Novo método transforma esgoto em proteína e hidrogênio verde

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Pesquisadores desenvolveram um método para processar e transformar o lodo de esgoto em energia renovável e proteína para animais. A tecnologia utiliza partes mecânicas, eletrólise e bactérias para decompor os restos lamacentos que poluem o planeta.

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A ONU-Habitat, um dos programas da Organização das Nações Unidas (ONU), estimou que mais de 100 milhões de toneladas de lodo seco se acumulam no mundo todo a cada ano. Esse composto obstrui sistemas de tratamento e seu processamento custa bilhões.

Em sua composição, há matéria orgânica, nutrientes como nitrogênio e fósforo e uma mistura de metais pesados. O conjunto é espesso, demora para se de compor, queimá-lo pode liberar gases tóxicos e fazer sua decomposição leva meses. Além disso, o risco de contaminação é alto, o que dificulta sua manipulação e uso.

A ONU estima que cerca de 2,5 bilhões de pessoas viverão em cidades até 2050. Com o crescimento das metrópoles e das indústrias, o esgoto também aumentará.

“A geração cada vez maior de lodo de esgoto em megacidades coloca um fardo substancial nos sistemas de tratamento de resíduos. A estrutura complexa e resiliente do lodo torna os métodos convencionais de pré-tratamento e recuperação biológica demorados, ineficientes em termos de energia e ambientalmente onerosos”, escreveram os pesquisadores.

Esgoto pode ser útil

Em busca de solução, cientistas da Universidade Tecnológica de Nanyang, em Singapura, desenvolveram um sistema que transforma o lodo de esgoto em dois recursos valiosos: proteína unicelular, que serve como ração animal, e hidrogênio verde. O estudo está na revista Nature Water.

O método tem três estágios:

• Primeiro, os técnicos responsáveis colocam o lodo em um moedor mecânico com um pouco de catalisador alcalino. A máquina tritura a substância no nível molecular, facilitando a extração de componentes úteis, ao mesmo tempo que retém os metais pesados para descarte seguro.
  
• O material dissolvido passa por um processo de eletrólise alimentada por energia solar. No anodo, a matéria orgânica é oxidada para produzir ácidos graxos, principalmente o acético. No catodo, as moléculas de água se quebram, formando hidrogênio verde.
  
• No fim, o ácido acético e outros componentes servem de alimentos para micróbios. Essas bactérias transformam o composto em proteína, que cuidadores podem usar para nutrir animais.

“Esperamos que nosso método proposto mostre a viabilidade de gerenciar resíduos de forma sustentável e mudar como o lodo de esgoto é percebido — de resíduo para um recurso valioso que apoia energia limpa e produção sustentável de alimentos”, disse o doutor Zhao Hu, um dos autores da pesquisa, em comunicado.

Resultados surpreenderam os cientistas

Mais de 91% do carbono orgânico no lodo foi recuperado e convertido em produtos úteis, sendo 63% dele transformado em proteína unicelular. As emissões de CO₂ se apresentaram 99,5% menores em relação a outras técnicas de decomposição do material lamacento vindo de esgotos.

A etapa alimentada por energia solar atingiu uma eficiência energética de 10%, gerando até 13 litros de hidrogênio por hora. Isso é cerca de 10% mais eficiente em termos de energia do que os métodos convencionais de geração de hidrogênio verde.

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“Nosso processo movido a energia solar demonstra como podemos enfrentar vários desafios de uma vez – transformando um resíduo difícil em energia limpa e proteína nutritiva”, comentou o professor Zhou Yan, da Universidade de Nanyang.

O grupo projetou todas as máquinas necessárias para o sistema funcionar em um formato modular e adaptável. Desde a eletrólise até as bactérias, tudo pode ser integrado em sistemas de tratamento já existentes. Segundo o grupo, com mais pesquisas, logo cidades pequenas e grandes poderão aplicar a tecnologia em suas estruturas.