No Brasil, apesar da elevada participação de fontes renováveis na geração de energia elétrica, crises hídricas recentes evidenciam a vulnerabilidade do setor elétrico e reforçam a urgência por diversificação das fontes de energia, principalmente de fontes renováveis. É nesse cenário que a professora Deize Dias Lopes, do Departamento de Construção Civil da Universidade Estadual de Londrina (UEL), coordena uma pesquisa que propõe transformar um problema ambiental em oportunidade energética, ao utilizar os resíduos gerados pela produção de fécula de mandioca.  

O projeto “Estratégias e mecanismos integrados para a valorização energética de biomassa residual agroindustrial”, aprovado pela chamada do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico,  investiga mecanismos envolvidos na conversão anaeróbia de biomassa residual de indústrias de produção de fécula em biohidrogênio e biogás. A pesquisa também busca otimizar estratégias de operação dos reatores para melhorar a eficiência do tratamento, estabilidade do processo e a recuperação de energia.

De acordo com dados do Cepea (Centro de Estudos Avançados em Economia Aplicada), o Paraná é o maior produtor de fécula de mandioca do Brasil: em 2025, o estado concentrou 67,6% da produção nacional. 

A atividade utiliza grandes volumes de água e gera efluentes com alto potencial poluidor. Entre eles está a chamada água residuária de fecularia, altamente concentrada em matéria orgânica e rica em carboidratos. Segundo a pesquisadora, esse efluente pode apresentar uma concentração de matéria orgânica até 34 vezes superior à do esgoto sanitário.

Essa elevada carga orgânica faz com que o descarte sem tratamento adequado possa causar impactos ambientais. Quando chega aos rios, por exemplo, a água residuária favorece a proliferação de microrganismos, que utilizam a matéria orgânica disponível e consomem o oxigênio da água. “Esse efluente, quando atinge um corpo hídrico, como tem muita matéria orgânica, os microrganismos ali vão se proliferar, porque têm alimento, e nisso vão consumir o oxigênio do rio”, explica a professora. 

Por outro lado, é justamente essa riqueza orgânica que torna o resíduo tão interessante do ponto de vista energético. A composição torna o efluente adequado para processos de fermentação, nos quais a matéria orgânica pode ser convertida em subprodutos como biohidrogênio e ácidos orgânicos.

A tecnologia estudada pela equipe é a digestão anaeróbia, processo no qual microrganismos degradam a matéria orgânica na ausência de oxigênio, resultando na produção de biogás. Durante essa etapa, o hidrogênio pode ser produzido em uma fase de fermentação e posteriormente consumido por microrganismos envolvidos na formação do metano.

Eficiência energética

A pesquisa busca aperfeiçoar essas etapas para aumentar a produtividade, a eficiência energética e a estabilidade do processo. Uma das estratégias investigadas é o uso de biocarvão, um material condutor adicionado ao reator. De acordo com a professora, o material contribui para manter o pH próximo da neutralidade, exercendo uma função de tamponamento, e também pode favorecer a transferência de elétrons entre os microrganismos. 

Outra frente da pesquisa envolve o reaproveitamento do bagaço gerado durante a extração da fécula. O material é utilizado como cosubstrato na digestão da água residuária de fecularia de mandioca, com o objetivo de aumentar a geração de biogás. 

O projeto também avalia uma estratégia de upgrading biológico do biogás, processo que busca aumentar a concentração de metano no gás produzido. O biogás gerado nos reatores não é composto apenas por metano: ele também contém dióxido de carbono (CO₂) e outros gases. Segundo a professora, a concentração de metano pode variar entre 50% e 70%, dependendo da água residuária utilizada.

Para tornar o biogás mais aproveitável como fonte de energia, é necessário reduzir a presença de CO₂ e aumentar a concentração de metano. Uma das estratégias investigadas é a adição de hidrogênio ao reator metanogênico. Nesse processo, o hidrogênio pode reagir com o CO₂ e contribuir para sua conversão em metano. A proposta é, assim, melhorar o aproveitamento do carbono presente no sistema e aumentar a produção de metano.

Economia de recursos

Além da recuperação energética, a pesquisa busca contribuir para a redução de custos e para o aproveitamento mais eficiente dos recursos gerados pelo próprio processo. “É possível recuperar uma energia relativamente barata. E, com isso, adquirir recursos para melhorar, inclusive, o reúso da água”, ressalta Deize.

Próximos passos

A equipe também tem a proposta de aproximar a pesquisa do setor produtivo, com a intenção de compartilhar os resultados com as indústrias e discutir formas de aplicação das estratégias estudadas. A expectativa é contribuir para o desenvolvimento de alternativas de tratamento e recuperação de recursos a partir dos resíduos da produção de fécula de mandioca.

*Estagiária de Jornalismo da Coordenadoria de Comunicação Social