Título: “Biohidrogênio e biogás de resíduos orgânicos mineiros: avaliação experimental, modelagem e viabilidade para a transição energética em Minas Gerais”

Descrição

A proposta visa a demonstrar a viabilidade técnica, econômica e ambiental da produção de biohidrogênio (bioH2) e biogás de baixo carbono a partir de resíduos orgânicos típicos de Minas Gerais, contribuindo para as metas de neutralidade climática estabelecidas no Plano de Ação Climática do estado (PLAC-MG). O projeto parte do reconhecimento de que resíduos sólidos urbanos (RSU), lodos de estações de tratamento de esgoto (ETEs) e resíduos agroindustriais constituem importantes passivos ambientais, mas também representam potenciais recursos para geração descentralizada de energia renovável e para a redução de emissões de dióxido de carbono equivalente (COeq) no setor de saneamento. Serão realizados ensaios em biorreatores de laboratório e em infraestrutura instalada no Laboratório de Resíduos Sólidos, Hidrogeologia e Qualidade da Água (LABRES) da UNIFEI, Itajubá/Minas Gerais. Para tal, serão empregadas a digestão anaeróbia e fermentação escura, com estratégias de intensificação de processo como transferência direta interespécies de elétrons (DIET) e adição de ferro zero valente (ZVI), para aprimorar a produção e a qualidade de bioH2 e biogás. Os experimentos envolverão a caracterização físico-química das misturas de resíduos, a quantificação da composição dos gases produzidos e o monitoramento de parâmetros de desempenho, como rendimentos, produtividades e eficiência de remoção de matéria orgânica. Com base nesses dados, serão desenvolvidos e validados modelos de inteligência artificial, incluindo algoritmos supervisionados como CatBoost, capazes de prever o rendimento de biogás/bioH2 em função da composição dos resíduos, das condições operacionais e do uso de aditivos, além de apoiar a otimização técnico-econômica em cenários típicos mineiros. Esses modelos serão integrados a análises de viabilidade econômica (incluindo LCOE, LCOH, VPL, TIR e payback) e a estudos de Análise de Ciclo de Vida (ACV), de modo a comparar diferentes arranjos tecnológicos e rotas de aproveitamento energético, identificando as configurações mais robustas e mais aderentes à realidade regional. O projeto prevê ainda a proteção de propriedade intelectual, com depósito de patente e registro de software relacionados à modelagem e otimização de sistemas de bioH2/biometano, bem como a formação de recursos humanos por meio da conclusão de duas dissertações de mestrado, duas teses de doutorado e uma iniciação científica em inteligência artificial aplicada. Os resultados serão consolidados em relatórios técnicos, artigos em periódicos de elevado fator de impacto, apresentações em congressos científicos e em um vídeo-pitch de até três minutos, oferecendo subsídios diretos para políticas públicas e para a implementação de soluções de bioenergia alinhadas à transição energética e às metas climáticas de Minas Gerais.