aplicação de vinhaça no solo
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ANÁLISE DA INFLUÊNCIA DA APLICAÇÃO DE VINHAÇA NO SOLO ATRAVÉS DE MÉTODO DE
PROSPEÇÃO GEOELÉTRICO
JOSE RODRIGO DOS SANTOS SILVA
Instituto Federal de Goiás (Campus Goiânia) - Programa de Pós-Graduação
em Tecnologia de Processos Sustentáveis (PPGTPS) FABIANA FERNANDES FERREIRA DE GODOI; FRANCISCO DE ASSIS PROFETA;
ANTONIO MARCELINO DA SILVA FILHO; SÉRGIO BOTELHO
DE OLIVEIRA; WESLEY PACHECO CALIXTO; AYLTON JOSE ALVES; MARIA CAROLINA
DA CRUZ MIRANDA
2014
Introdução
Vinhaça
A vinhaça é um líquido de cor marrom escuro, de natureza ácida, elevada
Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO), corrosivo e altamente poluidor.
Figura 1. Composição da vinhaça. Fonte: LUDOVICE (1997)
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ÁGUA 93%
MINERAIS 25%
MATÉRIA ORGÂNICA
75% SÓLIDOS
7%
Introdução
Devido ao estímulo à produção de álcool como combustível, as áreas de
produção de cana-de açúcar (Saccharum sp.) vêm aumentando
continuamente. Concomitantemente ao aumento da produção de álcool, é
também acrescida a produção de vinhaça, um subproduto oriundo da sua
fabricação (SILVA; GRIEBELER; BORGES, 2006).
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Figura 2. Aplicação de vinhaça no solo.
Introdução
Introdução
Aplicação de vinhaça no solo
A matéria orgânica e os teores significativos dos macronutrientes, como o
nitrogênio, fósforo e potássio, fazem com que a vinhaça seja um substituto
economicamente viável quando comparado com fertilizantes químicos,
proporcionando as indústrias sucroalcooleiras cortes nos gastos com adubos
químicos no cultivo de cana-de-açúcar (MORO et al., 2011).
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Introdução
Os efeitos da vinhaça no solo podem ser:
a) elevação do pH;
b) aumento da disponibilidade de alguns íons;
c) aumento da capacidade de troca catiônica (CTC);
d) aumento da capacidade de retenção de água;
e) melhoria da estrutura física do solo;
f) aumento da população e atividade microbiana no solo (GLÓRIA;
ORLANDO FILHO,1983).
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Introdução
Impactos da aplicação de vinhaça no solo
Grandes doses de vinhaça podem ter um impacto severo no solo e nas
águas superficiais e subterrâneas, causando alterações no comportamento
do solo e pode gerar problemas de salinização (DA CRUZ et al., 2008).
Devido a composição química da vinhaça, esta pode influenciar na
condutividade elétrica do solo, que serve portanto como indicador da
presença desse efluente.
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Introdução
Os métodos geoelétricos apresentam-se como uma importante
ferramenta de investigação indireta da subsuperfície do solo,
não destrutiva e de baixo custo quando comparada com as
técnicas diretas de investigação.
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Introdução MÉTODO DA ELETRORESISTIVIDADE
Figura 3. Esquema do método de medida de resistividade elétrica com o arranjo de 4 eletrodos: eletrodos de corrente C1 e C2 ; eletrodos de potencial P1 e P2 e “a” o
espaçamento entre os eletrodos. Fonte: EMBRAPA (2009)
Arranjo de Wenner
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Introdução
MÉTODO DA ELETRORESISTIVIDADE
Rm : Resistência medida (Ω) a: espaçamento entre os eletrodos (m) P: profundidade do eletrodo (m)
Condutividade elétrica aparente
Resistividade elétrica aparente
(Ω m)
(S m-1 )
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Objetivo
Portanto, o objetivo deste trabalho é desenvolver método de
monitoramento do solo através do valor da condutividade elétrica
de forma a servir como indicador de saturação devido à aplicação de
vinhaça.
de forma a servir como indicador de saturação devido à aplicação de
vinhaça.
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Material e métodos
quartzarênico. A amostra de vinhaça foi coletada na Destilaria Nova União – Jandaia (GO). O experimento foi conduzido no Laboratório de Química do Instituto Federal de Goiás (IFG- Campus Goiânia). O solo utilizado na pesquisa foi do tipo LATOSSOLO VERMELHO
quartzarênico. A amostra de vinhaça foi coletada na Destilaria Nova União – Jandaia (GO).
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Coleta de amostras de solo
Secagem das amostras
Transferência da amostra para célula
de carga
Dopagem da amostra com diferentes
percentuais de vinhaça
Medições da condutividade
elétrica da amostra
Correlação entre os valores de
condutividade elétrica e percentuais de vinhaça
Material e métodos
Diferentes percentuais de vinhaça, em relação ao peso do solo, foram aplicados enquanto um terrômetro digital mensurou os valores de σa.
Figura 4. Terrômetro e célula de carga utilizados no experimento.
Terrômetro digital Célula de carga
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Material e métodos
O mesmo procedimento foi realizado com aplicações de água ultrapurificada para comparações. A cada aplicação dos percentuais de vinhaça e de água ultrapurificada, eram realizadas três medições de σa e depois obtidas a média dos três valores. Após os testes, os valores encontrados para σa e os percentuais de aplicação de vinhaça foram correlacionados.
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Resultados
Percentuais de água
ultrapurificada
Resistência elétrica média
(kΩ)
Resistividade elétrica (Ω m)
Condutividade elétrica (mS m-1)
0% - - - 5% - - -
10% 7,40 2643,26 0,378 15% 4,75 1695,92 0,590 20% 3,99 1423,39 0,702 25% 3,35 1197,26 0,835 30% 2,85 1017,55 0,983 35% 2,57 917,58 1,090 40% 2,20 786,67 1,271 45% 1,93 689,56 1,450
Tabela 1. Resistência, resistividade e condutividade elétrica do solo com diferentes percentuais de água ultrapurificada.
Percentuais de vinhaça
Resistência elétrica média
(Ω)
Resistividade elétrica (Ω m)
Condutividade elétrica (mS m-1)
0% - - - 5% - - -
10% 446,00 159,29 6,28
15% 259,33 92,59 10,80
20% 147,47 52,65 18,99
25% 119,07 42,51 23,52
30% 94,00 33,56 29,80
35% 72,63 25,93 38,56
40% 58,70 20,96 47,71
45% 50,75 18,12 55,19
50% 38,63 13,79 72,80
Tabela 2. Resistência, resistividade e condutividade elétrica do solo com diferentes percentuais de vinhaça.
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Resultados
y = 2,9011x + 0,0971 R² = 0,99473
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1,4
1,6
0% 5% 10% 15% 20% 25% 30% 35% 40% 45% 50%
Con
dutiv
idad
e el
étric
a (m
S m
-1)
Percentuais de água ultrapurificada
Figura 5. Condutividade elétrica solo com diferentes percentuais de água ultrapurificada.
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Resultados
y = 157,06x - 14,457 R² = 0,97008
0
10
20
30
40
50
60
70
80
0% 10% 20% 30% 40% 50% 60%
Con
dutiv
idad
e el
étric
a (m
S m
-1)
Percentuais de Vinhaça
Figura 6. Condutividade elétrica do solo com diferentes percentuais de vinhaça.
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Resultados
0
10
20
30
40
50
60
70
80
0% 5% 10% 15% 20% 25% 30% 35% 40% 45% 50%
Con
dutiv
idad
e el
étric
a (m
S m
-1)
Percentuais de solo e vinhaça
Condutividade elétrica ( solo com água ultrapurificada) Condutividade elétrica (solo com vinhaça)
Figura 7. Comparação das curvas de condutividade elétrica do solo com diferentes de percentuais de água ultrapurificada e vinhaça.
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Resultados
Amostra cmolc/dm3
K S Na Zn Fe Mn CTC Matéria orgânica
(M.O) pH
Solo sem vinhaça 19,0 7,9 4 1,8 36 8,2 4,37 18,0 5,2
Solo saturado
com vinhaça
750 52,2 10,0 8,4 247 140 6,64 19,0 5,2
Tabela 3. Análise química das amostras de solo utilizadas no experimento. Elementos químicos do solo mais alterados pela vinhaça.
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Conclusão
O método geoelétrico baseado no arranjo de Wenner adotado nesse experimento mostrou-se adequado para detecção de vinhaça no solo. A curva de correlação entre os percentuais de vinhaça e valores de condutividade elétrica teve regressão do tipo linear, indicando que quanto maior a quantidade de vinhaça no solo maior a condutividade elétrica. Com relação à saturação do solo com vinhaça, esta ocorreu quando o conteúdo de vinhaça foi a metade do conteúdo de solo, ou seja, 50% de vinhaça, enquanto que com água ultrapurificada, a saturação ocorreu com 45%.
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Referências
DA SILVA, M. A. S.; GRIEBELER, N. P.; BORGES, L. C. Uso de vinhaça e impactos nas propriedades do solo e lençol freático. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental v.11, n.1, p.108–114, 2007 Campina Grande, PB, DEAg/UFCG. EMBRAPA - Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária. Condutividade elétrica do solo, tópicos e equipamentos. Embrapa Instrumentação Agropecuária, São Carlos, SP, 2009. GLÓRIA, N. A.; ORLANDO FILHO, J. Aplicação de vinhaça como fertilizante. São Paulo: Coopersucar, 1983. 38p. LUDOVICE, M.T.F. Estudo do efeito poluente da vinhaça infiltrada em canal condutor de terra sobre lençol freático. Dissertação. (Mestrado em Engenharia Civil) – Programa de Pós-graduação em Engenharia Civil, Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). 143 p. MORO, C.C.; RODRIGUES, J.A.; DA SILVA, M.C.; LIMA, E.P.; DE MACEDO, M.F. Utilização da vinhaça como fertilizante no cultivo da cana-de-açúcar. Artigo (Especialização). Pós Graduação Tecnológica em Química Industrial. Centro Universitário de Lins-Unilins, Lins-SP. 2011.
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