iStock A descontaminação de águas residuais e de solos contaminados está no centro de dois projetos de investigação da Escola Superior de Biotecnologia da Universidade Católica Portuguesa, que testam soluções baseadas em biotecnologia, valorização de resíduos e processos de menor impacto ambiental.
O AStUTe centra-se na remoção de micropoluentes em águas residuais, enquanto o BioElectroSoil procura acelerar a biorremediação de solos contaminados com compostos persistentes.
A REVISTA SUSTENTÁVEL conversou com Catarina L. Amorim e Irina Susana Moreira, investigadoras do Centro de Biotecnologia e Química Fina da Escola Superior de Biotecnologia da Universidade Católica Portuguesa, para conhecer melhor os dois projetos.
Das entrevistas resulta uma linha comum: as soluções em desenvolvimento procuram responder a problemas ambientais distintos, mas partilham uma base assente na valorização de resíduos e na validação gradual antes da aplicação em contexto industrial.
Catarina L. Amorim, investigadora do Centro de Biotecnologia e Química Fina da Escola Superior de Biotecnologia da Universidade Católica Portuguesa
Irina Susana Moreira, investigadora do Centro de Biotecnologia e Química Fina da Escola Superior de Biotecnologia da Universidade Católica Portuguesa
Águas residuais: Bioinóculos e adsorventes derivados de resíduos
O projeto AStUTe visa desenvolver soluções para o tratamento de águas residuais, com foco na redução da libertação de micropoluentes para os ecossistemas aquáticos. Segundo Catarina L. Amorim, estão a ser exploradas duas estratégias: “o desenvolvimento de bioinóculos multiespecializados para a degradação destes micropoluentes, com vista ao bioaumento dos sistemas de tratamento, e o desenvolvimento de materiais adsorventes derivados de resíduos das indústrias alimentar, agroindustrial e agroflorestal, para a conceção de unidades de filtração”.
A abordagem combina processos biológicos e físico-químicos. Os bioinóculos multiespecializados poderão ser usados para aumentar a capacidade de degradação de micropoluentes nos sistemas de tratamento. Já os materiais adsorventes, produzidos a partir de resíduos industriais, destinam-se a unidades de adsorção para remover contaminantes residuais que não sejam totalmente degradados por via biológica.
O projeto incide sobre alguns dos micropoluentes prioritários identificados no âmbito da Diretiva (UE) 2024/3019 relativa ao tratamento de águas residuais urbanas, incluindo compostos farmacêuticos e desreguladores endócrinos detetados em efluentes de ETAR, como diclofenac, venlafaxina, carbamazepina e β-estradiol.
Catarina L. Amorim identifica os desreguladores endócrinos, como o 17β-estradiol, como “talvez os micropoluentes de maior relevância ecológica”, devido à elevada atividade biológica a concentrações muito baixas e aos efeitos adversos em organismos aquáticos. Os fármacos analisados representam também um risco relevante pela persistência ambiental, que conduz a uma exposição contínua dos organismos aquáticos.
Solos contaminados: Acelerar a biorremediação
O BioElectroSoil trabalha outra frente de contaminação: os solos. O projeto pretende acelerar a biorremediação através da combinação de microrganismos eletroativos com materiais condutores, aumentando a biodisponibilidade dos poluentes e estimulando vias metabólicas que, naturalmente, seriam mais lentas.
De acordo com Irina Susana Moreira, esta combinação permite “degradar compostos persistentes em menos tempo, com baixo consumo energético e sem recorrer a químicos agressivos”.
A investigação está focada em poluentes orgânicos persistentes que permanecem no solo durante anos ou décadas, mesmo após intervenções convencionais, nomeadamente PFAS e compostos fenólicos.
Segundo Irina Susana Moreira, ambos os grupos de poluentes apresentam toxicidade mesmo em baixas concentrações, afetam organismos aquáticos e do solo e podem atuar como disruptores endócrinos.
O papel dos sistemas bioeletroquímicos
No BioElectroSoil, os sistemas bioeletroquímicos em desenvolvimento transformam o solo num ambiente onde os microrganismos conseguem gerir fluxos de eletrões associados a transformações bioquímicas de forma mais eficiente. Para isso, integram materiais condutores que criam uma rede eletrónica dentro do solo, permitindo acelerar reações metabólicas mesmo em zonas pobres em oxigénio ou com elevada carga de contaminantes.
Face à biorremediação convencional, a principal vantagem apontada é a aceleração da biodegradação através da transferência de eletrões entre microrganismos e materiais condutores.
O projeto procura ainda desenvolver métodos de tratamento in situ, com potencial para solos anaeróbios, compactados ou heterogéneos, reduzindo a necessidade de escavação, transporte de solos ou uso de químicos agressivos.
No caso dos compostos fenólicos, Irina Susana Moreira refere que os microrganismos eletroativos podem acelerar a quebra das estruturas aromáticas. Nos PFAS, o desafio é maior, mas a estratégia passa por criar microambientes bioeletroquímicos que favoreçam reações de defluorinação que, em condições naturais, quase não acontecem.
Economia circular como base tecnológica
A valorização de resíduos surge como elemento comum aos dois projetos. No AStUTe, resíduos industriais são usados para produzir materiais adsorventes, transformando fluxos de baixo valor em materiais de valor acrescentado. O desenvolvimento dos bioinóculos multiespecializados é também realizado a partir de material recuperado do excedente de biomassa produzida nas ETAR.
No BioElectroSoil, a economia circular é integrada através da utilização de biochar como material condutor, produzido a partir de subprodutos agroindustriais e resíduos orgânicos. O funcionamento in situ do sistema permite ainda evitar etapas associadas à escavação, transporte e deposição de solos contaminados, reduzindo volumes de resíduos e emissões associadas a esses processos.
Para as empresas, as soluções em desenvolvimento podem abrir oportunidades distintas. No caso do AStUTe, Catarina L. Amorim aponta a possibilidade de algumas indústrias transformarem resíduos em recursos, criando novas cadeias de valor. Para as empresas do setor do tratamento de águas, as soluções poderão dar origem a novas ofertas tecnológicas para sistemas mais circulares, eficientes e alinhados com a regulamentação ambiental europeia relativa à remoção de micropoluentes.
No BioElectroSoil, Irina Susana Moreira identifica oportunidades para empresas que lidam com solos contaminados, em particular no setor agroindustrial, pela valorização de subprodutos orgânicos através da produção de biochar, e nos contextos urbano e ambiental, pela possibilidade de recuperar solos degradados sem escavação, reduzindo custos, emissões e tempo de intervenção.
Validação antes da escala industrial
Os dois projetos encontram-se ainda em fases iniciais de desenvolvimento. O AStUTe arrancou em outubro do ano passado e tem centrado os trabalhos no desenvolvimento de bioinóculos e na produção de materiais adsorventes derivados de resíduos.
Segundo a investigadora, os resultados preliminares dos bioinóculos são considerados promissores, uma vez que a imobilização das estirpes não parece comprometer a atividade degradadora e aparenta manter a funcionalidade das bactérias durante o armazenamento. No caso dos adsorventes, já foram desenvolvidos vários materiais a partir de resíduos não valorizados, estando previsto o início dos ensaios de avaliação de desempenho.
O BioElectroSoil teve início em setembro e encontra-se numa fase inicial/intermédia. Segundo Irina Susana Moreira, já foi validada em laboratório a atividade bioelétrica dos consórcios e a degradação dos poluentes-alvo.
Os próximos passos passam, nos dois casos, por aproximar os ensaios das condições reais. No AStUTe, será necessário avaliar a eficácia das soluções em matrizes complexas, otimizar os processos de produção e estudar estabilidade, durabilidade e viabilidade económica antes da integração em sistemas piloto de tratamento de águas residuais.
No BioElectroSoil, o trabalho deverá avançar para ensaios piloto em microcosmos, com solos reais e misturas complexas de contaminantes. A escala real não está prevista durante os três anos do projeto, mas a investigação pretende consolidar a base científica e tecnológica necessária para futuros pilotos e aplicações em campo.
