual - superior a 2000 mm - e média anual de chuvas inferior a 750 mm, concentrados em
uma única estação de 3(três) a 5 (cinco) meses. Em alguns anos, a estiagem é prolongada,
resultando no fenômeno das secas. Esta fragiliza a economia regional, causando o êxodo das
populações mais desprotegidas e agravando os problemas da região (BANCO DO
NORDESTE, 2005).
No período das chuvas, a oferta de forragem é quantitativa e qualitativamente
satisfatória, porém, na época seca, que representa a maior parte do ano, além da escassez de
pastagens, o seu valor nutricional é baixo, prejudicando a produção de carne e leite (LOPES et
al., 2005). Tal grande problema da pecuária do Nordeste Brasileiro - a oferta irregular de
forragem - causa um grande prejuízo a esse segmento da economia. A constância no
aparecimento de anos secos faz da palma forrageira um alimento classificado como
estratégico para esses períodos, quando o crescimento de outras forrageiras é limitado pelo
baixo índice pluviométrico (CAVALCANTE, 2007; ROMO et al., 2006).
Evidentemente, a referida planta significa uma opção dos criadores para amenizar
a fome dos seus animais (FARIAS et al., 2000; SANTOS et al., 2001; FROTA et al., 2004).
As características de alta palatabilidade, produção de biomassa e resistência à seca fazem
dessa planta um alimento valioso para os rebanhos da região atingida pelo flagelo da seca
(SANTOS et al., 2005). A palma é um alimento muito fornecido aos rebanhos,
independentemente da época do ano. A sua produção é essencial para a alimentação dos
ruminantes, principalmente em virtude da economia em rações concentradas e do aumento de
produtividade (LIMA et al., 2004).
A oferta de água é outro sério problema do Semiárido Nordestino. O rebanho,
além de mal alimentado, sofre com o insuficiente suprimento de água para atender às suas
necessidades. A palma forrageira, afora ser um recurso alimentar muito importante, apresenta
suas raquetes suculentas, que aliviam o irregular suprimento hídrico para esses animais,
69
reforçando assim a sua importância como fonte de água e cultura de alto valor para as regiões
onde a água é fator limitante (OLIVEIRA, 2006).
Resultados de pesquisas mostraram que, na África do Sul, ovelhas alimentadas
com um suprimento adequado de palma exigiram uma quantidade de água menor para atender
às suas necessidades fisiológicas (SALEM et al., 2002). Nutricionalmente, as Opuntias
possuem alto teor de umidade (85-90%), alta digestibilidade in vitro (cerca de 75%), baixos
teores de proteína (cerca de 5%), alto conteúdo de vitamina A, 29 ug de carotenoides e 13 mg
de ácido ascórbico por 100 g de raquetes, matéria orgânica (67%), energia (2,61 Mcal kg),
fibras cruas (4,3%), fósforo (0,08-0,18%), cálcio (4,2%), potássio (2,3%) e magnésio (1,4%)
(FELKER, 2001).
Um estudo da composição químico-bromatológica da palma forrageira,
independentemente do gênero, apresentou, porém, baixos teores de MS (11,69+- 2,56%), PB
(4.81+-1,16%), fibra em detergente neutro (26,79+-5,07%), fibra em detergente ácido
(18,85+-3,17%), carboidratos totais (81,12+-5,9%), carboidratos não fibrosos (58,55+8,13%), carboidratos não estruturais (47,9+-1,9%) e material mineral (12,04+-4,7%). Por
outro lado, apresentou altos teores de cálcio (2%-5,7% da MS), potássio (1,5-2,58% da MS),
magnésio (1,3-1,7% da MS) e baixo teor de fósforo (0,1- 0,6% da MS) (FERREIRA, 2006).
3.3.5 - Importância do sistema radicular e a influência do fósforo no seu
desenvolvimento
Quando se estuda uma planta, costuma-se subdividi-la em duas partes: a que fica
acima do solo é chamada de “parte aérea” e a que fica abaixo do solo de “parte radicular”,
sendo esta última responsável pela absorção de água e nutrientes.
O sistema radicular das plantas terrestres possui funções primárias de fixação,
absorção, condução de água e nutrientes do solo, bem como armazenamento, síntese de
reguladores de crescimento, propagação e dispersão, então tidas como funções secundárias
(GIBBENS e LENZ, 2001).
No estudo das plantas forrageiras, é preciso envolver o maior número possível de
fatores que interferem no sistema solo-planta-animal, para que ocorra um maior entendimento
do seu funcionamento. Nesta definição, o crescimento das forrageiras não é representado
somente pela parte aérea, mas também pelo desenvolvimento radicular, visto que a raiz é o
caminho de entrada de água e nutrientes. Portanto, a capacidade produtiva da parte aérea de
uma planta é reflexo da ação do seu sistema radicular, pois ambos interagem. Se algum fator
70
limita o crescimento das raízes, este pode prejudicar a produção de massa seca da planta
forrageira. Logo, estudar as raízes de uma cultura é de fundamental importância, pois estas
armazenam carboidratos e proteínas que influenciam diretamente na capacidade de rebrota da
planta após a desfolhação, além de serem responsáveis pela sua produção e perenidade
(HERLING et al., 2001).
Uma maior fundamentação técnico-científica para o manejo da irrigação e
nutrição de uma cultura dá-se através do conhecimento do sistema radicular desta e de suas
inter-relações com a água e com os nutrientes do solo. As informações sobre a distribuição
radicular são necessárias para a efetivação dos cálculos da quantidade de água a ser aplicada
às plantas. Com isto, identificar as zonas de maior concentração de raízes contribui para a
aplicação de adubos e corretivos, melhorando a eficiência, reduzindo custos e impactos
ambientais.
O conhecimento do sistema radicular de uma cultura é um fator muito importante
na concepção do seu plano de manejo. As raízes, através do seu maior comprimento e
densidade, tornam-se melhores mobilizadoras de nutrientes e absorvedoras de água de
camadas mais profundas, contribuindo, após a sua morte, para uma maior quantidade de
carbono orgânico nessas camadas (PEQUENO, 1999).
As raízes finas (< 1 mm) são consideradas as principais nos processos de absorção
de água e nutrientes pela planta, sendo observada uma grande variação na sua distribuição no
perfil do solo, em função do genótipo e da época de amostragem. Existem evidências de que a
sua extensão é uma característica hereditária, que se relaciona com o fator nutricional, com o
potencial produtivo e com a capacidade de adaptação ao estresse ambiental. A palma
forrageira é uma cultura que apresenta uma rede de raízes finas próximas da camada
superficial do solo (até 10-20 cm) adaptada para absorver a água de chuvas leves e até do
orvalho, caracterizando uma vantagem em locais de índice pluviométrico baixo. Uma outra
característica é a morte, conforme a falta de água por períodos mais prologados, de um
percentual das raízes, com uma posterior renovação destas após o retorno da umidade ao solo.
Para Zúñiga-Tarango et al. (1999), de acordo com estudos feitos no México, no
geral, as raízes da palma forrageira se desenvolvem na camada de solo de 0-18 cm, onde
foram encontradas 96% da massa radicular, registrando-se somente cerca de 3% na faixa de
18 a 36 cm. Em estudos feitos na África do Sul, com as espécies Opuntia fícus-indica e
Opuntia robusta, observou-se que a maior concentração de raízes ocorreu nos primeiros 15
cm do solo e que o peso total destas, quando secas, atingiu o valor de 239 kg.ha -1 e 316 kg.ha1
a uma profundidade de 1,20 m, respectivamente. Em outro trabalho desenvolvido neste
71
mesmo país, onde se estudou o perfil radicular e o uso eficiente da água em um palmal,
concluiu-se que as raízes dessa planta são superficiais, com o maior percentual nos primeiros
10 cm do solo, onde estas, no primeiro ano de plantio, se espalham superficialmente e
horizontalmente, podendo atingir 1,5 m a 1,8 m da planta. Devido à superficialidade das
raízes, a drenagem é um fator muito importante no manejo da cultura, haja vista a baixa
resistência desta à falta de oxigênio na zona radicular (SNYMAN, 2005).
Segundo Pinto (2002), o comportamento observado da espécie Opuntia fícusindica, “cv. Gigante”, na Microrregião do Cariri Ocidental do estado da Paraíba-Brasil,
independentemente do espaçamento utilizado, foi o seguinte: mais de 76 % da distribuição
radicular dessa cultura se concentrou nos primeiros 20 cm de profundidade do solo,
comprovando a superficialidade do seu sistema radicular.
É sabido que o desenvolvimento radicular de uma cultura é influenciado por
fatores ambientais e do solo, que terminam refletindo no crescimento da parte aérea. O
genótipo da planta, a densidade de plantio, o nível de desfolhação e os fatores do solo, como
pH, concentração de O2 e CO2, temperatura, fertilidade, umidade e densidade exercem forte
influência no crescimento e distribuição das raízes.
Com relação a este último fator, tal distribuição no solo é o resultado de uma série
de processos complexos e dinâmicos, que incluem as interações entre o ambiente, o solo e as
plantas em pleno crescimento. No caso da palma forrageira, estudos realizados na África do
Sul mostraram o efeito do estresse hídrico no seu desenvolvimento radicular. Foi observado
um aumento no comprimento das raízes durante o período da manhã (6h-12h.), mesmo com o
aumento do estresse hídrico. A razão para esse fato pode ser a produção de substâncias de
crescimento durante a noite pelo modelo fotossintético MAC. O oposto ocorreu no período da
tarde. Enquanto isto, no período da noite (18h-6h.), foi observado um aumento no crescimento
radicular com o estresse hídrico, talvez devido a uma maior eficiência no uso da água e à
baixa temperatura da noite (SNYMAN, 2005).
Nas áreas de clima árido, a umidade do solo é geralmente tida como principal
elemento a afetar o crescimento radicular, embora outros estudos reforcem a hipótese de que a
temperatura do solo atua secundariamente. Correlação significativa não foi encontrada entre
comprimento das raízes finas e temperatura do solo. Verificou-se que respostas das raízes
finas à temperatura do solo podem ser específicas por espécies, ou seja, algumas são mais
tolerantes do que outras.
Quanto aos atributos químicos do solo, Berry e Nobel (1985), ao estudarem em
condições de casa de vegetação na Universidade da Califórnia-EUA, notaram a influência dos
72
níveis de salinidade (NaCl), boro, metais pesados (Cu e Zn), cálcio e pH nas espécies Opuntia
fícus-indica e Ferocactus acanthodes, chegando à conclusão de que as duas culturas foram
tolerantes ao baixo nível de cálcio e à variação no pH de 4,5 a 8,5. Com relação a este último
elemento, foi observado, nas duas espécies em questão, que o peso seco das raízes não foi
afetado significativamente pela mudança do pH, indicando então que o potencial de
hidrogênio do solo aparentemente não influi no crescimento radicular. Os solos das regiões
tropicais, além da deficiência generalizada, apresentam alta capacidade e fixação de fosfato
(adsorção e precipitação), limitando a produtividade das culturas nessas áreas (RAIJ, 1991). O
fósforo é um elemento essencial para o crescimento das plantas e, dentre as suas funções, uma
é estimular o crescimento das raízes (MALAVOLTA, 1989).
A palma forrageira é uma cultura possuidora de uma alta interação com o meio
ambiente, cuja absorção de nutrientes e desenvolvimento vegetativo será uma função do
genótipo. A exigência nutricional dessa planta está em função do tipo de produção (forragem,
hortaliça ou fruto), da variedade e da espécie. Esta é uma planta capaz de absorver grandes
quantidades de nutrientes do solo, o que se verifica ao analisar N, P, K e Ca na matéria seca,
cujos teores médios são da ordem de 0,9 %, 0,16 %, 2,58 % e 2,35 %, respectivamente
(SANTOS, 1992).
Segundo resultados de experimentos feitos em cinquenta campos de palma
cultivados no estado de Pernambuco e Paraíba-Brasil, em cima da variabilidade na fertilidade
do solo, foi constatada uma relação direta entre o nível de fósforo disponível no solo e a
produtividade de matéria seca (MENEZES et al., 2005). Dubeux Júnior et al. (2006), em
experimento realizado na região semiárida do estado de Pernambuco-Brasil, concluíram,
todavia, que a espécie Opuntia fícus-indica - “cv. clone 20” - respondeu ao uso da adubação
fosfatada com aumento de produtividade apenas em solos que apresentaram o nível de fósforo
abaixo de 10 mg. kg-1.
Na Universidade Federal de Campina Grande-Patos-PB, ao estudarem o efeito do
fósforo na cultura do guandu, Oliveira et al. (2007) constataram a ação positiva deste na
produção de matéria seca de raízes e a existência de uma relação direta do fósforo com o
desenvolvimento radicular.
Pesquisa desenvolvida no Centro Nacional de Pesquisa em Mandioca e
Fruticultura em Cruz das Almas-Bahia verificou que o uso da adubação fosfatada influenciou
no aumento da massa seca das raízes de absorção na cultura do umbuzeiro. Os dados
mostraram que, da falta de fósforo até a dose de 32 mg de P, esse aumento foi lento (de 0,178
g para 0,223 g), ocorrendo, porém, entre as doses de 32 e 64 mg de P, um aumento de 173%
73
de massa radicular. Idêntico resultado foi conseguido com a cultura da mamona, cujos dados
experimentais permitiram concluir-se que as doses de fósforo exerceram influência
significativa no comprimento, superfície e massa seca do sistema radicular. Convém que se
ressalte que o crescimento radicular, além de ser influenciado pela distribuição de fósforo no
solo, está relacionado também ao crescimento da parte aérea da planta (KLEPER e
ANGHINONI, 1995).
3.3.6 - Influência do espaçamento na cultura da palma forrageira
A demanda por uma produção cada vez maior de alimentos reflete na necessidade
de se repensarem, quase que constantemente, os sistemas de produção. A redução no tamanho
das propriedades, o uso intensivo do solo, a maior necessidade de forragem para alimentar o
rebanho leiteiro nos estados de Pernambuco, Alagoas, Paraíba e Sergipe introduziram no
cultivo da palma forrageira, de forma quase que obrigatória, a prática da adubação e do
plantio adensado (SANTOS et al., 2006). Técnicas como espaçamento de plantio, manejo de
colheita e adubação são tidas como de grande influência na produtividade da cultura.
O espaçamento está diretamente associado à interceptação da luz, com maior
eficiência em densidades de plantio mais altas. Atualmente a tendência entre os agricultores
mais receptíveis à tecnologia é a adoção do espaçamento mais adensado, como o de 1,20 m x
0,20 m. Com esse arranjo espacial, há uma maior demanda em termo de adubação e capinas
(FARIAS et al., 2005).
A palma apresenta um baixo índice de área de cladódio, o que pode limitar o
crescimento e favorecer a incidência do mato. Esse baixo índice pode ser atenuado por uma
maior densidade de plantas ou por colheitas menos frequentes, com a conservação de maior
número de cladódios (FARIAS et al., 2005). Sampaio (2005) considerou os dois lados dos
cladódios para o cálculo da sua área.
Com a utilização de espaçamentos mais adensados, podem-se alcançar maiores
produções, embora os custos de estabelecimento do palmal sejam maiores e os tratos culturais
fiquem mais difíceis e não permitam consorciação com outras culturas. Já o emprego de
espaçamentos em filas duplas pode viabilizar a utilização de consórcio durante toda a vida útil
do palmal, favorecendo a produção de grãos e restolhos de culturas para o produtor que optar
por esse sistema, além de possibilitar um melhor emprego de mecanização no controle de
ervas daninhas, facilitando, assim, a colheita e o transporte. Tal tipo de espaçamento pode
74
também contribuir para reduzir os riscos de incêndio no palmal e controlar a erosão (FARIAS
et al., 2005).
No caso do plantio em espaçamento adensado (1,0 m x 0,25 m), são necessários
40.000 cladódios para se implantar um hectare com a cultura. Este número elevado de
cladódios inviabiliza ou atrasa a operação, muitas vezes em virtude da dificuldade em
disponibilizar material de plantio suficiente para os produtores interessados. E tem mais: o
sistema convencional de propagação da palma é lento, dificultando também o lançamento de
novos cultivares.
Essas plantas têm uma tendência de reduzir o tamanho dos cladódios devido ao
incremento da densidade, como uma resposta na diminuição de sua taxa de assimilação. À
medida que aumenta a densidade de plantação de palma, o tamanho e o peso dos cladódios
diminuem e, em geral, essa diminuição é maior em altos níveis de população.
Em trabalho realizado na região do Cariri Ocidental paraibano, Medeiros et
al.(1997) observaram os efeitos do espaçamento e da forma de plantio sobre a brotação da
palma forrageira e concluíram que o menor espaçamento (0,5 m x 0,5 m) tendeu a uma maior
brotação por hectare plantado, em relação aos outros tipos de espaçamentos (1,0 m x 1,0 m e
1,0 m x 0,5 m). Maia Neto (2000) cita que, no Sertão Pernambucano, foi alcançado um
rendimento médio da palma de 400 t ha-1 ano-1, quando se adotou a tecnologia mexicana de
produção, com adensamento de plantas, e de 110 t ha-1 ano-1, com a tecnologia preconizada
pela Empresa Pernambucana de Pesquisa Agropecuária (IPA).
O espaçamento de plantio da palma forrageira, convém ressaltar, varia de acordo
com a fertilidade do solo, a quantidade de chuvas, a finalidade de exploração e com o
consórcio a ser utilizado. Além destes fatores, considera-se que, em espaçamento 2,0 m x 1,0
m, têm-se 5.000 plantas ha-1, enquanto no espaçamento 1,0 m x 0,25 m a quantidade de
plantas é oito vezes maior, ou seja, 40.000 plantas ha-1, sendo necessária uma maior atenção
com as adubações. O cultivo de palma em espaçamento adensado tem sido o mais utilizado
recentemente, embora os tratos culturais e a colheita venham sendo dificultados, aumentando
assim os custos com a mão-de-obra (TELES et al., 2004).
Pinto (2002), avaliando o crescimento das raízes da palma forrageira no Cariri
Ocidental do estado da Paraíba, verificou que, no maior espaçamento de plantio, ocorreu um
maior desenvolvimento radicular. O uso da tecnologia do plantio adensado na palma
forrageira tem resultado em aumento de produtividade, provavelmente em função da maior
absorção da luz solar, menor ação das plantas daninhas e alta eficiência fotossintética
(MEDEIROS et al., 1997; DUBEUX JÚNIOR et al., 2000).
75
Na estação experimental de Arcoverde (Pernambuco), o cultivo da palma
forrageira “clone IPA-20”, utilizando-se os espaçamentos 2,00 m x 1,00 m e 1,00 m x 0,25 m,
permitiu chegar-se à conclusão de que o cultivo adensado resulta em um aumento em torno de
80% na produtividade da matéria seca comparada com o cultivo tradicional (SANTOS et al.,
2006). E mais pesquisas realizadas com manejo e colheita dessa cultura em consórcio com
sorgo granífero constataram que o cultivo da palma forrageira em espaçamentos mais
adensados resultou em maiores produções, embora esse tipo de sistema de condução exija
maiores gastos na implantação, além de contar com maiores dificuldades nos tratos culturais.
A conclusão a que se chega é que os percentuais de matéria seca, proteína bruta e
fibra bruta dos cladódios sofreram pouca influência dos espaçamentos, frequências e
intensidades de corte (FARIAS et al., 2000).
Na estação experimental do Instituto Pernambucano de Agropecuária-IPA em
Caruaru-Pernambuco-Brasil, observou-se uma maior produtividade da cultura, quando se
utilizaram espaçamentos mais densos. A adubação nitrogenada influenciou positivamente no
aumento da proteína bruta (SILVA et al., 2001). Também não foram diferentes os resultados
obtidos no Sertão e no Agreste do estado de Pernambuco-Brasil, que demonstraram um
significativo aumento na produtividade, com o uso de tecnologias como adubação
nitrogenada, fosfatada e plantios com espaçamentos mais adensados. Constatou-se também
que a aplicação de doses mais elevadas de nutrientes é viável somente em cultivos mais
densos (DUBEUX JÚNIOR et al., 2002).
Também nas zonas fisiográficas do Agreste e do Sertão do estado de PernambucoBrasil, experimentos com diferentes espaçamentos e níveis de adubação constataram a
influência da população de plantas na produtividade em todas as localidades. A produção de
matéria seca variou de 6,0 para 17,0 mg.ha-1 , na densidade de 5000 plantas, e de 17,8 para
33,7 mg.ha-1 em 40.000 plantas.ha-1. Foi observado que ocorreu interação entre fertilização
nitrogenada, fosfatada e população de plantas, verificando-se uma maior produtividade no
plantio adensado.
Foi possível concluir, então, que, para se alcançar uma alta produtividade, é
preciso uma grande população de plantas (DUBEUX JÚNIOR et al., 2005). O cultivo da
palma forrageira “cultivar gigante”, nos espaçamentos 2,0 m x 1,0 m em fileira simples e 3,0
m x 1,0m x 0,5 m e 7,0 m x 1,0 m x 0,5 m em fileiras duplas, consorciada com sorgo
granífero, feito em São Bento do Una-PE, não influenciou de forma significativa nos
percentuais de matéria seca, proteína bruta e celulose dos cladódios. O que se observou no
76
plantio em fileira dupla foi a chance de se mecanizar o cultivo sem prejudicar a produção total
de matéria seca de ambas as culturas (FARIAS et al., 1996).
77
4.0 – MATERIAL E MÉTODOS
4.1 - CARACTERIZAÇÃO DA ÁREA DE ESTUDO
A área de estudo compreende o município de Santa Maria, no estado do Rio
Grande do Norte (Brasil). Esse município situa-se na Microrregião do Agreste Potiguar,
abrangendo uma área territorial de 219,567 km², distante da capital cerca de 57 km, sendo seu
acesso, a partir de Natal, efetuado através da rodovia pavimentada BR 304. De acordo com o
Censo realizado pelo IBGE (Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística) no ano de 2010,
sua população é de 4.762 habitantes. Dessa população, aproximadamente 3.051 habitantes
residem na zona urbana e 1.711 na zona rural. A sede do município tem uma altitude média de
115 m e está localizada nas coordenadas 05°50’24,0” de latitude sul e 35°41’42,0” de
longitude oeste. A Figura 12 detalha a localização do lócus da pesquisa.
Figura 12 - Localização do Município onde ocorreu a Pesquisa – Santa Maria/RN
Santa Maria/RN
Microrregião – Agreste
Potiguar
Fonte: Autor (2014).
O sistema de tratamento de esgoto atende a uma população de aproximadamente
1500 habitantes, o que corresponde a 49% da população urbana do município. A ETE,
78
gerenciada pela CAERN (Companhia de Águas e Esgotos do Rio Grande do Norte), órgão
responsável pela gestão de água e esgoto do estado do Rio Grande do Norte, é composta de
fossas sépticas, seguidas de filtros anaeróbios de fluxo ascendentes, adotando como póstratamento o uso de rampas de escoamento superficial, com declividades e comprimentos
diferentes. As características médias do esgoto afluente ao sistema de tratamento estão
apresentadas na Tabela 1. Os valores expostos são referentes a ensaios realizados 3 (três)
vezes por semana (segunda-feira, quarta-feira e sexta-feira), representando 12 (doze)
amostras, durante todo o mês de outubro de 2010, sempre pela manhã entre 8 e 12 horas.
Tabela 01 - Características médias do esgoto afluente à ETE Santa Maria- Santa
Maria/RN – Outubro/2010.
PARÂMETROS
Coletas
pH
T
DBO
DQO
SST
CT
(°C)
(mg/L)
(mg/L)
(mg/L) (NMP/100ml)
P(Total) N(Total)
(mg/L)
(mg/L)
01
7,30
29,00
435,00
937,00
407,00
8,500E+07
8,56
23,85
02
7,57
29,00
378,00
793,80
625,00
7,700E+07
7,50
28,10
03
7,01
28,00
340,00
1008,00
498,00
5,100E+07
7,30
20,15
04
7,35
28,50
410,00
914,30
413,00
8,100E+07
8,76
24,90
05
7,25
29,00
405,00
951,75
504,00
6,100E+06
7,15
23,11
06
7,01
29,00
440,00
1016,4
501,70
4,200E+06
7,30
21,19
07
7,45
29,00
380,00
817,00
475,00
1,200E+06
9,10
25,18
08
7,25
29,00
390,00
842,40
486,00
9,400E+07
7,18
23,14
09
6,9
29,00
395,00
857,15
495,75
8,300E+07
9,50
26,18
10
7,02
30,00
375,00
821,25
493,23
1,300E+07
7,35
21,98
11
7,56
28,90
355,00
710,00
423,15
7,900E+06
9,20
27,45
12
7,31
29,00
380,00
794,20
426,18
9,100E+06
8,60
23,02
Média
7,25
29,00
390,25
871,94
479,00
4,271E+07
8,13
24,02
Fonte: Autor (2014).
A pesquisa foi conduzida no período de outubro de 2010 a novembro de 2012. As
análises físico-química e bacteriológica foram realizadas no Laboratório de Monitoramento da
Qualidade de Águas e Efluentes – CAERN, em Natal/RN.
O clima da região, de acordo com a classificação de Köppen (1948), é do tipo BSh
– semiárido, ou seja, quente e seco de julho a dezembro, e com precipitação pluviométrica
79
anual bastante irregular ocorrente nos meses de janeiro a maio. Na sede do município, a
temperatura média anual é de 28,01°C, com a máxima de 32,00°C e a mínima de 22,00°C,
com pluviometria variando na última década de 435,5 a l.295,4 mm. Os dados pluviométricos
referentes à última década do município de Santa Maria/RN encontram-se na Tabela 2.
Tabela 02 - Médias pluviométricas mensais na última década – Santa Maria/RN
ÍNDICES PLUVIOMÉTRICOS (mm)
Ano
J
F
M
A
M
J
J
A
S
O
N
D
Total
2001
54,1
41,2
275,1
90,2
188,1
85,6
23,2
10,5
0,0
0,0
12,0
6,0
785,8
2002
50,2
38,0
310,1
300,1
102,0
55,9
13,1
0,0
0,0
5,6
3,8
0,0
878,9
2003
48,2
58,8
78,1
110,5
87,3
40,2
4,9
0,0
6,0
0,0
0,0
1,5
435,5
2004
53,1
15,0
325,1
489,2
108,0
50,2
8,2
3,8
0,0
4,0
0,0
8,0
1064,5
2005
108,1
60,5
244,4
221,1
45,1
104,5
15,6
13,6
1,6
0,0
7,6
0,0
821,9
2006
32,1
98,5
387,2
123,5
67,2
42,2
13,9
0,0
5,0
0,0
2,5
0,0
772,0
2007
43,7
90,5
198,2
56,2
23,2
30,4
16,4
23,1
0,0
5,8
7,1
0,0
494,4
2008
55,1
50,4
146,1
40,2
128,1
56,2
12,4
10,4
0,0
0,0
0,0
2,6
501,4
2009
180,4
145,5
356,1
89,2
111,1
101,1
34,6
12,0
0,0
122,2
98,2
45,0
1295,4
2010
175,0
195,1
218,0
125,4
92,1
54,2
41,2
3,9
11,5
108,1
55,2
25,2
1104,8
Fonte: EMPARN-2012.
O sistema de tratamento recebe esgoto bruto doméstico proveniente da parte
central do município de Santa Maria/RN, totalizando uma população equivalente de 1.500,00
habitantes, com uma contribuição afluente média de 6,05L/s ou 522,72 m3 / dia ou 21,78m³/h,
considerando uma carga orgânica per capita de 54 g/hab.dia.
A ETE Santa Maria é composta por 2 (duas) fossas sépticas, seguidas de 2 (dois)
filtros anaeróbios de fluxos ascendentes, 1 (um) tanque de contato, 1 (um) leito de contato e
um sistema de pós-tratamento, composto por 3 (três) rampas de escoamento superficial.
Nesta pesquisa, não serão usados todos os componentes da referida estação, ou seja, será
adotada a configuração, conforme detalham as Figuras 13 e 14.
80
Figura 13 - Planta baixa dos sistemas de tratamento de esgoto – ETE Santa Maria
Fonte: Autor (2014)
Figura 14 - Perspectiva dos sistemas de tratamento de esgoto – ETE Santa Maria
Fonte: Autor (2014).
81
Os dados das características físicas da ETE Santa Maria estão detalhados na
Tabela 3. Para o pós-tratamento, as rampas foram construídas com declividades de 2%, 4% e
8% e distâncias entre elas de 1,0m. As fossas sépticas em alvenaria e concreto armado e os
filtros anaeróbios de fluxos ascendentes tiveram como material de enchimentos o uso de brita
4, intercalados entre duas camadas de 25cm, com uma camada de casca de coco (70cm),
conforme detalham as Figuras 15 e 16, referentes às fossas sépticas e aos filtros anaeróbios
ascendentes.
Figura 15 - Corte esquemático da fossa séptica – ETE Santa Maria
Fonte: Autor (2014).
Figura 16 - Corte esquemático do filtro anaeróbio de fluxo ascendente – ETE Santa
Maria
Fonte: Autor (2014).
82
O uso do pós-tratamento de esgoto por meio de rampas, usando-se a técnica do
escoamento superficial, foi planejado no intuito de se verificar a eficiência do reúso do esgoto
no cultivo da palma forrageira Opuntia fícus-indica, uma vez que o município está localizado
numa região semiárida do Nordeste Brasileiro e, em épocas de fortes estiagens, essa é uma
das vegetações mais resistentes a essas intempéries. Embora o cultivo seja em escala-piloto,
permitirá obterem-se parâmetros técnicos e operacionais desse tipo de vegetação, por meio do
aproveitamento do reúso de esgoto.
O uso continuado da reutilização de efluentes tratados na agricultura, como é
sabido, só tende a se direcionar para uma situação sustentável, pois ajuda a preservar fontes de
água escassas e a manter a qualidade do ambiente. A irrigação com águas residuárias também
diminui os custos com o tratamento dessas águas e os custos de fertilização do solo, porque
este e a vegetação atuam como biofiltros, e o esgoto, por ser rico em nutrientes, atua como
fertilizante. Constatado isto pela pesquisa, o próprio município de Santa Maria/RN já traça
projetos para usar a técnica em escala real.
Tabela 03 - Características físicas da ETE Santa Maria – Santa Maria/RN
Fossa
Filtro
Séptica
Anaeróbio
Área(m²)
87,02
116,00
Volume (m³)
121,82
162,40
Comprimento (m)
11,45
Largura (m)
Dados/Tipos
Escoamento Superficial
Rampa 1
Rampa 2
Rampa 3
11,60
30,00
30,00
40,00
3,80
5,00
4,00
4,00
4,00
Profundidade (m)
2,80
2,80
0,80
0,80
0,80
Quantidade (unid.)
2,00
2,00
1,0
1,0
1,0
2,0
4,0
8,0
Declividade (%)
Fonte: Autor (2014).
O interesse pela aplicação de águas residuárias na agricultura termina por crescer,
principalmente pelo baixo custo da técnica e, também, pelos benefícios, nas propriedades
físicas e químicas, que a matéria orgânica pode trazer ao solo, inclusive para as populações
circunvizinhas onde a ETE Santa Maria está construída.
83
4.2 – DELINEAMENTO DA PESQUISA
A pesquisa está alicerçada na identificação da eficiência da técnica de póstratamento por meio do escoamento superficial. A vegetação utilizada foi a palma forrageira
Opuntia fícus-indica, tendo como justificativa o ineditismo do cultivo dessa vegetação
usando-se esgotos brutos e pré-tratados, como também a obtenção de parâmetros técnicos e
operacionais para o uso agrícola em grande escala para alimentação animal em épocas de
fortes estiagens. Neste contexto, a pesquisa dividiu-se em três etapas distintas, que serão
mostradas a seguir. O objetivo dessa divisão foi mostrar de forma minuciosa cada critério
técnico e operacional da eficiência de pós-tratamento por meio do escoamento superficial,
usando-se a palma forrageira, dentro do que preconizam os objetivos propostos. Considerouse o tempo útil para a pesquisa - 2 (dois) anos e 2 (meses) aproximadamente -, que foi iniciada
em outubro/2010 e finalizada em dezembro/2012. A realização da pesquisa deu-se em três
etapas, conforme mostra a Tabela 4:
Tabela 04 - Cronograma de desenvolvimento da pesquisa na ETE Santa Maria
Divisão
Pesquisa
1ª
ETAPA
2ª
ETAPA
3ª
ETAPA
Configuração Adotada
Esgoto Bruto
+
Escoamento
Superficial
Tratamento Primário
(Fossas Sépticas)
+
Escoamento
Superficial
Início
Término
Descanso
(Qte
(Qte
Mês)
mês)
Nº
Mês
Jan/2011
Jul/2011
7,00
1,00
8,00
Set/2011
Mar/2012
7,00
1,00
8,00
7,00
1,00
8,00
Tratamento Secundário
(Fossas Sépticas +
Filtros Anaeróbios)
+
Mai/2012 Nov/2012
Escoamento
Superficial
Fonte: Autor (2014).
Monit.
84
4.2.1 – 1ª ETAPA: Esgoto Bruto + Escoamento Superficial
Antes da implantação do experimento, fez-se a limpeza da área, com uso de trator
tipo D-4, período este que foi realizado simultaneamente ao monitoramento do esgoto
afluente ao sistema de tratamento (fossas sépticas + filtros anaeróbios) - Figura 17.
Figura 17 - Etapas de construção do locus da pesquisa, rampa de escoamento superficial
A
B
C
D
E
F
Rampa 03
Calha coletora
Sendo: A = Limpeza da área com trator D-4; B= Construção das rampas em alvenaria; C,D=
Vistas das rampas em processo construtivo; E= Solo usado nas rampas; F= Calha coletora das
rampas. Fonte: Autor (2014).
85
As Figuras 17, 18 e 19 mostram a limpeza da área, a construção das rampas, as
plantações das palmas e a vista da ETE Santa Maria, respectivamente.
Figura 18 - ETE Santa Maria e as rampas de escoamento superficial definitivas
A
A
B
C
D
E
F
Sendo: A/B/C= Fase de construção das fossas sépticas e os filtros anaeróbios; D/E/F = ETE
em operação. Fonte: Autor (2014).
86
Figura 19 - ETE Santa Maria e as rampas de escoamento superficial, cultivo das plantas
A
B
C
D
E
F
Sendo: A/B= Plantações de palmas tipo graúda; C= Calha de recolhimento dos efluentes
tratados das rampas; D= Rampas com palmas em crescimento; E= Cladódios da palma em
crescimento; F= Palmas na fase final da pesquisa (2ª etapa). Fonte: Autor (2014).
A coleta deu-se na entrada ao sistema de tratamento da ETE. Posteriormente à
limpeza, iniciou-se o preparo da área, procedendo-se à demarcação da área experimental, com
87
a utilização da fita métrica para demarcar a área de cada rampa, com suas respectivas
dimensões e declividades projetadas. Todo esse trabalho de preparação e construção do locus
da pesquisa teve início em outubro/2010, quando foram feitos os serviços de limpeza da área
e locação do sistema. O período de monitoramento da 1ª Etapa compreendeu janeiro a julho
de 2011, conforme detalha a Tabela 4.
a) Relevo e tipo de solo
Nessa Etapa 1ª, foi retirada uma amostra do solo para acondicionamento nas
respectivas rampas de escoamento superficial, tendo sido esse solo classificado como
LUVISSOLO Planossólico, bem drenado, poroso, baixo teores de matéria orgânica, distrófico
de textura argilo-arenosa (EMBRAPA, 1999; EMBRAPA/SUDENE, 1979), encontrando-se
relacionado na Tabela 5. O local onde o estudo foi conduzido apresenta relevo plano. Para a
avaliação da composição química e física no perfil do solo, foram retiradas amostras
compostas do solo em um ponto dentro da área da própria ETE, utilizando-se trado manual,
na profundidade de 0-40 cm. Todas as amostras de solo foram analisadas no Laboratório de
Solos da Empresa de Pesquisa Agropecuária do Rio Grande do Norte (EMPARN). Os
métodos aplicados nas análises laboratoriais de solo seguiram as normas adotadas pela
EMBRAPA (2006). O método aplicado, em campo, para a determinação da velocidade de
infiltração da água no solo foi do Infiltrômetro de Anel (Bernardes, 1986). Os parâmetros de
solo avaliados compreenderam pH; CTC; velocidade de infiltração de água no solo; e os
teores de íons solúveis (Ca2+, Mg2+, Na+, K+, Cl, P, M.O).
Na área estudada predomina a textura argilo arenosa, que apresenta certa
homogeneidade granulométrica. A taxa média de infiltração de água no solo nunca antes
irrigado apresentou valor 0,596 cm.(min.)-1 , ou 35,76 cm.h-1, compatível com o padrão
estabelecido para esses tipos de solos com características aluviais. Sendo assim, esse solo foi
classificado como “solo de permeabilidade moderada”. Observou-se, ainda, uma tendência de
diminuição da taxa de infiltração da água no solo com o aumento do tempo de aplicação. Tal
fato pode ser justificado devido ao aumento da umidade e, também, à diminuição da
quantidade de espaços vazios no solo, o que vem, consequentemente, dificultar o transporte
de água através deste, conforme Bernardo (2006).
88
Tabela 05 - Atributos químicos e físicos do solo para o cultivo de palma forrageira
Ponto amostra na ETE
Parâmetros
Unid.
pH
-
6,78
P
(mgdm-3)
9,0
K+
(cmolcdm-3)
0,26
Ca++
(cmolcdm-3)
0,90
Mg++
(cmolcdm-3)
0,60
Na+
(cmolcdm-3)
0,23
Al+++
(cmolcdm-3)
0,21
(Prof. 0,40m)
-3
CTC
(cmolcdm )
4,09
MO
(gkg-1)
4,97
V
(%)
46,00
ANÁLISE GRANULOMÉTRICA
Areia
(g/kg)
575
Silte
(g/kg)
27
Argila
(g/kg)
801
Classe
Textural
ARGILO-ARENOSA
Fonte: Autor (2014).
Essa mesma análise de solo serviu para as etapas seguintes (2ª e 3ª), uma vez que
ao término de cada etapa todo o solo, inclusive as tubulações afluentes, era retirado e
substituído por outro material. A necessidade da substituição deu-se pelo fato de cada etapa
usar efluente e taxas de escoamento superficial com características diferentes. Cada etapa teve
a duração de 8,00 (oito) meses, sendo 7,0 (sete) de monitoramento e 1,0 (um) de descanso e
substituição de material (solo e tubulações) das respectivas rampas. Concluída a análise e
caracterização do solo usado nas rampas de escoamento superficial, deu-se início ao cultivo
da palma forrageira, tendo como elemento de fertirrigação o uso de efluente bruto com taxas
de aplicação superficial diferenciadas.
A 1ª Etapa da pesquisa teve início em janeiro/2011 e término em julho/2011,
conforme detalha a Tabela 4. Essa Etapa compreendeu o uso de esgoto bruto, tendo como
89
pós-tratamento o uso da técnica de escoamento superficial, com o uso de rampas com
declividades e taxas de escoamento superficial diferenciadas.
4.2.2 – 2ª ETAPA: Tratamento Primário (Fossas Sépticas) + Escoamento Superficial
A 2ª Etapa da pesquisa teve início em setembro/2011 e término em março/2012,
conforme detalha a Tabela 4. Compreendeu o uso de efluentes pré-tratados, oriundos de
fossas sépticas e tendo como pós-tratamento o uso da técnica de escoamento superficial, com
uso de rampas com declividades e taxas de escoamento superficial diferenciadas.
Para a execução da 2ª Etapa, todo o solo e tubulação hidráulica usada para
conduzir o efluente até as rampas também foram substituídos.
4.2.3 – 3ª ETAPA: Tratamento Secundário (Fossas Sépticas + Filtros Anaeróbios
Ascendentes) + Escoamento Superficial
A 3ª Etapa da pesquisa teve início em maio/2012 e término em novembro/2012,
conforme detalha a Tabela 4, compreendendo o uso de efluentes pré-tratados, oriundos de
fossas sépticas + filtros anaeróbios ascendentes e tendo como pós-tratamento o uso da técnica
de escoamento superficial, com uso de rampas com declividades e taxas de escoamento
superficial diferenciadas.
Para a execução dessa Etapa, todo o solo e tubulação hidráulica usada para
conduzir o efluente até as rampas foram igualmente substituídos.
4.3
–
DELINEAMENTO
EXPERIMENTAL/OPERAÇÕES
REALIZADAS
E
TRATAMENTOS
4.3.1 – Preparo do Solo e Rampas
Feita a limpeza da área, com uso de trator D-4, e a coleta de amostra de solo para
ser usado nas respectivas rampas, partiu-se para o plantio das palmas forrageiras.
No plantio nas rampas, foi considerado o sistema não adensado de raquetes
(cladódios), sendo o espaçamento utilizado o de 1,00 m x 1,00 m. A Figura 20 detalha o
arranjo de plantio das palmas, para uso da técnica de escoamento superficial, nas rampas.
90
Figura 20 - Arranjo das rampas
Fonte: Autor (2014).
4.3.1.1 - Curva de avanço
Para a escolha da taxa mínima de aplicação superficial, foi necessário o teste de
avanço, antes e após o estabelecimento das plantas, através da metodologia descrita por Olitta
(1989). Segundo Marquezine (2000), a função do teste de avanço na Engenharia de Irrigação
é auxiliar nos parâmetros de dimensionamento para projetos de sulcos largos de infiltração,
como também verificar se o comprimento adotado para as rampas era adequado para as taxas
hidráulicas que seriam utilizadas no projeto.
Este método consiste em posicionar estacas ao longo da rampa e fixar distâncias
entre as estacas ao longo do comprimento das rampas. Para esta pesquisa foram adotadas
distâncias de 10 metros; em seguida, aplicou-se uma vazão conhecida no início da rampa,
acompanhando-se o tempo de deslocamento da água para percorrer o trajeto. Buscou-se
estudar, para este trabalho, 4 (quatro) taxas de aplicação, sendo o intuito da realização do teste
a determinação da taxa mínima de aplicação que percorreria todo o trajeto, em função da
capacidade de infiltração do solo.
91
4.3.2 – Plantio de vegetação nas rampas
a) Retirada das mudas
A vegetação usada na pesquisa foi a palma forrageira Opuntia fícus-indica (L)
Mill. As raquetes dessa cactácea utilizadas no experimento foram adquiridas no município de
Senador Eloy de Souza- RN, distante 45km do experimento, onde, após pré-seleção,
permaneceram em repouso, à sombra, por 15 dias. Esse processo de cura ocorreu para que
houvesse tempo necessário para a cicatrização das raquetes, impedindo assim a entrada de
microrganismos e evitando, por consequente, o apodrecimento das raquetes inertes, pelo
contato direto com a água, fenômeno comum no período chuvoso. Foram utilizados cladódios
intermediários (nem da base, nem dos extremos da planta), grandes, viçosos e livres de
manchas e da presença de sinais de pragas ou doenças. O palmal de onde foram colhidas as
mudas apresentava-se, de uma maneira geral, limpo e sem problemas com doenças e pragas nem a cochonilha foi encontrada em qualquer das mudas. Todas as que apresentaram
ferimentos ou algum tipo de anormalidade foram eliminadas. O seu transporte até a área
experimental foi feito de caminhão. As mudas, colocadas cuidadosamente no caminhão, de
modo que não sofressem danos, foram cobertas com lona para evitar a perda no transporte
pela estrada e insolação direta.
b) Plantio das mudas
As mudas foram distribuídas nas parcelas em função dos espaçamentos
experimentais ao longo da rampa, na quantidade adequada, em função do espaçamento a
seguir: 29 fileiras de 3 cladódios (1,00m x 1,00m), para as rampas I e II, e 39 fileiras de 3
cladódios (1,00m x 1,00m), para a rampa III. As raquetes foram plantadas dentro das rampas,
dispostas uma após a outra, no sentido leste-oeste, conforme detalha a Figura 23, distanciadas
conforme o espaçamento definido para cada tratamento e com 50% do seu comprimento
enterradas ao solo.
Durante a condução do experimento, foram realizadas duas capinas, tanto a
primeira quanto a segunda com o uso de cutelo e capina manual na entrelinha de plantio, para
manter a cultura sempre livre de plantas invasoras, bem como de pragas e doenças. Esse
período de limpeza deu-se aos 60 e 120 dias após o plantio.
92
c) Condução do experimento
Realizado o plantio e após o acompanhamento do cultivo com uso de efluente
doméstico, ocorreram, no princípio do mês de fevereiro/2011 (1ª Etapa), as primeiras
brotações nos cladódios plantados (Figura 21CD). Nesse intervalo, no final do referido
mês/ano, ocorreu um ataque de lagartas que foi controlado com aplicação de deltametrina
(Decis 25 CE), na dose de 100mL/100L de água. E, no intuito de evitar possíveis pragas e
ervas daninhas depois do surgimento desse ataque, foi estipulado um cronograma de aplicação
de herbicidas tipos glifosato, para as duas etapas seguintes (2ª e 3ª Etapas) da pesquisa,
conforme detalha a Tabela 6.
Também como citado anteriormente, foram feitas, para cada Etapa da pesquisa,
duas limpezas com uso de cutelo e manual, sempre aos 60 e 120 dias de plantio de cada
Etapa, no intuito de evitar o surgimento de pragas e ervas daninhas.
Tabela 06 - Cronograma de limpeza e aplicação de herbicidas nas rampas
Etapa
1ª
2ª
3ª
Limpeza com uso
Tipos de
Dosagem
Período de aplicação de
de cutelo/manual
herbicida
herbicida
herbicida
Deltametrina
100mL/100L
1,0 aplicação no 2º mês
(decis 25 CE)
de água
60 e 120 dias
após plantio
60 e 120 dias
após plantio
60 e 120 dias
após plantio
Glifosato
100mL/20L
de água
Deltametrina
100mL/100L
(decis 25 CE)
de água
Glifosato
100mL/20L
de água
Deltametrina
100mL/100L
(decis 25 CE)
de água
Glifosato
100mL/20L
de água
após o plantio.
1,0 aplicação no 3º e 4º mês
após o plantio
1,0 aplicação no 2º mês
após o plantio.
1,0 aplicação no 3º e 4º mês
após o plantio
1,0 aplicação no 2º mês
após o plantio.
1,0 aplicação no 3º e 4º mês
após o plantio
Fonte: Autor (2014).
O surgimento de pragas daninhas teve ocorrência somente na 1ª Etapa. Com a
aplicação de herbicidas e limpezas no cultivo das palmas forrageiras, evitou-se a reincidência
desse tipo de problema.
93
Figura 21 - Plantio da palma forrageira
B
A
C
D
E
Sendo: A= Processo de murchamento à sombra da palma; B= Palma curada apta para o
plantio; C= Sentido leste/oeste de plantio da palma; D = Emissão das primeiras brotações
nos cladódios e E = Fase final de crescimento da palma no experimento. Fonte: Autor
(2014).
d) Coleta de dados para as palmas forrageiras cultivadas nas rampas
As coletas de dados para as análises obedeceram a 2 (dois) momentos, a saber:
com 105 dias após o plantio; e com 210 dias após. O cladódio escolhido para a realização da
94
coleta estava sadio e sustentava de um a mais cladódios. Foram coletadas 15 amostras em
cada rampa, perfazendo um total de 45 amostras/etapa, com aproximadamente 25 g de matéria
verde cada, para avaliação das medidas morfológicas. Após a coleta, as amostras foram
fatiadas e colocadas para secar em estufa de circulação forçada a 65°C por 72 horas. Efetivada
a secagem, as amostras foram moídas em moinho tipo Willey, com peneira com crivos de
1mm, identificadas e acondicionadas em potes plásticos e posteriormente enviadas ao
Laboratório de Solos da Empresa de Pesquisa Agropecuária do Rio Grande do Norte
(EMPARN), para a realização das análises.
A determinação dos parâmetros de crescimento da palma forrageira foi realizada
nos mesmos momentos supracitados para as determinações das medidas morfométricas e de
produtividade (massa verde e massa seca). Para os parâmetros morfométricos foram
realizadas as medições de comprimento (CCL), largura (LCL) e espessura dos cladódios (ECL)
(Figuras 25 A-B-C); número de cladódios (NCL) e altura da planta (APL). As medições de
altura da planta, comprimento e largura dos cladódios foram realizadas com o auxílio de uma
fita métrica e a espessura, com o auxílio de um paquímetro digital. As áreas dos cladódios
(ACL) foram estimadas com os dados obtidos de largura e comprimento, conforme
metodologia descrita por Pinto et al. (2002). Com uso da metodologia de Pinto et al (2002),
foram estimadas:
1) Estimativa da área do cladódio:
ACL  CCL .LCL .0, 693
(Equação 9)
sendo:
ACL= Área do cladódio (cm²);
CCL = Comprimento do cladódio (cm);
LCL = Largura do cladódio (cm);
0,693 é um parâmetro de correção em função de forma de eclipse do cladódio (Pinto et
al., 2002).
2) Índice de área do cladódio
Em função da área do cladódio e do número de cladódios por planta, foi calculado
o índice de área deste (IAC) - o IAC mensura a área total dos cladódios da planta, levando em
95
consideração os dois lados desse órgão. O resultado é dividido pela área ocupada pela planta
no solo (m2 de área de cladódio m-2 de solo), determinando dessa maneira a área
fotossinteticamente ativa da planta.
3) Estimativa da produtividade do cladódio:
A estimativa de produção de biomassa da palma no campo foi determinada
segundo metodologia de Menezes et al. (2005), e o peso médio dos cladódios foi estimado
pela fórmula desenvolvida por Pinto et al. (2002), descrita a seguir:
PMVCL  CCL .LCL .ECL 0, 535
(Equação 10)
onde:
PMVCL = Peso de massa verde do cladódio em (g);
CCL = Comprimento médio dos cladódios (cm);
LCL = Largura média dos cladódios (cm);
ECL = Espessura média dos cladódios (cm);
0,535 = Fator resultante da multiplicação do fator de correção da área (0,883) pelo peso
específico corrigido (0,772 g cm-3), pelo valor de 3,14 e por ¼, provenientes do cálculo da
área da elipse, em g cm-3. Finalmente, multiplicou-se o peso médio dos cladódios pelo número
médio de cladódios por planta e pela densidade de plantas por hectare, obtendo-se a massa
verde de palma em gramas por hectare, a qual foi dividida por 1.000.000 para ser expressa em
toneladas por hectare.
e) Colheita
A colheita realizada foi simbólica e necessária. Simbólica, por tratar-se de
experimento em escala de laboratório, e necessária, pela necessidade de deixar a área limpa e
apta para as próximas etapas da pesquisa. Todas as colheitas foram realizadas no final de cada
experimento, ou seja, aos 105 dias (três meses e meio) e 210 dias ou 7 (sete) meses (Figura
22D-E). Esse processo foi realizado com o auxílio de uma faca, preservando três cladódios
primários por planta (Figura 22E). A área colhida foi de 12m² (3,0m x 4,0m), correspondendo
96
a 15 plantas de cada rampa, considerando 3,00m²/fileira. Os cladódios foram cortados na
junção entre eles, de modo a não provocar danos nos que permaneceram na planta. Todos os
cladódios colhidos foram acondicionados em sacos de ráfia, identificados e posteriormente
conduzidos ao galpão para a pesagem (Figura 22F) e determinação da produção de matéria
verde (PMV) (t ha-1). A produção de matéria seca (PMS) foi calculada em função do teor de
matéria seca (MS) do tratamento multiplicado pela produção de massa verde (PMV), obtendose assim a PMS (t ha-1).
Figura 22 - Avaliação morfométrica da palma forrageira e amostragem de tecidos de
cladódios e colheita
A
D
B
C
E
Sendo: A= Altura da palma; B= Largura da palma; C= Comprimento do cladódio; D=
Espessura do cladódio; E= Preservação dos cladódios primários na colheita; F= Pesagem dos
cladódios. Fonte: Autor (2014).
4.3.3 – Aplicação do efluente e frequência de aplicação
O esgoto bruto foi recalcado da elevatória por meio de uma bomba submersa, até
a ETE. A vazão foi controlada através de um registro instalado em cada sistema para as etapas
estudadas na pesquisa, no sistema de distribuição, constituído de tubos perfurados de PVC,
97
com orifícios de diâmetro de 2,54 cm, distantes 15 cm um do outro, localizados na cabeceira
das rampas.
A frequência de aplicação do esgoto bruto foi de cinco dias por semana, com um
período de aplicação de 8 horas/dia (das 8h às 16h - horário de expediente de trabalho na
estação). As rampas receberam taxas de aplicação variando entre 0,2 a 0,40 m3/h.m.
4.3.4 – Pontos de coleta
Os pontos de coleta do efluente bruto foram na caixa que antecede a entrada nas
fossas sépticas, feitos durante todo o mês de outubro/2010 e nas demais etapas, para
caracterização desse efluente. Para os efluentes pré-tratados, os pontos de coleta foram feitos
na 2ª Etapa, imediatamente nos orifícios de saída da tubulação de alimentação localizada no
início das rampas, e ao longo do comprimento da rampa - aos 10m, 20m e nas calhas coletoras
de efluentes escoados pelas rampas (30m para as rampas 1 e 2 e 40m para a rampa 3).
Para a 3ª Etapa, a sequência foi: para o esgoto bruto, foi coletado afluente à fossa
séptica; para o pré-tratado, afluente ao filtro anaeróbio; e, no pós-tratamento, imediatamente
nos orifícios de saída da tubulação de alimentação localizada no início das rampas, e ao longo
do comprimento da rampa aos 10m, 20m e nas calhas coletoras de efluentes escoados pelas
rampas (30m para as rampas 1 e 2 e 40m para a rampa 3).
A coleta de amostras ao longo do comprimento de cada uma das rampas foi
realizada a partir da obtenção de um estado de equilíbrio dinâmico no desempenho do sistema
de tratamento de esgoto. As amostragens compostas foram coletadas no intervalo de operação
da ETE (das 8h às 16h), totalizando 4 (quatro) amostras/rampa e um total de 12 (doze) no
sistema de escoamento superficial, 1 (uma) de esgoto bruto e 1 (uma) de efluente da fossa
séptica. Esse procedimento tornou-se necessário, para se obter uma composição média da
água servida que entra e sai no pós-tratamento. As coletas foram retiradas com seringas
plásticas de 200 mL, acondicionadas em recipientes adequados às amostras e depois
encaminhados ao Laboratório de Monitoramento da Qualidade de Águas e Efluentes da
CAERN, em Natal/RN, para análises físico-químico e bacteriológica das amostras. As coletas
das amostras na ETE Santa Maria, nos pontos e horários supracitados, foram realizadas 1
(uma) vez por semana (dias e horários alternados), 4 (quatro) amostragens/mês, sempre a
partir do 2º ao 7º mês de cada Etapa.
98
4.3.5 – Parâmetros de controle avaliados
As amostras coletadas objetivaram avaliar tanto o comportamento das rampas e
das coberturas vegetais, usando-se a palma forrageira como meio filtrante no sistema de póstratamento, quanto as características do efluente final nos sistemas de lançamento de efluentes
nas rampas, no que diz respeito aos parâmetros descritos na Tabela 7.
Tabela 07 - Parâmetros físico-químicos e bacteriológicos, métodos usados e referências
Parâmetros
Unid.
Método
Ref.
pH
APHA et. al. (2005)
Eletrométrico
Temperatura
Coliformes
Termotolerantes
DBO
(°C)
Termômetro de filamento de
mercúrio
(NMP/100mL) Membrana de filtração
(mg/L)
DQO
(mg/L)
Nitrogênio Total
(mg/L)
Fósforo Total
(mg/L)
Condutividade
(µS/cm)
Elétrica
Fonte: Autor (2014).
Frascos padrões
APHA et. al. (2005)
APHA et. al. (2005)
APHA et. al. (2005)
Refluxação fechada
Semimicro Kjeldhal
Ácido ascórbico, colorimetria
APHA et. al. (2005)
APHA et. al. (2005)
APHA et. al. (2005)
2510-A Conductivity
APHA et al (2005)
4.3.6 - Análise dos Dados e Tratamento Estatístico
Os dados das características avaliadas foram submetidos a análise de variância
para a verificação da significância das interações entre os fatores testados. Na ocorrência de
interações significativas, estas foram desdobradas, procedendo-se a uma comparação entre as
médias, pelo Teste de Tukey a 5% de probabilidade para os espaçamentos de plantio dentro
das taxas de aplicação superficial adotadas nas rampas, e a uma análise de regressão para as
taxas de aplicação superficial aplicada às rampas dentro do espaçamento de plantio adotado.
Quando as interações não foram significativas, mas com ocorrência de diferenças
significativas a 5% de probabilidade para os fatores principais, procedeu-se a uma
comparação entre as médias pelo Teste de Tukey a 5% de probabilidade separadamente para
os espaçamentos de plantio e regressão, para as taxas de aplicação aplicadas às rampas. Para
tanto, foi utilizado o Programa Estatístico SAEG (SAEG, 2009).
Os resultados obtidos para as análises dos parâmetros físico-químicos e
bacteriológicos, características de efluentes das rampas durante as etapas da pesquisa, foram
99
estruturados em planilha eletrônica do Microsoft Excel e submetidos ao tratamento estatístico
através do Programa Statistic for Windows, versão 8.0 (STATSOFT, 2008), de modo a se
verificar a correlação dos valores encontrados.
Os dados foram submetidos à estatística descritiva, para a obtenção dos valores de
tendência central (média aritmética), desvio padrão e faixa de variação.
100
5.0 – RESULTADOS E DISCUSSÕES
5.1 – TAXA DE APLICAÇÃO MÍNIMA POR MEIO DAS CURVAS DE AVANÇO
Como dito anteriormente, este método consiste em posicionar estacas ao longo da
rampa e fixar distâncias entre as estacas ao longo do comprimento das rampas. Para efeitos
desta pesquisa, foram adotadas distâncias de 10 metros. Em seguida, aplicou-se uma vazão
conhecida no início da rampa, acompanhando-se o tempo de deslocamento da água para
percorrer o trajeto. Foram estudadas 4 taxas de aplicação e o intuito da realização do teste foi
determinar a taxa mínima de aplicação que percorreria todo o trajeto, em função da
capacidade de infiltração do solo. A estação experimental dispõe de 3 (três) rampas, sendo 2
(duas) com comprimento de 30m e 1 (uma) com 40m, todas com largura de 4,00m. Nesse
primeiro momento, o objetivo foi determinar a menor taxa de aplicação, para o experimento,
uma vez que, nesta pesquisa, foram adotadas 3(três) taxas de aplicação diferentes. Todavia,
prepararam-se as duas rampas, com comprimentos de 30,00m e com os seguintes
estaqueamentos: 05m, 10m e 30m para a determinação da taxa mínima adotada, sendo
adotadas duas taxas de aplicação 0,15m³/h.m e 0,20m³/h.m, simultaneamente. A realização do
teste pode ser observada na Tabela 8, onde se mostra que a taxa mínima adotada foi de
0,20m³/hm - taxa adequada para a operação do sistema conforme as dimensões adotadas.
Tabela 08 - Taxa de aplicação hidráulica mínima adotada.
Tempo (minutos)
Tempo (minutos)
Taxa (m /h.m) = 0,15
Taxa (m /h.m) = 0,20
5,00
10,50
8,06
10,00
28,60
18,45
30,00
1210,00
630,00
Distâncias (m)
3
3
Fonte: Autor (2014).
Novos testes de avanço da água no solo foram necessários após a regularização
das rampas (compactação para diminuir a perda de água por infiltração, nivelamento das
rampas e cobertura pela vegetação). Todavia, com a taxa de aplicação mínima de 0,20m³/h.m,
foram adotadas as taxas de 0,30m³/h.m e 0,40m³/h.m.
101
5.2 - MODELO DE DIMENSIONAMENTO, USANDO PADRÕES DE MODELAGEM DE
SMITH; SCHROEDER (1985) E VALORES DA USEPA (1981).
Nesta pesquisa, usou-se o modelo da USEPA para análises das taxas aplicadas e
como se trata de uma análise do pós-tratamento do esgoto em três etapas, será apresentado a
seguir o comportamento de cada uma delas. Todavia, como foi referido anteriormente, uma
das opções para dimensionamento de sistemas de escoamento superficial é usar o modelo
proposto por Smith; Schroeder (1985), com valores empíricos da USEPA (1981), como citado
em Paganini (1997). Os parâmetros citados anteriormente são referentes à DBO, embora uma
adaptação do modelo matemático possa ser adotada para correlacionar concentração de DBO
com distância de rampa.
5.2.1 – Modelo de dimensionamento racional, proposto por Smith e Schroeder: esgoto in
natura
O esgoto não receberá tratamento algum, sendo lançado diretamente nas rampas
de escoamento superficial, tendo, porém, três declividades distintas, a saber: 2%, 4% e 8%. A
equação original foi modificada para a Equação 11 :
C 5
 0, 72.e
Co
 0 ,00796203. z 




q0 ,5


Equação
11
de
dimensionamento,
modificada para DBO. Adaptada de
Smith; Schroeder (1985).
Foram mantidos os valores recomendados pela USEPA. A exceção foi o
parâmetro k, que, através de iterações matemáticas, foi calculado utilizando-se os valores de
remoção de matéria orgânica na pior situação de trabalho do sistema. Assim, além da
modelagem não ter sido subestimada, conseguiu-se obter um valor possível de ser utilizado
para as três taxas de aplicações estudadas. A Tabela 9 mostra os valores do coeficiente de
ajuste da curva gerada pela Equação 11; os valores calculados para o desempenho teórico do
sistema estão na Tabela 10.
A utilização da taxa de aplicação de 0,2m³/h.m seguiu o perfil de modelagem
proposta por Smith; Schroeder (1985), como mostra a Figura 23, com uma necessária
modificação de um dos parâmetros. A variável escolhida foi o k, por incorporar a evaporação
de água no sistema. O valor foi de 0,00796203, tendo sido calculado por software, usando-se
102
os dados obtidos experimentalmente, pelo que foi possível ajustar o valor de k para cada
vazão e assim conseguir estabelecer uma correlação mais restrita e específica para cada taxa
de aplicação estudada.
Tabela 09 - Valores do coeficiente de ajuste para vazão 0,2m³/m.h
Modelo teórico
Rampa i=8%
Rampa i=4%
Rampa i =2%
R² = 0,9908
R² = 0,9887
R² = 0,9942
R² = 0,9908
Fonte: Autor (2014).
Figura 23 - Curvas de ajuste do modelo de dimensionamento - Taxa 0,2m³/m.h
Curva de ajuste do modelo - q=0,20m³/m.h
450
Rampa 8%
Rampa 4%
400
Rampa 2%
DBO (mg/L)
350
Valor teórico
300
250
200
150
100
50
Entrada
10m
20m
Distancias (m)
30m
40m
Fonte: Autor (2014).
Tabela 10 - Valores teóricos calculados pela equação de dimensionamento - Taxa
0,2m³/m.h
Cs (mg/L)
Co (mg/L)
219,328
336,500
89,471
151,633
73,322
151,633
60,088
151,633
49,243
151,633
Fonte: Autor (2014).
A
0,72
0,72
0,72
0,72
0,72
k
0,007962
0,007962
0,007962
0,007962
0,007962
S (m)
5
10
20
30
40
q (m³/h.m)
0,8
0,8
0,8
0,8
0,8
n
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
103
Para Cerqueira (2004), o parâmetro k incorpora a perda de água no sistema.
Assim, esta variável sofre ação direta da evaporação e, para incorporar esse efeito, faz-se
necessário readequar a equação. O valor de k usado no trabalho de Cerqueira (2004) foi de
0,006073, e o valor calculado para este trabalho foi de 0,00796203.
5.2.2 – Modelo de dimensionamento racional, proposto por Smith e Schroeder: esgoto
pré-tratado (oriundo do conjunto fossa séptica)
O modelo analisado teve o efluente pré-tratado com tratamento primário,
composto do conjunto fossa séptica e tendo como pós-tratamento as rampas de escoamento
superficial, com também, neste caso, as mesmas declividades: 2%, 4% e 8%. A equação
original foi modificada para a Equação 12:
C 5
 0, 72.e
Co
 0 ,00798413. z 




q0 ,5


Equação
12
de
dimensionamento,
modificada para DBO. Adaptada de
Smith; Schroeder (1985).
Foram mantidos os valores recomendados pela USEPA. A exceção foi o
parâmetro k, que, através de iterações matemáticas, foi calculado utilizando-se os valores de
remoção de matéria orgânica na pior situação de trabalho do sistema. Assim, além da
modelagem não ter sido subestimada, conseguiu-se obter um valor possível de ser utilizado
nas três taxas de aplicações estudadas. A Tabela 11 mostra os valores do coeficiente de ajuste
da curva gerada pela Equação 12 e a Tabela 12 expõe os valores calculados para o
desempenho teórico do sistema.
A utilização da taxa de aplicação 0,3m³/h.m seguiu o perfil de modelagem
proposto por Smith; Schroeder (1985) - ver a Figura 24 -, embora tenha sido necessário
modificar um dos parâmetros. A variável escolhida foi o k, por incorporar a evaporação de
água no sistema. O valor foi de 0,00798413, tendo sido calculado por software, usando-se os
dados obtidos experimentalmente. Com estes, foi possível ajustar-se o valor de k para cada
vazão e assim chegar a estabelecer uma correlação mais restrita e específica para cada taxa de
aplicação estudada.
104
Tabela 11 - Valores do coeficiente de ajuste para vazão 0,3m³/h.m
Modelo teórico
Rampa i=8%
Rampa i=4%
Rampa i =2%
R² = 0,9519
R² = 0,9805
R² = 0,9683
R² = 0,9677
Fonte: Autor (2014).
Figura 24 - Curvas de ajuste do Modelo de Dimensionamento - Taxa 0,3m³/m.h
Curva de ajuste do Modelo - q=0,30m³/m.h
270
250
230
210
DBO (mg/L)
190
Rampa 8%
170
Rampa 4%
150
Rampa 2%
130
Valor teórico
110
90
70
50
Entrada
10m
20m Distâncias (m)30m
40m
Fonte: Autor (2014).
Tabela 12 - Valores teóricos calculados pela equação de dimensionamento - Taxa
0,3m³/h.m.
Cs (mg/L)
Co (mg/L)
123,6155
235,75
84,14391
133,5
73,65999
133,5
54,82204
113,5
47,99148
113,5
Fonte: Autor (2014).
A
0,72
0,72
0,72
0,72
0,72
k
0,007984
0,007984
0,007984
0,007984
0,007984
S (m)
5
10
20
30
40
q (m³/h.m)
1,2
1,2
1,2
1,2
1,2
n
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
Como foi visto, para a vazão de 0,3m³/h.m, foi usada uma equação diferente,
devido à qualidade do esgoto pré-tratado. Com a taxa de aplicação, os valores de ajuste
podem ser observados na Tabela 12 - todos apresentaram valores coerentes para a declividade
105
e o modelo de dimensionamento avaliado. A Figura 24 mostra que os dados reais seguiram o
perfil teórico de remoção.
5.2.3 – Modelo de dimensionamento racional, proposto por Smith e Schroeder: esgoto
oriundo de tratamento secundário (oriundo do conjunto “fossa séptica” + filtro
anaeróbio)
O modelo analisado teve o efluente pré-tratado com tratamento secundário,
oriundo do conjunto “fossa séptica” seguido de filtros anaeróbios ascendentes, tendo como
pós-tratamento as rampas de escoamento superficial, que apresentavam, também neste caso,
as mesmas declividades: 2%, 4% e 8%. A equação original foi modificada para a Equação 13:
C 5
 0, 72.e
Co
 0 ,00798761. z 




q0 ,5


Equação
13
de
dimensionamento,
modificada para DBO. Adaptada de
Smith ; Schroeder (1985).
Foram mantidos os valores recomendados pela USEPA. A exceção foi o
parâmetro k, que, através de iterações matemáticas, foi calculado utilizando-se os valores de
remoção de matéria orgânica na pior situação de trabalho do sistema. Assim, além da
modelagem não ter sido subestimada, conseguiu-se obter um valor possível de ser utilizado
nas três taxas de aplicações estudadas. A Tabela 13 mostra os valores do coeficiente de ajuste
da curva gerada pela Equação 13; os valores calculados para o desempenho teórico do sistema
estão, por sua vez, na Tabela 14.
A utilização da taxa de aplicação 0,4m³/h.m seguiu o perfil de modelagem
proposto por Smith; Schroeder (1985) – ver a Figura 25 -, embora tenha sido necessário
modificar um dos parâmetros. A variável escolhida foi o k, por incorporar a evaporação de
água no sistema. O valor alcançado foi de 0,00798761, tendo sido calculado por software,
usando-se os dados obtidos experimentalmente. Com estes, foi possível ajustar-se o valor de k
para cada vazão e assim conseguir uma correlação mais restrita e específica para cada taxa de
aplicação estudada.
106
Tabela 13 - Valores do coeficiente de ajuste para vazão 0,4m³/m.h
Modelo teórico
Rampa i=8%
Rampa i=4%
Rampa i =2%
R² = 0,9305
R² = 0,8219
R² = 0,9427
R² = 0,9345
Fonte: SILVA FILHO (2014).
Figura 25 - Curvas de ajuste do Modelo de Dimensionamento - Taxa 0,4m³/h.m
Fonte: Autor (2014).
Tabela 14 - Valores teóricos calculados pela equação de dimensionamento - Taxa
0,4m³/h.m.
Cs (mg/L)
Co (mg/L)
A
k
S (m) q (m³/h.m)
n
71,83632
57,73834
52,25191
47,2868
42,7935
Fonte: Autor (2014).
104,88
88,6123
88,6123
88,6123
88,6123
0,72
0,72
0,72
0,72
0,72
0,007988
0,007988
0,007988
0,007988
0,007988
5
10
20
30
40
1,6
1,6
1,6
1,6
1,6
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
Segundo Paganini (1997), esse modelo possui um intervalo de vazão que pode ser
aplicado para DBO entre 0,08 e 0,24m³/h.m. No trabalho de Marquezini (2000), valores de
vazão maiores que 0,35m³/h.m apresentaram valores de ajuste muito baixos. A Tabela 13
107
mostra que os valores reais não tiveram o mesmo perfil de remoção, alcançando valores de
ajuste muito baixos. A Figura 25 mostra que, para a taxa de aplicação 0,4m³/h.m, o sistema
removeu matéria orgânica, embora não tenha seguido a tendência de remoção proposta pelo
modelo matemático. A vazão de 0,4m³/h.m apresentou ajuste teórico aceitável, embora os
valores obtidos experimentalmente tenham sido contrastantes em relação ao valor teórico,
como mostra a Tabela 14: as rampas com 2% e 4% de inclinação aproximaram-se dos valores
teóricos, enquanto a com 8% ficou bem aquém do que se esperava, como foi mostrado na
Figura 25. É possível que as rampas de 2% e 4% de inclinação, mesmo conseguindo trabalhar
com uma maior variação de taxa de aplicação, tenham mantido o perfil de remoção
condizente com a modelagem matemática.
Alterando-se mais parâmetros, com o intuito de buscar uma melhor correlação, a
modelagem torna-se muito específica e com características mais restritas, conforme
comprovou Marquezini (2000). No entanto, a análise do modelo de dimensionamento racional
gera valores teóricos de remoção de matéria orgânica que, comparados com valores obtidos
no experimento, são compatíveis. Esta técnica necessita, entretanto, de modificações e
adaptações para cada sistema que será projetado e operado.
5.3 – CARACTERIZAÇÃO E ANÁLISES DOS RESULTADOS DOS EFLUENTES
TRATADOS E LANÇADOS NO SISTEMA DE PÓS-TRATAMENTOS
Nas Tabelas 15, 16 e 17, são apresentados os valores médios dos ensaios de
caracterização dos efluentes tratados na estação de tratamento de esgoto, bem como no
sistema de pós-tratamento, considerando-se as três etapas úteis do sistema, a saber: a) esgoto
in natura; b) esgoto pré-tratado (tratamento primário) e c) esgoto pré-tratado (tratamento
secundário).
108
Parâmetros
avaliados
Nº Amostras
Tabela 15 - Caracterização média dos efluentes da ETE e o seu comportamento nas rampas de pós-tratamento na 1ª ETAPA com taxa de
aplicação 0,20m³/h.m
Pontos avaliados ETE
Rampa – i = 2%
Rampa – i = 4%
Rampa – i =8%
EB
EFS
EFA
Ent.
10m
20m
30m
Ent.
10m
20m
30m
Ent.
10m
20m
40m
pH
6,77 –
6,77 –
6,87 –
6,98 –
7,10 –
6,77 -
6,87 –
6,98 –
7,10 –
6,77 –
6,87 –
7,12 –
7,21 –
(mín – máx)
7,20
7,20
7,29
7,38
6,77
7,30
7,38
7,43
7,50
7,39
7,43
7,48
7,56
6,96
6,96
7,09
7,19
7,28
6,99
7,13
7,22
7,30
7,05
7,15
7,27
7,36
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
27-31
27-31
27-31
27-31
27-31
27-31
27-31
27-31
27-31
27-31
27-31
27-31
27-31
29
29,00
29,00
29,00
29,00
29,00
29,00
29,00
29,00
29,00
29,00
29,00
29,00
Desvio
Padrão
DBO
0,93
0,93
0,93
0,93
0,93
0,93
0,93
0,93
0,93
0,93
0,93
0,93
0,93
(mg/L)
329-418
329418
285-
209-
179-
330-
285-
209-
178-
328-
283-
208-
178-
409
401
400
410
417
410
403
410
402
400
375
382,85
348,6
302,0
248,9
373,7
336,5
292,8
252,8
381,9
348,0
297,8
245,0
382,85
7
3
4
5
8
9
6
5
2
3
0
Média
24
Desvio
Padrão
T (°C)
(mín – máx)
Média
(mín – máx)
Média
24
24
109
Desvio
Padrão
DQO
25,15
(mg/L)
573-820
(mín – máx)
Média
25,15
38,09
59,59
72,70
23,53
36,39
53,91
64,81
23,19
37,51
50,98
59,62
573-
501-
398-
311-
572-
502-
395-
315-
573-
501-
388-
285-
820
805
768
718
820
809
766
717
821
815
775
719
506,5
410,6
329,7
637,0
504,1
400,2
325,4
638,0
503,1
391,5
301,0
7
0
8
9
1
1
8
6
8
5
1
80,60
65,93
50,26
84,85
81,64
62,22
59,36
85,27
83,72
67,62
50,73
2,4E6
2,0E4
4,9E3
5,0E7
2,5E6
2,0E4
9,6E3
5,0E7
2,3E6
1,4E4
8,5E3
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
7,2E6
4,9E5
7,2E4
8,5E7
7,2E6
5,9E5
7,2E4
8,5E7
7,2E6
6,1E5
7,2E4
4,4E6
2,9E5
3,1E4
1,8E5
2,7E4
24
636,4
636,40
Desvio
Padrão
CT
84,17
84,17
(NMP/100
3,8E7-
3,8E7-
mL)
8,5E7
8,5E7
Média
6,0E7
6,0E7
4,2E6
2,5E5
3,9E4
6,0E7
4,3E6
2,8E5
3,2E4
6,0E7
Desvio
Padrão
1,2E7
1,2E7
1,7E6
1,4E5
2,9E4
1,1E7
2,1E6
1,7E5
2,7E4
1,1E7
NT (mg/L)
39,80-
39,80-
29,00- 25,00- 23,00- 39,60- 29,00- 24,90- 23,00- 39,80- 28,09- 25,00- 22,00-
43,05
43,05
34,20
31,33
28,10
43,05
34,25
29,80
28,10
43,05
34,50
30,10
27,90
41,54
41,54
31,19
27,63
25,28
41,49
31,08
27,56
25,23
41,54
30,83
27,40
24,90
1,02
1,02
1,61
1,72
1,46
1,02
1,58
1,58
1,50
1,02
1,60
1,82
1,57
8,23-
8,23-
7,94-
7,83-
7,80-
8,23-
7,93-
7,59-
7,48-
8,23-
7,90-
7,70-
5,41-
(mín – máx)
24
(mín – máx)
Média
Desvio
Padrão
PT (mg/L)
24
24
2,04E
6
110
(mín – máx)
8,98
8,98
8,68
8,57
8,54
8,98
8,65
8,55
8,53
8,98
8,62
8,52
8,50
Média
8,62
8,62
8,31
8,20
8,17
8,62
8,30
8,17
8,13
8,62
8,29
8,15
8,00
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
710-
650-
640-
618-
710 -
649-
638-
620-
710-
649-
630-
613-
745
711
701
698
745
713
700
696
745
709
696
691
686,0
662,0
644,0
727,7
686,0
659,6
642,0
727,7
683,0
657,0
639,0
0
0
0
9
0
0
0
9
8
4
4
Desvio
Padrão
CE (µS/cm)
710-745
(mín – máx)
Média
24
727,79
727,79
Desvio
12,80
12,80
18,42 19,10 24,68 12,80 19,07 20,14 25,82 12,80 18,80 20,65 23,79
Padrão
Legenda: EB = Efluente Bruto; EFS = Efluente “Fossa Séptica”; EFA = Efluente “Filtro Anaeróbio”; i= Declividade; T = Temperatura; CT =
Coliformes Termotolerantes; NT = Nitrogênio Total; PT = Fósforo Total; CE = Condutividade Elétrica; (mín=Mínimo; máx = Máximo); Ent =
Entrada. Fonte: Autor (2014).
111
Parâmetros
avaliados
Nº Amostras
Tabela 16 - Caracterização média dos efluentes da ETE e o seu comportamento nas rampas de pós-tratamento na 2ª ETAPA com taxa de
aplicação 0,30m³/h.m
Rampa – i = 2%
Pontos avaliados ETE
20m
30m
Ent.
10m
20m
30m
Ent.
10m
20m
6,77-
6,89-
7,00-
7,10-
6,70-
7,00-
7,13-
7,15-
6,71-
7,05-
7,18-
7,16-
7,11
7,28
7,33
7,43
7,32
7,31
7,45
7,43
7,36
7,32
7,48
7,47
6,99
6,97
7,08
7,19
7,28
7,01
7,13
7,26
7,29
7,03
7,16
7,28
7,33
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
31,00
29,0032,00
29,0031,00
29,0032,00
29,0031,00
29,0031,00
29,0032,00
29,0031,00
29,0031,00
29,0031,00
29,0032,00
29,0031,00
29,00
30,00
30,00
30,00
30,00
30,00
30,00
30,00
30,00
30,00
30,00
30,00
Desvio
Padrão
DBO (mg/L)
0,46
0,75
0,65
0,73
0,65
0,65
0,73
0,65
0,65
0,65
0,73
0,65
(mín – máx)
370,00-
180,00
123,00
230,00
108,00
-
-
-
-
285,00
263,00
293,00
288,00
234,95
202,66
267,12
235,58
(mín – máx)
Média
24
Desvio
Padrão
T (°C)
29,00-
(mín – máx)
Média
24
24
Média
EFA
40m
10m
6,90-7,09
EFS
Rampa – i =8%
Ent.
pH
EB
Rampa – i = 4%
418,00
400,95
230,00292,50
267,27
226,00290,00
259,33
190,00
286,00
244,16
29,0
031,0
0
30,0
0
0,65
230,
153,00-
00-
206,00-
261,00
292,
289,00
50
214,77
267,
14
249,37
130,00281,00
213,08
113,00
265,00
190,70
112
Desvio
Padrão
11,02
18,47
20,05
DQO (mg/L)
(mín – máx)
Média
618,00-
315,00-
291,00-
821,00
451,00
438,00
30,83
228,00
419,00
37,63
3
27,44
34,88
47,89
18,56
41,38
170,00
140,00
315,00
161,00
-
-
-
-
408,00
402,00
451,00
418,00
321,87
278,12
255,33
350,37
279,79
254,16
234,02
71,54
80,07
88,56
47,40
85,64
95,12
92,26
315,
185,00-
00-
227,00-
408,00
451,
428,00
00
24
Desvio
Padrão
18,4
732,91
350,50
336,79
306,87
278,91
75,43
47,37
47,84
60,91
76,13
CT
350,
41
47,4
0
49,18
132,00403,00
51,87
128,00
397,00
2,8E
(NMP/100m
1,3E7-
1,3E7-
1,5E6-
1,0E5-
1,8E4-
7-
1,0E6-
1,2E5-
1,0E4-
2,4E7-
1,0E6-
2,3E4-
2,3E3-
L)
6,8E7
6,8E7
5,9E6
5,5E5
5,2E4
6,7E
5,9E6
7,1E5
5,0E4
6,5E7
4,9E6
4,5E5
3,9E4
3,47E6
3,17E5
2,91E4 4,44E7 2,87E6
1,48E5
1,76E4
1,54E6
1,23E5
1,21E4 9,02E7 1,11E6
1,15E5
1,49E4
(mín – máx)
Média
7
24
Desvio
Padrão
4,22E7
4,22E7
4,03E6
3,52E5
3,98E4
1,34E7
1,34E7
1,22E6
1,3235
1,10E4
NT (mg/L)
(mín – máx)
4,51
E7
1,04
E7
29,4
24
40,00-
27,00-
26,12-
22,00-
22,25-
5-
26,03-
22,37-
22,19-
29,00-
25,01-
22,03-
22,01-
45,00
32,43
29,10
26,78
24,25
32,7
29,50
25,00
25,00
32,02
29,00
25,00
24,69
5
113
Média
42,33
30,12
28,03
24,50
23,35
30,4
9
28,04
23,67
23,26
30,08
27,01
23,64
23,20
Desvio
Padrão
PT (mg/L)
1,37
1,50
1,00
1,35
0,61
0,75
1,00
0,67
0,70
0,63
1,01
0,76
0,64
07,45-
6,35-
5,98-
5,58-
5,26-
6,33-
5,70-
5,20-
5,01-
6,32-
5,60-
5,15-
5,02-
(mín – máx)
08,90
7,15
7,03
7,21
6,95
7,15
7,04
7,05
6,95
7,15
7,10
7,09
6,95
8,39
7,09
6,97
6,89
6,88
7,08
6,98
6,90
6,88
7,07
6,98
6,91
6,87
Desvio
Padrão
CE (µS/cm)
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
(mín – máx)
734,00-
740,00-
751,00-
727,00
702,00
742,00
754,00
818,00
821,00
831,00
-
-
-
-
793,00
755,00
819,00
827,00
760,40
755,00
724,83
781,45
763,12
759,58
720,83
14,93
16,62
17,46
16,96
14,86
16,02
18,29
24
Média
Média
Desvio
Padrão
730,00
792,00
743,
701,00-
00-
755,00-
758,00
821,
830,00
00
24
791,70
781,45
761,87
758,87
728,33
20,02
19,36
15,91
14,68
16,03
781,
45
18,3
7
733,00791,00
Legenda: EB = Efluente Bruto; EFS = Efluente “Fossa Séptica”; EFA = Efluente “Filtro Anaeróbio”; i= Declividade; T = Temperatura; CT =
Coliformes Termotolerantes; NT = Nitrogênio Total; PT = Fósforo Total; CE = Condutividade Elétrica; (mín=Mínimo; máx = Máximo); Ent =
Entrada. Fonte: Autor (2014).
687,00
754,00
114
Parâmetros
avaliados
Nº Amostras
Tabela 17 - Caracterização média dos efluentes da ETE e o seu comportamento nas rampas de pós-tratamento na 3ª ETAPA com taxa de
aplicação 0,40m³/h.m
Rampa – i = 2%
Pontos avaliados ETE
Rampa – i = 4%
Rampa – i =8%
EB
EFS
EFA
Ent.
10m
20m
30m
Ent.
10m
20m
30m
Ent.
10m
20m
40m
pH
06,85-
7,00-
7,00-
7,00-
7,08-
7,15-
7,22-
7,00-
7,10-
7,17-
7,22-
7,00-
7,11-
7,23-
7,30-
(mín – máx)
07,04
7,15
7,18
7,18
7,21
7,38
7,35
7,18
7,23
7,30
7,39
7,18
7,35
7,37
7,45
6,97
7,06
7,10
7,10
7,15
7,21
7,28
7,10
7,16
7,23
7,30
7,10
7,20
7,29
7,37
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
T (°C)
29,00-
28,00-
28,00-
(mín – máx)
30,00
29,00
29,00
28,0029,00
29,0030,00
29,0030,00
29,0030,00
28,0029,00
29,0030,00
29,0030,00
29,0030,00
28,0029,00
29,0030,00
29,0030,00
29,0030,00
29,50
28,50
28,50
28,50
29,500
29,50
29,50
28,50
29,50
29,50
29,50
28,50
29,50
29,50
29,50
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
50,05-
30,00-
18,10-
66,00-
48,13-
27,10-
16,17-
66,00-
43,02-
25,00-
16,59-
81,15
65,14
43,18
106,25
80,50
62,30
45,50
106,25
79,19
61,12
42,03
Média
24
Desvio
Padrão
Média
24
Desvio
Padrão
DBO (mg/L)
330,00-
(mín – máx)
425,00
24
214,50
279,48
66,00106,25
66,00106,25
Média
398,12
260,02
85,14
85,14
60,27
40,66
28,04
85,16
59,13
38,86
27,22
85,16
56,69
36,70
25,67
Desvio
Padrão
DQO (mg/L)
22,60
14,51
10,77
10,77
9,63
12,06
7,60
10,77
10,19
11,99
8,85
10,77
10,43
11,77
8,19
710,00-
461,50
142,00
142,00
115,00
90,03-
80,13-
142,00
118,78
89,90-
81,19-
142,00
100,00
80,18-
73,32-
24
115
(mín – máx)
821,00
-
-
-
-
533,65
164,20
164,20
148,56
128,29
98,70
-
-
164,20
150,18
128,00
105,40
-
-
164,20
148,86
111,23
94,53
Média
789,04
512,87
157,80
157,80
135,65
113,81
90,13
157,80
138,49
115,96
92,75
157,80
127,08
97,41
85,81
Desvio
Padrão
CT
32,24
20,95
6,44
6,44
9,94
9,67
5,10
6,44
9,47
10,26
5,91
6,44
12,03
8,30
5,90
(NMP/100m
1,0E7-
9,8E6-
8,5E5-
8,5E5-
5,0E4-
1,9E3-
6,5E2-
8,5E5-
1,1E4-
3,1E3-
5,5E2-
8,5E5-
1,3E4-
7,2E2-
4,5E2-
4,8E7
3,9E7
5,7E6
5,7E6
4,9E5
5,1E4
4,1E3
5,7E6
4,3E5
4,9E4
4,2E3
5,7E6
4,9E5
3,8E4
3,4E3
Média
2,81E7
2,27E7 2,55E6
2,55E6 2,30E5 2,20E4 2,20E3
2,55E6
2,28E5 2,48E4
2,09E3 2,55E6 2,20E5 1,70E4 1,89E3
Desvio
Padrão
NT (mg/L)
1,19E7
1,04E7 1,45E6
1,45E6 1,14E5 1,33E4 1,11E3
1,45E6
1,16E5 1,18E4
1,14E3 1,45E6 1,29E5 1,24E4
9,9E2
35,00-
28,35-
21,00-
21,00-
16,11-
13,05-
11,20-
21,00-
15,00-
12,41-
12,30-
21,00-
16,39-
13,29-
13,00-
45,00
36,45
27,00
27,00
24,59
22,78
18,65
27,00
27,90
22,30
19,80
27,00
24,59
22,39
18,45
40,22
32,57
24,13
24,13
21,29
18,80
18,44
24,13
21,18
18,55
18,30
24,13
20,71
17,89
17,69
2,74
2,22
1,64
1,64
1,92
2,64
1,83
1,64
2,78
2,66
1,77
1,64
2,03
2,45
1,53
07,25-
5,80-
5,43-
5,44-
4,75-
4,54-
4,30-
5,44-
4,60-
4,29-
3,85-
5,44-
4,50-
4,05-
3,39-
08,90
7,12
6,67
6,68
6,55
6,13
6,80
6,68
6,58
6,20
6,68
6,68
6,57
6,50
6,50
8,08
6,78
6,54
6,54
6,30
6,11
6,08
6,54
6,27
6,08
6,05
6,54
6,23
6,05
5,98
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
611,00-
607,94
604,90
604,90
597,76
565,49
525,30
604,90
590,26
534,39
513,47
604,90
567,18
519,90
478,86
792,00
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
L)
(mín – máx)
24
(mín – máx)
Média
24
Desvio
Padrão
PT (mg/L)
(mín – máx)
Média
Desvio
Padrão
CE (µS/cm)
(mín – máx)
24
24
116
788,04
784,09
784,09
756,18
721,22
696,66
784,09
754,43
703,20
654,31
784,09
753,12
691,35
621,18
Média
686,75
683,31
679,89
679,89
656,21
624,17
584,91
679,89
652,33
613,05
568,56
679,89
630,46
597,94
534,29
Desvio
Padrão
40,49
40,29
40,09
40,09
34,68
30,96
35,75
40,09
36,29
35,15
35,03
40,09
38,21
38,13
35,60
Legenda: EB = Efluente Bruto; EFS = Efluente “Fossa Séptica”; EFA = Efluente “Filtro Anaeróbio”; i= Declividade; T = Temperatura; CT =
Coliformes Termotolerantes; NT = Nitrogênio Total; PT = Fósforo Total; CE = Condutividade Elétrica; (mín=Mínimo; máx = Máximo); Ent =
Entrada.
Fonte: Autor (2014).
117
Cada parâmetro teve 24 amostras coletadas. A 1ª e a 2ª Etapa correspondem a
tratamento in natura e tratamento primário, respectivamente, tendo as rampas de escoamento
superficial como sistemas de pós-tratamento. A 3ª Etapa é a mais completa dos sistemas
alternativos de pós-tratamento, pois envolve tratamento primário (fossas sépticas), tratamento
secundário (filtros anaeróbios ascendentes) e tratamento terciário (rampas de escoamento
superficial).
Durante o período de coleta foi calculada a vazão média afluente ao sistema. Para
aferição dessa vazão, usou-se o método direto volumétrico, muito usado para pequenas
vazões, ou seja, com um tambor de 200L, calculou-se o tempo necessário para que ocupasse
todo o volume, obtendo assim a respectiva vazão. Como a pesquisa foi dividida em 3 (três)
Etapas, usou-se a 1ª Etapa para a determinação da vazão afluente. Neste caso, foram
realizados 5 (cinco) perfis, durante uma semana - de segunda a sexta-feira -, nos horários de
6h, 8h, 10h, 12h, 16h e 18h. Com isto, chegou-se à vazão afluente média horária da ETE de
4,32 m3/h, conforme detalha a Figura 26.
Figura 26 - Variação da vazão afluente ao longo do monitoramento
Vazão afluente a ETE (L/s)
2
1,8
1,6
1,4
Q média = 1,2 L/s = 4,32m³/h
Q(L/s)
1,2
Q(L/s) - 2ª F
Q(L/s) - 3ª F
1
Q(L/s) - 4ª F
0,8
Q(L/s) - 5ª F
0,6
Q(L/s) - 6ª F
0,4
0,2
0
6h
8h
10h
12h
14h
16h
Período de monitoramento do perfil
Fonte: Autor (2014).
18h
118
O monitoramento do efluente final determinou uma vazão média de 103,68 m3/d,
que é 50% inferior à estimada para a vida útil deste projeto.
O Tempo de Detenção Hidráulica (TDH) na ETE foi superior a 5 (cinco) dias,
sendo considerado um valor um pouco acima do aceito para essa configuração de ETEs que
tratam esgoto doméstico. A justificativa para tal fato é a atipicidade do esgoto afluente que
apresenta elevada concentração, bem como a sua origem diversa (residencial, de restaurante,
comercial, etc.). Este raciocínio é confirmado por Von Sperling (2005), o qual afirma que o
TDH é função da cinética da remoção da DBO e do regime hidráulico do reator e que, em
esgotos concentrados (alta concentração de DBO), o TDH tende a ser elevado.
O teste de Shapiro Wilks foi aplicado para todos os parâmetros, a fim de se
verificar a normalidade dos dados, juntamente com o histograma apresentado. O teste de
normalidade para cada reator constatou que nem todas as variáveis aderiram a uma
distribuição normal, não tendo sido possível, então, realizar testes paramétricos para verificar
se os valores de tais diferiam significativamente nos diversos reatores, uma vez que esta é
uma das pressuposições para a realização desses testes. Devido a isto, para a avaliação da
eficiência da ETE, foi adotada a média aritmética como medida de tendência central, e, para a
análise gráfica do comportamento das variáveis ao longo do sistema, foram adotados os
valores medianos.
As concentrações afluentes encontradas na estação de tratamento de esgoto foram
comparadas com os valores usuais reportados pela literatura, conforme detalha a Tabela 18, já
que todos os parâmetros encontravam-se um pouco acima da faixa citada pela literatura. Os
dados obtidos evidenciaram o fato de que, de uma maneira geral, os esgotos brutos
apresentaram uma concentração mais elevada do que o usualmente expresso na literatura.
Embora algumas possibilidades tenham sido sugeridas para justificar essas
concentrações médias afluentes acima dos valores usuais, os dados obtidos não permitiam
inferências conclusivas. Uma possibilidade seria a de contribuições industriais não relatadas,
que poderiam estar trazendo uma maior carga de matéria orgânica. Uma outra possível
explicação estaria associada ao tipo de amostragem praticado, caso houvesse uma
predominância de amostras simples, coletadas em horários de pico. Outra possível causa
podia estar vinculada a baixos consumos per capita de água, baixas taxas de infiltração e
baixos coeficientes de retorno esgoto/água. Também era possível que várias destas causas
estivessem interferindo simultaneamente. No entanto, seriam necessárias investigações mais
específicas para uma confirmação de tais suposições.
119
No Rio Grande do Norte, utilizam-se concentrações de 108 - 107 de Coliformes
Termotolerantes e DBO5 afluente de 350mg/L nos projetos de ETEs. Esses valores, para
Coliformes, encontram-se dentro da faixa dos obtidos nas ETEs em estudo - 4,34x107
NMP/100mL - e acima para DBO5 - 393,97 mg/L.
A Tabela 18 mostra as características dos esgotos afluentes à ETE, sendo, a seguir,
detalhado o comportamento dos parâmetros T, pH, DBO, DQO, CT, NT, PT e CE ao longo
dos reatores (fossas e filtros anaeróbios) e também a avaliação em termos de eficiências no
sistema de pós-tratamento: as rampas de escoamento superficial.
Tabela 18 - Comparação entre concentrações afluentes usuais e reais na ETE Santa
Maria/RN.
Concentrações
usuais
Parâmetros
Faixa
Concentrações médias da Pesquisa
Típico 1ª ETAPA
2ª ETAPA
3ª ETAPA
Média da
Pesquisa
DBO(mg/L)
250-400
300,00
382,85
400,95
398,12
393,97
DQO(mg/L)
450-800
600,00
636,40
732,91
789,04
719,45
pH
6,7-8,0
7,00
6,96
6,99
6,97
6,97
PT (mg/L)
>4,00
-
8,62
8,39
8,08
8,36
NT (mg/L)
>30,00
-
41,54
42,33
40,22
41,36
T(°C)
22-30
29,00
29,00
29,00
29,50
29,20
106 - 109
5.107
6,00E7
4,22E7
2,81E7
4,34E+07
CF(NMP/100mL)
Fontes: SILVA FILHO (2007); Von Sperling (2005); Silveira e Souza (2004);Silva e Mara (1979); Uhera e
Vidal (1989); Autor (2014).
5.3.1 – Temperatura
A temperatura média dos efluentes tratados na ETE Santa Maria/RN sofreu
pequenas variações no sistema, apresentando uma amplitude de 27,0°C a 32,0°C, com o
maior valor médio para o esgoto pré-tratado. O valor médio, em torno de 29°C, está em
conformidade com a temperatura da Região Nordeste do Brasil. A predominância nesta faixa
de temperatura deu-se devido ao horário de coleta, que era de 8-16h do dia. Nas Figuras 27,
28 e 29, mostrou-se o comportamento da Temperatura nas Etapas estudadas.
Fonte: Autor (2014).
R3 - 40,00m
R3 - 20,00m
R3 - 10,00m
R3 - 0,00m
R2 - 30,00m
R2 - 20,00m
R2 - 10,00m
R2 - 0,00m
R1 - 30,00m
R1- 20,00m
R1 - 10,00m
R1 - 0,00m
T Afluente
29.5
Média
Temperatura (°C)
30.5
Min-Max
R3 - 40,00m
R3 - 20,00m
R3 - 10,00m
R3 - 0,00m
R2 - 30,00m
R2 - 20,00m
R2 - 10,00m
R2 - 0,00m
R1 - 30,00m
R1- 20,00m
R1 - 10,00m
R1 - 0,00m
T Afluente
Temperatura (°C)
28
27.5
Média
29
28.5
Min-Max
120
Figura 27 - Comportamento da Temperatura ao longo da pesquisa – 1ª ETAPA
1ª ETAPA: Temperatura (°C)
31.5
31
30.5
30
29.5
27
26.5
Fonte: Autor (2014).
Figura 28 - Comportamento da Temperatura ao longo da Pesquisa – 2ª ETAPA
2ª ETAPA: Temperatura (°C)
32.5
32
31.5
31
30
29
28.5
121
Figura 29 - Comportamento da Temperatura ao longo da Pesquisa – 3ª ETAPA
3ª ETAPA: Temepratura (°C)
30.2
30
29.8
29.4
Min-Max
29.2
29
28.8
28.6
Média
Temperatura (°C)
29.6
28.4
28.2
28
R3 - 40,00m
R3 - 20,00m
R3 - 10,00m
R3 - 0,00m
R2 - 30,00m
R2 - 20,00m
R2 - 10,00m
R2 - 0,00m
R1 - 30,00m
R1- 20,00m
R1 - 10,00m
R1 - 0,00m
T Efluente (FA)
T Efluente (FS)
T Afluente
27.8
Fonte: Autor (2014).
O comportamento da temperatura apresentou-se dentro das faixas citadas pela
literatura em todas as etapas, para efluentes brutos. A Figura 27 mostra o comportamento do
parâmetro T, para a 1ª Etapa, e, como se tratava do tratamento do esgoto in natura no sistema
de pós-tratamento, a temperatura oscilou de 27,0°C a 31,0°C, com média do monitoramento
de 29,5ºC. A temperatura de 27,0°C para o efluente bruto e lançado sobre as rampas deu-se
devido a pesquisa ter se iniciado em estações chuvosas e nas primeiras horas do dia; e a
máxima, de 31,0°C, por ocorrer em período de estiagens e ao longo das rampas de
escoamento superficial, mais precisamente nos comprimentos finais de 20,00m a 40,00m da
rampa 3, com declividade de 8%. Os resultados para a variável analisada apresentaram
distribuição normal, considerando-se o valor de p um nível de significância de p>0,05.
Para a 2ª Etapa, a Figura 28 mostra o comportamento do parâmetro T,
considerando o tratamento em nível primário. A temperatura T variou de 29,75°C, no efluente
bruto, a 30,6°C, nos efluentes das rampas de escoamento superficial. Houve uma pequena
oscilação de 30,5°C nos primeiros metros, nas três rampas com declividades de 2%, 4% e 8%,
e uma normalização em 30,2°C nos comprimentos finais das três respectivas rampas. Essa
pequena elevação nos efluentes deve-se ao período de monitoramento, que compreendeu os
meses mais quentes do estado do Rio Grande do Norte (outubro a março). Os resultados para
122
a variável analisada apresentaram distribuição normal, considerando-se o valor de p um nível
de significância de p>0,05.
Na 3ª Etapa, representada pela Figura 29, a temperatura T oscilou de 28,0°C a
30,0°C. No esgoto afluente à ETE, a temperatura variou de 29,0°C a 30,0°C, com a média de
29,5°C, conforme detalha a Tabela 17. O período chuvoso contribuiu para as baixas
temperaturas, tanto para o esgoto afluente, quanto para o esgoto efluente das fossas sépticas e
dos filtros anaeróbios. Ao longo das rampas de escoamento superficial, o esgoto tendeu para
29,4°C, o que se esperava, devido à presença de vegetais - valor este comumente encontrado
na literatura técnica para esgotos pré-tratados. O teste de normalidade para os dados dos
efluentes dos reatores foi similar ao do EB, onde os dados dos efluentes apresentaram uma
normalidade destes, considerando-se o valor de p > 0,05.
5.3.2 - pH
Com relação ao pH, foi verificada uma pequena faixa de variação entre 6,77, no
esgoto afluente à ETE, até 7,45, no efluente final no sistema de pós-tratamento com as rampas
de escoamento superficial, conforme detalham as Tabelas de 15 a 17, aumentando
ligeiramente ao longo dos reatores. Geralmente o pH de um sistema de tratamento de esgoto
deve apresentar um aumento ao longo dos reatores que compõem o sistema de tratamento, em
virtude da influência do processo fotossintético das algas que, ao consumirem o dióxido de
carbono (CO2) dissolvido na massa líquida, dissociam o íon bicarbonato (HCO3 -), liberam a
hidroxila (OH-) e aumentam o pH no meio.
Observa-se que os valores do pH para a 1ª Etapa, para os esgotos afluentes,
oscilaram de 6,77 a 7,20 com média de 6,96. Nenhum valor anormal foi observado no
efluente bruto nessa etapa. Um pH aproximadamente 7,0 , conforme mencionado por
Coraucci Filho et al. (1999), é o ideal para o desenvolvimento dos microrganismos e da
vegetação suporte. Deste modo, tanto a 2ª quanto a 3ª Etapa tiveram o pH nesta faixa,
conforme detalham as Tabelas de 15 a 17. Sendo assim, não houve necessidade de qualquer
ajuste no pH do esgoto para a sua aplicação no solo. Nas rampas de escoamento superficial
com declividades de 2%, 4% e 8% e taxas de aplicação de 0,20m³/h.m, 0,30m³/h.m e
0,40m³/h.m, respectivamente, os valores do pH, descritos nas Tabelas de 15 a 17, e seu
comportamento, mostrado nas Figuras de 30 a 32, estão dentro da faixa de valores esperados
para este tipo de efluente, conforme descrito por Coraucci Filho (1996).
6.6
Fonte: Autor (2014).
6.9
6.8
Média
7.1
7
Min-Max
7.6
7.5
7.4
7.3
7.2
6.7
R3 - 10,00m
R3 - 0,00m
R2 - 30,00m
R2 - 20,00m
R2 - 10,00m
R2 - 0,00m
R1 - 30,00m
R1- 20,00m
R1 - 10,00m
R1 - 0,00m
R3 - 40,00m
2 ª ETAPA: pH
R3 - 40,00m
Figura 31 - Comportamento do pH ao longo da Pesquisa – 2ª ETAPA
R3 - 20,00m
Fonte: Autor (2014).
R3 - 20,00m
R3 - 10,00m
R3 - 0,00m
R2 - 30,00m
R2 - 20,00m
R2 - 10,00m
R2- 0,00m
R1 - 30,00m
R1 - 20,00m
R1 - 10,00m
R1 - 0,00m
pH Afluente
6.7
Esgoto Afluente
pH
7
Média
7.2
7.1
Min-Max
pH
123
Figura 30 - Comportamento do pH ao longo da Pesquisa – 1ª ETAPA
7.6
1ª ETAPA: pH
7.5
7.4
7.3
6.9
6.8
124
Figura 32 - Comportamento do pH ao longo da Pesquisa – 3ª ETAPA
3ª ETAPA: pH
7.5
7.4
7.3
pH
Min-Max
7.2
7.1
Média
7
R3 - 40,00m
R3 - 20,00m
R3 - 10,00m
R3 - 0,00m
R2 - 30,00m
R2 - 20,00m
R2 - 10,00m
R2 - 0,00m
R1 - 30,00m
R1- 20,00m
R1 - 10,00m
R1 - 0,00m
pH Efluente (FA)
pH Efluente (FS)
6.8
pH Afluente
6.9
Fonte: Autor (2014).
O comportamento do pH sofreu pouca alteração para todas as taxas de aplicação
e rampas pesquisadas. O esgoto aplicado tendeu para valores um pouco acima da
neutralidade. Todavia, é visível nas figuras supracitadas que essa proximidade manteve-se
durante todo o trajeto do esgoto nas rampas; este caso é um indício de que nenhuma condição
de tamponamento foi quebrada, propiciando, assim, um ambiente adequado para o
desenvolvimento das plantas e ocorrências das reações químicas necessárias à depuração do
esgoto.
Quanto aos valores de pH do efluente das fossas sépticas e dos filtros anaeróbios,
nota-se que estes foram superiores aos encontrados no esgoto bruto. Para Campos (1999), tal
tendência é normal, resultante do período de partida dos reatores, que contribui para a
transformação dos compostos facilmente degradáveis em ácidos orgânicos, afetando, desse
modo, o pH e diminuindo a alcalinidade. No decorrer da operação do sistema, o processo de
digestão anaeróbia foi sendo complementado, tomando corpo as etapas de acidogênese e de
metanogênese, que acabaram consumindo esses ácidos. Nesse período, o nitrogênio
amoniacal proveniente das proteínas também contribuiu (o que é esperado) para o aumento
125
dos valores de alcalinidade, tendo como consequência um efluente entre 7,0 – 7,50 para o
filtro anaeróbio.
Chernicharo (2007) considera que os valores de pH compreendidos entre 6,0 e 8,0
são adequados para o bom funcionamento dos sistemas anaeróbios, enquanto Speece (1996)
estipula os limites de 6,5 e 8,2 para esses valores.
Conforme se constata pela observação das Figuras 35-36, tanto o esgoto bruto
como os efluentes anaeróbios e aeróbios (fossa séptica, filtro anaeróbio, rampas de
escoamento superficial) estavam dentro de tais especificações, garantindo, assim, condições
apropriadas para a formação dos microrganismos responsáveis pelo tratamento. E, segundo a
FAO 47 apud PESCOD (1992), para o uso de águas residuárias de origem doméstica na
irrigação, os valores de pH devem ficar próximos à neutralidade.
Para Fonseca (2007), o pH do esgoto tende a aumentar ao longo da faixa de
tratamento, indicando que o esgoto em escoamento passa, a partir de certo período de
operação da ETE, a carrear cátions anteriormente retidos no solo. Esses cátions são de reação
básica com a água, o que promove o aumento no pH do esgoto, como também a solubilização
de cátions de reação básica com a mineralização do material orgânico.
Os resultados para esta variável analisada apresentaram distribuição normal,
considerando-se o valor de p um nível de significância de 0,05. A variável pH apresentou p =
0,52137.
5.3.3 – DBO e DQO
Os valores médios obtidos para a DBO e a DQO do esgoto bruto para a 1ª, a 2ª e a
3ª Etapa foram de 382,85mg.L-1/636,40mg.L-1; 400,95mg.L-1/732,91mg.L-1 e 398,12mg.L1
/789,04mg.L-1, respectivamente, conforme detalham as Tabelas de 15 a 17. Esses valores
estão acima do comumente encontrado na literatura para efluentes domésticos, os quais
encontram-se compreendidos entre 300 mgL-1 e 600 mgL-1 (VON SPERLING, 2005). Os
valores obtidos evidenciam o fato de que, de uma maneira geral, os esgotos brutos
apresentaram uma concentração mais elevada do que a usualmente expressa na literatura,
conforme detalham as Figuras 33 e 34. Algumas possibilidades foram apresentadas para
justificar essas concentrações médias afluentes acima dos valores usuais, embora os dados
obtidos não tenham permitido inferências conclusivas. Uma possibilidade seria a de
contribuições industriais não relatadas, que poderiam estar trazendo uma maior carga de
matéria orgânica.
Fonte: Autor (2014).
R3 - 40,00m
R3 - 20,00m
R3 - 10,00m
R3 - 0,00m
R2 - 30,00m
R2 - 20,00m
R2 - 10,00m
R2 - 0,00m
R1 - 30,00m
R1- 20,00m
R1 - 10,00m
R1 - 0,00m
DQO Afluente
400
300
Média
DQO (mg/L)
600
500
Min-Max
R3 - 40,00m
R3 - 20,00m
R3 - 10,00m
R3 - 0,00m
R2 - 30,00m
R2 - 20,00m
R2 - 10,00m
R2 - 0,00m
R1 - 30,00m
R1- 20,00m
R1 - 10,00m
R1 - 0,00m
DBO Afluente
240
220
Média
DBO (mg/L)
320
300
280
Min-Max
126
Figura 33 - Comportamento da DBO ao longo da Pesquisa – 1ª ETAPA
440
1ª ETAPA: DBO (mg/L)
420
400
380
360
340
260
200
180
160
Fonte: Autor (2014).
Figura 34 - Comportamento da DQO ao longo da Pesquisa – 1ª ETAPA
1ª ETAPA: DQO (mg/L)
900
800
700
200
127
Uma outra possível explicação estaria associada ao tipo de amostragem praticado,
caso houvesse uma predominância de amostras simples, coletadas em horários de pico. Outra
possível causa podia estar vinculada a baixos consumos per capita de água, baixas taxas de
infiltração e baixos coeficientes de retorno esgoto/água. Também é possível que várias destas
causas estivessem interferindo simultaneamente. As relações DQO/DBO para as três etapas
avaliadas mostraram valores na ordem de 1,67; 1,82 e 1,98 para a 1ª, 2ª e 3ª etapa,
respectivamente. Segundo Von Sperling (2005), todas as três etapas evidenciam esgotos com
características predominantemente do tipo “doméstico”. Sendo assim, esses altos valores de
DBO e DQO podem ser decorrentes do baixo consumo per capita de água, uma vez que a
população da cidade de Santa Maria/RN, diversas vezes, por ocasião do período de
monitoramento, reclamava da falta de água no município.
As Figuras 33 e 34 mostram o comportamento da DBO e da DQO na 1ª Etapa da
pesquisa, enfatizando, que, nessa Etapa, o esgoto foi lançado in natura, ou seja, sem
tratamento algum, nas três rampas de escoamento superficial, com 2%, 4% e 8% de
declividades e com taxa de aplicação de 0,20m³/h.m. Com DBO e DQO médias de
382,85mg/L e 636,40mg/L, muito altas para efluentes de origem doméstica, a remoção da
carga orgânica foi pouca significativa ao longo das rampas, conforme mostra a Figura 35
Isto pode ter ocorrido, devido aos diversos fatores anteriormente citados,
influenciando nesses altos valores de DBO e DQO.
A avaliação da eficiência dos sistemas de tratamento de esgotos é normalmente
feita com base no potencial de depleção de oxigênio causado pela matéria orgânica presente
na água residuária em questão. A análise das Figuras 33 e 34 evidencia que as concentrações
médias de DBO e DQO foram gradativamente reduzidas ao longo da série de rampas, sendo
obtidos nos efluentes valores médios de 248,94 mg/L e 329,78mg/L; 252,86 mg/L e
325,48mg/L; e 245,00mg/L e 301,01mg/L, para DBO e DQO, para as rampas com
declividades de 2%, 4% e 8%, respectivamente. Desta maneira, a eficiência média resultante
desde a entrada do esgoto bruto na ETE ao final de cada rampa de escoamento superficial foi
de 35,00% e 48,18%; 34,00% e 48,85%; 36,00% e 52,70%, para DBO e DQO, para as rampas
com as mesmas declividades e taxa de escoamento superficial, respectivamente, conforme
detalha a Figura 35. A rampa 3, com declividade de 8%, foi a que apresentou o melhor índice
de remoção, e a rampa 1, com 2%, a menos eficiente em termo de remoção de DBO.
Tal fato está associado às elevadas concentrações do esgoto afluente e às
características de degradabilidade dos esgotos, uma vez que não houve uma remoção de
128
matéria orgânica anterior, e essa sequência corroborou para problemas na cinética de primeira
ordem. Isto significa que a degradação ocorre de forma mais rápida nos primeiros reatores,
ficando cada vez mais difícil remover matéria orgânica; por isto, pode-se dizer que a remoção
de DBO é pouco significativa nas unidades subsequentes, como também, por tratar-se de
esgoto sem um pré-tratamento, a técnica de escoamento superficial não remove matéria
orgânica significativa, exceto quando é usada como técnica de pós-tratamento; neste caso, a
eficiência para esses parâmetros é da ordem de até 90% para DBO e 85% para DQO, segundo
Von Sperling (2005).
Figura 35 - Evolução da eficiência na remoção de DBO e DQO na 1ª ETAPA
DBO e DQO - Evolução da
Eficiência
60,00%
60,00%
50,00%
50,00%
48,18%
40,00%
35,48%
35%
30,00%
20,00%
20,40%
21,11%
10,00%
8,92%
0,00%
10m
20m
DBO
DQO
30m
Pontos avaliados - Rampa 01 (2%)
DBO e DQO - Evolução da
Eficiência
60,00%
Eficiência (%)
50,00%
52,70%
40,00%
38,47%
30,00%
20,00%
10,00%
0,00%
36%
20,93%
22,20%
9,12%
10m
20m
DBO
DQO
40m
Pontos avaliados - Rampa 03 (8%)
Fonte: Autor (2014).
Eficiência (%)
Eficiência (%)
DBO e DQO - Evolução da
Eficiência
48,85%
40,00%
30,00%
37,11%
34%
20,00%
20,78%
10,00%
23,49%
12,08%
0,00%
10m
20m
DBO
DQO
30m
Pontos avaliados - Rampa 02 (4%)
129
As Figuras 36 e 37 mostram o comportamento da DBO e da DQO na 2ª Etapa da
pesquisa.
Figura 36 - Comportamento da DBO ao longo da Pesquisa – 2ª ETAPA
2ª ETAPA: DBO (mg/L)
450
400
Min-Max
300
250
200
Média
DBO (mg/L)
350
150
R3 - 40,00m
R3 - 20,00m
R3 - 10,00m
R3 - 0,00m
R2 - 30,00m
R2 - 20,00m
R2 - 10,00m
R2 - 0,00m
R1 - 30,00m
R1- 20,00m
R1 - 10,00m
R1 - 0,00m
50
DBO Afluente
100
Fonte: Autor (2014).
Figura 37 - Comportamento da DQO ao longo da Pesquisa – 2ª ETAPA.
2ª ETAPA: DQO (mg/L)
900
800
Min-Max
600
500
400
Média
DQO (mg/L)
700
300
Fonte: Autor (2014).
R3 - 40,00m
R3 - 20,00m
R3 - 10,00m
R3 - 0,00m
R2 - 30,00m
R2 - 20,00m
R2 - 10,00m
R2 - 0,00m
R1 - 30,00m
R1- 20,00m
R1 - 10,00m
R1 - 0,00m
100
DQO Afluente
200
130
Enfatizando-se que, nessa Etapa, o esgoto foi pré-tratado por meio de fossas
sépticas, tendo como pós-tratamento três rampas de escoamento superficial com 2%, 4% e 8%
de declividades e com taxa de aplicação de 0,30m³/h.m, com DBO e DQO médias, para o
esgoto bruto, de 400,95mg/L e 732,91mg/L, respectivamente. Embora ainda sejam valores
muito altos para efluentes de origem doméstica, a remoção da carga orgânica foi mais
significativa ao longo das rampas, quando comparadas com a 1ª Etapa, com esgoto bruto,
conforme mostra a Figura 38.
A 2ª Etapa mostrou um efluente com mais qualidade de tratamento, pois teve as
fossas sépticas como unidades depuradoras de pré-tratamento e as rampas de escoamento
superficial como unidades de pós-tratamento. A análise das Figuras 36 e 37 evidencia que as
concentrações médias de DBO e DQO foram gradativamente reduzidas ao longo da série de
rampas, sendo obtidos nos efluentes finais de cada rampa valores médios de 214,774 mg/L e
278,91mg/L; 202,66 mg/L e 255,33mg/L e 190,70mg/L e 234,02mg/L, para DBO e DQO
com declividades de 2%, 4% e 8%, respectivamente.
Desta maneira, a eficiência média resultante desde a entrada do esgoto bruto na
ETE ao final de cada rampa de escoamento superficial foi de 46,43% e 61,94%; 49,45% e
65,16%; 52,43% e 68,06% para DBO e DQO, com as mesmas declividades e taxa de
escoamento superficial, respectivamente, conforme detalha a Figura 38.
O comportamento da DBO e da DQO não variou muito de uma rampa para a
outra, nessa 2ª Etapa. Isto significa que a degradação ocorreu de forma mais rápida nos
primeiros reatores, ficando cada vez mais difícil remover matéria orgânica; por isto, diz-se
que a remoção de DBO é pouco significativa nas unidades subsequentes e segue a cinética de
primeira ordem. Essas eficiências estão abaixo do reportado por Von Sperling (2005), que é
de 90% para DBO e 85% para DQO, embora esses dados não revelem o tipo de prétratamento.
131
Figura 38 - Evolução da eficiência na remoção de DBO e DQO na 2ª ETAPA
DBO e DQO - Evolução da
Eficiência
DBO e DQO - Evolução da
Eficiência
70,00%
50,00%
40,00%
30,00%
20,00%
61,94%
58,12%
54,04%
52,17%
46,43%
39,00%
35,32%
33,34%
10,00%
DBO
DQO
0,00%
Eficiência (%)
Eficiência (%)
60,00%
70,00%
60,00%
50,00%
40,00%
30,00%
20,00%
65,16%
62,05%
56,08%
52,17%
49,45%
41,40%
37,80%
DBO
DQO
10,00% 33,34%
0,00%
EFS 10m 20m 30m
EFS
Pontos avaliados - Rampa 01 (2%) q=0,30m³/h.m
10m 20m 30m
Pontos avaliados - Rampa 02 (4%) q= 0,30m³/h.m
Eficiência (%)
DBO e DQO - Evolução da
Eficiência
80,00%
70,00%
65,32%
60,00%
68,06%
61,82%
50,00%
52,43%
52,17%
40,00%
46,85%
41,24%
30,00%
33,34%
20,00%
10,00%
0,00%
EFS 10m 20m 40m
DBO
DQO
Pontos avaliados - Rampa 03 (8%) q=0,30m³/h.m
Fonte: Autor (2014).
Fonseca (2007), avaliando um sistema de pós-tratamento desta mesma natureza,
ou seja, fossa séptica seguida de uma etapa de pós-tratamento em rampas de escoamento
superficial, com taxa de aplicação de 0,48m³/h.m, comprimento total de 18,00m e declividade
de 2%, obteve eficiências de 48,70% e 57,30% para DBO e DQO, respectivamente. Na 2ª
Etapa desta pesquisa, a eficiência foi superior aos valores encontrados por este autor. A
rampa 3, com declividade de 8%, foi a que apresentou o melhor índice de remoção, e a rampa
1, com 2%, a de menos eficiência em termo de remoção de DBO. É interessante mostrar que
132
as fossas sépticas tiveram eficiências de 52,17%. Este valor é o comumente encontrado na
literatura para tal tipo de tratamento, segundo Chernicharo (2007). Segundo a NBR 7229/93,
tal valor fica na faixa de 30-55%.
As Figuras 39 e 40 mostram o comportamento da DBO e da DQO na 3ª Etapa da
pesquisa, enfatizando que, nessa etapa, o esgoto teve um pré-tratamento completo por meio de
fossas sépticas seguidas de filtros anaeróbios, tendo como pós-tratamento três rampas de
escoamento superficial com 2%, 4% e 8% de declividades e com taxa de aplicação de
0,40m³/h.m. A DBO e a DQO médias para o esgoto bruto foram de 398,12mg/L e
789,04mg/L, respectivamente. Embora seja ainda um valor muito alto para efluentes de
origem doméstica, como comumente encontrado na literatura, a remoção da carga orgânica
foi bem significativa ao longo das rampas, quando comparadas com a 1ª e a 2ª Etapas, com
esgoto bruto e esgotos com tratamento primário, conforme mostra a Figura 41. Os maiores
percentuais de remoção foram alcançados com o sistema na 3ª Etapa e operando com taxas de
0,40m³/m.h, com valores de remoção média no efluente final de DBO e DQO em torno de
92,95% e 88,57%; 93,16% e 88,24%; 93,55% e 89,12%, para as rampas de 2%, 4% e 8%,
respectivamente. Estes valores estão dentro dos comumente encontrados na literatura, que é
de 90% (DBO) e 85% (DQO).
.
Figura 39 - Comportamento da DBO ao longo da Pesquisa – 3ª ETAPA
3ª ETAPA: DBO (mg/L)
450
400
350
250
200
Min-Max
DBO (mg/L)
300
150
Média
100
50
Fonte: Autor (2014).
R3 - 40,00m
R3 - 20,00m
R3 - 10,00m
R3 - 0,00m
R2 - 30,00m
R2 - 20,00m
R2 - 10,00m
R2 - 0,00m
R1 - 30,00m
R1- 20,00m
R1 - 10,00m
R1 - 0,00m
DBO Efluente (FA)
DBO Efluente (FS)
-50
DBO Afluente
0
133
Figura 40 - Comportamento da DQO ao longo da Pesquisa – 3ª ETAPA
3ª ETAPA: DQO (mg/L)
900
800
600
500
Min-Max
DQO (mg/L)
700
400
300
Média
200
100
R3 - 40,00m
R3 - 20,00m
R3 - 10,00m
R3 - 0,00m
R2 - 30,00m
R2 - 20,00m
R2 - 10,00m
R2 - 0,00m
R1 - 30,00m
R1- 20,00m
R1 - 10,00m
R1 - 0,00m
DQO Efluente (FA)
DQO Efluente (FS)
DQO Afluente
0
Fonte: Autor (2014).
A taxa de aplicação de 0,20m³/h.m apresentou valores de remoção menores que as
demais avaliadas. Nascimento (2012), avaliando um sistema desta mesma configuração, taxa
e declividade, encontrou bons níveis de remoção de DQO; para as rampas de 4% e 2%, os
valores alcançaram, respectivamente, 18,82%, 25,29% de remoção de matéria orgânica.
As fossas sépticas tiveram remoção de DBO e DQO de 34,68% e 35,00%,
seguidas dos filtros anaeróbios ascendentes com 78,61% e 80,00%, respectivamente.
Os resultados para as variáveis analisadas - DBO e DQO -, para os efluentes
finais, apresentaram distribuição normal, considerando o valor de p um nível de significância
de 0,05. As variáveis DBO e DQO apresentaram p médio variando de p = 0,52127 e p =
0,585; p=0,51545 e p=0,59781, respectivamente
134
Figura 41 - Evolução da eficiência na remoção de DBO e DQO na 3ª ETAPA
DBO e DQO - Evolução da Eficiência
100,00%
90,00%
Eficiencia (%)
80,00%
80,00%
70,00%
60,00%
78,61%
84,86%
82,80%
89,78%
92,95%
90,13%
85,59%
50,00%
DBO
40,00%
30,00%
20,00%
10,00%
DQO
35,00%
34,68%
0,00%
EFS
EFA
10m
20m
30m
Pontos avaliados - Rampa 01 (2%) - q=0,40m³/h.m
Eficiência (%)
DBO e DQO - Evolução da Eficiência
100,00%
90,00%
80,00%
70,00%
60,00%
50,00%
40,00%
30,00%
20,00%
10,00%
0,00%
78,61%
80,00%
85,14%
82,44%
90,23%
93,16%
88,24%
85,30%
DBO
DQO
34,68%
35,00%
EFS
EFA
10m
20m
30m
Pontos avaliados - Rampa 02 (4%) - q = 0,40m³/h.m
DBO e DQO - Evolução da Eficiência
Eficiência (%)
100,00%
80,00%
80,00%
60,00%
78,61%
40,00%
20,00%
93,55%
90,78%
85,76%
89,12%
87,65%
83,89%
DBO
34,68%
35,00%
DQO
0,00%
EFS
EFA
10m
20m
30m
Pontos avaliados - Rampa 03 (%) - q=0,40m³/h.m
Fonte: Autor (2014).
135
5.3.4 – Coliformes Termotolerantes (CT)
A densidade média de Coliformes Termotolerantes existente no esgoto bruto foi
de 6,0x107NMP/100mL; 4,22 x107NMP/100mL e 2,81x107NMP/100mL, para a 1ª, 2ª e 3ª
Etapa, respectivamente, estando ambas dentro da faixa estipulada por Jordão e Pessoa (2005)
como típica para águas residuárias domésticas, cuja faixa varia entre 106 e 1010 NMP/100mL.
Após a passagem pelos filtros anaeróbios, na 3ª Etapa, as densidades tiveram uma pequena
redução, chegando a 2,55 x106 NMP/100mL. O teste de normalidade para os dados dos
efluentes dos reatores (filtros anaeróbios) foi similar ao do esgoto bruto, cujos dados dos
efluentes apresentaram uma normalidade, considerando o valor de p > 0,05. Para as variáveis
coliformes termotolerantes, nas rampas de escoamento superficial os valores de p foram p =
0,33978; p=0,33981 e p=0,3471, respectivamente.
Assim, comprova-se a afirmação de
Chernicharo (2007) de que os sistemas anaeróbios não apresentam uma remoção significativa
quanto a estes parâmetros biológicos.
Conforme se visualiza por meio das Tabelas 15-17, as fossas sépticas e os filtros
anaeróbios proporcionaram densidades menores, sendo que seus efluentes tiveram remoção
significativa nos sistemas de escoamento superficial, isto nas proximidades finais de cada
rampa, com valores de 3-4 log, valores estes encontrados na literatura técnica para este
parâmetro, conforme cita von Sperling (2005).
Van Buuren et al. (1999) citam que o pH do meio tem uma interferência no
decaimento da densidade de coliformes, principalmente no meio ácido. Contrastando essa
afirmação, as melhores eficiências ocorrerem em pH próximo da neutralidade, conforme
detalham as Figuras de 42 a 44.
A qualidade bacteriológica do efluente final ainda é insatisfatória para a sua
utilização na irrigação irrestrita, uma vez que é superior ao valor máximo recomendado pela
OMS (WHO, 1989), que estabelece um padrão de, no máximo, 1000 coliformes
termotolerantes/100 mL, visto que os valores médios finais foram de 3,9x104 NMP/100mL;
3,2 x104 NMP/100mL e 3,1 x104 NMP/100mL, para a 1ª Etapa, com taxa de aplicação
0,20m³/h.m e declividades de 2%, 4% e 8%.
136
Figura 42 - Comportamento de Coliformes Termotolerantes – 1ª ETAPA
1ª ETAPA: Coliformes Termotolerantes (NMP/100mL)
8E+07
7E+07
6E+07
Min-Max
5E+07
4E+07
Média
3E+07
2E+07
1E+07
R3 - 40,00m
R3 - 20,00m
R3 - 10,00m
R3 - 0,00m
R2 - 30,00m
R2 - 20,00m
R2 - 10,00m
R2 - 0,00m
R1 - 30,00m
R1- 20,00m
R1 - 10,00m
-1E+07
R1 - 0,00m
0E-01
CT Afluente
Coliformes Termotolerantes (NMP/100mL)
9E+07
Fonte: Autor (2014).
Figura 43 - Comportamento de Coliformes Termotolerantes – 2ª ETAPA
2ª ETAPA: Coliformes Termotolerantes (NMP/100mL)
7E+07
6E+07
Min-Max
5E+07
4E+07
3E+07
Média
2E+07
1E+07
Fonte: Autor (2014).
R3 - 40,00m
R3 - 20,00m
R3 - 10,00m
R3 - 0,00m
R2 - 30,00m
R2 - 20,00m
R2 - 10,00m
R2 - 0,00m
R1 - 30,00m
R1- 20,00m
R1 - 10,00m
-1E+07
R1 - 0,00m
0E-01
CT Afluente
Coliformes Termotolerantes (NMP/100mL)
8E+07
137
Figura 44 - Comportamento de Coliformes Termotolerantes – 3ª ETAPA
3ª ETAPA: Coliformes Termotolerantes (NMP/100mL)
5E+07
4E+07
Min-Max
3E+07
2E+07
Média
1E+07
R3 - 40,00m
R3 - 20,00m
R3 - 10,00m
R3 - 0,00m
R2 - 30,00m
R2 - 20,00m
R2 - 10,00m
R2 - 0,00m
R1 - 30,00m
R1- 20,00m
R1 - 10,00m
R1 - 0,00m
CT Efluente (FA)
-1E+07
CT Efluente (FS)
0E-01
CT Afluente
Coliformes Termotolerantes (NMP/100mL)
6E+07
Fonte: Autor (2014).
Para a 2ª e a 3ª Etapa, com as mesmas declividades, porém com taxas de
aplicação de 0,30m³/h.m e 0,40m³/h.m, foram 3,98x104 NMP/100mL; 2,91 x104 NMP/100mL
e 1,76 x104 NMP/100mL, para a 2ª Etapa, e 2,20x103 NMP/100mL; 2,09 x103 NMP/100mL e
1,89 x103 NMP/100mL, para a 3ª, respectivamente.
Os sistemas de escoamento superficial de esgotos no solo em relação à remoção
de coliformes já era esperada, conforme reportado na bibliografia especializada por vários
autores, e aqui a constatação da eficiência desta técnica de tratamento de esgoto para remoção
de coliformes foram satisfatória. Os sistemas apresentaram remoção de coliformes na ordem
de 3-4 log. Outros autores discordam que os sistemas de escoamento superficial no solo não
são eficientes relativamente à remoção de microrganismos indicadores, tais como os
coliformes fecais (WPCF, 1990, citado por CHERNICHARO, 2007).
Peters e Lee (1978) observaram uma redução de apenas uma unidade logarítmica
(ou uma redução de 90%) nos níveis de coliformes termotolerantes após a aplicação de águas
residuárias brutas em um sistema de escoamento superficial. Hall (1979) observou que, em
algumas situações, no caso de aplicação de efluentes secundários, a concentração de
coliformes pode até mesmo não sofrer qualquer alteração ao passar pela rampa de escoamento
138
superficial. Nos sistemas de escoamento à superfície, as bactérias são retidas e removidas na
superfície do solo por filtração, predação biológica, radiação ultravioleta, alcançando uma
eficiência de até 95% no primeiro centímetro, podendo chegar a 98% ou 99% de remoção no
sistema como um todo. Todavia, essa porcentagem de remoção depende das taxas de
aplicação, do tempo de detenção e do tamanho das rampas, que pode variar com diferentes
distâncias do ponto de aplicação, em diferentes sistemas que utilizam o escoamento
superficial no solo (PAGANINI, 1997).
Nas três Etapas avaliadas, todas apresentaram
remoção de coliformes nos efluentes finais de 3-4 logs. E a eficiência maior foi nos metros
finais de cada rampa, conforme detalham as Figuras de 45 a 47. Estes valores são os
esperados, conforme cita von Sperling (2005).
Pode-se verificar também que a primeira taxa de aplicação superficial (0,20
m³/m.h), por ser relativamente pequena, apresentou problemas conhecidos na literatura:
formação de caminhos preferenciais de fluxo, com diferenciação na altura da lâmina d'água
no perfil transversal da rampa e consequente aparecimento de zonas mortas ou falhas na
continuidade das linhas de escoamento. Por melhor regularizada que esteja a superfície da
rampa a fim de evitar a formação de caminhos preferenciais, esses problemas podem aparecer,
principalmente pela diferença de velocidade entre linhas de escoamento paralelas. Isto pode
ser facilmente observado devido à desuniformidade da cor e do tamanho da vegetação de
cobertura, tópico este abordado na próxima seção.
À medida que foram sendo utilizadas taxas de aplicações maiores, a vegetação de
cobertura, no caso as palmas forrageiras, foi adquirindo tamanho e cor mais uniformes, bem
como a espessura da lâmina de efluente sobre a rampa.
Nos gráficos a seguir, o aumento da taxa de aplicação superficial altera as
características do efluente final do sistema, ou seja, da taxa de eficiência do sistema, embora
esta variação não seja proporcional ao aumento da vazão afluente.
No entanto, em relação aos resultados das análises bacteriológicas para todas as
Etapas, as concentrações de coliformes termotolerantes obtidas foram superiores ao valor
recomendado pela OMS (WHO, 1989), que estabelece um padrão de, no máximo, 1000
coliformes fecais/100 mL para a irrigação irrestrita. Desta forma, o efluente das rampas de
escoamento superficial no solo só poderia ser utilizado na irrigação restrita (cereais, culturas
industriais, forrageiras, pastagens e árvores), e para as demais práticas de reúso. Tal eficiência
tenderia a se elevar, aumentando-se a área de aplicação do efluente, pois, nos sistemas de
escoamento superficial, a remoção de patógenos dá-se por radiação ultravioleta, uma vez que
os microrganismos são muitos sensíveis à radiação solar. Esta foi uma das causas de uma
139
maior eficiência na 3ª Etapa, por ter sido esta desenvolvida durante todo o período por fortes
estiagens.
Figura 45 - Evolução da eficiência na remoção de CT - 1ª ETAPA
CT - Evolução do Tratamento
3,5
3,5
3
3
2,5
2,5
2
1,5
CT
2
1,5
1
1
0,5
0,5
CT
0
0
EB
EB
10m 20m 30m
Pontos monitorados - Rampa 01 (2%) q=0,20m³/h.m
CT - Evolução do Tratamento
3,5
3
2,5
Unidades log
Unidades log
Unidades log
CT - Evolução do tratamento
2
1,5
CT
1
0,5
0
EB
10m 20m 30m
Pontos monitorados - Rampa 03 (8%) q= 0,20m³/h.m
Fonte: Autor (2014).
10m
20m
30m
Pontos monitorados - Rampa 02 (4%) q= 0,20m³/h.m
140
Figura 46 - Evolução da eficiência na remoção de CT - 2ª ETAPA
CT - Evolução do tratamento
3,5
3,5
3
3
2,5
2,5
2
1,5
CT
2
1,5
1
1
0,5
0,5
0
CT
0
EB EFS 10m 20m 30m
EB
Pontos monitorados - Rampa 01 (2%) q= 0,30m³/h.m
CT - Evolução do tratamento
3,5
3
2,5
Unidades log
Unidades log
Unidades log
CT - Evolução do tratamento
2
1,5
CT
1
0,5
0
EB EFS 10m 20m 30m
Pontos monitorados - Rampa 03 (8%) q= 0,30m³/h.m
Fonte: Autor (2014).
EFS 10m 20m 30m
Pontos monitorados - Rampa 02 (4%) q=0,30m³/h.m
141
Figura 47 - Evolução da eficiência na remoção de CT - 3ª ETAPA
CT - Evolução do tratamento
4,5
4,5
4
4
3,5
3,5
3
3
2,5
2
CT
2,5
2
CT
1,5
1,5
1
1
0,5
0,5
0
0
EB EFS EFA 10m20m30m
EB EFS EFA 10m20m30m
Pontos monitorados - Rampa 01 (2%) q= 0,40m³/h.m
CT - Evolução do tratamento
4,5
4
3,5
3
Unidades log
Unidades log
Unidades log
CT - Evolução do tratamento
2,5
2
CT
1,5
1
0,5
0
EB EFS EFA 10m20m30m
Pontos monitorados - Rampa 03 (8%) q=0,40m³/h.m
Fonte: Autor (2014).
Pontos monitorados - Rampa 02 (4%) q = 0,40m³/h.m
142
Analisando-se as Figuras de 45 a 47, é fácil notar que, nas 1ª e 2ª Etapas, as
eficiências de remoção de patógenos (coliformes) foram praticamente as mesmas, isto porque
os sistemas anaeróbios são pouco eficientes quanto à remoção de patógenos e, como foi visto,
a remoção destes em sistemas de escoamento superficial tende a ser maior em lugares de
clima quente. Ao contrário dos sistemas aeróbios, em que esse decaimento de patógenos dá-se
na maior parte por predação, aqui, no escoamento superficial, ocorre pela interferência da
radiação solar.
5.3.5 – Nitrogênio Total
A pesquisa não privilegiou a série de nitrogênio e, em todas as etapas avaliadas
com declividades e taxas de escoamento diferenciadas, foram avaliadas as remoções de
nutrientes N-Total e P-Total. O esgoto bruto oriundo de efluentes domésticos apresentou um
valor médio de N-Total de 41,54mg/L; 42,33mg/L e 40,22mg/L para as três etapas avaliadas,
respectivamente, e nas Tabelas de 15 a 17 estão apresentados os resultados da remoção de
nitrogênio total (NT) do esgoto afluente e do esgoto efluente ao longo das faixas de póstratamento. As Figuras de 48 a 50 detalham o comportamento do N-Total ao longo do
tratamento, e a Figura 51 mostra a evolução da eficiência ao longo do período monitorado nas
suas respectivas etapas.
A remoção de nitrogênio em sistemas de escoamento superficial ocorre por
volatização da amônia, principalmente em altas temperaturas, ocorrendo essa volatização em
rampas de escoamento superficial, principalmente por adsorção e conversão em formas mais
oxidadas como o nitrato (CERQUEIRA, 2004).
A taxa de aplicação de 0,20m³/m.h, usada na 1ª Etapa, teve a pior eficiência,
conforme mostra a Figura 51. A justificativa para essa queda decorreu do tipo de efluente
lançado nas rampas de escoamento superficial, uma vez que o esgoto, nesta etapa, foi lançado
in natura, alcançando uma eficiência de 39,14%; 39,26% e 40,05% para as rampas com
declividades de 2%, 4% e 8%, respectivamente. Os fatores predominantes para tais
percentuais foram a temperatura, o pH e a vegetação adotada. O alto percentual médio de
perdas de N por volatilização de amônia nesse período (40,05%) foi favorecido pelas
temperaturas máximas e mínimas e pelo crescimento vegetal. Além disto, o efluente tratado
tem um porcentual de N mineral em relação ao N total, o que significa que parte deste N
presente potencialmente poderia volatilizar-se, porque o nitrogênio mineral está prontamente
disponível para os microrganismos responsáveis pelo processo de nitrificação, ao passo que o
143
N orgânico presente necessariamente passa primeiro pelo processo de mineralização para
posterior nitrificação. Isto mostra que as maiores temperaturas nos períodos mais quentes do
ano também podem potencializar as perdas de nitrogênio por volatilização, porque favorecem
a decomposição desse efluente nas unidades de lançamento/armazenamento, proporcionando
maiores quantidades de N mineral (N-NH4) em relação ao N total. Outro fator importante é o
pH do efluente, que é responsável pelo equilíbrio NH4 +/NH3, que pode ter consequência sobre
as perdas de NH3. Assim, quando a NH3 é perdida por volatilização, irá ocorrer uma
dissociação do íon NH4
+
(NH3 + H+) reduzindo o pH e consequentemente a volatilização,
como mostra Mackenzie e Tomar (1987), os quais observaram um rápido decréscimo nas
perdas de N-NH3 quando o pH do efluente tende a ficar abaixo da neutralidade.
Figura 48 - Comportamento do NT ao longo da Pesquisa – 1ª ETAPA
1ª ETAPA: Nitrogênio Total (mg/L)
44
42
40
36
Min-Max
34
32
30
Média
Nitrogenio Total (mg/L)
38
28
26
24
Fonte: Autor (2014).
R3 - 40,00m
R3 - 20,00m
R3 - 10,00m
R3 - 0,00m
R2 - 30,00m
R2 - 20,00m
R2 - 10,00m
R2 - 0,00m
R1 - 30,00m
R1- 20,00m
R1 - 10,00m
R1 - 0,00m
20
NT Afluente
22
5
Fonte: Autor (2014).
R3 - 40,00m
R3 - 20,00m
R3 - 10,00m
R3 - 0,00m
R2 - 30,00m
R2 - 20,00m
R2 - 10,00m
R2 - 0,00m
R1 - 30,00m
R1- 20,00m
R1 - 10,00m
R1 - 0,00m
NT Efluente (FA)
NT Efluente (FS)
15
Média
25
Min-Max
R3 - 40,00m
R3 - 20,00m
R3 - 10,00m
R3 - 0,00m
R2 - 30,00m
R2 - 20,00m
R2 - 10,00m
R2 - 0,00m
R1 - 30,00m
R1- 20,00m
R1 - 10,00m
R1 - 0,00m
NT Afluente
20
NT Afluente
Nitrogênio Total (mg/L)
Nitrogênio Total (mg/L)
28
26
Média
34
32
Min-Max
144
Figura 49 - Comportamento do NT ao longo da Pesquisa – 2ª ETAPA
46
2ª ETAPA: Nitrogênio Total (mg/L)
44
42
40
38
36
30
24
22
Fonte: Autor (2014).
Figura 50 - Comportamento do NT ao longo da Pesquisa – 3ª ETAPA
50
3ª ETAPA: Nitrogênio Total (mg/L)
45
40
35
30
20
10
145
O caso acima referido não ocorreu em qualquer das Etapas, pois, em todas, o pH
foi crescente ao longo do tratamento. Embora a 1ª Etapa tenha sido a mais deficiente em
termos de remoção de nutrientes, todas elas apresentaram eficiências dentro da faixa citada na
literatura, que é de < 65% quando o pós-tratamento é feito por meio de escoamento superficial
(VON SPERLING, 2005). As eficiências máximas foram alcançadas nas rampas de 8%, com
taxas de escoamento de 0,30m³/h.m e 0,40m³/h.m e percentuais de 45,19% e 56,10% e
concentrações de 23,20mg/L e 17,69mg/L, respectivamente. Todavia, é importante salientar
que também os efluentes das fossas sépticas usadas na 2ª e 3ª Etapa alcançaram 28,84%;
19,02% e concentrações de 30,12mg/L e 32,57mg/L e os filtros anaeróbios, eficiências de
40,00% e concentração de 24,13mg/L na 3ª Etapa. Estes valores também se encontram
coerente com os citados por von Sperling (2005).
Nascimento (2012) encontrou valores próximos, utilizando rampas de escoamento
superficial com declividades de 2%, 4% e 6% e as mesmas taxas de aplicação, alcançando as
maiores eficiências nos comprimentos finais de cada rampa, o que corrobora aqui com
resultados próximos da pesquisa, diferindo apenas no pré-tratamento, em que foi usada a
técnica das lagoas de estabilização.
Os valores encontrados nesta pesquisa para eficiência, que foi de 56,10%, estão
muito próximos aos citados por Loures (2002). Esta autora afirma que Campos (1999) obteve
valores no intervalo de 60-90% e, no sistema de tratamento de efluente de lagoas, em Utica,
Mississipi, EUA, a eficiência de remoção de nitrogênio diminuiu de 90%, nos meses de
primavera e verão, para menos de 80%, durante o inverno. E, em outro sistema de tratamento
primário e secundário em Hanover, New Hampshire, EUA, essa eficiência baixou para cerca
de 30% durante o inverno. A mesma eficiência foi alcançada na 1ª Etapa desta pesquisa, com
remoção máxima, entre as três rampas, de 40,05%, realizada durante o inverno potiguar
(janeiro a julho).
Endossando a mesma justificativa feita por Fonseca (2007), esta divergência de
resultados quanto à reduzida eficiência de remoção de nitrogênio pode ser atribuída às
condições edafoclimáticas diferentes de cada região. As baixas temperaturas no município de
Santa Maria/RN podem ter contribuído para a diminuição da taxa biológica de nitrificaçãodesnitrificação, bem como para a redução da absorção de nitrogênio pela planta (palmas
forrageiras), devido à redução no desenvolvimento vegetativo da cultura.
146
Figura 51 - Evolução da eficiência na remoção de NT na 1,ª 2ª e 3ª ETAPA
NT - Evolução da eficiência
Eficiência (%)
45%
40%
35%
30%
25%
20%
15%
10%
5%
0%
EB
10m
20m
30m - 40m
NT (Rampa 01)
0%
24,91%
33,48%
39,14%
NT (Rampa 02)
0,00%
25,18%
33,65%
39,26%
NT (Rampa 03)
0,00%
25,78%
34,03%
40,05%
Pontos avaliados - q=0,20m³/h.m
Eficiência (%)
NT - Evolução da eficiência
50%
40%
30%
20%
10%
0%
EB
EFS
10m
20m
30m - 40m
NT (Rampa 01)
0%
28,84%
33,78%
42,12%
44,83%
NT (Rampa 02)
0%
28,84%
33,75%
44,08%
45,05%
NT (Rampa 03)
0%
28,84%
36,19%
44,15%
45,19%
Pontos avaliados - q= 0,30m³/h.m
Eficiência (%)
NT - Evolução da eficiência
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%
EB
EFS
EFA
10m
20m
30m - 40m
NT (Rampa 01)
0%
19,02%
40,00%
47,06%
53,25%
54,13%
NT (Rampa 02)
0%
19,02%
40,00%
47,33%
53,87%
54,50%
0%
19,02%
40,00%
48,50%
55,51%
56,10%
NT ( Rampa 03)
Pontos avaliados - q= 0,40m³/h.m
Fonte: Autor (2014).
147
O valor médio máximo encontrado na 3ª Etapa, com taxa de aplicação de
0,40m³/h.m e declividade de 8%, que foi de 56,10% e uma concentração média final de
17,69mg/L, foi inferior a 30,00mg/L, valor recomendado por Metcalf e Eddy (2003). Todavia,
se o efluente for lançado em corpos hídricos, haverá uma diminuta possibilidade de contribuir
para o crescimento de algas e, consequentemente, propiciar a eutrofização do corpo receptor.
Neste caso, para momentos pontuais, o sistema é eficiente em atender às recomendações de
Metcalf e Eddy (2003).
Avaliando-se a Figura 51, verifica-se que há uma tendência de a eficiência de
remoção de nitrogênio aumentar com o comprimento da faixa de tratamento. Faixas maiores
poderiam remover maior quantidade de N da água residuária.
Nota-se ainda que as concentrações no líquido percolado, nas parcelas irrigadas
com efluente, foram bem próximas, aumentando a eficiência no decorrer das rampas de
escoamento e diminuindo sua concentração. Em todas as amostras, a concentração esteve
acima do esperado para tratamento de esgotos no solo, que é de 8 mg/L, segundo USEPA
(1981). Todos esses valores ultrapassaram o limite de 10mg/L, o que pode indicar a presença
de nitrato, com concentrações acima da permitida pelos padrões de potabilidade da água. Vale
também ressaltar que em nenhuma situação os valores médios estiveram acima do limite
estipulado pela CONAMA 357 (2005) para o lançamento em um corpo hídrico, cujo valor é
de 20,0 mg/L em termos de N – NH4.
5.3.6 – Fósforo Total
Os efluentes brutos apresentaram concentração média de fósforo de 8,62mg/L;
8,39mg/L e 8,08mg/L, sendo estes valores correspondentes a cada uma das etapas da
pesquisa, ou seja, referentes à 1ª, 2ª e 3ª etapa, conforme detalham as Tabelas de 15 a 17 e as
Figuras de 52 a 54, acerca do comportamento do fósforo total ao longo de cada etapa de
tratamento. Essas concentrações encontram-se dentro dos valores citados pela literatura para o
parâmetro de fósforo. Não houve, aqui, as análises da série de fósforo. A pesquisa reportou-se
apenas às análises das concentrações e eficiências das modalidades de tratamento referentes
ao fósforo total.
A remoção de fósforo pode atingir valores na ordem de até 40% de eficiência
nesta modalidade de tratamento. O seu processo envolve diversos mecanismos, como
adsorção por hidróxidos de ferro e alumínio e minerais argilosos; precipitação química, com
alumínio, ferro e sob a forma de fosfato de cálcio; imobilização na forma de compostos
148
orgânicos na camada de lodo biológico; e utilização pela gramínea e/outro vegetal em seu
metabolismo. Observa-se que uma maior frequência no corte da vegetação aumenta a
quantidade de remoção de fósforo total. Esse fósforo é utilizado pela planta no seu
metabolismo de crescimento, indicando que a remoção de nutrientes está ligada diretamente
com a remoção de massa vegetal do sistema de tratamento (NOUR, 1996).
Nas 3 (três) Etapas da pesquisa, as eficiências de fósforo no efluente final de cada
rampa com declividades de 2%, 4% e 8% e taxas de aplicação de 0,20m³/h.m; 0,30m³/h.m e
0,40m³/h.m, foram de 7,19%; 18,01% e 25,94% e concentrações de 8,00mg/L; 6,87mg/L e
5,98mg/L, respectivamente, conforme detalha a Figura 55. Tais valores estão dentro da faixa
comumente encontrada para a remoção de fósforo na referida modalidade de tratamento,
conforme citam Von Sperling (2005) e Nour (1996).
Embora o cultivo das palmas forrageiras nas rampas de escoamento superficial
não tenha apresentado melhores resultados, uma vez que a eficiência máxima alcançada foi de
25,94%, isto pode ser justificado pelo curto período de cultivo - 6 meses/etapa - e pela
necessidade de cortes da vegetação, que foram realizados nas últimas semanas de cada
período/etapa, salientando-se que, no período final de cada etapa, as palmas estavam em
processo de crescimento acelerado, o que provavelmente terminou por inibir as outras fases
de crescimento do vegetal e consequentemente a remoção de nutrientes.
Figura 52 - Comportamento do PT (Fósforo Total) ao longo da Pesquisa – 1ª ETAPA
1ª ETAPA: Fósforo Total (mg/L)
9.5
9
Min-Max
8
7.5
7
6.5
Média
Fósforo Total (mg/L)
8.5
6
Fonte: Autor (2014).
R3 - 40,00m
R3 - 20,00m
R3 - 10,00m
R3 - 0,00m
R2 - 30,00m
R2 - 20,00m
R2 - 10,00m
R2 - 0,00m
R1 - 30,00m
R1- 20,00m
R1 - 10,00m
R1 - 0,00m
5
PT Afluente
5.5
3
Fonte: Autor (2014).
R3 - 40,00m
R3 - 20,00m
R3 - 10,00m
R3 - 0,00m
R2 - 30,00m
R2 - 20,00m
R2 - 10,00m
R2 - 0,00m
R1 - 30,00m
R1- 20,00m
R1 - 10,00m
R1 - 0,00m
PT Efluente (FA)
PT Efluente (FS)
5
Média
6
Min-Max
R3 - 40,00m
R3 - 20,00m
R3 - 10,00m
R3 - 0,00m
R2 - 30,00m
R2 - 20,00m
R2 - 10,00m
R2 - 0,00m
R1 - 30,00m
R1- 20,00m
R1 - 10,00m
R1 - 0,00m
PT Afluente
4.5
PT Afluente
Fósforo Total (mg/L)
6
Média
Fósforo Total (mg/L)
7
Min-Max
149
Figura 53 - Comportamento do PT (Fósforo Total) ao longo da Pesquisa – 2ª ETAPA
9.5
2ª ETAPA: Fósforo Total (mg/L)
9
8.5
8
7.5
6.5
5.5
5
Fonte: Autor (2014).
Figura 54 - Comportamento do PT (Fósforo Total) ao longo da Pesquisa – 3ª ETAPA
10
3ª ETAPA: Fósforo Total (mg/L)
9
8
7
4
150
Figura 55 - Evolução da eficiência na remoção de PT (Fósforo Total) - 1,ª 2ª e 3ª ETAPA
Eficiência (%)
PT - Evolução da eficiência
8%
7%
6%
5%
4%
3%
2%
1%
0%
EB
10m
20m
30m - 40m
PT (Rampa 01)
0%
3,59%
4,87%
5,22%
PT (Rampa 02)
0%
3,71%
5,22%
5,68%
PT (Rampa (03)
0%
3,82%
5,45%
7,19%
Pontos avaliados - q= 0,20m³/h.m
PT - Evolução da eficiência
Eficiência (%)
20%
15%
10%
5%
0%
EB
EFS
10m
20m
30m - 40m
PT (Rampa 01)
0%
15,43%
16,85%
17,85%
17,98%
PT (Rampa 02)
0%
15,43%
16,75%
17,70%
17,91%
PT (Rampa 03)
0%
15,43%
16,73%
17,60%
18,01%
Pontos avaliados - q=0,30m³/h.m
PT - Evolução da eficiência
30%
Eficiência (%)
25%
20%
15%
10%
5%
0%
EB
EFS
EFA
10m
20m
30m - 40m
PT (Ramap 01)
0%
16,05%
18,98%
22,00%
24,30%
24,70%
PT (Ramap 02)
0%
16,05%
18,98%
22,40%
24,75%
25,03%
PT (Rampa 03)
0%
16,05%
18,98%
22,80%
25,07%
25,94%
Pontos avaliados - q= 0,40m³/h.m
Fonte: Autor (2014).
151
Fonseca (2007), estudando essa mesma técnica de tratamento, porém com taxa de
aplicação de 0,48m³/h.m, com rampa de 18,00m de comprimento e declividade de 2%,
cultivado com capim “Tifton 85” (Cynodon spp.), obteve 10,4% de eficiência para fósforo
total - inferior ao encontrado nesta pesquisa para a taxa de aplicação máxima de 0,40m³/h.m,
com a mesma declividade - 24,30%, para um comprimento de 20,00m.
Wightman et al. (1983) encontraram valores de remoção do fósforo total de 20 a
23%, próximo aos encontrados nesta pesquisa, embora estes autores tenham usado taxas de
aplicação de 0,95m³/h.m em faixas com comprimento de 36,50m e declividades de 2% - 3%.
Para a taxa de 0,40m³/h.m e declividade de 2%, 4% e 8%, os valores mais altos de eficiência
para rampas de até 40,00m foram de 24,70%; 25,03% e 25,94%, todos superiores aos
encontrados pelos autores em foco.
Coraucci Filho (1991) registrou em seu experimento uma remoção de fósforo total
de 55%, referente a uma taxa de aplicação de 0,30m³/h.m para o primeiro ano, obtendo 50%
para o segundo e terceiro ano, usando faixa de 45,00m e declividade de 4%. Essa elevada
eficiência inicial é atribuída pelo autor ao calcário utilizado na época do plantio com grama, o
qual, depois de dissociado, formou com o fósforo compostos insolúveis na superfície do solo.
Estes valores encontrados pelo autor estão dentro do intervalo de 40-60%, apresentado por
EPA (1981), para a faixa de 45,00m.
Avaliando-se o comportamento das Figuras de 52 a 54, verifica-se que há uma
tendência de a eficiência de remoção de fósforo aumentar com o comprimento da faixa de
tratamento. Ressalta-se que a aplicação contínua de esgoto proporcionou o acúmulo de
fósforo no solo da faixa, principalmente nos primeiros 3m.
5.3.7 – Condutividade Elétrica
As condutividades elétricas encontradas nos esgotos brutos foram 727,79 µS/cm;
791,70µS/cm e 686,75µS/cm referentes à 1ª, 2ª e 3ª etapa, com taxas de aplicação de
0,20m³/h.m; 0,30m³/h.m e 0,40m³/h.m, respectivamente, conforme detalham as Tabelas de 15
a 17, e as Figuras de 56 a 58 mostram o comportamento da condutividade ao longo de todo o
processo de tratamento referente às Etapas avaliadas.
Na 1ª Etapa, houve uma queda de 11,51%; 11,78% e 12,19% na CE no efluente
das rampas com declividades de 2%, 4% e 8%, quando comparadas ao afluente,
correspondentes às concentrações finais de 644µS/cm; 642µS/cm e 639,04µS/cm ao longo
das faixas (rampas) de até 40,00m, respectivamente (Tabelas de 15 a 17).
152
De acordo com este resultado, o esgoto antes e depois do tratamento pode ser
classificado como água com salinidade média – C2 (CE entre 250 e 750 µS/cm, a 25ºC),
podendo ser utilizado na fertirrigação de culturas com moderada tolerância aos sais, na
maioria dos casos sem práticas especiais de controle da salinidade (BERNARDO et al.,
2006). A Figura 59 mostra o comportamento da CE ao longo das rampas de escoamento
superficial para a 1ª Etapa, observando-se que a CE em algumas amostras tendeu,
inicialmente, nos primeiros 10m, a aumentar e, posteriormente, a diminuir até o comprimento
final (30m-40m). Esse fato deve-se à retenção de íons no solo (Tabela 15) e, provavelmente, à
absorção pelas plantas (palmas forrageiras).
Na 2ª Etapa, as quedas foram menores, quando comparadas com a 1ª e 3ª Etapa,
salientando-se que a taxa aplicada em todas as três rampas foi de 0,30m³/h.m e que a
declividade foi a mesma nas três etapas. A queda maior foi verificada na rampa 3, chegando a
8,95% e com concentração de 720,83 µS/cm. O esgoto afluente teve a maior concentração das
três etapas; uma das causas pode ter sido o reduzido consumo per capita do período
monitorado e as longas estiagens ocorridas.
Figura 56 - Comportamento da CE ao longo da Pesquisa – 1ª ETAPA
1ª ETAPA: Condutividade Elétrica (CE) (S/cm)
840
800
Min-Max
780
760
740
Média
Condutividade Elétrica (CE) (S/cm)
820
720
Fonte: Autor (2014).
R3 - 40,00m
R3 - 20,00m
R3 - 10,00m
R3 - 0,00m
R2 - 30,00m
R2 - 20,00m
R2 - 10,00m
R2 - 0,00m
R1 - 30,00m
R1- 20,00m
R1 - 10,00m
R1 - 0,00m
680
CE Afluente
700
450
Fonte: Autor (2014).
R3 - 40,00m
R3 - 20,00m
R3 - 10,00m
R3 - 0,00m
R2 - 30,00m
R2 - 20,00m
R2 - 10,00m
R2 - 0,00m
R1 - 30,00m
R1- 20,00m
R1 - 10,00m
R1 - 0,00m
CE Efluente (FA)
CE Efluente (FS)
550
Média
650
600
Min-Max
R3 - 40,00m
R3 - 20,00m
R3 - 10,00m
R3 - 0,00m
R2 - 30,00m
R2 - 20,00m
R2 - 10,00m
R2 - 0,00m
R1 - 30,00m
R1- 20,00m
R1 - 10,00m
R1 - 0,00m
CE Afluente
680
CE Afluente
Condutividade Elétrica (CE) ( S/cm)
Condutividade Elétrica (CE) (S/cm)
740
720
Média
760
Min-Max
153
Figura 57 - Comportamento da CE ao longo da Pesquisa – 2ª ETAPA
840
2ª ETAPA: Condutividade Elétrica (CE) (S/cm)
820
800
780
700
Fonte: Autor (2014).
Figura 58 - Comportamento da CE ao longo da Pesquisa – 3ª ETAPA
3ª ETAPA: Condutividade Elétrica (CE) ( S/cm)
850
800
750
700
500
154
Quando se compara o esgoto bruto com o esgoto pré-tratado, referente às
concentrações 791,70µS/cm e 720,83µS/cm ao longo da faixa (rampa) de até 40,00m
respectivamente (Tabelas de 15 a 17), encontram-se valores médios, cuja classificação depois
do tratamento, usando-se o parâmetro de condutividade elétrica, é a de esgotos com salinidade
baixa (CE< 750 µS/cm), segundo Santos e Franca (2007). Esse tipo de esgoto pode ser
utilizado na fertirrigação de culturas com moderada tolerância aos sais, na maioria dos casos,
sem práticas especiais de controle da salinidade (BERNARDO et al., 2006).
Figura 59 - Evolução da eficiência e concentrações de CE - 1ª ETAPA
CE -Evolução da eficiência
40%
12,19%
35%
9,72%
Eficiência (%)
30%
11,78%
25%
6,14%
20%
15%
5,74%
10%
5,74%
5%
9,36%
CE (Rampa 03)
11,51%
CE (Rampa 02)
9,03%
CE (Rampa 01)
0%
0%
EB
10m
20m
30m-40m
Pontos monitorados - q = 0,20m³/h.m
CE (µS/cm)
CE - Evolução das Concentrações
740,00
720,00
700,00
680,00
660,00
640,00
620,00
600,00
580,00
EB
10m
20m
30m-40m
CE (Rampa 01)
727,79
686,00
662,00
644,00
CE (Rampa 02)
727,79
686,00
659,60
642,00
CE (Rampa 03)
727,79
683,08
657,04
639,04
Pontos monitorados - q = 0,20m³/h.m
Fonte: Autor (2014).
155
A Figura 60 detalha o comportamento da redução da CE e suas respectivas
concentrações ao longo do tratamento, na 2ª ETAPA, e a Figura 61 mostra esse
comportamento para a 3ª ETAPA.
Figura 60 - Evolução da eficiência e concentrações de CE - 2ª ETAPA
CE - Evolução da eficiência
30%
8,95%
Eficiência (%)
25%
20%
8,44%
15%
4,63%
10%
3,95%
5%
3,76%
4,14%
10m
20m
0%
CE (Rampa 03)
4,05%
3,60%
CE (Rampa 02)
8,00%
CE (Rampa 01)
1,29%
0%
EB
EFS
30m-40m
Pontos monitorados - q= 0,30 m³/h.m
CE - Evolução das concentrações
800,00
CE (µS/cm)
780,00
760,00
740,00
720,00
700,00
680,00
EB
EFS
10m
20m
30m-40m
CE (Rampa 01)
791,70
781,45
761,87
758,87
728,33
CE (Rampa 02)
791,70
781,45
760,40
755,00
724,83
CE (Rampa 03)
791,70
781,45
763,12
759,58
720,83
Pontos monitorados - q= 0,30m³/h.m
Fonte: Autor (2014).
156
Figura 61 - Evolução da eficiência e concentrações de CE - 3ª ETAPA
Fonte: Autor (2014).
A 3ª Etapa teve um efluente final com a mesma classificação da 1ª Etapa. Houve
uma queda de 14,82%; 17,21% e 22,20% na CE no efluente das rampas com declividades de
2%, 4% e 8%, quando comparadas ao afluente correspondente às concentrações finais de
584,91µS/cm; 568,56µS/cm e 534,29 µS/cm, ao longo das faixas (rampas) de até 40,00m,
157
respectivamente (Tabelas de 15 a 17), para um esgoto bruto com 686,75 µS/cm e taxa de
aplicação de 0,40m³/h.m. Como na 1ª Etapa, o esgoto depois do tratamento pode ser
classificado como “água com salinidade baixa” (CE < 750 µS/cm), podendo ser utilizado na
fertirrigação de culturas com moderada tolerância aos sais, na maioria dos casos sem práticas
especiais de controle da salinidade (BERNARDO et al., 2006).
A Figura 61 mostra o comportamento da CE ao longo das rampas de escoamento
superficial. É visto que a CE em algumas amostras tendeu, inicialmente, nos primeiros 10m, a
aumentar, e, posteriormente, a diminuir até o comprimento final (30m-40m). Esse fato devese à retenção de íons no solo (Tabela 17) e, provavelmente, à absorção pelas plantas (palmas
forrageiras).
5.4 – PARÂMETROS MORFOMÉTRICOS DA PALMA FORRAGEIRA
Diversos autores avaliaram a morfometria da planta de palma forrageira em
diferentes situações de adubação e combinações de espaçamentos. Na presente revisão,
contudo, não constam trabalhos exclusivamente com fertirrigação com efluentes domésticos,
o que determinou fazerem-se as comparações com os dados que mais se aproximam da
realidade estudada neste trabalho.
5.4.1 - Número de cladódios por planta
Para número de cladódios por planta avaliados aos 105 DAP e 210 DAP, em
palma forrageira, ocorreu interação (P<0,05) entre espaçamentos de plantio utilizado e as
taxas de aplicação adotadas para cada uma das etapas estudadas. Os resultados são
apresentados na Tabela 19 e na Figura 62. O número médio de cladódios por planta foi de
3,21 e 3,91, para os períodos 105 DAP e 210 DAP, respectivamente. O espaçamento utilizado
em todas as etapas foi de (1,00 x 1,00)m.
158
Tabela 19 – Número de cladódios por planta de palma forrageira, aos 105 e 210 dias
após o plantio, em função das diferentes taxas de aplicação nas três Etapas estudadas
105 DAP
210 DAP
Taxas de aplicação
Taxas de aplicação
Média
(m³/h.m)
(m³/h.m)
ETAPAS 0,20 0,30 0,40
Média
ETAPAS
0,20 0,30 0,40
Número de
Número de
cladódios/planta
cladódios/planta
3,53
2% 3,30a 3,50a 3,80a
2% 4,08a 4,15a 4,25a
4,16
I 4% 2,98a 3,20a 3,40a
I
3,19
4% 3,95a 4,05a 4,10a
4,03
3,15
8% 3,05a 3,10a 3,30a
8% 3,45a 3,65a 3,98a
3,82
3,30
2% 3,20a 3,40a 3,30a
2% 4,05a 4,08a 4,11a
4,08
II 4% 3,10a 3,20a 3,25a
II
3,18
4% 3,87a 3,90a 4,05a
3,94
2,98
8% 2,95a 2,97a 3,01a
8% 3,40a 3,55a 3,68a
3,54
3,27
2% 3,10a 3,30a 3,40ab
2% 4,07a 4,09a 4,10a
4,09
III 4% 3,08a 3,15a 3,25a
III
3,16
4% 3,85a 3,95b 4,03a
3,94
3,11
8% 3,01a 3,10b 3,21a
8% 3,50ab 3,75a 3,95a
3,73
Média
Média
3,09 3,21 3,32
3,21
3,80 3,91
4,03
3,91
CV (%)
18,64
CV (%)
18,15
Médias seguidas da mesma letra minúscula na coluna não diferem significativamente entre si,
pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade. CV – coeficiente de variação. DAP – Dias Após o
Plantio. Fonte: Autor (2014).
As maiores médias de número de cladódios, para os ciclos de 105 DAP e 210
DAP, foram 3,80 e 4,25, respectivamente, sendo encontradas ambas na 1ª Etapa, cuja taxa de
aplicação foi de 0,40m³/h.m e cuja rampa apresentava declividade de 2%. É visível na Tabela
18 que as maiores concentrações médias do número de cladódios surgiram na 1ª etapa de cada
ciclo avaliado - as etapas seguintes apresentaram números timidamente menores que o
apresentado na 1ª Etapa. A melhor eficiência apresentada nesta pode ser decorrente da
elevada concentração de nutrientes, uma vez que o efluente é oriundo de esgoto bruto e
características predominantemente domésticas e também da pequena declividade, o que
poderia ter contribuído para uma melhor infiltração do efluente no solo, incorporando-o na
vegetação.
Andrade (2009), estudando a evolução do crescimento da palma forrageira
(Opuntia ficus), com diferentes espaçamentos e usando adubação do solo com farinha de osso,
no município de Teixeiras/PB, e declividade de 15%, encontrou para os mesmos períodos
avaliados valores médios de números de cladódios por planta de 4,13 a 4,74.
Dubeux Junior et al. (2006) verificaram influência dos espaçamentos, com
redução no número de cladódios por planta, no plantio mais adensado de palma forrageira.
159
Esses resultados diferem dos encontrados no presente trabalho, pois, apesar de não haver
adensamento de plantas, todas as etapas apresentavam os mesmos espaçamentos. O número
médio pequeno de cladódios poderá ser também decorrente do curto período de cultivo, que
foi de 7 (sete) meses para cada uma das três Etapas.
Almeida (2011) encontrou para a palma gigante aos 24 meses de idade, no
espaçamento de 1,0 x 0,25 m, sem adubação e com 30 mg ha-1 ano-1 de esterco bovino, o
número médio de 12,5 e 16 cladódios por planta, respectivamente.
Peixoto (2009) encontrou 11,6 cladódios por planta de “cv. Gigante”, aos 720
DAP, utilizando adubação orgânica de 30 mg ha-1 ano-1 e plantio no espaçamento de 1,0 x 0,5
m, e, 8,9 cladódios por planta, nas mesmas condições, porém sem adubação.
Donato (2011), estudando as características morfológicas da palma forrageira sob
diferentes espaçamentos e doses de esterco em Guanambi/BA, encontrou para 30 mg ha-1 ano1
e espaçamento de (1,00 x 0,50)m, 25,3 cladódios, em avaliação realizada aos 600 DAP,
quantidade 118% superior aos resultados de Peixoto (2009).
Amorim (2011), cultivando variedades de palmas forrageiras no espaçamento
(1,00 x 0,50)m, com uso de calcário dolomítico encontrou 2,5 cladódios na avaliação aos 600
DAP, valor este inferior ao encontrado por Donato (2001), usando o mesmo espaçamento e
doses de esterco.
Silva (2012), cultivando a palma “cv. Gigante”, com espaçamento de (1,00 x
0,50)m e adubo químico tipo NPK, encontrou aos 620DAP, 13 cladódios.
Cortazar e Nobel (1991), em trabalho realizado no Chile, em condições de
pluviosidade média de 330 mm ano-1, encontraram 3,5 cladódios por planta aos 450 DAP,
com população de 60.000 plantas ha-1 e adubação com biofertilizante proveniente de guano e
atum, na dose de 60 mg ha-1. Apesar de não terem sido obtidas diferenças para a quantidade
de cladódios entre as doses de biofertilizantes aplicadas - 0; 15; 30; 45 e 60 mg ha-1 -, foi
observado pelos autores um incremento de 13% no número de cladódios por planta. Neste
caso, o que se observa é que haverá aumento do número de cladódios em função da adubação
e decréscimo na quantidade de cladódios com o aumento da população de plantas, decorrentes
do espaçamento adotado.
160
Figura 62 – Média do número de cladódios por planta de palma forrageira, aos 105 DAP
e 210 DAP, cultivada sob o único espaçamento (1,00 x 1,00)m e nas diferentes taxas de
aplicação.
Fonte: Autor (2014).
O número médio de cladódios da palma forrageira variou de maneira linear
crescente em função das diferentes taxas de aplicação aplicadas nas rampas de escoamento
superficial e no único espaçamento adotado (1,00 x 1,00)m, conforme mostra a Figura 62.
Ocorreu interação P<0,05, entre o espaçamento de plantio e as taxas de aplicação usadas. O
161
número de cladódios aumenta com o aumento das taxas de aplicação, sendo esse incremento
diferente entre o espaçamento testado.
5.4.2 - Comprimento do cladódio
Para o comprimento médio do cladódio avaliado aos 105 DAP e 210 DAP, em
palma forrageira, não houve diferenças entre o espaçamento de plantio utilizado, uma vez que
o espaçamento adotado foi único - (1,00x1,00)m -, mas houve entre as taxas de aplicação dos
efluentes no solo (P<0,05), conforme detalham a Tabela 20 e a Figura 63. Para Silva (2009), o
comprimento do cladódio é maior em cladódio primário e decresce em função do
aparecimento de outras ordens de cladódios.
Tabela 20 – Valores médios de comprimento (cm) dos cladódios durante o período
experimental, aos 105 e 210 dias após o plantio, em função das diferentes taxas de
aplicação nas três Etapas estudadas.
105 DAP
210 DAP
Taxas de aplicação
Taxas de aplicação
(m³/h.m)
(m³/h.m)
ETAPAS 0,20
0,30
0,40 Média ETAPAS 0,20
0,30
0,40 Média
Comprimento médio de
Comprimento médiode
cladódios/planta
cladódios/planta
2% 19,32a 21,21a 20,45a 20,32
2% 23,31a
22,45a 21,18a 22,31
I 4% 22,45a 20,43a 22,14a 21,67 I 4% 22,56a 25,18ab 23,15a 23,63
8% 18,45a 21,89b 22,55b 20,96
8% 21,98a
20,45a 24,54a 22,32
18,45a
19,48a
20,21a
2%
2% 23,56a
23,18a 23,07ab 23,27
19,38
II 4% 21,22a 19,76b 20,15a 20,37 II 4% 24,18a
24,56 25,98a 24,90
8% 17,48a 20,05a 18,45a 18,66
8% 23,45a
23,58 23,85a 23,62
2% 20,15ab 21,40a 20,56a 20,70
2% 23,49a
23,60a 25,06a 24,05
III 4% 18,97ab 19,50a 19,75a 19,40 III 4% 22,58a
25,05a 24,98a 24,20
8% 20,43a 19,30ab 18,77a 19,50
8% 24,18a
25,34a 23,64a 24,38
Média
Média
19,65
20,33 20,33 20,10
23,25
23,71
23,93 23,63
CV (%)
7,36
CV (%)
7,99
Médias seguidas da mesma letra minúscula na coluna não diferem significativamente entre si,
pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade. CV – coeficiente de variação. DAP – Dias Após o
Plantio. Fonte: Autor (2014).
Os resultados obtidos para os valores médios de comprimento dos cladódios da
palma forrageira durante o período experimental são apresentados na Tabela 20. A análise de
variância revelou efeito não significativo (F > 0,05) entre os tratamentos pelo teste. A média
geral dos tratamentos para comprimento dos cladódios foi de 20,10cm e 23,93cm aos 105
162
DAP e 210 DAP (Tabela 20). Pode-se observar nessa Tabela que o comprimento dos
cladódios tiveram uma tendência de crescimento crescente, na medida em que houve as
mudanças de taxas de aplicação. Como a pesquisa foi desenvolvida em 3 (três) Etapas, com
efluentes oriundos de pré-tratamentos diferenciados, não houve valores médios distantes das
taxas de aplicação adotadas (0,20m³/h.m; 0,30m³/h.m e 0,40m³/h.m). Somente na taxa de
0,20m³/h.m aos 105 DAP foi que o valor médio encontrado de 19,65cm ficou abaixo das taxas
seguintes - 20,33cm.
O comprimento do cladódio é uma característica pouco influenciada pelo manejo,
mas dependente do genótipo (Mondragón e Gonzáles, 2001). Nos estudos de Peixoto (2009),
em plantas adubadas com 20 mg ha-1 de esterco, o comprimento dos cladódios atingiu 29,2
cm, aos 720 DAP.
Ferreira et al. (2003) encontraram para a “cv. Gigante” valores médios de 33,6 cm
para comprimento do cladódio de 1ª, 2ª e 3ª ordem aos 720 DAP, cultivado no espaçamento
de (1,0 x 0,5) m. Aos 270 DAP, Teles et al. (2002) encontraram comprimento médio do
cladódio de 29,1 cm, em palma cultivada em vasos. Trabalhando com diferentes
espaçamentos de plantio e doses de farinha de osso, Andrade (2009) obteve na média geral do
experimento, aos 510 DAP, comprimento de 32,2 cm para a “cv. Gigante”, no Semiárido
Paraibano.
O comprimento dos cladódios de palma forrageira cultivada sob um único
espaçamento apresentou comportamento linear positivo em resposta às diferentes taxas de
aplicação adotadas nas rampas de escoamento superficial (Figura 63). Os valores de
comprimento do cladódio estão de acordo com a maioria das mensurações encontradas em
trabalhos realizados por outros autores (Leite, 2009; Peixoto, 2009; Ferreira et al., 2003; Teles
et al., 2002; Andrade, 2009). Apesar de ajustar uma equação de regressão linear para o
comprimento médio dos cladódios em função das taxas de aplicação aplicadas ao solo, o
coeficiente de determinação foi de média magnitude: 0,805 a 0,836.
Isto fica evidente quando se comparam os coeficientes de determinação estimados
para os modelos de regressão ajustados para as demais características morfométricas
avaliadas: 0,90 a 0,94, para altura da planta, e 0,91 a 0,96, para número de cladódios por
planta. Este resultado confirma o argumento de Mondragón e Gonzáles (2001) de que o
comprimento do cladódio, embora seja uma característica pouco influenciada pelo manejo, é
dependente do genótipo.
163
Figura 63 – Comprimento médio dos cladódios por planta de palma forrageira, aos 105
DAP e 210 DAP, cultivada sob o único espaçamento (1,00 x 1,00)m e nas diferentes taxas
de aplicação
Fonte: Autor (2014).
164
5.4.3. Largura do cladódio
A largura dos cladódios avaliada aos 105 DAP e 210 DAP, em palma forrageira,
não diferiu estatisticamente, a 5% de probabilidade, nem entre o espaçamento de plantio
utilizado, nem entre as taxas de aplicação aplicadas ao solo, e tampouco teve efeito de
interação entre os fatores estudados. A Tabela 21 sintetiza as informações.
Tabela 21 – Valores médios de largura (cm) dos cladódios durante o período experimental ,
aos 105 e 210 dias após o plantio, em função das diferentes taxas de aplicação nas três
Etapas estudadas
105 DAP
210 DAP
Taxas de aplicação
Taxas de aplicação
(m³/h.m)
(m³/h.m)
ETAPAS 0,20
0,30
0,40
Média ETAPAS 0,20
0,30
0,40 Média
Largura média de
Largura média de
cladódios/planta
cladódios/planta
2% 12,45b 12,05a 11,47ab 11,99
2% 14,23ab 13,29a 12,45a 13,32
I 4% 11,49a 12,69b 12,18a 12,12 I 4% 13,28a 12,97a 13,10a 13,11
8% 11,40a 11,58a 12,85b 11,94
8% 13,27a 13,2a9 12,45a 13,00
2% 12,46a 13,37b 12,19a 12,67
2% 13,55a 14,37ab 14,39a 14,10
II 4% 11,78a 12,09ab 13,05a 12,63 II 4% 12,35a 14,28a 15,37a 14,00
8% 13,05a 12,75a 12,50a 12,76
8% 13,36a 12,59a 13,48a 13,14
2% 12,56a 12,50a 13,39a 12,81
2% 13,59a 13,89a 14,25a 13,91
III 4% 12,39a 11,45a 12,37a 12,07 III 4% 12,38a 14,95a 14,90ab 14,07
8% 12,10a 12,39a 12,04a 12,17
8% 15,29a 13,21b 12,83a 13,77
Média
Média
12,18 12,31
12,44 12,31
13,47
13,64
13,69 13,60
CV (%)
7,85
CV (%)
7,37
Médias seguidas da mesma letra minúscula na coluna não diferem significativamente entre si,
pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade. CV – coeficiente de variação. DAP – Dias Após o
Plantio. Fonte: Autor (2014).
Aos 105 DAP e 210 DAP, a largura média dos cladódios foi de 12,31cm e
13,60cm, respectivamente. A largura dos cladódios se manteve praticamente constante,
independentemente das diferentes taxas de aplicação adotadas e do espaçamento utilizado
para plantio, que foi único para as três Etapas da pesquisa, ou seja, (1,00 x 1,00)m. A ausência
de diferenças entre os tratamentos testados, para a largura dos cladódios, evidencia a pouca
influência ambiental e de manejo sobre esta característica, pois, como afirmam Mondragón e
Gonzáles (2001), o tamanho dos cladódios é uma característica genética, sendo em menor
escala determinada pela posição de plantio e fertilidade do solo.
165
A média geral da largura do cladódio, de 12,31cm a 13,60cm, está de acordo com
dados encontrados por outros autores que trabalharam com a cultura determinando as suas
características morfométricas. Sales et al. (2006) comentam que, além da genética da planta,
as oscilações climáticas exercem influência na largura e no comprimento dos cladódios,
afetando, desse modo, a produção. Andrade (2009) mediu, aos 510 DAP, a largura média dos
cladódios e encontrou 17,4 cm para a “cv. Gigante”, adubada com doses de fósforo de 25; 34;
42 e 50 kg ha-1 de P e 40 mg ha-1 de esterco bovino.
Ferreira et al. (2003), para a mesma “cultivar”, obtiveram 18,3 cm, aos 720 DAP,
utilizando adubação orgânica e química conforme a análise de solo. Em casa de vegetação,
Teles et al. (2002) encontraram valor da ordem de 11,8 cm, aos 270 DAP. Nascimento
(2008), aos 330 DAP, obteve uma largura média dos cladódios de 15,6 cm em condições de
campo, com adubação fosfatada e orgânica. Pinto et al. (2002) encontraram uma largura
média dos cladódios de 16 cm e Peixoto (2009), de 14,1 e 11,8 cm para a “cv. Gigante”
adubada com esterco, na dose de 20 mg ha-1 e sem adubação, respectivamente, aos 720 DAP.
5.4.4. Espessura do cladódio
Ocorreu interação (P<0,05) entre o espaçamento de plantio utilizado e as taxas de
aplicação de efluentes aplicadas ao solo, para a espessura dos cladódios de palma forrageira,
avaliada aos 105 DAP e 210 DAP (Tabela 22 e Figura 64).
As espessuras médias dos cladódios encontradas foram de 12,70 mm e 16,55mm,
para os ciclos de 105 DAP e 210 DAP, avaliadas para o espaçamento único usado (1,00 x
1,00)m e as taxas de aplicação de efluentes variando de 0,20m³/h.m a 0,40m³/h.m. A maior
espessura de cladódio de palma forrageira, em valor médio, foi registrada na 3ª Etapa, com
esgotos oriundos de pré-tratamento por meio de fossas sépticas e filtros anaeróbios, sendo
13,58mm para taxa de aplicação de 0,40m³/h.m e declividade de 4% aos 105 DAP, e de
18,21mm, com taxa de aplicação de 0,40m³/h.m e declividade de 8% aos 210 DAP,
respectivamente, conforme detalha a Tabela 22.
É notório observar na Tabela 22 que a espessura dos cladódios foi semelhante
para as três taxas de aplicação de efluentes usadas na pesquisa (0,20m³/h.m; 0,30m³/h.m e
0,40m³/h.m). Pinto et al. (2002) mensuraram cerca de 237 cladódios provenientes de 17
plantas e obtiveram a espessura média de 2,5 cm.
Segundo Silva (2009), as maiores medidas de espessura ocorreram para os
cladódios primários (3,9 cm; 1,8 cm e 1,2 cm, para os da 1ª; 2ª e 3ª ordem), reduzindo-se com
166
a emissão de novas ordens de cladódios. Os maiores valores obtidos nos cladódios primários
são resultantes tanto da idade destes, já que são mais velhos e apresentam a função de
sustentação dos demais cladódios, flores e frutos, quanto do transporte de nutrientes e
substâncias orgânicas necessárias para a subsistência da planta.
Aos 510 DAP, Andrade (2009) encontrou espessura média de 2,7 cm; Nascimento
(2008), de 0,5 cm, aos 330 DAP; Teles et al. (2002), de 1,1 cm, aos 270 DAP, em casa de
vegetação; e Peixoto (2009), de 1,1 cm, trabalhando com adubação de 20 mg ha-1 de esterco e
0,7 cm sem adubação, e Leite (2009), de 2,3cm, aos 1000DAP.
Tabela 22 – Valores médios de espessura (mm) dos cladódios durante o período
experimental, aos 105 e 210 dias após o plantio, em função das diferentes taxas de
aplicação nas três Etapas estudadas
105 DAP
210 DAP
Taxas de aplicação
Taxas de aplicação
(m³/h.m)
(m³/h.m)
ETAPA
0,20
0,30
0,40 Média ETAPAS 0,20
0,30
0,40 Média
S
Espessura média de
Espessura média de
cladódios/planta
cladódios/planta
2% 12,04a 12,32a 12,45a 12,27
2% 17,30a
15,37a 15,88a 16,18
I 4% 12,45a 13,21a 13,39a 13,01 I 4% 15,39b 18,17ab 16,17a 16,57
8% 12,67a 13,05a 13,21a 12,97
8% 16,45a 14,36b 18,21a 16,34
2% 12,18a 12,39a 13,21a 12,59
2% 16,32a
18,15a 17,31a 17,26
II 4% 13,10a 11,25a 13,22a 12,52 II 4% 16,37a
17,35a 17,34a 17,02
8% 12,05a 13,69ab 12,87a 12,87
8% 17,39a
17,21a 17,29a 17,29
2% 12,11a 13,08a 12,45b 12,54
2% 15,99a
16,21a 16,41a 16,20
III 4% 11,45b 12,75b 13,58a 12,59 III 4% 15,90a
15,29a 16,25a 15,81
8% 12,59a 13,90a 12,50a 12,99
8% 17,25ab
16,44a 15,22a 16,30
Média
Média
12,29 12,84 12,98 12,70
16,48
16,50
16,67 16,55
CV (%)
14,10
CV (%)
12,05
Médias seguidas da mesma letra minúscula na coluna não diferem significativamente entre si,
pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade. CV – coeficiente de variação. DAP – Dias Após o
Plantio. Fonte: Autor (2014).
Ocorreu interação (P<0,05) entre o espaçamento de plantio e as taxas de aplicação
de efluentes (Figura 64). A espessura média dos cladódios de palma forrageira não variou em
função das diferentes taxas de aplicação de efluentes aplicadas ao solo, de forma linear
crescente, para o espaçamento único de plantio (1,0 x 1,0)m. O modelo ajustado estima que a
menor espessura dos cladódios foi de 12,29mm e de 16,48mm, correspondente às taxas de
aplicação de efluentes de 0,20m³/h.m, aplicadas ao solo, para o espaçamento (1,0 x1,0)m,
respectivamente (Figura 64).
167
Figura 64 – Espessura média dos cladódios por planta de palma forrageira, aos 105 DAP
e 210 DAP, cultivada sob o único espaçamento (1,00 x 1,00)m e nas diferentes taxas de
aplicação de efluentes
Fonte: Autor (2014).
168
5.4.5. Área do cladódio
A área dos cladódios avaliada aos 105 e 210 DAP, em palma forrageira, não
diferiu, a 5% de probabilidade, entre o espaçamento de plantio utilizado, que foi de (1,0 x
1,0)m, e nem nas diferentes taxas de aplicação de efluentes aplicadas ao solo (0,20m³/h.m;
0,30m³/h.m e 0,40m³/h.m). Tampouco teve efeito de interação entre os fatores estudados. A
área do cladódio foi estimada pela equação obtida por Pinto et al. (2002) e é dependente do
comprimento, da largura e do formato do cladódio. A Tabela 23 detalha a área média dos
cladódios por cada etapa e declividade adotadas na pesquisa.
Tabela 23 – Valores médios de área (cm²) dos cladódios durante o período experimental ,
aos 105 e 210 dias após o plantio, em função das diferentes taxas de aplicação nas três
Etapas estudadas
105 DAP
210 DAP
Taxas de aplicação (m³/h.m)
ETAPAS
0,2
0,3
0,4
Taxas de aplicação (m³/h.m)
Média
ETAPAS
Área média de
cladódios/planta
I
II
III
0,2
0,3
0,4
Média
Área média de
cladódios/planta
2%
258,67a
311,76a
289,81a
286,75
2%
376,55a
349,27a
310,87a
345,56
4%
349,27a
289,25a
339,69a
326,07
4%
352,70a
439,38a
371,39a
387,83
8%
235,90a
332,07a
352,39a
306,79
8%
334,80a
289,81a
417,33a
347,32
2%
235,90a
262,97a
283,05a
260,64
2%
384,67a
372,36a
368,83a
375,29
4%
312,05a
270,59a
281,37a
288,00
4%
405,18ab
418,01a
467,75a
430,31
8%
211,75a
278,59a
235,90a
242,08
8%
381,08a
385,32a
394,19a
386,87
2%
281,37a
317,37a
292,94a
297,23
2%
382,38a
385,97a
435,21a
401,19
4%
249,38a
263,51a
270,31a
261,07
4%
353,33a
434,86a
432,43a
406,87
8%
289,25b
258,14a
244,15a
263,85
8%
405,18a
444,99a
387,28a
412,48
269,28
287,14
287,74
281,39
375,10
391,11
398,37
388,19
Média
CV (%)
5,36
I
II
III
Média
CV (%)
5,99
Médias seguidas da mesma letra minúscula na coluna não diferem significativamente entre si,
pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade. CV – coeficiente de variação. DAP – Dias Após o
Plantio. Fonte: Autor (2014).
A área média dos cladódios foi de 281,39 e 388,19cm², aos 105 e 210 DAP,
respectivamente. Os cladódios atingiram uma maior área média nas palmas forrageiras com
taxas de aplicação de 0,40m³/h.m e declividades variando de 4% a 8%, cujos valores médios
encontrados foram de 352,39cm² e 467,75cm² aos 105 DAP e 210 DAP, respectivamente, e
plantadas no espaçamento de 1,00 x 1,00 m.
169
A área do cladódio é uma importante variável, pois, a partir dela, se pode estimar
o IAC - índice de área do cladódio -, que é a relação entre a área foliar da planta e a área de
solo ocupada por esta (m2 m-2). A área do cladódio é dependente de suas dimensões, largura,
comprimento e formato, medidas estas que são mais determinadas pelo genótipo, sofrendo
pouca interferência do ambiente e do manejo dispensado à cultura (Mondragón e Gonzáles,
2001). Isto justifica a não ocorrência de diferenças entre os tratamentos testados.
Para Viana et al. (2008), a área média dos cladódios da “cv. Gigante”, cultivada
no espaçamento de (1,0 x 0,5 m), espaçamento próximo ao adotado neste experimento, e
avaliada aos 1000 DAP, foi de 284,7 cm², com adubação orgânica, utilizando-se esterco
caprino na dose de 20 mg ha-1 e 230,1 cm², sem adubação.
Os autores concluíram que a área do cladódio aumenta em função do aumento da
disponibilidade de nutrientes no solo, proveniente da adubação. A área dos cladódios aos 330
DAP determinada por Oliveira Junior et al. (2009) para a palma forrageira “cultivar Italiana”,
plantada no espaçamento de 1,0 x 0,5 m, foi de 379 cm².
Teles et al. (2002) encontraram valores da ordem de 811,1 cm² para a área dos
cladódios em palma forrageira “cv. Gigante” cultivada em vasos, com espaçamento de 1,0 x
0,25 m, aos 270 DAP, os quais diferem muito do valor encontrado no presente trabalho 350,0 cm² - e nos demais trabalhos revisados. O que se conclui é que, quanto maior o
espaçamento adotado e maior disponibilidade de nutrientes ao solo, maiores são as áreas dos
cladódios cultivados.
5.4.6. Índice de área do cladódio
O índice de área de cladódio (IAC) avaliado aos 105 e 210 DAP, em palma
forrageira tipo Opuntia ficus, foi um índice dependente da interação entre espaçamento de
plantio utilizado e taxas de aplicação de efluentes ao solo (P<0,05). Os resultados são
apresentados na Tabela 24.
O IAC é fundamental na determinação da área fotossinteticamente ativa da planta,
pois indica a capacidade desta de interceptar a luz solar, para eficientemente transformá-la em
produção de matéria seca. A média de IAC encontrada foi de 1,88 e 2,59, aos 105 DAP e 210
DAP, respectivamente. A palma forrageira cultivada sob a taxa de aplicação de 0,40m³/h.m,
espaçamento de plantio (1,0 x 1,0) m, apresentou maior IAC, 2,35 e 3,12 em declividades de
4%, 8%, nas avaliações 105 e 210 DAP, respectivamente. O menor IAC foi detectado nas
170
taxas de aplicação menores: 0,20m³/h.m e 0,30m³/h.m e declividades de 8%, conforme
detalha a Tabela 24, para os valores de IAC de 1,41 e 1,93 para 105 e 210 DAP.
Segundo Nobel (2001), o IAC da ordem de 4 a 5 indica alto potencial de produção
de matéria seca por área. Cortazar et al. (2001) encontraram IAC da ordem de 4,7 a 7,4 para
áreas sem e com aplicação de biofertilizante (60 mg ha-1) proveniente de guano e atum,
atingindo produção de matéria seca de 18,0 e 19,9 mg ha-1, respectivamente; esses autores não
encontraram significância para IAC em relação às doses de biofertilizantes aplicadas, o que
difere dos dados aqui descritos.
Entretanto, diferenças entre taxas de aplicação e/ou doses de adubação e
espaçamentos para IAC, como registradas no presente trabalho, são esperadas. O IAC referese à área total de cladódios em relação à área ocupada pela planta no terreno. A área total de
cladódios considera a área do cladódio e o número de cladódio por planta. O crescimento, a
área foliar e a produção de qualquer espécie vegetal são influenciados pelas doses de
nitrogênio e fósforo aplicadas e pela interação entre esses nutrientes (Marschner, 1995;
Araújo e Machado, 2006).
Tabela 24 – Valores médios de IAC (Índice de Área dos Cladódios) durante o período
experimental, aos 105 e 210 dias após o plantio, em função das diferentes taxas de
aplicação nas três Etapas estudadas
105 DAP
210 DAP
Taxas de aplicação
Taxas de aplicação
(m³/h.m)
(m³/h.m)
ETAPAS
0,2
0,3
0,4
Média
ETAPAS
0,2
0,3
0,4
Média
IAC médio de
IAC médio de
cladódios/planta
cladódios/planta
2% 1,72a 2,08a 1,93a
2%
2,51a 2,33a 2,07a 2,30
1,91
I
I
4% 2,33a 1,93a 2,26a
4%
2,35a 2,93a 2,48a 2,59
2,17
8% 1,57b 2,21a 2,35a
8%
2,23b 1,93a 2,78a 2,32
2,05
2% 1,57b 1,75a 1,89a
2%
2,56a 2,48a 2,46b 2,50
1,74
II
4% 2,08a 1,80a 1,88a
II
4%
2,70a 2,79a 3,12a 2,87
1,92
8% 1,41a 1,86a 1,57a
8%
2,54a 2,57a 2,63a 2,58
1,61
2% 1,88a 2,12a 1,95a
2%
2,55a 2,57a 2,90a 2,67
1,98
III 4% 1,66a 1,76a 1,80b
4%
2,36a 2,90a 2,88a 2,71
1,74 III
8% 1,93a 1,72a 1,63a
8%
2,70a 2,97a 2,58a 2,75
1,76
Média
Média
1,80 1,91 1,92
1,88
2,50
2,61 2,66 2,59
CV (%)
8,75
CV (%)
8,98
Médias seguidas da mesma letra minúscula na coluna não diferem significativamente entre si,
pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade. CV – coeficiente de variação. DAP – Dias Após o
Plantio. Fonte: Autor (2014).
171
Como relatam Araújo e Machado (2006), pela importância nas reações
fotossintéticas e no metabolismo do carbono, processos estes fundamentais para a assimilação
do nitrogênio, este e o fósforo interagem de forma sinérgica, em que ambos os nutrientes, em
doses adequadas, promovem aumentos na produção vegetal maiores que aqueles obtidos com
aplicações de cada nutriente isoladamente.
Dubeux Junior et al. (2006) encontraram efeito para população de plantas e IAC,
quando estudaram densidades de 5.000 e 40.000 plantas ha-1, concluindo que, quanto maior a
população, maior o IAC. Nesse mesmo trabalho, os autores também encontraram efeito para
dose de fósforo e IAC, quando estudaram a população de 40.000 plantas ha-1, verificando que,
com a adubação fosfatada, houve incremento do IAC. Almeida (2011) encontrou IAC da
ordem de 4,1 trabalhando com 40.000 plantas ha-1, adubadas com adubo orgânico e químico,
aos 900 DAP. Alves et al. (2007) verificaram que, ao se conservarem os cladódios
secundários na época da colheita, uma maior produção de matéria seca foi obtida. Com uma
população de 5.000 plantas, a produção foi de 6,2 mg ha-1, preservando-se os cladódios
primários, e 13,3 mg ha-1, preservando-se os cladódios secundários. Isto, segundo esses
autores, deveu-se a um maior IAC remanescente após a colheita, o que possibilitou às plantas
maior eficiência fotossintética.
Neste estudo, ocorreu interação (P<0,05) entre o espaçamento de plantio e taxas
de aplicação de efluentes adotadas. O IAC aumentou com o aumento das taxas de aplicação
de efluentes, sendo esse incremento diferente para o espaçamento testado.
O crescimento da palma forrageira inicialmente é relativamente lento, pois se trata
de uma planta que é multiplicada por partes vegetativas. O seu desenvolvimento inicial é
realizado em função das reservas existentes no cladódio semente. Diversos autores, ao
avaliarem o crescimento da palma forrageira, descreveram esse lento desenvolvimento inicial,
mostrando a evolução do número de cladódios na planta por ordem, primário e secundário,
respectivamente: 3,8 e 4,3 (Oliveira Junior et al., 2009); 2,8 e 6,8 (Silva, 2010); 3,9 e 10,1
(Ferreira et al., 2003). Um menor número de cladódios no início leva a uma menor área de
cladódios e, consequentemente, a um IAC menor, passando a melhorar esse índice a partir da
incorporação de novos cladódios, aumentando assim a área fotossinteticamente ativa da
planta.
172
5.4.7. Altura da planta
Foi observada uma diferença (P<0,05) na altura da planta de palma forrageira tipo
Opuntia ficus, entre o espaçamento de plantio utilizado (1,00 x 1,00)m e taxas de aplicação de
efluentes (Tabela 25). A média para a altura da planta foi de 42,21cm e 58,57cm para os
ciclos de 105 e 210 DAP. A palma forrageira cultivada sob espaçamento (1,0 x 1,0) m e taxa
de aplicação 0,40m³/h.m apresentou maior altura média - 42,91cm e 58,96cm -, comparada às
outras duas de 0,20m³/h.m e 0,30m³/h.m. Isto ocorreu devido ao arranjo das plantas nos
tratamentos. As plantas foram mais altas quando a disposição delas foi mais uniforme na
superfície do solo - caso da taxa de aplicação 0,40m³/h.m e declividade de 2%, em que as
plantas se encontram equidistantes, em detrimento do arranjo em fileiras únicas em que,
apesar da área por planta ser a mesma, as plantas se encontram mais próximas. Isto pode
aumentar a competição por luz e, consequentemente, o estiolamento das plantas.
Tabela 25 – Valores médios de altura da planta (cm) palma forrageira tipo Opuntia ficus
durante o período experimental, aos 105 e 210 dias após o plantio, em função das
diferentes taxas de aplicação nas três Etapas estudadas
105 DAP
210 DAP
Taxas de aplicação
Taxas de aplicação
(m³/h.m)
(m³/h.m)
ETAPAS 0,2
0,3
0,4
Média ETAPAS
0,2
0,3
0,4
Média
Altura média do
Altura média do
cladódios/planta
cladódios/planta
2% 43,18a 42,15a 45,90a 43,74
2% 58,75a 58,98a 61,18a 59,64
I 4% 42,18a 42,05a 43,04a 42,42
I
4% 58,12a 58,05a 58,13a 58,10
8% 41,17a 41,44b 45,18a 42,60
8% 57,31a 57,15b 57,82a 57,43
2% 42,15a 43,01b 43,04a 42,73
2% 58,59a 58,69a 58,97a 58,75
II 4% 41,32a 41,56b 41,34b 41,41
II 4% 57,18a 57,36b 57,86a 57,47
8% 41,11a 41,08b 41,47b 41,22
8% 57,13a 57,35b 57,43a 57,30
2% 42,45a 43,55a 43,50a 43,17
2% 63,14a 62,35b 63,55a 63,01
III 4% 41,26a 41,34a 41,55a 41,38 III 4% 58,15b 58,09a 58,15a 58,13
8% 41,12a 41,31a 41,14a 41,19
8% 57,11a 57,23b 57,55a 57,30
Média 41,77 41,94 42,91 42,21
Média
58,39 58,36 58,96 58,57
CV (%)
5,44
CV (%)
6,38
Médias seguidas da mesma letra minúscula na coluna não diferem significativamente entre si,
pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade. CV – coeficiente de variação. DAP – Dias Após o
Plantio. Fonte: Altura (2014).
173
Em sua revisão, Silva (2009) cita que, em trabalho sobre densidade de plantio,
quanto maior a densidade de plantas, maior a sua altura final, por haver redução do
alongamento lateral do caule devido à competição entre plantas.
Para a altura média da planta de palma forrageira cultivada sob diferentes taxas de
aplicação de efluentes e espaçamento de plantio único, ajustou-se um modelo de regressão
linear crescente em função das taxas de aplicação de efluentes aplicadas no solo (Figura 65).
Os dados confirmam a relação entre a altura da planta e a relação das taxas de aplicação
adotadas.
Estes dados estão de acordo com os de Silva et al. (2010a), que, avaliando 50
clones de palma forrageira aos 720 DAP, encontraram valores de altura de planta variando de
45,2 a 127,3 cm, com média de 90,1 cm; trabalhando com densidade de 20.000 plantas ha-1 e
espaçamento de (1,0 x 0,5)m, em que estas foram adubadas com adubo orgânico e químico
segundo análise de solo. Ferreira et al. (2003) encontraram plantas com 103,5 cm de altura no
espaçamento de (1,0 x 0,5)m, com adubação química e orgânica, para a “cv. Gigante”.
Oliveira Júnior (2009), avaliando, aos 330 DAP, a palma “cv. Italiana” plantada
no espaçamento de (1,0 x 0,5) m e adubada com 15 mg ha-1 de esterco caprino, constatou uma
altura da planta de 72,5 cm. Também aos 360DAP, usando esterco caprino, Lima(2011)
encontrou uma altura de 87,76cm e espaçamento de (1,00 x 1,00)m, cultivando a palma
forrageira tipo “Gigante”.
Silva (2012) encontrou aos 620DAP, usando espaçamento de (1,00 x0,50)m e
adubação química (NPK), altura de cladódios de 87,92cm da palma forrageira tipo “clone
IPA-20”.
174
Figura 65– Altura média das plantas de palma forrageira, aos 105 DAP e 210 DAP,
cultivadas sob o único espaçamento (1,00 x 1,00)m e nas diferentes taxas de aplicação de
efluentes.
Fonte: Autor (2014).
175
5.4.8. Produção de massa verde e massa seca
Os resultados referentes à produção de massa verde (PMV) e de massa seca
(PMS) de palma forrageira cultivada sob diferentes taxas de aplicação e sistemas alternativos
de tratamento de efluentes, como também em espaçamento único, encontram-se na Tabela 26.
A produção de massa verde encontrada na maioria dos trabalhos foi estimada em
função de equações (Nascimento, 2008; Andrade, 2009; Almeida, 2011). Essa produção
diferiu entre o espaçamento de plantio e as taxas de aplicação de efluentes adotadas (P<0,05),
de forma independente. Não ocorreu interação entre os fatores estudados para essa variável.
Na Tabela 26, são observados os valores estimados da produtividade média de
palma forrageira, aos 105 e 210 DAP, em função dos parâmetros avaliados no experimento,
conseguindo-se obter os valores médios de peso do cladódio (MPC) e matéria verde (PMV) e
matéria seca (PMS). Porém, para a consideração destes itens, levaram-se em conta somente os
valores médios obtidos durante a pesquisa. As produções em matéria seca (MS) foram
determinadas multiplicando-se a produção de PMV pelos teores de PMS. Determinou-se o
teor de PMS por meio da secagem em estufa a 65°C até peso constante. Por tratar-se de um
cultivo em escala experimental, adotou-se uma densidade de 10.000 palmas/ha, para o
espaçamento único adotado (1,00 x 1,00)m (ENPARN-RN, 2010).
Verifica-se que, para a estimativa de produtividade, de acordo com os dados
obtidos na referida Tabela, a densidade de plantas teve influência marcante na produção da
matéria verde de palma forrageira. Nota-se que o espaçamento aqui foi irrelevante, uma vez
que foi adotado o mesmo espaçamento para as três diferentes taxas de aplicação de efluentes,
conforme detalha a Tabela 26:
À medida que se aumentou a taxa de aplicação de efluentes, a produtividade de
massa verde também aumentou, variando de 4,86t/ha; 5,51t/ha e 5,691t/ha, aos 105 DAP, isto
para as taxas de aplicação de 0,20m³/h.m; 0,30m³/h.m e 0,40m³/h.m, respectivamente. Aos
210 DAP, foi encontrada uma produção de massa seca de até 11,77 t/ha, para a taxa de
aplicação de efluentes de 0,40m³/h.m. A produção de massa verde tende a ser maior,
reduzindo-se o espaçamento de plantio das palmas e aumentando a taxa de aplicação do
efluente (fertilizante).
176
Tabela 26 – Valores estimados de produção média (t/ha) de palma forrageira tipo Opuntia
ficus, durante o período experimental, aos 105 e 210 dias após o plantio, em função das
diferentes taxas de aplicação nas três etapas estudadas
105 DAP
210 DAP
Taxas de aplicação (m³/h.m)
Taxas de aplicação (m³/h.m)
Parâmetros
Parâmetros
0,2
0,3
0,4
0,2
0,3
0,4
10.000,00 10.000,00 10.000,00 D (pl/ha)
10.000,00 10.000,00 10.000,00
D (pl/ha)
3,09
3,21
3,32
3,8
3,91
4,03
N
N
19,65
20,33
20,33 C (cm)
23,25
23,71
23,93
C (cm)
12,18
12,31
12,44 L(cm)
13,47
13,64
13,69
L(cm)
E (cm) x
E (cm)
1,229
1,284
1,298
1,648
1,650
1,667
0,535
x0,535
157,36
171,91
175,625 MPC (g)
276,12
285,48
292,16
MPC (g)
4,86
5,51
5,69
10,49
11,16
11,77
PMV (t/ha)
PMV (t/ha)
1,701
1,928
1,991 PMS (t/ha)
3,671
3,906
4,119
PMS (t/ha)
Legenda: D=densidade; N=número de cladódios; C=comprimento; L= largura; E= espessura;
MPC=média de peso dos cladódios; PMV=produção de massa verde; PMS=produção de
massa seca; pl/ha =palmas/hectares. Fonte: Autor (2014).
Em trabalhos realizados pelo IPA (1997) nas Estações Experimentais de
Arcoverde e Caruaru–PE, utilizando-se espaçamento de (1,0 m x 0,25) m, foi obtida uma
produtividade de 268 e 323 t ha-1 de matéria verde em colheitas efetuadas dois anos após o
plantio, resultados que diferem deste experimento por várias razões: o tempo de colheita que
foi aos 720DAP, o tipo de fertilizante (adubo orgânico) e a densidade de palmas/hectare. Esse
fato ocorre, também, pela maior concorrência por nutrientes no espaçamento (1,0 x 0,25) m,
onde as plantas se encontram mais próximas dentro da linha de plantio, provavelmente
exigindo uma maior demanda por nutrientes.
De acordo com Carneiro et al. (1989), em experimento conduzido na UFC
(Universidade Federal do Ceará), foi usado um espaçamento de (1,00 mx1,00) m com quatro
anos de cultivo e dois tipos de corte, em que o primeiro corte foi feito aos dois anos de
plantio, obtendo-se média de produção de massa verde para a palma forrageira “cv. Gigante”
de 107,8 t ha-1 . No segundo corte, obteve-se uma média de 44 t ha-1, sendo superiores ao
presente trabalho. Isto deve-se à idade do palmal e à época do ano em que foi realizada a
colheita.
Para Santos (1992), trabalhando com clones de palma forrageira na Estação
Experimental do Instituto Agronômico de Pernambuco (IPA), localizado no Município de São
Bento do Una-PE, a produtividade média de matéria verde dos clones estudados foi de 97 t ha1
, superior ao referido trabalho. Isto se deveu à idade de palmal, que era de vinte um meses.
177
Albuquerque et al. (1997), em experimento conduzido no Campo Experimental da
Caatinga, localizado no Município de Petrolina-PE, pertencente à Empresa Brasileira de
Pesquisa Agropecuária (EMBRAPA) no Centro de Pesquisa Agropecuária do Trópico
Semiárido (CPATSA), obtiveram média geral para produtividade de 10,16 t ha-1 de matéria
verde, sendo superior ao presente trabalho, devendo-se isto ao manejo da cultura e à época do
corte que foi realizado a cada três anos, bem como à diminuta precipitação pluvial. Estes fatos
influenciaram na baixa produtividade da palma, enquanto o presente trabalho foi realizado em
dois ciclos - aos 105 DAP e 210 DAP -, irrigado com efluentes domésticos sob três tipos de
pré-tratamento de esgoto ( in natura, pré-tratado com tratamento primário (fossas sépticas) e
pré-tratado com tratamento secundário (fossas sépticas seguidas de filtros anaeróbios
ascendentes)).
Almeida (2011), trabalhando com palma, na densidade de plantio de 40.000
plantas ha-1, aos 720 dias após o plantio, estimou uma produção de massa verde de 489 Mg
ha-1 , para a área não adubada, e de 625 Mg ha-1 , para a área adubada com 30 Mg ha-1 de
esterco.
Nascimento (2008) estimou em 53,4 Mg ha-1 a produção de massa verde da “cv.
Gigante” adubada com esterco bovino, 30 Mg ha- 1 e fósforo, 84 kg ha-1 de P, com população
de 23.820 plantas ha-1, aos 330 DAP.
Peixoto (2009) descreveu uma produção de massa verde da ordem de 41,2 Mg ha1
e 30,9 Mg ha-1 , para áreas adubadas com 20 Mg ha-1 de esterco e não adubadas,
respectivamente, ambas com população de 20.000 plantas ha-1.
Andrade (2009) estimou produção de massa verde da ordem de 211,9 Mg ha-1 aos
510 DAP, da “cv. Gigante” adubada com esterco bovino, 40 Mg ha-1, e fósforo, 42 kg ha-1 P,
com população de 23.820 plantas ha-1.
Araújo (2009), trabalhando com a “cv. Gigante” e adubação química e orgânica,
30 Mg ha-1 de esterco bovino e fósforo na dose de 21 kg ha-1 de P, atingiu, aos 600 DAP, com
população de 23.529 plantas ha-1, a produção de 170 mg ha-1.
Ferreira et al (2003), avaliando diversos clones de palma forrageira plantados no
espaçamento de (1,0 x 0,5) m, encontrou para a “cv. Gigante” a produção de 342,8 Mg ha-1 de
massa verde aos 720 DAP.
No tocante à produção média de matéria seca (PMS) de palma forrageira, esta
diferiu (P<0,05) entre o espaçamento de plantio utilizado (Tabela 26) e entre as taxas de
aplicação de efluentes aplicadas ao solo, de forma independente, sem ocorrência de interação
entre os fatores estudados. A maior produção média de matéria seca de palma forrageira foi
178
1,991 t/ha aos 105DAP, para a taxa de aplicação de 0,40m³/h.m e de 4,119t/ha aos 210 DAP
para a taxa de aplicação de efluentes de 0,40m³/h.m.
Dubeux Junior et al. (2006) obtiveram produção de matéria seca média de 23,8
Mg ha-1 para a palma forrageira “clone IPA-20”, com população de 40.000 plantas ha-1, em
quatro localidades no Estado de Pernambuco (Arcoverde, São Bento do Una, Serra Talhada e
Sertânia). Os valores médios de matéria seca encontrados por estes autores são superiores aos
registrados no presente trabalho, haja vista o tempo de colheita - 720 DAP -, o espaçamento
usado (1,00 x 0,25)m e o tipo de fertilizante adubo orgânico.
Cortazar et al. (2002) encontraram 19,9 Mg ha-1 de matéria seca aos 450 DAP,
com população de 60.000 plantas ha-1 e adubação com biofertilizante proveniente de guano e
atum, na dose de 60 Mg ha-1. Os autores utilizaram uma população de plantas três vezes maior
e efetuaram a colheita de todos os cladódios, preservando apenas o cladódio-mãe, e obtiveram
produção de matéria seca de 18,1 Mg ha-1. Cortazar et al. (2002) não encontraram diferença
para a produção de matéria seca em função das doses de biofertilizante utilizadas,
provavelmente devido ao baixo índice pluviométrico (330 mm), que teve como consequência
a baixa mineralização da matéria orgânica adicionada, resultando em um baixo teor de
nutrientes disponíveis para a planta.
Alves et al. (2007) não encontraram efeito de espaçamentos para a produção de
matéria seca para a “cultivar Gigante”, quando na colheita os cladódios primários foram
preservados, provavelmente pela baixa quantidade de plantas ha-1 (máximo de 10.000); a
produção média descrita foi de 5,6 Mg ha-1, as populações utilizadas foram 5.000 e 10.000
plantas ha-1, sendo a adubação bianual com 20 Mg ha-1 de esterco; os valores de produção são
bastante inferiores ao obtido no presente trabalho. De maneira geral, tem-se verificado que,
com espaçamentos mais adensados, se obtêm maiores produções, mesmo com esse sistema de
plantio requerendo maiores investimentos na implantação e existindo dificuldades nos tratos
culturais do palmal.
179
6.0 – CONCLUSÕES
O sistema proposto foi eficiente na remoção da matéria orgânica, de coliformes
termotolerantes e, medianamente, na remoção de nutrientes. Os resultados obtidos encontramse dentro dos limites estabelecidos pela lei ambiental vigente para a prática de reúso de
cultura com irrigação restrita. Com base nos resultados experimentais obtidos, pode-se
concluir que:
 em geral, os parâmetros analisados apresentam uma variabilidade que pode ser
explicada de acordo com a permanência e procedência do esgoto no sistema tanqueséptico/filtro anaeróbio, sendo estes considerados típicos em comparação a outros
esgotos domésticos de mesma natureza;
 a temperatura média das unidades foi em torno de 29°C, estando compatível com a
região litorânea brasileira. Os valores de pH se apresentaram dentro dos limites
comumente encontrados no Nordeste do Brasil, como também com uma tendência
normal de crescimento ao longo dos reatores;
 as concentrações de DBO e DQO encontradas no esgoto afluente foram bastante
elevadas, devido à falta de manutenção adequada dos tanques sépticos, não se
removendo o lodo dentro do intervalo considerado pelo projeto ou estabelecido pela
norma, e devido também à diversidade dessas unidades contribuintes (domiciliares,
restaurantes, comercial, hospitais, oficinas, etc.). Além disto, a relação DBO/DQO
mostrou-se alta, indicando a predominância de substâncias de fácil degradação em
virtude de o esgoto afluente ser proveniente de unidades de tanques sépticos que já
estabilizam parte da matéria orgânica biodegradável, restando a parcela não
biodegradável.
 em relação aos coliformes termotolerantes, observou-se uma considerável redução na
concentração ao longo das unidades, ocorrendo uma significativa remoção ao longo
das rampas de escoamento superficial, destacando essa técnica como eficiente na
remoção de coliformes, alcançando valores na ordem de 3-4 log.
180
 a remoção de nitrogênio total e fósforo total no escoamento superficial se dá
principalmente pela remoção física, volatização de amônia em pH elevado, como
também pela incorporação na massa celular da palma forrageira, removidos ao longo
do comprimento das rampas de escoamento superficial, com a 3ª Etapa, com taxa de
aplicação de 0,40m³/h.m, tendo sido a mais eficiente.
 o modelo matemático ajustado para as curvas de avanço permite verificar-se a
uniformidade da superfície de escoamento e prever-se o tempo necessário até que o
filme líquido atinja a base da rampa para determinada taxa de aplicação. Os resultados
obtidos para o ajuste do modelo de dimensionamento quanto à remoção de matéria
orgânica, proposto por Smith (1982) para os dados obtidos neste estudo e a
comparação com os ajustes obtidos por outros pesquisadores, indicam a necessidade
de se considerar de forma mais clara a influência de outros parâmetros como
evapotranspiração e infiltração. Uma alteração no modelo foi proposta para se tentar
identificar a influência dessas variáveis, embora sua eficácia ainda não tenha podido
ser comprovada, mesmo com os ajustes tenham sido satisfatórios.
 a taxa de 0,40m³/h.m e inclinação de 8%, das três Etapas, foi a que apresentou
melhores eficiências, sendo 93,55% e concentração de 25,67mg/L, para DBO; 56,10%
e concentração de 17,65mg/L, para N-Total; 25,94% e concentração de 5,98mg/L,
para P-total; 4 logs e concentração de 1,89x103NMP/100mL de coliformes
termotolerantes e 22,20% e concentração final de 534,29µS/cm de condutividade
elétrica. O esgoto afluente à ETE, quanto aos parâmetros de DBO, N-Total, P-total,
Coliformes Termotolerantes e Condutividade Elétrica, apresentou, na 3ª Etapa, os
seguintes valores: 398,12mg/L; 40,22mg/L; 8,08mg/L; 2,81x107NMP/100mL e
686,75µS/cm, respectivamente. A fossa séptica e o filtro anaeróbio, bem como o
sistema de pós-tratamento apresentaram valores de DBO dentro da faixa citada pela
literatura, a saber: 34,68% e concentração final de 260,02mg/L; 78,61% e
concentração final de 85,14mg/L e 93,55% e concentração final de 25,67mg/L,
respectivamente, para a melhor taxa de aplicação, que foi de 0,40m³/h.m e declividade
de 8%.
 a palma forrageira, para os parâmetros de morfometria, apresentou crescimento dentro
dos limites encontrados pela literatura técnica, para o comprimento, número de
181
cladódios, largura, espessura, IAC e altura do cladódio, tendo a taxa de aplicação de
efluentes de 0,40m³/h.m e declividade de 2% a que mostrou melhores resultados. A
produtividade da palma forrageira teve valores um pouco abaixo dos limites
encontrados na literatura. Isto pode ser explicado pelo período de corte que foi
realizado em duas épocas: aos 105 DAP e 210 DAP.
 o uso de efluentes em cultivo de palmas influenciou o aumento do número de
cladódios por planta de palma forrageira, principalmente nos menores espaçamentos.
Os maiores espaçamentos entre plantas, independentemente da dose de adubo ou taxas
de aplicação de efluentes, proporcionaram as menores estimativas de produtividade;
 pela estimativa da produtividade média da palma forrageira, é viável seu cultivo na
região do Semiárido Nordestino, com uso de efluentes domésticos, desde que sejam
adotadas técnicas agronômicas compatíveis.
 No que refere a prática de reúso, o esgoto efluente ao sistema encontrou-se apto ao
cultivo de culturas não restritas, bem como para algumas culturas irrestritas, segundo a
OMS.
 Para lançamentos em corpos hídricos, os efluentes tratados nas rampas de
escoamentos poderão ser lançados, desde que atenda estudos de autodepuração do
corpo receptor, no caso do manancial de lançamento for de vazão mínima. Todavia,
atende a Resolução CONAMA 430/2011.
182
7.0 – RECOMENDAÇÕES
A dificuldade, notada por outros pesquisadores, em se coletarem amostras
confiáveis sobre a rampa de escoamento superficial permanece especialmente para as taxas
mais baixas. Sugere-se, para os próximos estudos:
 o uso de locais de coleta fixos construídos de forma que possam ser limpos momentos
antes da coleta;
 o cultivo da palma com efluentes domésticos, porém com colheitas a partir dos 2 a 3
anos, verificando-se o comportamento morfométrico e de produtividade sob
espaçamentos variados;
 a identificação dos parâmetros zootécnicos de animais alimentados com palma
forrageira, cultivada com esgotos domésticos.
 Cultivo em paralelo da palma forrageira irrigada com efluentes domésticos e com
água: comprovação de parâmetros morfométricos.
183
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Autônoma de San Luís Potosí, San Luís Potosí, México, p.12-13, 1999.
200
APÊNDICE
201
202
Resultados da Analises físico-químico e bacteriologico de esgotos - ETE Santa Maria /RN.
ETAPA:
1ª
Período:
Fev/2011 a Jul/2011
FEVEREIRO - 2011
Mês
MARÇO-2011
Mês
ABRIL-2011
Mês
MAIO-2011
Mês
JUNHO-2011
Mês
JULHO-2011
Mês
Coletas
Horário
1ª
10:00
2ª
12:00
3ª
14:00
4ª
16:00
Média Mensal
Coletas
Horário
1ª
14:00
2ª
16:00
3ª
14:00
4ª
10:00
Média Mensal
Coletas
Horário
1ª
14:00
2ª
12:00
3ª
12:00
4ª
10:00
Média Mensal
Coletas
Horário
1ª
12:00
2ª
10:00
3ª
14:00
4ª
12:00
Média Mensal
Coletas
Horário
1ª
14:00
2ª
10:00
3ª
12:00
4ª
10:00
Média Mensal
Coletas
Horário
1ª
12:00
2ª
10:00
3ª
14:00
4ª
10:00
Média Mensal
TEMPERATURA (°C)
RAMPA 03 - i = 8%
de coleta ao longo da rampa
10,00m
20,00m
40,00m
27,00
27,00
27,00
29,00
29,00
29,00
30,00
30,00
30,00
28,00
28,00
28,00
28,50
28,50
28,50
Taxa de aplicação:
0,20m³/h.m
Parâmetro Avaliado:
RAMPA 01 - i=2%
RAMPA 02 - i = 4%
Pontos de Coleta ao longo da rampa
Pontos de Coleta ao longo da rampa
0,00m
10,00m
20,00m
30,00m
0,00m
10,00m
20,00m
30,00m
27,00
27,00
27,00
27,00
27,00
27,00
27,00
27,00
29,00
29,00
29,00
29,00
29,00
29,00
29,00
29,00
30,00
30,00
30,00
30,00
30,00
30,00
30,00
30,00
28,00
28,00
28,00
28,00
28,00
28,00
28,00
28,00
28,50
28,50
28,50
28,50
28,50
28,50
28,50
28,50
Pontos
0,00m
27,00
29,00
30,00
28,00
28,50
Taxa de aplicação:
0,20m³/h.m
Parâmetro Avaliado:
RAMPA 01 - i=2%
RAMPA 02 - i = 4%
Pontos de Coleta ao longo da rampa
Pontos de Coleta ao longo da rampa
0,00m
10,00m
20,00m
30,00m
0,00m
10,00m
20,00m
30,00m
30,00
30,00
30,00
30,00
30,00
30,00
30,00
30,00
29,00
29,00
29,00
29,00
29,00
29,00
29,00
29,00
30,00
30,00
30,00
30,00
30,00
30,00
30,00
30,00
29,00
29,00
29,00
29,00
29,00
29,00
29,00
29,00
29,50
29,50
29,50
29,50
29,50
29,50
29,50
29,50
TEMPERATURA (°C)
RAMPA 03 - i = 8%
Pontos de coleta ao longo da rampa
0,00m
10,00m
20,00m
40,00m
30,00
30,00
30,00
30,00
29,00
29,00
29,00
29,00
30,00
30,00
30,00
30,00
29,00
29,00
29,00
29,00
29,50
29,50
29,50
29,50
Taxa de aplicação:
0,20m³/h.m
Parâmetro Avaliado:
RAMPA 01 - i=2%
RAMPA 02 - i = 4%
Pontos de Coleta ao longo da rampa
Pontos de Coleta ao longo da rampa
0,00m
10,00m
20,00m
30,00m
0,00m
10,00m
20,00m
30,00m
30,00
30,00
30,00
30,00
30,00
30,00
30,00
30,00
30,00
30,00
30,00
30,00
30,00
30,00
30,00
30,00
31,00
31,00
31,00
31,00
31,00
31,00
31,00
31,00
29,00
29,00
29,00
29,00
29,00
29,00
29,00
29,00
30,00
30,00
30,00
30,00
30,00
30,00
30,00
30,00
TEMPERATURA (°C)
RAMPA 03 - i = 8%
Pontos de coleta ao longo da rampa
0,00m
10,00m
20,00m
40,00m
30,00
30,00
30,00
30,00
30,00
30,00
30,00
30,00
31,00
31,00
31,00
31,00
29,00
29,00
29,00
29,00
30,00
30,00
30,00
30,00
Taxa de aplicação:
0,20m³/h.m
Parâmetro Avaliado:
RAMPA 01 - i=2%
RAMPA 02 - i = 4%
Pontos de Coleta ao longo da rampa
Pontos de Coleta ao longo da rampa
0,00m
10,00m
20,00m
30,00m
0,00m
10,00m
20,00m
30,00m
30,00
30,00
30,00
30,00
30,00
30,00
30,00
30,00
29,00
29,00
29,00
29,00
29,00
29,00
29,00
29,00
30,00
30,00
30,00
30,00
30,00
30,00
30,00
30,00
30,00
30,00
30,00
30,00
30,00
30,00
30,00
30,00
29,75
29,75
29,75
29,75
29,75
29,75
29,75
29,75
Pontos
0,00m
30,00
29,00
30,00
30,00
29,75
TEMPERATURA (°C)
RAMPA 03 - i = 8%
de coleta ao longo da rampa
10,00m
20,00m
40,00m
30,00
30,00
30,00
29,00
29,00
29,00
30,00
30,00
30,00
30,00
30,00
30,00
29,75
29,75
29,75
Taxa de aplicação:
0,20m³/h.m
Parâmetro Avaliado:
RAMPA 01 - i=2%
RAMPA 02 - i = 4%
Pontos de Coleta ao longo da rampa
Pontos de Coleta ao longo da rampa
0,00m
10,00m
20,00m
30,00m
0,00m
10,00m
20,00m
30,00m
29,00
29,00
29,00
29,00
29,00
29,00
29,00
29,00
28,00
28,00
28,00
28,00
28,00
28,00
28,00
28,00
31,00
31,00
31,00
31,00
31,00
31,00
31,00
31,00
29,00
29,00
29,00
29,00
29,00
29,00
29,00
29,00
29,25
29,25
29,25
29,25
29,25
29,25
29,25
29,25
Pontos
0,00m
29,00
28,00
31,00
29,00
29,25
TEMPERATURA (°C)
RAMPA 03 - i = 8%
de coleta ao longo da rampa
10,00m
20,00m
40,00m
29,00
29,00
29,00
28,00
28,00
28,00
31,00
31,00
31,00
29,00
29,00
29,00
29,25
29,25
29,25
Taxa de aplicação:
0,20m³/h.m
Parâmetro Avaliado:
RAMPA 01 - i=2%
RAMPA 02 - i = 4%
Pontos de Coleta ao longo da rampa
Pontos de Coleta ao longo da rampa
0,00m
10,00m
20,00m
30,00m
0,00m
10,00m
20,00m
30,00m
30,00
30,00
30,00
30,00
30,00
30,00
30,00
30,00
29,00
29,00
29,00
29,00
29,00
29,00
29,00
29,00
30,00
30,00
30,00
30,00
30,00
30,00
30,00
30,00
30,00
30,00
30,00
30,00
30,00
30,00
30,00
30,00
29,75
29,75
29,75
29,75
29,75
29,75
29,75
29,75
TEMPERATURA (°C)
RAMPA 03 - i = 8%
Pontos de coleta ao longo da rampa
0,00m
10,00m
20,00m
40,00m
30,00
30,00
30,00
30,00
29,00
29,00
29,00
29,00
30,00
30,00
30,00
30,00
30,00
30,00
30,00
30,00
29,75
29,75
29,75
29,75
203
Resultados da Analises físico-químico e bacteriologico de esgotos - ETE Santa Maria /RN.
ETAPA:
1ª
Período:
Fev/2011 a Jul/2011
FEVEREIRO - 2011
Mês
MARÇO-2011
Mês
ABRIL-2011
Mês
MAIO-2011
Mês
JUNHO - 2011
Mês
JULHO-2011
Mês
Coletas
Horário
1ª
10:00
2ª
10:00
3ª
10:00
4ª
10:00
Média Mensal
Coletas
Horário
1ª
10:00
2ª
10:00
3ª
10:00
4ª
10:00
Média Mensal
Coletas
Horário
1ª
10:00
2ª
10:00
3ª
10:00
4ª
10:00
Média Mensal
Coletas
Horário
1ª
10:00
2ª
10:00
3ª
10:00
4ª
10:00
Média Mensal
Coletas
Horário
1ª
10:00
2ª
10:00
3ª
10:00
4ª
10:00
Média Mensal
Coletas
Horário
1ª
10:00
2ª
10:00
3ª
10:00
4ª
10:00
Média Mensal
Pontos
0,00m
410,00
408,00
398,00
378,00
398,50
DBO (mg/L)
RAMPA 03 - i = 8%
de coleta ao longo da rampa
10,00m
20,00m
40,00m
402,00
400,50
375,00
401,56
386,00
345,75
368,10
310,20
280,00
325,00
311,00
275,00
374,17
351,93
318,94
Taxa de aplicação:
0,20m³/h.m
Parâmetro Avaliado:
RAMPA 01 - i=2%
RAMPA 02 - i = 4%
Pontos de Coleta ao longo da rampa
Pontos de Coleta ao longo da rampa
0,00m
10,00m
20,00m
30,00m
0,00m
10,00m
20,00m
30,00m
400,00
377,00
347,00
267,00
400,00
400,00
356,00
300,00
397,00
376,00
310,00
265,00
397,00
350,00
310,00
269,00
379,18
356,14
311,00
225,00
360,00
320,00
300,00
256,00
398,00
365,00
329,00
247,00
360,00
340,00
298,00
277,00
393,55
368,54
324,25
251,00
379,25
352,50
316,00
275,50
Pontos
0,00m
400,00
395,00
398,00
378,00
392,75
DBO(mg/L)
RAMPA 03 - i = 8%
de coleta ao longo da rampa
10,00m
20,00m
40,00m
390,00
340,00
312,00
378,00
320,00
300,89
390,00
315,00
300,12
375,00
308,00
220,00
383,25
320,75
283,25
Taxa de aplicação:
0,20m³/h.m
Parâmetro Avaliado:
RAMPA 01 - i=2%
RAMPA 02 - i = 4%
Pontos de Coleta ao longo da rampa
Pontos de Coleta ao longo da rampa
0,00m
10,00m
20,00m
30,00m
0,00m
10,00m
20,00m
30,00m
393,00
332,00
300,00
215,00
378,00
344,00
297,00
241,00
395,00
326,00
307,00
225,00
388,00
331,00
265,00
223,00
389,00
375,00
309,00
260,00
391,00
350,00
310,00
259,00
391,00
328,00
267,00
221,90
390,00
339,00
254,00
200,00
392,00
340,25
295,75
230,48
386,75
341,00
281,50
230,75
DBO (mg/L)
RAMPA 03 - i = 8%
Pontos de coleta ao longo da rampa
0,00m
10,00m
20,00m
40,00m
395,00
369,00
305,67
203,00
391,00
329,89
301,12
205,00
391,00
377,00
318,00
297,76
398,00
332,13
287,56
225,54
393,75
352,01
303,09
232,83
Taxa de aplicação:
0,20m³/h.m
Parâmetro Avaliado:
RAMPA 01 - i=2%
RAMPA 02 - i = 4%
Pontos de Coleta ao longo da rampa
Pontos de Coleta ao longo da rampa
0,00m
10,00m
20,00m
30,00m
0,00m
10,00m
20,00m
30,00m
377,10
320,00
277,00
220,00
377,00
299,00
284,00
299,00
395,56
377,00
317,00
277,00
398,00
363,00
309,00
287,00
364,56
341,00
296,00
220,00
364,00
310,00
308,00
267,00
396,00
363,00
325,00
263,00
344,00
312,00
298,00
277,80
383,31
350,25
303,75
245,00
370,75
321,00
299,75
282,70
DBO (mg/L)
RAMPA 03 - i = 8%
Pontos de coleta ao longo da rampa
0,00m
10,00m
20,00m
40,00m
396,00
344,00
302,00
218,00
397,00
377,00
333,00
300,20
386,00
363,00
349,00
299,56
377,00
343,00
307,00
229,00
389,00
356,75
322,75
261,69
Taxa de aplicação:
0,20m³/h.m
Parâmetro Avaliado:
RAMPA 01 - i=2%
RAMPA 02 - i = 4%
Pontos de Coleta ao longo da rampa
Pontos de Coleta ao longo da rampa
0,00m
10,00m
20,00m
30,00m
0,00m
10,00m
20,00m
30,00m
390,00
345,00
300,00
189,00
389,00
344,00
299,00
188,00
385,00
355,00
304,00
194,00
385,00
354,00
304,50
193,00
370,00
309,00
256,00
198,00
371,00
308,00
256,00
197,00
370,00
344,00
244,00
196,00
371,00
344,00
245,00
195,00
378,75
338,25
276,00
194,25
379,00
337,50
276,13
193,25
DBO (mg/L)
RAMPA 03 - i = 8%
Pontos de coleta ao longo da rampa
0,00m
10,00m
20,00m
40,00m
392,00
344,00
300,00
189,00
387,00
353,00
304,00
194,00
377,00
307,00
256,00
198,00
371,00
343,00
244,00
196,00
381,75
336,75
276,00
194,25
Taxa de aplicação:
0,20m³/h.m
Parâmetro Avaliado:
RAMPA 01 - i=2%
RAMPA 02 - i = 4%
Pontos de Coleta ao longo da rampa
Pontos de Coleta ao longo da rampa
0,00m
10,00m
20,00m
30,00m
0,00m
10,00m
20,00m
30,00m
341,00
300,00
221,00
180,00
340,00
299,00
220,00
182,00
340,00
289,00
210,00
179,00
339,00
288,00
211,00
179,54
336,00
285,00
208,90
179,80
338,00
285,00
209,00
180,43
329,00
288,00
210,00
179,00
330,00
289,00
212,00
178,00
336,50
290,50
212,48
179,45
336,75
290,25
213,00
179,99
DBO (mg/L)
RAMPA 03 - i = 8%
de coleta ao longo da rampa
10,00m
20,00m
40,00m
289,00
221,00
179,99
285,00
210,00
179,00
284,00
208,90
178,93
283,00
210,00
178,10
285,25
212,48
179,01
Taxa de aplicação:
0,20m³/h.m
Parâmetro Avaliado:
RAMPA 01 - i=2%
RAMPA 02 - i = 4%
Pontos de Coleta ao longo da rampa
Pontos de Coleta ao longo da rampa
0,00m
10,00m
20,00m
30,00m
0,00m
10,00m
20,00m
30,00m
410,00
400,00
398,00
395,00
410,00
417,00
410,00
403,00
415,00
405,00
400,00
380,00
410,00
405,00
401,00
397,00
418,00
409,00
401,00
400,00
380,00
367,00
355,00
320,00
409,00
403,00
401,00
399,00
360,00
320,00
318,00
300,00
413,00
404,25
400,00
393,50
390,00
377,25
371,00
355,00
Pontos
0,00m
340,00
339,00
337,00
328,00
336,00
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
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224