Pesquisa da UFF usa método inovador para o tratamento sustentável do lodo de esgoto

O avanço do saneamento básico no Brasil, essencial para a saúde pública e para a qualidade ambiental, traz um desafio estrutural que permanece pouco visível no debate público: o destino do lodo de esgoto gerado nas estações de tratamento. Esse resíduo, altamente úmido e rico em matéria orgânica, eleva significativamente os custos operacionais do tratamento de esgoto com sua disposição final, além de resultar em impactos ambientais e sociais decorrentes de seu transporte e destinação, mesmo que em aterros sanitários.  

É justamente sobre esse ponto que incide a pesquisa desenvolvida na Universidade Federal Fluminense (UFF), coordenada pelo professor Rodolfo Cardoso do Instituto de Ciência e Tecnologia de Rio das Ostras. Segundo o professor, o problema do lodo costuma ser tratado como um tema secundário dentro do saneamento, apesar de sua importância no contexto global. “Grande parte do custo de uma estação de tratamento de esgoto está associada à secagem, ao transporte e à disposição final do lodo. É um resíduo que continua muito úmido e que reduz a vida útil dos aterros, além de gerar riscos ambientais e biológicos”, explica Cardoso.

Ao investigar a aplicação da pirólise lenta em tambor rotativo como rota tecnológica para a disposição final sustentável do lodo sanitário, o estudo propõe uma mudança: em vez de tratar o lodo como um rejeito sem valor, destinado majoritariamente a aterros sanitários, a tecnologia o transforma em um recurso capaz de gerar energia, reduzir emissões e contribuir para a economia circular. Trata-se de uma abordagem que articula inovação tecnológica, viabilidade econômica e sustentabilidade ambiental, dialogando diretamente com os desafios contemporâneos do saneamento básico no país.

O que é pirólise lenta?

Processo termoquímico de decomposição da matéria orgânica realizado em altas temperaturas, na ausência de oxigênio, na pirólise lenta, diferentemente de processos como a incineração, não há combustão direta do material nem geração de subprodutos tóxicos, como dioxinas e furanos. No caso da tecnologia estudada na UFF, o processo ocorre em um tambor rotativo que atua em regime contínuo, o que garante maior eficiência operacional e compatibilidade com o funcionamento das estações de tratamento de esgoto. “A pirólise não é incineração. Ela degrada as cadeias de carbono de forma controlada, sem produzir gases contaminantes, o que a torna ambientalmente segura”, ressalta Cardoso.

O grande diferencial da rota tecnológica desenvolvida pelo grupo de pesquisa está na capacidade de processar o lodo com elevada umidade, característica que historicamente inviabilizou outras soluções similares. Enquanto tecnologias convencionais exigem etapas intensivas de secagem, que são caras e energeticamente ineficientes, o sistema em tambor rotativo utiliza o próprio vapor d’água presente no resíduo como parte do processo químico. “O lodo sai da estação com mais de 80% de umidade. Secar esse material é extremamente caro. A nossa solução elimina essa etapa, porque consegue operar praticamente com o lodo in natura”, afirma o professor.

Durante o tratamento, a matéria orgânica é convertida em três frações principais. A primeira é o gás de síntese (singás), composto majoritariamente por hidrogênio e monóxido de carbono, com elevado poder calorífico. O gás pode ser utilizado para geração de energia térmica ou elétrica, inclusive para alimentar o próprio sistema, aumentando sua eficiência energética. “O gás gerado tem um poder calorífico muito superior ao do biogás de aterros, o que abre possibilidades reais de aproveitamento energético”, destaca o pesquisador.

A segunda fração é o biochar, um material sólido rico em carbono fixo e micronutrientes como fósforo, nitrogênio, potássio e cálcio, entre outros nutrientes. Testes realizados indicaram potencial para aplicação como condicionador de solo, com benefícios como aumento da retenção de água, melhoria da estrutura do solo e apoio à recuperação de áreas degradadas. “O biochar não é apenas um subproduto. Ele tem valor agronômico, ambiental e pode ser utilizado de forma estratégica, especialmente em contextos de agricultura familiar e reflorestamento. Ele não substitui fertilizantes convencionais em todos os casos, mas pode ser uma solução acessível e eficiente para pequenos produtores e projetos de reflorestamento”, explica o coordenador do projeto.

Como exemplo prático de aplicação do biochar produzido no processo de pirólise lenta, testes de plantio foram realizados no Horto Municipal de Arraial do Cabo com mudas de flamboyant, comparando o desenvolvimento das plantas em solo convencional e em solo com adição do material. 

“Nos experimentos sem biochar, apenas 28% das mudas apresentaram crescimento suficiente para o replantio após 90 dias, enquanto 42% sofreram perda de ramos e não se desenvolveram adequadamente. Com a incorporação de 5% do insumo à mistura de terra e barro, o cenário foi significativamente alterado: a taxa de mudas com perda caiu para 15%, e 43% passaram a apresentar crescimento satisfatório. O desempenho foi ainda mais expressivo com a adição de 10% de biochar, condição em que 70% das mudas alcançaram desenvolvimento adequado para o replantio, o que evidencia o potencial do material como condicionador de solo, com impacto direto na retenção de água, na fertilidade e na recuperação de áreas degradadas”, conta Cardoso.

Já a fração líquida do processo apresenta características que permitem seu retorno ao próprio sistema de tratamento, ao criar  um circuito fechado e reduzir a geração de efluentes adicionais. “Na nossa rota tecnológica, praticamente não há rejeito final. A água retorna para a estação, o gás vira energia e o sólido vira um insumo útil”, resume o pesquisador.

Sustentabilidade no saneamento básico e potencial de aplicação da tecnologia

Ao incidir diretamente sobre o lodo de esgoto, a pirólise lenta aborda um dos pontos mais sensíveis do saneamento básico. Atualmente, grande parte desse resíduo é transportada por longas distâncias e destinada a aterros sanitários, o que gera custos elevados, riscos de contaminação e impactos ambientais associados ao transporte e à disposição final. “O lodo é responsável por uma parcela muito significativa do custo total de uma estação de tratamento de esgoto. Estamos falando de secagem, transporte e disposição final, tudo isso com alto impacto ambiental”, observa o docente.

A possibilidade de integrar o sistema de pirólise diretamente às estações de tratamento representa uma mudança estrutural. Ao reduzir ou eliminar o transporte do lodo, a tecnologia diminui riscos sanitários, emissões associadas à logística e a pressão sobre os aterros, além de ampliar a autonomia operacional das estações. “Quando você consegue tratar o lodo no próprio local onde ele é gerado, muda completamente a lógica do saneamento”, afirma o professor.

Além dos ganhos ambientais, os estudos conduzidos indicam viabilidade econômica, com estimativas de retorno do investimento em prazos relativamente curtos. Esse fator é considerado central para a adoção da tecnologia por concessionárias e municípios. “Não existe solução que se sustente no longo prazo sem viabilidade financeira. A nossa preocupação foi justamente mostrar que é possível aliar sustentabilidade e retorno econômico”, explica Cardoso.

Do ponto de vista das políticas públicas, a pesquisa também evidencia a necessidade de avanços regulatórios. Atualmente, a pirólise lenta ainda não é regulada como uma alternativa integrada ao processo das estações de tratamento de esgoto, o que impõe desafios à sua disseminação. “A tecnologia já mostrou que funciona. O próximo passo seria criar um ambiente regulatório que permita sua aplicação em larga escala”, avalia o pesquisador.

Cardoso reforça que a pesquisa demonstra o papel estratégico da universidade pública na construção de respostas inovadoras para desafios estruturais. “Mais do que um avanço técnico, a pirólise lenta em tambor rotativo aponta para uma nova forma de pensar o saneamento básico: integrada, sustentável e alinhada às demandas contemporâneas de transição energética e economia circular”.

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Rodolfo Cardoso é Doutor em Engenharia de Produção pela Universidade Federal Fluminense (UFF), Mestre em Engenharia de Sistemas Organizacionais pelo Instituto Militar de Engenharia (IME). Graduação em Engenharia Mecânica pela Universidade Federal Fluminense (UFF), Graduado em Engenharia de Armamento pelo Instituto Militar de Engenharia.

 

Por Fernanda Nunes

 

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