Avaliação do uso de nanopartículas no processo de digestão anaeróbia de resíduos sólidos orgânicos

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Lopes, Jhenifer Stefani
• Orientador(a): Lunelli, Betânia Hoss
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Pontifícia Universidade Católica de Campinas (PUC-Campinas)
• Palavras-chave em Português: Biogás; Nanopartículas; Digestão Anaeróbia; Dejetos equinos; Bioenergia; Sustentabilidade; Nanoparticles; Anaerobic digestion; Equine manure; Bioenergy; Sustainability
• Link de acesso: http://repositorio.sis.puc-campinas.edu.br/xmlui/handle/123456789/16932

O território brasileiro é o lar de quase todos os tipos possíveis de fontes primárias para produção de energia. Nos últimos anos, o país avançou significativamente quando comparado a outros países em desenvolvimento na busca por níveis mais baixos de emissões de carbono. Nessa perspectiva, fontes não convencionais, como o biogás, acabaram ganhando maior atenção em sua participação na matriz energética brasileira. No entanto, o uso do biogás tende a avançar ainda mais no Brasil, principalmente devido à enorme disponibilidade e diversidade de resíduos orgânicos. O uso desses resíduos para a geração de eletricidade, calor e biocombustíveis estão entre as melhores práticas para a produção de energia limpa e totalmente sustentável. Dentro deste contexto, este trabalho teve como objetivo avaliar a influência do uso de nanopartículas de ferro na produção de biogás a partir do processo de digestão anaeróbia de resíduos sólidos orgânicos, em especial, os provenientes da Central de Abastecimento de Campinas. As principais etapas do processo foram avaliadas e buscou-se otimizá-las através da adição de aditivos minerais na forma de nanopartículas, a fim de aumentar a produção de biogás e, consequentemente, a eficiência deste como fonte alternativa de energia. Nanopartículas a base de óxido de ferro foram utilizadas devido às suas propriedades intrínsecas favoráveis ao metabolismo dos microrganismos. As nanopartículas foram sintetizadas em laboratório e seu uso foi avaliado experimentalmente, tendo como foco os produtos produzidos durante as etapas da digestão anaeróbia. A partir dos resultados obtidos foi possível avaliar o potencial de produção de biogás a partir de resíduos sólidos orgânicos provenientes de Centrais de Abastecimento e a influência das nanopartículas de óxido de ferro nas etapas do processo de digestão anaeróbia, em especial, na acidogênese e acetogênese. Nos ensaios com adição de nanopartículas de óxido de ferro, utilizando teores de inóculo e de umidade de 7% e 42%, respectivamente, e temperatura de 34 °C um aumento de 55,53% na conversão de substrato e uma redução de 90,65% na concentração final de sólidos foram observados quando comparados aos ensaios sem adição de nanopartículas, nas mesmas condições operacionais. Os resultados obtidos nesse estudo podem, portanto, ser de grande interesse para as cidades que contam com Centrais de Abastecimento, uma vez que existe um consenso de que a busca por soluções alternativas e sustentáveis para a produção de energia – que apoiem a transição de uma matriz fóssil para uma renovável, diversificada e com foco no uso de recursos locais – é essencial, principalmente, após um cenário de crise.