Geração de bioenergia a partir de resíduos

Há muitas reflexões e diálogos sobre o uso de combustíveis fósseis, uma vez que são fontes de energia que geram poluentes e estão associados ao aquecimento global e às mudanças climáticas. Nesse sentido, a busca por fontes renováveis de energia está tomando cada dia mais espaço e tem gerado muitas pesquisas científicas.

A produção de energia por fontes renováveis (bioenergia) vem crescendo e é altamente promissora (para saber mais acesse este texto do PB). Por serem derivadas de biomassa renovável, essas fontes alternativas de energia podem substituir, parcial ou totalmente, combustíveis derivados de petróleo e gás natural. Essa energia pode ser utilizada para gerar calor, eletricidade ou combustível (para saber mais sobre biocombustíveis acesse aqui) para motores de combustão. E o melhor, caro leitor, elas são biodegradáveis e provocam menor impacto ao meio ambiente.

Pensando no crescimento populacional e no aumento da industrialização, uma enorme quantidade de resíduos orgânicos é produzida diariamente e podem ser fonte de biomassa para a produção desses biocombustíveis. Assim, podemos – por meio  de medidas sustentáveis – ao mesmo tempo remediar os efeitos indesejáveis dos resíduos e produzir energia e combustível, minimizando efeitos adversos a nossa natureza! Se você quer saber mais sobre como a biotecnologia auxilia na produção sustentável, acesse esse texto aqui.

Vamos conferir alguns estudos promissores sobre fontes de biomassa residual para produção de bioenergia:

Casca de laranja e banana

A produção de laranja no Brasil é considerada a maior do mundo. Com isso, estima-se que 9 milhões de toneladas de resíduos são gerados por ano, uma vez que cerca de metade do peso da laranja é formada por casca e bagaço. Já a produção anual de banana no país é de aproximadamente 7 milhões de toneladas e cerca de  3 milhões de toneladas de resíduos são gerados anualmente.

Em um estudo desenvolvido na Unesp e apoiado pela FAPESP, esses resíduos foram utilizados para a produção de etanol, onde inicialmente passaram por uma hidrólise ácida e em seguida por hidrólise enzimática. A mistura foi filtrada para retirada de inibidores e então encaminhada para a fermentação alcoólica, utilizando-se um consórcio das culturas de Zymomonas mobilis (bactéria) e Pichia stipitis (levedura). 

Com os valores obtidos nesse estudo, estima-se que se todos os resíduos gerados da produção de laranja e banana fossem convertidos em etanol, a produção anual seria de 658 milhões de litros. Tal valor representaria aproximadamente 1,72% da produção de etanol a partir de cana-de-açúcar safra 2018/2019. Incrível pensar em como é possível aproveitar esses resíduos, não é mesmo?!

Vinhaça

A vinhaça é o principal resíduo da produção de álcool a partir da cana-de-açúcar. Em média, são gerados de 12 a 14 litros de vinhaça para cada litro de etanol destilado. No entanto, esse resíduo tem grande potencial para a produção de biometano (CH₄), uma vez que apresenta alta carga de matéria orgânica que pode ser utilizada no processo de biodigestão anaeróbia.

O processo fermentativo para a produção do biogás é complexo, envolvendo quatro etapas e diferentes agentes microbiológicos. No primeiro estágio ocorre a hidrólise de compostos orgânicos complexos por bactérias hidrolíticas; em seguida, compostos de cadeia menor são oxidados por bactérias acidogênicas que geram ácidos orgânicos. Na etapa posterior, os ácidos orgânicos são consumidos por bactérias acetogênicas e transformados em acetato e hidrogênio e, por fim, arqueas metanogênicas metabolizam esses compostos em gás metano e dióxido de hidrogênio.       

O biogás tem poder calorífico de 5000 a 7000 kcal/m³ e, de acordo com o artigo da Revista Fapesp, em uma usina que produz 50% de etanol, 50% de açúcar e moagem de 4 milhões de toneladas de cana/ano seria possível fornecer 28 milhões de m³/ano desse gás. Tal valor corresponde a uma capacidade anual de 65 mil megawatts hora (MWh) de eletricidade.

Soro de leite

O soro provindo da produção de queijos está entre os principais efluentes das indústrias de laticínios, formado por 95% de água, 4% de lactose e 1% de proteína. Durante o processo são produzidos 9 litros de soro para cada litro de queijo e infelizmente esse resíduo, se não reaproveitado, pode se tornar um problema ambiental.

Uma pesquisa desenvolvida pelo Instituto de Ciência e Tecnologia de Alimentos da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), mostrou que o soro de leite pode ser fonte de matéria-prima para a produção de etanol. O material lácteo, em biorreatores, é convertido em bioetanol por meio das leveduras do gênero Kluyveromyces e, posteriormente, destilado. Os resultados mostram que um rendimento de 70 g/L de lactose é convertida em torno de 35 g/l de etanol.

Ainda são necessários mais estudos e aperfeiçoamento das técnicas, mas são resultados promissores que nos mostram como resíduos industriais podem ser bem reaproveitados e gerar energia para a própria indústria.

Pensando no momento de transição energética em que o mundo vem passando nos dias atuais, as fontes alternativas de energia renovável e sustentável são de grande relevância. Para saber mais sobre a produção industrial sustentável,  acesse esse texto aqui.

Esses são apenas alguns exemplos de resíduos industriais com potencial para geração de bioenergia. De toda forma, a biotecnologia vem auxiliando com ferramentas pertinentes o uso de microrganismos adequados para cada tipo de matéria-prima. No Brasil, por exemplo, cerca de 45% da energia e 18% dos combustíveis consumidos já são de fontes renováveis, de acordo com a Agência Nacional de Petróleo, gás natural e biocombustíveis (ANP). Contudo, ainda precisamos estreitar o elo entre as pesquisas científicas e as indústrias para alcançarmos resultados mais promissores.

E você, gostou de saber mais sobre esse tema tão interessante e imprescindível para o futuro da nossa sociedade? Comente aqui e compartilhe com seus amigos.

Referências:
Agência Nacional de Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis (ANP). Biocombustíveis. Disponível em: http://www.anp.gov.br/biocombustiveis. Acesso em:  23 abr. 2019.
BiodieselBr. Sobre os biocombustíveis. 2009. Disponivel em:  https://www.biodieselbr.com/ biodiesel/definicao/ biocombustiveis. Acesso em: 23 abr. 2019.
CALEGARI, R. P. Produção de biogás a partir de vinhaça concentrada. 75 p. Dissertação (Mestrado) – Escola Superior de Agricultura “Luiz de Queiroz”, Universidade de São Paulo, Piracicaba/SP, 2017. 
Revista Fapesp. Resíduos de laranja e banana podem contribuir para a produção de etanol. 2015. Disponível em: http://agencia.fapesp.br/residuos-de-laranja-e-banana-podem- contribuir-para-a-producao-de-etanol/20889/. Acesso em: 22 abr. 2019.
Revista Globo Rural. Laboratório produz etanol a partir de soro de leite. 2012. Disponível em:  http://revistagloborural.globo.com/Revista/Common/0,,EMI320091-1 8531,00-LABORATORIO+PRODUZ+ETANOL+A+PARTIR+DE+SORO+DE+LEITE.html. Acesso em: 23 abr. 2019.
Revista Pesquisa. Vinhaça para gerar energia. 2015. Disponível em: http://revistapesquisa.fapesp.br/2015/12/15/vinhaca-para-gerar-energia/. Acesso em: 22 abr. 2019.