Tecnologia de irrigação da Embrapa coleta, trata e reutiliza solução nutritiva drenada em cultivos sem solo com economia de insumos e benefícios ambientais
Um sistema inovador desenvolvido pela Embrapa Agroindústria Tropical permite tratar e reutilizar de forma segura a solução nutritiva recolhida na irrigação de hortaliças cultivadas em substratos, sem solo. A tecnologia aumenta em 61% a eficiência de uso da água na produção e reduz em 29% o consumo de fertilizantes na irrigação, gerando economia para o produtor e benefícios para o meio ambiente.
O sistema baseia-se no uso de filtros de areia e equipamento de esterilização ultravioleta (UV) para tratar a solução nutritiva drenada dos vasos de cultivo. Validado em plantação comercial de tomate cereja na Serra da Ibiapaba (CE), o processo demonstrou resultados expressivos tanto em eficiência operacional quanto em sustentabilidade.
Solução para desperdício de água e nutrientes
O pesquisador Fábio Miranda, responsável pelos estudos, explica que o cultivo irrigado em substrato proporciona melhor desempenho produtivo nas culturas em relação ao cultivo no solo. Entretanto, essa estratégia de produção requer a aplicação diária de um volume de água ou solução nutritiva maior do que a necessidade hídrica das plantas, para lavar os sais e manter a salinidade no interior dos vasos de cultivo nos limites tolerados pela cultura.
“As perdas de água e de nutrientes nessa forma de cultivo podem chegar a 30%, dependendo da salinidade da água utilizada na irrigação. O aproveitamento da solução drenada dos vasos possibilita o uso mais racional de fertilizantes, diminui o processo de salinização do solo, evita o descarte inadequado de efluentes com substâncias potencialmente poluentes e reduz o uso de águas subterrâneas e de superfície na irrigação”, destaca Miranda.
Apesar das vantagens econômicas e ambientais, esse tipo de sistema ainda é pouco utilizado no Brasil e em outros países devido às dificuldades de manejo, especialmente relacionadas à disseminação de patógenos causadores de doenças e ao aumento da salinidade da solução.
Tratamento garante reutilização segura
O pesquisador da Embrapa esclarece os desafios superados pela nova tecnologia no aproveitamento da solução nutritiva em cultivos irrigados.
“O aproveitamento da solução recolhida de uma planta doente pode contaminar todo o cultivo. Para evitar esse problema, no sistema de reuso, incorporamos processos de tratamento do líquido recolhido, que garantem a reutilização com segurança para a cultura e menor custo no processo produtivo, em função da redução de gastos com fertilizantes, além de ganhos ambientais.”
As pesquisas para desenvolvimento do sistema foram realizadas por meio do projeto “Otimização do uso da água e de fertilizantes no cultivo protegido sem solo de tomate cereja na Serra da Ibiapaba”, desenvolvido pela Embrapa Agroindústria Tropical, em parceria com a empresa Estufa Timbaúba. Os resultados estão reunidos na publicação “Sistema de cultivo protegido do tomate em substrato com reuso da solução nutritiva”.
Resultados comprovados na cultura do tomate
Para validar o sistema, foram avaliados plantios comerciais de tomate tipo grape em substrato de fibra de coco, implantados em uma estufa com 2.500 metros quadrados, em Guaraciaba do Norte (CE). A pesquisa comparou o consumo de água e fertilizantes em dois cultivos com 1.000 plantas cada, com o sistema de reuso e sem o reuso.
Na cultura do tomate, uma planta adulta recebe 2,4 litros de água por dia, às vezes até mais, dependendo das condições climáticas, e cerca de 20% a 30% se perdem por lixiviação. Os resultados mostraram que o consumo de água efetivamente utilizada na irrigação, no sistema com reuso, foi 25% mais baixo que sem o reuso da solução. A eficiência no uso da água (EUA) na irrigação das plantas foi de 18,6 quilos de tomate por metro cúbico, 61% maior que no cultivo sem reuso (11,5 quilos por metro cúbico de água).
Já a quantidade de fertilizantes utilizada reduziu 29%, em relação ao sistema sem reuso. Esse resultado corresponde a uma economia de 900 quilos do produto em apenas um ciclo produtivo de 180 dias e redução de 24% nos custos desse insumo, no sistema com reutilização da solução nutritiva na irrigação.
Viabilidade econômica e baixo custo
A análise de custos mostrou que, embora o investimento inicial no sistema com reuso seja maior, seu custo operacional é menor que do sistema sem reuso, devido à economia com fertilizantes e energia elétrica na irrigação. Os filtros de areia foram desenvolvidos com materiais de baixo custo e o esterilizador UV tem preço acessível no mercado.
Fábio Miranda reforça a acessibilidade da tecnologia ao explicar suas características técnicas e econômicas.
“Além disso, os custos com implantação são compensados ao longo do ciclo de produção, pela redução de despesas com esses insumos e, com o tempo, essa economia passa a constituir receita, aumentando a rentabilidade na cultura. Adaptamos o filtro de areia com materiais econômicos e agregamos um equipamento de esterilização também com preço acessível, para viabilizar um sistema de baixo custo.”
Como funciona o sistema de reuso
A tecnologia é composta por filtros com leito de areia fina, de filtragem lenta, instalados em paralelo, seguidos de um esterilizador ultravioleta (UV) e reservatórios para o armazenamento da solução recolhida dos vasos de cultivo e da solução tratada. A solução nutritiva é coletada por meio de calhas de polipropileno (plástico leve e resistente), posicionadas debaixo dos vasos de cultivo, que levam o produto para um tanque reservatório.
Os filtros são construídos com bombonas de plástico de 200 litros, tubos de PVC para passagem da água, uma camada de brita no fundo, areia como elemento filtrante, medidor de vazão e válvula de controle para regular a velocidade do fluxo de água. No processo de filtragem lenta a solução deve passar pelos filtros com baixa vazão (100 a 250 litros por hora, por metro quadrado de área filtrante). Cada filtro do sistema tem capacidade para filtrar até 125 litros de solução nutritiva por hora.
Após a filtragem, a solução passa por tratamento de esterilização com raios ultravioletas (UV), para eliminação de possíveis micro-organismos transmissores de doenças para as plantas, e vai para outro reservatório. Tratada, ela é utilizada na formulação de uma nova solução nutritiva, com as quantidades de nutrientes adequadas à necessidade das plantas, que será utilizada na fertirrigação da cultura.
Eficiência comprovada em laboratório
O pesquisador Marlon Valentim, responsável pelas análises no Laboratório de Fitopatologia da Embrapa Agroindústria Tropical, conduziu testes para garantir a qualidade necessária para reuso da solução nutritiva drenada. O processo de desinfestação com filtro de areia e equipamento ultravioleta foi testado com uma solução contendo esporos do fungo Fusarium, de ocorrência em culturas como tomate e pimentão.
Valentim destaca a importância dos testes microbiológicos realizados antes e após a passagem da solução pelo tratamento, que atestaram a ausência de micro-organismos patógenos no produto.
“Verificamos que a filtragem lenta em areia é uma alternativa eficiente na desinfestação da solução nutritiva, com ou sem radiação ultravioleta (UV), especialmente na eliminação de esporos de Fusarium. A técnica pode ser promissora no tratamento dessa solução para diferentes culturas hidropônicas sensíveis a outros microrganismos causadores de doenças. O sistema de reuso é vantajoso para o produtor, mas é importante que, na sua adoção, ele leve em consideração a possibilidade de presença de patógenos na solução nutritiva coletada e tome a decisão de realizar o tratamento adequado para não ter a sua produção comprometida.”
Impacto ambiental e destinação sustentável
A Serra de Ibiapaba é um importante polo de produção de hortaliças do Ceará e quase toda a água utilizada na irrigação das culturas é proveniente de aquíferos subterrâneos e captada de poços. A retirada desse recurso natural do subsolo implica gastos, especialmente com energia elétrica, e redução dos níveis dos aquíferos.
O pesquisador Marlos Bezerra, que acompanha os testes com o sistema de reuso em folhosas, avalia os benefícios ambientais da tecnologia.
“Com o sistema de reuso o produtor evita desperdícios de água e nutrientes e pode diminuir a dependência de recursos hídricos do subsolo. Além disso, possibilita uma destinação sustentável para um produto que em cultivos convencionais seria descartado no meio ambiente. A eliminação ou redução do descarte desse líquido no solo, por meio da reutilização na própria cultura, tem impactos ambientais expressivos por reduzir riscos de contaminação de águas subterrâneas e mananciais como rios e lagos.”
Validado para a Serra da Ibiapaba, o sistema de reuso pode ser adaptado para outras localidades do Ceará e outros estados como alternativa para otimizar o uso de recursos hídricos e de nutrientes, além de aumentar a eficiência desses insumos.
Integração com captação de água de chuva
O uso de água de chuvas misturada com a solução coletada dos vasos das plantas aumenta ainda mais as vantagens do sistema de reuso, por possibilitar a formulação de uma nova solução nutritiva com água de alta qualidade (baixíssima salinidade) e reduzir a necessidade do uso de águas subterrâneas e de superfície na irrigação.
De acordo com os estudos realizados na Serra da Ibiapaba, o volume de água de chuvas recolhido da cobertura de uma estufa com área de 2.500 metros quadrados, utilizado em conjunto com a solução nutritiva reaproveitada, foi suficiente para atender a demanda total de água na irrigação das plantas de tomateiro, nessa estufa, em dois ciclos de cultivo, ao longo de um ano.
Marlos Bezerra reforça os benefícios da integração entre o sistema de reuso e a captação de água da chuva para a região.
“Como o cultivo protegido de hortaliças já é disseminado na região da Ibiapaba, os produtores podem integrar essa produção ao sistema de reuso da solução nutritiva, com a captação de água da chuva. Essa estratégia é muito vantajosa tanto do ponto de vista econômico, por reduzir custos na atividade produtiva, como em termos ecológicos, por proteger o meio ambiente.”
Vitrine tecnológica e expansão comercial
Desde março de 2025, o sistema de reuso de solução nutritiva drenada é utilizado também no cultivo hidropônico de folhosas (alface, rúcula, cebolinha e coentro) em substrato de areia, em ambiente protegido por estufas. A adoção é viabilizada por meio de parceria com a Empresa Forteagro, localizada em Guaraciaba do Norte (CE), que instalou uma vitrine tecnológica na sua área comercial, para a produção comercial de hortaliças e demonstração da tecnologia para diferentes públicos.
Gutenberg Pinto, proprietário da Forteagro, destaca os objetivos da parceria com a Embrapa e o potencial de disseminação da tecnologia.
“Queremos expandir o cultivo protegido de hortaliças para toda a região de Ibiapaba, agregando o conceito de sustentabilidade. Podemos alcançar diferentes objetivos, desde a disseminação das tecnologias e uso da vitrine como espaço para aprendizagem de produtores e técnicos, até a comercialização do sistema de irrigação e todos os componentes e insumos necessários para a produção sustentável de hortaliças.”
A tecnologia está pronta para transferência e representa uma alternativa viável para aumentar a eficiência produtiva e promover a sustentabilidade na produção de hortaliças em diferentes regiões do país.
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