Desde há alguns anos, o hidrogênio verde perfila-se como uma das alternativas mais promissoras para impulsionar a transição energética global. Sua capacidade para gerar energia limpa sem emitir gases poluentes tem acordado o interesse global para descarbonizar matrizes produtivas e energéticas. Nesse contexto, o Chile tem se posicionado como um dos líderes internacionais no desenvolvimento dessa tecnologia, graças a sua abundância de recursos renováveis como a energia solar e eólica, a partir de uma estratégia nacional que aposta na produção de energia limpa.
Apesar disso, a produção de hidrogênio no Chile tem se centrado principalmente em métodos como a eletrólise da água, que utiliza eletricidade para separar a água em oxigênio e hidrogênio. Essa abordagem deixou em segundo plano outros caminhos possíveis e complementares, como a geração de biohidrogênio: uma forma renovável de hidrogênio que é obtido através do tratamento biológico de resíduos orgânicos. Essa alternativa é especialmente relevante em um país que gera grandes volumes de resíduos provenientes da indústria suinícola e de algas, por exemplo, já que, com os processos adequados, esses resíduos podem se transformar em uma fonte de energia limpa, em vez de continuar representando um problema ambiental.
Desde a Universidade de Santiago do Chile, a Dra. Jhosané Pagés, pesquisadora do Departamento de Engenharia Química e Bioprocessos, lidera um projeto Fondecyt Regular (Fundo Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico) que propõe uma via alternativa para produzir hidrogênio verde a partir do tratamento de resíduos orgânicos, especificamente o chorume de suíno e a macroalga Durvillaea antarctica, conhecida popularmente como cochayuyo.
“O chorume de suíno é um substrato complexo, com alto conteúdo de matéria orgânica e nitrogênio, o que dificulta seu uso eficiente em processos biológicos. Por isso, sua codigestão com um material como a Durvillaea antarctica, que é rica em açúcares e sem lignina, favorece a degradação biológica e melhora a produção de biohidrogênio”, aponta a pesquisadora.
Durvillaea antarctica, é uma alga marinha abundante nas costas chilenas e rica em carboidratos, o que melhora a relação carbono/nitrogênio do sistema e favorece a produção de biohidrogênio, biometano e ácidos graxos voláteis. Essa combinação não só aumentaria o desempenho energético do processo, também permitiria valorizar resíduos que atualmente são enviados a aterros sanitários.
“Buscamos transformar resíduos que hoje são descartados em vetores energéticos limpos, revalorizando o que antes era só carga poluente. Essa codigestão não só melhora o processo de produção de biohidrogênio, também permite avançar para um modelo mais sustentável e replicável, especialmente em territórios que geram grandes volumes de resíduos agroindustrais”, destaca a Dra. Pagés.
Para avaliar o potencial energético da mistura entre o chorume de suíno e o cochayuyo, a equipe realizará testes em laboratórios através da técnica Biohydrogen Potential Test, um ensaio que simula as condições em que os resíduos orgânicos são degradados por microorganismos sem oxigênio, o que permite gerar gases como o biohidrogênio. Utilizam-se misturas com diferentes proporções, o que permite comparar seu comportamento e desempenho, o que funciona como uma primeira etapa de análise para determinar que combinações de resíduos produzem mais energia e como afeta a estabilidade do processo biológico.
Por outra parte, o projeto incorpora o uso de biochar, um material poroso que é obtido ao aquecer biomassa vegetal, neste caso, o próprio cochayuyo, em condições sem oxigênio. Esse biochar é introduzido no reator biológico, onde funciona como suporte para que os microrganismos se aderem e trabalhem com maior eficácia. Ao mesmo tempo, atua como um filtro que captura o nitrogênio que não é eliminado naturalmente durante o processo, integrando uma estratégia de valorização mais completa, onde os resíduos não só são transformados em energia limpa, senão que também são aproveitados para reduzir poluentes e gerar subprodutos úteis, como materiais com potencial fertilizante.
“Queremos explorar o uso do biochar como aditivo melhorador do processo, produzido a partir do mesmo resíduo de alga. Como esses substratos geram nitrogênio que não é removido biologicamente, avaliaremos se o biochar pode capturá-lo dentro do reator e como potenciar sua capacidade de adsorção modificando sua superfície com resíduos industriais como a bischofita e o pó de aço”, explica a Dra. Jhosané Pagés.
O projeto será desenvolvido em quatro etapas. Primeiro, serão testadas diferentes misturas de chorume e cochayuyo para observar quais produzem mais biohidrogênio e biometano. Logo, será avaliado como o uso do biochar influi no processo e na remoção do nitrogênio. Mais adiante, serão feitos testes contínuos para observar se o sistema se mantém estável no tempo. Finalmente, será estudado se o biochar usado pode se aproveitar como adsorvente do nitrogênio não eliminado no processo biológico e seu possível uso como biofertilizante.
“Se conseguirmos que esse tipo de resíduos além de ser tratados, possam ser transformados em energia e subprodutos úteis para a sociedade, estaríamos recuperando um potencial que hoje está se perdendo. Eu me sentiria completamente satisfeita se conseguirmos que os resíduos sejam valorizados além de reduzir sua carga poluente, aproveitando todo seu valor energético e ambiental”, concluiu a pesquisadora.