Por que Usar Raízes!
As raízes oxigenam a área a ser tratada e assimilam nutrientes, criando condições ideais para as bactérias degradarem a matéria orgânica.

Como Funciona?
O sistema trata biologicamente o esgoto pós- tanque séptico, utilizando o potencial do junco Zizanopsis bonariensis brás., o qual através das raízes permite o tratamento secundário do esgoto doméstico e industrial, pela decomposição da matéria orgânica e nutrientes mais simples e diminui sensivelmente a contaminação por coli fecal, favorecendo o equilíbrio ambiental.

Terras úmidas construídas (Sistema de Tratamento de Esgoto  FILTRO DE AREIA PLANTADO - WETLAND)
As políticas conservacionistas atuais levaram à inibição do uso das terras úmidas naturais, para fins de controle de fluxo de águas de alguma forma poluídas. Essas restrições culminaram, então, no desenvolvimento acelerado de terras úmidas construídas.
As terras úmidas construídas procuram imitar algumas das funções existentes nos sistemas naturais, em particular a capacidade de degradação da matéria orgânica e contenção de nutrientes (fósforo e nitrogênio).
Desta forma, eles são sistemas projetados, artificialmente pelo homem, para utilizar plantas aquáticas em substratos (areia, solo ou cascalho) onde, de forma natural e sob condições ambientais adequadas, pode ocorrer a formação de biofilmes, que agregam uma população variada de microrganismos. Estes seres possuem a capacidade de tratar os esgotos, por meio de processos biológicos, químicos e físicos.

Entre as funções das plantas aquáticas, destacam-se:
- a utilização de nutrientes e metais pesados;
- a transferência de oxigênio para a rizosfera;
- suporte para o crescimento e ação de microrganismos, pela presença de rizomas e de raízes, bem como a absorção de material particulado, pelo sistema radicular das macrófitas.

a) Escolha das macrófitas
Deve-se buscar, na construção das terras úmidas, condições muito parecidas com as existentes nos ambientes naturais, buscando o surgimento das funções de interesse, que, no caso do tratamento de esgotos, são a remoção de matéria orgânica e a retenção de nutrientes.
Entre os componentes principais das terras úmidas encontram-se: as macrófitas aquáticas, o substrato e o biofilme de bactérias, que são responsáveis direta ou indiretamente pela ocorrência dos mecanismos de remoção de poluentes. Na figura abaixo apresenta-se um esquema de uma unidade de fluxo superficial, em escala piloto.

 

Componentes de um sistema de terra úmida construída, de fluxo superficial

As macrófitas desempenham um importante papel no tratamento de águas residuárias, isso porque elas necessitam de nutrientes para o crescimento e reprodução. Nas terras úmidas construídas, são utilizadas diversas plantas aquáticas, emergentes e flutuantes, sendo que as mais freqüentemente usadas são apresentadas na tabela abaixo. Observa-se que as macrófitas emergentes desenvolvem seus sistemas radiculares, fixadas no substrato, já o caule e as folhas se mantêm parcialmente submersos.

Principais macrófitas emergentes usadas nas terras úmidas construídas

Espécie emergente	Temperatura desejável (ºC)	Tolerância à salinidade (mg/L)	pH ótimo
Typha	10 a 30	30.000	4,0 a 10,0
Juncus	16 a 26	20.000	5,0 a 7,5
Phragmites	12 a 33	45.000	2,0 a 8,0
Schoenoplectus	16 a 27	20.000	4,0 a 9,0
Carex	14 a 32	20.000	5,0 a 7,5

Fonte: Adaptado de REED (1992).

As macrófitas aquáticas que flutuam na superfície da água (flutuantes) mais utilizadas são: Eichhornia crassipes (aguapé), Sperrodela (erva de pato), Salvinia molesta (salvínea) e Hydrocotyle umbellata.

 

Para a construção de um sistema de terras úmidas, deve-se selecionar as macrófitas aquáticas obedecendo aos seguintes critérios:
- ter tolerância a ambiente eutrofizado;
- ter valor econômico;
- ter crescimento rápido e ser de fácil propagação;
- absorver nutrientes e outros constituintes;
- ser de fácil manejo e colheita.

b) Tipos de terras úmidas
Entre as terras úmidas construídas, têm-se dois tipos usualmente conhecidos:
- de fluxo superficial;
- de fluxo subsuperficial.
As terras úmidas de fluxo superficial constituem bacias ou canais, onde são povoadas as macrófitas que utilizam o material orgânico e nutrientes das águas residuárias a ser tratadas. Geralmente, são tipicamente longas e estreitas, para evitar curtos circuitos. A superfície da água a ser tratada se mantém sobre o substrato. Uma das suas desvantagens é a proliferação de insetos, mosquitos e produção de mau cheiro.
Nas terras úmidas de fluxo subsuperficial, a água residuária a ser tratada escoa horizontalmente, através da zona das raízes e rizomas das macrófitas, situadas a cerca de 15 a 20 cm abaixo da superfície do substrato. As principais macrófitas utilizadas nesse sistema subsuperficial são aquelas já citadas.

A comparação destes dois tipos de fluxo, em relação a alguns parâmetros, é apresentada na tabela abaixo:

Critérios para construção de terras úmidas

Parâmetros	Fluxo superficial	Fluxo subsuperficial
Tempo de detenção hidráulica (dia)	5 a 14	2 a 7
Taxa máxima de carregamento (kgDBO/ha.dia)	80	75
Profundidade substrato (cm)	10 a 50	10 a 100
Taxa de carregamento hidráulico (mm/dia)	7 a 60	2 a 30
Área requerida (ha/m3.dia)	0,002 a 0,014	0,001 a 0,007
Controle de mosquito	Necessário	Não é necessário
Relação comprimento : largura	2:1 a 10:1	0,25:1 a 5:1

Fonte: Adaptado de REED (1992).

 

c) Aspectos Construtivos
Para a construção das terras úmidas, deve-se observar os seguintes aspectos:
- proximidade dos corpos de água receptores (rios, lagos, reservatórios etc);
- existência de solo impermeável;
- declividade do terreno entre 0 e 3%;
- distância da planície de inundação dos rios;
- disponibilidade de extensas áreas.
Estudos em escala real e de laboratório têm demonstrado que estes sistemas possuem boa capacidade de remoção de DBO, sólidos suspensos, nitrogênio, fósforo e metais. A redução dos teores destes parâmetros é resultante da ação de diversos mecanismos de sedimentação, de precipitação, de adsorção química e de interação microbiana. Na tabela abaixo estão apresentados alguns mecanismos de remoção para alguns constituintes.

Constituintes e mecanismo de remoção do sistema de terras úmidas

Constituintes	Mecanismos de remoção
Sólidos suspensos	Sedimentação e filtração
Material orgânico solúvel	Degradação aeróbia e anaeróbia Amonificação, nitrificação e desnitrificação (biológico)
Nitrogênio	Utilização pela planta Volatilização de amônia
Fósforo	Adsorção Utilização pela planta Adsorção e troca de cátions
Metais	Complexação, precipitação Utilização pela planta Oxidação redução (bioquímica) Sedimentação Filtração
Patógenos	Predação Morte Natural Irradiação UV Excreção de antibiótico proveniente das raízes das macrófitas

Fonte: Adaptado de COOPER et al. (1996).

d) Vantagens e Desvantagens
O sistema de terras úmidas construídas, como todos os outros sistemas para tratamento de esgotos, apresenta suas vantagens e desvantagens, conforme apresentado.

 Vantagens e desvantagens das terras úmidas construídas

Vantagens	Desvantagens
Baixo custo de Implantação	Demanda média de área
Durabilidade 50 anos
Fácil operação e manutenção reduzida	Necessidade de substrato, como brita e areia
Evita proliferação de moscas, mosquitos, borrachudos e roedores
Remove satisfatoriamente matéria orgânica e sólidos suspensos, nitrogênio e fósforo	Susceptível a entupimento dos espaços vazios do substrato
Não provoca cheiro, evita acumulo de lodo
Considerável redução de patógenos	Necessidade de manejo das macrófitas
Integra-se ao meio ambiente e não polui
Respeita o equilíbrio ambiental, é moderno, seguro, econômico e eficaz

           
Pode-se acrescentar, como mais uma vantagem, o fato da biomassa produzida no sistema poder ser utilizada pelo homem para vários fins econômicos, tais como:
- alimentação;
- ração para animais;
- fertilizante de solo;
- fertilizante de tanque de psicultura;
- nas indústrias;
- construção civil.

e) Aplicações
- Escolas, e Universidades;
- Residências e Condomínios Residenciais;
- Centros Comerciais e Edifícios;
- Indústrias e Ambientes físicos voltados a produção;
- Centros de Lazer e esportivos;
- Outras atividades geradoras de efluentes líquidos com características domésticas.

Dimensionamento
O tamanho da área a ser instalada em m², segundo prévio estudo realizado pela equipe da Artemec, é determinado por fatores como:
- Volume de produção de esgoto/efluentes em m³ por dia.
- As análises do efluente a ser tratado em cada caso específico.
- Analise do solo e do ambiente a ser implantado o sistema. (declive, capacidade de absorção e permeabilidade do solo).
- Dimensionamento do volume das raízes em relação ao tamanho da instalação. As grandes estações exigem um sistema modular com vários canteiros de tratamento.
- Exigências dos Órgãos do Meio Ambiente

 

Detalhe construtivo da Wetland

Experiências no âmbito do Programa Nacional de Saneamento Básico PROSAB
No âmbito do PROSAB, a aplicabilidade de sistemas de terras úmidas construídas para o pós-tratamento de efluentes de reatores anaeróbios foi investigada por SOUZA et al. (2000). O aparato experimental era constituído por quatro unidades de terras úmidas (10 metros de comprimento, 1 metro de largura e 0,6 m de profundidade), preenchidas com areia grossa e operadas com diferentes taxas hidráulicas (2,0 a 4,5 cm/d). Três das unidades utilizaram macrófitas emergentes (Juncus sp.), enquanto a quarta unidade foi operada como unidade de controle, sem a presença de plantas (Figura 2.10).
Os resultados obtidos após um ano de operação indicaram eficiências médias de remoção de DQO e SST nas faixas de 79 a 85 e 48 a 71, respectivamente. A remoção de coliformes fecais foi excelente, da ordem de 4 unidades logarítmicas. O fósforo também foi eficientemente removido (média de 90%), mas remoção de nitrogênio foi apenas parcial (45 a 70% para amônia e 47 a 70% para NTK).

Vista do sistema de terras úmidas  SOUZA et al. (2000)

Considerações finais sobre o tratamento de efluentes através de Zona de Raízes (Wetlands)
- O tratamento de efluentes através do sistema de zona de raízes passa a funcionar a partir do primeiro dia de instalação. Depois, quanto mais desenvolvido o junco maior a eficiência do tratamento.
- Este sistema ainda possui a vantagem de não necessitar de manutenção cara. A mão-de-obra pode ser treinada em algumas semanas. É importante lembrar que, no tratamento do afluxo subterrâneo dos efluentes, é inexistente o mau odor característico ou proliferação de larvas de mosquitos.
- Se imaginarmos quantos m³ de esgoto in natura que despejamos em nossa rede de esgoto e os problemas que geramos com isso ficaríamos impressionados. Pode ser usado como referência bastante alarmante o aspecto que, a pouquíssimo tempo atrás, ainda se podia pescar em nossos rios que cortam as cidades e hoje temos literalmente esgoto a céu aberto, apesar dos esforços do Poder Público em estar fazendo o possível para evitar esta degradação que desmoraliza e preocupa nossos lares.
- A instalação possui vida aproximada de 50 anos. O fator que limita este tempo é, principalmente, a saturação do solo com fosfatos. Além disso, a presença de grande quantidade de metais pesados ou dejetos tóxicos na água também pode diminuir o tempo de duração da instalação. Nestes casos, o solo deverá ser removido e substituído com novos substratos, isto fará com que o tratamento esteja pronto para novos 50 anos.
- A natureza agradece.