Banca de QUALIFICAÇÃO: DANIELA DOS SANTOS SANTANA

Uma banca de QUALIFICAÇÃO de DOUTORADO foi cadastrada pelo programa.
DISCENTE: DANIELA DOS SANTOS SANTANA
DATA : 30/07/2026
LOCAL: Pós-Graduação Engenharia Civil
TÍTULO:

Modelagem da Mistura-Processo para Otimização da Produção de Biometano em Diferentes Escalas

PALAVRAS-CHAVES:

Digestão anaeróbia; Biometano; Resíduos de frutas e vegetais; CEASA-PE; Planejamento mistura-processo; Modelo de Gompertz modificado; Potencial Bioquímico de Metano; Escalonamento.

PÁGINAS: 90
RESUMO:

O crescimento populacional acelerado e a expansão das atividades agroalimentares, bem como as infraestruturas de transporte e acondicionamento de alimentos, intensificaram a geração de resíduos orgânicos em Centrais de Abastecimento (CEASAs), cujos impactos ambientais demandam rotas tecnológicas de valorização sustentável. O presente trabalho propõe a avaliação do rendimento da produção de biometano a partir de resíduos de frutas e vegetais (FLV) provenientes do Centro de Abastecimento e Logística de Pernambuco (CEASA-PE), por meio da digestão anaeróbia (DA), com aplicação de planejamento de mistura-processo em diferentes escalas de biodigestão. A metodologia contemplou a caracterização físico-química e bioquímica dos substratos e inóculos: lodo de reator UASB (100% LE) e o líquido ruminal bovino (100% RU) coletado no Abatedouro Regional de Paudalho e mistura equimolar (50% LE + 50% RU) , bem como a condução de ensaios de Potencial Bioquímico de Produção de Metano (BMP) sob quatro condições de pré-tratamento: (i) com e (ii) sem pré-tratamento térmico (CTT: aquecimento a 60°C por 1 hora; STT) e (iii) com e (iv) sem pré-tratamento químico (CTQ: adição de 6,1 g/L de CaO; STQ). Os resultados preliminares demonstraram que os FLV apresentaram umidade superior a 92%, sólidos voláteis de 85,94 a 86,42% e pH ácido de 4,5, que foi corrigido para 9,27 após o pré-tratamento químico com CaO. Entre os inóculos avaliados, a mistura 50% LE + 50% RU destacou-se por apresentar alcalinidade total intermediária (840,5 mg CaCO₃.L⁻¹), o menor valor de ácidos graxos voláteis (AGV = 50,6 mg L⁻¹) e uma razão AGV/AT de 0,061 condição considerada mais estável para a condução de ensaios BMP e para o estabelecimento da metanogênese. Os ensaios BMP, recalculados a partir da série temporal completa de produção acumulada, revelaram produções específicas de biometano variando de 156,39 a 567,27 NmL.gSV⁻¹, o maior rendimento registrado no pré-tratamento sem adição química e sem aquecimento (STQ+STT) com o inóculo 50% LE + 50% RU, enquanto o menor foi observado no pré-tratamento químico combinado com aquecimento (CTQ+CTT) com inóculo 100% RU. O melhor cenário produziu 3,6 vezes mais biometano em termos experimentais brutos (567,27 vs. 156,39 NmL.gSV⁻¹) e, pelo modelo de Gompertz Modificado, 2,4 vezes mais em termos de potencial máximo estimado (540,00 vs. 225,90 NmL.gSV⁻¹), com taxa máxima de produção (Rm) 6,7 vezes superior no melhor cenário (20,4 vs. 3,0 NmL.gSV⁻¹ d⁻¹). A análise cinética comparativa indicou a superioridade consistente do Modelo de Gompertz Modificado sobre os modelos de Primeira Ordem e Função Logística, com coeficiente de determinação (R²) variando entre 0,9668 e 0,9977, sendo o único capaz de reproduzir de forma consistente o comportamento sigmoidal da produção acumulada de biometano, sobretudo nos tratamentos com fase de latência pronunciada; o Modelo de Primeira Ordem chegou a superestimar o potencial em até 178% para determinados tratamentos (881,86 vs. 317,68 NmL.gSV⁻¹) e apresentou ajuste inadequado (R² < 0,86) nos tratamentos com fase de latência mais longa (100% RU). A fase de latência negativa (λ = −1,24 dias) registrada para a combinação STQ+STT com 50% LE + 50% RU indica que o consórcio microbiano já se encontrava em plena atividade metanogênica desde o início dos ensaios, evidenciando a qualidade e prontidão do inóculo otimizado para aplicação em reatores contínuos e na Planta Piloto da CEASA-PE.

MEMBROS DA BANCA:
Externa à Instituição - ALESSANDRA LEE BARBOSA FIRMO - IFPE
Externo à Instituição - FERNANDO FERNANDES - UEL
Presidente - 2130650 - JOSE FERNANDO THOME JUCA
Externa à Instituição - LILIANA ANDRÉA DOS SANTOS
Externo à Instituição - SERGIO PERES RAMOS DA SILVA - UPE