Tecnologia trata resíduos industriais gerando energia renovável
Os tratamentos tradicionais dos efluentes de processos industriais, ou
seja, dos resíduos líquidos resultantes, ocorrem principalmente por meio
da remoção de poluentes para, em seguida, despejá-los em cursos d’água.
A busca por alternativas mais sustentáveis que essa, lançando mão de
avanços tecnológicos, é o foco do trabalho de Vitor Cano, doutorando da
Escola de Artes, Ciências e Humanidades (EACH) da USP. Mais do que
tratar os resíduos, sua pesquisa pretende obter energia a partir deles.
Seu trabalho – desenvolvido em parte na Columbia University, em Nova
York, Estados Unidos – é voltado para a concepção e operação de um
sistema bioeletroquímico denominado Célula a Combustível Microbiana
(CCM), conhecida na literatura internacional como microbial fuel cell.
Basicamente, trata-se de um reator biológico composto de bactérias
capazes de consumir a matéria orgânica em sua respiração, mas com a
diferença de que elas podem transferir os elétrons gerados no processo
para fora da célula. Dessa forma, é possível capturar esses elétrons em
um eletrodo, gerando assim uma corrente elétrica.
Em outras palavras, é possível tratar efluentes industriais e, em vez de gastar energia, gerar eletricidade.”
“É uma tecnologia muito recente e promissora, pois permite a geração
direta de eletricidade a partir de resíduos orgânicos, como efluentes
industriais. Em outras palavras, é possível tratar efluentes industriais
e, em vez de gastar energia, gerar eletricidade”, explica o estudante
da pós-graduação em Sustentabilidade da EACH, que está no Departamento
de Engenharia Ambiental da universidade norte-americana desde outubro de
2017, no grupo de pesquisa coordenado pelo professor Kartik Chandran.
O problema do nitrogênio
Segundo Vitor Cano, a etapa da pesquisa que ele realiza na Columbia
University busca aprimorar ainda mais as possibilidades dessa
tecnologia. “Estou adaptando a célula a combustível microbiana para usar
não apenas a matéria orgânica como combustível, mas também o nitrogênio
presente nas águas residuárias. Com isso, reduzimos a carga orgânica
dos efluentes industriais e possibilitamos um novo método para o
tratamento em termos de carga de nitrogênio, com a vantagem de gerar
energia renovável.”
Assim, além de ser uma tecnologia promissora no tratamento de águas
residuárias, protegendo a qualidade das águas superficiais e
subterrâneas, o processo permitirá também o tratamento de águas
residuárias com alta carga de nitrogênio, como lixiviados de aterro
sanitário e efluentes industriais e agroindustriais. Mais a vantagem –
nada desprezível – de se gerar energia ao final.
O pesquisador lembra que, atualmente, todos os processos conhecidos
para o tratamento ou recuperação de nitrogênio apresentam um custo
energético considerável, e por isso avalia a aplicação de um protótipo
inovador de célula a combustível microbiana (CCM), concebido no
laboratório de saneamento da EACH com materiais de baixo custo, para
geração de energia utilizando a matéria orgânica e nitrogênio como
combustíveis. “Eu trouxe praticamente todo o meu experimento comigo, o
que inclui reatores biológicos e um sistema eletrônico de monitoramento
on-line. Por conta da complexidade do experimento, a instalação em um
novo ambiente foi um grande desafio para mim”, destaca ele. O aluno é
orientando do professor Marcelo Antunes Nolasco e integra o Grupo de
Estudo e Pesquisa em Água, Saneamento e Sustentabilidade, coordenado
pelo mesmo professor na EACH. A construção dos reatores biológicos do
projeto teve grande apoio técnico do especialista Kelliton Francisco,
que trabalha no grupo de pesquisa do professor Nolasco.
Os resultados preliminares obtidos no Brasil demonstram a capacidade
de tratamento e geração de energia do sistema. Os estudos realizados nos
Estados Unidos ainda são muito preliminares, mas indicam a confirmação
da possibilidade de utilização do nitrogênio como combustível na CCM.
“No momento a CCM apresenta-se em fase de adaptação, com aumento
contínuo da geração de corrente elétrica, o que pode estar associado ao
desenvolvimento de uma comunidade microbiana eletrogênica capaz de
utilizar o nitrogênio como fonte de energia”, avalia o cientista.
Vitor Cano retornará à EACH para executar a última fase experimental do
projeto, na qual serão explorados outros processos bioeletroquímicos da
célula a combustível microbiana. “Espero ampliar as possibilidades de
aplicação da tecnologia, tornando-a mais versátil e, portanto, viável em
escala real para diferentes contextos e objetivos.”
O doutorado está previsto para se encerrar em julho de 2019. Após
defender a tese, Cano pretende seguir carreira acadêmica, atuando em
projetos de pesquisa que desenvolvam estudos relacionados com saneamento
e sustentabilidade.
Da Assessoria de Comunicação da EACH
Mais informações: e-mail imprensa-each@usp.br
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