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CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA DO PARANÁ
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM TECNOLOGIA
ESTUDO DA VIABILIDADE DO FILTRO DE CARVÃO DE BAMBU COMO PÓS-
TRATAMENTO EM ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE ESGOTO POR ZONA DE
RAÍZES: TECNOLOGIA AMBIENTAL E SOCIALMENTE ADEQUADA
ROSÉLIS AUGUSTA DE OLIVEIRA PRESZNHUK
Dissertação apresentada como requisito parcial para a
obtenção do grau de Mestre em Tecnologia. Programa
de Pós-Graduação em Tecnologia, Centro Federal de
Educação Tecnológica do Paraná.
Orientador: Prof. Dr. Eloy Fassi Casagrande Jr.
Co-orientador: Prof. Dr. Pedro Ramos da Costa Neto
CURITIBA
2004
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ROSÉLIS AUGUSTA DE OLIVEIRA PRESZNHUK
ESTUDO DA VIABILIDADE DO FILTRO DE CARVÃO DE BAMBU COMO PÓS-
TRATAMENTO EM ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE ESGOTO POR ZONA DE
RAÍZES: TECNOLOGIA AMBIENTAL E SOCIALMENTE ADEQUADA
Dissertação apresentada como requisito parcial para a
obtenção do grau de Mestre em Tecnologia. Programa
de Pós-Graduação em Tecnologia, Centro Federal de
Educação Tecnológica do Paraná.
Orientador: Prof. Dr. Eloy Fassi Casagrande Jr.
Co-orientador: Prof. Dr. Pedro Ramos da Costa Neto
CURITIBA
2004
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ii
ii
AGRADECIMENTOS
Primeiramente a DEUS pela minha existência, porque nada nos é possível se
não for da Sua vontade.
Esta dissertação teve o apoio de várias pessoas e instituições, a quem quero
aqui deixar os meus sinceros agradecimentos.
Agradeço ao meu orientador Prof. Dr. Eloy Fassi Casagrande por ter
acreditado em meu potencial, desde a iniciação científica até o incentivo para a
realização desse mestrado, e pelo acompanhamento durante todo esse percurso.
Agradeço-lhe pela apresentação dos trabalhos de autores como Fritjof Capra e
Gunter Pauli, ainda durante a graduação, cujas teorias que contribuíram na minha
forma de pensar e agir.
Ao Prof. Dr. Pedro Ramos da Costa Neto por ter aceitado a co-orientação
dessa dissertação. Pela atenção em todos os momentos em que necessitei e
generosa paciência. A minha sincera gratidão por todos ensinamentos e sugestões
no decorrer desses dois anos.
As minhas queridas amigas e companheiras Tamara Simone van Kaick e
Helena Akemi Umezawa, por terem confiado em mim a continuação de seus
trabalhos. Obrigada pelo carinho, incentivo e colaboração durante toda esta
trajetória.
A todos os professores que de alguma forma contribuíram para a minha
formação, em especial aos professores e amigos Antônio Cordeiro Marafigo e Edilsa
Rosa da Silva, pelo incentivo e colaboração em todos os momentos em que precisei.
À coordenação do Departamento de Química e Biologia (DAQBI) do CEFET-
PR pelo apoio e por disponibilizar o laboratório para a realização dos experimentos.
Ao Ademar da Silva Brasileiro e à sua esposa Luciane Gomes Engelhardt,
pela confiança e paciência durante toda a pesquisa. Obrigada por permitirem as
coletas e instalação dos filtros em sua ETE por zona de raízes, mas principalmente
pela gentileza e receptividade.
Aos funcionários da manutenção e marcenaria do CEFET-PR sempre
dispostos a ajudar.
iii
À CAPES por ter concedido a bolsa de mestrado, o que me permitiu a
tranqüilidade necessária para aprofundar os meus conhecimentos e desenvolver
esta investigação.
Às instituições e projetos que me apoiaram para a realização das análises
microbiológicas, como o Consórcio Sustentabilidade Brasil-Estados Unidos
CAPES/FIPSE CEFET-PR, laboratório de microbiologia do Instituto Ambiental do
Paraná (IAP), o Laboratório de Pesquisas Hidrogeológicas (LPH) e a Fábrica
Brasileira de Catalisadores.
À minha família, meus pais e minhas irmãs pelo exemplo, amor e carinho
durante toda a minha vida.
E de forma especial a Anderson Presznhuk, meu marido e companheiro de
tantos anos. Obrigada por sua paciência, colaboração ativa em todos os momentos
difíceis na realização desse trabalho, e por suas críticas positivas e construtivas,
mas principalmente por todo o amor em mim depositado.
iv
“É necessário que façamos mais com o que a
terra produz”.
Gunter Pauli
SUMÁRIO
v
LISTA DE FIGURAS..................................................................................................ix
LISTA DE TABELAS..................................................................................................x
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS....................................................................xi
RESUMO...................................................................................................................xii
ABSTRACT..............................................................................................................xiv
1 INTRODUÇÃO....................................................................................................16
2 DESENVOLVIMENTO: UMA QUESTÃO A SER DISCUTIDA...........................21
2.1 INTERPRETAÇÃO DO MEIO NATURAL ATRAVÉS DOS TEMPOS...............21
2.2 NECESSIDADE DE INTERDISCIPLINARIDADE.............................................23
2.3 O DESENVOLVIMENTO DA ATUAL CRISE AMBIENTAL...............................26
3 TECNOLOGIA, HOMEM E O MEIO AMBIENTE NATURAL.............................28
3.1 A INTER-RELAÇÃO: HOMEM – TECNOLOGIA – MEIO NATURAL ...............28
3.1.1 Tecnologia Apropriada: Uma Nova Abordagem de Tecnologia...................31
3.2 SUSTENTABILIDADE: PARA UM FUTURO MELHOR....................................33
3.2.1 O Conceito de Desenvolvimento Sustentável .............................................34
3.3 ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE ESGOTO POR ZONA DE RAÍZES:
TECNOLOGIA APROPRIADA PARA O DESENVOLVIMENTO
SUSTENTÁVEL
..............................................................................................37
4 BAMBU – A MADEIRA DO FUTURO: SUSTENTABILIDADE E EQÜIDADE...44
4.1 HISTÓRICO E DISTRIBUIÇÃO DO BAMBU....................................................44
4.2 PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS DO BAMBU...............................................46
4.3 MATERIAL VERSÁTIL, APLICAÇÕES e MULTI-USOS...................................47
4.3.1 Extinção de algumas espécies de Bambu...................................................50
4.4 POSSIBILIDADE DE UTILIZAÇÃO VISANDO A SUSTENTABILIDADE..........51
4.4.1 A Produção do Carvão de Bambu...............................................................51
4.4.2 Sub-Produtos da Carbonização do Bambu.................................................53
4.4.3 Propriedades e Aplicações do Carvão de Bambu.......................................54
4.5 CARVÃO DE BAMBU COMO OBJETO DE ESTUDO......................................56
5 PRODUÇÃO E APLICAÇÃO DO CARVÃO DE BAMBU ..................................58
5.1 CARACTERIZAÇÃO DO BAMBU PARA O EXPERIMENTO...........................58
vi
5.2 O PROCESSO DE CARBONIZAÇÃO..............................................................60
5.2.1 Parâmetros para a Carbonização no Laboratório .......................................61
5.2.2 Observações Sobre o Processo da Carbonização do Bambu ....................63
5.2.3 Rendimento Obtido nas Etapas de Carbonização do Bambu .....................63
5.3 CARACTERIZAÇÃO DO CARVÃO OBTIDO....................................................64
5.3.1 Densidade aparente....................................................................................65
5.3.2 Índice de iodo..............................................................................................65
5.3.3 Parâmetro - pH............................................................................................66
5.4 APLICAÇÃO DO CARVÃO DE BAMBU PARA TRATAMENTO DE EFLUENTE
DOMÉSTICO
..................................................................................................66
5.4.1 Caracterização e Problemas Enfrentados pela ETE por Zona de Raízes...66
5.4.1.1 Teoria sobre coliformes...........................................................................69
5.4.2 Aspectos sobre a Coleta do Efluente Tratado pela ETE por Zona de
Raízes...........
..............................................................................................71
5.4.3 Experimentos Realizados para a Verificação da Capacidade de Retenção
de Coliformes Sobre o Carvão de Bambu
...................................................72
5.4.3.1 ETAPA 1 – Verificação da atuação de carvão de bambu, obtido em
diferentes temperaturas, em relação à retenção de coliformes totais e
termotolerantes.
......................................................................................72
5.4.3.2 ETAPA 2 – Verificação da temperatura ideal de obtenção do carvão de
bambu para a retenção de coliformes totais e termotolerantes.
..............75
5.4.3.3 ETAPA 3 – Verificação da saturação do carvão de bambu – reuso de
coluna
......................................................................................................76
5.4.3.4 ETAPA 4 – Instalação dos filtros de carvão de bambu e pedra britada na
ETE por zona de raízes
...........................................................................77
5.4.3.5 ETAPA 5 – Resultados obtidos após a instalação dos filtros na ETE por
zona de raízes
.........................................................................................80
5.4.4 Atividade bactericida do carvão de bambu..................................................83
5.5 SUGESTÃO Da utilização de FILTRO DE CARVÃO DE BAMBU PARA
ACOPLAMENTO NA ETE POR ZONA DE RAÍZES
.......................................84
6 CONCLUSÃO.....................................................................................................86
7 RECOMENDAÇÕES PARA PESQUISAS FUTURAS .......................................90
REFERÊNCIAS.........................................................................................................92
APÊNDICE A – CONCEITO ZERI COMO FERRAMENTA PARA O
DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL
...........................................................100
APÊNDICE B – Teoria sobre biofilme..................................................................102
APÊNDICE C – variação da concentração de coliforme total nos filtros de
carvão de bambu e pedra britada
..................................................................104
vii
APENDICE D – variação da concentração de coliforme termotolerante nos
filtros de carvão de bambu e pedra britada
..................................................105
ANEXO A – Resolução CONAMA 274 de novembro de 2000 e Resumo da
Resolução CONAMA 20 de julho de 1986 no que se refere a padrões de
Coliformes totais e termotolerantes
..............................................................106
viii
LISTA DE FIGURAS
FIGURA 1 – IMPACTOS DA TECNOLOGIA REDUCIONISTA SOBRE O MEIO
AMBIENTE
.............................................................................................30
FIGURA 2 – ETE POR DE ZONA DE RAÍZES CONSTRUÍDA EM ILHA RASA.......40
FIGURA 3 – ESQUEMA DA ETE POR MEIO DE ZONA DE RAÍZES ......................41
FIGURA 4 – ESPÉCIE BAMBUSA TULDOIDES – COLÔNIA PARQUE VERDE –
FAZENDA RIO GRANDE, PR.
...............................................................45
FIGURA 5 – QUADRO DE POSSIBILIDADES DE USOS DO BAMBU.....................49
FIGURA 6 – MICROGRAFIA DOS POROS DO CARVÃO DE BAMBU....................55
FIGURA 7 – RIZOMAS DA ESPÉCIE P. PUBESCENS – COLÔNIA PARQUE
VERDE FAZENDA RIO GRANDE, PR
..................................................59
FIGURA 8 – CARACTERÍSTICAS P. PUBESCENS OU MOSSO - COLÔNIA
PARQUE VERDE – FAZENDA RIO GRANDE, PR
................................60
FIGURA 9 – CARVÃO OBTIDO NOS EXPERIMENTOS REALIZADOS .................62
FIGURA 10 – ETE POR ZONA DE RAÍZES DE ALMIRANTE TAMANDARÉ...........72
FIGURA 11 – COLUNAS DE PERCOLAÇÃO – LABORRATÓRIO CEFET-PR........73
FIGURA 12 – ESQUEMA DO FILTRO DE CARVÃO DE BAMBU............................78
FIGURA 13 – FILTROS EXPERIMENTAIS DE CARVÃO DE BAMBU E PEDRISCO
PRODUZIDOS E UTILIZADOS NO PRESENTE TRABALHO
...............79
FIGURA 14 – FILTROS DE CARVÃO DE BAMBU E PEDRISCO INSTALADOS NA
SAÍDA DA ETE POR ZONA DE RAÍZES
...............................................79
FIGURA 15 – ESQUEMA EXPLICATIVO DA FORMAÇÃO DE BIOFILME NO
CARVÃO DE BAMBU (SEM A UTILIZAÇÃO DE ESCALA)
...................83
ix
LISTA DE TABELAS
TABELA 1 – OCORRÊNCIA DE ESPÉCIES DE BAMBU NOS PAÍSES DA AMÉRICA
DO NORTE, AMÉRICA CENTRAL E AMÉRICA DO SUL
......................44
TABELA 2 – CONSUMO TOTAL DE CARVÃO VEGETAL BRASIL .........................53
TABELA 3 – RENDIMENTO OBTIDO NAS ETAPAS DE CARBONIZAÇÃO DO
BAMBU
...................................................................................................64
TABELA 4 – RESULTADOS OBTIDOS DAS AVALIAÇÕES MICROBIOLÓGICAS DA
ETE POR ZONA DE RAÍZES IMPLANTADA EM ILHA RASA
...............67
TABELA 5 – VALORES MÁXIMOS DE COLIFORMES TOTAIS E
TERMOTOLERANTES PARA LANÇAMENTO DE EFLUENTE
TRATADO EM CORPOS HÍDRICOS INDICADOS NO CONAMA 20....68
TABELA 6 – RESULTADO DA ATUAÇÃO DE CARVÃO DE BAMBU, OBTIDO EM
DIFERENTES TEMPERATURAS, EM RELAÇÃO À RETENÇÃO DE
COLIFORMES TOTAIS E TERMOTOLERANTES, COLETADA EM
20/11/03
.................................................................................................74
TABELA 7 – RESULTADO DA AVALIAÇÃO DA TEMPERATURA IDEAL PARA A
RETENÇÃO DE COLIFORMES TOTAIS E TERMOTOLERANTES.
COLETA REALIZADA EM 23/03/04.
......................................................75
TABELA 8 – RESULTADO DA AVALIAÇÃO DO REUSO E SATURAÇÃO DO
CARVÃO DE BAMBU – 400 ºC. COLETA REALIZADA EM 12/04/04.
..76
TABELA 9 – RESULTADO DAS ANÁLISES DE COLIFORMES TOTAIS.................80
TABELA 10 – PORCENTAGEM DE REMOÇÃO DE COLIFORMES TOTAIS..........80
TABELA 11 – RESULTADO DAS ANÁLISES DE COLIFORMES
TERMOTOLERANTES
...........................................................................81
TABELA 12 – PORCENTAGEM DE REMOÇÃO DE COLIFORMES
TERMOTOLERANTES
...........................................................................81
TABELA 13 – RESULTADOS OBTIDOS POR SANGBUM E SUDUK (2001) – LIVRE
TRADUÇÃO
...........................................................................................83
x
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
AMS - Associação Mineira de Silvicultura
APA - Área de Proteção Ambiental
BHI - Brain-Heart Infusion
CEFET - Centro Federal de Educação Tecnológica
CETEC - Centro Tecnológico de Minas Gerais
CNUMA - Conferência das Nações Unidas sobre Meio Ambiente e
Desenvolvimento
CONAMA - Conselho Nacional do Meio Ambiente
DAQBI - Departamento Acadêmico de Química e Biologia
DBO
5,20
- Demanda Bioquímica de Oxigênio 5 dias a 20 ºC
DQO - Demanda Química de Oxigênio
ETE - Estação de Tratamento de Esgoto
IAP - Instituto Ambiental do Paraná
INBAR - Rede Internacional para o Desenvolvimento do Bambu e do
Rattan
LPH - Laboratório de Pesquisas Hidrogeológicas
MDF - Fiberboard (chapa de fibra) de Média Densidade
NMP - Número Mais Provável
ONG -
Organização Não-Governamental
ONU - Organização das Nações Unidas
PPGTE - Programa de Pós-Graduação em Tecnologia
PUC - Pontifícia Universidade Católica
T. A. - Tecnologia Apropriada
UFPR - Universidade Federal do Paraná
UNEP - Programa das Nações Unidas para o Meio Ambiente
UNESCO - Organização das Nações Unidas para a Educação, a
Ciência e a Cultura.
UNICAMP - Universidade Estadual de Campinas
UNU - United Nations University
WWF - World Wildlife Found
ZERI - Zero Emissions Research Initiative
xi
RESUMO
O pensamento cartesiano e as tecnologias reducionistas levaram o homem a
apropriar-se da natureza, de forma a perder a percepção da interdependência dos
sistemas integrados que compõe o meio ambiente e a sociedade. Faz-se necessário
o desenvolvimento de tecnologias que considerem fatores ambientais, sociais e
econômicos. O esgoto sanitário é um dos grandes responsáveis pela poluição dos
recursos hídricos, sendo este um grave problema ambiental e de saúde pública. As
tecnologias convencionais de tratamento de esgoto não conseguem atingir
populações isoladas, como é o caso das Áreas de Proteção Ambiental (APA), zonas
rurais, ilhas e locais remotos. Buscando soluções alternativas para estes tipos de
caso foi desenvolvida entre os anos de 1999 e 2002 uma tecnologia apropriada e de
baixo custo, seguindo os princípios de sustentabilidade, a Estação de Tratamento de
Esgoto (ETE) por zona de raízes. Esta tecnologia foi monitorada e os resultados das
análises demonstraram que o efluente proveniente da ETE estava de acordo com as
exigências da legislação quanto aos parâmetros físico-químicos. No entanto, em
relação aos parâmetros microbiológicos, os resultados não foram favoráveis
segundo a recomendação da legislação. Os sistemas convencionais de pós-
tratamento não são adequados para regiões isoladas, sendo necessário o
desenvolvimento de tecnologias apropriadas e sustentáveis capazes de solucionar
tal questão. Através de pesquisas bibliográficas o carvão de bambu foi apontado
como um material capaz de diminuir os altos índices de coliformes totais e
termotolerantes dos efluentes provenientes da ETE por zona de raízes. Esta
pesquisa teve como objetivo a verificação da potencialidade do carvão de bambu
para ser utilizado no pós-tratamento da ETE por zona de raízes, em relação aos
parâmetros microbiológicos deste efluente. As etapas metodológicas envolveram a
produção e caracterização do carvão de bambu, análises laboratoriais de percolação
em coluna e a construção de um filtro piloto em campo. Após dois anos de pesquisa
verificou-se a possibilidade da utilização de um filtro de carvão de bambu, como uma
tecnologia apropriada e sustentável, para a diminuição dos índices de coliformes
totais e bactérias termotolerantes da ETE por zona de raízes.
Palavras-chave: carvão de bambu, tecnologia apropriada, tratamento de esgoto,
sustentabilidade.
xii
Áreas de conhecimento: ecologia aplicada, multidisciplinar/tecnologia,
multidisciplinar/desenvolvimento e meio ambiente, tratamento de águas residuárias,
conservação da natureza,desenvolvimento sustentável.
xiii
ABSTRACT
The Cartesian thought and the technologies of reduction have made the man
to take the nature as his own, in such a way the perception of the interdependence of
the integrated systems which compose the environment and the society was lost. So
it comes the need to develop technologies taking into account environmental, social
and economical factors. The sanitary sewer has got a great responsibility for polluting
the hydric resources, since this a serious environmental and public health problem.
The sewer treatment conventional technologies are not able to reach isolated
populations, as the Environmental Protection Areas (EPA), rural areas, islands and
remote places. In search for alternative solutions for such a case, in 1999 and 2002
appropriate low-cost technology called Sewer Treatment Station (STS) by root zone
was developed, following the principles of sustainability. This technology was
monitored and the analyses results demonstrated that the effluent originated from
STS was in agreement with the legislation in relation to the physical-chemical
parameters. However, considering the microbiological parameters, the results were
not according to the legislation. The post-treatment conventional systems are not
appropriate for isolated areas, what brings the need for developing appropriate and
maintainable technologies capable of solving such problem. The bamboo coal was
pointed out, through bibliographical researches, as a material which is able to reduce
the high ratios of the total coliforms and thermotolerant coliforms originated from
STS by root zone. The aim of this research is to verify the potentiality of the bamboo
coal to be used in the STS by root zone post-treatment, in relation to this effluent
microbiological parameters. The methodological stages involved the production and
characterization of the bamboo coal, column percolation laboratorial analyses and
the construction of a pilot filter in field. After two years of research, the possibility of
using a filter of bamboo coal was verified as appropriate and maintainable technology
for the reduction of high ratios of the total coliforms and thermotolerant coliforms
originated from STS by root zone.
xiv
key words: bamboo charcoal, appropriate technology, sewer treatment,
sustainability.
knowledge areas: applied ecology, multidiscipline/technology,
multidiscipline/devlopment and environment, residuary water treatment, nature
conservation, maintainable development.
xv
16
1 INTRODUÇÃO
A relação do ser humano com o meio ambiente tem impactado negativamente
diversas formas de vida, inclusive a da própria espécie humana. A forma de relação
com a natureza, o desenvolvimento de tecnologias reducionistas e o ciclo produção-
consumo-geração de resíduos, são alguns fatores que desencadearam tais
impactos.
Em todos os locais onde o homem está presente existe uma fonte constante
de poluição, como esgoto doméstico, resíduos sólidos, poluentes atmosféricos
provenientes de automóveis, efluentes industriais, entre outros, afetando de forma
significativa os recursos hídricos. De acordo com o relatório publicado pela
Organização das Nações Unidas (ONU, 2003), é previsto que nos próximos 20 anos
o suprimento de água por pessoa seja menor um terço, fato que é conseqüência da
poluição dos últimos séculos, sendo 90% dessa poluição proveniente do esgoto
doméstico (
KRESSE, 1997). Torna-se necessária, então, uma atenção especial
para a questão do saneamento básico.
Em todo o mundo, os recursos hídricos vêm sendo contaminados, drenados,
canalizados, represados, desviados, gerando escassez pelo seu mau uso, o que
ocasiona graves conseqüências sociais e ambientais. A “exclusão hídrica” atinge
metade da população mundial, principalmente nos países mais pobres, causando 10
milhões de mortes ao ano por doenças transmitidas pela água, sendo mais da
metade destas mortes de crianças com até cinco anos de idade (WWF, 2003).
Este cenário é evidente em regiões isoladas e precárias onde a existência
humana torna-se um desafio de sobrevivência. Nestas regiões, em particular o
aspecto sanitário diz respeito não só à saúde, como também às questões econômica
e social.
Na região da Área de Proteção Ambiental (APA) de Guaraqueçaba, litoral
norte do estado do Paraná, este fato é evidenciado. Para tentar reverter este quadro
a bióloga Tamara Simone van Kaick (VAN KAICK, 2002) desenvolveu, entre os anos
de 1999 e 2002, um experimento piloto de uma tecnologia apropriada para o
tratamento do esgoto dos moradores da Ilha Rasa, à qual pertence a APA de
Guaraqueçaba, como parte de sua pesquisa de mestrado junto ao Programa de
Pós-Graduação em Tecnologia (PPGTE). A região onde o projeto foi desenvolvido é
17
de difícil acesso. Nela vive uma comunidade de 540 pessoas, sendo, a maioria
deles, pescadores artesanais e cultivadores de ostras. O tratamento do esgoto
dessa população é de fundamental importância para a qualidade das ostras
cultivadas e para a qualidade de vida dos pescadores e de seus familiares (VAN
KAICK, 2002).
O sistema desenvolvido foi denominado de Estação de Tratamento de Esgoto
(ETE) por zona de raízes, o qual foi projetado de acordo com os princípios da
tecnologia apropriada e sustentabilidade.
A ETE apresentou eficiência nos parâmetros físico-químicos, como a remoção
de 81,6% na Demanda Química de Oxigênio (DQO), e de 83,9% na Demanda
Bioquímica de Oxigênio 5 dias a 20 ºC (DBO
5,20
)
1
, estando os resultados das
avaliações de acordo com os limites máximos permitidos pelo Conselho Nacional do
Meio Ambiente (CONAMA) na resolução nº 20 de 1986. A ETE também demonstrou
um grande potencial na redução de nitrogênio e fosfato.
Em relação ao parâmetro microbiológico (coliformes totais e termotolerantes),
a remoção chegou a 76%. No entanto, apesar do bom desempenho, os valores
ficaram acima dos índices máximos permitidos na resolução nº20/86 do CONAMA,
sendo necessária a solução deste problema para que a ETE possa ser implantada
em ilhas e locais onde o despejo ocorre diretamente nos rios.
É comum a utilização de sistemas de pós-tratamento para a remoção de
coliformes em estações de tratamento de efluentes convencionais. No entanto, estes
sistemas de pós-tratamento não são adequados para situações de APAs, daí a
necessidade de se pesquisar uma solução diferenciada, de acordo com os princípios
da tecnologia apropriada e da sustentabilidade, para tentar sanar tal problemática e
assim a ETE por zona de raízes tornar-se eficiente nestas situações.
Através das discussões feitas na dissertação desenvolvida junto ao Programa
de Pós-graduação em Tecnologia – CEFET/PR da arquiteta Helena Akemi
Umezawa (UMEZAWA, 2002), a qual disserta sobre as várias possibilidades de usos
do bambu, e por meio de estudos realizados por SangBum e SuDuk (2001b),
vislumbrou-se alternativas para tentar solucionar a problemática apresentada.
Umezawa (2002) descreveu que o carvão de bambu é um produto muito utilizado
para o tratamento de esgoto no Japão, sendo a eficácia desse produto e uso
18
regulamentados por lei japonesa nº 354/1966 do Ministério da Agricultura e da
Pesca. SangBum e SuDuk (2001b) relataram em sua pesquisa que o carvão de
bambu tem propriedades bactericidas.
O bambu está presente em todo o território nacional; no entanto, o
conhecimento sobre as diferentes espécies dessa planta e os seus potenciais usos
ainda são pouco conhecidos no Brasil. Devido às suas características peculiares o
bambu pode ser utilizado para diversos fins, desde o artesanato até a construção
civil. O carvão dessa planta é muito pesquisado em instituições da Coréia, da China
e do Japão.
Considerando o referencial teórico das propriedades do carvão de bambu, e
conhecendo a problemática da ETE por zona de raízes, elaborou-se a seguinte
hipótese: o carvão de bambu pode ser utilizado como um sistema de pós-tratamento
para o efluente proveniente da ETE por zona de raízes, dentro de princípios de
tecnologia apropriada e sustentável? Esta pergunta manteve o foco dessa
dissertação, sendo o objetivo geral caracterizar as potencialidades do carvão de
bambu e avaliar seu potencial para utilização no pós-tratamento (retenção de
coliformes totais e termotolerantes) da ETE por zona de raízes.
Na intenção de buscar respostas para esta questão, foram traçados objetivos
específicos, direcionados para o desenvolvimento do marco teórico e das práticas
experimentais, são eles: (i) a realização de pesquisa bibliográfica sobre as
características e o potencial de aplicação tecnológica do carvão de bambu; (ii)
produção do carvão de bambu em laboratório sob diferentes temperaturas; (iii)
verificação da capacidade do carvão de bambu em reter coliformes totais e
termotolerantes; (iv) verificação da influência da temperatura de produção do carvão
de bambu para a retenção de coliformes totais e termotolerantes; (v) caracterização
do carvão obtido quanto aos parâmetros de índice de iodo, densidade aparente e
pH; (vi) verificação da saturação da coluna com carvão de bambu para os
experimentos de percolação; (vii) construção e instalação de filtro piloto de carvão de
bambu na ETE por zona de raízes; (viii) verificação da eficiência na redução de
coliformes totais e termotolerantes dos filtros de carvão na etapa de pós-tratamento
da ETE por zona de raízes; (ix) verificação de atividade bactericida do carvão de
bambu.
1
Os parâmetros citados, DQO e DBO
5,20
, são exigências da legislação ambiental vigente.
19
Nesta pesquisa, além das análises experimentais necessárias para a
verificação da hipótese, também foram abordados aspectos sobre a poluição
ambiental, estudos teóricos sobre sustentabilidade, características e potenciais do
bambu, e as conseqüências da atual relação homem-natureza.
No capítulo 2, é estabelecida a relação do homem com a natureza através
dos tempos, desde o período de 600 a.C. até os dias atuais, utilizando-se de
citações e teorias, desde o método cartesiano de Descartes à quebra de paradigmas
de Capra. É colocado que o cartesianismo inseriu a hiper-especialização, e como
conseqüência, a dificuldade de pensamento integrado, em que a fragmentação do
conhecimento gerou uma sociedade sem “noção do todo”, isto é, a não percepção
da natureza como um sistema integrado, em que a “ciência, tecnologia e sociedade”
estão intimamente relacionadas. Este capítulo é finalizado colocando que o
desenvolvimento atual está provocando profundas mudanças no equilíbrio
necessário para a vida na Terra.
O capítulo 3, é uma seqüência do capítulo anterior, no entanto aprofundando-
se nos avanços tecnológicos e como o homem se relaciona com esses. Visando
uma tecnologia integrada com o ser humano e o meio natural, são apresentados
alguns conceitos de Tecnologia Apropriada (T. A.) e como esta pode favorecer o
homem respeitando o meio ambiente, dentro de uma perspectiva de
sustentabilidade. Neste contexto é apresentada uma proposta de T. A. para o
saneamento básico, a Estação de Tratamento de Esgoto (ETE) por zona de raízes e
a necessidade do aprimoramento desse sistema através de uma tecnologia
seguindo os mesmos princípios.
No capítulo 4, é apresentado o bambu como a grande matéria-prima do
século XXI, devido à abundância e diversidade de espécies, discorre-se sobre suas
características e o seu grande potencial de utilização. Na seqüência é apresentado o
carvão de bambu como uma aplicação que pode visar a sustentabilidade, tanto no
processo de produção, utilizando os sub-produtos gerados, quanto na substituição
de espécies nativas utilizadas para a produção do carvão vegetal. Ao final são
apresentadas características e as possibilidades de uso do carvão de bambu.
No capítulo 5, é descrita a metodologia da pesquisa, em diferentes etapas
como a produção em laboratório do carvão de bambu, análises de percolação em
coluna para a verificação da capacidade de retenção de coliformes totais e
20
termotolerantes, construção e aplicação de um filtro piloto de carvão de bambu como
uma forma de pós-tratamento para a ETE por zona de raízes em uma residência da
região metropolitana de Curitiba. Tais análises foram realizadas entre os meses de
novembro de 2003 e julho de 2004.
Nos capítulos posteriores 6 e 7, são apontadas as conclusões do trabalho e
são propostas pesquisas futuras para a continuidade dessa pesquisa.
21
2 DESENVOLVIMENTO: UMA QUESTÃO A SER DISCUTIDA
2.1 INTERPRETAÇÃO DO MEIO NATURAL ATRAVÉS DOS TEMPOS
No período pré-socrático a visão orgânica de mundo conduzia ao
comportamento ecológico devido às implicações dos valores sociais presentes. As
comunidades dessa época possuíam tal sentido de respeito com relação ao meio
natural que se torna impossível entender esse comportamento nos dias de hoje, pois
os filósofos tentavam compreender a totalidade do real. O chamado milagre grego,
ocorrido por volta de 600 a.C., caracterizou a passagem histórica da magia, do mito,
para uma razão naturalista ancorada no conceito de natureza desumanizada
(HEEMANN, 1998). É com Platão e Aristóteles que se começa a assistir a um certo
desprezo “pelas pedras e pelas plantas” em favor de um enaltecimento do homem e
da idéia (GONÇALVES, 1998).
A drástica mudança de imagem da natureza, de organismo para máquina,
teve um poderoso efeito sobre a atitude das pessoas em relação ao meio ambiente
natural. O processo histórico do desenvolvimento da ciência e conseqüente
mudança de comportamento humano em relação ao seu meio é descrito por Capra
(1982):
Esse desenvolvimento foi ocasionado por mudanças revolucionárias
na física e na astronomia, culminando nas realizações de Copérnico,
Galileu e Newton. A ciência do século XVII baseou-se num novo
método de investigação, defendido vigorosamente por Francis
Bacon, o qual envolvia a descrição matemática da natureza e o
método analítico de raciocínio concebido pelo gênio Descartes.
Reconhecendo o papel crucial da ciência na concretização dessas
importantes mudanças, os historiadores chamaram os séculos XVI e
XVII de a Idade da Revolução Científica.
As mudanças ocorreram no campo da racionalidade. Uma figura
imprescindível neste cenário foi René Descartes (1596-1650), filósofo e matemático,
autor do conhecido pensamento cartesiano, "fundador da doutrina racionalista
moderna e do método racional" (FARIA et al., 1989). Os novos conceitos da física e
da astronomia levaram Descartes a visualizar um método pelo qual os pensamentos
e problemas poderiam ser decompostos em partes e dispostos numa ordem lógica.
A metáfora do mundo como máquina governada por leis matemáticas exatas, que
marcou a idade da revolução científica, consagra o antropocentrismo e a capacidade
22
humana de dominar a natureza através do experimentalismo científico, constituindo
a oposição homem-natureza, espírito-matéria e sujeito-objeto como centro do
pensamento moderno e contemporâneo (MELLO e HEEMANN, 2000).
A fragmentação após Descartes tornou-se o método científico da época e
este permanece até os dias atuais. Como descreve Capra (1982)
Pensava-se que a matéria era a base de toda a existência, e o
mundo material era visto como uma profusão de objetos separados,
montados numa gigantesca máquina. Tal como as máquinas
construídas por seres humanos, achava-se que a máquina cósmica
também consistia em peças elementares. Por conseguinte,
acreditava-se que os fenômenos complexos podiam ser sempre
entendidos desde que os reduzisse a seus componentes básicos e
se investigasse os mecanismos através dos quais esses
componentes interagem. Essa atitude, conhecida como
reducionismo, ficou tão profundamente arraigada em nossa cultura,
que tem sido freqüentemente identificada com o método científico. As
outras ciências aceitaram os pontos de vista mecanicista e
reducionista da física clássica como a descrição correta da realidade,
adotando-os como modelos para suas próprias teorias. Os
psicólogos, sociólogos e economistas, ao tentarem ser científicos,
sempre se voltaram naturalmente para os conceitos básicos da física
newtoniana.
A partir da revolução cartesiana, o mundo das idéias ingressou em um
período de culto da certeza. Isto se consolida com a revolução newtoniana, capaz de
determinar com toda a perfeição as leis do mundo físico (BUARQUE, 1994).
Para Mello e Heemann (2000), o processo de objetificação da natureza
aparece tanto nos currículos de orientação voltados para a emancipação humana
como, de um modo mais explícito, nos currículos de cunho mais técnico, voltados à
preparação de mão-de-obra. De uma maneira ou de outra, a educação moderna
mostra-se sobre as bases de um projeto de autonomia do sujeito, construída sobre
os pilares da filosofia cartesiana.
Prevalece atualmente uma visão mecanicista do mundo, que continua como
sustentação do conhecimento, principalmente o de cunho científico, acabando por
exercer influências muito grandes na vida humana, o que "levou à bem conhecida
fragmentação em nossas disciplinas acadêmicas e entidades governamentais e
serviu como fundamento lógico para o tratamento do meio ambiente natural como se
ele fosse formado de peças separadas a serem exploradas por diferentes grupos de
interesses” (CAPRA, 1982). A natureza no sistema educacional é vista como sendo
“servidora” do homem. Grün (2000) fez um discurso interessante sobre esse tema,
23
ele aponta que o “eu” é quase sempre visto como um usuário de tecnologias
2
, e os
“recursos naturais” são vistos como aquele material capaz de dar sustento a esta
tecnologia. Essas idéias antropocêntricas e antiecológicas aparecem praticamente
em todas as disciplinas e, além disso, o currículo caracteriza-se por uma ausência,
às vezes total, de referência ao meio ambiente.
2.2 NECESSIDADE DE INTERDISCIPLINARIDADE
Uma das principais críticas dirigidas ao atual processo de produção do
conhecimento científico deriva de sua hiper-especialização (ou fragmentação),
trazendo graves conseqüências para o entendimento e a explicação da realidade,
principalmente no domínio das ciências da vida, da natureza e também da
sociedade; como as sociedades modernas estão apoiadas em bases produtivistas,
ao conhecimento cientifico é imposta uma racionalidade instrumental, traduzindo-se
em técnica intervencionista, tanto na natureza como na sociedade (FLORIANI,
2000).
A hiper-especialização e fragmentação do conhecimento advindo do
cartesianismo é algo que deve ser visto com muita cautela. Para Schumacher
(1983), o maior perigo invariavelmente provém da aplicação desumana, em vasta
escala, de conhecimento parcial, tal como se está presentemente assistindo na
aplicação da energia nuclear, na química para a agricultura, combustíveis para os
meios de transportes, e inúmeras outras.
Para Floriani (2000), o domínio das relações sociedade-natureza, certamente
justifica cada vez mais novas associações, para produzir novos conhecimentos e
produzir práticas diferentes e alternativas ao modelo predatório de civilização,
instaurado pela economia de mercado e pelo produtivismo exacerbado. Buarque
(1994) concordou com Floriani, em que as associações das áreas do conhecimento,
a formulação de um novo pensamento, ética, ecologia e economia se associam para
definir propósitos, abrangência e racionalidade de um novo momento.
2
Segundo Barbieri (1990), tecnologia é o estudo sistemático das técnicas, ou o conjunto de
conhecimentos da sociedade referentes às atividades práticas, ou ainda o conjunto de
conhecimentos de diversas origens (novos ou antigos, científicos ou empíricos) empregados na
produção e comercialização de bens e serviços.
24
Na educação e na ciência tradicional as relações e o entendimento destas
são praticamente inexistentes. Para Bruno Latour (2000), citado por Floriani (2000),
as disciplinas científicas são uma verdadeira Babel, agravada pela divisão em
distintos objetos de conhecimento. A fragmentação não só de disciplinas, mas de
especializações no interior de uma mesma disciplina, impede o diálogo entre
especialistas. Entretanto, estranha o autor da dificuldade de especialistas se
colocarem de acordo sobre, por exemplo, a existência de um campo de estudo
chamado “ciência, tecnologia e sociedade”.
Há a necessidade de que os conhecimentos fragmentados sejam integrados;
para isto é necessário a inter-relação entre pessoas e teorias através de uma visão
sistêmica, pois todas as coisas estão conectadas com as outras. De acordo com
Floriani (2000), cada gênero do pensamento, inclusive o matemático, é uma
abstração incapaz de abarcar a realidade inteira. E aqui reside uma coisa
interessante para a colaboração entre distintos saberes: cada gênero de
conhecimento isoladamente tem seus próprios limites, mas junto com outros pode
levar o entendimento do mundo muito além daquele idealizado por uma disciplina,
de forma isolada. Floriani (2000) concluiu colocando que “este último ponto pode
constituir provavelmente, um dos postulados da interdisciplinaridade”.
A interdisciplinaridade pode ser entendida através de uma concepção
sistêmica, como explicou Capra (1982) “a teoria geral dos sistemas, a chamada
concepção sistêmica, considera o mundo em função da inter-relação e
interdependência de todos os fenômenos; nessa estrutura, chama-se sistema a um
todo integrado cujas propriedades não podem ser reduzidas às de suas partes”.
Para Dias (1994), o mundo é organizado em sistemas que são formados por
três componentes: elementos, interconexões e funções. Os sistemas representam
mais do que soma de suas partes, esses são dominados pelas suas inter-relações e
diversificação.
Na atualidade os que mais estão próximos desta visão sistêmica são os
educadores ambientais, estes, de acordo com Grün (2000), estão abandonando o
cartesianismo e buscando um novo paradigma
3
. É a partir dessa configuração que
3
Segundo Pauli (1999) paradigma é uma coleção de conceitos, valores, percepções compartilhadas
por uma comunidade, em que é formada uma visão particular da realidade que é a base de
organização dessa comunidade. E uma vez que uma mudança de paradigma é iminente,
compreende-se que as leis que fizeram sentido em um paradigma se tornam obsoletas em outro.
25
educadores ambientais rejeitam o modelo reducionista, fragmentário e mecânico e
acenam para um modelo que seja complexo, holístico, vivo e orgânico.
Capra (1982) discorreu sobre a visão holística de mundo, que
Em contraste com a concepção mecanicista cartesiana, a visão de
mundo que está surgindo a partir da física moderna pode
caracterizar-se por palavras como orgânica, holística e ecológica.
Pode ser também denominada visão sistemática, no sentido da teoria
geral dos sistemas. O universo deixa de ser visto como uma
máquina, composta de uma infinidade de objetos, para ser descrito
como um todo dinâmico, indivisível, cujas partes estão
essencialmente inter-relacionadas e só podem ser entendidas como
modelos de um processo cósmico.
Exemplo perfeito de sistema integrado pode ser observado em um
ecossistema onde, de acordo com Pauli (1999), não se trata apenas de um conjunto
de espécies, mas de uma comunidade, ou seja, todos os seus integrantes estão
interdependentes. Todos estão em uma enorme teia de relações, “a teia da vida”,
enlaçados uns com os outros. Para o autor este é o aspecto central do pensamento
sistêmico, isto é, um sistema integrado tendo como princípio a inter-relação, em
busca de um equilíbrio mútuo.
Pauli (1999) previu para este século que o papel mais importante para a
educação será “ensinar as nossas crianças os fatos essenciais da vida – que um
ecossistema não produz detritos, porque os detritos de uma espécie são alimento
para outra, (...) que a multiplicidade garante a regeneração, que a vida, há mais de
três milhões de anos, conquistou o planeta não através de luta, mas através de
cooperação, parceria e trabalho em teias”.
Floriani (2000), no final de seu artigo, vislumbrou um futuro, em que será fato
o diálogo de saberes, “uma agenda sócio-ambiental exigirá o concurso desse
diálogo interdisciplinar, no qual as ciências da vida, da natureza e da sociedade
buscarão novas alianças. Não será tão relevante, talvez, o nome que se dê a esse
novo ‘contrato de saberes’ (inter/trans/disciplinaridade). Mais importante é a
mudança de atitude diante da trama complexa da vida, tecida entre os seres
humanos em sociedade e com a natureza”.
26
2.3 O DESENVOLVIMENTO DA ATUAL CRISE AMBIENTAL
A fragmentação do conhecimento gerou uma sociedade sem “noção do todo”,
isto é, a não percepção da natureza como um sistema integrado.
A compreensão da complexa rede de interações dos impactos ambientais é
exemplificada com o primeiro relatório elaborado pelo Clube de Roma
4
(The Limits to
Growth de 1972), o qual causou enorme impacto sobre a comunidade científica, por
apresentar cenários catastrofistas de como seria o planeta caso persistisse o padrão
de desenvolvimento presente na época.
Apesar do impacto ocasionado pelo relatório, o “estilo de vida” mecanicista e
reducionista persistiu, podendo-se notar que não foi compreendido que o cuidado
com o meio ambiente diz respeito à vida de todos os seres inclusive o ser humano.
Isto pode ser visto na atualidade com ocorrência de um número cada vez maior de
desastres ambientais e no aumento da miséria.
A civilização ocidental de base industrial se tornou dominante em todo o
mundo. Exibiu, nas últimas décadas, indicadores ascendentes, como crescimento
exponencial da população, consumo de energia, aumento na demanda de alimentos,
invenções, descobertas e desenvolvimento de serviços de comunicação. Tudo isso
poderia se manter indefinidamente se o ser humano vivesse em um planeta com
recursos infinitos e com ilimitada capacidade de suportar os subprodutos e rejeitos
da transformação industrial dos recursos naturais (RIBEIRO, 2003).
O desenvolvimento e a aplicação de tecnologias lineares resulta no uso e na
degradação de recursos naturais, com a conseqüente geração de resíduos e o
consumo de uma certa quantidade de energia e de outros insumos. O avanço da
civilização industrial levou a uma demanda crescente por recursos naturais, muito
além dos níveis e dos padrões de consumo anteriores (RATTNER, 1992).
A capacidade de suporte dos ecossistemas associados em absorver, ou se
recuperar das agressões derivadas da ação humana, implica num equilíbrio entre as
taxas de emissão e/ou produção de resíduos e as taxas de absorção e/ou
regeneração da base natural de recursos.
4
Criado em 1968 pelo empresário Aurélio Peccei, o chamado Clube de Roma reunia cientistas,
pedagogos, economistas, humanistas, industriais e funcionários públicos, com o objetivo de debater a
crise atual e futura da humanidade.
27
O desenvolvimento atual está provocando profundas mudanças no equilíbrio
necessário para a vida na Terra. De acordo com Bright (2003) em seu relatório
Estado do Mundo 2003, a introdução de fosfato e nitrogênio nos fertilizantes
artificiais na agricultura moderna é um dos mais graves desequilíbrios para os ciclos
naturais. A presença desses minerais em quantidades imensamente maiores que as
naturais pode provocar mudanças ecossistêmicas profundas. Em sistemas aquáticos
pode provocar a eutrofização, diminuindo a biodiversidade aquática. No solo pode
provocar um excesso de ervas daninhas com melhor capacidade de absorver
excesso de nutrientes; este excesso também predispõe muitas espécies a doenças
e aos ataques de insetos (BRIGHT, 2003).
A utilização desenfreada de fertilizantes é um exemplo alarmante de
pensamento reducionista e visão linear, foi com o direcionamento da agricultura no
final do século XIX, através da utilização intensa de produtos químicos e do
postulado de Justus von Liebig, o qual declarava que as plantas podiam se
desenvolver até a maturidade apenas com a introdução de elementos minerais no
solo, e sem a necessidade de matéria orgânica. A partir desse postulado viu-se a
possibilidade da monocultura sem que houvesse o esgotamento do solo (ASSIS e
ROMEIRO, 2002). Este processo de inovação tecnológica desvinculou o homem
com a natureza, fazendo com que este deixasse de respeitar leis ecológicas básicas
e a grande complexidade na dinâmica de fatores como nutrientes, microrganismos,
aeração, tipo de solo, etc. elementos básicos de uma agricultura saudável.
De acordo com Casagrande (2004), as tecnologias lineares e a falta de visão
sistêmica, também implicam em profundas mudanças sociais. A introdução da
monocultura trouxe prejuízos para toda a sociedade, como pode ser evidenciado na
migração do pequeno agricultor para as cidades e no conseqüente aumento das
favelas e na ocupação irregular de áreas de mananciais (CASAGRANDE, 2004).
Segundo JOHN (2000), o conhecimento científico e o avanço do
desenvolvimento vêm tornando evidente que o padrão de desenvolvimento baseado
no modelo de conhecimento fragmentado e produção linear implica na exploração
intensiva de recursos naturais e o comprometimento das diferentes formas de vida, o
que não é sustentável, termo que será discutido amplamente no próximo capítulo.
Portanto, a necessidade de harmonia entre homem e ambiente é fato para a
sobrevivência de ambos.
28
3 TECNOLOGIA, HOMEM E O MEIO AMBIENTE NATURAL
No capítulo anterior foram demonstrados os efeitos impactantes do sistema
de desenvolvimento vigente. Conclui-se de que este é decorrente de uma visão
cartesiana de mundo. Foi evidenciado também que existe uma forte correlação entre
o estilo de desenvolvimento humano e a degradação ambiental.
Neste capítulo serão aprofundadas questões que permeiam os avanços
tecnológicos e como o homem se relaciona com esses. Visando uma tecnologia
integrada com o ser humano e o meio natural, serão apresentados alguns conceitos
de Tecnologia Apropriada (T. A.) e como esta pode favorecer o homem, respeitando
o meio ambiente, dentro de uma perspectiva de sustentabilidade. Neste contexto é
apresentada uma proposta de T. A. para o saneamento básico, a Estação de
Tratamento de Esgoto (ETE) por Zona de Raízes e a necessidade do aprimoramento
desse sistema através de uma tecnologia seguindo os mesmos princípios.
3.1 A INTER-RELAÇÃO: HOMEM – TECNOLOGIA – MEIO NATURAL
O homem moderno manifesta uma absoluta confiança nas técnicas
aperfeiçoadas dos dias atuais. Os progressos realizados no campo da física e da
química aumentaram em proporções fantásticas o poder dos instrumentos de que se
dispõe. Isto faz manifestar um verdadeiro culto à técnica, que se acredita ser capaz
de resolver todos os problemas (DORST, 1973). Nos dias atuais, “o culto à técnica”
pode ser evidenciado nos avanços tecnológicos alcançados pelo setor da
informática, em que o computador e a internet tornaram-se parte do cotidiano e da
vida de muitas pessoas.
Estudioso sobre a questão da inovação tecnológica, Rocha Neto (2004)
afirmou que o “progresso técnico” tem motivado a criação de novos bens e serviços,
não para satisfazer as necessidades humanas, mas para criar demandas antes
inexistentes.
Buarque (1994) colocou que o progresso material, além de ser visto como a
razão do processo civilizatório, foi confundido com o avanço técnico, que passou a
subordinar a racionalidade econômica, desprezou os objetivos sociais e ignorou os
valores éticos. A UNESCO (2004) na declaração de Santo Domingo expôs que:
29
O poder da ciência e tecnologia é tão grande que um dos maiores
desafios do nosso tempo é o problema do seu controle social e da
sua utilização adequada, considerando-se, de forma explícita e
integral, as suas dimensões humana, cultural, social, política,
ambiental e econômica. A ciência e a tecnologia devem contribuir
para o conhecimento, a valorização e a potencialização da
biodiversidade e dos recursos naturais.
De fato, apesar de todos os progressos da técnica e de um maquinismo
avassalador, o homem ainda permanece muito dependente dos recursos renováveis,
sendo esses a matéria-prima para a maioria dos processos.
As evidências, segundo Dias (1994), demonstram a trajetória do homem
como um transformador de seu meio, a ponto de colocar em risco a sua própria
espécie. Exemplos são muitos, como: lançamento de substâncias tóxicas no solo, na
água e no ar; extinção de espécies comprometendo a cadeia alimentar; perda da
biodiversidade, entre outros.
Neste início de século XXI tornou-se evidente a possível esgotabilidade de
muitas matérias-primas advindas da natureza; portanto, as tecnologias
insustentáveis estão na eminência de uma crise a menos que se antecipe e se
possa atenuar o impacto de novas tecnologias.
Durante muitas décadas pôde-se observar o desenvolvimento de tecnologias
reducionistas ou lineares, as quais não consideravam os limites da natureza – a qual
está em permanente manutenção do equilíbrio vital – tais tecnologias não
reconhecem a existência de quaisquer limites.
A tecnologia de grande escala (a grande maioria desenvolvida dentro de uma
perspectiva reducionista) demonstra um não conhecimento de princípios básicos da
natureza, por isso é gerada uma contradição entre natureza e tecnologia
(SCHUMACHER, 1983; CAPRA, 2002).
Não se pode negar os progressos advindos do conhecimento científico e
tecnológico, os quais têm produzido aplicações de grande benefício para a
humanidade. No entanto, a aplicação dos avanços científicos e tecnológicos, em
alguns casos, tem sido a causa do deterioramento do meio-ambiente e uma fonte de
desequilíbrio e de exclusão social (UNESCO, 2004).
Neste último século diversos materiais foram desenvolvidos sem a
consideração das conseqüências desses ao meio ambiente, implicando na
necessidade de desenvolver pesquisas para avaliar tais impactos. Caso estas novas
30
tecnologias não sejam planejadas de forma sistêmica e interdisciplinar, considerando
efeitos ecológicos, econômicos e sociais, o círculo vicioso de desenvolvimento de
novas tecnologias para minimizar os efeitos dessas continuará. Na Figura 1 é
exemplificado de forma generalizada este fato.
Tecnologia
Reducionista
Aplicações
Mudanças no
meio natural
Alterações:
clima, fauna, flora,
água, solo, ar, saúde, etc
Resultados:
Geração de resíduos,
Perda de biodiversidade,
Contaminação da água, solo e ar,
Aparecimento de doenças,
Entre outros.
Necessidade de
novas
tecnologias
FONTE: Drew (1989) - adaptada pela autora
FIGURA 1 – IMPACTOS DA TECNOLOGIA REDUCIONISTA SOBRE O MEIO
AMBIENTE
Soluções cientificas e tecnológicas insustentáveis, as quais prejudicam a vida
terrestre, “não constituem progresso e sim são uma negação à sabedoria”
(SCHUMACHER, 1983).
Rocha Neto (2004) fez uma crítica ao atual estágio de desenvolvimento de
tecnologias excludentes e insustentáveis
Vive-se hoje uma tragédia sem precedentes na história da
humanidade, com fome para grande parte da população, ao lado de
enormes desperdícios de comida e de outros recursos essenciais à
sustentação da vida no planeta. Enquanto uns adoecem pelo
31
excesso, outros morrem por falta. Os avanços tecnológicos, com
potencial para resolver necessidades humanas, ao contrário, têm
gerado mais demandas desnecessárias e processos de exclusão
social. Isto não implica a adoção de uma atitude radical, de aceitação
pacífica ou de oposição ingênua às novas tecnologias, mas a
necessidade de realização de um esforço de antecipação das suas
implicações, oportunidades e alternativas - tanto para relações
sociais e econômicas, quanto para o meio ambiente.
3.1.1 Tecnologia Apropriada: Uma Nova Abordagem de Tecnologia
Faz-se necessário o desenvolvimento de tecnologias que respeitem o
equilíbrio da natureza e as reais necessidades do ser humano. Esta nova percepção
de tecnologia está sendo denominada de Tecnologia Apropriada (T. A.). Vários
estudiosos vêm discutindo esta questão e apresentando diretrizes para esta outra
abordagem de tecnologia, as quais serão expostas a seguir.
Para Darrow (1981), T. A. é aquela que é mais adequada, e que, uma vez
sendo escolhida e adotada pelas pessoas que dela farão uso, atenderá as suas
necessidades e aspirações. Para este autor o importante é que ela seja eficaz,
engenhosa, utilize os recursos naturais disponíveis e que tenha um sério
compromisso com resultados sociais e ambientais, proporcionando benefícios para a
população na qual ela está sendo desenvolvida.
Schumacher (1983), um dos precursores dessa nova percepção de
tecnologia, colocou a necessidade de uma revolução no desenvolvimento de
tecnologias. Para ele é preciso que as invenções e máquinas estejam mais próximas
do homem, de seu cotidiano e de suas carências. Estes métodos e equipamentos
precisam ser
suficientemente baratos para serem acessíveis praticamente a todos;
adequados à aplicação em pequena escala e;
compatíveis com a necessidade humana de criatividade.
Assim, dessas três características nascem a não-violência e um
relacionamento do homem com a natureza que assegura a permanência de ambos
(SCHUMACHER, 1983).
A proposta de T. A. apresentada em estudos desenvolvidos no Centro
Tecnológico de Minas Gerais (CETEC, 1985), citado por Van Kaick (2002), é
norteada pelas seguintes diretrizes:
aproveitamento dos recursos locais;
32
utilização social desses recursos para a população local;
desenvolvimento de tecnologias apropriadas ao contexto ecológico e
social;
fortalecimento de uma estrutura institucional que possibilite a
participação efetiva da população e;
aumento das oportunidades econômicas e do nível de renda da
população e formulação de programas de educação, visando a
melhoria das condições ambientais.
Rocha Neto (2004) defendeu que a tecnologia é determinada por sua
adequação em todas as suas dimensões. O conceito de "tecnologia apropriada", não
deve ser confundido com a noção de “tecnologia social” (a qual tem sido empregada
em oposição à de ponta). O autor defende que todas as tecnologias precisam ser
apropriadas, no sentido de sua adequação ética, social, econômica e política,
independentemente de seus graus de sofisticação. Ainda para este autor, T. A. deve
ser compreendida como o emprego de práticas antigas para satisfazer às
necessidades de comunidades carentes.
Rattner (1992) referiu-se à T. A. como “tecnologias sadias”, as quais são
necessárias para que ocorra o desenvolvimento sustentável. Segundo este autor, o
desenvolvimento de novas tecnologias depende do entendimento da cultura da
população que será beneficiada, pois “se os grupos locais não estiverem bem
preparados para aceitar e/ou assimilar os impactos e as conseqüências das
transformações ocorridas durante a implantação e operação da nova tecnologia,
então, estas não serão bem sucedidas ao gerarem seus resultados”.
Este mesmo entendimento é apresentado pela UNESCO, que reafirmou ser
fundamental o entendimento da cultura da população atendida, reconhecendo que
as atividades científicas e tecnológicas devem satisfazer as necessidades básicas
da população (UNESCO, 2004).
Para Van Kaick (2002), o trabalho com a população é tão importante quanto à
aplicação da tecnologia, pois é este trabalho preliminar que vai determinar o sucesso
ou fracasso da aplicação da nova tecnologia. Ainda para esta autora, a tecnologia
apropriada faz parte do grupo de tecnologias sustentáveis; ela coloca que a T. A. é
uma intervenção transformadora do mundo da necessidade, pois colabora com o
desenvolvimento local através da simplicidade e funcionalidade do processo. Assim
33
esta tecnologia pode ser uma alavanca para o desenvolvimento social, pois ela
garante eqüidade
5
ao processo.
Quando as tecnologias são desenvolvidas abordando aspectos ambientais,
sociais e econômicos, e ainda aplicadas visando o bem comum, tais tecnologias
podem se tornar instrumentos eficazes para um desenvolvimento que seja
sustentável.
3.2 SUSTENTABILIDADE: PARA UM FUTURO MELHOR
A preocupação com as graves conseqüências de tecnologias lineares, como a
contaminação da água, do ar e do solo, surgimento de novas doenças, mutações,
entre outros, desencadeou na década de 60 um processo de questionamento, o qual
ficou evidente na Conferência sobre Biosfera realizada em Paris em 1968. Este
acontecimento marcou o despertar de uma consciência ecológica mundial, assim
como a primeira Conferência das Nações Unidas sobre Meio Ambiente (CNUMA),
realizada em Estocolmo em junho de 1972, veio colocar a questão ambiental nas
agendas oficiais internacionais (NOSSO FUTURO COMUM, 1988; ANDRADE et al.,
2000).
A declaração de Estocolmo, assim como outros relatórios da mesma época,
transmitiram uma mensagem de esperança sobre a necessidade e a possibilidade
de se projetar e implementar estratégias ambientalmente adequadas, para promover
um desenvolvimento sócio-econômico eqüitativo, ou ecodesenvolvimento. Esta
expressão foi mais tarde rebatizada como desenvolvimento sustentável (SACHS,
1994).
O termo desenvolvimento sustentável surgiu pela primeira vez em 1987, com
o relatório Brundtland, “Nosso Futuro Comum”, e foi amplamente adotado no
contexto da Conferência das Nações Unidas sobre Meio Ambiente e
Desenvolvimento ou Eco-92, realizada no Rio de Janeiro em junho de 1992, cujo
próprio título reconhece que o meio ambiente e o desenvolvimento devem estar
juntos nas mesmas discussões (SACHS, 1994; ANDRADE et al., 2000). Os
5
O termo eqüidade está relacionado às noções de igualdade e liberdade e remete à questão da
justiça, dos direitos e deveres do homem/cidadão e do Estado. Sendo assim, em função do conjunto
de valores predominantes, o termo eqüidade pode ganhar diferentes conotações ao longo do tempo e
em distintas sociedades, sendo vários os seus significados e raro o consenso em torno de uma
34
documentos resultantes da Eco-92 foram a Carta da Terra (rebatizada de
Declaração do Rio) e a Agenda 21. Esta declaração visa estabelecer acordos
internacionais que respeitem os interesses de todos e protejam a integridade do
sistema global de ecologia e desenvolvimento. A Agenda 21 dedica-se aos
problemas da atualidade e almeja preparar o mundo para os desafios do próximo
século. Ela reflete o consenso global e compromisso político objetivando o
desenvolvimento e o compromisso ambiental (ANDRADE et al., 2000).
Em 2002, após dez anos da Rio–92, outra grande conferência sobre a
questão ambiental foi realizada pelas Nações Unidas, a qual foi denominada de
Cúpula Mundial sobre Desenvolvimento Sustentável (também conhecida como
Rio+10), em Joanesburgo, na África do Sul. Os pesquisadores analisaram os
avanços sócio-econômico-ambiental desde 1992, destacando tanto as mudanças
positivas que ocorreram na década e os obstáculos contínuos para a conquista de
um mundo mais sustentável (GARDNER, 2002).
O desenvolvimento é dependente do meio ambiente, no entanto, ainda hoje
após quase 40 anos da primeira discussão sobre o tema (Conferência sobre
Biosfera realizada em 1968), muitos tomadores de decisão ainda não foram capazes
de compreender tais inter-relações.
3.2.1 O Conceito de Desenvolvimento Sustentável
Desde as primeiras conferências, inúmeros autores começaram a discutir o
tema sustentabilidade juntamente com o desenvolvimento, extraindo dessas várias
formas de conceituar sustentabilidade e desenvolvimento sustentável.
O termo desenvolvimento sustentável apareceu, pela primeira vez, no
relatório de Brundtland, no qual foi definido como sendo “aquele que atende as
necessidades do presente, sem comprometer a possibilidade das gerações futuras
atenderem as suas próprias necessidades” (NOSSO FUTURO COMUM, 1988).
A idealização de um desenvolvimento sustentável, precisa considerar
simultaneamente três dimensões: a social, a ambiental e a econômica.
Genericamente, sustentabilidade social prevê a construção de uma civilização com
maior eqüidade na distribuição de renda e de bens, isto é, deve estar associada à
definição (ALMEIDA, C., 2002). Nesta dissertação o termo eqüidade é utilizado no sentido mais
propriamente de igualdade social.
35
qualidade de vida de uma população. Sustentabilidade ambiental está diretamente
relacionada à conservação dos recursos naturais e à proteção dos ecossistemas. E
a sustentabilidade econômica como crescimento econômico contínuo sobre bases
não predatórias, sendo que a eficiência econômica deve ser avaliada em termos
macro-sociais, e não apenas através do critério da rentabilidade empresarial de
caráter microeconômico (SACHS, 1994).
Rocha Neto (2004) colocou que, primeiramente, é preciso distinguir os
conceitos de desenvolvimento sustentável, do mero crescimento econômico. O
segundo, compreende a expansão do produto de uma economia, enquanto o
primeiro implica na obtenção de melhorias qualitativas do ambiente e dos
indicadores sociais. A integração do Homem aos seus ambientes natural e social,
exige capacidade de regeneração e, ao mesmo tempo, de preservação de recursos
escassos, mas fundamentais à sua sobrevivência e desenvolvimento.
Hawken e o casal Lovins (1999), abordaram o tema da sustentabilidade
ambiental aliada à questão econômica. Para os autores os fatores limitadores do
desenvolvimento econômico futuro são a disponibilidade e a funcionalidade dos
recursos naturais. Os sistemas de negócios e crescimento populacional mal
concebidos ou mal projetados, assim como os padrões dissipadores de consumo,
são as causas primárias da perda dos recursos naturais, sendo que os três fatores
devem tentar alcançar a economia sustentável.
Buarque (1994) abordou a questão sustentabilidade ambiental sobre o
aspecto da ciência, em que a crise que deu lugar ao ecodesenvolvimento, mostra
que o uso da ciência arrogantemente gera desequilíbrios que exigem uma forma
alternativa de pensar. O autor propôs uma nova forma de fazer ciência, em que o
conhecimento ouve a natureza antes de escolher técnicas a serem usadas.
Para Dias (1994), a sustentabilidade dos recursos naturais e o
desenvolvimento dependem de elementos chaves como a participação, a
organização, a educação e o fortalecimento das pessoas. O desenvolvimento
sustentado não pode ser centrado na produção, mas sim deve ser focado nas
pessoas. Deve ser apropriado não só aos recursos e ao meio ambiente, mas
também à cultura, à história e aos sistemas sociais do local onde ele ocorre. “Deve
ser eqüitativo e agradável”.
36
Sustentabilidade supõe a habilidade para perdurar no tempo, evitando o
colapso das civilizações, sociedades, economias e organizações que não foram
capazes de sustentar-se. O processo de mudança do antigo paradigma para o novo
– o da sustentabilidade – está em andamento e envolve literalmente todas as áreas
do pensamento e da ação humana (ALMEIDA, F., 2002). Isto é, para que ocorra
esse processo de mudança faz-se necessária a participação através da
interdisciplinaridade.
A sustentabilidade ambiental está, cada vez mais, relacionada à capacidade
de suporte dos ecossistemas associados, capazes de absorver ou se recuperar das
agressões derivadas da ação humana, implicando um equilíbrio entre as taxas de
emissão e/ou produção de resíduos e as taxas de absorção e/ou regeneração da
base natural de recursos. Para que uma forma de vida social seja sustentável, é
preciso que a taxa de utilização dos recursos seja no mínimo igual à de reposição ou
de geração de substitutos para esses recursos. Da mesma forma, a taxa de emissão
de efluentes tem que ser no máximo igual à taxa de regeneração do meio ambiente.
Se essas condições não forem alcançadas, haverá crescente deteriorização
ambiental e diminuição da base de recursos (RIBEIRO, 2003).
Mello & Heemann (2000) resumiram a noção de sustentabilidade como sendo
a melhoria das condições de vida para todos dentro dos limites da capacidade de
sustento dos ecossistemas.
Porém, para que o desenvolvimento sustentável seja um fato em todos os
sentidos, é necessário a transversalidade entre diferentes aspectos, ou seja, o
diálogo interdisciplinar, e, ainda, buscar efetivamente a participação dos grupos e
comunidades integrantes do processo. Para isso, é necessária uma mudança de
paradigma, isto é, rever o conceito de tempo e de ciência linear. Pauli (1999)
descreveu esta mudança e ainda vislumbrou um novo paradigma:
O atual paradigma estabelece que o universo é um sistema
mecânico composto de partes elementares, que a vida em sociedade
é uma luta competitiva pela existência e que existe progresso
material ilimitado que pode ser alcançado através de um crescimento
econômico e tecnológico. E, mais, que os seres humanos se
consideram acima e além da natureza. O novo paradigma vê o
mundo como um todo integrado, não como uma compilação de
partes dissociadas. Todos os fenômenos são fundamentalmente
independentes, e os indivíduos e as sociedades extremamente
37
dependentes dos processos cíclicos da natureza. O novo paradigma
espelha-se nos novos valores e na nova forma de pensamento.
Neste novo paradigma, o progresso e o desenvolvimento são baseados na
cooperação e respeito pelo meio ambiente e a diversidade cultural e social.
A partir de todas as concepções apresentadas, pode-se entender que definir
desenvolvimento sustentável é algo que depende da situação e do público ou do
objetivo que se deseja atingir. Vários autores relacionam esta definição com a
questão econômica, social e ambiental, portanto nota-se que a integração desses
três fatores é indispensável para a sustentabilidade, em que o desenvolvimento é
criado pensando na qualidade de vida de todos os seres presentes neste planeta.
3.3 ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE ESGOTO POR ZONA DE RAÍZES:
TECNOLOGIA APROPRIADA PARA O DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL
Os recursos hídricos estão sendo constantemente afetados com a falta de
conhecimento de limites do ser humano. Ações que visem a não poluição dentro de
um sistema integrado são necessárias. Com intuito de reverter o processo de
degradação das reservas hídricas do Brasil, a ONG WWF propôs ao governo e à
sociedade brasileira a adoção de algumas medidas constantes na ‘Carta em Defesa
das Águas’ (2003), entre as quais:
adoção de uma política efetiva de combate ao desperdício e de
inclusão hídrica voltada para os milhões de brasileiros sem acesso a
esse benefício, universalizando os serviços de saneamento ambiental
e assegurando uma oferta adequada de água de boa qualidade para a
população;
mudança da concepção adotada para a água, de simples commodity
para suporte à vida e elemento estratégico para o desenvolvimento do
país, com preservação das funções hidrológicas, biológicas e químicas
dos ecossistemas, e adaptação das atividades humanas aos limites da
capacidade da natureza e;
desenvolvimento de programas de educação ambiental capazes de
conscientizar e mobilizar a sociedade para a conservação e o uso
sustentável da água.
38
Após diversos anos de agressões à natureza, vê-se que os resultados estão
surgindo e de forma alarmante, sendo os recursos hídricos uns dos principais
afetados, uma vez que a sua degradação desencadeia uma série de conseqüências
para inúmeros ecossistemas.
Em todos os locais onde o homem está presente existe uma fonte de poluição
constante, como por exemplo o esgoto doméstico (além dos efluentes industriais,
dos resíduos sólidos entre outros), sendo o esgoto doméstico um dos grandes
responsáveis pela poluição das águas e vetor da transmissão de várias doenças.
Torna-se necessária, então, uma atenção especial para a questão do saneamento
básico.
Segundo Jordão e Pessoa (1997), os esgotos sanitários domésticos geram
dois tipos de conseqüências aos corpos d’água:
problemas de natureza ambiental ou ecológica, em que a presença de
matéria orgânica dos esgotos acarreta uma depleção do oxigênio
dissolvido na malha de água e reduz a vida aquática;
problemas de saúde pública, em que a presença de possíveis agentes
transmissores de doenças de veiculação hídrica coloca em risco a
saúde da população.
Pode-se caracterizar os recursos hídricos com relação a sua quantidade e
qualidade – variáveis intimamente correlacionadas. Tais recursos devem apresentar
condições físicas e químicas adequadas para a utilização pelos seres vivos. Assim,
segundo Braga et al. (2002), a disponibilidade da água significa ocorrer não somente
na quantidade necessária, mas também com qualidade satisfatória para suprir as
necessidades de todas as formas de vida.
No mundo todo, os recursos hídricos vêm sendo contaminados, drenados,
canalizados, represados, desviados e esgotados pelo seu mau uso, gerando graves
conseqüências sociais e ambientais. A “exclusão hídrica” atinge metade da
população mundial, principalmente nos países mais pobres, causando 10 milhões de
mortes ao ano por doenças transmitidas pela água, sendo mais da metade destas
mortes de crianças com até cinco anos de idade (WWF, 2003).
Segundo Dias (2002), oferecer saneamento básico para comunidades que
habitam locais precários e sem urbanização tem sido um dos maiores desafios que
39
as políticas públicas têm enfrentado, e o trabalho social desempenha papel
prioritário, fazendo com que a comunidade seja co-responsável pelo programa.
Em áreas urbanas de baixa renda, a tecnologia de saneamento rural, é,
muitas vezes, mais apropriada ao uso do que uma simples extensão das técnicas de
saneamento urbano. Da mesma forma técnicas urbanas de saneamento quase
nunca são apropriadas para uso de saneamento rural (AISSE, 2000).
De acordo com Van Kaick (2002), a falta de tecnologias apropriadas é um dos
fatores pelo qual a qualidade de vida de milhões de pessoas está sendo atualmente
degradada. O desenvolvimento de tecnologia deve estar voltado para as
necessidades reais, ou seja, deve estar mais próximo do cotidiano e das carências
das pessoas. Sistemas de coleta e tratamento centrais (caracterizados por um alto
custo e complexidade de operação) podem ser substituídos por sistemas menores,
individuais e mais flexíveis, beneficiando assim regiões menos populosas, com
topografia difícil e sem atendimento de serviços sanitários.
Neste sentido foi desenvolvida e implantada uma Estação de Tratamento de
Esgoto (ETE) por Meio de Zona de Raízes pela bióloga Tamara Simone van Kaick,
como parte de sua dissertação de mestrado junto ao Programa de Pós-Graduação
em Tecnologia- PPGTE, do CEFET-PR, como uma tecnologia apropriada para as
condições precárias do litoral do Paraná (VAN KAICK, 2002).
O sistema de tratamento de esgoto, ETE por Zona de Raízes, foi implantado
na Área de Proteção Ambiental (APA)
6
de Guaraqueçaba, litoral norte do Paraná.
Estes sistemas, com base em solos filtrantes e estruturado com uma camada
de filtro radicular, a “zona de raízes”, podem ser utilizados para o tratamento de
efluentes domésticos, sem gastos de energia e integrados ao ambiente, o que os
caracteriza como uma Tecnologia Apropriada e um sistema sustentável.
A ETE foi implantada na residência de um morador de Ilha Rasa, como pode
ser visualizado na Figura 2. O objetivo desse experimento foi servir como unidade de
pesquisa para o aprimoramento de um sistema mais eficiente e compatível com as
necessidades sócio-ambientais de regiões precárias, como é o caso de
Guaraqueçaba. Este tipo de ETE também apresenta um baixo custo econômico na
6
As APAs são unidades de conservação destinadas a proteger e conservar a qualidade ambiental e
os sistemas naturais ali existentes, visando a melhoria da qualidade de vida da população local e
também objetivando a proteção dos ecossistemas regionais (CONAMA,1988).
40
sua implantação e manutenção se comparada com outros sistemas, tendo os seus
custos variando entre R$ 500,00 a R$ 1.200,00, dependendo do material a ser
utilizada na impermeabilização do sistema (VAN KAICK et al., 2003).
FONTE: Van Kaick (2002).
FIGURA 2 – ETE POR DE ZONA DE RAÍZES CONSTRUÍDA EM ILHA RASA
A ETE por zona de raízes é estruturada da seguinte forma: o esgoto passa
primeiro por uma fossa séptica e o efluente proveniente desta é lançado, por meio
de uma rede de tubulações, para a ETE. As plantas que formam a zona de raízes
nesta ETE devem ser plantadas sobre um filtro físico estruturado por uma camada
de brita n° 2 de 50 cm de profundidade (ou outro material disponível que ofereça as
mesmas características da brita), e sobre uma rede de tubulações para dispersão do
efluente. Após esta camada de brita encontra-se outra camada do filtro, composta
de areia grossa que ocupa o espaço de 40 cm de altura entre o fundo do filtro e a
camada de brita. No fundo deste filtro, ficam acomodadas as tubulações que captam
o efluente tratado, conduzindo-o para fora da estação (VAN KAICK, 2002). Este
esquema pode ser visualizado na Figura 3.
41
FONTE: Van Kaick (2002).
FIGURA 3 – ESQUEMA DA ETE POR MEIO DE ZONA DE RAÍZES
A partir dos dados apresentados por Van Kaick (2002) pode-se observar que
a ETE demonstrou eficiência nos parâmetros físico-químicos, como Demanda
Química de Oxigênio (DQO), com remoção de 81,6%, Demanda Bioquímica de
Oxigênio 5 dias a 20 ºC (DBO
5,20
), com remoção de 83,9%, sendo que os resultados
das avaliações ficaram de acordo com os limites máximos permitidos pela resolução
CONAMA 20 (1986). A ETE também demonstrou um grande potencial na redução
de nitrogênio e fosfato. Em relação aos coliformes, a porcentagem de remoção
chegou a 76%, mas os resultados ultrapassaram os índices máximos indicados na
resolução CONAMA 20
7
. Logo este é o principal fator a ser solucionado, para que a
ETE possa ser implantada na zona de maré, ilhas e locais onde o despejo ocorre
diretamente nos rios da APA de Guaraqueçaba.
Van Kaick (2002) em seu trabalho incentivou pesquisas futuras para adaptar
ao sistema um pós-tratamento capaz de aumentar a eficiência na redução
7
CONAMA 20 (1986) define limites máximos permitidos para águas doces (Classe 5) e para águas
salobras (Classe 7) destinadas à criação natural e/ou intensiva de espécies destinadas à alimentação
humana, as quais serão ingeridas cruas, não deverá ser excedida uma concentração média de 14
coliformes fecais por 100 mililitros, com não mais de 10% das amostras excedendo 43 coliformes
fecais por 100 mililitros.
42
principalmente de coliformes, já que os parâmetros físico-químicos se mantiveram
de acordo com a legislação vigente.
Em sistemas convencionais, quando não se atinge a eficiência almejada em
determinados parâmetros, propõe-se sistemas de pós-tratamento, para os quais há
várias alternativas disponíveis. De acordo com Andreoli (1995), existem algumas
técnicas para a remoção de microorganismos, como: sistemas físico-químicos
(cloração, peróxidos, coagulação e flotação por ar dissolvido), processo de
ozonização, luz ultra-violeta e lagoas de maturação.
Porém esses processos são insustentáveis economicamente e
ambientalmente, sendo também inadequados para a realidade de uma APA ou de
situações precárias.
O projeto de uma ETE, de acordo com Aisse (2000), em situações de
comunidade isoladas deverá observar:
simplicidade de operação, requerendo um mínimo de manutenção;
processo de tratamento capaz de atender as exigências;
pequeno impacto local, inclusive os incômodos relativos ao odor e às
moscas;
adequada disposição de lodo;
construção e manutenção a preços razoáveis e;
um local adequado cercado para segurança da população.
Portanto, a tecnologia aplicada para a diminuição dos níveis de coliformes da
ETE por zona de raízes também deverá seguir os mesmos parâmetros relacionados
anteriormente.
A partir do problema exposto, tem-se a certeza da necessidade de uma
pesquisa dentro dos parâmetros apresentados, que vise um sistema para a retenção
dos microorganismos, mas este sendo sustentável e apropriado as particularidades
dos casos.
Através da dissertação da arquiteta Helena Akemi Umezawa
8
, vislumbrou-se
uma alternativa para buscar soluções para a problemática apresentada. Umezawa
(2002) relatou que o carvão de bambu é utilizado em estações de tratamento de
8
Apresentada no ano de 2002 ao Programa de Pós-graduação em Tecnologia – CEFET/PR, a qual
disserta sobre as várias possibilidades do bambu.
43
esgoto no Japão. E estudos de Sangbum e Suduk (2001b) comprovaram que o
carvão de bambu é eficiente como bactericida.
Esta dissertação tem como objetivo caracterizar o carvão de bambu e avaliar
seu potencial para utilização no pós-tratamento (retenção de coliformes totais e
termotolerantes) da ETE por zona de raízes. O processo de produção, propriedades
e aplicações do carvão de bambu, assim como a sua matéria-prima, o bambu, serão
abordados no próximo capítulo.
44
4 BAMBU – A MADEIRA DO FUTURO: SUSTENTABILIDADE E EQÜIDADE
4.1 HISTÓRICO E DISTRIBUIÇÃO DO BAMBU
O bambu é uma espécie vegetal pertencente à família Graminae e sub-família
Bambusoideae, sendo ainda classificada como planta arborescente (CORRÊA,
1984; MCCLURE, 1993). Existe uma enorme variedade de espécies, e acredita-se
que haja a ocorrência de muitas outras ainda desconhecidas. McClure (1993)
apresentou o número de 76 gêneros comprovados e mais de 1000 espécies
espalhadas por todo o mundo. Segundo Hidalgo Lopez (1974), todos os continentes
com exceção da Europa contêm espécies nativas de bambu; na América são
aproximadamente 17 gêneros. Beraldo e Azzini (2004) afirmaram que a maior
diversidade de espécies é encontrada nos continentes asiático e americano.
Bystriakova et al. (2004) apresentaram a variedade de espécies encontradas no
continente americano, como pode ser verificado na Tabela 1.
TABELA 1 – OCORRÊNCIA DE ESPÉCIES DE BAMBU NOS PAÍSES DA AMÉRICA
DO NORTE, AMÉRICA CENTRAL E AMÉRICA DO SUL
PAÍSES NÚMERO DE ESPÉCIES DE
OCORRÊNCIA NATURAL
Brasil 134
Venezuela 68
Colômbia 56
Equador 41
Costa Rica 36
Perú 35
México 32
Bolívia 20
Panamá 19
Chile 14
Cuba 13
Argentina, Guatemala 12
Honduras 8
El Salvador, Haití, Nicarágua 7
República Dominicana, Paraguai 6
Guiana, Porto Rico, Uruguai 5
Suriname 4
Bahamas, Jamaica, Estados Unidos 1
FONTE: Bystriakova et al., (2004).
45
No Brasil, de acordo com Graça (1988) e Beraldo e Azzini (2004), as espécies
mais comuns são: Bambusa vulgaris (bambu-verde), Figura 4, Bambusa vulgaris
variedade vitata (bambu-imperial), Bambusa tuldoides (bambu-comum),
Dendrocalamus giganteus (bambu-gigante ou bambu-balde) e algumas espécies de
Phyllostachys (bambu-chinês). Ainda de acordo com esses autores, estas espécies
têm origem asiática, as quais chegaram no Brasil trazidas por imigrantes
portugueses, com exceção da espécie Phyllostachys, a qual foi introduzida no país
mais recentemente por imigrantes asiáticos. Estas integraram-se com a
biodiversidade local, podendo ser encontrado em quase todo o território brasileiro.
FONTE: UMEZAWA (2002).
FIGURA 4 – ESPÉCIE Bambusa tuldoides – COLÔNIA PARQUE VERDE –
FAZENDA RIO GRANDE, PR.
De acordo com McClure (1993), a distribuição geográfica do bambu é muito
desigual; no entanto, é possível encontrar espécies de bambu na região tropical, na
sub-tropical e regiões de clima temperado, podendo ser localizadas espécies tanto
ao nível do mar quanto no topo de montanhas. Isto é, a ocorrência dessa planta é de
nível global.
46
A abundância e diversidade de espécies, e o grande potencial de utilização,
são fatores que contribuem para o entendimento da grande proximidade que existe
entre esta planta e os povos que a utilizam. O bambu vem sendo utilizado e
estudado há milhares de anos por diversos povos. Ele é um dos símbolos da cultura
oriental e está presente desde a cerimônia do chá até construções de edificações.
Para os chineses o bambu simboliza a humildade, modéstia e juventude
perpétua, provavelmente em virtude de suas folhagens sempre verdes e da sua
enorme longevidade, estando presente desde o nascimento das crianças. Para os
vietnamitas esta planta é considerada irmã do homem, devido as várias
possibilidades de utilização. No Japão, juntamente com a ameixeira e o pinheiro, o
bambu está presente em todas as decorações de Ano Novo. Na cerimônia do chá, o
bambu ocupa um lugar de grande destaque, é dele que se obtém os utensílios
indispensáveis à preparação da bebida (RECHT e WETTERWALD, 1994;
VENTANIA, 2003).
4.2 PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS DO BAMBU
O bambu, de um modo geral, é constituído de três estruturas básicas: colmos,
rizomas e raízes. Visando a utilização, o colmo é parte de maior relevância dessa
planta.
De acordo com Beraldo e Azzini (2004), os colmos do bambu são estruturas
segmentadas constituídas, de uma forma simples, por nós e internódios, sendo os
internódios uma estrutura oca, o que confere ao bambu elevada resistência
mecânica, leveza e flexibilidade.
Para Graça (1988), o bambu é a “madeira do futuro”, pois trata-se de uma
planta de um crescimento extraordinário (crescendo mais rapidamente do que o
eucalipto e o pinheiro). Hidalgo Lopes (1974) citou que uma espécie de bambu
Medake alcançou um recorde de crescimento diário, o qual foi medido nos limites de
Kyoto no ano de 1956, a marca foi de 121 cm em apenas 24 horas, e este
apresentava 12 cm de diâmetro de colmo. Ghavami (2003) relatou uma experiência
semelhante realizada no Brasil, em 1993, no Rio de Janeiro; o pesquisador mediu o
Dendrocalamus giganteus, o qual no período de apenas 24 horas, alcançou 37 cm
de altura e 12 cm de diâmetro.
47
Além da vantagem do rápido crescimento, a plantação é de baixo custo pois
adapta-se em qualquer tipo de terreno, isto é, não é exigente em relação a
nutrientes. Tem-se observado que em solos arenosos, com elevado teor de matéria
orgânica e boa drenagem, ocorre uma melhora em seu desenvolvimento (BERALDO
e AZZINI, 2004). É comum encontrar espécies de bambu em solos em declive, pois
devido à formação de suas raízes, possibilita-se um controle eficiente de solos
erodidos (BRITO et al., 1987; TOMAZELLLO FILHO e AZZINI, 1988). Trata-se,
portanto, de uma planta interessante para a recuperação de encostas de rios.
O bambu pode substituir a madeira em diversas aplicações, e com isso
diminuir o impacto ambiental ocasionado pelo corte indevido de árvores essenciais
ao equilíbrio do ecossistema (PEREIRA, 2003).
O bambu oferece mais celulose que o pinheiro e o eucalipto, e suas fibras são
muito resistentes e com qualidade igual ou superior à fibra da madeira, podendo
ainda substituir fibras inorgânicas como o asbesto (PAULI, 1999).
4.3 MATERIAL VERSÁTIL, APLICAÇÕES E MULTI-USOS
A partir do terceiro ou quarto ano já se pode coletar colmos, os quais podem
ser utilizados na produção de fibras celulósicas para papel, carvão, amido ou etanol,
painéis laminados e compensados, fabricação de móveis e outros utensílios e até
mesmo na construção civil, e ainda os brotos podem ser utilizados na alimentação
substituindo com vantagens nutricionais o palmito (BERALDO e AZZINI, 2004). É
importante ressaltar que existem diferentes espécies de bambu, cada qual com
características específicas e, portanto, é necessário a adequação da espécie com a
aplicação requerida.
Nos países asiáticos, esta planta é amplamente utilizada, sendo suas
aplicações e tecnologias fonte de investimento e pesquisa. O bambu tem papel
importante no desenvolvimento e na economia de muitos países. No Nepal e nas
Filipinas existem grandes projetos de reflorestamento de bambu, para estimular a
economia local através da produção de papel, comida e habitações (CRUZ &
FELLOW, 1989). A China e o Vietnã têm grandes plantações há muitos séculos e
continuam reflorestando. A China, maior produtor mundial, possui uma área plantada
na ordem de sete milhões de hectares e utiliza o bambu em aplicações industriais,
como broto comestível, celulose e papel, material para a engenharia, construção,
48
química, móveis, produtos à base de bambu processado e colado. O Havaí está
tentando desenvolver um projeto de reflorestamento de bambu, visando tornar ativa
uma população desempregada com a decadência da economia do açúcar. A
Colômbia, o Equador e Costa Rica desenvolvem projetos nacionais envolvendo a
utilização do bambu, com reflorestamento e desenvolvimento de uma cultura de
habitações populares com esse material, para substituir o uso da madeira
(PEREIRA, 2003).
No Brasil, esta planta é encontrada em quase todo o território, tanto em
regiões ao nível do mar quanto em regiões montanhosas. Embora abundante neste
país, esta planta ainda é pouco utilizada e pesquisada, limitando-se a aplicações
tradicionais como artesanato, vara-de-pescar, móveis, broto comestível e indústrias
que utilizam suas fibras para a produção de papel.
Existem algumas iniciativas pioneiras visando um melhor aproveitamento
dessa matéria-prima, como é o caso de pesquisas desenvolvidas no Departamento
de Engenharia Civil da Pontifícia Universidade Católica (PUC) do Rio de Janeiro,
utilizando o bambu como elemento estrutural em edificações. Para Ghavami (2003),
coordenador desse projeto, “o bambu é comparável ao aço, ao concreto e à
madeira, com a vantagem de ser um baixo consumidor de energia em sua produção,
devido ao seu rápido crescimento, e de transmitir segurança, especialmente quando
usado em zonas sujeitas a abalos sísmicos e furacões”.
No Departamento de Construções Rurais da Universidade Estadual de
Campinas (UNICAMP), o professor Antonio Ludovico Beraldo está desenvolvendo
pesquisas com esta matéria-prima verificando as suas características e aplicações,
principalmente no que se refere à aplicação do bambu como matéria-prima em
diferentes etapas na construção de residências.
Outra iniciativa de destaque é o trabalho social desenvolvido por Lúcio
Ventania. Ele formou o Programa de Desenvolvimento do Ciclo do Bambu,
implantando cooperativas de artesanato utilizando esta planta. Até o ano de 2003
este trabalho já havia alcançado 41 oficinas/bambuzerias para produção de objetos
de bambu em todo o país, com a qualificação de quase 5 mil pessoas carentes. Este
projeto visa principalmente a reintegração de pessoas excluídas do mercado de
trabalho, fazendo com que estas recuperem a sua dignidade (VENTANIA, 2003).
49
Ventania, em entrevista para Nicolau et al. (2002), relatou que durante muitos
anos o bambu foi considerado uma praga no Brasil, tendo atribuído esse fato ao
“interesse da indústria moveleira e de madeireiras em descaracterizarem a
qualidade, a alta produtividade e a resistência dessa matéria-prima, pois esta é
praticamente 100% aproveitável, mas que possui, no entanto, pequeno valor
comercial, sendo assim muito apropriada para trabalhos sociais”.
Adquirindo-se conhecimento sobre as propriedades do bambu é possível
verificar que este material pode ser empregado nas mais diversas atividades.
Umezawa (2002), em sua dissertação de mestrado, explorou esta questão, e
retratou as variadas formas de utilização do bambu, como pode ser verificado na
Figura 5.
FONTE: UMEZAWA (2002).
FIGURA 5 – QUADRO DE POSSIBILIDADES DE USOS DO BAMBU
No entanto, para a disseminação da prática do uso do bambu através de
tecnologias apropriadas e como material sustentável, faz-se necessária uma quebra
de barreiras a respeito desse material. No Brasil, existe ainda uma resistência
50
cultural à aceitação do bambu como material durável e confiável. A maioria das
pessoas desconhece completamente o potencial desta planta. Assim também
afirmaram Beraldo e Azzini (2004)
O bambu ainda não é suficientemente conhecido pela civilização
ocidental. Não se trata, evidentemente, de um material miraculoso
(milagroso), sendo necessário o conhecimento de suas propriedades
fundamentais para que possa vir a ser empregado com a plenitude
de suas potencialidades. Apesar de a utilização do bambu remontar
a milênios, essa valiosa matéria-prima não tem recebido o devido
destaque nos meios científicos. A idéia errônea de sempre associar o
bambu a obras temporárias e, sobretudo, à miséria, tem sido
prejudicial, diminuindo o interesse científico e tecnológico pelo uso
do bambu. Esta planta é uma das matérias-primas mais importantes
em países em desenvolvimento. Apesar de ser utilizado de várias
formas possíveis, ainda pode ser considerado um material
desconhecido cientificamente, sobretudo em termos de engenharia.
Como matéria-prima industrial, as maiores possibilidades são para a
produção conjunta de fibras celulósicas para papel e energia, esta na
forma de amido granular ou como etanol, após a sacarificação do
amido. A produção do broto de bambu, como alimento e a obtenção
de carvão a partir dos colmos, são outras possibilidades de utilização
do bambu.
Segundo Ventania (2003), “o importante é reconhecer a simplicidade do
bambu e a partir desse conhecimento penetrar nos seus segredos e saber utilizá-lo”.
Através do conhecimento de culturas milenares que utilizam essa planta, é
possível pesquisar a ciência que envolve todo o processo de plantação, manejo e
aplicações do bambu. Com o entendimento dessas técnicas e o conhecimento
científico, é possível desenvolver processos tecnológicos para o processamento
industrial desse elemento da natureza. Porém, estes modos de produzir precisam
ser idealizados considerando as necessidades regionais e respeitando o equilíbrio
ambiental, isto é, a tecnologia desenvolvida deve ser apropriada e sustentável.
4.3.1 Extinção de algumas espécies de Bambu
Como visto no ocidente as potencialidades do bambu são pouco conhecidas,
e por isso esse recurso é sub-utilizado como matéria-prima. No entanto, algumas
espécies de bambu estão à beira da extinção, processo que ocorre (na maioria das
vezes) quando uma espécie é explorada de forma indiscriminada, e não é realizada
a devida reposição ou cultivo.
No entanto, pode-se notar justamente o contrário com algumas espécies de
bambu. Devido ao seu grande potencial de crescimento e expansão aliados à falta
51
de utilização, o bambu tem sido considerado uma praga, e portanto, passível de
exterminação. Decorrente deste fato a extinção de algumas espécies de bambu
talvez esteja se desenvolvendo.
McClure (1993) descreveu que a distribuição natural do bambu no mundo
vem sendo modificada por intervenção do homem, o qual desmata toda uma região
com o intuito da agricultura. O autor ainda citou que em alguns lugares da América
Central e Estados Unidos já não se pode mais encontrar exemplares de espécies
tais como Guadua aculeata, o qual era anteriormente abundante.
Nesse sentido, Kapos
9
(2004) alertou para o fato de que metade das 1200
espécies conhecidas de bambu esteja em perigo de extinção, deve-se à redução do
habitat em que vivem naturalmente. O autor enfatizou que os grandes prejudicados
são os animais dependentes dessa planta (urso panda, por exemplo).
Portanto, há a necessidade de conhecer, proteger e fazer uso desta planta,
divulgando todo o seu potencial. Todavia, este uso deve estar baseado na
sustentabilidade, isto é, prevendo a manutenção dessa espécie, a qual pode
beneficiar tanto a população que dela fará uso como também buscando-se o
equilíbrio ambiental.
4.4 POSSIBILIDADE DE UTILIZAÇÃO VISANDO A SUSTENTABILIDADE
Como relatado anteriormente, as espécies de bambu têm se constituído em
um significativo recurso natural renovável, podendo atender como matéria-prima
diferentes atividades. Tendo em vista a grande variedade de aplicações do bambu e
a viabilidade de se criar produtos derivados desta planta socialmente adequados,
economicamente viáveis e ambientalmente corretos, optou-se, neste trabalho,
realizar uma avaliação e pesquisa sobre as potencialidades do carvão de bambu.
4.4.1 A Produção do Carvão de Bambu
A carbonização do bambu, de acordo com Umezawa (2002), gera dois
principais produtos, o carvão e o líquido pirolenhoso ou vinagre de bambu.
9 Consultor do Programa das Nações Unidas para o Meio Ambiente (UNEP) e da Rede Internacional
para o Desenvolvimento do Bambu e do Rattan (INBAR
).
52
A carbonização pode ser realizada em fornos simples, em pequenas
comunidades, possibilitando a agregação de valor para o bambu na mesma
propriedade da qual este foi extraído.
Os países orientais há séculos produzem e conhecem as propriedades do
carvão de bambu. No Japão foram criadas associações de produtores de carvão de
bambu; tais associações oferecem, além de seus produtos, palestras, cursos e
serviços relacionados ao tema (UMEZAWA, 2002).
Outro exemplo foi verificado no estado de São Paulo onde uma associação
beneficente, a Associação Pró-excepcionais Kodomo No Sono, trabalha com a
produção de carvão de bambu e utensílios cerâmicos para a geração de renda. Tal
projeto está sendo desenvolvido por um voluntário japonês, o Sr. Komiyama
Massaro.
Para Beraldo e Azzini (2004), a produção de carvão de bambu representa
uma nova alternativa tanto para o setor agrícola como industrial, sendo que contribui
para a preservação das florestas nativas, pois segundo Dornelles (1992), citado por
Beraldo e Azzini (2004), “dois terços das madeiras utilizadas na produção de carvão
são provenientes de matas nativas”. A utilização de madeira advinda de florestas
nativas para a produção de carvão vegetal tem decaído. No entanto, esta prática
ocorre ainda na atualidade, com uma porcentagem representativa. Este fato pode
ser verificado na Tabela 2, através dos dados disponibilizados pela Associação
Mineira de Silvicultura – A.M.S. (A.M.S., 2003). Os principais gêneros de
reflorestamento utilizados são o eucalipto e o pinus. O bambu procedente de
plantações e de produção planejada pode ser uma matéria-prima alternativa viável
para a produção de carvão vegetal.
53
TABELA 2 – CONSUMO TOTAL DE CARVÃO VEGETAL BRASIL
CARVÃO VEGETAL
ORIGEM FLORESTAS
NATIVAS
CARVÃO VEGETAL
ORIGEM FLORESTAS
PLANTADAS
TOTAL
ANOS
Consumo* % Consumo* % Consumo*
1993
17,923 56,5 13,777 43,5 31,700
1994
15,180 46,0 17,820 54,0 33,000
1995
14,920 48,0 16,164 52,0 31,084
1996
7,800 30,0 18,200 70,0 26,000
1997
5,800 24,6 17,800 75,4 23,600
1998
8,600 32,6 17,800 67,4 26,400
1999
8,070 30,0 18,830 70,0 26,900
2000
7,200 28,3 18,200 71,7 25,400
2001
8,367 31,9 17,853 68,1 26,220
2002
7,571 28,2 19,249 71,8 26,820
2003
7,616 26,1 21,586 73,9 29,202
* milhão metros cúbicos (m
3
)
FONTE: A.M.S. (2003).
4.4.2 Sub-Produtos da Carbonização do Bambu
O principal sub-produto é o líquido pirolenhoso, sendo conhecido também
como licor pirolenhoso ou vinagre de bambu. De acordo com SangBum et al. (2002),
o líquido pirolenhoso pode aumentar o nível de renda dos produtores de bambu, pois
apresenta um alto valor agregado.
A quantidade de líquido pirolenhoso depende da espécie e da idade do
bambu, das condições de carbonização e do método de coleta e armazenamento
dessa substância (QISHENG et al., 2003).
A coleta desse material é baseada em métodos de condensação
10
. SangBum
et al. (2002) relataram que não houve diferença de recuperação do líquido
pirolenhoso entre bambu seco e bambu úmido ou recém colhido. Quanto ao
rendimento de recuperação do líquido pirolenhoso, estes foram baseados em três
experimentos de refrigeração apenas com ar (forno simples com temperatura de 400
10
Nestes métodos os compostos voláteis são recuperados na forma líquida, através da refrigeração
desses gases.
54
ºC), água em único estágio (forno simples com temperatura de 600 ºC) e água em 4
estágios (forno especial com alta temperatura de 1000 ºC). Os rendimentos foram
respectivamente 15,8%, 37,6% e 55,2%.
Brito et al. (1987) pesquisaram o rendimento de líquido pirolenhoso
comparando cinco espécies de bambu com uma espécie de eucalipto, todos
produzidos a 550 ºC, obtendo como resultado valores menores de líquido
pirolenhoso para o bambu (média de 43%) em relação ao eucalipto (49,9%), por
conseqüência de uma maior taxa de produção de carvão das espécies de bambu.
O líquido pirolenhoso é uma mistura complexa de compostos orgânicos com
cerca de 200 substâncias, tais como: ácido acético, ácido fórmico, ácido butírico,
fenóis, aldeídos, álcoois, etc. Devido à quantidade de ácidos dessa mistura, o pH
desse produto varia entre 2,20 e 3,01(QISHENG et al., 2003).
A principal indicação de aplicação do líquido pirolenhoso encontra-se na
agricultura orgânica. No entanto, é necessário desenvolver pesquisas tanto na
tecnologia de produção e de coleta desse material como também para verificar
outros potenciais usos.
4.4.3 Propriedades e Aplicações do Carvão de Bambu
De acordo com Qisheng et al. (2003), as propriedades físicas e mecânicas do
carvão de bambu diferem de acordo com a temperatura de carbonização e com a
espécie do bambu utilizada.
O carvão de bambu possui propriedades especiais tais como, emitir grandes
quantidades de raios infravermelhos distantes, gerar íons negativos, efeito
eletromagnético e anti-bacteriano (SANGBUM et al., 2001b). No entanto, tais
propriedades não serão investigadas nesse trabalho, com exceção da propriedade
relacionada à retenção de bactérias e sua capacidade de adsorção
11
, as quais serão
abordadas no capítulo 5.
A principal característica do carvão de bambu é possuir grande quantidade de
micro-oríficios (poros), os quais são responsáveis pela propriedade de adsorção.
HongBo et al. (2001) obtiveram carvões de bambu com área de superfície específica
com até 2610 m
2
/g, sendo superior a carvões ativados de alta qualidade, os quais
55
chegam a uma superfície específica de 2000 m
2
/g (MAYER, 1975). Portanto, os
poros deste material são o seu grande diferencial perante outros carvões. Qiao et al.
(2002) demonstraram comparativamente que o carvão de bambu pode alcançar um
volume de poros cinco vezes maior do que outras madeiras naturais como o
pinheiro, o vidoeiro e de uma madeira sintética (MDF). Li et al. (2002) descreveram
os microporos do carvão de bambu como “inúmeros compartimentos espaçados de
forma muito semelhante, sendo esses entre 40-60 nm”. Tais poros podem ser
visualizados através de uma foto de microscopia eletrônica (Figura 6).
FONTE: Qiao et al. (2002).
Feixes
de fibras
vasos
Células
Parenquimatosas
FIGURA 6 – MICROGRAFIA DOS POROS DO CARVÃO DE BAMBU
A partir do conhecimento dessas características, são apresentados os
potenciais usos do carvão de bambu, os quais têm sido pesquisados principalmente
por instituições e pesquisadores orientais. As aplicações para o carvão de bambu
são variadas, sendo que o princípio de uso baseia-se, na maioria dos casos, na sua
capacidade de adsorção, sendo este apenas carbonizado, como:
11
A adsorção é um fenômeno diferente da absorção, pois nessa segunda ocorre uma difusão rápida
de uma substância na outra e na primeira ocorre à fixação física de uma substância na outra
(BONOLDI, s.d.).
56
capacidade de retenção de gases, como a amônia, alcançando valores
de retenção de 70 a 77% e de sulfeto chegando entre 81 e 96%
(SANGBUM e SUDUK, 2001a);
melhoria da qualidade da água através da adsorção de compostos
orgânicos, trihalometanos, íon cloro, íon sulfeto e nitrato (QISHENG et
al., 2003; SANGBUM e SUDUK, 2001a);
capacidade de retenção de metais, como o chumbo (82%), zinco
(99%), ferro (50%) e cobre (92%) (SANGBUM e SUDUK, 2001a);
eletrocondutividade, o carvão de bambu foi o primeiro material a ser
utilizado como filamento na lâmpada de Thomas Edison; desde então
filamentos de carvão de bambu foram utilizados para compor lâmpadas
elétricas (MCCLURE, 1993; SHAO et al., 2002);
fins energéticos, com significativo poder calorífico chegando a 8685
kcal/kg (BRITO et al., 1987);
como medicamento; na Índia o carvão de bambu tem sido utilizado
com propósitos farmacêuticos (MCCLURE, 2000), provavelmente como
adsorvente no tratamento de intoxicações;
efeito antioxidante em óleos de fritura (FUKUDA et al., 2001).
Qisheng et al. (2003) e Sangbum e Suduk (2001a) ainda apontaram outras
aplicações para o carvão de bambu, variando da purificação do ambiente ao
tratamento medicinal. Os autores afirmam que este produto pode ser utilizado na
purificação do ar “limpando” o ambiente de odores desagradáveis (adsorção de
poluentes, microorganismos e ácaros) e desumificando o ambiente, devido à
capacidade de retenção de água, eliminando o ambiente de “mofos e bolores”.
Aplicações medicinais em banhos de imersão, prometendo a cura de dermatites
atópicas, eliminando a coceira e recuperando peles ressecadas, e ainda produzindo
a ativação de funções fisiológicas. Outros usos possíveis referem-se à remediação
de solos contaminados e na agricultura orgânica.
4.5 CARVÃO DE BAMBU COMO OBJETO DE ESTUDO
Estudando as características do carvão de bambu, verifica-se que este
material pode ser utilizado para a retenção de microrganismos, como os coliformes.
Apesar das características e usos ainda pouco conhecidos/pesquisados no Brasil, as
57
pesquisas que envolvem o carvão de bambu apontam para outras potencialidades
do material, que impulsionam o interesse para o aprofundamento desse estudo:
grande variedade de aplicações e possibilidades para carvão de
bambu e de seus subprodutos;
obtenção de subproduto com valor econômico agregado;
possibilidade de regeneração do carvão utilizado;
produto com grande variedade de aplicações (potencial de pesquisa e
mercado);
envolvimento com o bambu, possibilitando o melhor conhecimento da
planta;
agregação de valor na própria propriedade;
não necessita de ferramentas e equipamentos de alto custo para a sua
produção e manuseio.
Esta breve exposição permite afirmar que o carvão de bambu pode ser
considerado como um material sustentável, uma vez que atende as prerrogativas da
definição, isto é, a ambiental (recurso renovável), a econômica (baixo custo) e a
social (eqüidade). A produção desse material precisa estar aliada a metodologia
ZERI
12
(Apêndice A) como referência, isto é, reaproveitamento de todo resíduo
gerado, sendo este incorporado como um sub-produto com valor agregado.
E ainda, devido ao potencial e à simplicidade do carvão de bambu, este pode
se transformar em uma tecnologia apropriada, conforme Schumacher (1983), Rocha
Neto (2004) e CETEC (1985) abordam esta questão, como o aproveitamento dos
recursos locais, a utilização social desses recursos para a população local, o
aumento de oportunidades econômicas e do nível de renda da população,
suficientemente barato para ser acessível a todos, adequados a aplicação em
pequena escala, passível de inovação a partir da necessidade e criatividade
humana, e ainda trazer subsídios para proteção e conservação dos recursos
naturais.
12
Uma metodologia ainda pouco difundida no Brasil conhecida como ZERI, constitui-se numa nova e
ampla abordagem de desenvolvimento sustentável, construída mediante valores inspirados nos ciclos
de vida da Natureza e nos valores da sociedade. A metodologia ZERI é baseada nos princípios da
complexidade da natureza, e de como esta se relaciona com o seu meio, isto é, através de processos
cíclicos e suas redes de cooperação.
58
5 PRODUÇÃO E APLICAÇÃO DO CARVÃO DE BAMBU
Como citado no capítulo 3, essa pesquisa baseou-se na tentativa de buscar
uma solução apropriada para o problema acarretado pela presença de coliformes
(totais e termotolerantes) na Estação de Tratamento de Esgoto (ETE) por zona de
raízes. No capítulo anterior foram abordados diversos aspectos relativos ao bambu e
ao carvão de bambu, e verificou-se as possibilidades deste último ser testado para a
retenção de coliformes. No capítulo presente será descrita a produção e aplicação
do carvão de bambu como uma forma de pós-tratamento para a ETE por zona de
raízes, sendo este inserido na forma de um filtro adicional.
5.1 CARACTERIZAÇÃO DO BAMBU PARA O EXPERIMENTO
As principais espécies de bambu disponíveis no Brasil pertencem aos
gêneros Bambusa, Dendrocalamus e Phyllostachys (BERALDO e AZZINI, 2004). O
gênero escolhido para a pesquisa foi o Phyllostachys, mais especificamente a
espécie Phyllostachys pubescens, conhecida vulgarmente por “mosso” ou “mosô”.
Esta escolha deu-se devido a alguns fatores como:
possibilidade de efetivação de um produto através desse material;
disponibilidade na região;
facilidade de acesso;
necessidade de manejo;
a maioria das bibliografias referentes a carvão de bambu usaram esta
espécie.
O P. pubescens utilizado nos experimentos foi colhido em janeiro de 2002 na
propriedade do Sr. Luciano Yoshidomi, residente na colônia Parque Verde pela
Mestre Helena Akemi, a qual trabalhou em seu mestrado com o desenvolvimento
regional através do bambu para a Colônia Parque Verde situada no município de
Fazenda Rio Grande - PR. O bambu foi colhido e deixado secar na própria
plantação por 40 dias; após este tempo foi levado a um galpão onde ficou em local
seco e ventilado, sendo portanto aplicado aos colmos o processo de secagem
natural.
59
O gênero Phyllostachys se desenvolve através de rizomas
13
do tipo
alastrante
14
, Figura 7, sendo necessário, portanto um manejo adequado.
FONTE: UMEZAWA (2002).
FIGURA 7 – RIZOMAS DA ESPÉCIE P. pubescens – COLÔNIA PARQUE VERDE
FAZENDA RIO GRANDE, PR
A espécie P. pubescens caracteriza-se por apresentar colmos espaçados e
retos, podendo atingir altura média de 16 a 20 metros e 13 a 16 centímetros de
diâmetro (GHAVAMI e MARINHO, 2001); tais características podem ser visualizadas
na Figura 8.
13
“O bambu, diferentemente de espécies arbóreas, é uma planta rizomatosa, constituída por três
estruturas básicas: uma aérea - representada pelos colmos e duas subterrâneas – representadas
pelas raízes e rizomas. O rizoma é o elemento básico da touceira, responsável pela propagação e
interligação dos colmos. Os rizomas são caracterizados pela presença de raízes ou primórdios de
raízes, bainhas e gemas laterais, as quais dão origem a novos colmos ou rizomas, em intervalos
regulares” (BERALDO e AZZINI, 2004).
60
FONTE: UMEZAWA (2002).
FIGURA 8 – CARACTERÍSTICAS P. pubescens OU MOSSO - COLÔNIA PARQUE
VERDE – FAZENDA RIO GRANDE, PR
Neste trabalho sempre que for citado o termo “bambu” estará se referindo à
espécie Phyllostachys pubescens.
5.2 O PROCESSO DE CARBONIZAÇÃO
A fotossíntese é um processo efetivo de captura da luz solar e
armazenamento dessa em energia química potencial. A cada ano 1,6 x 10
10
toneladas de carbono são fixadas fotossinteticamente na Terra (JUVILLAR, 1980).
Concretamente o Brasil tem nas plantas uma fonte quase inesgotável de carbono.
As matérias-primas para a produção de carvão vegetal são variadas,
utilizando-se espécies de reflorestamento, como o eucalipto e o pinus, e ainda
florestas nativas e áreas de cerrado – o que é proibido pela legislação (BRITO, 1990;
CONAMA 12, 1990; TRUGILHO et al., 2001).
O bambu, devido ao seu rápido crescimento, torna-se uma fonte interessante
para a produção de carvão vegetal, podendo ser utilizado com vantagens em relação
a espécies arbóreas.
14
As espécies alastrantes (também conhecidas como crescimento primaveril, indeterminado ou ainda
monopodial) não formam touceiras, apresentam rizomas longos e numerosos, podendo se alastrar
61
Como visto no capítulo 4, o processo de carbonização do bambu segue
basicamente os mesmos princípios da produção do carvão vegetal. O material
vegetal submetido à ação do calor em temperaturas relativamente elevadas sofre um
processo de transformação no qual todos os seus componentes são extensivamente
modificados (GOMES e OLIVEIRA, 1980). Pela ação da temperatura o vegetal é
decomposto produzindo um produto sólido, o carvão vegetal, e gases voláteis,
composto de uma fração que pode ser liquefeita, o líquido pirolenhoso, e de uma
fração não condensável gasosa, o gás não condensável (MATOS et al., 1981).
A ação do calor sobre a matéria-prima vegetal é denominada de acordo com
o processo realizado. Gomes e Oliveira (1980) diferenciaram carbonização, pirólise e
destilação seca, como:
A carbonização é o processo que ocorre quando o material vegetal é
aquecido em presença de quantidades controladas de oxigênio, com
temperatura acima de 300 ºC, ocorrendo desprendimento de vapor
d’água, líquidos orgânicos e gases não condensáveis e concentração
de carbono fixo na forma de carvão.
Quando o processo de transformação do material vegetal através do
calor, é realizado na ausência completa de oxigênio e com
recuperação de todos os produtos (sólidos, líquidos e gasosos), diz-se
que a madeira sofreu uma destilação seca.
Um outro processo conhecido é a pirólise, que ocorre quando se tem
uma quantidade disponível de oxigênio (ar) suficiente para transformar
todo o material vegetal em vapor e gases, ficando como resíduos
apenas óxidos minerais denominados de cinzas.
A produção e utilização do carvão de bambu pode ser considerado
sustentável. No entanto, o processo de fabricação desse carvão vegetal pode
comprometer essa sustentabilidade caso os subprodutos gerados não sejam
recuperados e não recebam a adequada destinação.
5.2.1 Parâmetros para a Carbonização no Laboratório
Para a realização da carbonização foram coletadas amostras de colmos de
bambu seco, das posições basal, mediana e apical. Os segmentos foram cortados
por cerca de 25 a 187 km/ha (BERALDO e AZZINI, 2004).
62
em cavacos de dimensões aproximadas de 6,0 cm de comprimento e 3,0 cm de
largura, os quais foram misturados, com o objetivo de obter amostras para a
carbonização com as diferentes partes do colmo do bambu, isto é, desde a base até
a porção apical.
O processo da carbonização foi realizado no Laboratório do Departamento de
Química e Biologia (DAQBI) do CEFET – PR, utilizando-se forno mufla com
aquecimento elétrico. A carbonização foi conduzida utilizando velocidade de
aquecimento de 100 ºC a cada 15 minutos, e com permanência na temperatura final
por 30 minutos, sendo interrompido e retirado o material do aquecimento ao término
deste tempo. Tal procedimento foi utilizado com o intuito de se obter maior
porosidade do produto final. As temperaturas finais variaram de acordo com as fases
da pesquisa, sendo realizada a carbonização em três etapas distintas:
ETAPA 1 –
Obtenção de carvão de bambu em diferentes temperaturas.
Objetivou-se nesta etapa a verificação da atuação de carvão de bambu, obtido em
diferentes temperaturas, em relação à retenção de coliformes totais e
termotolerantes. Foram obtidos carvões nas temperaturas finais de 350 ºC, 450 ºC,
550 ºC e 700 ºC. Estas temperaturas foram determinadas a partir dos trabalhos de
Oliveira et al. (1980), Brito et al. (1987), SangBum e SuDuk (2001). Esses trabalhos
avaliaram o carvão de bambu, com exceção de Oliveira et al. (1980) que avaliou a
variação da porosidade em relação à temperatura aplicada em espécies de Eucalipto
grandis.
ETAPA 2 –
Classificação da temperatura ideal para a retenção de coliformes
totais e termotolerantes. Nesta etapa foram efetuadas carbonizações em
temperaturas finais de 400 ºC, 450 ºC e 500 ºC, objetivando a classificação da
temperatura ideal para a retenção de coliformes totais e termotolerantes.
ETAPA 3 –
Temperatura ideal do carvão de bambu para a retenção de
coliformes totais e termotolerantes. A partir desta etapa foram efetuadas
carbonizações com temperatura final de 400 ºC.
Na Figura 9 pode ser visualizado o aspecto do carvão obtido.
FIGURA 9 – CARVÃO OBTIDO NOS EXPERIMENTOS REALIZADOS
63
5.2.2 Observações Sobre o Processo da Carbonização do Bambu
Brito (1990) e Qisheng et al. (2003) descreveram alguns estágios distintos do
processo de transformação do material vegetal em carvão:
Estágio 1 – Perda de umidade (evaporação da água remanescente).
Temperatura em torno de 120 ºC a 200 ºC;
Estágio 2 – Início das reações/modificações dos compostos químicos, quebra
de moléculas, iniciando-se também a eliminação de gases. Temperatura entre 200
ºC e 280 ºC;
Estágio 3 – Nesta etapa ocorrem importantes reações químicas, resultando
em uma intensa eliminação de gases, formando uma mistura complexa de
compostos os quais podem ser recuperados. Ocorre a carbonização de fato, em
temperaturas entre 280 ºC e 450 ºC;
Estágio 4 – Diminuem as reações químicas e a eliminação de gases também
é reduzida. Estágio de calcinação, temperatura entre 450 ºC e 500 ºC.
Em todas as carbonizações efetuadas no presente trabalho foi possível
constatar alguns fatores que Brito (1990) e Qisheng et al. (2003) descreveram em
seus trabalhos.
A volatilização dos gases foi verificada a partir de coloração diferenciada
(entre marrom e amarelo); esta coloração pôde ser observada a partir de 290 ºC.
Nos casos em que a temperatura ultrapassou 400 ºC pôde-se observar grande
quantidade de gases de coloração esbranquiçada.
Durante uma das etapas da carbonização foi obtida uma pequena porção de
líquido pirolenhoso, sendo possível verificar: coloração, aspecto e odor. Coloração
amarelo esverdeado, aspecto oleoso e odor característico de ácido acético.
5.2.3 Rendimento Obtido nas Etapas de Carbonização do Bambu
Antes de cada carbonização os cavacos de bambu seco foram pesados em
balança digital. Após a carbonização as amostras eram resfriadas em temperatura
ambiente, e o processo de pesagem era repetido. O rendimento de carvão de
bambu, obtido em todas as etapas de carbonização, pode ser verificado na Tabela 3.
64
TABELA 3 – RENDIMENTO OBTIDO NAS ETAPAS DE CARBONIZAÇÃO DO
BAMBU
TEMPERATURA FINAL DE
CARBONIZAÇÃO DO BAMBU (ºC)
RENDIMENTO (%)
1º carbonização – 350
37,15
2º carbonização – 450
27,18
3º carbonização – 550
19,03
4º carbonização – 700
19,71
5º carbonização – 400
44,12
6º carbonização – 450
34,47
7º carbonização – 500
30,21
8º carbonização – 400
53,89
9º carbonização – 400
47,54
10º carbonização – 400
43,03
11º carbonização – 400
49,15
Brito et al. (1987), em estudo comparativo com 5 diferentes espécies de
bambu, obtiveram rendimentos de produção de carvão de bambu em torno de 30%,
tendo utilizado a temperatura final de 550 ºC para todos os casos.
5.3 CARACTERIZAÇÃO DO CARVÃO OBTIDO
O carvão vegetal é basicamente utilizado para fins energéticos, em
siderúrgicas (usinas integradas a aço, produção independentes de ferro gusa,
ferroligas, etc), fabricação de carvão ativado para fins diversos e uso doméstico
(BRITO, 1990; AMS, 2003). Nesses casos são utilizados diferentes parâmetros para
a caracterização, dependendo da utilização que será proposta; são utilizados testes
como carbono fixo, densidade aparente, densidade absoluta ou verdadeira,
porosidade (% de poros), índice de iodo, higroscopicidade, entre outros.
No caso deste trabalho tendo como matéria-prima o bambu e o uso específico
para a retenção de coliformes em uma ETE por zona de raízes, optou-se pela
análise dos seguintes parâmetros: índice de iodo, densidade aparente e pH, os quais
demonstraram ser relevantes para a conclusão dos resultados da pesquisa em
questão. A caracterização foi realizada utilizando-se o carvão de bambu produzido a
400 ºC.
65
5.3.1 Densidade aparente
Brito et al. (1987), realizando experimentos com cinco espécies de bambu,
verificaram que essas espécies, comparativamente com o eucalipto, apresentaram
maiores valores de densidade (cerca de 70% superiores).
Os valores médios de densidade para carvões vegetais situam-se entre 0,17
a 0,50 g/cm
3
(MARTIN, 1989).
O carvão de bambu produzido a 400 ºC, foi analisado no laboratório de
qualidade da Fábrica Brasileira de Catalisadores, sendo obtido o resultado de
densidade aparente de 0,31 g/cm
3
.
5.3.2 Índice de iodo
Este método é geralmente utilizado para avaliar a qualidade de carvões
ativados
15
, através da absorção de iodo em miligramas por grama de carvão ativado.
O número de iodo é um indicador relativo da porosidade do carvão ativado (ASTM
D-4607, 1994).
Para carvões ativados o número de iodo varia entre 600 e 1450 (ASTM D-
4607, 1994).
O carvão de bambu foi analisado no laboratório de qualidade da Fábrica
Brasileira de Catalisadores, sendo o resultado obtido para o número de iodo foi de
94 mg iodo/g carvão.
No entanto, o carvão de bambu foi produzido a 400 ºC, e não passou por
nenhum processo de ativação, não podendo dessa forma o resultado ser
comparável com os valores de referência para carvões ativados.
Através dos resultados obtidos pôde-se verificar que exista uma determinada
porosidade no carvão produzido, o que pode ser favorável para a aplicação
desejada, pois tal fato aumenta a superfície de contato para a possível retenção de
bactérias.
15
Este trabalho não visou a produção de um carvão ativado de bambu, pois a ativação sendo
química é um processo poluente (devido aos resíduos produzidos) e sendo física exige altas
temperaturas e sistemas de introdução de vapores no carvão. A intenção desse trabalho foi buscar
uma aplicação simples e viável em pequenas comunidades, optou-se por efetuar testes com carvões
obtidos apenas pelo processo de carbonização.
66
5.3.3 Parâmetro - pH
Nos processos biológicos do tratamento de esgoto, o pH é crítico para o
desenvolvimento dos microrganismos. Muitos processos químicos utilizados para
coagular esgotos e despejos, adensar lodos ou oxidar substâncias requerem o
controle do pH.
O método mais utilizado para a determinação do pH é o potenciométrico,
através do pH-metro. Esse método não sofre interferências provenientes de cor,
turbidez, material coloidal, oxidantes ou redutores.
O pH de uma substância pode ser considerado básico, neutro e ácido, sendo
os valores de referência 14,0 a 8,0 para substâncias básicas, 7,0 para substâncias
neutras e de 6,0 a 1,0 para substâncias ácidas.
Na temperatura de 400 ºC obteve-se o pH 6,9 para o carvão de bambu,
através do método potenciométrico.
5.4 APLICAÇÃO DO CARVÃO DE BAMBU PARA TRATAMENTO DE EFLUENTE
DOMÉSTICO
No capítulo 3 foi apresentado a Estação de Tratamento de Esgoto por Zona
de Raízes, como uma tecnologia apropriada, e colocou-se a necessidade de um
tratamento adicional para a retenção de coliformes.
O carvão de bambu, como descrito no capítulo 4, poderia tornar-se uma
possibilidade para solucionar esta questão; para tal verificação foram realizadas
análises laboratoriais e de campo.
5.4.1 Caracterização e Problemas Enfrentados pela ETE por Zona de Raízes
O problema central da ETE está na quantidade excessiva de coliformes
presentes no efluente após este ter passado pela estação, o que pode ser
visualizado na Tabela 4, principalmente nas regiões onde a ETE despeja o efluente
tratado diretamente nos corpos hídricos. Os valores máximos permitidos pelo
CONAMA estão descritos na Tabela 5 e com maiores detalhes estão apresentados
no Anexo A.
67
TABELA 4 – RESULTADOS OBTIDOS DAS AVALIAÇÕES MICROBIOLÓGICAS DA
ETE POR ZONA DE RAÍZES IMPLANTADA EM ILHA RASA
COLETA MENSAL - 2001 COLIFORMES
TERMOTOLERANTES
(NMP/100 ML)
COLIFORMES TOTAIS
(NMP/100 ML)
Fevereiro
9,0 x 10
5
1,6 x 10
6
Março
3,0 x 10
5
3,0 x 10
6
Abril
1,3 x 10
6
2,4 x 10
6
Maio
2,4 x 10
5
5,0 x 10
5
Setembro
2,2 x 10
4
2,2 x 10
5
Dezembro
5,0 x 10
6
5,0 x 10
6
Fonte: Van Kaick (2002).
68
TABELA 5 – VALORES MÁXIMOS DE COLIFORMES TOTAIS E
TERMOTOLERANTES PARA LANÇAMENTO DE EFLUENTE
TRATADO EM CORPOS HÍDRICOS INDICADOS NO CONAMA 20
CLASSES COLIFORME
TERMOTOLERANTE*
COLIFORME TOTAL**
Classe Especial
Ausência Ausência
Classe 2:
2,0 x 10
2
1,0 x 10
3
Classe 3:
1,0 x 10
3
5,0 x 10
3
Classe 4:
4,0 x 10
3
2,0 x 10
4
Classe 5***:
1,0 x 10
3
5,0 x 10
3
Classe 6:
4,0 x 10
3
2,0 x 10
4
Classe 7***:
1,0 x 10
3
5,0 x 10
3
Classe 8:
4,0 x 10
3
2,0 x 10
4
* número de coliformes termotolerantes por 100 mL em 80% ou mais de pelo menos
5 amostras mensais colhidas em qualquer mês.
** número de coliformes totais por 100 mL em 80% ou mais de pelo menos 5
amostras mensais colhidas em qualquer mês.
*** Para o uso de criação natural e/ou intensiva de espécies destinadas à
alimentação humana e que serão ingeridas cruas, não deverá ser excedida uma
concentração média de 14 coliformes termotolerantes por 100 mL com não mais de
10% das amostras excedendo 43 coliformes termotolerantes por 100 mL.
O Conselho Nacional de Meio Ambiente está desde o ano de 2003 revisando
e propondo atualizações na resolução CONAMA nº 20. No entanto esta nova versão
da resolução ainda não está disponível para domínio público. Existem diversas
versões dos grupos de trabalho que estão revendo a resolução, porém a versão final
até esta data (novembro de 2004) não foi promulgada.
Apesar dos valores estarem acima do máximo permitido para lançamento de
efluentes pelo CONAMA, a ETE por zona de raízes alcançou índices de remoção de
coliformes totais de 69% e de coliformes termotolerantes de 67% (VAN KAICK,
2002).
De acordo com Van Kaick (2002), quatro fatores podem ter sido responsáveis
pela não redução de coliformes e, em alguns casos, pelo aumento em relação ao
efluente bruto:
a ETE fica exposta a uma temperatura (em alguns casos) próxima dos
40 ºC. Esta temperatura juntamente com a matéria orgânica presente
69
na ETE propiciam um meio de cultura, possibilitando a reprodução de
bactérias (inclusive coliformes);
na tubulação de captação do esgoto tratado houve a proliferação de
algas, o que pode propiciar um meio de cultura para os coliformes;
em experimentos realizados na Alemanha, utilizou-se plantas com
potencial de redução de coliformes
16
. No entanto estas plantas não são
nativas da flora brasileira, impossibilitando assim o seu uso na APA de
Guaraqueçaba;
pouca quantidade de areia do último filtro da ETE.
De acordo com Aisse (2000), o tratamento secundário
17
não pode ser
considerado, em muitos casos, suficiente, pois o esgoto secundário em alguns casos
ainda apresenta em excesso nutrientes como (nitrogênio e fósforo) e
microrganismos. Somente um tratamento terciário ou pós-tratamento adicional, pode
eliminar esses componentes. Principalmente quando o critério de uma ETE é o de
minimizar os riscos da saúde pela descarga dos esgotos, o tratamento terciário é o
requisitado para a redução de coliformes.
Segundo Andreoli (1995), para a remoção de microorganismos (coliformes)
em sistemas convencionais utiliza-se como tratamento terciário, algumas técnicas
como: sistemas físico-químicos (cloração, peróxidos, coagulação e flotação por ar
dissolvido), processo de ozonização, luz ultra-violeta e lagoas de maturação.
Porém, como citado no capítulo 3, tais sistemas são inviáveis de serem
acoplados à ETE por zona de raízes, pois esta foi desenvolvida para atender
principalmente regiões de difícil acesso ou isoladas, como é o caso da APA de
Guaraqueçaba, ilhas e zonas rurais.
5.4.1.1 Teoria sobre coliformes
A bacteriologia do esgoto constitui, sem dúvida alguma, o ponto de maior
significado no tratamento de efluente sanitário, pois o objetivo do afastamento dos
16
Stegemann (1995), citado por Kaick (2002) relatou que as raízes do junco Phragmites produzem
substâncias que atuam na eliminação de coliformes (Escherichia coli) e também em bactérias
patogênicas, apresentando uma eficiência de 99,99% na eliminação destes agentes.
17
De acordo com Jordão e Pessoa (1995), os sistemas de tratamento de esgoto de um modo geral
podem ser divididos em tratamento primário (remoção de sólidos grosseiros), tratamento secundário
(remoção / decomposição da matéria orgânica, sólidos suspensos e nutrientes) e, se necessário,
tratamento terciário (remoção de microrganismos e excesso de nutrientes). A ETE por zona de raízes
de acordo com essa classificação pode ser considerada um tipo de tratamento secundário.
70
despejos, se esteticamente é uma necessidade, sanitariamente, por causa da
transmissibilidade bacteriana das doenças, passa a ser uma imposição (AISSE,
2000).
O número de bactérias no esgoto sanitário é enorme, mas para a indicação
microbiológica é norma proceder à contagem de coliformes. As bactérias coliformes
não constituem por si mesmas, um perigo, mas sendo estas entero-bactérias podem
estar associadas a microrganismos patogênicos, provenientes das fezes,
eventualmente da urina de indivíduos doentes, ou que embora sadios, sejam
portadores de germes. O esgoto é veículo de agentes de cólera, das febres tifóides
e para-tifóides, salmonelas causadoras de gastro-enterites, leptospiras, bacilos da
tuberculose, enterovírus causadores da poliomelite, vírus da hepatite, etc., apesar do
bioclima não ser de todo favorável. Não sendo possível pesquisar cada um dos
agentes citados, utiliza-se o coliforme como indicador, na presunção de que havendo
bactérias de origem fecal, haverá, proporcionalmente, bactérias patogênicas
eliminadas pelo mesmo processo (AISSE, 2000).
Não se tem uma relação certa entre número mais provável (NMP) de
coliformes e o número de cada um dos agentes patogênicos porque, enquanto a
eliminação de coliformes pelo indivíduo ou pela coletividade é constante, o número
de patogênicos é função da existência ou não de portadores, da fase endêmica ou
epidêmica de determinada moléstia; enfim é função do padrão de saúde da
comunidade (AISSE, 2000).
Os parâmetros avaliados comumente como indicadores de contaminação
microbiológica são o coliforme total e coliforme fecal. Define-se bactérias do grupo
de coliformes (total), bastonetes gram-negativos não esporogênicos, capazes de
fermentar a lactose com produção de gás em 24 a 48 horas à temperatura de
35±0,5 ºC (ABNT, 1989). Esta contagem em esgoto tratado é menos representativa
como indicação de contaminação por agentes patogênicos, pois este grupo é
representativo do total de bactérias presentes no ambiente (BITTON, 1999;
ANDREOLI e BONNET, 2000).
O parâmetro microbiológico coliforme termotolerante (denominado
anteriormente de coliforme fecal), são bactérias pertencentes ao grupo dos
coliformes totais caracterizadas pela presença da enzima ß-galactosidade e pela
capacidade de fermentar a lactose com produção de gás em 24 horas à temperatura
71
de 44-45 °C em meios contendo sais biliares ou outros agentes tenso-ativos com
propriedades inibidoras semelhantes. Além de presentes em fezes humanas e de
animais podem, também, ser encontradas em solos, plantas ou quaisquer efluentes
contendo matéria orgânica. A Escherichia coli é uma bactéria pertencente à família
das Enterobacteriaceae, caracterizada pela presença das enzimas ß-galactosidade e
ß-glucurosidase. Cresce em meio complexo a 44-45 °C, fermenta lactose e manitol
com produção de ácido e gás e produz indol a partir do aminoácido triptofano. A
Escherichia coli é abundante em fezes humanas e de animais, tendo, somente, sido
encontrada em esgotos, águas naturais e solos que tenham recebido contaminação
fecal recente (BITTON, 1999; CONAMA, 2000).
5.4.2 Aspectos sobre a Coleta do Efluente Tratado pela ETE por Zona de Raízes
Para a efetivação das análises, foram realizadas coletas em uma ETE por
zona de raízes construída em uma residência de Almirante Tamandaré, região
metropolitana de Curitiba. A escolha do local para a coleta do efluente tratado pelo
sistema foi determinante no processo, pois o local foi de fácil acesso (permitindo
agilidade no processo da coleta e transporte) e não houve objeção dos moradores
quanto à realização das coletas e instalação do filtro experimental.
As características dessa ETE são:
capacidade para cinco pessoas;
impermeabilização formada por alvenaria, enterrada;
zona de raízes constituída por um “mix” de plantas como o
Zantedeschia aethiopica (copo-de-leite), o Cyperus papyrus (papirus),
e a Typha domingensis (taboa);
recebe o efluente de toda a casa.
A ETE por zona de raízes de Almirante Tamandaré, onde foi realizado o
experimento, pode ser visualizada na Figura 10.
72
FIGURA 10 – ETE POR ZONA DE RAÍZES DE ALMIRANTE TAMANDARÉ
5.4.3 Experimentos Realizados para a Verificação da Capacidade de Retenção de
Coliformes Sobre o Carvão de Bambu
Com o objetivo de diminuir os altos índices de coliformes totais e
termotolerantes da ETE por zona de raízes e na tentativa do uso de um material que
correspondesse aos critérios de um sistema de tratamento de esgoto apropriado
para a situação, realizou-se experimentos com o carvão de bambu.
Como descrito no capítulo 5.2.1, a pesquisa ocorreu em diferentes etapas, as
quais serão detalhadas a seguir.
5.4.3.1 ETAPA 1 – Verificação da atuação de carvão de bambu, obtido em
diferentes temperaturas, em relação à retenção de coliformes totais e
termotolerantes.
O bambu carbonizado em diferentes temperaturas finais (350 ºC, 450 ºC, 550
ºC e 700 ºC) foi submetido ao teste de percolação. Todos os testes de bancada
foram realizados no Laboratório de Pesquisas do Departamento de Química e
Biologia do CEFET-PR.
73
A percolação foi realizada em coluna com capacidade máxima de 25 mL
preenchida com carvão de bambu granulado (peneiras de 6,35 mm e 4,76 mm) com
aproximadamente 6 gramas de carvão em cada coluna. Tais colunas podem ser
observadas na Figura 11.
FIGURA 11 – COLUNAS DE PERCOLAÇÃO – LABORRATÓRIO CEFET-PR
Em cada coluna foi percolado 30 mL do efluente, coletado com no máximo
duas horas de antecedência do teste. Foram mantidas as mesmas condições para
todas as colunas, objetivando apenas o diferencial das temperaturas.
Foi utilizada uma coluna, com as mesmas condições, contendo carvão
ativado de casca de coco
18
; este foi utilizado como agente de comparação com o
carvão de bambu.
Após o término da percolação as amostras foram encaminhadas para o
Laboratório de Pesquisas Hidrogeológicas (LPH), pertencente ao Departamento de
Geologia da Universidade Federal do Paraná (UFPR), para a realização das análises
18
O carvão ativado de casca de coco (proveniente do Pará) foi produzido por processo físico a 1000
ºC, pela Fábrica Brasileira de Catalisadores.
74
microbiológicas (coliformes totais e termotolerantes), através do método dos tubos
múltiplos. Os resultados dessas análises estão dispostos na Tabela 6.
TABELA 6 – RESULTADO DA ATUAÇÃO DE CARVÃO DE BAMBU, OBTIDO EM
DIFERENTES TEMPERATURAS, EM RELAÇÃO À RETENÇÃO DE
COLIFORMES TOTAIS E TERMOTOLERANTES, COLETADA EM
20/11/03
AMOSTRAS COLIFORME
TOTAL
(NMP/100ML)
COLIFORME
TERMOTOLERANTE
(NMP/100ML)
Efluente bruto após ETE
2,41 x 10
5
2,70 x 10
4
Amostra (1) – carvão de bambu 350 ºC
2,41 x 10
5
2,20 x 10
3
Amostra (2) – carvão de bambu 450 ºC
2,00 x 10
1
< 1
Amostra (3) – carvão de bambu 550 ºC
* *
Amostra (4) – carvão de bambu 700 ºC
1,70 x 10
3
< 1
Amostra (5) – carvão de casca de coco ativado
2,50 x 10
2
3,00 x 10
1
* não foi possível realizar o teste
Através dos resultados apresentados pôde-se concluir:
o carvão de bambu (apenas carbonizado) pode reter coliformes
termotolerantes e totais;
nestas condições, o carvão de bambu obtido à temperatura de 450 ºC
superou o carvão ativado de casca de coco;
a temperatura ideal provável, dentro da faixa que foi trabalhada, é a de
450 ºC, pois foi aquela que apresentou a maior redução, tanto de
coliformes totais como de termotolerantes.
Diante de tais conclusões seguiu-se para a etapa 2.
5.4.3.1.1 Teoria sobre adsorção
Nos próximos capítulos será utilizado, em alguns momentos o termo retenção
ou aderência dos coliformes ao carvão; este processo pode ser entendido como uma
adsorção. O carvão vegetal devido a sua estrutura (física: porosidade e química:
complexas redes de carbono) facilita o processo de adsorção.
A adsorção é um processo de fixação ou retenção física de uma substância,
sendo caracterizada como um fenômeno de superfície (BONOLDI, s.d.). O soluto
dissolvido não fica dissolvido no sólido, mas apenas retido na sua superfície devido
a interações moleculares superficiais do sólido (POMBEIRO, 1991).
75
Em carvões ativados, o fenômeno da adsorção é facilitado, pois este contêm
uma grande área superficial, originária do processo de ativação. No entanto, este
trabalho visa a avaliação de um carvão produzido em temperaturas que possam ser
replicadas em fornos construídos em pequenas comunidades, obtendo-se, portanto,
um carvão com uma área superficial bem menor do que aquela do carvão ativado.
Nesta parte do trabalho, não será utilizado o termo adsorção, pois entende-se
que esse termo seja mais apropriado para a fixação de substâncias químicas em
meios suporte. Trabalhando-se com a fixação de bactérias, será utilizado o termo
retenção e aderência para referenciar o processo de fixação inicial.
5.4.3.2 ETAPA 2 – Verificação da temperatura ideal de obtenção do carvão de
bambu para a retenção de coliformes totais e termotolerantes.
Com o objetivo de selecionar a temperatura ideal para a retenção de
coliformes totais e termotolerantes, variou-se 50 ºC, obtendo-se carvões de bambu
com temperaturas finais de 400 ºC, 450 ºC e 500 ºC.
A percolação através da coluna seguiu nos mesmos padrões já mencionados
no capítulo 5.4.3.1. No entanto, a partir desta etapa as amostras foram
encaminhadas para a realização das análises microbiológicas (coliforme total e
termotolerantes) no Laboratório de Microbiologia do Instituto Ambiental do Paraná
(IAP).Os resultados dessas análises estão dispostos na Tabela 7.
TABELA 7 – RESULTADO DA AVALIAÇÃO DA TEMPERATURA IDEAL PARA A
RETENÇÃO DE COLIFORMES TOTAIS E TERMOTOLERANTES.
COLETA REALIZADA EM 23/03/04.
AMOSTRA COLIFORME
TOTAL
(NMP/100 ML)
COLIFORME
TERMOTOLERANTE
(NMP/100 ML)
Amostra (1) – Efluente bruto após ETE
1,20 x 10
5
9,00 x 10
3
Amostra (2) – carvão de bambu 400 ºC
1,40 x 10
2
< 20
Amostra (3) – carvão de bambu 450 ºC
2,30 x 10
4
2,40 x 10
2
Amostra (4) – carvão de bambu 500 ºC
1,60 x 10
6
9,00 x 10
1
Amostra (5) – carvão de casca de coco ativado
1,40 x 10
2
9,00 x 10
1
A partir dos resultados apresentados, foi determinado o encaminhamento do
trabalho com o carvão de bambu produzido a 400 ºC, por ter apresentado o melhor
76
resultado de retenção e ser uma temperatura baixa, o que diminui os gastos com
energia e pode ser facilmente obtida em fornos convencionais (não elétricos).
5.4.3.3 ETAPA 3 – Verificação da saturação do carvão de bambu – reuso de coluna
Nesta etapa procurou-se observar em nível de bancada qual seria o
comportamento da coluna de carvão de bambu, sendo esta reutilizada e saturada.
Para isso utilizou-se da coluna do teste anterior (23/03/04) e construiu-se uma nova
coluna com carvão de bambu obtido a 400 ºC.
Para a percolação foi utilizado o mesmo procedimento das outras etapas.
Para a verificação da saturação na amostra 4 foi passado 30 mL adicionais. As
amostras foram encaminhadas para o laboratório de Microbiologia do Instituto
Ambiental do Paraná (IAP), e os resultados estão apresentados na Tabela 8.
TABELA 8 – RESULTADO DA AVALIAÇÃO DO REUSO E SATURAÇÃO DO
CARVÃO DE BAMBU – 400 ºC. COLETA REALIZADA EM 12/04/04.
AMOSTRA COLIFORME TOTAL
(NMP/100ML)
COLIFORME
TERMOTOLERANTE
(NMP/100ML)
(1) – Efluente bruto após ETE
1,10 x 10
4
3,00 x 10
3
(2) – carvão de bambu 400 ºC
(nova - 12/04/04)
5,00 x 10
4
9,00 x 10
1
(3) – carvão de bambu 400 ºC
(reuso de 23/03/04)
1,60 x 10
6
1,70 x 10
5
(4) – carvão de bambu 400 ºC
(saturação - 12/04/04)
8,00 x 10
3
1,70 x 10
3
A saturação do carvão de bambu ocorreu com apenas o dobro da quantidade
do efluente. Apesar das primeiras evidências de redução de coliformes terem sido
animadoras a saturação precipitada em uma situação real inviabilizaria o uso desse
material nas ETEs por zona de raízes.
As reflexões sobre esses resultados levaram a duas hipóteses:
• ocorrência de contaminação no laboratório – devido ao aumento de
coliformes totais entre o efluente bruto e o efluente filtrado pela coluna
nova (400 ºC) de carvão de bambu
77
• possibilidade de formação de biofilme
19
, o qual pode favorecer na
diminuição de coliformes.
A partir dessas conclusões decidiu-se realizar o experimento em escala
experimental diretamente na ETE por zona de raízes de Almirante Tamandaré.
5.4.3.4 ETAPA 4 – Instalação dos filtros de carvão de bambu e pedra britada na
ETE por zona de raízes
Os objetivos dessa etapa foram:
• realizar o experimento em situação real, permitindo observação da
ocorrência de fatores relevantes para o tratamento de esgoto, como:
variações de clima e fluxo de efluente constante;
• eliminar o possível fator contaminação por bactérias não presentes no
efluente (pois este seria coletado e encaminhado diretamente para a
realização das análises microbiológicas);
• diminuição do tempo entre a coleta do efluente e o encaminhamento
para a realização das análises microbiológicas (este fator pode
interferir muito no processo, pois tratando-se de bactérias a reprodução
obedece uma lei exponencial e inicia-se em poucas horas);
• verificar a possível formação de biofilme sobre o meio suporte carvão
de bambu.
Para a realização desse experimento foi necessário o auxílio de um
engenheiro civil para dimensionar um filtro de carvão de bambu que fosse
representativo no processo, porém mantendo-se as condições experimentais. Para
isso foi esquematizado um filtro (coluna) em PVC, obedecendo-se aspectos como:
filtro descendente, nível constante de efluente internamente ao filtro (mantendo o
meio suporte submerso; estas características de acordo com referências
pesquisadas poderiam oferecer maior eficiência de remoção ao processo), mesma
granulometria do carvão utilizada nas etapas anteriores, possibilidade de regulação
da vazão, possibilidade de comparação com outro filtro (material suporte
diferenciado - pedra britada), possibilidade de coleta do efluente antes dos filtros
(efluente apenas com o tratamento da ETE por zona de raízes) e possibilidade de
19
O biofilme é caracterizado pela agregação de bactérias sobre um meio suporte. A definição
detalhada de biofilme está no apêndice B.
78
coleta do efluente após o filtro de carvão de bambu e de pedra britada. O esquema
do filtro pode ser visualizado na Figura 12.
ETE - efluente
Entrada do efluente para o filtro de pedra britada
Saída do efluente após a ETE
Entrada do efluente no filtro de carvão de bambu
Efluente após a ETE·
Coleta após o filtro
FIGURA 12 – ESQUEMA DO FILTRO DE CARVÃO DE BAMBU
Os filtros foram construídos com tubos de PVC de 74 mm de diâmetro e 25
cm de altura. A parte inferior foi fechada e lacrada com um “cap” de 74 mm e a parte
superior foi fechada com outro “cap”, sendo este perfurado nas laterais para a
circulação de ar. Procurou-se manter a vazão de entrada em 10 mL/min. para que o
filtro não fosse sobrecarregado e também para que fosse mantida a correlação com
uma escala maior. Utilizou-se para isso um sistema controlador de vazão
(equipamento hospitalar utilizado para o controle da vazão de soro).
Para compor o filtro comparativo foi determinado o uso de pedra britada, pois
este é o material comumente utilizado em filtros dessa natureza em sistemas de
tratamento de esgoto convencional. Utilizou-se o pedrisco que continha
granulometria próxima àquela utilizada para o carvão de bambu. Os filtros foram
construídos com a preocupação de serem idênticos, sendo a única diferença o
material interno (este material será doravante denominado de meio suporte).
Foram instalados na saída da ETE por zona de raízes dois filtros
eqüidistantes, preenchidos com carvão de bambu (400 ºC), com aproximadamente,
200 g com granulometria de 6,35 mm e 4,75 mm e o outro com pedrisco com 850 g
apresentando granulometria próxima a 6,00 mm. Os filtros experimentais podem ser
visualizados na Figura 13 antes da instalação na ETE, e após a instalação pode ser
verificado na Figura 14.
79
FIGURA 13 – FILTROS EXPERIMENTAIS DE CARVÃO DE BAMBU E PEDRISCO
PRODUZIDOS E UTILIZADOS NO PRESENTE TRABALHO
FIGURA 14 – FILTROS DE CARVÃO DE BAMBU E PEDRISCO INSTALADOS NA
SAÍDA DA ETE POR ZONA DE RAÍZES
80
5.4.3.5 ETAPA 5 – Resultados obtidos após a instalação dos filtros na ETE por
zona de raízes
Foram realizadas sete coletas, sendo cada uma composta por três amostras:
• efluente recolhido após passagem pela ETE por zona de raízes
(denominado de efluente bruto após a ETE);
• efluente recolhido após passagem pelo filtro de carvão de bambu;
• efluente recolhido após passagem pelo filtro de pedra britada.
As coletas foram realizadas com intervalos de uma semana durante 28 dias.
Após este período o intervalo foi aumentado para 28 dias, sendo efetuada mais duas
coletas, totalizando sete coletas no total.
As coletas foram realizadas diretamente nos frascos fornecidos pelo IAP e
encaminhadas imediatamente ao Laboratório de Microbiologia dessa instituição.
O resultado dos três meses de análises microbiológicas encontram-se nas
Tabelas 9 a 11. A intenção dessas análises foi a verificação da remoção de
coliformes (totais e termotolerantes) pelos filtros de carvão de bambu e de pedrisco.
Tal remoção pode ser verificada nas Tabelas 10 e 12.
TABELA 9 – RESULTADO DAS ANÁLISES DE COLIFORMES TOTAIS
TEMPO EM DIAS BRUTO
(NMP/100 ML)
CARVÃO DE BAMBU
(NMP/100 ML)
PEDRISCO
(NMP/100 ML)
01
3,00 x 10
3
1,40 x 10
2
1,40 x 10
4
07
1,30 x 10
4
8,00 x 10
3
5,00 x 10
3
14
2,80 x 10
4
5,00 x 10
4
1,30 x 10
4
21
1,60 x 10
6
3,00 x 10
4
1,30 x 10
4
28
2,40 x 10
4
3,00 x 10
4
5,00 x 10
4
56
3,00 x 10
5
1,30 x 10
5
7,00 x 10
4
84
5,00 x 10
5
2,80 x 10
4
1,30 x 10
5
TABELA 10 – PORCENTAGEM DE REMOÇÃO DE COLIFORMES TOTAIS
TEMPO EM DIAS CARVÃO DE BAMBU PEDRISCO
01
95,33% *366,67%
07
38,46% 61,54%
14
*78,57% 53,57%
21
*87,50% 18,75%
28
*25,00% *108,33%
81
56
56,67% 76,67%
84
94,40% 74,00%
* Valores referentes a acréscimo de coliformes totais.
TABELA 11 – RESULTADO DAS ANÁLISES DE COLIFORMES
TERMOTOLERANTES
TEMPO EM DIAS BRUTO
(NMP/100ML)
CARVÃO DE BAMBU
(NMP/100ML)
PEDRISCO
(NMP/100ML)
01
1,70 x 10
3
9,00 x 10
1
7,00 x 10
2
07
5,00 x 10
2
1,70 x 10
3
1,40 x 10
2
14
1,10 x 10
3
8,00 x 10
3
1,30 x 10
3
21
1,30 x 10
3
8,00 x 10
2
2,30 x 10
2
28
6,00 x 10
3
3,40 x 10
2
3,00 x 10
4
56
8,00 x 10
3
3,90 x 10
2
5,00 x 10
3
84
9,00 x 10
2
5,00 x 10
2
7,00 x 10
2
TABELA 12 – PORCENTAGEM DE REMOÇÃO DE COLIFORMES
TERMOTOLERANTES
TEMPO EM DIAS CARVÃO DE BAMBU PEDRISCO
01
94,71% 58,82%
07
*240,00% 72,00%
14
*627,27% *18,18%
21
38,46% 82,31%
28
94,33% *400,00%
56
95,13% 37,50%
84
44,44% 22,22%
* Valores referentes a acréscimo de coliformes termotolerantes.
Na intenção de melhorar a visualização dos dados relacionados nas Tabelas
anteriores, pode-se recorrer à apresentação na forma de gráfico nos Apêndices C e
D.
Através das análises dos resultados obtidos pôde-se verificar que:
No ambiente real, recebendo interferências climáticas e fluxo constante
de efluente, o filtro de carvão de bambu comprovou a mesma eficiência
demonstrada em laboratório, isto é, apresentando remoção de
82
praticamente 100% de coliformes totais e termotolerantes nos
momentos iniciais;
os valores dos resultados das análises indicam a formação de biofilme.
Este fato pode ser verificado através dos resultados de porcentagem
de acréscimo e remoção de coliformes. Sendo o acréscimo
caracterizado pela formação de biofilme e a remoção sendo analisada
em dois momentos: inicialmente no filtro de carvão de bambu apenas
ocorre a remoção devido à porosidade (característica do carvão de
bambu que promove a remoção inicial). Comparativamente o filtro de
pedrisco não apresentou esta remoção inicial, provavelmente devido a
não existência de porosidade neste material. O segundo momento de
remoção ocorre após o evidente acréscimo de coliformes, o que pode
ser devido ao tratamento realizado pelo biofilme, através da
competição entre os microrganismos;
a formação do biofilme é diferenciada entre os filtros. No carvão de
bambu a formação ocorreu entre o 7º e o 21º dia. No filtro de pedrisco
esta formação não é tão evidente, ocorrendo oscilações nas
porcentagens de remoção e acréscimo;
potencial diminuição de coliformes totais e termotolerantes em ambos
os filtros. No entanto, o carvão de bambu mostra-se mais eficiente
após a provável formação de biofilme, alcançando remoções de
coliforme total de 94,40% e de 95,13% de coliforme termotolerante;
ocorreu maior eficiência de remoção de coliformes termotolerantes
devido às condições do ambiente não serem propícias para esse tipo
de organismo. A temperatura não é a ideal e ocorre competição com
outras bactérias adaptadas às condições ambientais.
o efluente proveniente da ETE por zona de raízes, acrescida de filtro
de carvão de bambu, de acordo com os resultados experimentais pode
ser disposto em águas de classe 4, 6 e 8, de acordo com a
classificação CONAMA 20 de 1986.
Através das análises dos resultados obtidos de retenção de coliformes no
filtro de carvão de bambu, o estudo da formação do biofilme e das interações
83
ecológicas entre os microrganismos presentes no biofilme, chegou-se ao seguinte
esquema ilustrado pela Figura 15.
RETENÇÃO INICIAL
FORMAÇÃO
DE BIOFILME
TRATAMENTO
ATRAVÉS DA
AÇÃO DO
BIOFILME
SATUR
AÇÃO
FIGURA 15 – ESQUEMA EXPLICATIVO DA FORMAÇÃO DE BIOFILME NO
CARVÃO DE BAMBU (SEM A UTILIZAÇÃO DE ESCALA)
5.4.4 Atividade bactericida do carvão de bambu
Realizou-se análises microbiológicas na intenção de verificar a possível
atividade bactericida do carvão de bambu produzido a 400 ºC, comprovada em
estudos de Sangbum e Suduk (2001b), como demonstrado na Tabela 13.
TABELA 13 – RESULTADOS OBTIDOS POR SANGBUM E SUDUK (2001) – LIVRE
TRADUÇÃO
BACTÉRIAS CARVÃO
DE BAMBU
CONCENTRAÇÃO
INICIAL
CONCENTRAÇÃO
APÓS 24H
REDUÇÃO
(%)
Amostra
em branco
206 538 - ESCHERICHIA
COLI
ATCC 25922
Amostra
tratada
206 8 96,1
Amostra
em branco
214 582 - PSEUDOMONAS
AERUGINOSA
ATCC 15442
Amostra
tratada
214 6 97,2
FONTE: Sangbum e Suduk (2001).
84
Os experimento realizados no laboratório de microbiologia do CEFET-PR,
basearam-se na verificação de presença ou ausência de formação de colônias de
microrganismos em pedaços de carvão de bambu (contaminados com efluente
doméstico), inoculados em placas de ágar nutriente e caldo de cultura BHI (Brain-
Heart Infusion).
Em todas as placas e tubos verificou-se o desenvolvimento de
microrganismos, não sendo demonstrado, portanto, no presente trabalho, atividade
antimicrobiana do carvão de bambu produzido.
5.5 SUGESTÃO DA UTILIZAÇÃO DE FILTRO DE CARVÃO DE BAMBU PARA
ACOPLAMENTO NA ETE POR ZONA DE RAÍZES
Após as análises realizadas tanto em nível de bancada (laboratório) como em
escala experimental, o carvão de bambu demonstrou possuir capacidade de
remoção de coliformes.
O carvão de bambu por ser um material leve, pode ser facilmente
transportado em barcos, e a sua produção não prejudica o meio ambiente, pois a
matéria-prima é renovável e no processo de produção é viável a recuperação de
subprodutos.
O sistema de pós-tratamento para acoplamento na ETE por zona de raízes
pode ser caracterizado como sendo um filtro anaeróbio
20
de fluxo descendente
contendo como meio suporte o carvão de bambu produzido a 400 ºC.
De acordo com Andrade Neto (1997), os filtros anaeróbios são sistemas muito
utilizados para tratamento de efluentes. No entanto, geralmente são utilizados para a
remoção de matéria orgânica e sólidos. Logo, a pesquisa realizada neste estudo
representa uma inovação pois, a partir dos resultados obtidos em escala
experimental, constatou-se que esse sistema também pode ser utilizado com
eficiência para a remoção de coliformes.
A associação da ETE por zona de raízes com o filtro anaeróbio de carvão de
bambu (FAN-CB) pode ser uma alternativa viável para a resolução do problema de
20
“Os filtros anaeróbios são reatores com enchimento de material suporte sobre o qual desenvolve-
se o biofilme, constituindo um leito filtrante fixo em cujos interstícios ocorre o fluxo da fase líquida. O
reator mais usual é o filtro anaeróbio de pedras – FAN. Existem também os reatores com biofilme
aderido em discos rotativos e os de leito fluidizado” (ANDRADE NETO, 1997).
85
coliformes, principalmente em regiões precárias e de difícil acesso como é o caso da
APA de Guaraqueçaba.
86
6 CONCLUSÃO
O sistema de desenvolvimento vigente tem demonstrado efeitos impactantes
tanto para o meio ambiente como para o ser humano, existindo uma forte correlação
entre a formação cartesiana, o estilo de desenvolvimento humano e a degradação
ambiental.
Portanto, torna-se relevante o desenvolvimento de tecnologias que
considerem fatores ambientais, sociais e econômicos. Estas precisam visar o bem
comum e serem ferramentas para um desenvolvimento que seja sustentável.
Este formato de tecnologia é evidenciado nas diretrizes e conceitos da
Tecnologia Apropriada, a qual está integrada com o ser humano e o meio natural,
favorecendo o homem, mas respeitando o meio ambiente, dentro de uma
perspectiva de sustentabilidade.
Esta dissertação buscou nos princípios da sustentabilidade e da Tecnologia
Apropriada, soluções para minimizar um dos mais graves problemas sócio-
ambientais do Brasil, o esgoto sanitário, principalmente em áreas onde o poder
público pouco investe. O esgoto sanitário é um dos grandes responsáveis pela
poluição dos recursos hídricos, sendo este um grave problema ambiental e de saúde
pública.
Neste sentido foi investigado uma tecnologia visando benefícios ambientais e
sociais, utilizando-se de material não convencional. Buscou-se a resposta para a
seguinte pergunta: o carvão de bambu pode ser utilizado como um sistema de pós-
tratamento para o efluente proveniente da ETE por zona de raízes, dentro dos
princípios de tecnologia apropriada e sustentável?
Após um ano de análises foi possível verificar que o carvão de bambu,
produzido a 400 ºC e utilizado na forma de filtro, demonstrou eficiência para a
redução de coliforme total (94,40%) e fecal (95,13%) de efluentes provenientes de
ETE por zona de raízes, podendo ser uma alternativa adequada para regiões
remotas como é o caso de Guaraqueçaba. A baixa densidade do carvão propicia a
sua utilização como material suporte, em sistemas de tratamento de esgoto em
regiões como Ilha Rasa, onde todo o material é transportado via barco. O filtro de
pedra britada, apesar de também ter demonstrado eficiência na remoção de
coliformes, não é aconselhável o seu uso como alternativa para o pós-tratamento da
87
ETE por zona de raízes, por dois principais aspectos: a extração desse material
acarreta sérios danos ambientais, e o transporte desse material é dificultado pelo
seu peso.
Nos testes realizados em laboratório com o carvão de bambu apenas
carbonizado (processo que não favorece a formação de grande quantidade de
poros, o que foi comprovado com a análise de índice de iodo) verificou-se que a
porosidade pode não ser o fator determinante para a retenção de coliformes. A
análise do efluente filtrado pelo carvão de bambu superou em retenção o carvão
ativado de casca de coco, o qual, devido ao processo de fabricação, contêm grande
quantidade de poros.
Em relação ao pós-tratamento, os resultados experimentais demonstram que
o efluente, nestas condições, poderia ser disposto em águas doces (classe 4),
salinas (classe 6) e salobras (classe 8) destinadas à navegação comercial, à
harmonia paisagística e a recreação de contato secundário, de acordo com a
classificação CONAMA 20 de 1986. Para a disposição em outras classes de águas,
como as destinadas ao cultivo de criação natural e/ou intensiva de espécies
destinadas à alimentação humana e que serão ingeridas cruas, não foi possível
verificar tal possibilidade com os experimentos realizados. No entanto, a resolução
CONAMA 20 está sendo revista e os índices máximos estão passíveis de mudança,
devendo os resultados obtidos serem adequados na vigência da nova legislação.
A redução de coliformes em ETEs convencionais utiliza-se de meios
químicos, prejudiciais ao meio ambiente e à saúde humana, e físicos, necessitando
de acompanhamento técnico constante e inapropriados para regiões remotas. O
filtro de carvão de bambu pode ser uma alternativa para compor o sistema de
tratamento, e assegurar a continuidade de princípios tecnológicos sustentáveis sob
os quais a ETE por zona de raízes foi idealizada.
Portanto, a introdução de filtro de carvão de bambu é complementar à ETE
por zona de raízes, tanto no que se refere ao pós-tratamento como na continuidade
dos princípios das tecnologias sustentáveis.
O filtro de carvão de bambu pode enquadrar-se nos critérios das tecnologias
apropriadas citados por Schumacher (1983) e Rattner (1992), tais como: eqüidade
no processo – o produtor do carvão pode ser o mesmo que detêm a plantação de
bambu; capacitação acessível – não deve requerer níveis muito específicos de
88
especialização da mão-de-obra – a implantação do filtro não requer mão de obra
especializada e manutenção técnica; adaptabilidade e simplicidade – a tecnologia
deve ser de fácil entendimento, sendo assimilada naturalmente pela população que
fará uso; no filtro de carvão de bambu são utilizados princípios simples e de fácil
compreensão; este produto por ser acessível para a população não provoca o
fenômeno de distanciamento da tecnologia.
Desta forma, a utilização do carvão de bambu na ETE por zona de raízes,
também se enquadra em estratégias de inovação tecnológica concebidas dentro dos
princípios do Desenvolvimento Sustentável e de tecnologias apropriadas (TA),
defendidas por Casagrande (2003). Para o pesquisados este modelo tem um
importante peso na definição de tecnologias-chaves em que o país deve investir,
tanto para a resolução dos seus problemas ambientais básicos, como para um
política de exportação de tecnologias, principalmente a países em desenvolvimento
que contam com pouco capital para importar tecnologias caras de países
industrializados.
O carvão de bambu é obtido a partir de uma matéria-prima renovável e pouco
explorada. Os produtos são biodegradáveis e podem substituir materiais e
substâncias não-renováveis e prejudiciais ao equilíbrio do ecossistema. Além da
alternativa de renda advinda do carvão de bambu, outra possibilidade é a
recuperação do líquido pirolenhoso, o qual possui valor econômico. Esta prática
além de rentável, pode contribuir para uma produção limpa e sem resíduos.
Através das pesquisas e reflexões sobre os altos índices de coliformes da
ETE por zona de raízes, verificou-se a possibilidade destes estarem relacionados
com as próprias plantas do sistema de tratamento, ou seja, bactérias provenientes
do habitat natural das plantas e presentes em suas raízes, as quais podem estar
influenciando e alterando os resultados de coliformes totais e termotolerantes. A
metodologia de análise desses parâmetros, inclusive dos coliformes termotolerantes,
detecta bactérias advindas do solo, da água, de plantas e do próprio efluente.
Portanto, as altas concentrações de microrganismos nas amostras analisadas
podem não estar indicando somente a contaminação fecal. Assim sendo, os
parâmetros coliformes totais e coliformes termotolerantes podem não ser os mais
aconselháveis em ETEs por zona de raízes.
89
O desenvolvimento de tecnologias acessíveis, simples e eficazes para o
saneamento básico são ferramentas que possibilitam o desenvolvimento sustentável
associado com a conservação ambiental.
90
7 RECOMENDAÇÕES PARA PESQUISAS FUTURAS
O carvão de bambu é conhecido e pesquisado há séculos nos países
orientais, no entanto este produto ainda é pouco pesquisado no Brasil, sendo um
campo vasto para pesquisa em diferentes áreas, como a verificação das
propriedades de emissão de grandes quantidades de raios infravermelhos distantes,
geração de íons negativos e efeito eletromagnético. Assim como, suas aplicações
podem ser adequadas para as necessidades regionais, como a capacidade de
retenção de gases, adsorção de compostos orgânicos, trihalometanos, íon cloro, íon
sulfeto e nitrato, capacidade de retenção de metais, fins energéticos, como
medicamento no tratamento de intoxicações, efeito antioxidante em óleos de fritura e
na remediação de solos contaminados e agricultura orgânica.
Tais trabalhos de pesquisa devem visar uma produção limpa de carvão de
bambu, isto é, sem danos ambientais e a saúde humana. Tal como descrito no
trabalho de Pereira (1998), o qual relatou modelos para uma produção sem
conseqüências para a saúde dos trabalhadores, demonstrando que com uma baixa
tecnologia pode-se conseguir uma produção de carvão vegetal “limpa e saudável”.
Baseando-se nestes princípios propõe-se pesquisas futuras para a viabilização da
produção do carvão de bambu.
A principal indicação de aplicação dos subprodutos da carbonização do
bambu, líquido pirolenhoso, encontra-se na agricultura orgânica. No entanto, é
necessário desenvolver pesquisas tanto na tecnologia de produção e coleta desse
material como também para verificar outros potenciais usos.
Em relação ao filtro de carvão de bambu como pós-tratamento de efluentes
domésticos, recomenda-se a pesquisa dos colmos de bambu (assim como indicam
os estudos de Nour et al (2000) e Rojas e Cuervo (2002)) comparativamente com o
carvão de bambu, avaliando a durabilidade desses materiais como meio suporte
para filtros anaeróbios. Pode-se levantar a hipótese de que o carvão de bambu seja
mais durável que o material original.
Ainda no que diz respeito ao filtro de carvão de bambu é necessária a
pesquisa sobre o tempo de saturação do carvão de bambu, em sistema de pós-
tratamento de efluentes, pois este fator é determinante para a sua utilização em
larga escala.
91
Após a saturação do carvão este deve ser regenerado. Aconselha-se
pesquisas de regeneração, como o reaquecimento do carvão de bambu a 400 ºC,
pesquisas de uso em solos erodidos como inócuo para aumentar a biodiversidade
desse, retro-lavagem (prática comum em filtros anaeróbios), entre outras possíveis
formas de re-utilização desse material.
Recomenda-se pesquisas futuras para verificação das propriedades e
características estruturais dos carvões de bambu obtidos em temperaturas finais de
400 e 450 ºC devido a capacidade demonstrada para a retenção de coliformes.
A continuidade nas pesquisas se faz necessária, tanto no que diz respeito ao
carvão de bambu e de seus potenciais usos, como em relação as ETEs por zona de
raízes. Tais tecnologias são recentes no Brasil e o campo para a pesquisa é vasto.
Recomenda-se que estas pesquisas, sempre que possível, considerem fatores
ambientais, sociais e econômicos, visando a compreensão sistêmica de todos os
fatores.
92
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100
APÊNDICE A – CONCEITO ZERI COMO FERRAMENTA PARA O
DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL
Uma metodologia ainda pouco difundida no Brasil conhecida como ZERI,
constitui-se numa nova e ampla abordagem de desenvolvimento sustentável,
construída mediante valores inspirados nos ciclos de vida da Natureza e nos valores
da sociedade. Esta metodologia aproxima-se da “percepção do todo”, e assim
possibilita desenvolver estudos de tecnologias apropriadas, visando a
sustentabilidade, como é o caso desta dissertação.
O Zero Emissions Research Initiative - ZERI (Pesquisas e iniciativas de
emissão zero), lançado pela United Nations University (UNU), visa a promoção do
desenvolvimento sustentável, adotado na Rio-92, através da agenda 21. O seu
idealizador e fundador foi o empresário Gunter Pauli no inicio da década de 90.
(BELLO, 1998; CAPRA, 2002).
O principio norteador do ZERI é envolver a pesquisa científica com centros de
excelência de todo o mundo, com o objetivo de alcançar mudanças tecnológicas que
facilitarão a produção sem nenhuma forma de desperdício, ou seja, nenhuma
contaminação na água ou no ar e nenhum resíduo sólido. Todos os ‘inputs’ deverão
se incorporar no produto final ou, quando houver resíduos, estes devem ser
convertidos em ‘inputs’ (de valor agregado) para outras indústrias. O Zeri procura
auxiliar os governos, em todos os níveis, na elaboração de opções políticas para o
crescimento sócio-econômico sustentável (UNU Feasibility Study, 1995 citado por
BELLO, 1998).
A metodologia ZERI é baseada nos princípios da complexidade da natureza,
e de como esta se relaciona com o seu meio, isto é, através de processos cíclicos e
suas redes de cooperação. Odum (1988) apresentou esta complexidade
conceituando ecossistema, afirmando que
Os organismos vivos e o seu ambiente não-vivo (abiótico) estão
inseparavelmente inter-relacionados e interagem entre si. Chama-se
de sistema ecológico ou ecossistema qualquer unidade (biossistema)
que abranja todos os organismos que funcionam em conjunto (a
comunidade biótica) numa dada área, interagindo com o ambiente
físico de tal forma que um fluxo de energia produza estruturas
bióticas claramente definidas e uma ciclagem de materiais entre as
partes vivas e não-vivas. O ecossistema é a unidade funcional básica
101
na ecologia, pois inclui tanto os organismos quanto o ambiente
abiótico; cada um desses fatores influencia as propriedades do outro
e cada um é necessário para a manutenção da vida, como esta é
conhecida na Terra.
Capra (2002), em seu livro ‘Conexões Ocultas”, apresentou de diversas
formas esses princípios da natureza, colocando como “projeto ecológico” em que “os
resíduos são alimento”, o que significa que tudo o que é produzido, incluindo os
subprodutos, deve em algum momento servir para nutrir alguma outra coisa. Na
natureza existe um sistema cíclico, no qual se permite que o resíduo de um seja
transformado em energia pelo outro. Por outro lado, os sistemas industriais atuais
são lineares, demonstrando que o homem ainda não assimilou que faz parte do
ecossistema, e portanto, a existência de resíduos não é admissível.
Para Pauli (1999) o problema está na forma de pensamento humano,
colocando que somos pensadores lineares, praticantes da regra simples de input-
output. Aplica-se uma lógica simples, a cartesiana. Tudo o que não pode ser
utilizado no produto principal é considerado resíduo. Por isso, é necessário eliminar
o conceito de resíduo, e admitir que tem-se produtos principais e produtos
secundários ou sub-produtos.
O bambu, uma espécie vegetal abundante em várias partes do globo, pode
ser trabalhado dentro dessa perspectiva, pois as tecnologias desenvolvidas com
esse material são inúmeras e a versatilidade desse material faz com que não exista
resíduo em sua exploração e utilização.
102
APÊNDICE B – TEORIA SOBRE BIOFILME
O biofilme é caracterizado pela agregação de bactérias sobre um meio
suporte (ANDRADE NETO, 1997). Os principais fatores que influenciam na formação
do biofilme são: a área superficial e forma do meio suporte e concentração do
efluente a ser tratado (BITTON, 1999). A pedra britada é o meio suporte mais
utilizado em filtros biológicos. Contudo diferentes materiais têm sido testados como
meio suporte de filtros biológicos, tais como: anéis sintéticos (polivinilclorado – PVC
e poliuretano), matrizes plásticas de fluxo cruzado, poliamida, argila expandida,
bentonita, terra diatomácea, carvão ativado, casca de coco, anéis de bambu (ROJAS
e CUERVO, 2002; JORDÃO e PESSOA, 1997; PEREIRA et. al., 1997; BITTON,
1999).
Bitton (1999) alertou para o fato de que o meio suporte não deve ser tóxico
para os microrganismos, portanto, deve ser estável quimicamente e mecanicamente.
O desenvolvimento tecnológico de reatores com partículas suporte para a
formação de biofilmes constitui-se num dos recentes avanços para o tratamento de
águas residuárias, pois combina os conhecimentos da engenharia e da biologia para
aumento do tempo de retenção dos microrganismos ativos no interior do reator
(PEREIRA et. al. 1997).
A aderência e o desenvolvimento dos microorganismos em diferentes
partículas suporte, é explicada por Fletcher (1979), citado por Pereira et al. (1997),
como sendo um processo em que os microrganismos podem alcançar a superfície
da partícula suporte pelo movimento Browniano, pelas correntes líquidas ou pela
própria capacidade de movimentação. Após a aderência dos microrganismos no
meio suporte, estes só poderão ser removidos por fortes movimentos de
cisalhamento.
Através do resultado do trabalho realizado por Pereira et. al. (1997), pode-se
verificar que a distribuição espacial dos microrganismos e a forma da biomassa nos
materiais suporte são bastante distintas, não apresentando superfície lisa e nem
distribuição uniforme. Também foi observado por Pereira et. al. (1997) que em
partículas de carvão ativado os microrganismos no primeiro dia ocupam os poros
internos, e só a partir do 7º dia ocorre a formação de colônias na superfície externa
do material.
103
Jordão e Pessoa (1997) e Bitton (1997) descreveram a formação do biofilme,
o que eles chamam de zoogléia, sendo esta composta não somente por bactérias do
esgoto, mas também por fungos, algas, protozoários, rotíferos e outras formas de
vida. O processo de formação do biofilme, em meios suportes para tratamento de
esgoto, é semelhante ao que ocorre no meio aquático natural, onde as bactérias
fixam-se em um substrato para decompor o material orgânico presente.
Von Sperling (1996) descreveu que a quantidade e o desenvolvimento dos
microrganismos presentes no biofilme aderido a uma superfície depende da
quantidade de matéria orgânica que será aplicada neste sistema. Este mesmo autor
também colocou que ocorrem “interações ecológicas na comunidade microbiana,
fazendo com que o aumento de um grupo de microrganismos seja acompanhado
pelo declínio de uma outra população, face à característica seletiva exercida pelo
meio de transformação”.
104
APÊNDICE C – VARIAÇÃO DA CONCENTRAÇÃO DE COLIFORME TOTAL NOS
FILTROS DE CARVÃO DE BAMBU E PEDRA BRITADA
0
100000
200000
300000
400000
500000
600000
1 7 14 21 28 56 84
Tempo (dias)
Coliformes totais (NMP)
C.Bambu
Pedrisco
Bruto
105
APENDICE D – VARIAÇÃO DA CONCENTRAÇÃO DE COLIFORME
TERMOTOLERANTE NOS FILTROS DE CARVÃO DE BAMBU E PEDRA
BRITADA
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
35000
1 7 14 21 28 56 84
Tempo (dias)
Coliformes termotolerantes (NMP)
Pedrisco
C.Bambu
Bruto
106
ANEXO A – RESOLUÇÃO CONAMA 274 DE NOVEMBRO DE 2000 E RESUMO
DA RESOLUÇÃO CONAMA 20 DE JULHO DE 1986 NO QUE SE REFERE A
PADRÕES DE COLIFORMES TOTAIS E TERMOTOLERANTES
Resolução CONAMA 274 de novembro de 2000:
As águas doces, salobras e salinas destinadas à
balneabilidade (recreação de
contato primário) terão sua condição avaliada nas categorias própria e imprópria.
As águas consideradas próprias poderão ser subdivididas nas seguintes
categorias:
Excelente: quando em 80% ou mais de um conjunto de amostras obtidas em
cada uma das cinco semanas anteriores, colhidas no mesmo local, houver, no
máximo, 250 coliformes termotolerantes (termotolerantes) ou 200 Escherichia coli ou
25 enterococos por 100 mililitros;
Muito Boa: quando em 80% ou mais de um conjunto de amostras obtidas em
cada uma das cinco semanas anteriores, colhidas no mesmo local, houver, no
máximo, 500 coliformes termotolerantes ou 400 Escherichia coli ou 50 enterococos
por 100 mililitros;
Satisfatória: quando em 80% ou mais de um conjunto de amostras obtidas em
cada uma das cinco semanas anteriores, colhidas no mesmo local, houver, no
máximo 1.000 coliformes termotolerantes ou 800 Escherichia coli ou 100
enterococos por 100 mililitros.
Resumo da Resolução CONAMA 20 de julho de 1986:
Classificação das águas das ÁGUAS DOCES
I - Classe Especial - águas destinadas:
a) ao abastecimento doméstico sem prévia ou com simples desinfecção.
b) à preservação do equilíbrio natural das comunidades aquáticas.
ll - Classe 1 - águas destinadas:
a) ao abastecimento doméstico após tratamento simplificado;
b) à proteção das comunidades aquáticas;
107
c) à recreação de contato primário (natação, esqui aquático e mergulho);
d) à irrigação de hortaliças que são consumidas cruas e de frutas que se
desenvolvam rentes ao Solo e que sejam ingeridas cruas sem remoção de
película.
e) à criação natural e/ou intensiva (aqüicultura) de espécies destinadas à
alimentação humana.
lll - Classe 2 - águas destinadas:
a) ao abastecimento doméstico, após tratamento convencional;
b) à proteção das comunidades aquáticas;
c) à recreação de contato primário (esqui aquático, natação e mergulho);
d) à irrigação de hortaliças e plantas frutíferas;
e) à criação natural e/ou intensiva (aqüicultura) de espécies destinadas à
alimentação humana.
lV - Classe 3 - águas destinadas:
a) ao abastecimento doméstico, após tratamento convencional;
b) à irrigação de culturas arbóreas, cerealíferas e forrageiras;
c) à dessedentação de animais.
V - Classe 4 - águas destinadas:
a) à navegação;
b) à harmonia paisagística;
c) aos usos menos exigentes.
Classificação das águas das ÁGUAS SALINAS
VI - Classe 5 - águas destinadas:
a) à recreação de contato primário;
b) à proteção das comunidades aquáticas;
c) à criação natural e/ou intensiva (aquicultura) de espécies destinadas à
alimentação humana.
VII - Classe 6 - águas destinadas:
a) à navegação comercial;
b) à harmonia paisagística;
c) à recreação de contato secundário.
108
Classificação das águas das ÁGUAS SALOBRAS
VIII - Classe 7 - águas destinadas:
a) à recreação de contato primário;
b) à proteção das comunidades aquáticas;
c) à criação natural e/ou intensiva (aquicultura) de espécies destinadas à
alimentação humana.
IX - Classe 8 - águas destinadas:
a) à navegação comercial;
b) à harmonia paisagística;
c) à recreação de contato secundário
LIMITES MÁXIMOS PERMITIDOS DE COLIFORMES POR CLASSE:
CLASSE ESPECIAL: Ausência de coliformes;
CLASSE 2: 200 coliformes termotolerantes por 100 mililitros em 80% ou mais
de pelo menos 5 amostras mensais colhidas em qualquer mês; no caso de não
haver na região meios disponíveis para o exame de coliformes termotolerantes, o
índice limite será de 1.000 coliformes totais por 100 mililitros em 80% ou mais de
pelo menos 5 amostras mensais colhidas em qualquer mês;
CLASSE 3: limite de 1.000 coliformes termotolerantes por 100 mililitros em
80% ou mais de pelo menos 5 amostras mensais colhidas em qualquer mês; no
caso de não haver, na região, meios disponíveis para o exame de coliformes
termotolerantes, o índice limite será de até 5.000 coliformes totais por 100 mililitros
em 80% ou mais de pelo menos 5 amostras mensais colhidas em qualquer mês;
CLASSE 4: número de coliformes termotolerantes até 4.000 por 100 mililitros
em 80% ou mais de pelo menos 5 amostras mensais colhidas em qualquer mês; no
caso de não haver, na região, meios disponíveis para o exame de coliformes
termotolerantes, índice limite será de até 20.000 coliformes totais por 100 mililitros
em 80% ou mais de pelo menos 5 amostras mensais colhidas em qualquer mês;
CLASSE 5: Para o uso de criação natural e/ou intensiva de espécies
destinadas à alimentação humana e que serão ingeridas cruas, não deverá ser
excedida uma concentração média de 14 coliformes termotolerantes por 100
109
mililitros, com não mais de 10% das amostras excedendo 43 coliformes
termotolerantes por 100 mililitros. Para os demais usos não deverá ser excedido um
limite de 1,000 coliformes termotolerantes por 100 mililitros em 80% ou mais de pelo
menos 5 amostras mensais colhidas em qualquer mês; no caso de não haver, na
região, meios disponíveis para o exame de coliformes termotolerantes, o índice limite
será de até 5,000 coliformes totais por 100 mililitros em 80% ou mais de pelo menos
5 amostras mensais colhidas em qualquer mês;
CLASSE 6: coliformes: não deverá ser excedido um limite de 4,000 coliformes
termotolerantes por 100 ml em 80% ou mais de pelo menos 5 amostras mensais
colhidas em qualquer mês; no caso de não haver na região meio disponível para o
exame de coliformes termotolerantes, o índice limite será de 20.000 coliformes totais
por 100 mililitros em 80% ou mais de pelo menos 5 amostras mensais colhidas em
qualquer mês;
CLASSE 7: coliformes; para uso de recreação de contato primário deverá ser
obedecido a resolução CONAMA 274. Para o uso de criação natural e/ou intensiva
de espécies destinadas à alimentação humana e que serão ingeridas cruas, não
deverá ser excedido uma concentração média de 14 coliformes termotolerantes por
100 mililitros com não mais de 10% das amostras excedendo 43 coliformes
termotolerantes por 100 mililitros. Para os demais usos não deverá ser excedido um
limite de 1.000 coliformes termotolerantes por 100 mililitros em 80% ou mais de pelo
menos 5 amostras mensais, colhidas em qualquer mês; no caso de não haver na
região, meios disponíveis para o exame de coliformes termotolerantes, o índice limite
será de até 5.000 coliformes totais por 100 mililitros em 80% ou mais de pelo menos
5 amostras mensais, colhidas em qualquer mês;
CLASSE 8: não deverá ser excedido um limite de 4.000 coliformes
termotolerantes por 100 ml em 80% ou mais de pelo menos 5 amostras mensais
colhidas em qualquer mês; no caso de não haver, na região, meios disponíveis para
o exame de coliformes recais, o índice será de 20.000 coliformes totais por 100
mililitros em 80% ou mais de pelo menos 5 amostras mensais colhidas em qualquer
mês.
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