A pesquisa agropecuária desenvolveu um sistema de biorreatores de bancada interligados que permite analisar com rapidez e precisão a eficiência de processos de compostagem, principal método para produção de fertilizantes orgânicos. O projeto já foi validado no laboratório de biorreatores e bioprocessos da Embrapa Solos (RJ) com resultados bastante fortes, e agora o ativo tecnológico está disponível para parceria com empresas incentivadas em desenvolver interface e design mais efeitos e atrativos para ofertá-lo ao setor produtivo ( veja mais detalhes no quadro abaixo) .

Um dos diferenciais do equipamento é a capacidade de realizar testes rápidos em laboratório na mistura que está sendo preparada para a compostagem. Com 1 Kg de uma combinação de resíduos é possível saber, em questão de horas, o seu potencial para os bioprocessos.

O laudo mostra o potencial do material atingir temperaturas entre 50 e 65 graus Celsius, ideais para o processo de compostagem, bem como a taxa de aeração (suprimento de oxigênio) exigida pela atividade de biodegradação. De acordo com o pesquisador, mesmo os experimentos mais complexos podem ser considerados em menos de dois meses.

“Biorreatores como esses existem em outros projetos e modelos, mas, no nosso caso, participam da fachada inédita de ter 12 reatores em funcionamento ao mesmo tempo e em linha, com sensores de oxigênio e gás carbônico e controle de temperatura, tudo integrado. Um dos diferenciais desse sistema é que, com no máximo um volume de 50 litros de mistura de resíduo, é possível fazer um experimento completo, com combinação, tratamento e repetições, coisa que a campo seria impossível”, explica o pesquisador Caio Teves Inácio , líder do projeto que criou o sistema na Embrapa Solos.

Inácio enfatiza que a geração de resíduos na agricultura e na agroindústria cresce na mesma proporção que a produção desses setores. Portanto, reaproveitar esses resíduos para o processo de compostagem, por exemplo, é importante para o meio ambiente e traz lucro aos produtores. “É uma questão de sustentabilidade. Nesse cenário, a tecnologia dos biorreatores de bancada ganha ainda mais proteção”, complementa.

Esses sistemas oferecem ainda um controle maior de todo o desenvolvimento experimental, permitindo pesquisar com mais segurança e celeridade temas como degradação de agrotóxicos, perda de exibição e eficiência do uso de inoculantes microbianos durante a compostagem.

Avanços tecnológicos ampliam o uso de biorreatores

Foto: Fernando Grégio 

Biorreatores são equipamentos amplamente utilizados em pesquisa e desenvolvimento nas áreas de biomedicina, biofármacos, bioenergia, biorremediação de resíduos e outros bioprocessos.

Inácio aponta que avanços na biotecnologia, em conexão com as tecnologias digitais e engenharia de equipamentos, permitirão nos últimos anos inovações importantes no campo tecnológico dos biorreatores, impulsionadas pela tendência de uso de fontes biológicas, orgânicas, renováveis ​​e recicláveis ​​em substituição à matéria-prima de origem não renovável, como os procedentes de matrizes fósseis e inorgânicas, que apresentam potencial elevado de negativos ao meio ambiente.

O maior aproveitamento dos recursos biológicos e das bandeiras bioativas de origem animal e vegetal tem representado importante potencial de inovação para a agricultura. No caso do reúso de resíduos rurais e da agroindústria para a produção de fertilizantes, por exemplo, indústria e agricultura estão integrados em uma cadeia de produção de insumos de base biológicos e renováveis.

“O emprego da matéria orgânica, como insumo fertilizante e condicionante de solo, muito embora corresponda a uma prática tradicional na agricultura, tem demandasdo inovações para atender ao crescente interesse da indústria, dos agricultores e dos consumidores finais na obtenção de produtos com melhor efeito em termos de nutrição e desempenho”, ressalta o pesquisador.

O aproveitamento mais eficaz dos resíduos orgânicos provenientes da agropecuária e da agroindústria passou a exigir processos de biotransformação para a produção de nutrientes vegetais com maior valor proteico e energético, além de comprovadamente seguros ao meio ambiente e à saúde humana. Com isso, aumentou o emprego dos biorreatores aeróbicos e anaeróbicos nos chamados bioprocessos, sejam de equipamentos de porte industrial ou de escala piloto e de bancada, como é o caso do ativo desenvolvido pela Embrapa.

Teves explica que biorreatores em escala adequada à pesquisa e experimentação possibilitam a simulação de bioprocessos – como a compostagem aeróbica de resíduos orgânicos – que ocorrem em grandes leiras (canteiros) dispostos no meio ambiente. Por meio de equipamentos em escala de bancada, é possível simular, em ambiente controlado de laboratório, a repetição de um sistema complexo de fatores compreendidos por temperatura, níveis de oxigênio, atividade biológica e grau de acidez ou alcalinidade – potencial hidrogeniônico (pH).

“Equipamentos em escala de laboratório permitem também estabelecer métodos de avaliação e de monitoramento da geração de subprodutos, com o objetivo de perfeição, em escala industrial, a qualidade e eficiência energética e ambiental de compostos de base orgânica e biológica”, completa o pesquisador.

O que a Embrapa espera da parceria?

Ao disponibilizar para parceria o ativo Biorreator de bancada para monitoramento da compostagem em laboratório, a Embrapa espera criar uma interface de dados interessante para o fornecimento dos resultados das análises, além de um design atrativo e inovador para o produto. É o que explica o analista Igor Dias , supervisor de prospecção e avaliação de tecnologias da Embrapa Solos.

“O parceiro deve desenvolver o codesenvolver o ativo com foco nos aspectos de interface de dados e de design. Deve também se engajar na busca de clientes que possam se interessar pela adoção desta tecnologia, seja junto à comunidade acadêmica, ao setor produtivo ou em outros grupos de interesse identificados pela empresa”, completa Dias.

A Embrapa espera que o biorreator de bancada possa ser oferecido ao setor produtivo pelo parceiro por meio de venda de unidades físicas do produto ou prestação de serviço. O modelo de negócio referente à adoção do ativo pelo mercado deve ser fruto de negociação entre a Embrapa e o parceiro.

Os interessados ​​na parceria devem entrar em contato com a Embrapa Solos pelo e-mail cnps.chtt@embrapa.br .

Produção brasileira de fertilizantes especiais em alta

A tecnologia dos biorreatores de bancada pode trazer ganhos importantes para a inovação nos processos de compostagem e, consequentemente, para a produção de fertilizantes orgânicos, que está em alta no Brasil.

Foto: Nátia Élen Auras

De acordo com dados divulgados pelo Anuário de 2022 da Associação Brasileira das Indústrias de Tecnologia em Nutrição Vegetal ( Abisolo ), as vendas do setor de fertilizantes especiais (que incluem os minerais especiais, os organominerais e os orgânicos) atingiram R$ 16,6 bilhões em 2021, apresentando um crescimento de 65% sobre o resultado de 2020.

As três categorias tiveram crescimento robusto, sendo que as vendas de fertilizantes orgânicos apresentaram a maior variação percentual (131%), seguidas pelos organominerais (68%) e pelos minerais especiais (58%).

Em 2021, as vendas de fertilizantes minerais especiais atingiram R$ 11.943 bilhões, ante R$ 3.298 bilhões dos organominerais e R$ 1.419 bilhão dos orgânicos.