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Resíduo da produção de etanol, vinhaça pode ser utilizada para produção de hidrogênio verde

Vinhaça é o resíduo gerado pela produção de etanol, na etapa de destilação do álcool. Esse resíduo é composto por vários elementos importantes para o desenvolvimento vegetal, sendo utilizado como fertilizante. Além disso, pode ser usado para produzir biocombustíveis, como o hidrogênio verde. Apesar de suas vantagens, a vinhaça é um poluente e afeta negativamente o solo e a água. 

O que é?

O processo de produção do etanol tem três etapas. Inicialmente, ocorre a coleta da cana e a sua moagem, seguida de um tratamento do produto e da fermentação do caldo. O produto gerado a partir da fermentação é chamado de garapa. A garapa é destilada, resultando no álcool, o produto final. A vinhaça é gerada na mesma etapa em que o álcool é produzido, a etapa da destilação.

Vinhaça é o nome designado ao resíduo gerado durante a produção de etanol. Esse resíduo pode ser utilizado como fertilizante agrícola, sobretudo no cultivo de cana-de-açúcar, e fonte de energias renováveis. A vinhaça contém em sua composição enxofre, nitrogênio, magnésio, potássio, fósforo, óxidos e cálcio.  Além disso, ela tem água, glicerina, ácido acético, ácido succínico, aldeídos e álcoois. 

A vinhaça conta com a presença de micronutrientes e matéria orgânica, que contribuem para o desenvolvimento das espécies vegetais. O uso da vinhaça como adubo e fertilizante contribui para a drenagem da água no solo e evita a erosão.

Impactos ambientais

Aplicação de vinhaça em solo agrícola. Imagem editada e redimensionada de Jarbas Yurasseck Jr em Wikimedia Commons, sob a licença CC BY-SA 3.0

Entretanto, se lançada no meio ambiente, a vinhaça provoca a poluição do solo e de corpos hídricos. A liberação da vinhaça no meio ambiente pode reduzir a biodiversidade, provocando a morte de animais. A decomposição desse material atrai insetos, como moscas, que contribuem para o desequilíbrio ecológico e a insalubridade do ambiente.

De acordo com um estudo, a vinhaça é cerca de cem vezes mais poluente do que o esgoto de origem doméstica. Isso porque esse material tem uma alta taxa de matéria orgânica, contribuindo para o processo de eutrofização. Além disso, o seu baixo pH  pode se tornar uma ameaça, desequilibrando o pH dos ecossistemas aquáticos. A vinhaça é altamente corrosiva e tem uma alta demanda bioquímica de oxigênio (DBO). A DBO diz respeito ao volume de oxigênio necessário para provocar a oxidação da matéria orgânica no processo de decomposição, no meio aquático. 

Quando a DBO de um corpo hídrico está alta, significa que esse ambiente está poluído com uma grande quantidade de matéria orgânica. Outro problema da vinhaça é a alta temperatura em que esse produto é liberado pelas máquinas de destilação, gerando danos ou morte nos seres vivos do ambiente.

De acordo com um estudo, são gerados entre 10 a 14 litros de vinhaça para cada 1 litro de álcool produzido. A quantidade de vinhaça produzida em média pelo Brasil é de 170 bilhões de litros. Por isso, pesquisadores buscam usos e alternativas para evitar que esse efluente polua o meio ambiente.

Usos da vinhaça

Pesquisadores desenvolveram um reator eletrônico para quebrar as moléculas de água presentes na vinhaça, buscando produzir oxigênio e hidrogênio verde. O hidrogênio verde é aquele adquirido a partir de um processo livre de emissões de carbono, e com o uso de fontes renováveis de energia. Dessa forma, o hidrogênio verde é uma alternativa sustentável para a produção de combustíveis, como o biogás.

A partir do processo de produção do hidrogênio verde, é possível produzir amônia, utilizada em fertilizantes nitrogenados. Além disso, o processo gera gás carbônico puro, que pode ser estocado e utilizado para gerar outros elementos, como o ácido oxálico. O ácido oxálico é utilizado na composição de hidrogel, produzido para ser usado no cultivo agrícola. 

Além disso, o uso do reator eletrônico permite um menor volume de vinhaça, facilitando o transporte, já que 95% do resíduo é composto por água, que é eliminada pelo reator. Esse processo é vantajoso para a produção de um fertilizante natural e eficiente. Com a retirada da água, a lixiviação de nutrientes para o solo e o lençol freático é reduzida.

Um estudo identificou que o revezamento do uso de vinhaça e fertilizantes nitrogenados pode diminuir a emissão de óxido nitroso. Eles observaram que aplicando os produtos com um intervalo de 30 dias entre a vinhaça e o fertilizante, houve uma redução da emissão de óxido nitroso. 

Além disso, de acordo com as pesquisas, o uso de vinhaça concentrada contribui ainda mais para a redução de emissões de óxido nitroso. Enquanto a vinhaça normal promovia uma redução de 27%, a vinhaça concentrada reduzia 39% das emissões.

No solo, a vinhaça provoca a elevação do pH, eleva a capacidade de reter água, aprimora a estrutura física do solo e aumenta a atividade microbiana. Portanto, se utilizada com cuidado, a vinhaça pode ser um produto de recuperação das condições do solo, apresentando impactos ambientais positivos.