ANÁLISE DA INFLUÊNCIA DA APLICAÇÃO DE VINHAÇA NO SOLO ATRAVÉS DE MÉTODO DE PROSPEÇÃO GEOELÉTRICO

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1 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

2 2 Introdução Vinhaça A vinhaça é um líquido de cor marrom escuro, de natureza ácida, elevada Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO), corrosivo e altamente poluidor. ÁGUA 93% SÓLIDOS 7% MATÉRIA ORGÂNICA 75% MINERAIS 25% Figura 1. Composição da vinhaça. Fonte: LUDOVICE (1997)

3 3 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).

4 4 Introdução Figura 2. Aplicação de vinhaça no solo.

5 5 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).

6 6 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).

7 7 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.

8 8 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.

9 9 Introdução MÉTODO DA ELETRORESISTIVIDADE Arranjo de Wenner 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)

10 10 Introdução Resistividade elétrica aparente MÉTODO DA ELETRORESISTIVIDADE (Ω m) R m : Resistência medida (Ω) a: espaçamento entre os eletrodos (m) P: profundidade do eletrodo (m) Condutividade elétrica aparente (S m -1 )

11 11 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.

12 12 Material e métodos quartzarênico. O experimento foi A amostra conduzido de no vinhaça Laboratório foi coletada de Química na Destilaria do Instituto Nova União Federal Jandaia de Goiás (GO).(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). 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

13 13 Material e métodos Diferentes percentuais de vinhaça, em relação ao peso do solo, foram aplicados enquanto um terrômetro digital mensurou os valores de σa. Célula de carga Terrômetro digital Figura 4. Terrômetro e célula de carga utilizados no experimento.

14 14 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 σ a e depois obtidas a média dos três valores. Após os testes, os valores encontrados para σ a e os percentuais de aplicação de vinhaça foram correlacionados.

15 15 Resultados Tabela 1. Resistência, resistividade e condutividade elétrica do solo com diferentes percentuais de água ultrapurificada. Tabela 2. Resistência, resistividade e condutividade elétrica do solo com diferentes percentuais de vinhaça. Percentuais de água ultrapurificada Resistência elétrica média (kω) Resistividade elétrica (Ω m) Condutividade elétrica (ms m -1 ) Percentuais de vinhaça Resistência elétrica média (Ω) Resistividade elétrica (Ω m) Condutividade elétrica (ms m -1 ) 0% % % 7, ,26 0,378 15% 4, ,92 0,590 20% 3, ,39 0,702 25% 3, ,26 0,835 30% 2, ,55 0,983 35% 2,57 917,58 1,090 40% 2,20 786,67 1,271 45% 1,93 689,56 1,450 0% % % 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

16 16 Resultados Condutividade elétrica (ms m -1 ) 1,6 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 y = 2,9011x + 0,0971 R² = 0, % 5% 10% 15% 20% 25% 30% 35% 40% 45% 50% Percentuais de água ultrapurificada Figura 5. Condutividade elétrica solo com diferentes percentuais de água ultrapurificada.

17 17 Resultados Condutividade elétrica (ms m -1 ) y = 157,06x - 14,457 R² = 0, % 10% 20% 30% 40% 50% 60% Percentuais de Vinhaça Figura 6. Condutividade elétrica do solo com diferentes percentuais de vinhaça.

18 18 Resultados 80 Condutividade elétrica (ms m -1 ) % 5% 10% 15% 20% 25% 30% 35% 40% 45% 50% 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.

19 19 Resultados Tabela 3. Análise química das amostras de solo utilizadas no experimento. Elementos químicos do solo mais alterados pela vinhaça. cmolc/dm 3 Amostra Solo sem vinhaça Solo saturado com vinhaça K S Na Zn Fe Mn CTC Matéria orgânica (M.O) 19,0 7,9 4 1,8 36 8,2 4,37 18,0 5, ,2 10,0 8, ,64 19,0 5,2 ph

20 20 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%.

21 21 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 , 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, GLÓRIA, N. A.; ORLANDO FILHO, J. Aplicação de vinhaça como fertilizante. São Paulo: Coopersucar, p. 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