Um estudo de dois anos realizado na Austrália demonstra que zonas úmidas flutuantes construídas podem reduzir significativamente as emissões de gases de efeito estufa provenientes de lagoas de tratamento de águas residuais, com resultados visíveis em poucos meses.
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O tratamento de águas residuais é responsável por cerca de 1,6% das emissões globais antropogênicas de gases de efeito estufa , o equivalente a cerca de 0,77 gigatoneladas de CO2 por ano, segundo estimativas do Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (IPCC). Desse total, o setor responde por entre 7% e 10% das emissões globais de metano (CH4) e óxido nitroso (N2O), dois gases com um potencial de aquecimento global muito maior do que o dióxido de carbono (CO2). Grande parte dessas emissões provém de lagoas de retenção, sistemas abertos onde a água tratada é armazenada por longos períodos antes de ser reutilizada ou descartada, e onde as condições anaeróbicas favorecem a produção de gás.
Uma equipe de pesquisadores da RMIT University, da Deakin University e da Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation (CSIRO), na Austrália, passou dois anos avaliando a capacidade de zonas úmidas flutuantes construídas para reduzir essas emissões em condições reais de operação . O estudo, publicado no Journal of Environmental Management , foi realizado na lagoa de retenção de efluentes da estação de tratamento de água de Westernport, na Ilha Phillip, no estado de Victoria.
Para avaliar o efeito real dos pântanos flutuantes, os pesquisadores dividiram a lagoa, que cobre 4.500 metros quadrados e pode armazenar até 14 milhões de litros, em dois canais usando cortinas defletoras. Um dos canais incluía um pântano flutuante construído, cobrindo 331 metros quadrados, cerca de 7,4% da superfície da lagoa, composto por 60 módulos plantados com espécies aquáticas nativas, como Baumea articulata e Phragmites australis. Após o fracasso parcial da primeira espécie, grande parte dela foi substituída no segundo ano por Bolboschoenus caldwellii. O outro canal permaneceu sem pântano e serviu como controle. Uma caixa divisora garantiu que ambos os canais recebessem volumes semelhantes de água.
Entre abril de 2023 e abril de 2025, a equipe monitorou continuamente os fluxos de CO2, CH4 e N2O usando sensores flutuantes instalados na entrada e na saída de cada canal, e coletou amostras de água mensalmente para analisar nitrogênio total, nitrato, fósforo, oxigênio dissolvido, pH e temperatura.
Reduções significativas de emissões
Os resultados mostram que as emissões de gases de efeito estufa, expressas em equivalente de CO2, foram entre 22% e 31% menores no canal com a zona úmida flutuante em comparação com o canal de controle. A redução foi impulsionada principalmente pelo metano, com quedas entre 32% e 66%, dependendo do ponto de amostragem e do período considerado, seguido pelo CO2, com reduções entre 24% e 36%, e pelo óxido nitroso, com redução de 18%.
Uma descoberta notável do estudo é que a redução das emissões tornou-se evidente entre quatro e sete meses após a instalação da zona úmida, bem antes de qualquer alteração significativa nos níveis de nutrientes, que só se tornaram detectáveis após doze meses. Especificamente, o nitrogênio total, medido como nitrogênio Kjeldahl, caiu em média 12% no canal tratado, enquanto as concentrações de nitrato e fósforo não apresentaram diferença apreciável em comparação com o canal de controle.
Os resultados mostram que as emissões de gases de efeito estufa, expressas em equivalente de CO2, foram entre 22% e 31% menores no canal com a zona úmida flutuante em comparação com o canal de controle.
Os autores observam que essa discrepância entre a redução das emissões e a redução dos nutrientes sugere que o principal mecanismo de mitigação provavelmente não é a simples absorção de nutrientes pelas plantas, mas sim uma combinação de fatores: consumo de gases por microrganismos e algas dentro dos biofilmes associados às raízes, redução das trocas gasosas com a atmosfera devido à menor turbulência superficial causada pela cobertura parcial da área úmida e, a longo prazo, redução da disponibilidade de matéria orgânica para a respiração microbiana.
O estudo também identificou um efeito colateral relacionado à manutenção da área úmida. A cada colheita da vegetação, em novembro de 2023, setembro de 2024 e março de 2025, foram registrados aumentos breves e de curta duração nas emissões de metano, atingindo valores entre 3,3 e 12,5 vezes maiores do que os medidos no canal de controle. Esses picos, atribuídos à perturbação física da rede radicular e à interrupção temporária do transporte de oxigênio para a rizosfera, diminuíram em um mês. Quando esses episódios isolados foram excluídos da análise, a redução nas emissões equivalentes de CO2 atribuíveis à área úmida aumentou para 31%, em comparação com 22% quando foram incluídos.
Custos de instalação e manutenção
Os pesquisadores também documentaram os custos associados à instalação, monitoramento e manutenção do sistema ao longo dos dois anos do estudo, que totalizaram AU$ 360.016, cerca de US$ 234.000. Aproximadamente 75% desse gasto foi investimento de capital, abrangendo o projeto, a fabricação e a instalação da área úmida, bem como os equipamentos utilizados para medir os fluxos de gases e a qualidade da água. Os 25% restantes corresponderam a custos operacionais, principalmente mão de obra para manutenção, colheita de vegetação e análise de dados. Em termos relativos, o investimento equivaleu a AU$ 873 por metro quadrado de área úmida, e os custos operacionais a AU$ 107 por metro quadrado por ano.
Os próprios autores reconhecem diversas limitações do estudo. Trata-se de uma avaliação realizada em uma única lagoa, com uma configuração específica de zona úmida e uma mistura particular de espécies vegetais, de modo que a escala das reduções observadas pode variar em outros locais com diferentes tempos de retenção hidráulica, climas ou níveis de cobertura. Além disso, o delineamento experimental não permitiu o cálculo direto do custo por tonelada de CO2 equivalente mitigada na escala de toda a lagoa, nem uma investigação detalhada dos processos microbianos específicos responsáveis pelas reduções de emissões. Os pesquisadores sugerem que trabalhos futuros combinem medições de emissões em toda a lagoa com modelos econômicos que capturem melhor a relação custo-benefício desses sistemas.
Ainda assim, a equipe conclui que os pântanos flutuantes construídos representam uma solução baseada na natureza com potencial para contribuir com as metas de redução de emissões do setor hídrico, além de benefícios adicionais, como ajudar a mitigar contaminantes, incluindo substâncias per e polifluoroalquiladas (PFAS), metais pesados e produtos farmacêuticos, e criar habitat para a vida selvagem nativa.
Fonte: Smart Water Magazine
