FERMENTAÇÃO ESCURA INTENSIFICADA POR MEIO DE DIET: MAGNETITA E CARVÃO ATIVADO DOPADO COM NÍQUEL E FERRO NA PRODUÇÃO DE BIOHIDROGÊNIO
Biohidrogênio, Fermentação escura, Carvão ativado dopado, Resíduos alimentares
A crescente demanda energética e os impactos ambientais dos combustíveis fósseis impulsionam a busca por processos sustentáveis, sendo a fermentação escura de resíduos sólidos orgânicos uma rota promissora para a produção de biohidrogênio. Este trabalho avaliou a intensificação desse processo por meio da transferência direta interespécies de elétrons (DIET), promovida pela adição de magnetita, carvão ativado granular (CA) e carvão ativado dopado com níquel e ferro (CD) como materiais funcionais. Ensaios em batelada foram conduzidos em reatores anaeróbios de 2,5 L, em triplicata, utilizando resíduos alimentares do Restaurante Universitário da UNIFEI (Campus Itajubá) como substrato e lodo de esgoto da COPASA (Itajubá, MG) como inóculo. A análise estatística foi realizada por ANOVA one-way com teste post hoc de Tukey (α = 0,05) no software JAMOVI® v. 2.5. Os resultados demonstraram efeito significativo do tipo de aditivo sobre o rendimento de biohidrogênio [F(6, 14) = 48,7; p < 0,001; η² = 0,954], evidenciando que aproximadamente 95% da variância total no rendimento é atribuível ao tratamento empregado. O CD na dosagem de 4 g promoveu os maiores incrementos no processo, com rendimentos de até 0,271 mL H₂/g DQO removida (aproximadamente 4,5 vezes superiores ao controle em termos relativos) e taxas de remoção de DQO entre 65,8% e 72,4%, superiores às observadas nos reatores com CA puro (~50%) e no grupo controle do mesmo experimento (~53%), ambos sem adição de aditivos dopados, com diferenças estatisticamente significativas (p < 0,001). A magnetita apresentou comportamento heterogêneo entre réplicas, com resposta expressiva em condições pontuais, mas sem ganho sistemático e reprodutível, não diferindo significativamente do controle, conforme o teste de Tukey (p > 0,05). A acidificação excessiva do meio, com pH final entre 2,5 e 3,1, constituiu a principal limitação operacional do estudo, sugerindo que os rendimentos obtidos representam uma estimativa conservadora do potencial real do sistema. Conclui-se que a dopagem metálica de materiais carbonáceos é a estratégia mais robusta e promissora para intensificar a fermentação escura de resíduos alimentares, com perspectivas de ganhos adicionais mediante otimização operacional.