BSI - Biossistemas Integrados

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Relata a experiência do O Instituto Ambiental com a aplicação e difusão dos Biossistemas Integrados, e novos cenários explorados pela Fluxus Design Ecológico, parceiro do Instituto.

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  • Informativo.
    Faltou o crédito da montagem inicial da apresentação que é do Arq. Jorge Fernando Gaiofato Pires, na ocasião Diretor Técnico do OIA, e autor da maioria dos projetos apresentados. Posso ser contatado através do site www.arquiteturapositiva.eco.br
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BSI - Biossistemas Integrados

  1. 1. Biossistemas Integrados A experiência do O Instituto Ambiental (OIA) Guilherme Castagna guilherme@designecologico.net
  2. 2. Histórico OIA Concepção para America Latina • Professor Michael Braungart, Cradle to Cradle • Professor José Lutzenberger • Professor George L. Chan, ZERI/ONU Início Hamburger Umwelt Institut – HUI, em 1991, estação em Silva Jardim/RJ Fundação 1993: assume a responsabilidade de gerir o projeto de Silva Jardim www.oia.org.br
  3. 3. 1994: Sertão da Carangola (Silva Jardim/RJ) • Parceria com o SEOP – Serviço de Educação e Organização Popular e com a Associação de Moradores local. www.oia.org.br
  4. 4. Sertão da Carangola (Silva Jardim/RJ) • Programa de Educação Ambiental com jovens estudantes de jornalismo e publicidade da PUC RJ, acompanhados do professor André Trigueiro www.oia.org.br
  5. 5. 2013 Mais de 200 projetos (residenciais unifamiliares, comunitários, públicos e comerciais) implantados e assessorados no Brasil, Nicarágua, El Salvador, Republica Dominicana, Espanha e Haiti
  6. 6. Força de trabalho Bacterias Algas Protozoários Micro fauna Unicelulares 2 m 10.000 espécies Unicelulares 50 100 m Multi celulares 200 m Rotíferos, Daphnia 200 m – 1mm 10.000 espécies Filtram organismos com tamanho até 25 m (bacterias e algas) Organismos de vida livre, fixos Catalizam a maioria das reações no tratamento de águas. Carregados eletricamente Acumulam C, N, P e metais Servem de comida para peixes Filtram algas e Bacterias Michael Shaw The Ecovillage Institute
  7. 7. Olho no olho - paradigmas • Água como meio de vida • Energia incorporada; • Recursos finitos, ciclos infinitos
  8. 8. ETE’s centralizadas vs. descentralizadas ETE Barueri BSI Alto do Caxixe São Paulo/SP Venda Nova do Imigrante/ES
  9. 9. BSI domiciliar em Petrópolis-RJ
  10. 10. Haiti – Bel Air
  11. 11. Haiti – Bel Air Algas, peixes, patos e plantas aquáticas www.oia.org.br
  12. 12. Haiti – Bel Air - Mudas entregues em todo Haiti por U$ 0,50 cada; - Integração de biossistemas residenciais e comunitários num plano regional de crédito de carbono para os usuários (comunidade); - Capacidade de construção de ~1.000 sistemas/ano www.oia.org.br
  13. 13. Estação de Reciclagem de Nutrientes de Araruama (Consultoria OIA para Águas do Imperador) Fonte: Esgoto da Cidade População: 80.000 pessoas Produção mensal: 350t de biomassa (lemnas e papiros)
  14. 14. Ano: 2005 Público atendido: ~550 pessoas Área total: 5.000 m2 Área útil 2.500 m2 Custo total: R$110,000 Custo individual: R$200/pessoa www.oia.org.br
  15. 15. Vídeo Caxixe http://www.youtube.com/watch?v=0ZonwU_7Bc8
  16. 16. O esgoto produzido é coletado e levado ao biodigestor onde é fermentado com a eliminação de patógenos, redução da carga orgânica e produção de biogás Biossistema Caxixe
  17. 17. Biodigestor: Câmara fechada onde a biomassa é fermentada anaerobicamente e produzido o biogás. 0.12 1.00 0.50 1.40 40 m3 7.35 CORTE > A - B 1.00 CX ENTRADA CX SAIDA 0.80 0 Ø5.0 B 0.80 A área = 19,60 m2 per = 15,70 área = ,80 m2 per = 3,14 1.00 1.83 13 3.40 área = 19,60 m2 per = 15,70 R 3. Ø5.0 0 1.23 0.11 CX SAIDA 0.23 0.13 0.56 Ø1 .00 solo
  18. 18. Biogás
  19. 19. Secador de café na Nicaragua Iluminação Aquecedor de água Gerador de energia
  20. 20. O esgoto produzido é coletado e levado ao biodigestor onde é fermentado com a eliminação de patógenos, redução da carga orgânica e produção de biogás Resíduos em suspensão que passam pelo biodigestor são retidos no biofiltro através de materiais filtrantes e colônias de bactérias Biossistema Caxixe
  21. 21. Filtro anaeróbico: Retém resíduos não −0,70 filtráveis que passam pelo biodigestor. CX SAIDA Ø1. 00 CX ENTRADA A Ø3 .5 0 ÁREA DE FILTRAGEM área = 9,60 m2 per = 11,00 −0,60 0 Ø5.0 CX ENTRADA B 0.89 −0,70 0.70 solo 0.65 1.61 0.37 1.23 0.10 R 3. 13 3.40 1.90 0.50 0.20 1.40 1.76 25 m3 17 m3 0.86 nivel do efluente nivel do efluente (vem do digestor) 1.71 −0,60nivel do inicio do processo 0.12 ÁREA DE PASSAGEM área = 10 m2
  22. 22. O esgoto produzido é coletado e levado ao biodigestor onde é fermentado com a eliminação de patógenos, redução da carga orgânica e produção de biogás Na Zona de Raízes há uma primeira redução de nutrientes e redução do volume por ação das plantas Biossistema Caxixe Resíduos em suspensão que passam pelo biodigestor são retidos no biofiltro através de materiais filtrantes e colônias de bactérias
  23. 23. A função da zona de raízes também é filtrar resíduos, mas contribui para acelerar a remoção de nutrientes pelas plantas através de suas raízes, além de eliminar patógenos.
  24. 24. O esgoto produzido é coletado e levado ao biodigestor onde é fermentado com a eliminação de patógenos, redução da carga orgânica e produção de biogás Tanque de produção de algas que irão aumentar o conteúdo de oxigênio e servir de alimentos para peixes Na Zona de Raízes há uma primeira redução de nutrientes e redução do volume por ação das plantas Biossistema Caxixe Resíduos em suspensão que passam pelo biodigestor são retidos no biofiltro através de materiais filtrantes e colônias de bactérias
  25. 25. Tanque de algas: Aumenta o tempo de detenção em ambiente aeróbico e permite o crescimento rápido das algas que irão aumentar o conteúdo de oxigênio e servirão de alimento para diferentes espécies de peixes TANQUE DE ALGAS 2 3 0.22 1 1- Entrada do efluente 2 - Tanque de algas 3 - Lamina 4 - Tanque de peixes 4
  26. 26. FACULDADE DE SAÚDE E M EIO AMBIENTE Fitoplâncton do tanque de peixes 10% 3% 43% 21% 23% Chlorophyceae Cyanophyceae Bacillariophyceae Chrysophyceae Euglenophyceae
  27. 27. Permite a criação consorciada de peixes que habitarão níveis tróficos diferentes, se alimentando dos diferentes níveis O esgoto produzido é coletado e levado ao biodigestor onde é fermentado com a eliminação de patógenos, redução da carga orgânica e produção de biogás Tanque de produção de algas que irão aumentar o conteúdo de oxigênio e servir de alimentos para peixes Na Zona de Raízes há uma primeira redução de nutrientes e redução do volume por ação das plantas Biossistema Caxixe Resíduos em suspensão que passam pelo biodigestor são retidos no biofiltro através de materiais filtrantes e colônias de bactérias
  28. 28. Tanque de peixes: Uso de diferentes espécies de peixes habitando diferentes níveis tróficos
  29. 29. Permite a criação consorciada de peixes que habitarão níveis tróficos diferentes, se alimentando dos diferentes níveis Plantas aquáticas jflutuantes, contribuem para remover os nutrientes restantes no corpo aquático O esgoto produzido é coletado e levado ao biodigestor onde é fermentado com a eliminação de patógenos, redução da carga orgânica e produção de biogás Tanque de produção de algas que irão aumentar o conteúdo de oxigênio e servir de alimentos para peixes Na Zona de Raízes há uma primeira redução de nutrientes e redução do volume por ação das plantas Biossistema Caxixe Resíduos em suspensão que passam pelo biodigestor são retidos no biofiltro através de materiais filtrantes e colônias de bactérias
  30. 30. Tanques com macrófitas flutuantes: Plantas flutuantes removem nutrientes e patógenos produzindo uma enorme quantidade de biomassa.
  31. 31. Plantações, de bambus e frutíferas e retorno ao rio Permite a criação consorciada de peixes que habitarão níveis tróficos diferentes, se alimentando dos diferentes níveis Plantas aquáticas jflutuantes, contribuem para remover os nutrientes restantes no corpo aquático O esgoto produzido é coletado e levado ao biodigestor onde é fermentado com a eliminação de patógenos, redução da carga orgânica e produção de biogás Tanque de produção de algas que irão aumentar o conteúdo de oxigênio e servir de alimentos para peixes Na Zona de Raízes há uma primeira redução de nutrientes e redução do volume por ação das plantas Biossistema Caxixe Resíduos em suspensão que passam pelo biodigestor são retidos no biofiltro através de materiais filtrantes e colônias de bactérias
  32. 32. Evapotranspiração: Bambuzal e árvores frutíferas recebem água rica em nutrientes, filtram patógenos no solo ativo e transpiram mais água
  33. 33. Composteira: Produção de adubo com biomassa excedente, fezes de animais matéria orgânica e seca (e eventualmente lodo do biodigestor)
  34. 34. Integração do Biossistema Frutos, alimentos e lenha Comunidade biogás Biodigestor … Fertirrigação $ lodo Mudas Recuperacao de areas degradadas Viveiro Composto $ Biofiltro Peixes, patos e ovos Plantas Tq macrófitas Composteira Talos e folhas Animais mortos Plantas Zona de raízes (plantas ornamentais) Tq peixes Tq. algas Plantas
  35. 35. MONITORAMENTO Efluentes Líquidos A Pontos de coleta NPA/FAESA – Núcleo de Pesquisas Ambientais da FAESA
  36. 36. Parâmetros de Controle Efluentes Líquidos Temperatura do ar Sólidos totais Temperatura da água Sólidos suspensos Oxigênio Dissolvido Sólidos sedimentáveis Cor verdadeira Sólidos dissolvidos pH Sólidos voláteis Turbidez Nitrogênio Kjeldhal DBO5 Matéria Orgânica: Nitrogênio amoniacal responsável pelo DQO Nitrato consumo de oxigênio dissolvido na água DQO filtrada Nitrito Alcalinidade Fósforo total Óleos e graxas Ortofosfato Coliformes termotolerantes Organismos Patogênicos : quando presentes podem causar Ovos de helmintos Sólidos : formam depósitos no fundo dos córregos Nutrientes : quando em elevadas concentrações podem conduzir a eutrofização doenças de veiculação hídrica NPA/FAESA – Núcleo de Pesquisas Ambientais da FAESA
  37. 37. RESULTADOS Efluentes Líquidos DBO Maior remoção biodigestor Eficiência (%) 95,5 DBO 5 mgO2/L n 20 20 20 19 19 19 19 19 media 385 380 198 186 87 72 42 17 desvpad 195 137 114 102 30 28 23 15 NPA/FAESA – Núcleo de Pesquisas Ambientais da FAESA
  38. 38. REÚSO EFLUENTE TRATADO Parâmetro Efluente final BSI OMS* pH 7,2 -- Turbidez (UT) 15 -- Sólidos Totais (mg/L) -287 Sólidos Suspensos Totais (mg/L) DBO5 (mg de O2/L) Irrigação de culturas a serem ingeridas cruas, campos esportivos, parques públicos 13 -- DQO (mg/L) 92 -- Óleos e Graxas (mg/L) 9,3 -- NTK (mg/L) 18,9 -- Fósforo Total (mg/L) * Organização Mundial de Saúde (1989): Diretrizes para o Reúso Agrícola 53 3,1 -- Coliformes Termotolerantes (NMP) 7,99x102 < 1000 Helmintos (ovo/L) Ausente <1 --
  39. 39. Resultados + ~550 pessoas + área total: 5.000m2 + área útil (elementos de projeto): 2.500m2 (~5 m2/pessoa) + produção: biogás: 10m3/dia (15 a 20 kwh/d) peixes: 1 ton/ano composto: 500 kg/ano volume diário de efluentes tratados: 40m3 produção de mudas: 1.000/mes para projetos de reflorestamento locais usando composto alevinos triplicam de tamanho em um mês quando alimentados com algas frutas: 1 ton/ano de bananas e laranjas madeira: 600 ml/ano + custo de construção: R$110,000 (R$200/pessoa) + custo de operação anual: R$38/pessoa/ano www.oia.org.br
  40. 40. Resultados + ZERO consumo ou geração de produtos tóxicos / químicos + ZERO consumo de energia elétrica + Ambiente saneado + Rio limpo + Comunidade envolvida e empoderada + Criação de área verde de uso comum + Sala de aula ao ar livre www.oia.org.br
  41. 41. O que se produz em um biossistema (além de água limpa)?
  42. 42. Guilherme Castagna fluxus@designecologico.net (11) 2386-2647 www.oia.org.br

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