Arquivo da categoria: A Ciência do Leitor

As regras da Biologia

Não sendo uma panaceia, as regras de Serengeti, segundo Sean B. Carroll, são um pilar fundamental da Biologia do futuro. 

A complexidade atrai-nos e assusta-nos. Por isso, tende-se sempre a tentar controlar essa mesma complexidade tentando desvendar os padrões que a caracterizam e as leis que a possam reger.

E se a Biologia se tornasse tão previsível como uma fórmula matemática? E será que essa mesma Biologia nos pode ajudar a acabar com a fome no mundo, a inverter o ritmo de degradação dos ecossistemas, das alterações climáticas e da extinção de espécies? Estas são as principais perguntas que o biólogo Sean Carroll tenta responder em The Serengeti Rules: the quest to discover how life works and why it matters.k10661

Nas últimas duas décadas, os cientistas que estudam os sistemas de relações ecológicas predador-presa têm argumentado que quase tudo nessas relações se encerra numa complexa rede de interacções. A base dos seus argumentos tem sido, essencialmente, feita de estudos sobre os caminhos bioquímicos numa célula, nas próprias interacções predador-presa ou até nos efeitos de cascata de genes num fenótipo. Mas quando se fala em redes, como a Sociologia mostra, não basta afirmar que elas existem e caracterizá-las; é preciso também perceber os mecanismos de resiliência que nelas existem.

Carroll vai, por isso, além da analogia das redes, pois acredita firmemente que a Biologia é demasiado complexa para ser explicada em termos de generalizações ou de predições. Este livro de Carroll é basicamente sobre a tão debatida questão da unificação na Biologia, já na senda dos trabalhos de Charles Darwin, James Watson e Francis Crick.

Mais: Carroll encontra um denominador comum em descobertas nas áreas da fisiologia, anatomia, regulação génica e cancro e analisa os trabalhos do Nobel Jacques Monod, Janet Rowley e de ecologistas como Tony Sinclair. O autor argumenta que, em todas as escalas de organização, a Biologia é regulada por axiomas de interacção em redes – desde o número de moléculas no nosso corpo ao número de espécies de animais e plantas dentro e entre ecossistemas. Depois de ter identificado as peças, junta-as novamente para definir regras de regulação – as Serengeti rules – que, segundo ele, são aplicáveis quer para a recuperação de ecossistemas quer para a gestão da biosfera.

O curioso é que uma mesma regra por ter diferentes nomes dependendo do contexto biológico. Por exemplo: a regra da lógica duplamente negativa responsável pelo abrandamento da síntese de um gene, num contexto de um ecossistema, chama-se regulação top-down que ocorre quando a abundância do número de predadores limita o crescimento da população de presas desse predador.

Outro argumento interessante de Carroll é que as regras que regulam as funções do corpo humano podem ser aplicadas em ecossistemas, em termos da conservação e recuperação dos mesmos.

Por último, mas não menos relevante, este livro não deixa de ser uma homenagem à Ecologia e a Charles Elton, que ajudou a definir a ecologia como o estudo das interacções entre espécies numa rede trófica (ou teia alimentar) modelada pelo ambiente.

PHOTOGRAPHY # 24 Vida Num Tronco

 

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A Ciência do Leitor Luís M. Guapo Murta Gomes.

Luís Miguel Guapo Murta Gomes é genealogista, licenciado pré-Bolonha, em Biologia (Ramo Científico-Tecnológico em Biologia Animal Aplicada) pela Faculdade de Ciências da Universidade do Porto e Pós- -Graduado em Ciências da Informação e da Documentação, variante Arquivos, pela Universidade Fernando Pessoa (Porto).

Neste momento é autor de 2 livros:

– Santo Estevam de Fayoens um morgadio flaviense

– A Empresa de Viação Murta

PHOTOGRAPHY # 22 Uvas do Norte Alentejo

 

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A Ciência do Leitor Luís M. Guapo Murta Gomes.

Luís Miguel Guapo Murta Gomes é genealogista, licenciado pré-Bolonha, em Biologia (Ramo Científico-Tecnológico em Biologia Animal Aplicada) pela Faculdade de Ciências da Universidade do Porto e Pós- -Graduado em Ciências da Informação e da Documentação, variante Arquivos, pela Universidade Fernando Pessoa (Porto).

Neste momento é autor de 2 livros:

– Santo Estevam de Fayoens um morgadio flaviense

– A Empresa de Viação Murta

Efeito de Meissner

Olá a todos os que seguem o Scientificus! É um prazer fazer parte da equipa que leva ciência até vocês.

Pensei em várias formas de começar esta minha participação, até que cheguei à conclusão que deveria trazer-vos aquilo de que mais gosto e que mais me espanta na física – o Efeito de Meissner.

Conheci o Efeito de Meissner numa aula de Física Geral do meu segundo ano da faculdade. Até lá não tinha achado grande piada a tudo o que fazia nas aulas de física e achava tudo demasiado teórico. Contudo, tudo fica bastante mais divertido quando passamos à prática –  o Efeito de Meissner foi das primeiras experiências físicas que eu vi e aquela que ainda hoje não me canso de rever.

Este efeito diz respeito à utilização de materiais supercondutores que quando atingem uma temperatura crítica, revelam duas fantásticas características:

  • Diminuição da resistência eléctrica do material para zero;
  • Torna-se um diamagnético perfeito, ou seja, todo o seu fluxo magnético é exteriorizado.

Estas temperaturas são normalmente bastante baixas. Por exemplo, os primeiros supercondutores atingiam a sua temperatura crítica com hélio líquido, cerca de 5,2 K (-268,95 ºC), contudo, é bastante caro, portanto, hoje em dia recorremos mais ao uso de azoto líquido cuja temperatura é de 77,15 K (-196ºC).

O vídeo a seguir mostra a execução de um Efeito de Meissner com azoto líquido.

Parece que a levitação de objetos tem afinal uma explicação!

Enjoy!

Photography # 19 Beleza na aparente Assimetria

Fotografia de Luís M. Guapo Murta Gomes

A Ciência do Leitor Luís M. Guapo Murta Gomes.

Luís Miguel Guapo Murta Gomes é genealogista, licenciado pré-Bolonha, em Biologia (Ramo Científico-Tecnológico em Biologia Animal Aplicada) pela Faculdade de Ciências da Universidade do Porto e Pós- -Graduado em Ciências da Informação e da Documentação, variante Arquivos, pela Universidade Fernando Pessoa (Porto).

Neste momento é autor de 2 livros:

– Santo Estevam de Fayoens um morgadio flaviense

– A Empresa de Viação Murta

Photography # 18 Algures … no Norte Alentejo

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Fotografia de Luís M. Guapo Murta Gomes

A Ciência do Leitor Luís M. Guapo Murta Gomes.

Luís Miguel Guapo Murta Gomes é genealogista, licenciado pré-Bolonha, em Biologia (Ramo Científico-Tecnológico em Biologia Animal Aplicada) pela Faculdade de Ciências da Universidade do Porto e Pós- -Graduado em Ciências da Informação e da Documentação, variante Arquivos, pela Universidade Fernando Pessoa (Porto).

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– A Empresa de Viação Murta

Photography # 17 Buganvílias no Verão Alentejano

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Fotografia de Luís M. Guapo Murta Gomes

A Ciência do Leitor Luís M. Guapo Murta Gomes.

Luís Miguel Guapo Murta Gomes é genealogista, licenciado pré-Bolonha, em Biologia (Ramo Científico-Tecnológico em Biologia Animal Aplicada) pela Faculdade de Ciências da Universidade do Porto e Pós- -Graduado em Ciências da Informação e da Documentação, variante Arquivos, pela Universidade Fernando Pessoa (Porto).

Neste momento é autor de 2 livros:

– Santo Estevam de Fayoens um morgadio flaviense

– A Empresa de Viação Murta

Clima@EduMedia: Educar para a ciência através dos média

Existe um novo projeto que quer levar as alterações climáticas às escolas do nosso país.

Chama-se Clima@EduMedia, é desenvolvido pela Faculdade de Letras da Universidade do Porto, e assume a missão de apoiar a educação nacional na área das mudanças climáticas, através do uso dos média.

O Clima@EduMedia insere-se no programa AdaPT – Adaptando Portugal às Alterações Climáticas e está a desenvolver um conjunto de ações com o objetivo de consciencializar a comunidade educativa – principalmente as cerca de 30 escolas portuguesas que entraram no projeto – para a importância da adoção de medidas de adaptação e de mitigação das alterações climáticas.

Entre março e junho deste ano, a equipa do Clima@EduMedia percorreu 31 escolas de Portugal Continental, para ensinar os alunos a produzirem conteúdos mediáticos sobre mudanças climáticas. A ação envolveu mais de 500 alunos, 80 professores e 55 especialistas em alterações climáticas, que se mostraram disponíveis para colaborar com o trabalho dos estudantes.

Uma outra ação consiste no lançamento do MOOC (Massive Online Open Course) intitulado “As alterações climáticas nos média escolares”, que inicia a 5 de outubro de 2015, na plataforma Miríada X. Trata-se de um curso online, gratuito, aberto a qualquer cidadão que queira inscrever-se e que comporta a vantagem de permitir ao formando a gestão do número de horas que dedica ao estudo.

Este MOOC é sobretudo dirigido aos professores das áreas ciências e aos responsáveis pelos média escolares, mas toda a comunidade educativa é chamada a participar.

Dentro das ações do Clima@EduMedia, existe ainda um concurso dirigido às escolas que participam no projeto, que tem em vista atribuir três prémios monetários às instituições que apresentarem as melhores propostas de medidas de adaptação e de mitigação para as suas escolas.

O Clima@EduMedia está integrado no Programa AdaPT, gerido pela Agência Portuguesa do Ambiente, IP (APA, IP), enquanto gestora do Fundo Português de Carbono (FPC), e é cofinanciado a 85% pelo EEA Grants e a 15% pelo FPC.

Sem dúvida, um projeto a conhecer…

A Ciência do Leitor Diana Seabra

Colaboradora do Projeto Clima@EduMedia

OLIVEIRA, AZEITE E ÁGUAS RESIDUAIS – Parte VI

ÁGUAS RUÇAS

 PROCESSOS DE TRATAMENTO E VALORIZAÇÃO

De acordo com as Directivas para a Conservação do Meio Ambiente para a redução do aspecto contaminante das águas ruças, têm-se desenvolvido estratégias de tratamento e rentabilização.

Todos os processos desenvolvidos, e testados, têm conduzido a maiores ou menores resultados, contribuindo para isso o uso de novos processos tecnológicos que visam reduzir significativamente a produção de águas ruças, durante os processos de extracção.

Apesar de todos os esforços, ainda não foi encontrada uma solução eficaz e economicamente sustentável. Conseguir a redução da CQO – parâmetro muito importante – de valores de [30 000 – 100 000] mg/L, para valores que rondem os 150 mg/L, valor limite de emissão (VLE), de acordo com as normas estabelecidas, é muito difícil de alcançar.

Seguidamente são demonstrados alguns usos e formas de rentabilização das águas ruças.

1. Utilização na Rega de Solos

Para a utilização das águas ruças na rega de solos é necessário atender ao seguinte:

  • As águas devem ser equitativamente distribuídas, de modo a assegurar que não há acumulação excessiva num determinado local, especialmente dos compostos fenólicos;
  • Devem ser utilizadas em solos de pH elevado ou rico em carbonatos e deve atender-se a um escalonamento do seu uso e em períodos não vegetativos. Esse mesmo uso não deverá ser superior a 30 m3ha-1ano-1;
  • Não devem ser aproveitadas no mesmo solo por mais que 2 anos consecutivos e ao pretender realizar-se a sementeira no terreno irrigado, com as águas ruças, deve esperar-se pelo menos 1 (um) mês após a irrigação.

Apesar do seu potencial fitotóxico – anteriormente já mencionado –, as águas ruças fornecem uma fonte rica em potássio, azoto, magnésio e fósforo, além de matéria orgânica que pode tornar melhor o solo em termos produtivos, assegurando a fertilidade dos solos.

As águas ruças não devem ser aproveitadas logo, após a extracção, nos solos pois estes podem ficar com um filme oleoso que poderá inibir os processos microbianos.

Devem ser usadas após cerca de 40 a 50 dias de armazenamento em lagoas, ou então depois se ter procedido à calagem, ou seja, à correcção do pH (da acidez) com cal. De mencionar que o uso de águas ruças em sistemas de regadio, deverá ser realizado entre Março e Novembro e não deverá ultrapassar os 80 m3 ha-1 ano

2. Lagoas de Evaporação e Métodos de Evaporação Forçada

Estas lagoas devem ter cerca de um metro de profundidade e capacidade de armazenamento de [300 – 400] m3 onde as águas ruças aí depositadas, sofrem um processo natural de evaporação. Esta evaporação dependerá das condições climatéricas da região. Durante a evaporação assiste-se a uma série de fenómenos biológicos que provocam a degradação da matéria orgânica, pelos microrganismos presentes, podendo ser aeróbios e/ou anaeróbios.

A construção destes grandes reservatórios deverá assegurar um constante bem-estar físico, químico e biológico do solo onde estão implantadas, de modo a evitar qualquer tipo de derrame.

Deverá remover-se a camada de gordura, que possa eventualmente formar-se e que pode atrapalhar o processo natural de evaporação, devendo ser construídas em áreas isoladas de populações humanas, uma vez que podem gerar maus odores que atraem imensos insectos.

Nos métodos de evaporação forçada, o tempo de evaporação é menor e são requeridas menores áreas de implantação. Num dos métodos, o líquido é aspergido sobre uns painéis que apresentam uma grande área de superfície de modo a rentabilizar o processo de evaporação forçada. Estes painéis estão convenientemente orientados para o Sol e para os ventos dominantes. Este processo é designado de HBS.

Outro método consiste na utilização de uma bomba hidráulica que, flutuando, permanece à superfície da lagoa de evaporação. Esta bomba hidráulica projecta as águas ruças, como se fosse um sistema de rega por aspersão, auxiliada pelos ventos dominantes. Este sistema é designado por Processo Alayco.

No final, o resíduo seco que permanece pode ser aproveitado para fertilizante do solo.

3. Degradação Biológica das Águas Ruças

De todos os métodos e processos de tratamento e rentabilização das águas ruças, os processos biológicos revelam-se da maior importância. Estes processos biológicos servem para a depuração orgânica das águas residuais e desenvolvem o seu esquema de acção através do uso e potencialidades de microrganismos. Os principais microrganismos que intervêm nos processos de tratamento, que ocorrem nas estações de tratamento biológico, são bactérias, fungos, algas e protozoários.

No seio das águas residuais, e resultante da sua composição química, surgem os microrganismos que se vão desenvolvendo e que vão degradando as águas ruças, tornando-as distintas. Esses microrganismos são capazes de suportar as condições de elevada toxicidade, pressão osmótica, elevadas temperaturas e são capazes de degradar os compostos fenólicos, grandes responsáveis pela toxicidade das águas residuais.

Leveduras como as Torulopsis utilis, Candida utilis e Saccharomyces cerevisiae, desenvolvem-se nas águas ruças e conseguem assimilar os açúcares redutores e não redutores por via fermentativa. Desta forma obtém-se uma biomassa rica em proteínas insolúveis.

O uso de outros fungos nos processos depurativos, que venham substituir as leveduras, torna a degradação das águas residuais mais abrangentes pois conseguem degradar uma maior quantidade de componentes orgânicos. Fungos como o Aspergillus niger, Aspergillus terreus e Geotrichum candidum conseguem produzir uma biomassa com 30% de proteínas de elevada digestibilidade.

Verifica-se que a coloração escura das águas ruças – que é provocada pela presença dos componentes fenólicos – é atenuada em cerca de 74%, assistindo-se a uma conversão em cerca de 80% da CQO, em determinadas condições, pelo uso de Phanerochaete chrysosporium. Tratamentos com Aspergillus niger reduzem a CQO em 61% e os compostos fenólicos em 58%.

Uma característica interessante dos fungos (que são microrganismos não fotossintéticos, heterotróficos e de uma forma geral, multicelulares) é necessitarem de pouco azoto, tornando-os extremamente importantes nos processos de tratamento das águas residuais. Destacam-se os géneros anteriormente referidos, podendo ainda acrescentar-se o Leptomicetus.

Relativamente à degradação das águas residuais, podemos salientar a acção das bactérias. As bactérias são microrganismos que, geralmente, se reproduzem por divisão binária, com cerca de [0,5 a 15] μm de tamanho, de morfologia diversa e que em geral são heterotróficas. Podem ser aeróbias e anaeróbias. Nos processos de tratamento das águas ruças que ocorrem sob condições aeróbias, pode-se destacar a presença dos géneros Lactobacillus, Pseudomonas, Flavobacterium, Sphaerotilus e Thiothrix. Em processos de tratamento anaeróbio surgem os géneros Streptococcus, Acetovibrio, Clostridium, Methanosarcina ou Methanobacterium.

A temperatura é um requisito específico para o desenvolvimento das bactérias e, tal como o pH, é um factor muito importante no crescimento das culturas bacterianas. De uma forma geral não suportam pH superior a 9,5 nem inferior a 4, sendo que o intervalo óptimo fica situado entre 6,5 e 7,5.

As algas e os protozoários que surgem durante os processos de depuração das águas residuais são microrganismos autotróficos (em que a fonte de carbono disponível é o CO2), fotossintéticos e podem ser unicelulares e pluricelurares; no caso das algas, podemos encontrar algas vermelhas como o género Chrysophyta, algas verdes como as Chlorella ou Euglenophyta e também algas azuis como as Cyanophyta. A presença destas algas conduz, geralmente, a uma tonalidade verde e a maus odores, sendo que apresentam como principal característica, a sua capacidade fotossintética. Na presença de luz, verifica-se o seguinte:

eqauaçãop

CULTIVO DE PLEUROTUS USANDO ÁGUAS RUÇAS

As águas ruças podem servir para o cultivo de espécies de cogumelos como os do género Pleurotus, nomeadamente:

  • P. sajor-caju;
  • P. cornucopiae var. citrinopileatus.

A importância comercial destes dois cogumelos é diminuta, mas demonstra que as águas ruças servem para a produção de cogumelos para a alimentação humana. São precisamente os açúcares e os poliálcoois que servem de fonte de carbono para o crescimento de microrganismos, tornando assim as águas ruças rentáveis.

A produção do género Pleurotus começa a tornar-se rentável do ponto de vista económico, pois possui muitas características comuns ao Agaricus, que é o principal cogumelo produzido em larga escala para consumo humano. Para a produção deste tipo de cogumelos, são usados substratos que possuem diferentes concentrações de águas ruças.

Fig. 1 – Cogumelos do género Agaricus (retirado da internet).
Fig. 1 – Cogumelos do género Agaricus (retirado da internet).

a) Condições de cultivo

Para o cultivo deste tipo de cogumelos, é necessária a preparação de um substrato de palha que é encharcado em água ruça, o qual deve estar a uma temperatura de 25 ± 1º C, favorável ao crescimento da cultura fúngica, e a um pH adequado, normalmente entre 6,5 – 7,0. A humidade relativa deve rondar os 85 ± 5%. Durante esta fase de colonização dos fungos, a cultura não é arejada, nem iluminada; depois desta fase, as culturas são incubadas a uma temperatura de 20 ± 2º C e sujeitas a uma grande intensidade de luz, recorrendo ao uso de lâmpadas fluorescentes.

Tabela 1 – Crescimento fúngico do género Pleurotus em substratos contendo diferentes concentrações de águas ruças (adaptado).

  Concentração de água ruça (%) Colonização do micélio (dias) Crescimento dos primórdios (dias)
Pleurotus cornucopiae var. citrinopileatus 0

25

50

75

100

19

20

24

28

32

22

24

30

39

43

Pleurotus sajor-caju 0

25

50

75

100

21

24

27

32

36

28

35

39

46

53

Dependendo da concentração em água ruça e do pH, também a colonização do substrato vai variar. O que se verifica é que para o Pleurotus cornucopiae var. citrinopileatus numa situação de 0% de água ruça, a colonização micelial do substrato estava completa ao fim de 19 dias e que 3 dias depois, já havia crescimento dos primórdios do fungo. Para o mesmo fungo e para valores de concentração de 25 e 50%, a colonização do micélio é atrasada em cerca de 4 dias. Para valores maiores, a colonização é mais atrasada. O que se pode constatar é que o uso de águas ruças (25 – 50%), não mostra um efeito muito negativo no crescimento destes fungos, pode ser economicamente aceitável e uma alternativa ao cultivo de cogumelos, rentabilizando o uso das águas residuais.

b) Remoção de componentes fenólicos pelo uso de Pleurotus ostreatus

A remoção dos componentes fenólicos das águas ruças, que caracteristicamente dão cor escura às águas e são os principais responsáveis pela fitotoxicidade, pode ser levada a cabo pelo uso de uma espécie de Pleurotus em particular: Pleurotus ostreatus. Este fungo reduz significativamente a presença fenólica das águas ruças e a sua toxicidade, sendo que as águas residuais são esterilizadas para o efeito de actuação do fungo ser eficaz. Note-se que a esterilização das águas ruças deve ser considerado apenas como modelo.

A aplicação deste fungo onde ocorre este refinamento das águas ruças pode ser bastante eficaz, pois torna as águas residuais livres de componentes quimicamente nefastos para a agricultura e ambiente, rentabilizando-as.

Fig. 2 – Pleurotus ostreatus (retirado da internet).
Fig. 2 – Pleurotus ostreatus (retirado da internet).

A Ciência do Leitor Luís M. Guapo Murta Gomes.

Luís Miguel Guapo Murta Gomes é genealogista, licenciado pré-Bolonha, em Biologia (Ramo Científico-Tecnológico em Biologia Animal Aplicada) pela Faculdade de Ciências da Universidade do Porto e Pós- -Graduado em Ciências da Informação e da Documentação, variante Arquivos, pela Universidade Fernando Pessoa (Porto).

Neste momento é autor de 2 livros:

– Santo Estevam de Fayoens um morgadio flaviense

– A Empresa de Viação Murta

OLIVEIRA, AZEITE E ÁGUAS RESIDUAIS – Parte V

OLIVEIRA, AZEITE E ÁGUAS RESIDUAIS – Parte V

 ÁGUAS RESIDUAIS = ÁGUAS RUÇAS

 As águas ruças, são um subproduto da extracção do azeite e a sua composição química não permite a sua libertação directa para o meio ambiente. Constituem o efluente líquido obtido durante o processo de extracção de azeite, por sedimentação ou centrifugação. São não oleosas.

Apresentam um odor bastante semelhante ao azeite, mas podem também apresentar um odor bastante desagradável. Esta diferença de odores reside no facto de:

  • no primeiro caso, corresponde a uma extracção recente da água ruça;
  • no segundo caso, equivale à degradação posterior dessa mesma água ruça, que chega a apresentar um cheiro fétido.

Relativamente ao seu pH, que varia entre 4 e 5, são consideradas bastante ácidas, sendo formadas por uma grande concentração de matéria orgânica que se encontra em suspensão e dissolvida; evidenciam uma coloração escura, do tipo vermelho-acastanhada.

São ainda formadas por:

  • azeite residual, que não foi separado, e por polpa de azeitona;
  • água de vegetação da própria azeitona, portanto a água que faz parte da azeitona;
  • água adicionada ao processo de separação da fase sólida – fase líquida;
  • águas que foram usadas para a lavagem de todo o equipamento e maquinaria;
  • água usada inicialmente no processo de lavagem da azeitona.

Relativamente à problemática da eliminação das águas ruças, pensa-se que grande parte das águas seja lançada para o meio ambiente sem que haja qualquer processo de tratamento prévio. Eliminadas de forma pouco criteriosa para os cursos de água, provocam a destruição ou diminuição dos efectivos da fauna e flora locais. Dada a sua grande carga orgânica, as águas ruças consomem oxigénio na sua degradação, chegando mesmo a anular todo o oxigénio dissolvido.

Estima-se que nos Países Mediterrânicos, os efluentes resultantes do processo de extracção de azeite rondem os 30 milhões de m3/ano e que em Portugal, o volume dessas mesmas águas ruças ronde os [100 000 – 350 000] m3.

COMPOSIÇÃO QUÍMICA DAS ÁGUAS RUÇAS

No que respeita à composição química das águas ruças, esta pode variar. Depende, sobretudo, das condições edafo-climáticas em que a oliveira foi cultivada, ou seja, depende:

  • do tipo de solo;
  • da composição mineralógica desse mesmo solo;
  • das características climatéricas a que toda a árvore e principalmente a azeitona foi sujeita durante a fase de formação e maturação do fruto;
  • da própria apanha da azeitona, a variedade da azeitona, adubos utilizados e do tempo de armazenamento do fruto nos lagares antes de ser processado;
  • das pragas que possam ter ocorrido.

Todos estes factores vão contribuir para uma composição química variável e complexa.

Contudo, o factor mais importante que condiciona a composição química das águas ruças, é a tecnologia usada no processo de extracção do azeite.

Verifica-se que nos processos descontínuos, a quantidade de água de lavagem é muito restrita ou praticamente nula; nos processos contínuos, é usado um pouco mais do que 1 L de água por cada kg de azeitona.

De todos estes factores que contribuem para a composição química das águas ruças, o componente químico que surge em maior proporção é a água, encontrando-se também substâncias orgânicas em suspensão e/ou emulsão e uma pequena quantidade de substâncias inorgânicas.

Tabela 1 – Composição química global das águas ruças (adaptado).

Composição % mássica global (média)
Componentes
% mássica global (média)

Água

 

 

83 – 92

   
 

 

 

Substâncias Orgânicas

 

 

 

7 – 15

Açúcares totais

Substâncias azotadas

Ácidos orgânicos

Polialcoóis

Pectinas, mucilagens e taninos

Polifenóis

Gorduras

2,0 – 8,0

1,2 – 2,4

0,5 – 1,5

1,0 – 1,5

1,0 – 1,5

 

0,3 – 1,4

0,03 – 1,0

 

 

Substâncias

Inorgânicas

 

 

1 – 2

K

Na

N

P

Mg

Outros (S, Cu, Fe, Mn, Zn, Ca)

0,85

0,13

0,20

0,05

0,02

0,55

Daqui se deduz, pelas características apresentadas na Tabela 1, que as águas ruças vão ter diferentes comportamentos, ou seja, apresentarão diferentes propriedades físicas, químicas e biológicas, dependendo da presença dos componentes químicos orgânicos e inorgânicos e da concentração relativa de cada um dos componentes.

O volume de água ruça que se produz durante:

  • processos artesanais de extracção de azeite – extracção por prensagem – varia entre os: [0,5 – 0,8] m3/ ton. de azeitona processada;
  • processos de extracção contínuos, varia entre os [1,3 – 1,4] m3/ ton. de azeitona processada. Neste método, produz-se mais volume de água ruça do que no tradicional, resultando numa maior diluição dos componentes perigosos e assim, menos poluição.

Todavia, a carga orgânica presente é muito elevada em ambos os sistemas de extracção, sendo verificada pela CQO (Carência Química de Oxigénio), que no caso dos processos descontínuos pode atingir os 141 g O2/ L. O que acontece muitas vezes é que, as águas ruças são encaminhadas para cursos de água corrente, a fim de serem dispersadas e eliminadas dos lagares, pondo em risco a fauna e flora desses cursos de água.

Tabela 2 – Alguns parâmetros característicos das águas ruças em Portugal (adaptado).

Parâmetros

Processo descontínuo

(prensagem clássica)

Processo contínuo

pH

CQO (g O2/ L)

Sólidos totais – ST (g/ L)

Sólidos fixos totais – SFT (g/ L)

Sólidos suspensos totais – SST (g/ L)

Gordura (mg/ L)

Fenóis totais (mg/ L)

Azoto total (mg N/ L)

Açúcares redutores (g/ L)

Ácidos voláteis (g/ L)

Taninos e lenhina (g/ L)

4,2 – 5,3

31,3 – 141

22,5 – 172,5

8,0 – 64,3

3,1 – 8,5

40 – 16 650

5,6 – 18,9

315 – 1155

0,4 – 15

0,18 – 1,45

3,1 – 12,2

4,6 – 5,0

67 – 193

45 – 103,7

7,5 – 28,9

5,5 – 58,2

50 – 2980

2,8 – 17,2

413 – 826

0,2 – 14,4

0,03 – 0,70

3,7 – 10,4

Como foi referido anteriormente, as águas ruças apresentam um cheiro desagradável, por vezes fétido, como resultado da degradação oxidativa dos seus compostos orgânicos e como resultado da volatilização de alguns compostos. Esse cheiro característico é o resultado da presença de sulfureto de hidrogénio, resultado da fermentação anaeróbia, e da volatilização dos óleos essenciais.

De todos os componentes químicos presentes nas águas ruças, os compostos fenólicos assumem particular importância, uma vez que são muito resistentes à degradação.

IDENTIFICAÇÃO DE COMPOSTOS FENÓLICOS

A presença de compostos fenólicos nas águas ruças revela-se da maior importância, uma vez que por serem muito resistentes à degradação e possuírem um efeito inibidor, dificultam os processos biológicos de actuação dos microrganismos. Os compostos presentes nas águas ruças têm um efeito de toxicidade para as plantas. Este efeito fitotóxico é uma característica natural das águas ruças, uma vez que as mesmas são um subproduto vegetal. A presença de compostos fenólicos sinaliza a coloração das águas ruças como: escuras.

É durante o processo de extracção de azeite que se formam as duas fases: a líquida e a sólida. Dentro da fase líquida, há ainda a considerar o mosto oleoso – que o mesmo é referir: azeite e água ruça – que deve ser tratado, de modo a que se possa realizar a operação de separação do azeite e das águas ruças que o acompanham.

Os compostos fenólicos presentes nas águas ruças, provêm dos glucósidos fenólicos que existem na polpa e no caroço da azeitona.

Durante o processo de extracção do azeite, assiste-se a uma mudança de cor da pasta de azeitona triturada, que passa de um violeta inicial a um castanho final, devido ao desaparecimento de todas as antocianinas e à formação de um polímero de elevada massa molar.

A composição química das águas ruças, em fenóis, também varia e depende:

  • do estado de maturação da azeitona (quanto mais madura a azeitona estiver, menor a concentração de fenóis);
  • da altura em que se faz a apanha da azeitona;
  • dos métodos usados para a extracção do azeite. Normalmente esta mesma composição química em fenóis varia entre [6000 – 17 500] mg/ L.

Na identificação de compostos fenólicos, são usados métodos químicos como a cromatografia em camada fina e a cromatografia bidimensional. Pela utilização da cromatografia bidimensional, foi possível identificar dezoito compostos fenólicos tais como o ácido p-cumárico, ácido cafeico, ácido protocatéquico, ácido vanílico, tirosol, apigenina, luteolina e quercetina. Mais recentemente, e pela utilização da cromatografia líquida de alta resolução (HPLC), foi possível a quantificação directa dos compostos fenólicos, que foram divididos em quatro grupos de compostos de baixa massa molar.

Tabela 3 – Compostos fenólicos presentes nas águas ruças (adaptado).

Compostos fenólicos

(mg/ L)

 

 

Ácidos cinâmicos e derivados

ácido cafeico

ácido dihidrocafeico

1-cafeil glucose

ácido p-cumárico

ácido ferúlico

ácido di-hidroxicinâmico

 

 

 

 

Ácidos benzóicos e derivados

ácido protocatéquico

aldeído protocatéquico

ácido p-hidroxibenzóico

vanilol

ácido vanílico

p-vanilina

ácido 2,4-di-hidroxibenzóico

ácido verátrico

outros

 

 

Derivados do álcool-β-3,4-dihidróxi-feniletanol

hidroxitirosol

tirosol

4-hidroxi-tirosol m-glucósido

4-hidroxi-tirosol diglucósido

oleuropeína

esculetina

 

 

Flavonóides

apigenina

cianidina

flavona

luteolina

luteolina 7-glucósido

quercetina

  1. a) ÁCIDOS FENÓLICOS

As águas ruças detêm uma grande concentração de diversos componentes orgânicos. Poderia pensar-se que a utilização imediata das águas ruças como fertilizantes seria adequada, mas devido à sua enorme fitotoxicidade, esta mesma utilização torna-se impossível. Um dos principais motivos que não permitem a utilização das águas ruças para fertilização, deve-se à presença de ácidos fenólicos.

Os ácidos fenólicos presentes nas águas ruças vão precisamente dificultar o crescimento das culturas, diminuindo ou mesmo inibindo esse mesmo crescimento. Por isso torna-se premente o seu tratamento ou a sua rentabilização.

De uma maneira geral, os ácidos fenólicos encontram-se ligados a outras substâncias por ligações do tipo éster, não estando na forma livre na polpa da azeitona. Dentro dos ácidos fenólicos, podemos encontrar os ácidos hidroxicinâmicos, tais como os ácidos cafeico, p-cumárico, ferúlico e sinápico, que se encontram na forma O-ésteres (forma não livre) nos quais se inclui o vulgar 1-O-acilglucósido.

Relativamente ao ácido cafeico, este não se encontra livre na polpa da azeitona mas encontra-se presente na água ruça, devido a fenómenos de hidrólise, que têm lugar para a obtenção das próprias águas ruças. Verifica-se também que a lenhina pode ser responsável em grande parte pela presença de ácidos verátrico, vanílico e o siríngico.

A Ciência do Leitor Luís M. Guapo Murta Gomes.

Luís Miguel Guapo Murta Gomes é genealogista, licenciado pré-Bolonha, em Biologia (Ramo Científico-Tecnológico em Biologia Animal Aplicada) pela Faculdade de Ciências da Universidade do Porto e Pós- -Graduado em Ciências da Informação e da Documentação, variante Arquivos, pela Universidade Fernando Pessoa (Porto).

Neste momento é autor de 2 livros:

– Santo Estevam de Fayoens um morgadio flaviense

– A Empresa de Viação Murta