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A Organizao das Naes Unidas (ONU) estabeleceu em 2015, com o aval dos grandes lderes mundiais, o documento Agenda 2030 para o Desenvolvimento Sustentvel, contendo os 17 Objetivos de Desenvolvimento Sustentvel (ODS), que envolvem as dimenses humana e planetria (ONU-BRASIL, 2019a). Entre os ODS, destacam-se as metas 6.2 e 6.3 que versam acerca do objetivo de alcanar o acesso ao saneamento e higiene adequados e equitativos para todos at o ano 2030, assim como a melhora da qualidade da gua, reduzindo-se a poluio e aumentando substancialmente o reso seguro do esgoto (ONU-BRASIL, 2019b).


A introduo desses objetivos vem ao encontro da crescente discusso de questes antigas, como aquelas decorrentes dos problemas relacionados poluio das guas provocadas pelo lanamento inadequado de esgotos sanitrios nos corpos hdricos. Nesse cenrio, possvel observar avanos significativos no aumento do nmero de estaes de tratamento de guas residurias, aliado ao aumento da rede de esgotamento sanitrio, com destaque para a consolidao de modelos tecnolgicos com vistas remoo conjunta de matria orgnica e nutrientes (CHRISPIM; SCHOLZ; NOLASCO, 2019; POORTVLIET et al., 2018; LARSEN et al., 2016).


Indo alm dos pressupostos que norteiam uma Estao de Tratamento de Esgoto (ETE) como unidade de remoo de poluentes a nveis aceitveis legalmente, tomando-se por base o relatrio mundial nas Naes Unidas sobre o desenvolvimento dos recursos hdricos, de 2017, entende-se que a melhoria do gerenciamento da qualidade dos efluentes lanados nos corpos d?gua contribui significativamente para um desenvolvimento econmico equilibrado com a proteo dos recursos naturais, alinhando-se ao discurso e aos princpios da sustentabilidade, sobretudo, em um cenrio mundial de escassez hdrica e energtica (ONU, 2019; NASCIMENTO, 2012).


Dessa forma, agregando conceitos introduzidos pela economia circular com vistas a uma gesto de recursos naturais que rompe com o atual padro linear, baseado na extrao, uso e descarte, possvel uma nova abordagem ao emprego dos subprodutos gerados numa ETE, do tipo ?bero ao bero? (cradle-to-cradle), pois o que antes era considerado resduo de um processo passaria a ser considerado como matria-prima de outro, tal que o fluxo de insumos pudesse ser mantido num ciclo fechado (SILVA; POAGUE; NUNES, 2018).


Nesse sentido, o planejamento das estaes de tratamento de esgoto romperia com a antiga viso de que os empreendimentos sanitrios so aplicaes de alto investimento sem retorno com aes baseadas no modelo de remoo e gerao de resduos, para a adoo das premissas tanto da economia circular como da sustentabilidade, com o uso restaurativo de recursos e de recuperao de produtos agregando valor de mercado (ANDERSON; OTTO; NOLASCO, 2018). Assim, o confronto entre solues locais e solues centralizadas e a valorizao de tcnicas que intensificam a reutilizao dos efluentes lquidos e slidos devero orientar novas perspectivas (HELLER; NASCIMENTO, 2005).


Na busca pela consolidao dessa nova abordagem, as estaes de tratamento de esgoto registraram, ao longo do tempo, a adoo de novas tendncias de desenvolvimento tecnolgico (LENART-BORON et al., 2019; MORIHAMA et al., 2018; MAKISHA; GEORGINA, 2017), das quais se destacam estas:


a)     Eficincia: atendimento a padres de qualidade cada vez mais restritivos, tratando esgoto a taxas cada vez maiores.

b)     Compacidade: ocupar o menor espao necessrio para o desenvolvimento dos processos.

c)     Automao: reduo da incidncia de falhas causadas pela atividade humana.

d)     Economia de energia: tecnologias que demandam baixo consumo energtico.

e)     Produo e processamento de lodo: minimizar a gerao de lodo de excesso, assegurando sua higienizao e mineralizao avanada.

f)      Diminuio na produo de lodo.

g)     Controle de odores: coberturas e processos de desodorizao dos gases provenientes do processamento do esgoto.

h)     Sustentabilidade: adoo de tecnologias que equilibrem operao e manuteno, oferecendo estabilidade estao.

i)      Novos materiais e mtodos construtivos: minimizar custos de implantao e aumentar a vida til das instalaes.


Com base nesse novo paradigma, a partir de 2012, diversas organizaes internacionais, a exemplo da International Water Association (IWA), da Water Environment Federation (WEF) e da Water Research Foundation (WRF/WERF), passaram a propor a questo do tratamento de esgoto como fonte de recursos recuperveis amplamente disponveis e valiosos, sob uma nova perspectiva para as ETEs, as quais passariam a ser vistas e geridas como Unidade de Recuperao de Recursos (Water Resource Recovery Facility). No Brasil, grupos de pesquisa em saneamento nas universidades UFMG, UFC, UFMS, UFPE, UFRJ, USP e ISAE/FGV formaram uma rede de estudos, em 2017, vinculados ao Instituto Nacional de Cincia e Tecnologia em ETEs Sustentveis (INCT ETEs Sustentveis), denominando essa abordagem, as prticas e as tecnologias por Estao de Tratamento de Esgoto Sustentvel (SOLON et al., 2019; CORNEJO et al., 2019; MOTA, 2018; GOLDSTEIN, 2018).


Em decorrncia desse movimento, a literatura especializada tem reportado, nos ltimos 20 anos, numerosos estudos sobre a otimizao do desempenho de ETEs convencionais por meio da integrao de novas tecnologias e de novos arranjos de processos que caracterizam essa transio rumo a uma abordagem sustentvel.


Entre essas novas tecnologias desenvolvidas que permitem introduzir as ideias de sustentabilidade a uma ETE, pode-se citar: a variante do processo de lodos ativados chamado de UCT (University of Cape Town), no qual a recuperao de fsforo potencializada permitindo seu posterior uso como adubo orgnico; o reator de gerao de estruvita, um minrio de interesse agrcola formado por nitrognio e fsforo removidos do esgoto; o emprego de lodo gerado nas ETEs como adubo na agricultura ou em processos de gerao de energia; o uso de processos de filtrao em membranas, como osmose-reversa, na obteno de gua de reso; entre outros (ROLIN et al., 2016; CASTRO et al., 2014; BITTENCOURT; AISSE; SERRAT, 2017; SOLON; JIA; VOLCKE, 2019).


Portanto, nesse novo paradigma, uma ETE Sustentvel baseia seu gerenciamento integrando todos os subprodutos gerados no processo de forma a reutiliz-los ou reprocess-los, seja como fonte alternativa de gua, aproveitamento do potencial de gerao de energia ou recuperao de nutrientes (CHENG et al., 2019); desse modo, alinha-se ao conceito do ?bero ao bero?, inspirando a criao de um sistema produtivo circular, com capacidade de transformar o esgoto em recursos com valor agregado, e rompendo com o modelo atual, cujo objetivo se assenta no simples atendimento a padres legais de lanamento em corpo receptor (CHRISPIM; SCHOLZ; NOLASCO, 2020).


Nesse contexto, no que tange, por exemplo, ao mercado de nutrientes (nitrognio e fsforo), no ano de 2011, a demanda mundial de fsforo foi de aproximadamente 15 milhes de toneladas, e estimativas indicam que em 2050 esse valor ser da ordem de 110 milhes de toneladas; h estudos que indicam que o fsforo presente nas fezes humanas supriria cerca de 22% dessa demanda, portanto, o lodo gerado nas ETEs se apresenta com um grande potencial para abastecer esse mercado (PANTANO et al., 2016).


Estudos apresentados por Matos e Paternostro (2018) indicam que o Brasil possui 673 ETEs operando com reatores anaerbios com potencial para gerao de energia, porm, a grande maioria no realiza essa atividade, um quadro que tende a se modificar graas a uma parceria firmada com o governo alemo com o projeto Probiogs, cujo propsito fomentar a gerao de energia limpa e a diminuio da emisso de metano.


Estimativas realizadas pelo INCT ? ETEs Sustentveis, com base em uma ETE de pequeno porte (6,3 milhes de habitantes), apontam que a valorizao do esgoto no Brasil poderia contribuir anualmente com pelo menos 11 bilhes de metros cbicos de gua de reso, 206 MW/d de energia proveniente do biogs, 8.500 toneladas de nitrognio, 6.400 toneladas de fsforo e 6.400 toneladas de lodo higienizado (MOTA, 2018).


Por causa das vantagens proporcionadas por essa nova abordagem no tratamento do esgoto, o estudo de recuperao de recursos presentes em guas residuais tem se tornado um campo de pesquisa promissor. Nesse sentido, de acordo com Heller e Nascimento (2005), a identificao das formas e veculos disponveis para a disseminao do conhecimento produzido e para a transferncia de tecnologia e a identificao de peridicos associados ao tema devem atuar como multiplicadores na compreenso, na formao de pessoal e no de novas modalidades e tpicos envolvidos com o assunto.


Contudo, h de se compreender a existncia de barreiras em nvel tecnolgico, financeiro e de governana a serem superadas, as quais possuem como principais atores o meio acadmico e os investidores (POSSETTI, 2019).


O trabalho de prospeco e de monitoramento da tecnologia pode, portanto, contribuir com a construo de um mapa conceitual de informaes e de conhecimentos inerentes ao assunto, permitindo identificar, entre as diversas informaes do universo prospectado, as tendncias relevantes e os sinais de mudana no ambiente, reduzindo o grau de incerteza nas aes de Pesquisa e Desenvolvimento (P&D) (AMPARO; RIBEIRO; GUARIEIRO, 2012; BORSCHIVER; ALMEIDA; ROITMANT, 2008).


A seguir sero apresentados resultados de um estudo de prospeco na base de dados da Web of Science (WOS) comparando os modelos tradicionais de tratamento de esgoto com o proposto pelo novo paradigma de ETE?s sustentveis.

 

ANLISE DA EVOLUO DA PRODUO CIENTFICA ACERCA DO TEMA

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Com base no uso de descritores associados ao modelo tradicional de tratamento de esgoto, obteve-se 23.819 registros, demonstrando uma tendncia crescente ao longo dos anos no nmero de publicaes, com uma relativa queda observada em 2019 (ressalta-se que muitos artigos ainda esto em fase de avaliao e outros ainda podero ser produzidos), tendo a China com o maior nmero de publicaes, seguida pelos EUA, ndia e Espanha; o Brasil encontra-se na quinta posio dessa lista com 956 publicaes. O modelo de artigo cientfico foi a forma predominante de apresentao das pesquisas, e o peridico Water Science and Technology apresentou o maior nmero de registros. A Figura 1 apresenta uma srie histrica dos dados gerados pela ferramenta WOS.




De acordo com a Figura 2, a busca resultou em um nmero bem mais reduzido de registros de artigos publicados, 38, com uma tendncia crescente (exceto em 2018 quando houve uma leve retrao), tendo a primeira publicao nessa plataforma em 2013, posterior criao da definio pela IWA, sendo, de fato, um assunto recente no meio acadmico, j que uma pesquisa feita com os descritores para o modelo tradicional aponta para a primeira publicao existente no WOS datando de 1995. Em relao ao pas/regio de origem das publicaes, nota-se o predomnio dos EUA e, na sequncia, o Canad, a Blgica e a Espanha, no tendo o registro da contribuio do Brasil nos arquivos da plataforma. O modelo de artigo cientfico manteve-se como a forma predominante de apresentao dos resultados de pesquisas, e o peridico Water Environment Research com o maior nmero de registros.


Com base nos resultados referentes s buscas feitas na ferramenta WOS, pode-se constatar o predomnio da China, seguida dos EUA, em termos de nmero de publicaes em peridicos indexados, com uma importante participao brasileira, figurando entre os 10 primeiros pases do mundo no ranking de publicaes. possvel observar que esse interesse do meio acadmico tem um aumento significativo a partir de 2015.


Os assuntos correlatos ao conceito de unidades de recuperao aqui perscrutado evidenciam uma tendncia positiva em relao s pesquisas na rea, com nfase no aproveitamento de esgoto tratado (reso de gua), porm, com insero ainda pequena quando comparada ao universo de publicaes acadmicas vinculadas com o modelo atual de tratamento de esgoto, baseado na remoo de poluentes.

 

Para ler o artigo na ntegra:

CAMPOS, F.; NOLASCO, M. A.,

Prospeco Cientfica e Tecnolgica Aplicada ao Conceito de Estaes de Tratamento de Esgoto Sustentveis. Cadernos de Prospeco. , v.14, p.1 - 17, 2021.

URL: https://periodicos.ufba.br/index.php/nit/article/view/37258