Recuperação de Energia e Água a partir de Resíduos da Indústria de Fécula de Mandioca: Conversão Anaeróbia, Otimização de Processos e Pós-Tratamento de Efluentes para Reuso

Abstract

Embora o Brasil apresente elevada participação de fontes renováveis na matriz elétrica, crises hídricas recentes evidenciaram a vulnerabilidade do setor e a necessidade de diversificação energética. Nesse contexto, o Paraná se destaca pela forte atividade agroindustrial, especialmente na produção de fécula de mandioca, setor que gera resíduos com elevado potencial poluidor e grande disponibilidade de biomassa residual. A digestão anaeróbia (DA) é uma alternativa consolidada para estabilização de resíduos e recuperação de energia, porém ainda demanda avanços para ampliar sua eficiência, estabilidade e rendimento energético. Esta proposta tem como objetivo investigar os mecanismos envolvidos na conversão anaeróbia de biomassa residual proveniente da indústria de fécula de mandioca em biohidrogênio e biogás, bem como otimizar estratégias operacionais para aprimorar o tratamento e a produção energética. Para isso, serão avaliadas três abordagens complementares: (i) desenvolvimento e aplicação de materiais condutores na DA, visando favorecer a transferência direta de elétrons entre microrganismos e intensificar as rotas metabólicas associadas à produção de biohidrogênio e biogás; (ii) pré-tratamento químico e uso do bagaço da mandioca como cosubstrato na digestão da água residuária de fecularia de mandioca (ARFM), com o objetivo de aumentar a geração de biogás e melhorar a estabilidade do processo; e (iii) avaliação da biometanização do biogás por adição de H2 em reatores metanogênicos, considerando variáveis como modo de injeção, vazão/carga de H2, condições operacionais do reator, estabilidade do sistema e equilíbrio carbonato-pH. O estudo busca gerar conhecimento sobre rotas integradas de valorização de resíduos agroindustriais, contribuindo para o desenvolvimento de processos anaeróbios mais eficientes, estáveis e energeticamente sustentáveis.