Análise comparativa dos fatores de influência em controles positivos de testes de potencial bioquímico de metano

Abstract

O Potencial Bioquímico de Metano (PBM) é uma ferramenta fundamental para comparar a capacidade de conversão de substratos orgânicos em biogás, permitindo quantificação precisa do metano produzido via vias microbianas. A celulose microcristalina é amplamente utilizada como controle positivo em ensaios PBM por estimular os quatro estágios da digestão anaeróbia. Estudos prévios demonstram variações de até 30% na produção de metano em ensaios PBM utilizando diferentes inóculos, mesmo sob condições controladas. Normas internacionais como VDI 4630 estabelecem parâmetros de validação para ensaios com celulose, com produção esperada de 745±74,5 mL biogás/g SV. Dois inóculos foram caracterizados: um deles oriundo de UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket) reator tratando resíduos avícolas e outro de um CSTR (Continuous Stirred-Tank Reactor) reator tratando vinhaça/torta de filtro. Foram testadas variações na razão inóculo-substrato (I:S 1,0-4,0) e concentração de celulose (0,46-0,92 g/ensaio). Os ensaios foram realizados em frascos de 120 mL a 35±1°C, sem agitação por 70 dias, com monitoramento diário de biogás e análise da composição do biogás por cromatografia gasosa. O inóculo UASB apresentou produção específica de metano (PEM) de 510,0±47,7 NmL CH₄/g SV em I:S=2,0, enquanto outras razões variaram entre 821,2-1086,5 NmL CH₄/g SV. O inóculo CSTR mostrou menor PEM (máximo 416,5±10,5 NmL CH₄/g VS em I:S=3,0) porém menor variabilidade nos resultados entre as diferentes condições testadas. A discrepância nos volumes de inóculo (50/80 mL vs. 70 mL) sugere influência de fatores físicos na transferência de massa. Os resultados demonstram a sensibilidade dos ensaios PBM às características do inóculo e condições operacionais, reforçando a necessidade de protocolos adaptativos que considerem a origem microbiana e avaliação específica para cada contexto.