Cinzas, galhos e cascas de madeira: aparentemente sem valor, as “sobras” de processos industriais escondem uma matéria-prima valiosa para a saúde pública. É o biocarvão, material rico em carbono com potencial para remoção de chumbo das águas contaminadas. A eficácia foi comprovada por pesquisadores da Universidade do Estado de Santa Catarina (Udesc) vinculados ao Centro de Ciências Agroveterinárias (CAV), e promete ser uma alternativa barata e sustentável para a proteção ambiental contra poluentes tóxicos.

“O biocarvão ‘gruda’ na molécula de chumbo e consegue removê-la muito bem devido à sua capacidade de adsorção”, explica Flávio Simioni, professor do Departamento de Engenharia Ambiental e Sanitária e coordenador do projeto. 

O fenômeno químico difere-se da absorção porque fixa as substâncias na superfície do material, ao invés de incorporá-las no interior e provocar aumento de volume. Por isso, a adsorção é mais recomendável para processos que envolvem a separação de impurezas. 

Em fase final de ajustes, a descoberta ajuda a descontaminar poluentes químicos gerados pela indústria, o que reduz os danos provocados ao meio ambiente e à saúde humana.  

De natureza interdisciplinar, o projeto “Soluções tecnológicas para aproveitamento de resíduos industriais” reúne pesquisadores da Udesc Lages com formação nas áreas da química, engenharia ambiental e sanitária, engenharia civil e engenharia química. Além do professor Flávio, integram a equipe os docentes Carlos Tasior Leão, Eduardo Bello Rodrigues, Jeane de Almeida do Rosário, Juliana Ferreira Soares e Viviane Spinelli Schein.  

Atividades à base de metais pesados, como o setor químico, têxtil e eletroeletrônico, precisam de tratamento complexo para a remoção completa das impurezas nas águas residuais. Nestes casos, o método convencional nem sempre é eficaz.  

“A adsorção do biocarvão entra como um componente auxiliar para tratar os efluentes industriais”, afirma Jeane de Almeida do Rosário, professora do Departamento de Engenharia Ambiental e Sanitária da Udesc Lages e pesquisadora do projeto.  

Caso a remoção não seja completa, substâncias tóxicas presentes nas águas residuais podem contaminar rios, mares e lagos.  

“Metais pesados são preocupantes porque não têm degradação fácil e podem acumular em organismos vivos, como peixes. É o que chamamos de ‘persistência’. Dessa forma, temos um prejuízo no ecossistema como um todo: na qualidade da água e na saúde humana, já que podemos nos alimentar de algo que está contaminado”, adverte a docente.  

ECONOMIA CIRCULAR

A etapa de testes foi feita com resíduos de eucalipto fornecidos por duas empresas de Santa Catarina. Uma é ligada à produção de celulose e outra à fabricação de carvão para churrasco e fumaça líquida.

Ao contrário de biocarvões feitos com outros materiais – como casca de laranja, cana de açúcar ou dejeto de suínos –, o insumo que resulta de resíduos da indústria é gerado pelo próprio processo produtivo. 

“Materiais adsorventes raramente são utilizados em sua forma bruta. Normalmente, precisam passar por algum processo mecânico ou térmico”, observa a professora Jeane. “O diferencial de nossa pesquisa é que trabalhamos com resíduos que não precisam disso. A aplicação é direta”. 

Sendo uma alternativa mais rápida e com menos custos, o biocarvão feito com sobras da indústria estimula a economia circular. Neste modelo alternativo de produção, o excedente de um processo torna-se matéria-prima para outro.  

“Nosso objetivo é inserir os resíduos dentro de uma cadeia de valor. Empresas que produzem o biocarvão com as sobras podem fornecer esse material para outros setores industriais que, então, conseguem tratar os efluentes com menor custo”. 

O reaproveitamento, além de movimentar a economia, confere um destino mais apropriado aos resíduos industriais. Lodos, óleos, cinzas e materiais alcalinos ou ácidos, quando descartados inadequadamente em aterros sanitários, contribuem para a contaminação ambiental do solo. Se não for tratado, pode até mesmo atingir lençóis freáticos. Outro problema é a decomposição dos resíduos, que emite gases de efeito estufa devido à presença de bactérias. 

As etapas seguintes do estudo pretendem testar a eficácia do biocarvão na remoção de outros metais pesados como zinco, cobre e mercúrio, informa o coordenador, professor Flávio. 

Atualmente, os pesquisadores estão refinando os testes da primeira fase, com chumbo, para a publicação em revista científica. Uma versão prévia dos resultados foi apresentada no Seminário de Iniciação Científica da Udesc em 2025.   

Na Udesc Lages, o professor Eduardo Bello Rodrigues, do Departamento de Engenharia Ambiental e Sanitária, testou o reaproveitamento de resíduos de biomassa de eucalipto, após passar pelo processo de pirólise, como meios filtrantes. Eles foram aplicados através das wetlands - sistemas naturais de tratamento de esgoto que utilizam plantas aquáticas, microrganismos e substratos.  

Os experimentos demonstraram que o biocarvão consegue filtrar com eficiência e baixo custo o esgoto bruto de pequenas comunidades. Pesquisadores implementaram com sucesso o sistema em propriedades rurais de Pinhalzinho e Lages.

Projetado segundo o modelo francês, que recebe os dejetos sem tratamento prévio, a wetland testada é compacta, não precisa de energia elétrica para operar e possui manutenção simples. Tem potencial para funcionar em distritos rurais, vilas e municípios menores, concluem os pesquisadores.   

Outros dois municípios do estado - Vargem e Brunópolis - já receberam assessoria da Udesc Lages para a execução das wetlands. Segundo o professor Eduardo, a implementação foi aprovada e aguarda a liberação de recursos do Programa de Aceleração do Crescimento (PAC), do Governo Federal.   

A aplicação das wetlands à base de biocarvão também deverá ser feita em uma pousada rural de Lages, com estimativa para beneficiar mais de 600 pessoas, calcula o docente.   

Além dos resultados promissores no tratamento de esgotos, o uso de biocarvão em wetlands tem mais uma vantagem: a fixação do carbono.  

“O carvão do biocarvão está numa estrutura molecular que não se dissipa para a atmosfera”, explica o professor Flávio. “Você retém e trata esse material orgânico. O mesmo ocorre com as plantas, que crescem nas wetlands e fixam o carbono”.  

Neste momento, a equipe pesquisa diferentes arquiteturas de construção das wetlands, apostando em outros formatos, composições e materiais filtrados. O objetivo, ressalta o coordenador, é descobrir qual modelo apresenta o melhor resultado para o tratamento dos efluentes.

A indústria da construção civil também pode se beneficiar dos resíduos industriais. Pesquisadores da Udesc Lages estão testando o biocarvão e a areia de caldeira como ingredientes da argamassa, em substituição à cal e ao cimento.

Até agora, os experimentos comprovaram que a incorporação do biocarvão atende às normas técnicas para a argamassa de uso não estrutural. 

Conforme explica Carlos Tasior Leão, professor do Departamento de Engenharia Ambiental e Sanitária, não houve alteração na trabalhabilidade do material - isto é, a fluidez da argamassa para utilização em assentamento de tijolos. Outro critério, a resistência, sofreu redução, mas ainda está dentro dos parâmetros normativos, frisa o docente. 

Assim como no uso das wetlands, o biocarvão aplicado à argamassa possibilita o acúmulo de carbono, o que contribui para tornar a construção civil mais sustentável. 

“Se tenho uma parcela de biocarvão no interior da argamassa de um edifício, então terei toneladas de carbono armazenadas nessa construção”, avalia o professor.  

Outra bateria de testes demonstrou que resíduos industriais que estavam contaminados também podem ser incorporados à argamassa de assentamento, sem prejuízos ao material. 

Os próximos passos da pesquisa vão verificar o uso do biocarvão e da areia de caldeira na argamassa de revestimento de paredes, cujos parâmetros de resistência e aderência diferem dos de assentamento. Novos testes devem ser feitos para assegurar o uso do material em pavers, tijolos e blocos de concreto.

CONTATE OS PESQUISADORES

Flávio Simioni é professor da Udesc no Departamento de Engenharia Ambiental e Sanitária e no Programa de Pós-Graduação em Ciências Ambientais (PPGCAMB/Udesc). Possui doutorado em Engenharia Florestal pela Universidade Federal do Paraná (UFPR). Atua nos seguintes temas: energia de biomassa florestal, avaliação econômica e ambiental de processos produtivos. 

E-mail: flavio.simioni@udesc.br

Jeane de Almeida do Rosário é professora da Udesc no Departamento de Engenharia Ambiental e Sanitária. Possui doutorado em Engenharia Química pela Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC). Atua nos seguintes temas: energias limpas, sustentabilidade ambiental de processos, e aproveitamento de resíduos. 

E-mail: jeane.rosario@udesc.br 

Viviane Aparecida Spinelli Schein é professora da Udesc no Departamento de Engenharia Ambiental e Sanitária. Possui doutorado em Química pela Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC). Atua nos seguintes temas: uso de coagulantes naturais para o tratamento de água, adsorção de metais e corantes da água através de processo de adsorção e análises físico-químicas de água. 

E-mail: viviane.schein@udesc.br 

Eduardo Bello Rodrigues é professor da Udesc no Departamento de Engenharia Ambiental e Sanitária. Possui mestrado em Engenharia Ambiental pela Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC). Atua nos seguintes temas: tratamento de esgoto sanitário, ecotecnologias, sistemas wetlands. 

E-mail: eduardo.rodrigues@udesc.br 

Carlos Tasior Leão é professor da Udesc no Departamento de Engenharia Ambiental e Sanitária. Possui mestrado em Engenharia Civil pela Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC). Atua nos seguintes temas: engenharia de estruturas, instalações elétricas, instalações hidrossanitárias. 

E-mail: carlos.leao@udesc.br 

Juliana Ferreira Soares é professora da Udesc no Departamento de Engenharia Ambiental e Sanitária. Possui doutorado em Engenharia Agrícola pela Universidade Federal de Santa Maria (UFSM). Atua nos seguintes temas: gestão ambiental aplicada à diferentes setores produtivos, com ênfase em Avaliação do Ciclo de Vida (ACV) e Produção Mais Limpa (P+L). 

E-mail: juliana.soares@udesc.br