Nos últimos anos, a sociedade tem se preocupado cada vez mais com a qualidade da água de lagos, lagoas, córregos e rios. Ao mesmo tempo, para a redução de custos, municípios e empresas tornaram-se mais interessados em métodos não-químicos no processo de purificação da água de efluentes contaminados.
Países como EUA, Nova Zelândia e Austrália têm investido nas chamadas "ilhas flutuantes", que trazem a água suja de volta ao seu estado puro e reutilizável.
Em um esforço para limpar lagoas de águas pluviais, águas residuais de efluentes e águas de escoamento agrícola antes que essas águas poluídas atinjam os lagos e rios, cientistas de todo o mundo têm estudado como estas "ilhas flutuantes" podem purificar a água. Trabalhando em conjunto com engenheiros ambientais, eles podem agora reproduzir processos biológicos naturais, incorporando-os a estas construções. Algumas delas são terrestres, outras, flutuantes.
Estas ilhas flutuantes (sigla FTWs, em inglês, Floating Treatment Wetlands) são um exemplo particularmente inovador de "bio-mimetismo". As FTWs podem ser simples matrizes construídas que ficam na superfície, cobertas por uma película de micróbios que se alimentam de nitrogênio e fósforo presentes na água, além de outros poluentes na sua superfície pegajosa. Além disso as FTWs abrigam muitas plantas e até mesmo árvores além da película microbiana, como num pântano natural. Os caules das plantas permanecem acima do nível da água, enquanto as raízes submersas crescem rapidamente.
Numa FTW, as plantas" hidropônicas" tiram seus nutrientes diretamente da água. Sob a matriz flutuante, esse labirinto de raízes e rizomas em suspensão torna-se um ambiente bastante amplo para acolher o biofilme de purificação de água.

A rede de raízes penduradas permite a purificação da água através de uma série de processos bioquímicos. Adicionalmente, a rede filtra a água pela captura de poluentes. Esses tratamentos são projetados para maximizar a área de contato que a matriz, o sistema de raízes e a rede de biofilme oferecem à água poluída assim que ela passa pela ilha flutuante ou através dela.

BioHaven ® FTWs são processos utilizados com sucesso no tratamento de águas residuais e águas pluviais em vários locais, inclusive no Lincoln Park Zoo, em Chicago, Illinois; na piscicultura Calgary, em Alberta, no Canadá; na Billings, Montana (com um sistema de tratamento de águas pluviais); e no Wiconisco, Pennsylvania (com uma estação de tratamento de águas residuais).

Corrigindo o problema na nascente evita-se problemas rio abaixo. Se a água que foi utilizada na agricultura, na indústria e no consumo doméstico puder retornar ao ciclo das águas em estado puro, não apresentará riscos de transmissão de doenças e poderá ser reutilizada.

Este tipo de tratamento pode também aumentar o ciclo de vida dos animais, assim como a disponibilidade de alimentos (em caso de herbívoros). Mesmo que o ambientes tenha sido prejudicado pela água poluída, pode ser recuperado com a instalação das FTWs. BioHavens proporcionam locais para a construção de ninhos em casos de aves migratórias como as Caspian Tern no Lago Dutchy em Oregon, USA e locais seguros para tartarugas. Plantas nativas ou outras espécies desejadas podem ser plantadas em FTWs. Uma vez que a disponibilidade de nutrientes é ampla, o crescimento da vegetação está garantido.
Como a ilha flutua, as plantas acompanham o nível da água e nunca são inundadas - em períodos de seca, o sistema garante a disponibilidade de água às plantas. As ilhas flutuantes são também paraísos ideais para os peixes, que encontram comida farta e proteção.

FTWs podem ser projetadas para serem visualmente atraentes com o uso de plantas, troncos e pedras. Podem ser utilizadas como trilhas de caminhada, como na figura 6. Os fabricantes das ilhas flutuantes devem calibrar cuidadosamente a flutuação destas para manter a hidrologia desejada de forma que o peso do material da superfície fique balanceado com a espuma injetada na matriz. Somente a parte da matriz e a da biomassa submersa suportam o biofilme que trabalha para purificar a água.
Com o equilíbrio correto da hidrologia do sistema, o biofilme cresce rapidamente dentro da matriz extensa e distorcida. Plantas e peixes aumentam na proporção da disponibilidade de nutrientes e oxigênio. Como a água se torna mais limpa, os animais e a vegetação se tornam mais saudáveis, tendendo a um melhor equilíbrio. Em um teste recente da Floating Island International , descobriu-se que as FTWs aumentaram o seu peso seco em 75% num período de onze semanas. Esse peso adicional veio das estruturas vegetais e dos biofilmes de purificação de água que cresceram rapidamente no ambiente flutuante.

A eficácia do tratamento
FTWs foram colocadas em tanques de águas pluviais, em lagos de águas residuais ou poluídas, em rios com correnteza e ao longo de regiões costeiras vulneráveis. Testes de campo estão registrando melhorias na qualidade da água e dando aos projetistas dados para outras melhorias no sistema. Além disso, pesquisas extensivas de laboratório têm medido a quantidade de contaminantes que podem ser removidos por FTWs com ou sem vegetação. A Tabela 1 mostra os resultados de laboratório para a redução de fósforo, nitrato e amônia em esgotos tratados com uma simples matriz - sem vegetação. Usando esses dados mais a experiência de campo, planejadores podem selecionar as dimensões adequadas das ilhas para que a superfície do biofilme seja corretamente calibrada para as condições específicas.
Com o conhecimento cada vez mais amplo do bio-mimetismo, as ilhas flutuantes são um excelente exemplo de como os processos biológicos naturais podem ser repetidos e até melhorados para atingir objetivos industriais e ambientais.

Descobrindo o papel do biofilme
Pesquisas sobre os processos microbiológicos que ocorrem no biofilme que cobre a superfície fornecida pelas matrizes flutuantes e pelo sistema de raízes, forneceram a chave para entender porque e como esses FTWs funcionam tão bem.
Apesar de muitos especialistas em tratamento de água estarem conscientes do papel que as ilhas flutuantes naturais ou artificiais podem desempenhar no tratamento de água, só recentemente estão descobrindo o papel fundamental desempenhado pelo biofilme - e começando a desvendar as vantagens do tratamento oferecido pelas ilhas flutuantes.
Nas regiões pantanosas é também o biofilme que cobre as hastes da vegetação que remove grande parte dos poluentes. Mas a eficácia do tratamento das áreas úmidas naturais varia de acordo com os níveis de água sazonais.
As ilhas flutuantes oferecem uma hidrologia constante, independente do nível da água e do biofilme, e são capazes de trabalhar continuamente em todas as épocas do ano - sem interrupção - mesmo durante os meses de inverno, nas regiões mais elevadas, onde a superfície da água permanece congelada.
As plantas utilizadas no BioHaven flutuante estendem suas raízes sob a ilha para obter os nutrientes que necessitam para viver e crescer. Essa rede de raízes submersas, combinada com a área de superfície das fibras fornecidas pela matriz flutuante, cria uma enorme área - na qual as colônias microbianas que compõem o biofilme podem facilmente crescer.
Embora as matrizes das ilhas flutuantes sejam projetadas para imitar os sistemas de raízes complexos de pântanos naturais flutuantes, elas oferecem uma quantidade substancialmente maior de área de superfície do que a encontrada na natureza.

De fato, uma área de 1 ft2 (12" x 12" x 8") oferece 198 ft2 de área de superfície. Isso significa que 250 ft2 BioHaven ilha ® fornece um acre de área de superfície inteira.
Essa área maior de superfície é extremamente desejada para o crescimento de uma enorme quantidade de biofilme de tratamento ativo. Pesquisas de laboratório indicam que até 85% da remoção de poluentes podem ser atribuídos a processos microbiológico do biofilme; - e apenas 15% podem ser atribuídas à vegetação sobre a ilha.
Isso é conhecido como o "efeito das ilhas flutuantes" do ® BioHaven.
Em um mundo que está cada vez mais consciente da necessidade de água limpa e que, ao mesmo tempo carece de recursos para infraestrutura de tratamento, o interesse nestas ilhas flutuantes de tratamento e no "bio-mimetismo" está crescendo.
Estas ilhas flutuantes de tratamento oferecem um dos melhores exemplos de como os processos biológicos naturais podem ser concentrados e aprimorados para atingir uma meta ambiental importante.

Jeffrey J. Hanson
Jeffrey-Hanson@msn.com
Robert H. Scarlett
TheRobScar@cs.com
www.floatingislandinternational.com