CORVALLIS, Oregon — Pesquisadores da Oregon State University College of Engineering estão desenvolvendo tecnologia para transformar águas residuais em um produto que simultaneamente irriga e fertiliza plantas.
O projeto de três anos liderado por Xue JinProfessor Assistente de Engenharia Ambiental, financiado pelo Departamento de Agricultura dos EUA com $ 750.000 e inclui parcerias com agricultores, estações de tratamento de esgoto e cientistas do USDA.
“As atividades agrícolas respondem por 70% de toda a água doce disponível”, disse Jin. “No mundo todo, a demanda por alimentos cresce junto com a população. À medida que as secas se tornam mais frequentes e severas, há uma necessidade urgente de tecnologias de tratamento eficazes que forneçam água tratada segura para irrigação agrícola.”
O projeto também visa reduzir a dependência de fertilizantes químicos criados por processos de mineração e manufatura que consomem recursos naturais limitados e têm impactos ambientais significativos. Outros impactos ocorrem após a aplicação de fertilizantes nos campos.
“O escoamento de fertilizantes é uma importante fonte de poluição para as águas superficiais”, disse Jin. “Isso leva à proliferação de algas que contaminam as fontes de água potável e têm outros impactos ecológicos adversos a jusante”.
Os pesquisadores estão desenvolvendo uma tecnologia de filtragem de membrana híbrida de dois estágios para tratar o efluente líquido turvo de digestores anaeróbicos, um tipo de biorreator usado em estações de tratamento de água e em algumas fazendas maiores. Os fermentadores dependem de bactérias para decompor a matéria orgânica na ausência de oxigênio.
Na primeira etapa, uma membrana carregada eletricamente atrai íons como amônio, fósforo e potássio e os concentra em uma salmoura rica em fertilizantes. No segundo estágio, uma membrana de osmose direta remove contaminantes, como bactérias, e a água livre de bactérias é combinada de volta com a salmoura para criar uma solução rica em nutrientes que pode ser aplicada às plantações.
“Em testes em escala de laboratório, conseguimos recuperar 80% da água”, disse Quang Ngoc Tran, um estudante de pós-graduação que foi fundamental na pesquisa. “Se a tecnologia for dimensionada em condições operacionais ideais, esse número pode ser ainda maior. O resultado é essencialmente água pura com alguns sais dissolvidos, os nutrientes das plantas.”
Tala Navab Daneshmandprofessor associado de engenharia ambiental no estado de Oregon, e David Bryla, horticultor pesquisador do Serviço de Pesquisa Agrícola do USDA em Corvallis, realizarão estudos em estufa para avaliar a eficácia da água tratada no crescimento das plantas e a biossegurança das plantas resultantes.
A equipe também realizará estudos de viabilidade econômica. De acordo com Jin, a tecnologia poderia ser implantada diretamente em fazendas com seus próprios digestores anaeróbicos, ou mesmo em fazendas verticais de alta tecnologia adjacentes a estações municipais de tratamento de águas residuais. A agricultura vertical é a prática de cultivo em camadas empilhadas, não apenas usando o solo.
“Estamos revisando vários cenários de aplicação em potencial”, disse Jin. “As implicações fiscais dessa tecnologia serão um fator chave para determinar se ela será adotada em larga escala. O objetivo é tornar a agricultura mais sustentável não só ecologicamente, mas também economicamente. Se pudermos desenvolver um sistema acessível que efetivamente reduza o custo da produção agrícola, isso pode ser muito atraente para os agricultores”.