História

Segundo a Organização das Nações Unidas para a Agricultura e Alimentação (FAO), a agricultura de base familiar reúne 14 milhões de pessoas, mais de 60% do total de agricultores, e detém 75% dos estabelecimentos agrícolas no Brasil.

É comum nessas propriedades o uso de fossas rudimentares (fossa "negra", poço, buraco, etc.), que contaminam águas subterrâneas e, consequentemente, os poços de água, os conhecidos poços "caipiras". Assim, há a possibilidade de contaminação dessa população, por doenças veiculadas pela urina, fezes e água, como hepatite, cólera, salmonelose, verminoses, entre outras.

A ampliação dos serviços de saneamento básico, especialmente no que diz respeito ao aumento de domicílios abastecidos com água de qualidade, é fundamental para a saúde e, em particular, para redução da mortalidade infantil.

Atentos a este problema, a Embrapa Instrumentação, sob a coordenação inicial do pesquisador Antônio Pereira de Novaes e, posteriormente, do pesquisador Wilson Tadeu Lopes da Silva - especializado em Química Analítica e Ambiental -, vem trabalhando com tecnologias destinadas ao Saneamento Básico Rural.

Desde o início, os trabalhos de Pesquisa & Desenvolvimento no tema, realizados pela equipe da Embrapa Instrumentação e parceiros, seguiram as seguintes premissas:

- Tecnologias simples e de eficiência adequada;

- As tecnologias desenvolvidas ou adaptadas devem necessitar de poucos insumos externos para atingir resultados adequados;

- Sistemas biológicos (exceto clorador), que sejam eficientes e de simples operação;

- Harmonização dos sistemas de tratamento com o ambiente, visando quebra de paradigma a respeito do morador do campo e os resíduos gerados na propriedade;

- Reciclagem segura de nutrientes e água na agricultura;

- Fácil apropriação pelo agricultor;

- Devem se adaptar bem à rotina da propriedade agrícola;

- Custos de instalação e manutenção acessíveis;

- Materiais para construção dos sistemas relativamente fáceis de serem encontrados em todo o território nacional;

- Projetos facilmente replicáveis.

Seguindo estas premissas, três tecnologias foram validadas e hoje estão sendo disseminadas em todo o território nacional. O Clorador Embrapa, como o próprio nome diz, é uma tecnologia simples, para possibilitar a cloração da água que será utilizada na residência rural.

A Fossa Séptica Biodigestora e o Jardim Filtrante são tecnologias para o tratamento do esgoto gerado por uma residência rural. As tecnologias são apresentadas em mais detalhes a seguir.

 

O Clorador Embrapa

Um dos principais entraves para clorar a água para o abastecimento doméstico está no fato da dificuldade do acesso à caixa d´água para a adição do cloro. O Clorador Embrapa, um sistema simples e barato, foi proposto e idealizado de tal maneira que se aproveita a própria energia hidráulica para levar o cloro diariamente até a caixa d´água das residências.

O esquema do Clorador é apresentado na figura 1. Como se pode observar, trata-se de material barato (tubos, conexões, válvulas e torneira) que podem ser encontrado em qualquer loja de materiais para construção. Sua instalação na rede de água é apresentada na figura 2.

O uso do Clorador Embrapa ocorre em batelada, conforme descrito: fecha-se o registro (A) que controla a entrada da água captada. Abre-se a torneira (B) para aliviar a pressão da tubulação que leva a água para a caixa, até o esgotamento de todo o líquido, para então ser novamente fechada. Prepara-se uma solução de cloro (1 colher rasa de café, de cloro granulado do tipo hipoclorito de cálcio 65%), suficiente para 1000 litros de água (nestas condições, a quantidade de cloro ativo no início da manhã fica em torno de 1,5 mg L-1 de cloro ativo, que atende a portaria nº 2914/2011 do Ministério da Saúde. Abre-se o registro do clorador (C) e coloca-se vagarosamente a solução de cloro, no receptor (D). Lava-se o receptor de cloro com um pouco de água e fecha-se a válvula (C). Finalmente é aberta a válvula (A) de entrada de água, sendo desta forma o cloro levado até a caixa d'água.

Figura 1: Esquema representativo do Clorador Embrapa, com destaque para seus componentes.

 

Figura 2: Instalação do Clorador Embrapa na rede de captação de água.

 

A água a ser clorada não deve ter cor ou sabor e possuir baixa turbidez (< 2 UFT), conforme preconiza a portaria no 2914/2011 do Ministério da Saúde. Caso estes parâmetros mínimos não sejam atendidos, deverá ser feito um tratamento prévio da água, visando as correções necessárias.

Geralmente, o clorador Embrapa é utilizado no abastecimento da água da residência quando a fonte utilizada é o polo.

 

A Fossa Séptica Biodigestora

A maior contribuição do sistema de fossa séptica biodigestora é a viabilização do tratamento de esgoto doméstico e, consequentemente, a produção de resíduos com baixa incidência de coliformes termotolerantes, por ação de digestão fermentativa, utilizando-se de esterco bovino como inoculante neste processo.

A utilização do sistema de fossa séptica biodigestora proporciona um instrumento para o processo fermentativo de esgoto sanitário, em condições de anaerobiose.

O dimensionamento do sistema permite que o material depositado nas caixas fermente por aproximadamente 20 dias, período suficiente para uma eficiente biodigestão anaeróbia, permitindo que o efluente possa ser utilizado como um fertilizante em canteiros com plantações, com um custo próximo de zero.

A Fossa Séptica Biodigestora é um biorreator, cuja configuração básica (figura 3) é composta por três caixas d´água de fibra de vidro, ou fibrocimento de 1000 litros cada, que podem ser encontradas no comércio local. As duas primeiras caixas correspondem aos tanques de fermentação, onde efetivamente ocorre o processo de descontaminação. A terceira caixa de 1000 litros serve para coleta do efluente tratado.

O sistema trata somente o esgoto do vaso sanitário (águas negras), que contém grande quantidade de coliformes termotolerantes e alta demanda bioquímica de oxigênio (DBO). O restante do esgoto gerado na residência rural (lavanderia, cozinha, banho, etc) não tem o mesmo potencial patogênico das águas negras e além disso, sabões ou detergentes têm propriedades antibióticas que inibem o processo de biodigestão.

Para que o sistema funcione adequadamente, este é inoculado mensalmente com esterco bovino fresco. Este material, facilmente encontrado na área rural, é rico em bactérias anaeróbias celulolíticas, hemicelulolíticas, hidrolíticas, entre outras, que tornam a Fossa Séptica Biodigestora mais eficiente na remoção de sólidos, principalmente composto por materiais fibrosos e proteicos.

O efluente de esgoto tratado (EET) pela Fossa Séptica Biodigestora precisa passar por um processo de depuração. O solo possui esta capacidade, sendo esta propriedade bastante conhecida e relatada. Uma forma de dispor o EET no solo é como fonte de adubação controlada, cuja composição química melhora a fertilidade do solo, sendo esta comparada com o efeito de adubação química inorgânica do tipo NPK.

Assim, tem-se o tratamento do esgoto com a produção de um fertilizante líquido, muito atrativo para o proprietário rural. Outros detalhes a respeito da Fossa Séptica Biodigestora podem ser encontrados no item "Soluções tecnológicas", neste portal.

Figura 3: Esquema do sistema da fossa séptica biodigestora

 

Jardim Filtrante (Área Alagada Construída ou Wetland)

O sistema consiste em uma área alagada construída, o qual representa ecossistemas artificiais com tecnologias que utilizam os princípios básicos da capacidade de descontaminação da água por áreas alagadas naturais (várzeas, manguezais, etc), com a finalidade de depurar a "água cinza". Esse sistema foi adaptado a fim de complementar o tratamento de esgotos nas áreas rurais, uma vez que a Fossa Séptica Biodigestora não trata a "água cinza".

As áreas alagadas construídas são utilizadas devido às suas propriedades de remoção e retenção de nutrientes, processamento da matéria orgânica e resíduos químicos, e redução das cargas de sedimentos descartados nos corpos receptores. O Jardim Filtrante apresenta como vantagens a facilidade de operação, o baixo custo de implantação e manutenção, além da ausência de gastos com energia elétrica.

O Jardim Filtrante desenvolvido na Embrapa é do tipo de fluxo horizontal subsuperficial. Trata-se de um pequeno lago, impermeabilizado com uma geomembrana de EPDM ou PVC.  No interior do sistema, são colocadas pedras britadas e areia grossa, que farão a filtração do material particulado. A areia também terá a finalidade de servir de suporte para o desenvolvimento das raízes das plantas. O sistema é projetado de maneira que, quando em operação, o nível da água, fique ligeiramente abaixo do nível da areia.

Finalizada a instalação do meio filtrante e acertado o nível da água no interior do Jardim Filtrante, serão então incorporadas plantas macrófitas aquáticas utilizadas em paisagismo, para que o ambiente fique visualmente agradável. É interessante que exista biodiversidade para que contaminantes e nutrientes sejam melhor absorvidos pelas diferentes plantas.

Deve-se notar também que o processo de tratamento não ocorre somente pelas plantas, mas também pelos microrganismos que se multiplicam e que serão mais numerosos em quantidade e variedade, quanto maior for a biodiversidade de plantas. Antes do esgoto ser inserido no jardim filtrante em si, é necessário que seja feito um tratamento prévio para retirada de sólidos decantáveis e gordura. A Figura 4 apresenta um esquema de montagem um jardim filtrante.

Figura 5: Representação esquemática de um Jardim Filtrante (arte: Valentim Monzane)

 

Outros detalhes a respeito do Jardim Filtrante também podem ser encontrados no item "soluções tecnológicas".

 

Comunicação

O direito à informação é o principal alicerce para a construção da cidadania e nesse sentido o Programa de Informação para Todos da Unesco, tem como pressuposto: "A informação e o conhecimento são bens públicos globais e essenciais para o avanço da educação, da ciência e da cultura e ferramentas essenciais para promover a diminuição da distância entre o nível de informação dos pobres e dos ricos".

A literatura tem mostrado que na história do saneamento ao redor do mundo o aliado mais forte para o sucesso de qualquer programa é uma comunidade bem informada. Seguindo esta linha, o trabalho tem um forte apelo de instrumentos de comunicação voltados para o público geral.

Estes documentos vão desde textos técnicos da Embrapa até documentos como "Perguntas e Respostas", revista em quadrinhos "Papo Cabeça" e memorial descritivo de instalação da Fossa Séptica Biodigestora. Esses materiais estão disponíveis neste portal no item "publicações", assim como vídeos que ajudam a compreender, em detalhes, o funcionamento das tecnologias – basta acessar o item "vídeos".

 

Parceiros envolvidos em projetos de divulgação e/ou instalação, desde o ano de 2002

As parcerias entre órgãos públicos e privados, além de agentes do terceiro setor, se mostraram, ao longo dos anos, como um caminho eficiente a ser seguido, tendo sido impetradas ações no sentido de levar às parcelas da sociedade mais desprovidas, o conhecimento sobre o tema.

Fica claro que a soma de esforços é necessária para que se consiga vencer barreiras. Na tabela abaixo listamos as principais parcerias ocorridas nos últimos 12 anos.

 

Instituição

Abrangência

Tipo de parceria

Fundação Banco do Brasil

 

Nacional

Banco de Tecnologias Sociais – Financiamento de projetos para instalação de 2873 unidades de saneamento em todo o País.

Coordenadoria de Assistência Técnica Integral – CATI

 

Estado de São Paulo

Execução de projeto de instalação de 2765 unidades de saneamento em todo o estado de São Paulo (projeto Microbacias)

Banco Mundial - Bird

Estado de São Paulo

Financiamento do projeto Microbacias - CATI

Ministério do Desenvolvimento Agrário

 

Nacional

Financiamento de projeto de pesquisa, desenvolvimento e divulgação das tecnologias

Fundação Nacional de Saúde – Funasa

 

Nacional

Apoio na divulgação e capacitação das tecnologias em simpósios e congressos da entidade

Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento

Nacional

Apoio no financiamento de projetos de P&D e divulgação das tecnologias

Instituto Trata Brasil

 

Nacional

Apoio na divulgação das tecnologias em todo o território nacional

Fundação Cargill

 

Estado de Rondônia

Projeto de divulgação e instalação de 29 unidades de saneamento no município de Porto Velho

Agência dos Estados Unidos para o Desenvolvimento Internacional – USAID

Estado de Rondônia

Financiamento do projeto da Fundação Cargill

Centro Paula Souza – CEETEPS

 

Estado de São Paulo

Instalação de unidades demonstrativas em escolas agrotécnicas no interior de São Paulo, com uso dos sistemas dentro da grade pedagógica dos cursos técnicos em agropecuária

WWF-Brasil

 

Estados do Mato Grosso e Acre

Articulação de projetos visando melhoria da qualidade ambiental de áreas sensíveis, como o Pantanal e Floresta Amazônica

SOS Amazônia

 

Estado do Acre

Projeto de divulgação e instalação de 20 unidades de saneamento nos municípios de Cruzeiro do Sul e Mâncio Lima

Pacto das Cidades pela Proteção das Cabeceiras do Pantanal - Pacto

Estado do Mato Grosso

Projeto de divulgação e instalação de 30 unidades de saneamento na bacia do Alto Paraguai (sudoeste do Mato Grosso)

Banco HSBC

Estados do Acre e de Mato Grosso

Financiamento dos projetos da SOS Amazônia e Pacto

Iniciativa Verde

Estado de São Paulo

Execução de projeto de instalação de 145 unidades de saneamento, proteção de nascentes e educação ambiental no interior de São Paulo

Petrobrás - Ambiental

Estados de Minas Gerais e São Paulo

Financiamento de projetos (Iniciativa Verde e USP)

Instituto Terra

Estados de Minas Gerais e Espírito Santo

Execução de projeto de instalação de 180 unidades de saneamento, proteção de nascentes e educação ambiental na bacia do rio Doce.

Vale

Estados de Minas Gerais e Espírito Santo

Financiamento do projeto do Instituto Terra

Comitê Guandu de Bacia Hidrográfica

Rio de Janeiro

Divulgação e capacitação dos sistemas da Embrapa na área de abrangência do Comitê – a mais importante do estado do RJ.

Companhia Espírito Santense de Saneamento – Cesan

 

Estado do Espírito Santo

Divulgação, capacitação e instalação de unidades demonstrativas no município de Santa Leopoldina

Cooperativa Agroindustrial dos Produtores Rurais doo Sudoeste Goiano - Comigo

Estado de Goiás

Divulgação interativa das tecnologias de saneamento da Embrapa, na Feira Comigo 2014, em área nobre da feira com mais de 1000 m2

Sítio São João

Município de São Carlos

Educação ambiental para mais de 3000 alunos por ano das redes estadual, municipal e particular, onde se mostra produção de alimentos, proteção ambiental e saneamento básico rural

Prefeitura Municipal de São Carlos

Município de São Carlos

Divulgação e instalação de unidades demonstrativas no município. Apoio às ações de educação ambiental do Sítio São João.

Universidade de São Paulo - USP

Estado de São Paulo

Execução na instalação de unidades de saneamento nas cabeceiras do rio Mogi-Guaçú e Alunos de graduação e pós-graduação

Universidade Federal de São Carlos

Estado de São Paulo

Alunos de graduação e pós-graduação

Universidades Federais e Estaduais

Nacional

Divulgação em geral em congressos e palestras convidadas.

Ecosys Lagos Ornamentais

Nacional

Empresa que licenciou o know-how do Jardim Filtrante, para comercialização do kit de instalação.

 

 

Replicabilidade

Todo o material para a construção tanto da Fossa Séptica Biodigestora quanto o Clorador Embrapa pode ser adquirido em lojas de materiais de construção. A instalação dos sistemas é simples, podendo ser feita pelo próprio beneficiário.

No caso da Fossa Séptica Biodigestora, a Embrapa envia um memorial descritivo de instalação, que encontra-se neste portal. A manutenção da Fossa Séptica Biodigestora também é muito simplificada e requer somente a inoculação do sistema uma vez por mês com 5 litros de esterco bovino misturados com água, na entrada do sistema e a retirada do efluente tratado e aplicação no solo como fertilizante.

O Jardim Filtrante, como o próprio diz, basicamente é formado por areia, pedras e plantas ornamentais, o que dá ao sistema um aspecto paisagístico bastante interessante. A operação e manutenção também são bastante simplificadas, sendo basicamente a poda de algumas plantas que se desenvolvem em excesso, bem como a limpeza das caixas de gordura e de retenção de sólidos a cada 3 meses, aproximadamente.

Para facilitar a adoção, fez-se a parceria com a empresa Ecosys Lagos Ornamentais (Bauru – SP), que comercializa o kit de instalação, composto de geomembrana de EPDM, Bidim, sistema de controle de nível (Monge), flanges para geomembrana, tubos e conexões. Entretanto, caso o beneficiário não deseje adquirir o material, ele pode impermeabilizar o Jardim Filtrante com o uso de alvenaria.

Por tudo isso, a replicabilidade é enorme, tanto que já foram instaladas mais de 10.000 unidades em todo o território nacional, por meio de diversas parcerias.