VIABILIDAD DE LAS COMUNIDADES METANOGÉNICAS TRAS EL SECADO POR ASPERSIÓN: ANÁLISIS DE LA RESILIENCIA MICROBIANA EN ESTIÉRCOL DESHIDRATADO DE PORCINOS
Palabras clave:
Secado por Aspersión, Arqueas Metanogénicas, Resiliencia Microbiana, Estiércol PorcinoResumen
La logística de residuos agroindustriales con alto contenido de humedad, como el purín porcino, constituye uno de los principales obstáculos para la viabilidad económica y la descentralización de la producción de biogás, una fuente energética crucial para la transición a una matriz sostenible. Superar este desafío requiere tecnologías de preprocesamiento que reduzcan el volumen y los costos de transporte sin, sin embargo, destruir el microbioma esencial para la digestión anaeróbica. En este contexto, el presente estudio investigó la resiliencia de arqueas metanogénicas sometidas a secado por aspersión, un método industrial eficiente pero térmicamente agresivo. Nuestros resultados demuestran que, si bien el proceso a 70 °C resultó en una reducción del 97,5 % en la viabilidad microbiana total, actuó como un filtro selectivo, resultando en un enriquecimiento proporcional de arqueas en el material seco (del 3,76 % al 6,67 %). La técnica FISH corroboró la integridad celular de estos microorganismos, y los bioensayos de rehidratación validaron inequívocamente la recuperación de su actividad metabólica, con una producción metanogénica significativa de 328 ± 25 mL de CH₄ g⁻¹ SV tras un periodo de latencia de 5 días. Estos hallazgos consolidan la viabilidad técnica de integrar el secado por aspersión en la cadena de biogás, transformando un residuo voluminoso en un producto transportable y bioactivo capaz de servir como inóculo para el arranque rápido del reactor e impulsando la economía circular del sector.
Descargas
Referencias
AMERICAN PUBLIC HEALTH ASSOCIATION. Standard methods for the examination of water and wastewater. 23. ed. Washington, DC: APHA, 2017.
ARAUJO, Ana Carolina Vieira. Diversidade molecular de arqueias em sedimentos de rios da Amazônia e caracterização de espécies metanogênicas cultivadas. 2010. Tese de Doutorado. Universidade de São Paulo.
ARAUJO, Matheus N. et al. Método rápido para determinação da composição do biogás por cromatografia gasosa acoplada a um detector de condutividade térmica (GC-TCD). International Journal of Environmental Analytical Chemistry , v. 104, n. 20, p. 8690-8707, 2024.
BAHRAM, M. et al. Structure and function of the global topsoil microbiome. Nature, v. 621, p. 393–399, 2023.
BELLUCCI, M. et al. O efeito da substituição de culturas energéticas por resíduos agrícolas na dinâmica de comunidades bacterianas em um digestor anaeróbico de dois estágios. Chemosphere , v. 294, p. 133776, 2022.
BORGES, Leonardo L. et al. Otimização do processo de secagem por atomização para desenvolvimento de pó de resíduo de jabuticaba empregando metodologia de superfície de resposta. Journal of Food Process Engineering , v. 40, n. 1, p. e12276, 2017.
CARVALHO, Paulo César de Faccio et al. Errata: Produção animal e características do solo em sistemas integrados de lavoura e pecuária: rumo à intensificação sustentável. Journal of Animal Science , v. 96, n. 9, p. 4012-4012, 2018.
CONRAD, Ralf. Complexidade da dependência da temperatura em ambientes microbianos metanogênicos. Frontiers in Microbiology , v. 14, p. 1232946, 2023.
DE OLIVEIRA, R. A. et al. Updated protocols for fluorescence in situ hybridization (FISH) for monitoring anaerobic digestion ecosystems. Journal of Microbiological Methods, v. 204, 106638, 2023.
FREITAS, J. V. B. et al. Sodium hydroxide inhibition on methanogenic activity: validation of a specific control in anaerobic digestion assays. Water Science and Technology, v. 81, n. 5, p. 1043-1050, 2020.
GARIMBERTI, Elisa; TOSI, Sabrina. Hibridização in situ por fluorescência (FISH), princípios básicos e metodologia. Em: Protocolos e Aplicações de Hibridização in situ por fluorescência (FISH) . Totowa, NJ: Humana Press, 2010. p. 3-20.
GUAN, Ningzi et al. Resposta microbiana a estresses ambientais: dos mecanismos fundamentais às aplicações práticas. Microbiologia e biotecnologia aplicadas , v. 101, n. 10, p. 3991-4008, 2017.
MARTYNENKO, Alex; BÜCK, Andreas (Ed.). Controle inteligente na secagem . Boca Raton, FL, EUA:: CRC Press, 2019.
SHARARA, Mahmoud A.; SADAKA, Sammy S. Oportunidades e barreiras às técnicas de conversão de bioenergia e sua potencial implementação em dejetos suínos. Energias , v. 11, n. 4, p. 957, 2018.
TAPPARO, Deisi Cristina et al. Waste-to-Energy: produção de biogás a partir dos resíduos da suinocultura. 2021.
WANG, Y. et al. Challenges and strategies for biogas production from swine manure: a review on moisture management. Renewable and Sustainable Energy Reviews, v. 134, 110363, 2020.
XU, Mingyue et al. Biosecagem de resíduos de biogás por meio da inoculação de um agente bacteriano termofílico: insights sobre a contribuição da desidratação e o mecanismo microbiano. Bioresource technology , v. 355, p. 127256, 2022.
