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Pesquisa da Cena-USP em Mato Grosso e Rondônia estuda causas do efeito estufa

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Trabalho relaciona as emissões de gases com a expansão da atividade agropecuária, queimadas e desmatamento

Uma equipe multidisciplinar do Centro de Energia Nuclear na Agricultura (Cena-USP) iniciou, em maio, um estudo para medir a concentração dos principais gases causadores do efeito estufa nos Estados de Mato Grosso e Rondônia. Ligado à Universidade de São Paulo, esse trabalho do Cena tem a coordenação do pesquisador Carlos Cerri e término previsto para 2010.

A pesquisa foi dividida entre dois grupos de trabalho e está avaliando, na região, o impacto do desmatamento, das queimadas e o avanço da agricultura nos últimos 40 anos. A verificação das emissões é feita em pontos especiais de coleta, distribuídos em uma área de 1,2 milhão de quilômetros quadrados, porção equivalente ao dobro do território da França.

Efeito estufa

No retorno da primeira expedição para a sede do Cena, localizada junto ao campus da Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz (Esalq-USP), em Piracicaba, o professor Cerri explicou que um dos objetivos do trabalho é mapear a vegetação nativa. A expedição percorreu 15 mil quilômetros e avaliou 22 municípios em 45 dias, para medir as quantidades de carbono e nitrogênio emitidas na atmosfera por meio de atividades humanas, como a pecuária e a agricultura.

A metodologia da pesquisa emprega diversas bases obtidas nas prefeituras e mapas da superfície terrestre geradas por satélites da Agência Espacial Norte-americana (Nasa). Quando for finalizado, esse levantamento auxiliará a formulação e revisão de políticas públicas ligadas ao meio ambiente, ocupação do solo e definição de fronteiras agrícolas.

O professor Cerri é um dos pesquisadores brasileiros que contribuíram para a elaboração do Protocolo de Kyoto. O tratado internacional, redigido em 1997, pretende reduzir, com o passar dos anos, as emissões de gases que ampliam o efeito estufa na atmosfera terrestre, por meio do aumento da radiação infravermelha da base da atmosfera.

“Os números sobre as emissões na região permitirão às comunidades científicas brasileira e internacional aprofundar estudos sobre o efeito estufa”, explica o cientista. Segundo ele, 66% das emissões globais de gases responsáveis pelo fenômeno natural provêm da queima de combustíveis minerais (petróleo, carvão mineral e gás natural). O restante é relacionado à agricultura (20%) e ao desmatamento (14%).

O efeito estufa ocorre em uma faixa determinada da atmosfera, quando parte da radiação solar, refletida pela superfície terrestre, é absorvida pelos gases presentes na atmosfera. Os principais gases envolvidos no processo natural são o dióxido de carbono (CO2), o metano (CH4), o óxido nitroso (N2O) e os clorofluorcarbonos (CFCs).

Os gases absorvem uma porção da radiação infravermelha emitida pela superfície terrestre e irradiam partes dessa energia de volta para a superfície. Como consequência, o calor é retido e concentrado, devido à superfície receber quase o dobro de energia da atmosfera do que a proveniente do Sol.

Importância vital

“O efeito estufa é fundamental para a manutenção da vida na Terra. Eleva a temperatura em 30ºC na superfície do planeta e a torna amena e adequada à sobrevivência da biodiversidade e dos ecossistemas. Porém, traz riscos quando é acelerado pela ação humana. Pode desestabilizar o equilíbrio energético no planeta e contribuir para o aquecimento global”, explica o professor Cerri.

Segundo o Painel Intergovernamental para as Mudanças Climáticas (IPCC), estabelecido em 1988 pela ONU e pela Organização Meteorológica Mundial, a maior parte desse aquecimento, observado durante os últimos 50 anos, se deve muito provavelmente a um aumento dos gases do efeito estufa.

Grande parte da comunidade científica internacional concorda com a tese. Aponta como fatores o aumento da poluição provocada pela queima de combustíveis minerais, o maior consumo energético e o uso intensivo de águas subterrâneas e do solo para a agricultura.

Verdade inconveniente

A industrialização dos três últimos séculos aumentou a concentração de gases do efeito estufa. O efeito sentido foi a elevação, com o passar dos anos, das temperaturas médias mundiais, o chamado aquecimento global. Se a tendência não for revertida, há a possibilidade de seca, desertificação, inundações, furacões, proliferação de doenças e extinção de espécies. Outro risco é o derretimento das calotas polares e geleiras, pois o aumento do nível das águas do mar ameaça áreas litorâneas e ilhas densamente povoadas.

A concentração de emissões no Hemisfério Norte é ligada à industrialização e ao grande consumo de combustíveis minerais. na porção Sul, os riscos incluem a expansão das fronteiras agrícolas, um dos principais pontos de interesse do estudo do Cena nas regiões Norte e Centro-Oeste. com relação ao Brasil, a emissão de gases é inversa à situação global: apenas 25% provém da queima de combustíveis fosseis.

“Cerca de 75% do dióxido de carbono que o País emite na atmosfera é derivado de práticas agrícolas. Se desconsiderarmos o desmatamento, o Brasil cai para a 17ª posição na classificação mundial dos emissores de gases do efeito estufa”, esclarece.

Segundo Cerri, há opções para reduzir a concentração atmosférica dos gases do efeito estufa, como estimular reflorestamentos e empregar a técnica do plantio direto na agricultura. “Em vez de usar implementos que revolvem a terra, essa metodologia aumenta a fixação do carbono no solo. É preciso, ainda, estimular a produção e o consumo dos biocombustíveis, para diminuir as emissões desses gases”, finaliza.

Rogério Mascia Silveira
Da Agência Imprensa Oficial

Reportagem publicada originalmente na página III do Poder Executivo I e II do Diário Oficial do Estado de SP do dia 17/11/2007. (PDF)

Bagaço da cana-de-açúcar pode ser o futuro energético do País, diz estudo

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Pesquisa que está sendo desenvolvida na Esalq pretende dobrar em cinco anos a produção de açúcar e álcool sem aumentar áreas de plantio

Um estudo da Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz (Esalq-USP) avançou mais um passo na corrida pela hidrólise enzimática (ver glossário) com o bagaço de cana. Esse processo biológico é objeto de interesse de diversos centros de pesquisa no Brasil e visa a permitir nova fermentação da matéria-prima vegetal, após a moagem da cana na usina para produzir açúcar e álcool.

A pesquisa foi iniciada há três anos em Piracicaba. Consiste em introduzir fungos da classe dos basidiomicetos para fazer a hidrólise enzimática e reaproveitar a celulose contida no bagaço. Segundo a professora Sandra Cruz, coordenadora do estudo, os resultados obtidos no laboratório têm sido promissores. A experiência está em fase inicial, mas pretende dobrar a produtividade da cana sem aumentar as áreas de plantio, quando for concluída.

Abundante e barato

Da moagem de uma tonelada de cana, a usina produz, em média, 153 quilos de melaço (açúcar e etanol), 165 quilos de palha e 276 quilos de bagaço. Essa matéria-prima é abundante, de baixo custo e está disponível em grandes quantidades no País. Em comparação com outras biomassas existentes no Brasil, como a soja e o dendê, o bagaço de cana é o mais rico em celulose e essa propriedade desperta grande interesse científico e empresarial.

Desde a década de 70, as usinas brasileiras queimam o bagaço para gerar eletricidade. A energia obtida impulsiona as turbinas e o complexo industrial da propriedade. Torna, assim, a usina autossuficiente em energia na época da safra (abril a novembro), período que coincide com o de baixos níveis de água nos reservatórios das hidrelétricas.

Técnica multiúso

A pesquisadora  Sandra é química e iniciou em 2004 o estudo com os fungos. Hoje, coordena o grupo formado por dois professores do Departamento de Agroindústria, Alimentos e Nutrição da Esalq, uma pesquisadora do Centro de Energia Nuclear na Agricultura da Universidade de São Paulo (Cena-USP), alunos de mestrado e estagiários de iniciação científica.

A ideia surgiu de um projeto paralelo, financiado pela Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado (Fapesp), que tinha o objetivo de clarear, com os fungos, o melaço – matéria-prima rica em açúcar.

“A hidrólise enzimática pode ampliar o uso do bagaço sem prejudicar a geração de eletricidade”, avalia Sandra. “Essa matéria-prima é usada para produzir ração animal. No futuro, irá atender aos diversos segmentos industriais, como polímeros (plásticos especiais) e à alimentação humana”, prevê.

Sandra explica que um desdobramento do estudo será estender a técnica aplicada ao bagaço para outras biomassas. Outro efeito possível será retardar o avanço do canavial e outras culturas ligadas aos biocombustíveis sobre áreas de preservação – Pantanal, cerrado e região amazônica.

Processo de hidrólise

A pesquisadora Sandra observa que a barreira tecnológica da hidrólise já foi vencida em alguns laboratórios de empresas brasileiras e estrangeiras. A técnica emprega enzimas produzidas nos Estados Unidos e na Dinamarca, principal produtora. Todavia, o custo de importação encarece e dificulta sua disseminação no Brasil.

“Seguimos um caminho paralelo ao já obtido. Nos dois processos, o fungo sintetiza as enzimas. No entanto, em vez de usar o material importado, introduzimos no bagaço colônias inteiras dos micro-organismos, produzidos na Esalq. A partir daí, um processo biológico dos fungos degrada a lignina e libera as moléculas de glicose existentes”, explica Sandra.

“Os basidiomicetos são fungos que têm por característica degradar matéria-prima vegetal. Para evitar que consumam todo o açúcar disponível, são mortos com elevação da temperatura (calor). Possibilita-se, então, uma nova fermentação do bagaço, que também já está esterilizado, sem riscos ambientais. Outra opção é queimá-lo novamente na caldeira para gerar eletricidade”, observa.

Parceiros

“A perspectiva é repassar às usinas, em até cinco anos, a tecnologia. O primeiro desafio é reduzir o período de 20 dias da hidrólise (contato dos fungos com o bagaço). Depois, será preciso patentear a metodologia e finalizar os testes em escala laboratorial, piloto e industrial”, explica.

“A meta agora é encontrar um parceiro privado para investir cerca de R$ 300 mil em equipamentos e bolsas de estudo para os alunos. Esse valor é baixo ante as possibilidades da descoberta. Interessados em colaborar devem procurar a Fundação de Estudos Agrários Luiz de Queiroz (Fealq) ou a Fapesp”, anuncia.

Glossário
(Fonte: Wikipedia)

Hidrólise enzimática do bagaço – Reação microbiana que permite a liberação dos açúcares utilizados na fermentação

Biomassa – Toda matéria-prima animal ou vegetal renovável que pode ser aproveitada como matriz energética (combustível). Exemplo: cana, lenha, gordura bovina, soja, milho, mamona, dendê, girassol, canola, pinhão-manso, madeiras e resíduos orgânicos e de indústrias agrícola e alimentícia.

Lignina – Polímero tridimensional sem forma encontrado nas plantas terrestres, associado à parede celular. Sua função é conferir rigidez, impermeabilidade e resistência a ataques microbiológicos e mecânicos aos tecidos vegetais.

Glicose – As células usam este carboidrato como fonte de energia. É um dos principais produtos da fotossíntese.

Basidiomicetos – Fungos que têm por característica degradar matéria-prima vegetal.

Rogério Mascia Silveira
Da Agência Imprensa Oficial

Reportagem publicada originalmente na página I do Poder Executivo I e II do Diário Oficial do Estado de SP do dia 10/11/2007. (PDF)

Sabesp pesquisa utilização da água de reúso para irrigação no campo

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Novidade auxilia adubação do solo, diminui a emissão de efluentes nos rios e abre novas perspectivas de preservação ambiental no País

Desde fevereiro de 2001, a Companhia de Saneamento Básico do Estado de São Paulo (Sabesp) mantém, em Lins, um centro experimental multidisciplinar e especializado em pesquisas com a utilização da água de reúso para a irrigação na agricultura. A iniciativa, pioneira no País, tem a Universidade de São Paulo como parceira e visa a encontrar alternativas racionais, do ponto de vista ambiental, sanitário e agronômico, para o recurso hídrico, desde a sua captação no aquífero e rios até a devolução à natureza.

Proveniente do tratamento de esgotos, a chamada água de reúso é utilizada sem riscos à população na agricultura de países como Israel, Egito, Austrália, Arábia Saudita, Tunísia, Chile e Estados Unidos. No Brasil, ainda não é aproveitada porque não há legislação específica sobre o assunto. Somente na região de Lins, a vazão disponível para a irrigação na agricultura é de 1,5 mil litros por segundo.

Entretanto, a Sabesp antecipou-se à chegada da regulamentação definitiva sobre a utilização da água de reúso. O estudo realizado pela USP com novas tecnologias no centro experimental resultou em mais de doze teses de pós-graduação sobre temas ligados à agronomia e à qualidade de solo (quatro ainda estão em andamento).

Alternativa para a agricultura

A área total da estação de tratamento de esgoto tem 13 alqueires (1 alqueire paulista = 24 mil metros quadrados). No local, 30 pesquisadores das áreas de engenharia, agronomia, biologia e geologia desenvolvem estudos sobre os efeitos da irrigação com a água de reúso no solo de três culturas da região: a cana, o café e o capim tifton – variedade híbrida muito utilizada em pastagens por ter alta produtividade e ser rica em proteínas para o gado.

Nos testes com a cana no centro experimental, são utilizados equipamentos especiais, como o lisímetro. Esse dispositivo tem sensores instalados em três profundidades e coleta informações sobre a necessidade hídrica do solo. Os pés de cana são plantados em cinco faixas vizinhas, demarcadas por placas: área sem irrigação, com irrigação de 100%, 125%, 150% e 200%.

Uso seguro

Célia Regina Montes, do Núcleo de Pesquisa em Geoquímica e Geofísica da Litosfera (Nupegel) e do Centro de Energia Nuclear na Agricultura da USP (Cena), explica que os resultados obtidos com a água de reúso são promissores e que essa prática não oferece riscos para a saúde humana.

“A presença de organismos patogênicos é o maior inconveniente dos efluentes dos esgotos domésticos. Assim, a recomendação é irrigar preferencialmente a cultura cuja matéria-prima tenha uso industrial, como a cana. Porém, a eliminação dos organismos patogênicos por técnicas de desinfecção pode permitir até o consumo de alimentos crus”, observa.

A pesquisadora comenta que a falta de regulamentação tem impedido a execução de vários projetos.

“Há um grupo de trabalho ligado à Câmara Técnica de Ciência e Tecnologia do Ministério do Meio Ambiente elaborando resolução específica para a utilização agrícola. No âmbito estadual, a Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental (Cetesb), igualmente, elaborou orientação para a apresentação de projeto visando à aplicação da água de reúso para a irrigação. Pelo andamento atual, é provável que em 2008 a lei federal esteja finalizada”, prevê Célia.

Um dos pesquisadores, o professor Roque Passos Piveli, da Escola Politécnica, conta que os estudos realizados pelo grupo foram publicados em diversas revistas científicas e também orientaram a edição de um livro, sob a coordenação de Maria de Lourdes Florêncio.

A obra descreve as possibilidades da utilização agrícola do esgoto sanitário e propõe diretrizes para a regulamentação da prática, que Roque acredita terem sido úteis para a elaboração da minuta de normas do Conselho Nacional de Recursos Hídricos (CNRH).

Roque destaca o trabalho do seu grupo de pesquisa na USP, que estuda a desinfecção de esgotos e o pós-tratamento de efluentes em lagoas de estabilização. As alternativas pesquisadas incluem técnicas como a aplicação de radiação ultravioleta, a ozonização e a cloração, opção que tem se mostrado mais simples e menos onerosa.

Menos adubação

O responsável pelo centro experimental em Lins é o engenheiro civil e sanitarista Luiz Paulo de Almeida Neto, superintendente da Unidade de Negócio Baixo Tietê e Grande da Sabesp.

Luiz conta que a ideia do centro experimental surgiu em 1995, quando a empresa comparou, no município de Riolândia, a irrigação em dois campos de milho: o primeiro recebeu água captada no Rio Grande, e o outro, água de reúso. Após a colheita, foi verificada produtividade 30% maior na lavoura irrigada com a água processada.

O total obtido não surpreendeu Luiz Paulo. Ele revela que a água de reúso é rica em nutrientes: fósforo e nitrogênio. E permite ao agricultor diminuir em até 50% a adubação, em algumas culturas. O resultado inicial foi apresentado em congressos e seminários pelo Brasil. Motivou pesquisas com outras lavouras, como palmito pupunha e girassol. Por fim, resultou na criação do centro multidisciplinar em Lins.

A unidade experimental de Lins é a maior do Estado. Aprofunda pesquisas em monitoramento da concentração de metais junto ao lençol freático, a qualidade do solo e sua necessidade de adubação e outros impactos na natureza ligados à irrigação com água de reúso.

Ciclo da água

São Paulo é o Estado brasileiro mais populoso, com 40 milhões de habitantes, volume comparado à população da Espanha. Mesmo assim consegue tratar 60% do total de esgoto produzido em seu território.

Entre as regiões paulistas, a de Lins possui o melhor índice de tratamento: 91%. O município é um dos 83 atendidos pela Unidade de Negócio Baixo Tietê e Grande da Sabesp, e pretende até 2009 atingir 100% de tratamento nas seis cidades restantes: Catiguá, Cardoso, Fernando Prestes, Monte Alto, Palmares Paulista e Santa Ernestina.

Os 70 mil habitantes de Lins consomem água potável proveniente de dois poços perfurados no Aquífero Guarani – reserva subterrânea que se formou com o acúmulo da água de chuva de milhares de anos. A cada dia, o município gera 12 milhões de litros de esgoto, que tem 100% de tratamento e é composto por dejetos líquidos (urina), sólidos (fezes), sabão e detergente.

A legislação atual exige retenção de até 80% dos poluentes do esgoto antes do seu encaminhamento aos rios e lagos. Na estação de Lins é realizado o chamado processo secundário de tratamento e são retirados 85% de toda a matéria orgânica. O tratamento é feito em duas fases e demora 21 dias.

Inicialmente, o efluente fica exposto à ação solar, do vento e de bactérias anaeróbicas (que vivem sem a presença de oxigênio) durante cinco dias em três tanques com quatro metros de profundidade.

A etapa seguinte é denominada facultativa, tem duração de 16 dias e possui tratamento aeróbico e anaeróbico. No fundo dos três tanques de 1,6 metro de profundidade, o efluente é acumulado e a desinfecção é feita por bactérias anaeróbicas; na superfície, algas fazem o trabalho aeróbico.

Ganho ambiental

O engenheiro Luiz Paulo lembra que a utilização da água de reúso para irrigação não gera lucro para a Sabesp, porém traz ganhos ambientais. Trata-se de importante ação no sentido de conscientizar a população sobre combater desperdícios e usar o recurso hídrico com racionalidade.

“Mesmo tendo recebido tratamento, a presença do efluente no rio contribui para a eutrofização. Este fenômeno prejudica o equilíbrio natural e é provocado pela proliferação de algas, que ao entrar em decomposição aumentam o número de toxinas que deterioram a qualidade da água”, explica.

Comenta, ainda, que na história da humanidade a disponibilidade de água sempre foi fundamental para o desenvolvimento dos povos e civilizações. “Todas surgidas nas margens de grandes rios. A escassez do recurso já foi motivo de inúmeras guerras e conflitos e promete ser, no futuro, um dos principais desafios a serem vencidos”, finaliza.

Uso industrial e municipal

Segundo o engenheiro Luiz Paulo de Almeida Neto, desde junho de 2003, todas as 15 unidades de negócio da Sabesp no Estado têm certificação ISO. A região metropolitana da capital é atendida por cinco unidades e as outras dez ficam localizadas no interior do Estado e na Baixada Santista.

A companhia vende em média 95 mil metros cúbicos de água de reúso por mês, volume correspondente a 0,5% de todo o esgoto tratado no Estado. A maior parte do efluente vem da estação de tratamento do Ipiranga, localizada na zona sul de São Paulo, e é utilizada por indústrias e prefeituras da região metropolitana da capital (RMSP).

A fabricante de Linhas Coats paga aproximadamente R$ 0,81 por 70 metros cúbicos de água mensais utilizados em seus processos de tingimento. As prefeituras utilizam o produto principalmente para lavagem de ruas após as feiras e pagam R$ 0,44 por metro cúbico, enquanto construtoras usam para lavar canteiros de obra e desembolsam R$ 0,74 por metro cúbico.

Além disso, está em andamento a instalação de tubulações para o fornecimento de 60 mil metros cúbicos de água de reúso por mês da estação de tratamento do ABC para a Companhia Santa Therezinha (Santher). Os investimentos são de aproximadamente R$ 1,5 milhão para a Estação de Tratamento de Esgoto (ETE) e a rede.

Parceiros interessados: públicos e privados

Os parceiros da Sabesp no centro experimental são a USP, por meio da Escola Politécnica, Faculdade de Saúde Pública (FSP) e o Nupegel. E também o Programa Nacional de Pesquisa em Saneamento Básico (Prosab), a Financiadora de Estudos e Projetos (Finep), a Fundação de Amparo à Pesquisa no Estado de São Paulo (Fapesp) e a prefeitura de Lins.

A possibilidade de irrigação na agricultura com a água de reúso atraiu também interesse empresarial. A Equipav, usina sucroalcooleira de Promissão, fez parceria com a Sabesp na pesquisa com a cana. Ofereceu mão-de-obra, mudas, insumos e orientação técnica para o plantio de 1,5 hectares no centro experimental.

Pretende, após a chegada da legislação, fazer estudo de viabilidade para avaliar a possibilidade de irrigar seus canaviais, distantes um quilômetro da estação de tratamento de esgoto.

Mauro José Penna, diretor agrícola da Equipav, explica que a empresa exporta açúcar, álcool e levedura certificados. Apóia o projeto porque confia no trabalho da Sabesp e dos pesquisadores. “Se os órgãos certificadores aprovarem e se a iniciativa se mostrar viável, do ponto de vista do investimento e retorno, poderemos construir a tubulação e o sistema de bombeamento da água para o canavial”, observa.

Rogério Mascia Silveira
Da Agência Imprensa Oficial

Reportagem publicada originalmente nas páginas II e III do Poder Executivo I e II do Diário Oficial do Estado de SP do dia 21/07/2007. (PDF)