XIII ENCONTRO DE RECURSOS HÍDRICOS EM SERGIPE PROSPECÇÃO DE TECNOLOGIAS RELACIONADAS AO REUSO DE EFLUENTES

(1)

Encontro de Recursos Hídricos em Sergipe

XIII ENCONTRO DE RECURSOS HÍDRICOS EM SERGIPE

PROSPECÇÃO DE TECNOLOGIAS RELACIONADAS AO REUSO DE

EFLUENTES

Airan Miguel dos Santos Panta 1; Ellen Santos Hora 2

RESUMO: Dentre os recursos naturais disponíveis para as atividades humanas, a água é aquela que apresenta maior preocupação a nível mundial. A água de reuso é uma alternativa cada vez mais utilizada. O objetivo foi realizar uma prospecção tecnológica do reuso de água residuárias em base de dados nacionais e internacionais. O estudo foi realizado no Banco de dados do Instituto Nacional de Propriedade Industrial (INPI), no European Patent Office (Espacenet) e no World Intellec tual Property Organization (WIPO). O rastreamento de teses e artigos foi realizado no Periódicos Capes e no Scientific Eletronic Library Online. As bases pesquisadas levantaram 5381 teses e artigos, sendo o Scielo com 23,45% e Periódicos Capes 76,55%. O principal periódico de publicação é a “Revista Brasileira De Engenharia Agrícola e Ambiental” com 98 publicações (47,34%). As bases relacionadas a patentes, 2,99% encontram-se na plataforma Espacenet, 0,05% no INPI e 96,96% nas bases do WIPO. A partir de 2016 ocorreu uma elevação significativa nas patentes depositadas na base da WIPO (32 patentes), em 2017 esse valor cresceu (54 patentes) e em 2018 foi ainda mais intenso o crescimento (83 patentes). Em relação aos países depositantes, o Estados Unidos da América (USA) é o que apresenta o maior número de patentes depositadas até a data da realização da prospecção, com o número de depósitos de 8808 (45,59%), seguidos do PCT e do Canadá (17,80% e 11,29%).

Palavras-Chave – Efluente; Reuso; Industrial; Reuso da água; Efluente de esgoto.

1) Afiliação: Engenheiro Agrônomo, Mestre em agricultura, Fiscal Agropecuário do estado de Minas Gerais. airanmiguel@gmail.com

2) Afiliação: Engenheira de Pesca, da Secretaria de Estado da Agricultura, Desenvolvimento Agrário e da Pesca (SEAGRI) do estado de Sergipe, mestranda em Recursos Hídricos, (79) 999372403, ellenfarias08@hotmail.com

(2)

INTRODUÇÃO

Dentre os recursos naturais disponíveis para as atividades humanas, a água é aquela que apresenta maior preocupação a nível mundial (BIO, 1997). Pelo menos 8% da reserva mundial de água doce está no Brasil, sendo que, desse montante, 8% encontra-se na Região da Amazônia e somente 20% encontra-se distribuída nas regiões onde vivem 95% da população brasileira (MANCUSO, 2003). Na média mundial, cerca de 70% da água hoje disponível é destinada ao aproveitamento agrícola. Aproximadamente 20% da água são destinados à indústria, e menos de 10%, ao abastecimento da população (higiene e consumo direto) (TELLES 2002; DRUGOWICH et al. 2017).

Considerando os demais usos consuntivos levantados pela ANA, esses valores correspondem à 46% da retirada (2105 m³ s-1) e 67% da vazão de consumo (1110 m³ s-1). Esses dados, assemelham-se à média obassemelham-servada em paíassemelham-ses como os EUA, onde 59% da vazão de retirada é para irrigação (MAUPIN et al. 2014) e à média global de cerca de 70% do consumo. Conforme Sa (2015), a água é um recurso natural essencial, seja como componente bioquímico de seres vivos, como meio de vida de várias espécies vegetais e animais, como elemento representativo de valores sociais e culturais e até como fator de produção de vários bens de consumo final e intermediário. Na indústria, a água é utilizada em várias etapas do processo de transformação, o que leva a uma busca econômica e socioambiental para a reutilização de parte da água utilizada nos processos.

A água de reuso é uma alternativa cada vez mais utilizada, principalmente nos grandes centros urbanos, nas atividades que não necessitam de água de boa qualidade, como: irrigação de jardins, lavagens de calçamentos, descargas de banheiros, limpezas de automóveis, processos industriais e produção de alimentos (POHL, 2017). Os benefícios ambientais com o reuso da água são muitos, incluindo a provisão de água controlada, conservação dos ecossistemas sensíveis, diminuição do desperdício e redução e prevenção da poluição (YASHIKAWA, 1998).

Para a USEPA (2004), o reuso industrial de água pode ser aplicado principalmente nos seguintes processos: água para sistema de refrigeração, aquecimento e processos industriais. Segundo Silva Filho (2009), na maioria das vezes, não existem padrões de qualidade de água de reuso para determinada atividade industrial, o que pode dificultar a identificação de oportunidades, sendo necessário um estudo mais detalhado do processo para a caracterização da qualidade do efluente e, em paralelo, um estudo para a adaptação deste para uso nesses processos.

Em razão da crescente e iminente limitação da disponibilidade de água, o reuso de água ganha destaque no gerenciamento hídrico. Essa estratégia sobre a água, bem essencial à sobrevivência, leva ao atendimento da demanda de consumo racional e sustentável, a fim de que, seja preservada a disponibilidade de água para presentes e futuras gerações, de que haja o controle de perdas e desperdícios e, por fim, a minimização da produção de efluentes e do consumo de água (AGNESINI, 2018).

Em algumas estações de tratamento de esgotos (ETE), o procedimento da produção de água de reuso ocorre através da desinfecção com cloro em uma parcela do efluente, ocorrendo a indesejável formação de subprodutos da desinfecção, dentre eles, os trialometanos, substâncias reconhecidamente cancerígenas, que se formam quando se submete água com presença de matéria orgânica ao contato com cloro, conforme Marrengula (2016).

A reciclagem de águas residuais urbanas e industriais atende ao novo paradigma de desenvolvimento sustentável, combinando eficiência ecológica e viabilidade econômica. Enfatizando os malefícios do despejo dos efluentes, correlacionado ao seu grande potencial em matéria orgânica

(3)

práticas que fomentem o reaproveitamento como expressiva possibilidade de economia de recursos. (FERREIRA et al., 2016; FONTELES et al., 2015).

Neste contexto, o objetivo deste estudo foi realizar uma prospecção tecnológica dos processos de reuso de água residuárias, buscar informações a respeito do panorama mundial das patentes, teses e artigos científicos em base de dados nacionais e internacionais.

METODOLOGIA

A metodologia de pesquisa foi empregada com o objetivo de levantar patentes, teses e artigos científicos da produção de tecnologias visando o reaproveitamento de água. Em primeiro lugar, foram definidas as bases de dados utilizadas e, todas elas escolhidas para este estudo de prospecção tecnológica são gratuitas. Para consulta de patentes, o estudo foi realizado no Banco de dados do Instituto Nacional de Propriedade Industrial (INPI), no European Patent Office (Espacenet) e no World Intellec tual Property Organization (WIPO). O rastreamento de teses e artigos foi realizado no Periódicos Capes e no Scientific Eletronic Library Online (Scielo). Em seguida, palavras-chave foram definidas de forma a começar a pesquisa com termos mais amplos com posterior refinamento para obtenção de resultados cada vez mais específicos.

As palavras foram definidas em português para bancos de dados nacionais e em inglês para as plataformas internacionais. As palavras utilizadas foram: Reuso, efluente e “reuso + efluente”. Os recursos avançados oferecidos nas plataformas foram acionados a fim de excluir semelhantes e agrupar por datas, obtendo dessa forma melhores condições de tratamento para os dados obtidos.

As patentes foram tratadas seguindo-se de inserção de seus dados em gráficos plotados em Excel 2016. As pesquisas nas bases de dados foram atualizadas pela última vez na data de 30/06/2020.

RESULTADOS E DISCURSSÃO

O objetivo das técnicas de prospecção é criar, explorar e testar os futuros possíveis e desejáveis para melhorar as decisões, incluindo a análise de como essas condições podem mudar a partir da implementação de políticas e ações.

As novas inovações tecnológicas são baseadas nos conhecimentos gerados pela pesquisa científica capazes de se converter em produtos e processos. A publicação de artigos científicos revela os resultados dos investimentos em educação e pesquisa científica e tecnológica, além de permitir a divulgação das fronteiras do conhecimento. Assim, acabam por contribuir para o desenvolvimento de inovações em temas de relevância dos pontos de vista econômico, social e humano (PEREIRA JR., 2007; BROFMAN, 2012).

Tabela 01: Número de teses e artigos científicos encontrados por palavras-chave nos bancos de dados.

Palavra-chave Periódicos Capes Scielo TOTAL

efluente 2399 863 3262

reuso 1427 315 1742

reuso + efluente 293 84 377

(4)

As duas bases pesquisadas levantaram 5381 teses e artigos, sendo o Scielo com 23,45% e Periódicos Capes o responsável por comportar a maior parte deles, 76,55% (Figura 1, direita). Explicável pelo fato de englobar trabalhos de um grande número de países. Em ambas as plataformas houve o domínio do idioma inglês nas publicações seguidos do idioma português e espanhol (Figura 2). Os artigos científicos podem ser considerados como alicerces das inovações, uma vez que, as patentes só apresentam real importância quando resultam em resultados práticos e financeiros (LEITE, 2016). O principal periódico de publicação é a “Revista Brasileira De Engenharia Agrícola e Ambiental” com 98 publicações, isso equivale a 47,34% das publicações (Tabela3).

Tabela 02: Número de patentes encontradas por palavras-chave nos bancos de dados.

Palavra-chave INPI Espacenet WIPO TOTAL

efluente 209 10831 250044 261084

reuso 101 7717 333269 341087

reuso + efluente 1 20 19318 19339

TOTAL 311 18568 602631 621510

A análise dos dados em termos percentuais para as bases utilizadas, 2,99% das patentes relacionadas à pesquisa efetuada encontram-se na plataforma Espacenet, 0,05% no INPI e 96,96% nas bases do WIPO (Tabela 2). As publicações científicas em revistas indexadas geram reconhecimento, no entanto, é necessário que o pesquisador além de disseminar o conhecimento para a sociedade, priorize a proteção da pesquisa e transforme seus resultados em bens para a sociedade (FEDERMAN, 2010).

Figura 01: Distribuição percentual de (esquerda) patentes e (direita) teses e artigos científicos por banco de dados considerando o total de resultados das pesquisas por palavras-chave.

Em comparação com o número de artigos publicados relacionados ao tema nos últimos dez anos, ficou evidente que as inovações biotecnológicas envolvendo o reuso + efluente não têm sido protegidas por patentes, apesar das mesmas também serem consideradas um produto acadêmico. A única patente registrada é intitulada de “ Sistema e equipamento para tratamento de esgoto por meio de hidrocavitação e oxidação avançada, associada a sistemas biológicos, com ou sem mídias (mbbr) para atender vazões variadas, e com capacidade de tratar efluentes com características industriais e domésticas; com remoção de nutrientes, reduções de coliformes que possibilita reuso do efluente final” registrada em 2018, cuja posse é de uma empresa privada (NBS ENGENHARIA LTDA ME - BR/ES) apta a participar do programa de patentes verdes.

(5)

Figura 02: Distribuição percentual do idioma na plataforma capes (esquerda) e plataforma Scielo (direita) das teses e artigos científicos considerando o total de resultados das pesquisas por palavras-chave “reuso + efluente”. Tabela 03: Nome, número e participação (%) das revistas presentes na plataforma capes encontradas por palavras-chave nos bancos de dados.

Nome da revista

n° de publicações

% de participação

Acta Scientiarum: Technology 15 7,25%

Ambiente e Agua - An Inter. Jou. of App. Science 10 4,83%

Ciência e Ingeniería Neogranadina 5 2,42%

Ciência Rural 3 1,45%

Engenharia Agrícola 5 2,42%

Engenharia Sanitária e Ambiental 19 9,18%

HOLOS 13 6,28%

Interciencia 5 2,42%

Revista Ambiente & Água 11 5,31%

Revista Brasileira De Eng. Agrícola e Ambiental 98 47,34%

Revista Colombiana de Biotecnologia 3 1,45%

Revista de Gestão Ambiental e Sustentabilidade 4 1,93%

Revista Verde de Agro. e Desen. Sustentável 8 3,86%

Scientia Agrícola 3 1,45%

Tecno-Lógica 5 2,42%

Através da análise das patentes encontradas (Figura 3), pode-se observar que entre 2008 e 2015 as patentes relacionadas ao reuso de efluentes manteve-se com pouca oscilação, mantendo-se próximo de 20 patentes por ano. A partir de 2016, ocorreu uma elevação significativa (32 patentes), em 2017 esse valor cresceu (54 patentes) e em 2018 foi ainda mais intenso o crescimento (83 patentes). Quando observado o gráfico do número de publicações dos últimos 10 anos, tem-se uma média de 24 publicações/ano. Os maiores números estão correlacionados aos anos de 2012 a 2017 (média de 29 publicações/ano) com uma exceção do ano de 2014, com apenas 20 publicações. O ano de 2018 também não conseguiu atingir a média dos últimos anos, tendo apenas 19 publicações.

(6)

Segundo Serafini e Silva (2011), para prospecção, um formato importante para agilizar buscas nas bases patentárias é a Classificação Internacional de Patentes (CIP), na qual as patentes são classificadas de acordo com a aplicação. São divididas em 8 seções, 21 subseções, 120 classes, 628 subclasses e 69000 grupos.

Figura 3 - Distribuição cronológica dos depósitos de patentes e publicações de 10 anos. Fonte: Autoria própria a partir de dados coletados na base WIPO e periódicos capes (2020).

A distribuição dos documentos de patentes relacionadas à reuso e efluentes depositadas na WIPO por códigos de classificação internacional (CIP) está apresentada com o código C02F (tratamento de água, de águas residuais, de esgotos ou de lamas e lodos), e foi citado 5140 vezes, correspondendo a uma frequência igual a 23,58%. Outro código bastante citado foi o B01D (Processos físicos ou químicos ou aparelhos em geral, separação de sólidos) com 4836 vezes (22,19%). Os códigos C07C (compostos acílicos ou carbocíclicos, compostos macromoleculares; produção de compostos orgânicos por eletrólise ou eletroforese) e B01J (processos químicos ou físicos, catálise ou química da colóide; aparelho relevante semelhante) citados com 3155 vezes (14,48%) e 3084 vezes (14,15%) respectivamente.

Figura 4. Número de documentos analisados nas bases (WIPO) por país depositante para as palavras-chave reuse AND effluent. Onde: PCT = Tratado de Cooperação de Patentes; NZ= New Zealand; EPO = Organização Européia de Patentes; SA= África do Sul; UK = United Kingdom; USA= United States of América. Fonte: Autoria própria (2020).

(7)

Em relação aos países depositantes, o Estados Unidos da América (USA) é o pais que apresentou o maior número de patentes depositadas até a data da realização da prospecção, com o número de depósitos de 8808 (45,59% ). A Figura 4 ilustra o número de documentos analisados por países que realizaram o depósito.

Sendo assim, segundo Quintella et al. (2009), a prospecção tecnológica tem contribuído significativamente na geração de políticas de longo prazo, de estratégias e de planos, e na fundamentação nos processos de tomada de decisão referentes à pesquisa, ao desenvolvimento e à inovação (P&D&I). Sob a forma de patentes, o conhecimento pode contribuir mais efetivamente para o PIB e o IDH, especialmente nos casos em que P&D&I são financiados com recursos públicos de um país, permitindo que os resultados revertam para esse mesmo país durante os anos iniciais.

A proteção do conhecimento adquirido e a divulgação do mesmo na forma de artigos científicos e patentes é necessária para a avaliação do estado da arte das temáticas dos projetos de pesquisa (GEISE, 2019).

CONCLUSÕES

Após a realização desta prospecção foi possível avaliar o tema abordado no cenário mundial e brasileiro. Quando se trata de artigos, a base nacional capes abrange 76,55% das publicações encontradas sobre o tema delimitado. No que concerne aos documentos de pedidos de patentes, pode-se caracterizar a prospecção relativa às técnicas de tratamento de água produzida por estar em constante desenvolvimento, principalmente a partir do ano de 2012. Os dados estatísticos demonstram uma área promissora com crescimento relevante de patentes depositadas nos últimos 10 anos e com maior concentração entre 2016 e 2018. Entre as bases de pesquisa utilizadas, o WIPO foi a que apresentou maior número de documentos para as palavras-chave reuse and effluent. As principais classes do CIP encontradas foram: C02F, B01D, C07C e B01J. O maior número de patentes foi realizado pelo país Estados Unidos da América.

REFERÊNCIAS

AGNESINI, A.V.,MARRENGULA, F. A.; PASCHOALATO. C. F. P. R. Aplicação da filtração direta descendente em efluente de esgoto sanitária para produção de água de reuso direto. TECNO-LÓGICA, Santa Cruz do Sul, v. 22, n. 2, p. 217-221, 2018.

ANA (Agência Nacional de Água - Brasil) 2017. Atlas irrigação: uso da água na agricultura irrigada. ANA, Brasília, 86p.

BIO 1997. Água Potável: Esforço de Todos. Rev Bras Saneam Meio Amb, 9(7):09-11.

BROFMAN, P. R. A importância das publicações científicas. Cogitare Enfermagem, v. 17, n.

3, jul./set. p. 419-421, 2012.Disponível em:

<ojs.c3sl.ufpr.br/ojs/index.php/cogitare/article/download/29281/19029>. Acessado em: 29 de setembro de 2016.

DRUGOWICH MI, D’AURIA MGDPM. A Água na agricultura. Campinas: CATI. 44p. 2017 (Cartilha).

FERREIRA, D. A. C.; FERREIRA, A. K. C.; DIAS, N. S.; LIMA, L. A.; VIANA, I. M.; FREITAS, W. C. M. Utilização da compostagem de lixo orgânico no cultivo de hortaliças na associação comunitária reciclando para a vida. In: FEIJÓ, F. M. C.; MORAIS, L. A. (Org.). Ambiente, Desenvolvimento e Saúde. Mossoró: EDUFERSA, v. 1, p. 86-94, 2016.

(8)

FONTELES, J. L. V.; MOURA, K. K. C. F.; DIAS, N. S.; CARNEIRO, J. V.; GUEDES, R. A. A. Crescimento e produção de duas cultivares de alface utilizando água de esgoto tratado. Revista Brasileira de Agricultura Irrigada, v. 9, n.5, p. 320-325, 2015.

GEISE. E. C. PROSPECTION OF TECHNOLOGIES RELATED TO METAL BIOSORPTION PROCESS. Revista GEINTEC– ISSN: 2237-0722. V. 9, n. 2, p. 5046-5057, 2019.

LEITE, R. C. C. Michelangelo, Da Vinci e a inovação. Ciência e Cultura, v. 68, n. 3, p. 58-59, 2016. Quintela, C.M., C.M., Teixeira, L.S.G., Korn M.G.A., Neto, P.R.C., Torres, E.A., Castro, M., Jesus, C.A.C. (2009). Cadeia do Biodiesel da Bancada à Indústria: uma visão geral com prospecção de tarefas e oportunidades para P&D&I. Quimica Nova, Ed. Especial.

MANCUSO, P. C. S.; SANTOS, H.F.; Reuso de Água. NISAM – US Barueri, São Paulo, Manole, 2003.

MARRENGULA, F. A. Avaliação da filtração direta descendente no tratamento de efluente de estação de tratamento de esgoto para reuso não potável. Dissertação de Mestrado apresentado a Universidade de Ribeirão Preto – 2016.

MAUPIN M.A., KENNY J.F., HUTSON S.S., LOVELACE J.K., BARBER N.L., LINSEY K.S. 2014. Estimated use of water in the United States in 2010: Circular 1405. U.S. Department of

the Interior / U.S. Geological Survey, 56 p. Disponível em:

https://pubs.usgs.gov/circ/1405/pdf/circ1405.pdf.

PEREIRA JR., A. A publicação científica na atualidade. Jornal Vascular Brasileiro, v. 7, n. 4, p. 307-308, 2007.

POHL, S. C. & LENZ, D. M. (2017) Effluent use in an automotive industrial complex. Eng Sanit Ambient. v.22 n.3, p 551-562.

SA, R. F. Análise da água utilizada no processo de desdobramento das rochas ornamentais de uma empresa de Campina Grande, PB. Disponivel em: <http://dspace.bc.uepb.edu.br:8080/xmlui/ handle/123456789/6829>. Acesso em: 25 out. 2015.

SERAFINI, M. R.; RUSSO, S. L.; PAIXÃO. A. E.; SILVA, G. F. (2011). Prospecção Tecnológica no Brasil: Características da Propriedade Intelectual no Nordeste. Revista GEINTEC. Vol .1/n. 1/ p. 01-11.

SILVA FILHO, A.S. (2009) Tratamento terciário de efluente de uma indústria de refrigerantes visando o reuso – estudo de caso. Rio de Janeiro. Dissertação (Mestrado em Tecnologia de Processos Químicos e Bioquímicos) – Universidade Federal do Rio de Janeiro, Escola de Química, 100 f.

TELLES D. A. 2002. Água na Agricultura e Pecuária. In AC Rebouças, B Braga, JG Tundisi (Orgs.). Águas Doces no Brasil: Capital Ecológico, Uso e Conservação. Escrituras Ed. e Distr. de Livros Ltda, São Paulo, p. 305-337.

U.S. Environmental Protection Agency – USEPA. (2004) Guidelines for water reuse. EPA

645-R-04-108. Washington, D.C. Disponível em:

<http://www.epa.gov/ORD/NRMRL/pubs/625r04108/625r04108.pdf>. Acessado em: 30 abr. 2019 YASHIKAWA, N. (1998) Water recycling and reuse: the environmental benefits. EPA 909-F-98-001. San Francisco. Disponível em: <http:// www.epa.gov>. Acesso em: 18 abr. 2019.