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Título: Utilização da urina humana como biofertilizante para produção de alimentos e energia: Caracterização, uso na agricultura e recuperação de nutrientes
Título em inglês: Use of human urine as biofertilizer for food production and energy characterization, and use in agriculture nutrient recovery
Autor(es): Botto, Márcio Pessoa
Orientador(es): Santos, André Bezerra dos
Palavras-chave: Saneamento
Mamona
Milho híbrido
Data do documento: 1-Fev-2013
Citação: BOTTO, M. P. (2013)
Resumo: Esta tese visou avaliar a aceitação dos princípios do ecossaneamento em uma comunidade peri-urbana no estado do Ceará; caracterizar a urina desta população segundo sexo e faixa etária, analisar seu armazenamento como forma de tratamento, desenvolver um protótipo de concentrador solar parabólico e avaliá-lo preliminarmente em relação às temperaturas alcançadas na região de evaporação da água contida na urina; analisar o comportamento da cultivar mamona BRS Nordestina e da cultura do milho híbrido em termos de produtividade e crescimento, quando fertilizados com urina humana e avaliar o impacto deste biofertilizante no solo. Os resultados indicaram que as mulheres se mostraram mais receptivas aos sanitários separadores de excretas, enquanto os homens afirmaram preferir sanitários convencionais com água (p<0,05). Foi possível observar diferenças de concentração de nutrientes entre as amostras pesquisadas (masculinas, femininas, de crianças e de idosos). O armazenamento da urina mostrou-se um método de higienização de baixo custo e bastante eficiente para as condições de temperatura do Ceará, com um tempo de inativação de 90% de coliformes termotolerantes menor do que 1 dia e inativação total em apenas 14 dias. Os testes com o concentrador solar mostraram que comparando as concentrações de nitrogênio e fósforo na urina antes e depois do experimento com o tubo de 22 mm, o sistema promoveu um aumento de 18% e 13%, respectivamente, nas concentrações de nitrogênio e fósforo. Quanto à aplicação da urina na mamona, no que diz respeito ao peso de mil sementes, não foi possível verificar diferença expressiva. A fertilização química (T1) respondeu de forma significativa e atingiu a maior produtividade (p<0,05) no fim do ciclo. As produtividades médias das sementes da mamona foram as seguintes: 1256,7; 1048,5; 671,8; 477,8 e 1081,2 kg.ha-1, respectivamente para, T1 (NPKS); T2 (urina + cal); T3 (urina); T4 (0,5 de urina) e T5 (1,5 de urina). Os teores médios de óleo das sementes não apresentaram efeito significativo (p>0,05). Com relação aos atributos físicos e químicos do solo, não foi possível observar diferenças significativas antes e depois do plantio da mamona para os tratamentos empregados. Contudo, os resultados indicaram que quanto maior a dose de urina aplicada, maior é a condutividade elétrica do solo, sugerindo uma possível salinização a partir de elevadas taxas de aplicação de urina. No tocante à cultura do milho, não houve diferença significativa na aplicação de fertilizante químico (T2) e urina nas taxas 0,5 (T4), 1 (T3) e 1,5 (T5) para as variáveis diâmetro e comprimento da espiga de milho, porém estes diferiram do tratamento controle: adubo orgânico (T1) (p<0,05). As produtividades médias das espigas despalhadas foram iguais a 5068,8; 7937,5; 8831,3; 7393,8 e 10006,3 kg.ha-1, respectivamente, para T1; T2; T3; T4 e T5, representando efeito expressivo entre aplicar urina na taxa de 1,5 ou 1 e aplicar urina na taxa de 0,5 ou adubo químico. Todavia, T1 (adubo orgânico) alcançou a menor produtividade, diferindo dos demais tratamentos. Logo, o peso das espigas variou conforme o tipo de adubação (química ou urina) e quanto ao volume de urina aplicado.
Abstract: This thesis aimed to evaluate the acceptance of eco-sanitation in a peri-urban community in the state of Ceará; to characterize the composition of human urine; to investigate its storage as a treatment method; to develop a parabolic solar concentrator prototype and evaluate the temperatures reached in the region of evaporation of the water contained in the urine; to analyze the performance of castor cultivar BRS Northeastern and corn hybrid in terms of productivity and growth when fertilized with human urine, and assess the impact of this bio-fertilizer in the soil. The results indicates that there were statistically significant differences (p<0.05) between men and women in acceptance of the principles of eco-sanitation. Women were more receptive to ecosan, while men said they would prefer flush toilets. There were differences in nutrient concentrations comparing the samples (male, female, children and the elderly). The storage proved to be a low cost and very effective treatment method considering the temperature of Ceará. The inactivation of 90% of thermotolerant coliform required less than 1 day, and the total inactivation was achieved in 14 days. The tests with the solar concentrator showed that comparing the concentrations of nitrogen and phosphorus in urine before and after the experiment with 22 mm tube, the system promoted an increase of 18% and 13%, respectively, for nitrogen and phosphorus. Concerning urine application in castor, with respect to the thousand seed weight parameter, there was no significant difference. The chemical fertilizer (T1) responded significantly and reached the highest productivity (p <0.05) at the end of the cycle. The average productivity of castor seed were: 1256.7, 1048.5, 671.8, 477.8 and 1081.2 kg ha-1, respectively for T1 (NPKS); T2 (urine + lime); T3 (urine); T4 (0.5 urine) and T5 (1.5 urine). The seed-oil concentrations showed no significant effect (p>0.05). Regarding physical and chemical soil attributes, it was not possible to observe significant differences before and after castor bean plantation. However, the results indicated that the higher the dose of urine applied, the greater the soil electrical conductivity, suggesting a possible salinity from high application rates of urine. Regarding maize, there was no statistical difference (p> 0.05) for diameter and length of the ear comparing chemical fertilizer (T2) and urine (T3, T4 e T5). Otherwise, these treatments generated significant effects (p<0.05) compared to T1, organic fertilizer (manure tanned). The average productivity of husked ears were equal to 5068.8, 7937.5, 8831.3, 7393.8 and 10006.3 kg ha-1, respectively, for T1, T2, T3, T4 and T5, representing a significant effect between urine applied at the rate of 1.5 or 1 and urine at the rate of 0.5 or chemical fertilizer. However, with results already expected, T1 (organic fertilizer) achieved the lowest yield, differing from the other treatments. Thus, the weight of spikes varied according to the type of fertilizer (chemical or urine) and also to the volume of urine applied.
Descrição: BOTTO, M. P. Utilização da urina humana como biofertilizante para produção de alimentos e energia: Caracterização, uso na agricultura e recuperação de nutrientes. 2013. 270 f. Tese (Doutorado em Engenharia Civil: Saneamento Ambiental) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2013.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/5158
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