Uma nova pesquisa publicada na revista Materials Today investigou o uso de biochar de bambu (BBC) como uma solução para os frequentes colapsos operacionais em sistemas de digestão anaeróbia expostos a elevadas concentrações de amônia. Os pesquisadores observaram que a adição estratégica e esporádica desse biochar não apenas estabilizou o processo sob condições consideradas críticas, mas também aumentou significativamente a produção de metano e a viabilidade econômica do processo.
O estudo aborda um dos maiores desafios da digestão anaeróbia: a inibição por amônia, comum no tratamento de resíduos orgânicos ricos em nitrogênio, como esterco animal e lodo de esgoto. Quando em concentrações elevadas, a amônia interrompe processos metabólicos essenciais, reduz a atividade de bactérias metanogênicas e leva à acumulação de ácidos voláteis, comprometendo a geração de biogás.
Para investigar o potencial de mitigação do BBC, os pesquisadores conduziram experimentos semi-contínuos ao longo de 162 dias, elevando progressivamente os níveis de nitrogênio amoniacal total (TAN) de 2.000 a 5.000 mg/L. O sistema com biochar não apenas se manteve estável durante todo o período, como apresentou um aumento de até 1.447% na geração de metano durante a fase de 4.000 mg/L de TAN, comparado ao reator controle.
O principal mecanismo atribuído à eficácia do biochar foi o enriquecimento de comunidades microbianas resistentes à amônia, especialmente bactérias sintrofícas e metanogênicas hidrogenotróficas. Essa modulação favoreceu a via de oxidação sintrofíca de acetato, que se mostrou estável mesmo sob forte estresse amoniacal. A estrutura porosa e a alta condutividade elétrica do BBC também ajudaram na adsorção de amônia e no tamponamento do pH.
Economicamente, os resultados foram igualmente expressivos. Enquanto sistemas convencionais colapsam sob TAN elevados, o sistema com biochar obteve lucros mensais entre US$ 8,08 e US$ 16,51 por metro cúbico de reator. Esses valores evidenciam a possibilidade de aplicações comerciais viáveis, especialmente para plantas de geração de energia a partir de resíduos orgânicos em escala industrial.
Outro destaque do estudo foi a adoção de um regime de dosagem esporádica, com uma única dose inicial de 6,25 g/L e suplementações mínimas a cada 40 dias. Essa estratégia simples reduz custos operacionais e complexidade, tornando a abordagem mais realista para aplicações industriais de longo prazo, sobretudo frente à crescente demanda por soluções sustentáveis e economicamente seguras no setor de bioenergia.
Os autores sugerem que, além do desempenho técnico, o uso de biochar de bambu contribui para a resiliência ambiental e econômica de sistemas de digestão anaeróbia. A matéria-prima de baixo custo e ampla disponibilidade, aliada à facilidade de produção e múltiplas funcionalidades do BBC, reforça seu potencial como aditivo chave dentro de modelos circulares de bioeconomia.
Apesar dos resultados promissores, os pesquisadores reconhecem algumas limitações. Os experimentos foram realizados em pequena escala laboratorial com substratos sintéticos. A transposição desses achados para substratos reais e em escala plena exigirá testes adicionais. Ainda assim, o estudo reforça o papel do biochar como elemento integrador entre estabilidade ecológica e viabilidade financeira em tecnologias de valorização energética de resíduos.
