Uma pesquisa da UNIFAL-MG que testa a remoção simultânea de matéria orgânica, nitrogênio e fósforo de efluente doméstico em um reator-piloto foi uma das dez premiadas no 5º Congresso Internacional de Engenharia Ambiental Luso-Brasileiro, realizado em Curitiba-PR. Instalado na Estação de Tratamento de Esgoto III (ETE III), em Poços de Caldas, o sistema alcançou, em diferentes fases experimentais, remoção de até 95% para um dos indicadores de matéria orgânica, 73% para nitrogênio e 100% para fósforo.
O estudo é desenvolvido pela mestranda Ana Paula Felix, do Programa de Pós-Graduação em Ciências Ambientais (PPGCA), sob orientação do professor Rafael Brito de Moura, do Instituto de Ciência e Tecnologia (ICT), com a colaboração da pós-doutoranda Alessandra Giordani. O projeto conta com a parceria do Departamento Municipal de Água e Esgoto (DMAE) de Poços de Caldas e com bolsa da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES).
Intitulado Otimização dos parâmetros operacionais de um reator SBRIA em escala piloto para remoção simultânea de matéria orgânica, nitrogênio e fósforo, o trabalho recebeu o prêmio de Melhor Trabalho no dia 2 de setembro, durante a abertura do evento. A edição teve como tema “Inovação, Resiliência e Sustentabilidade”.
Segundo Ana Paula Felix, mais de 800 trabalhos foram submetidos ao congresso e apenas dez receberam a premiação. A seleção ocorreu após três processos de avaliação: um conduzido pela Comissão Científica e dois realizados por comissões externas.
Um único sistema para diferentes poluentes
O principal objetivo do projeto é contribuir para o aprimoramento do tratamento de águas residuárias por meio da otimização das condições de funcionamento do SBRIA, sigla em inglês para Structured Bed Reactor with Intermittent Aeration. Trata-se de um reator de leito estruturado com aeração intermitente, destinado ao tratamento biológico.
O equipamento alterna períodos com e sem fornecimento de ar, criando condições para a atuação de diferentes grupos de microrganismos.
Nos períodos aerados, microrganismos utilizam o oxigênio disponível para transformar o nitrogênio amoniacal em nitrito e, posteriormente, em nitrato.
Quando a aeração é interrompida e a concentração de oxigênio diminui, outros microrganismos convertem o nitrato e o nitrito em nitrogênio gasoso, que é liberado para a atmosfera.
Ao modificar fatores como o tempo de aeração e a vazão de ar, os pesquisadores procuram identificar as condições que favorecem a remoção dos poluentes. A otimização também busca evitar o fornecimento desnecessário de ar, que representa parte importante do consumo de energia durante o tratamento.
Segundo Ana Paula Felix, a possibilidade de concentrar diferentes processos em um único sistema pode tornar a estrutura mais compacta e reduzir a área e os custos necessários para a implantação. Esses possíveis benefícios, no entanto, ainda precisam ser avaliados em uma aplicação de maior escala.
Para Rafael Moura, a principal contribuição da pesquisa está na possibilidade de reunir diferentes processos em uma única unidade. De acordo com o orientador, grande parte das estações brasileiras de tratamento de esgoto é projetada principalmente para retirar matéria orgânica, enquanto a remoção de nutrientes, sobretudo nitrogênio e fósforo, pode exigir sistemas mais complexos ou etapas adicionais.
“O diferencial do SBRIA é justamente buscar a intensificação do tratamento, criando em um mesmo reator condições que favoreçam diferentes processos biológicos e, consequentemente, a remoção simultânea desses poluentes”, explica.
Segundo o orientador, a retirada de nitrogênio e fósforo é ambientalmente relevante porque o lançamento excessivo desses nutrientes nos corpos d’água pode provocar eutrofização. O processo favorece a proliferação de algas, reduz a disponibilidade de oxigênio e pode comprometer a qualidade da água e a vida aquática.
Resultados em escala piloto
A pesquisa é realizada com efluente doméstico e compara diferentes condições de funcionamento do reator. Na terceira fase experimental, o sistema alcançou remoção média de 95% da demanda bioquímica de oxigênio (DBO), com variação de quatro pontos percentuais, e de 76% da demanda química de oxigênio (DQO) não filtrada, com variação de 23 pontos.
DBO e DQO são indicadores utilizados para avaliar a carga de matéria orgânica presente no efluente. De modo geral, a redução desses valores após o tratamento demonstra a diminuição da quantidade de matéria orgânica.
Na segunda fase, o reator apresentou remoção média de 73% do nitrogênio, com variação de 20 pontos percentuais, e remoção de 100% do fósforo. Os melhores resultados foram registrados nas amostras analisadas após a unidade de decantação.
Os percentuais máximos de cada parâmetro foram obtidos em fases experimentais diferentes. Portanto, não representam o desempenho de uma única condição operacional, mas mostram como o reator respondeu às configurações avaliadas até o momento.
Outro aspecto destacado pelo orientador é o avanço da pesquisa para a escala piloto. O equipamento permite avaliar o comportamento da tecnologia em condições mais próximas de uma aplicação real, o que representa um avanço em relação aos ensaios restritos à bancada de laboratório, mas ainda não equivale ao emprego do sistema em escala plena.
Pesquisa permanece em andamento
De acordo com Ana Paula Felix, os resultados obtidos até agora são promissores. Antes de uma possível aplicação em maior escala, no entanto, será necessário concluir as fases experimentais e verificar a estabilidade do sistema.
“Como próximos passos, estão previstas novas fases experimentais para identificar a condição operacional mais adequada”, informa.
Também será realizada uma análise mais detalhada da biomassa e dos microrganismos responsáveis pelos processos de remoção. Após o encerramento dos experimentos, previsto para janeiro de 2027, os dados serão analisados em conjunto para a conclusão da dissertação.
Para a mestranda, a premiação reconhece o trabalho já realizado e estimula a continuidade da pesquisa.
“Como engenheira ambiental, receber o reconhecimento de Melhor Trabalho em um congresso internacional em minha área de formação foi muito significativo, principalmente por representar a valorização de uma pesquisa que vem sendo construída com muito trabalho e dedicação. Para mim, como mestranda, é uma motivação para continuar desenvolvendo pesquisas”, afirma.
Ao comentar a premiação, Rafael Moura destacou que o reconhecimento valoriza a trajetória de Ana Paula Felix como pesquisadora e também uma linha de investigação construída coletivamente ao longo de vários anos.
“Ter um trabalho nessa área reconhecido internacionalmente reforça a relevância científica das pesquisas que estamos desenvolvendo e nos motiva a continuar avançando, principalmente na consolidação da tecnologia em escala piloto e na aproximação com aplicações em escala real”, finaliza.
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