A noção de efluente e a sua gestão são conceitos muito recentes na fileira vitivinícola. Durante muitos anos esta fileira dava ênfase sobretudo aos aspectos enológicos e higiénicos das adegas, sem dúvida factores indispensáveis à qualidade dos vinhos. Recentemente, com o aumento das preocupações ambientais e a introdução do princípio do poluidor-pagador, progressivamente o tratamento dos efluentes passou a integrar a concepção e o projecto das adegas (Muller, 1998b e Jourjon et al., 2001). Estima-se que em Portugal sejam produzidos EVs com uma carga poluente equivalente à gerada por 2 milhões de habitantes (Morais e Oliveira, 1994).
O impacto negativo dos EVs sente-se quer ao nível da poluição dos cursos de água na proximidade das adegas pela falta generalizada de Estações de Tratamento de Águas Residuais (ETARs) individuais adequadas, quer provocando mau funcionamento das ETARs municipais vocacionadas sobretudo para o tratamento de efluentes domésticos, muito menos poluentes e de composição muito diferente dos efluentes vinícolas (Jourjon et al., 2001).
A transformação de uvas em vinho pode ser comparada a um fluxo de materiais (Tabela 1.3). A utilização de produtos de limpeza das instalações e dos equipamentos vinícolas (desinfectantes, desencrustantes químicos, etc.) e de produtos enológicos (SO2,
terras de filtração, colas, etc.) é necessária para se trabalhar em boas condições de higiene e para produzir um vinho de qualidade. Por esta razão, o processo de vinificação está na origem do vinho (a sua principal finalidade) mas também de um elevado número de subprodutos sólidos e efluentes líquidos que deverão ser convenientemente geridos.
Tabela 1.3- Fluxo de materiais numa adega
Adega
Entradas Saídas
Uvas Água Vinho Produtos enológicos (ácido tartárico, celulose,
gelatina, caseína, albumina, leveduras,…)
Efluentes
Águas “limpas” (de arrefecimento)
Produtos de limpeza e desinfecção Subprodutos (bagaço, engaço, borras,…)
Terras filtração (bentonite, gel de sílica,…) Efluentes e resíduos de destartarização
Gases (sulfuroso, Azoto, CO2) Resíduos de filtração
Garrafas, rolhas, rótulos,
embalagens cartão e plástico, etc. Resíduos de embalagem
Fonte: Adaptado de Mata-Alvarez e Palau (1998); Rochard et al., (1998 e 2001); ADEME/ITV, (2000); Jourjon et al., (2001) e Castaldi, (2001)
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orgânicos e polifenóis, e em menor grau por detergentes e desinfectantes (Badie, 1998 e Desenne et al., 2003). Entendem-se por subprodutos vinícolas os bagaços e engaços, as borras e fundos de cuba e os resíduos de filtração e destartarização que, sempre que possível, devem ter um tratamento diferenciado dos EVs, quer através da recuperação dos taninos e do ácido tartárico, quer através da gestão como resíduos sólidos. Na Tabela 1.4 apresentam-se os principais resíduos produzidos durante a vinificação.
Tabela 1.4- Resíduos produzidos durante as operações de vinificação
EVs Resíduos sólidos Subprodutos vinificação
Águas de lavagem de: Embalagens Engaço (pedúnculos de cacho)
Equipamento enológico Cubas e contentores Pavimento e paredes Paletes Cartão Filme plástico
Bagaço (cascas e grainhas de uva) Borras
Águas de arrefecimento Vidro partido Resíduos de filtração e centrifugação
(terras e borras) Fonte: Airoldi et al. (2004)
Airoldi et al. (2004) estimam que uma adega produza cerca de 1,3 a 1,5 kg de resíduos por cada litro de vinho produzido, sendo 75% de EVs, 25% de subprodutos de vinificação (em média 0,32 kg L-1 de vinho) e 1% de resíduos sólidos.
A vinificação moderna é um processo complexo formado por diversas etapas desde a recepção das uvas até ao engarrafamento, sendo que a sua produção de efluentes está fortemente dependente de múltiplos factores, nomeadamente do pessoal, da tecnologia utilizada e tipo de vinho produzido entre outros (Katsiri e Dalou, 1994 e Desenne et al., 2003). Embora cada vinicultor realiza a sua vinificação de modo próprio, no entanto as operações básicas unitárias utilizadas são comuns à grande maioria das adegas modernas. Não obstante, cada vinicultor tende a “personalizar” a tecnologia, o que contribui para a especificidade do seu produto. Os diagramas tecnológicos de obtenção do vinho tinto e branco, com indicação dos processos onde são gerados os efluentes e resíduos apresentam-se nas Figuras 1.1 e 1.2 respectivamente.
Figura 1.1- Diagrama tecnológico de obtenção do vinho tinto e geração de efluentes e resíduos Efluentes Vinícolas Recepção da vindima Engaço Esmagamento/desengace Desinfecção e correcções Fermentação alcoólica/maceração 1ª Trasfega Borras Engarrafamento Fermentação maloláctica 2ª Trasfega
Terras de filtração Tratamentos de estabi-
lização e acabamento 3ª Trasfega Aplicação de leveduras e enzimas (opcional) Aproveitamento de subprodutos Remontagens
Vinho mosto Bagaço esgotado
Prensagem Bagaço
prensado Vinho mosto
de prensa
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Figura 1.2- Diagrama tecnológico de obtenção do vinho branco e geração de efluentes e resíduos
Bagaço prensado Recepção da vindima Efluentes Vinícolas Esmagamento Defecação Fermentação alcoólica Mosto Esgotamento 1ª Trasfega Borras Engarrafamento Fermentação maloláctica (opcional) 2ª Trasfega Terras de filtração Tratamentos de estabi- lização e acabamento 3ª Trasfega Aplicação de leveduras e enzimas (opcional) Prensagem Aproveitamento de subprodutos Expedição
a) Recepção das uvas
Na adega a uva poderá ser recepcionada em contentores de grande dimensão (cerca de 1t) ou em caixas de 20-30 kg, sendo despejada no tegão de recepção ou directamente no esmagador-desengaçador (Peynaud, 1981). Em geral, no Douro as uvas são recebidas desde a segunda quinzena de Setembro até ao fim da primeira de Outubro.
O modo como a uva chega à adega pode ser diverso, contudo deverão ser tidos em consideração alguns cuidados. Embora as uvas tintas sejam menos sensíveis aos fenómenos de maceração e oxidação, deverá ser evitado a contaminação microbiana que pode ocorrer se as uvas estiverem parcialmente esmagadas e a temperatura elevada. Assim o princípio base deve ser a chegada à adega das uvas inteiras e a temperatura não muito elevada procedendo- se ao seu posterior esmagamento e sulfitação.
b) Esmagamento/Desengace
O esmagamento provoca a ruptura da película e a extracção do mosto sem no entanto originar esmagamento da grainha ou, eventualmente laminagem da película. O esmagamento pode ser parcial (por exemplo pisa a pés) ou total, passando por todos os estados intermédios. Esta operação visa a libertação do mosto, provocar um ligeiro arejamento, colocar as leveduras em contacto com o mosto e facilitar a manipulação das massas.
O desengace consiste na retirada da parte herbácea do cacho, operação utilizada na generalidade das tecnologias de vinificação em maior ou menor intensidade (desengace total ou parcial). Mesmo nas adegas tradicionais, nalgumas situações já é introduzido dum modo parcial (Peynaud, 1981). O engaço resultante deve ser tratado como resíduo sólido, podendo ser utilizado por exemplo em co-compostagem no fabrico de correctivos orgânicos. Esta técnica tem algumas vantagens como sejam a diminuição do volume das massas (influência no volume das cubas e prensas), composição do mosto mais favorável à vinificação, ligeiro aumento de acidez e grau alcoólico, diminuição da taxa de taninos herbáceos, aumento da intensidade corante e diminuição de aromas grosseiros e herbáceos.
O rendimento destas operações combinadas (taxa de vinificação) é de cerca de 0,75 a 0,8 L vinho kg-1 uvas recebidas. (Duarte et al., 1998; Vlyssides et al., 2004).
c) Defecação/Desinfecção e correcções
Em alguns tipos de vinho, após o esmagamento ou durante a decantação que se segue à fermentação, adicionam-se produtos correctores do pH e/ou da acidez, desinfectantes
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que, ao sedimentarem, arrastam as partículas responsáveis pela turvação, clarificando os vinhos (“colagem” dos vinhos).
No caso dos vinhos brancos, antes da fermentação procede-se à clarificação do mosto, por acção combinada da baixa temperatura e da gravidade, separando por decantação os detritos vegetais e outras impurezas susceptíveis de transmitir sabores desagradáveis (defecação).
d) Fermentação alcoólica/Remontagem/ Maceração
Com a colocação do mosto desinfectado e corrigido nas cubas de fermentação (até cerca de 80% do volume destas) e após adição facultativa de leveduras e/ou enzimas, inicia-se a fermentação alcoólica propriamente dita, com duração muito variável podendo ir até 15 dias ou mais (Viaud et al., 1998a).
A maceração é normalmente realizada apenas nos vinhos tintos, e consiste na promoção do contacto das películas com o mosto em fermentação. É responsável pelas características visuais, gustativas e olfactivas que diferenciam os vinhos brancos dos tintos, tais como compostos fenólicos (antocianas e taninos) responsáveis pela cor e estrutura, compostos aromáticos, substâncias azotadas, polissacarídeos, matérias minerais, etc.
As remontagens são utilizadas principalmente nos vinhos tintos, e consistem na homogeneização da cuba e no mergulho da manta. Visam facilitar a maceração pois favorecem o contacto do mosto com as películas para extracção de cor e aromas, a homogeneização da cuba (massas, temperatura e leveduras) e o humedecimento da manta. Nos vinhos brancos normalmente fermenta-se apenas o mosto clarificado e sem películas.
e) 1ª Trasfega/Decantação/Prensagem
Após a fermentação segue-se a trasfega do mosto fermentado das cubas de fermentação para as cubas de decantação e a prensagem das massas. Existem vários processos de manipular as massas e que dependem do tipo de adega ou tecnologia de vinificação utilizada (Peynaud, 1981). Segue-se a decantação do mosto fermentado, originando borras constituídas por resíduos de uva, leveduras, bactérias e substâncias estranhas que interessa afastar do vinho. A prensagem é uma fase que tem por objectivo extrair o mosto residual pela pressão exercida sobre as uvas esmagadas, originando o enxugamento do bagaço.
As borras decantadas, que podem representar até 20 % do volume da cuba e o bagaço prensado devem ser enviados para uma central de recuperação de subprodutos do vinho (tartaratos, álcool,...).
f) Fermentação maloláctica
É um fenómeno relativamente simples mas de grande importância prática, já que “amacia” os vinhos. A fermentação maloláctica é facultativa e pouco frequente nos vinhos brancos. Já no caso dos vinhos tintos ela é fomentada, sendo um importante factor de qualidade, assumindo um papel de regularização inter-anual dessa mesma qualidade, pois origina uma diminuição da acidez, tanto maior quanto mais rica é a uva em ácido málico.
g) Tratamento de estabilização e acabamento
Antes do engarrafamento, os vinhos podem sofrer uma ou mais operações afim de estabilizarem e se efectuarem algumas correcções finais. Normalmente procede-se a um acerto do SO2 e do pH. Posteriormente, e consoante o produtor e as necessidades os vinhos
podem ser submetidos a uma colagem e/ou refrigerados a fim de se provocar a precipitação de tartaratos residuais, e posteriormente filtrados ou submetidos a centrifugação, visando uma clarificação final e simultaneamente evitar a formação de depósitos no interior da garrafa. Estas operações geram EVs na lavagem dos equipamentos e através de perdas de vinho e originam borras (centrifugação) ou terras de filtração (no caso da filtração com terras diatomácias) extremamente poluentes.
h) 2ª e 3ª Trasfegas
Após a fermentação maloláctica (nos casos em que existe), realiza-se normalmente a 2ª trasfega (em Janeiro/Fevereiro). A 3ª trasfega ocorre após os tratamentos de estabilização e homogeneização, imediatamente antes do engarrafamento. Ambas as trasfegas visam passar o vinho a “limpo” ou seja, afastá-lo do contacto com as borras originadas quer pela fermentação maloláctica quer pelos tratamentos de estabilização e acabamento.
A recepção das uvas, esmagamento e desengace geram EVs na lavagem dos contentores de uvas, caixas, tegões de recepção e pavimento e nas eventuais perdas de uvas ou mosto.
As operações de prensagem, defecação, fermentação alcoólica, remontagens, maceração, 1ª, 2ª e 3ª trasfegas, fermentação maloláctica e decantações geram EVs na lavagem dos equipamentos e através de perdas de vinho, originando borras (fundos de cuba) extremamente poluentes, sendo a 2ª trasfega a responsável pelo maior volume de borras
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produzido ao longo do processo de vinificação, (e portanto maior carga poluente). O volume de borras nesta fase pode atingir 20% da capacidade das cubas.