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Geral
Uma nova tecnologia pretende aumentar a produção de biogás em aterros sanitários e ampliar o aproveitamento energético dos resíduos urbanos. O projeto combina biotecnologia, inteligência artificial e análise de dados para identificar os fatores que influenciam a geração de metano e encontrar formas de melhorar o desempenho dos poços de captação. A pesquisa é desenvolvida no âmbito do projeto INT 14/2023, tem como pesquisador Alvaro Viana e será testada em um aterro sanitário real. A iniciativa conta com fomento da Fundação Carlos Chagas Filho de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro (FAPERJ). A proposta é atuar principalmente nos poços que apresentam baixa produção de biogás. Por meio da análise de dados do aterro, o sistema deverá identificar as condições que interferem na geração do gás e indicar a quantidade adequada de um composto capaz de estimular a atividade das bactérias responsáveis pela produção de metano. “Nosso objetivo é entender por que alguns poços apresentam uma produção de biogás menor do que outros e, a partir da análise dessas informações, encontrar uma forma de melhorar esse desempenho. A inteligência artificial será uma ferramenta importante para identificar os fatores que mais influenciam essa produção”, explica Álvaro Freitas. Inteligência artificial a serviço dos aterros O biogás é produzido naturalmente pela decomposição dos resíduos orgânicos. Entre os gases presentes está o metano, que pode ser captado e utilizado para gerar energia. Após tratamento e purificação, também pode ser transformado em biometano, um combustível renovável. O desafio é que a produção de biogás varia de uma área para outra dentro de um mesmo aterro. Características dos resíduos, umidade, condições físicas do local, presença de microrganismos e fatores ambientais podem influenciar diretamente a quantidade de gás produzida. Para entender essas diferenças, o projeto prevê a criação de um banco de dados com informações sobre os microrganismos presentes nos resíduos, o funcionamento dos sistemas de captação de biogás e as características químicas, físicas e geomecânicas dos aterros. Essas informações serão analisadas por algoritmos de machine learning, ou aprendizado de máquina. A tecnologia deverá ajudar a separar as variáveis mais importantes e identificar os fatores que têm maior impacto sobre a produção de biogás. Com isso, será possível buscar uma resposta para uma questão prática: quanto do composto deve ser aplicado em cada poço para obter o melhor resultado? Biotecnologia para aumentar a produção de metano O projeto também utiliza técnicas de biologia molecular para estudar as bactérias presentes nos resíduos e entender sua relação com a produção de metano. Uma das linhas da pesquisa é aperfeiçoar o uso de metais de transição para estimular a atividade das chamadas bactérias metanogênicas, que participam da formação do metano durante a decomposição da matéria orgânica. A tecnologia deverá permitir a aplicação controlada do composto tanto em resíduos já aterrados quanto em resíduos recém-dispostos. “Estamos trabalhando com a possibilidade de estimular a atividade das bactérias metanogênicas por meio de um composto aplicado de forma controlada. A ideia é encontrar a quantidade adequada para cada situação, evitando uma aplicação indiscriminada e buscando o melhor resultado possível na geração de metano”, afirma Álvaro Freitas. Mais gás pode significar mais energia O objetivo final é aumentar a quantidade de biogás captada nos aterros e, consequentemente, ampliar seu aproveitamento energético. Com mais biogás disponível, o operador poderá ter maior potencial para gerar energia elétrica ou produzir biometano, dependendo da estrutura e da finalidade de cada empreendimento. A tecnologia também apresenta potencial econômico. O aumento da produção de biogás pode representar uma nova fonte de receita para os operadores dos aterros. Um dos diferenciais do modelo de negócios proposto pela Alta Geotecnia Ambiental é justamente relacionar a remuneração ao resultado obtido. Na prática, a empresa poderá ser remunerada de acordo com o aumento efetivo da geração de biogás, criando um modelo em que o retorno está ligado ao sucesso da solução. “Se conseguirmos aumentar a produção e a captação de biogás nos poços que hoje apresentam baixo desempenho, teremos não apenas um ganho ambiental, mas também um potencial de aproveitamento energético e econômico. A proposta é transformar um problema relacionado aos resíduos em uma oportunidade de geração de energia renovável”, destaca Álvaro Freitas. Laboratório e monitoramento remoto O projeto prevê a implantação de um laboratório experimental e computacional para avaliar os aspectos bioquímicos e geomecânicos dos resíduos. Também serão desenvolvidas técnicas para a aplicação do composto no aterro e um sistema de monitoramento remoto, permitindo acompanhar o desempenho da solução e as condições dos poços de captação. A expectativa é desenvolver uma tecnologia escalável, que possa ser adaptada para diferentes aterros sanitários. Ciência, meio ambiente e inovação A pesquisa reúne diferentes áreas do conhecimento, como biotecnologia, inteligência artificial, tecnologia da informação, energia e gestão de resíduos. Além da aplicação prática, o projeto apresenta potencial para gerar novas tecnologias e propriedade intelectual. Entre as possibilidades estão patentes relacionadas ao composto, aos algoritmos e aos equipamentos utilizados no processo de aplicação. A Alta Geotecnia Ambiental já atua tecnicamente em aterros e desenvolve soluções relacionadas ao monitoramento ambiental, gestão de resíduos e aproveitamento energético. A empresa também vem ampliando sua atuação no desenvolvimento de soluções relacionadas ao biometano produzido em aterros sanitários. O projeto busca, assim, transformar um desafio ambiental em uma oportunidade de geração de energia renovável e valor econômico: aproveitar melhor os resíduos que já existem, produzir mais biogás e aumentar o potencial de geração de energia limpa nos aterros sanitários.
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