A APLICABILIDADE DA VINHAÇA COMO FERTILIZANTE NA INDÚSTRIA DE BENEFICIAMENTO DE AÇÚCAR E ÁLCOOL CAIMANN S.A. (ATUAL MAITY) NO MUNICÍPIO DE CAMPESTRE-MA

EDNA MARIA SIQUEIRA DA CONCEIÇÃO






A APLICABILIDADE DA VINHAÇA COMO FERTILIZANTE NA INDÚSTRIA DE BENEFICIAMENTO DE AÇÚCAR E ÁLCOOL CAIMANN S.A. (ATUAL MAITY) NO MUNICÍPIO DE CAMPESTRE-MA






Artigo apresentado a Universidade Virtual do Estado do Maranhão como requisito parcial para conclusão do curso de MBA em Ciência da Tecnologia.

Orientador(a): Drª Maria Tereza Toledo















Imperatriz-MA
2010
EDNA MARIA SIQUEIRA DA CONCEIÇÃO



APLICABILIDADE DA VINHAÇA COMO FERTILIZANTE NA INDÚSTRIA DE BENEFICIAMENTO DE AÇÚCAR E ÁLCOOL CAIMANN S.A. (ATUAL MAITY) NO MUNICÍPIO DE CAMPESTRE-MA




Artigo apresentado à Banca Examinadora da Universidade Virtual do Estado do Maranhão, como requisito parcial para obtenção do título de MBA em Ciências da Tecnologia.
Orientador (a): Drª Maria Tereza Toledo



Aprovada em ____/_____/_____




BANCA EXAMINADORA


_________________________________________________
Professor (a) Drª Maria Tereza Toledo
Orientadora



_________________________________________________
2º Membro da Banca Examinadora




_________________________________________________
3º Membro da Banca Examinadora
APLICABILIDADE DA VINHAÇA COMO FERTILIZANTE NA INDÚSTRIA DE BENEFICIAMENTO DE AÇÚCAR E ÁLCOOL CAIMANN S.A. (ATUAL MAITY) NO MUNICÍPIO DE CAMPESTRE-MA


Edna Maria Siqueira da Conceição1

RESUMO

O presente estudo tem por objetivo de esclarecer à comunidade os benefícios trazidos pela utilização racional da vinhaça na beneficiadora CAIMANN (atual Maity) como adubo na lavoura de cana de açúcar, a qual evita um desequilíbrio físico-químico ao meio ambiente, haja vista ser um resíduo de grande capacidade poluidora. A vinhaça, efluente da destilação do álcool, é altamente ácida e em outros tempos era lançada nos rios e lagos, eliminando a fauna e a flora destes, além de deixar a água insalubre e exalar mau cheiro. A produção de vinhaça varia entre 8L a 18L para cada 1L de álcool. A beneficiadora CAIMANN, localizada no município de Campestre-MA, vem aproveitando a vinhaça, completamente, já há algum tempo, através da fertirrigação por aspersão na cana de açúcar. O método de aplicabilidade da vinhaça como fertilizante, proporcionou à indústria CAIMANN cortes nos gastos com adubos químicos, tornando visível os retornos tanto na qualidade da cana, ocasionada pela fertirrigação, quanto pelos acréscimos da safra, sendo que estes ganhos foram observados pelas freqüências das aplicações. Constatou-se que na CAIMANN, a adubação de solos arenosos a base de vinhaça proporcionou um aumento da fertilidade dos mesmos, elevando o número de microorganismos, provocando a elevação do pH dos solos arenosos, a diminuição da acidez, a aumento da soma das bases e da porcentagem de saturação de bases, elevação do teor de potássio, cálcio e magnésio em todas as áreas tratadas com vinhaça. Para tanto contou-se com o levantamento bibliográfico, pesquisa de campo e laboratório.

Palavras-chave: Álcool; Vinhaça; Fertirrigação; Cana de Açúcar.









_______
1. Graduada em Química Licenciatura pela Universidade Estadual do Maranhão-Centro de Estudos Superiores de Imperatriz. Pós-Graduanda MBA em Ciências da Tecnologia.


APPLICABILITY OF THE VINASSE AS FERTILIZING IN THE INDUSTRY OF SUGAR IMPROVEMENT AND ALCOHOL CAIMANN S.A. (ATUAL MAITY) IN THE CAMPESTRE CITY IT TO ME



Edna Maria Siqueira da Conceição1



ABSTRACT

The present study it has for objective to clarify to the community the benefits brought for the rational use of vinasse in beneficiadora CAIMANN (current Maity) as seasoning in the farming sugar cane of, which prevents a disequilibrium physicist-chemistry to the environment, it has seen to be a residue of great polluting capacity. Vinasse, effluent of the destillation of the alcohol, is highly acid and in other times she was launched in the rivers and lakes, eliminating the fauna and the flora of these, beyond leaving the unhealthy water and exhaling bad I smell. The production of vinasse varies between 8L 18L for each 1L of alcohol. Beneficiador CAIMANN, located in the Campestre-MA city, comes using to advantage vinasse, completely, already it has some time, through the fertigation for aspersion in the sugar sugar cane. The method of applicability of vinasse as fertilizing, in such a way provided to industry CAIMANN cuts in the expenses with chemical seasonings, becoming visible the returns in the quality of the sugar cane, caused for the fertigation, how much for the additions of the harvest, being that these profits had been observed by the frequencies of the applications. It was evidenced that in the CAIMANN, the fertilization of arenaceous ground the base of vinasse provided an increase of the fertility of the same ones, raising the number of microorganisms, provoking the rise of pH of arenaceous ground, the reduction of the acidity, the increase of the addition of the bases and the percentage of saturation of bases, rise of the potassium text, calcium and magnesium in all the areas dealt with vinasse. For in such a way it was counted on the bibliographical survey, research of field and laboratory.



Key-words: Alcohol; Vinasse; Fertigation; Sugar cane of .










________
1. Graduated Licenciatura Chemistry for the State University of Maranhão-Center de Superior Estudos of Empress. After-Graduanda MBA in Sciences of the Technology.
1. INTRODUÇÃO

Uma das maiores preocupações das indústrias sucroalcoleiras é com a grande produção de vinhaça, que é o principal efluente (subproduto) das destilarias de álcool, com elevada capacidade poluidora dos rios e lagos. Mas felizmente graças a estudos e muita pesquisa, descobriu-se a sua capacidade fertilizadora para a própria cana de açúcar.
Visto que a aplicabilidade da vinhaça como fertilizante melhora as condições físicas do solo, pois aumenta a taxa de infiltração, estimula a retenção de água e formação de agregados, diminuindo a propabilidade de erosão, sua utilização na fertirrigação evita o desequilíbrio do meio ambiente, pois não será lançada nos rios e lagos da bacia local, já que a vinhaça tem grande função redutora.
Partindo desse pressuposto, a presente pesquisa tem como objetivo específico analisar a aplicabilidade da vinhaça como fertilizante na Indústria de beneficiamento de açúcar e álcool CAIMANN S.A. ( atual Maity), no município de Campestre-MA.
A vinhaça é nociva tanto à fauna e quanto a flora de água doce, o que vem a causar desequilíbrio biológico dos rios e lagos. Pois é resistente a qualquer tipo de tratamento empregado em outros resíduos industriais, por ser um dos produtos mais ácidos e corrosivos. Seus dejetos in natura lançados da destilaria na bacia local constitui-se num grande fator para a poluição ambiental.
Por esta razão faz-se necessário um estudo minucioso sobre a importância da utilização da vinhaça como fertilizante na Caimann S.A. (atual Maity), com o objetivo de esclarecer à comunidade os benefícios trazidos pela utilização racional da vinhaça como adubo na lavoura de cana de açúcar, a qual evita um desequilíbrio físico-químico ao meio ambiente, haja vista ser um resíduo de grande capacidade poluidora.
De todos os efluentes líquidos (subprodutos) das destilarias de álcool, a vinhaça é a que possui maior carga poluidora, pois apresenta DBO 5, variando de 20.000 mg/L a 35.000 mg/L. A quantidade de vinhaça produzida é de grande volume, visto que para cada 10L ou 18L é produzido 1L de álcool. Pode-se produzir de 180L a 1.000L de vinhaça por tonelada de cana, em função do mostro usado na fermentação.
O presente artigo fundamentou-se em um levantamento bibliográfico que incluem autores como ALMEIDA (1950), CÉSAR (1978), GLÓRIA (1976, 1984), ORLANDO (1983), RANZINI (1955), entre outros que desenvolvem pesquisas e estudos sobre a vinhaça. E tendo como suporte técnico Marina Marconi juntamente com Eva Maria Lakatos e também Maria das Dôres de Sousa e Luciano Silva Figueredo. Incluindo também a pesquisa de campo e laboratório para coleta de dados sobre a composição química da vinhaça na CAIMANN a fim de comprovar a fertilidade da vinhaça nos plantios de cana de açúcar.


2. APLICABILIDADE DA VINHAÇA COMO FERTILIZANTE NA INDÚSTRIA DE BENEFICIAMENTO DE AÇÚCAR E ÁLCOOL CAIMANN S.A. (ATUAL MAITY) NO MUNICÍPIO DE CAMPESTRE-MA

O projeto inicial de implantação da beneficiadora CAIMANN (atual Maity), com ínicio em 1985, previa a implantação de um complexo agro-industrial em uma área de 15.000 ha que depois foi estendido para um total de 40.000 ha. Destes 20.000 há são destinados à área industrial e de cultivo e o restante para reserva legal.
O impulso para o desenvolvimento deste complexo, segundo o Diretor Presidente, fora o Programa Grande Carajás criado a partir das descobertas, em 1967, das jazidas de mineiro de ferro da Serra de Carajás, na região de Marabá-PA. Uma reserva estimada em 18 bilhões de toneladas de minério com teor de 66%, a maior concentração conhecida no mundo. Além do ferro, outros minerais foram encontrados com destaque para o manganês, cobre, alumínio, níquel, estanho e ouro.
No âmbito do Programa Grande Carajás, estavam envolvidos diversos projetos como de grande porte, como a hidrelétrica de Tucuruí, as fábricas de alumínio em Barbacena (PA), Alumar em São Luís (MA); pólo guzeiro (ferro guza) nas cidades de Marabá (PA), Açailândia e Santa Inês (MA); e a usina hidrelétrica de Santa Isabel (PA), no rio Araguaia.
A infraestrutura desse grande projeto e a disponibilidade energética de Tucuruí provocaram um impacto socioeconômico em toda região da Amazônia Oriental, contribuindo com a sua integração com a economia nacional.
Para tanto, a escolha da posição da usina CAIMANN (atual Maity) obedeceu à logística de relevo local, ao afastamento conveniente de populações e ao fato de estar no centro de um rio de, no máximo, 30 Km dos limites de plantio para ficar dentro de padrões de qualidade relativas ao transporte de cana até a usina, além de aproveitar as bacias dos rios Lageado e Água Boa, origem de toda a água aplicada no complexo.
A localização do empreendimento tinha em foco o atendimento da demanda por álcool insatisfeito, representado por um mercado consumidor em expansão, devido ao Grande Carajás, e numa área distante dos principais produtores do país.
A região edafoclimática do Centro Agro-Industrial está situada na pré-Amazônia e não é totalmente homogênea. Apresenta manchas de terra roxa, de elevada fertilidade, com saturação de bases de ordem de 80% e apenas um certo déficit de fósforo. O clima é tropical úmido (A) modalidade (AW) com período seco definido e com chuvas distribuídas no período compreendido entre outubro e maio. O índice pluviométrico varia entre 1.2000 e 1.6000 mm por ano e com déficit nos meses de agosto e setembro. Esse déficit é atualmente compensado com o uso de irrigação com vinhaça (fertilizante) e/ou água, o que traz um acréscimo de produtividade e longevidade aos canaviais.
Outrora, as áreas industriais enfrentavam um grave problema ambiental, pois a grande produção de águas residuais podem acarretar a contaminação do solo e do lençol freático. Pois

A questão da vinhaça, ou vinhoto, por sua vez, envolve questões ainda bem menos trabalhadas no contexto da produção de etanol no Brasil. Ela é produzida na razão de 10-14litros de vinhaça por litro de álcool, constituindo-se no maior efluente da indústria do álcool, e representando um problema ecológico devido à sua alta DBO (Demanda Biológica de Oxigênio) e DQO (Demanda Química de Oxigênio), 13 e 25 g/l em média, respectivamente, temperatura de aproximadamente 85°C e pH 4,5 (PINTO, 199, p. 38)

Tais águas residuais apresentam alta nocividade, pois pode dizimar a fauna piscosa da água doce, afugentando a fauna marinha que procura as costas brasileiras para o fenômeno fisiológico da desova, destrói os peixes lavofargos, causando desequilíbrio biológico dos rios e lagos, acaba com os seres da microflora e microfauna que formam o plâncton dos rios, mata as plantas aquáticas de vida submersa e flutuante. Além de produzir um mau cheiro, provinientes da formação de gases fétidos.
A vinhaça, resíduo líquido esgotado dos vapores alcoólicos pela destilação, contém sais dissolvidos e uma acidez muito elevada, e sempre foi um problema grave decorrente da atividade sucroalcooleiras. Além da vinhaça temos como subproduto da produção do álcool o bagaço de cana, o óleo fusel, e o melaço.
Hoje, por meios de estudos e pesquisas, descobriu-se a viabilidade da utilização da vinhaça na adubação da própria cana de açúcar, portanto pode-se dizer que seu uso eliminou a fonte poluidora de forma econômica e eficiente. Pois além de ser rica em potássio, fertilizante que o Brasil precisava importar em grandes quantidades para atender a demanda da agricultura, contém nitrogênio, enxofre, cálcio, magnésio e micronutrientes essenciais às plantas.
O sistema de aproveitamento da vinhaça foi chamado de Amatos (derivado do nome do inventor Aníbal Mattos) e teve como pioneira na utilização como adubo o canavial da Usina Catende, em Pernambuco na década de 40. Mas que, no entanto, a maioria das pequenas usinas, devido ao custo, optava por manter tanques de despejo para conter este material.
Nessa época, foram importantes os estudos realizados pela escola Superior de Agricultura "Luiz de Queiroz", que demonstraram definitivamente a eficiência da vinhaça como fertilizante, sem causar prejuízos às lavouras.
A solução encontrada na CAIMANN, para este problema, foi o direcionamento dessa água para a unidade de tratamento e, em seguida, esta água já tratada é usada como diluidora da vinhaça (ou vinhoto), subproduto da fabricação do álcool, formando, na concentração adequada, um moderno fertilizante que é espargido na plantação, constituindo a fertirrigação. Que é um processo conjunto de adubação e irrigação, ou seja, consiste na utilização da própria água de irrigação para conduzir e distribuir o adubo orgânico ou químico na lavoura (Vieira, 1986). As águas residuais de outras fases dos processos produtores, tanto de álcool como do açúcar, recebam idêntico tratamento e destinação.
Na usina CAIMANN (atual Maity), a produção de açúcar e álcool envolve 250 funcionários que trabalham em três turnos. A capacidade de produção da usina é de 30 mil m3 e de 100 mil toneladas de açúcar, por safra. Cada quilo de açúcar corresponde a 0,6475L de álcool.
A produção do açúcar é bem mais simples e barato que a do álcool. Assim que chaga à usina, a cana de açúcar é lavada e moída para extração do caldo de cana, solução impura contendo sacaromises em solução, glicose, levulose, matéria nitrogenada, etc. Após ser submetida ao processo de clarificação, concentração e centrifugação ou turbinagem, do caldo obtêm-se o açúcar comercial e o mel pobre ou melaço (BRAILE & CAVALCANTI, 1979). Este é submetido a um tratamento a vácuo, resultando em mel e cristais. Uma centrifugação separa os cristais que são submetidos à secagem obtendo-se, assim, o açúcar cristal. Esse é levado para um silo e, posteriormente, ensacado para comercialização.
Enquanto que, na produção do álcool, o caldo, depois de ajustes químicos muito específicos, submetidos à fermentação em dornas de 300 mil litros, onde o fermento sacaromices atua por aproximadamente 6 horas. Acontecida a fermentação, o fermento é retirado por centrifugação, constituindo o subproduto levedura, que tem na sua composição 62% de proteína e libera nitrogênio gradativamente, o que o transforma numa excelente fonte protéica que substitui o farelo de soja, com vantagem, na ração animal. A combinação da levedura com o bagaço resulta em uma ração completa para a pecuária. A vinhaça concentrada usada como ração é, normalmente, seca até se tornar pó, possuindo grande valor nutritivo (PINTO, 1999).
O fermentado é então enviado ao grupo destilador, cujo aquecimento vaporiza a postura que é resfriada em bandejas sobrepostas e que, em um contínuo ciclo de aquecimento e resfriamento, vai produzindo o álcool cada vez mais puro. Na coluna retificadora, é produzido o álcool azeotrópico, que contém , em números redondos, 96% de álcool e 4% de água., é o álcool hidratado. Alguns subprodutos são formados nessa fase, sendo os principais a vinhaça e o óleo fusel. A vinhaça ou vinhoto, antigamente somente vista como poluidora, hoje é subproduto de grande valor econômico. É utlizada na fertirrigação da lavoura canavieira, pois é muito rica em nitogênio, enxofre, cálcio, magnésio e micronutrientes essenciais para as plantações. A produção entre 8 a 18 litros de vinhaça para cada litro de álcool. Enquanto que o óleo fusel é aproveitado na produção de acetatos, que é a base, na fabricação de tintas e solventes.
Comparada com o bagaço e a torta de filtro, outros resíduos orgânicos produzidos pela indústria sucroalcoleira, a vinhaça é a mais rica em nutrientes, principalmente potássio, além de cálcio, magnésio, fósfora, manganês e nitrogênio orgânico.
Para tanto, com o objetivo de obter maior produtividade industrial, a CAIMANN planta ao longo do ano variedades de cana provenientes de São Paulo, Ribeirão Preto, Austrália, Índia, Argentina e Rio de Janeiro. O manejo de variedades é feito de acordo com o solo, com o tempo de maturação de cada qualidade plantada, cujo objetivo, ao longo dos oito meses de safra, é obter cana de açúcar com maior teor de sacarose. Dessa forma, a unidade processadora obtém, por meio de tecnologia avançada, retorno do capital investido, com maior produtividade industrial e competitividade.
Pois, só haverá produção de açúcar e álcool se tiver cana colhida e pronta para ser moída.
Portanto, para que haja a cana no tempo certo, a mão de obra utilizada pela CAIMANN (atual Maity) na planta fabril é constituída por funcionários regulares, com carteira de trabalho assinada e com atividades ao longo de todo ano. No período de entressafra, a usina é desmontada para que seja efetuada a manutenção, realizada pelos próprios funcionários.
A composição química da vinhaça de cana de açúcar é variável e depende da composição do vinho (líquido já fermentado) utilizado, e este da natureza e composição da matéria-prima, do sistema usado no preparo do mostro (todos os líquidos suscetíveis a sofrer fermentação), do método de fermentação adotado e do sistema de condução da fermentação alcoólica, da raça da levedura, do tipo de aparelho destilatório empregado, da maneira de destilação e do tipo de flegma separado (GLÓRIA ; FILHO, 1984). Como se pode verificar no Quadro I, abaixo.

Quadro I
Composição química média da vinhaça obtida a partir da fermentação de diferentes mostos
Elementos Vinhaça de mostro
De melaço Misto De caldo
N (Kgm3)
P2O5( Kgm3)
K2O (Kgm3)
CaO (Kgm3)
MgO (Kgm3)
SO4( Kgm3)
Matéria Orgânica (Kgm3)
Fe (ppm)
Cu (ppm)
Zn (ppm)
Mn (ppm)
pH 0,77 0,46 0,28
0,19 0,24 0,20
6,00 3,06 1,47
2,45 1,18 0,46
1,04 0,53 0,29
3,73 2,67 1,32
52,04 32,63 23,44
80,00 78,00 69,00
5,00 21,00 7,00
3,00 19,00 2,00
8,00 6,00 7,00
4,40 4,10 3,70

Fonte: GLÓRIA & FILHO, 1984.

A matéria orgânica e o potássio destacam-se entre os demais elementos, podendo-se observar que a quantidade de nutrientes é maior na vinhaça de mostro de melaço e menor na vinhaça de mosto de caldo. Praticamente 60% da vinhaça produzida provém de mosto de caldo e 40% de mosto misto.
Após analisarem a composição química de diferentes tipos de vinhaça, produzida em diferentes regiões do Brasil (GLÓRIA & FILHO, 1984) constataram ser a composição química da vinhaça é muito heterogênea, em função do tipo de matéria-prima empregada no preparo do mosto, da procedência ou localização da destilaria, da época da amostragem e do tipo de processo utilizado na fabricação do álcool. Ao final dos estudos, concluíram que
? a vinhaça de mosto e melaço é mais rica em matéria orgânica e elementos minerais que a de mosto misto e a de caldo;
? potássio é o elemento predominante, seguindo-se de cálcio e o sulfato ( teores razoáveis), e o nitrogênio, fósforo e magnésio (baixo teores);
? os teores mais elevados dos elementos contidos na vinhaça, apresentados nos trabalhos mais antigos, deve-se à prioridade de, na época, produzir-se mais açúcar que álcool e, consequentemente, maior produção de vinhaça de mosto de melaço;
? os teores de potássio, em virtude da maior proporção de vinhaça de mosto misto e de caldo, utilizada atualmente. Diminuíram até 60%, aproximadamente, na vinhaça de mosto e até 4 vezes na de caldo de cana.
Outro fato interessante, segundo literatura especializada, diz respeito a matéria orgânica incorporada ao solo, mediante a adição de vinhaça, a qual promove uma melhoria das condições físicas dos solos arenosos, maior desenvolvimento da atividade resultante em função da maior solubilidade proporcionada pelo resíduo líquido, pois

A aglutinação das partículas do solo que recebeu a vinhaça se dá principalmente em função da mucilagem excretada pelos microorganismos que metabolizam açúcares da cadeia pequena, presentes em grande quantidade na vinhaça, de tal forma que a aplicação de altas taxas do resíduo mais o tempo adequado de incubação no solo, são os responsáveis pelo aumento da estabilidade estrutural dos agregados do Latossol Vermelho-Escuro, textura média (CAMARGO apud GLÓRIA, 1984, p. 23).

Portanto, os constituintes sólidos orgânicos da vinhaça se apresentam como matéria orgânica de características coloidais ou próximas a elas, o que lhes confere um papel importantíssimo na restauração da fertilidade do solo através da manutenção, recuperação ou acréscimo da capacidade de troca catiônica do solo.
Camargo apud Glória (1976), chegou mesmo a sugerir que o aumento da população microbiana no solo, em consequencia da aplicação da vinhaça, fosse tomado como índice geral da elevação da fertilidade provocada por este efluente, devido a predominância dos fungos Neurospora spp, Penicillium spp e Streptomyces spp.
Um solo de baixa fertilidade (1 a 3 milhões de microorganismos por grama de solo), ao ser tratado com vinhaça, elevou o número de micoorganismos para 355 milhões, estabilizando-se posteriormente, em 25 milhões, devido unicamente a utilização da matéria orgânica contida na vinhaça e aplicada de uma só vez ao solo.
Segundo o relatório anual do departamento de solos da Universidade Federal do Rio de Janeiro, referente ao ano de 1981, o nitrogênio contido na vinhaça acha-se em formas prontamente utilizáveis, pois após centrifugação, 60% dele de encontra no líquido sobrenadante, com as formas nítricas e amoniacais representando juntas 75% do nitrogênio analisado. Levado ao solo com a vinhaça, o aumento de disponibilidade de nitrogênio favorece inicialmente o crescimento de bactérias fixadoras do gênero Beijerirnckia, que somente experimenta um crescimento acentuado quando a população de bactérias não-fixadoras se reduz ao mínimo, ao redor do oitavo dia de incubação.
Aumentos consideráveis da fixação do nitrogênio em conseqüência da incorporação de vinhaça ao solo, foram constatados pelos autores do relatório acima citado, fixação esta estimada através da medida da redução de acetileno pela nitrogenase. Após 16 dias de incubação, todavia, os efeitos da adição de vinhaça ao solo desaparecera completamente, com a exaustão dos subprodutos energéticos presentes na vinhaça.
Glória (1984) ressalta o valor fertilizante da vinhaça, principalmente para solos arenosos, mas alerta para o risco da aplicação de grandes volumes por hectare. Os dados apresentados demonstram que até 50 m3/ha não representam perigo de salinização do solo, sendo que o sistema que permite uma aplicação realmente racional e econômica, dependendo da fertilidade do solo e da composição da vinhaça, é através de caminhões dotados de barra distribuidora.
Almeida (et al, 1950), trabalhando em condições de laboratório, adicionaram a um solo arenoso (72,96% de areia; 1,00% de saltre; 26,04 de argila) doses crescentes de vinhaça in natura (50 a 1.000 m3/ ha) com a finalidade de verificar o efeito sobre o pH e o poder de embebição do solo. A vinhaça foi incorporada ao solo sem tratamento algum (pH 5,47) ou neutralizada com leite de cal (pH 7,00). Os resultados mostraram que a vinhaça não provocou o aumento da acidez natural do solo, ao contrário, contribuiu para uma elevação no pH do solo, tanto maior quanto maior a quantidade de vinhaça ácida ou neutralizada aplicada ao solo, sendo que, para doses iguais ou superiores a 500m3/ha, a reação do solo se tornou alcalina.
Na área de implantação do projeto da beneficiadora CAIMANN (atual Maity) predominam os solos de tipo argiloso, tais como terra roxa estruturada, terra roxa, latossol roxo e outros latossóis de menor fertilidade, nos locais mais elevados na toposequência. O relevo é suavemente ondulado, permitindo mecanização agrícola e colheita mecanizada, o que reduz o custo, aumenta a produtividade e protege o solo.
A utilização da vinhaça na fertirrigação é uma tecnologia que visa à utilização de forma sustentável dos recursos naturais, impedindo que ela seja descartada nos rios e ao mesmo tempo fertilizando os solos agricultáveis. Segundo a COPERSUCAR, 1978, a vinhaça utilizada como fertilizante permite alcançar o objetivo de não poluir o ambiente, uma vez que todo resíduo formado é devolvido à cultura. Podendo assim substituir parte da adubação mineral diminuindo custos.
A beneficiadora de Açúcar CAIMANN (atual Maity), localizada no município de Campestre-MA, vem aproveitando a vinhaça, completamente, já há algum tempo, através da fertirrigação por aspersão na cana-de-açúcar.
O método de aplicabilidade da vinhaça como fertilizante, proporcionou à indústria CAIMANN cortes nos gastos com adubos químicos, tornando visível os retornos tanto na qualidade da cana, ocasionada pela fertirrigação, quanto pelos acréscimos da safra, sendo que estes ganhos foram observados pelas freqüências das aplicações.
Dada a diversidade na utilização da vinhaça, a irrigação com vinhaça diluída em água, à razão de uma parte de vinhaça para duas ou três de água, complementada com 50 Kg de N e 50 Kg de P2Os por hectare, e aplicada por sulcros de infiltração e por caminhões, em quantidades variáveis de 250 a 1.000 m3 de vinhaça por hectare, permitiu a utilização de um solo pobre, anteriormente apenas usado para o plantio de essências florestais, que respondeu de forma positiva com o aumento de produção de cana de açúcar, resultado do aumento da fertilidade conferido pela vinhaça.
No entanto, embora a adição da vinhaça ao solo provoque atraso de maturação, redução do teor de sacarose e acúmulo de amido e cinzas no caldo, a COPERSUCAR (1978), recomendou seu emprego como fertilizante até mesmo porque, além de repor ao solo os nutrientes que a planta retira, a adição da vinhaça leva a um aumento da produtividade agrícola, elevação do pH do solo, aumento da disponabilidade de alguns nutrientes e imobilização de outros, aumento da população microbiana, aumento no poder de retenção de água e melhoria da estrutura física.
Vale ressaltar que aplicação indiscriminada de vinhaça na lavoura canavieira pode acarretar resultados negativos à industrialização do açúcar, pois elevará os teores de potássio e de amido no caldo, cujos efeitos são altamente prejudiciais à qualidade do açúcar obtido e à esgotabilidade dos melaços (CÉSAR, et al 1978).
Já a fertirrigação dos canaviais com vinhaça provoca modificações interessantes na fisiologia da cana de açúcar, tais como: aumento do teor de umidade dos colmos, redução dos teores de lignina, aumento do fator acamamento, aumento dos teores de potássio em todas as partes da cana, aumento dos teores de cinza perigosos para a qualidade do açúcar, aumento da vegetação e redução dos teores de sacarose quando os níveis são excessivos.
Comprovou-se, através de pesquisa de campo, na CAIMANN, que a adubação de solos arenosos a base de vinhaça proporcionou um aumento da fertilidade dos mesmos, elevando o número de microorganismos, provocando a elevação do pH dos solos arenosos, a diminuição da acidez, a aumento da soma das bases e da porcentagem de saturação de bases, elevação do teor de potássio, cálcio e magnésio em todas as áreas tratadas com vinhaça.
Com tudo, é interessante enfatizar que não apenas a cana de açúcar, mas também outras culturas respondem favoravelmente à aplicação de vinhaça ao solo. Assim é que Ranzini et al (1953) montaram um experimento no qual se comparava os efeitos da aplicação de 1.000 m3 de vinhaça por hectare com os de uma adubação mineral à base de nitrogênio-fósforo-potássio, sobre a produção de quatro culturas anuais: feijão, algodão, milho e gergelim, cultivadas em solo arenoso, cujos teores médios de areia, siltre e argila, eram prespectivamente, 73,48%, 4,50% e 22,01%. Utilizando uma vinhaça que tinha as seguintes características químicas: 3,70g/dm3 de matéria orgânica; 0,47 g/dm3 de nitrogênio (como N); 9,00 g/dm3 de cinza bruta; 0,5g/dm3 de fósforo (como P2O5); 3,10 g/dm3 de potássio (como K2O) e pH 4,48, os autores constataram, que a dose de 1.000 m3/ha de vinhaça incorporava ao solo 3.7000 Kg de potássio, quantidades equivalentes a uma adubação mineral de 3.133 Kg de salitre do Chile ( 15,5% N), 250 Kg de superfosfato ( 20% P2O5) e 5.160 Kg de cloreto de potássio ( 60% K2O). Segundo os autores, a vinhaça, combinada ou não com adubação mineral, revelou-se superior à testemunhada e ao tratamento só com adubos minerais.




2.1 MATERIAIS E MÉTODOS


Material utilizado
Vinhaça da destilaria CAIMANN, in natura, vinhaça de diluição e vinhaça do tanque de distribuição.
Método utilizado

Análise físico-químicas
-titulação
-íon seletivo
-esctofotometria


Quando 2
Determinação da composição média da vinhaça obtida a partir da fermentação de diferentes mostos na CAIMANN (atual Maití)

Elementos
Considerados Método Vinhaça
in natura Vinhaça do
Tanque de
diluição Vinhaça do
Tanque de
distribuição
Potássio (ppm) Íon seletivo 19,2 11,7 10,4
Cálcio (ppm) Titulação 4,9 4,0 6,1
Magnésio (ppm) Titulação 5,6 5,6 31,5
Nitrogênio
Amoniacal (ppm) Titulação 1,840 1,05 0,95
Fósforo (ppm) Titulação 0,33 0,25 0,29
Sódio (ppm) Íon seletivo 7,32 4,36 4,57
pH Espectofotometria 4,4 4,5 4,8
Fonte: Universidade Estadual do Maranhão-UEMA/CESI*, 2003

Foi constatado que a vinhaça, por ser um composto orgânico, apresenta um valor considerável de potássio em relação aos elementos analisados. Comprovou-se que nas análises preliminares a presença de cálcio e magnésio teve bastante destaque.
Em seguida o nitrogênio orgânico, devido a oxigenação do processo e, que o pH está dentro do padrão considerado.

Metodologia empregada


Determinação do cálcio

Retira-se 50 mL da solução mãe, colocou-se 2 mL de KOH a 10% (para tornar o pH alcalino), uma pequena quantidade de indicador murexida e titulou-se com E.T.D.A Na2 0,1 N. O ponto final da titulação deu-se quando a coloração passou do rosa vivo para o roxo claro.


___________
*Centro de Estudos Superiores de Imperatriz

Ca + B x 400x f + ppm de Ca++
ML amostra_______

B= mL do E.D.T.A. Na2 0,1 gasto na titulação

Magnésio

Retirou-se uma amostra de 50 mL da solução mãe, adicionou-se 3 mL da solução tampão pH=10, uma pequena quantidade de Ericocromo Balck T e tutulou-se com E.D.T.A. Na2 0,1 N.
O ponto de viragem deu-se quando a coloração passou do vermelho vinho para o azul límpido. Nesta operação determinou-se cálcio e magnésio conjuntamente, por diferença deu-se o magnésio.


Mg = (A-B) x 243 = ppm de Mg
VV amostra (mL)

A= Volume de E.D.T.A. Na2 gasto na titulação do Magnésio
B= Volome de E.D.T.A. Na2 gasto na titulação do Cálcio

Determinação do fósforo

Em um papel de filtro, filtrou-se 6 mL da amostra em um Backer de 50 mL. Com uma pipeta volumétrica, transferiu-se 5 mL da amostra filtrada para um balão de 250 mL. A este, acrescentou-se aproximadamente 100 mL de água destilada e 10 mL. De acetato de amônia, esperou-se 4 minutos e acrescentou-se 1,25 de cloreto estanho, completou-se o volume com água destilada e fez-se a leitura no espectofotômetro a 690 nm.
Obs.: O cloreto estanhoso terá que ser preparado no dia do uso.
Todavia, as vidrarias devem ser lavadas com água e sabão, descontaminadas com ácido clorídrico quente 1:1, logo após com água corrente e também com água destilada, antes do preparo das soluções.

Íon Seletivo

Princípio do método- Equipamento que utiliza membrana íon seletiva para Sódio e Potássio. O potencial de cada eletrodo é medido em relação a uma voltagem estável e fixa estabelecida pelo Eletrodo de Resistência de Prata. O eletrodo de íon seletivo desenvolve uma voltagem que varia com a concentração do íon com o qual está em contato. A relação entre a voltagem desenvolvida e a concentração do íon medida é um logaritmo, a qual é expressa na Equação de Nernst. O método comparativo é então utilizado. Primeiro o equipamento mensura os potenciais desenvolvidos quando a amostra é enviada através dos eletrodos. Depois o Controle A (Eletrodo de referência de Prata) é enviado através dos eletrodos. A diferença entre os dois potenciais é relacionado logaritmamente à concentração do íon de Sódio e de Potássio, expresso em mEq/L.

Amostragem- foram realizados cinco testes por amostra com diluições até 1:4.

Titulometria

Metodologia Kyoritsu ? kits colorimétricos para análise de NH4 (nitrogênio amoniacal).
Princípio do método- Equipamento que utiliza membrana íon seletiva para Sódio e Potássio. O potencial de cada eletrodo é medido em relação a uma voltagem estável e fixa estabelecida pelo Eletrodo de Resistência de Prata. O eletrodo de um íon seletivo desenvolve uma voltagem que varia com a concentração do íon com o qual está em contato. A relação entrea voltagen desenvolvida e a concentração do íon com o qual está logaritmo, a qual se expressa na Equação de Nernst. O método comparativo é então utilizado. Primeiro o equipamento mensura os potenciais desenvolvidos quando a amostra é enviada através dos eletrodos. Depois o Controle A (Eletrodo de Referência de Prata) é enviado através dos eletrodos. A diferença entre os dois potenciais é relacionado logaritmicamente à concentração do íon de Sódio e de Potássio, expresso em mEq/L.





3. CONSIDERAÇÕES FINAIS

A vinhaça é um resíduo líquido dos vapores alcoólicos pela destilação, contendo sais dissolvidos e uma acidez elevada. Esta é resultante da produção de álcool, após a fermentação do mosto com cerca de 2% a 6% de constituintes sólidos, onde de destaca a matéria orgânica me maior quantidade. Em termos minerais é rica em potássio, magnésio, cálcio e sódio. É pobre em fósforo e elementos que persistem até o final do processo de fermentação e destilação.
A riqueza nutricional deste material está ligada diretamente à origem do mosto que será fermentado; quando se parte de mosto de melaço apresenta maiores concentrações de macronutrientes e micronutrientes, ao passo que esses elementos decaem consideravelmente quando se trata de mosto de calda.
De todos os efluentes, a vinhaça é a que possui maior carga poluidora, pois apresenta DBO 5, variando de 20.000 a 35.000 mg/L. A quantidade de vinhaça despejada pela destilaria se dá em função do teor alcoólico obtido na fermentação, de modo que, a proporção pode variar de 10L a 18L de vinhaça por litro de álcool produzido. Podendo-se obter entre 180L a 1.000L de vinhaça por tonelada de cana, que varia em função do tipo de mosto usado na fermentação.
A vinhaça, subproduto do álcool, tempos atrás era lançada nos rios e lagos sem nenhum tratamento, acarretando sérios problemas ecológicos, hoje graças a estudos e pesquisas, descobriu-se a viabilidade de usá-la como adubação na própria cana de açúcar.
A beneficiadora de açúcar CAIMANN (atual Maití), localizada no município de Campestre-MA, vem aproveitando a vinhaça, completamente, já há algum tempo, através da fertirrigação por aspersão na cana de açúcar.
A fertirrigação proporcionou à indústria CAIMANN cortes nos gastos com adubos químicos, tornando visível os retonos tanto na qualidade da cana, ocasionada pela fertirrigação, quanto pelos acréscimos da safra e no destino eficiente desse resíduo, contribuindo para a manutenção do equilíbrio ecológico dos rios e lagos circunvizinhos.
Na indústria de beneficiamento CAIMANN (atual Maití), a adubação de solos arenosos a base de vinhaça proporcionou um aumento da fertilidade dos mesmos, elevando o número de microorganismos, provocando a elevação do pH dos solos arenosos, a diminuição da acidez, a aumento da soma das bases e da porcentagem de saturação de bases, elevação do teor de potássio, cálcio e magnésio em todas as áreas tratadas com vinhaça.
Através das pesquisas, dados comprovaram que a empresa vem tratando de seus efluentes de forma correta, transformando seus dejetos em adubos orgânicos, utilizando-os como fertilizantes, contribuindo para manter um ambiente saudável e equilibrado. O seu uso eliminou a fonte poluidora da forma mais econômica e eficiente e, ainda transformou essa atividade em um exemplo a outras empresas do ramo.
Portanto, vale ressaltar que a aplicação de vinhaça sem o conhecimento da dosagem adequada poderá promover um desequilíbrio de nutrientes, comprometer a qualidade da matéria-prima, além de não satisfazer totalmente às necessidades da cultura.
Com tudo isso, nota-se que a vinhaça, efluente do álcool, com alta taxa de acidez, que ao ser despejado nos rios causa desequilíbrio biológico, além de produzir mau cheiro e tornar a água imprópria para consumo e, aumentar a proliferação de insetos, agravando o problema das doenças endêmicas; pode se transformar em um excelente adubo e eliminar o problema de ação poluidora.





















REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

AlMEIDA, J. R. Ranzani, G. Valsecchi, O. O Emprego da Vinhaça na Agricultura. Instituto Zimotécnico, Universidade de São Paulo, Piracicaba, 1950.

BRAILE, P.M., CAVALCANTI, J.E.W.A. Manual de tratamento de águas residuárias industriais. Usinas de Açúcar e Álcool. São Paulo: CETESB, Cap.9, 1979.

CÉSAR, et al .Aumento do nível de amido e de potássio no caldo de cana decorrente da aplicação de vinhaça ao solo. Brasil Açucareiro, v. 92, nº 1, p. 24, 1978.

COOPERSUCAR, (1978), Aproveitamento da vinhaça: viabilidade técnica-econômica.
Piracicaba, 66p. (Boletim técnico).

FIGUEIREDO, Luciano Silva; SOUSA, Maria das Dores (org.). Guia de Trabalhos Acadêmicos. Picos, PI: UESPI/UFPI, 2008.

GLÓRIA, N. A. Emprego da vinhaça na adubação. In: Seminário internacional sobre Tratamento de vinhoto. Anais, Rio de Janeiro: Instituto nacional de Tecnologia, 1976.

________. Emprego da vinhaça para a fertilização. Universidade de São Paulo, Piracicaba, 1984.

LAKATOS, Eva Maria; MARCONI, Marina de Andrade. Fundamentos de Metodologia Científica. 6ª ed.-São Paulo: Atlas, 2009.

ORLANDO FILHO, J. Sistemas de aplicação de vinhaça em cana-de-açúcar. Rev. Álcool e Açúcar, v.1, n.1,1981.

ORLANDO FILHO, J.; SILVA, G.M.A.; LEME, E.J.A. Utilização agrícola dos resíduos da agroindústria canavieira. In: Programa Nacional de Melhoramento da Cana de açúcar. Piracicaba: Nutrição e adubação da cana de açúcar no Brasil, cap. 10, 1983.

PINTO, Cláudio Plaza. Tecnologia anaeróbica da vinhaça e desenvolvimento sustentável. Tese de mestrado apresentada à Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia mecânica. Campinas- São Paulo, 1999.

RANZINI, G. Conseqüências da aplicação do restilo ao solo. Anais da Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz, v. 12-13, 1955.

VIEIRA, D. B. Fertirrigação sistemática da cana de açúcar com vinhaça. Álcool e Acúcar, v. 6, n. 28, 1986.