Explique como as bactérias metanogênicas contribuem para a produção de biogás. Quais são as aplicações práticas do biogás na indústria energética?
Passo 1
O enunciado pede para a gente explicar como as bactérias metanogênicas ajudam a produzir biogás e, depois, listar as aplicações práticas desse biogás na indústria energética. O conteúdo aqui é sobre microbiologia (anaeróbiose e metanogênese) e bioenergia. Para resolver isso, vamos precisar entender o processo de digestão anaeróbia em etapas, descobrir onde entram as metanogênicas e, em seguida, ver como o gás que elas produzem pode ser aproveitado.
Passo 2
Antes de falar das bactérias metanogênicas em si, vale a pena conhecer o esquema geral da digestão anaeróbia, que tem quatro fases principais:
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Hidrólise – as moléculas grandes (proteínas, lipídios, carboidratos) são quebradas em pedaços menores (aminoácidos, ácidos graxos, açúcares).
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Acidogênese – esses pedaços viram ácidos orgânicos (ácido acético, propiónico, butírico) + H₂ + CO₂.
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Acetogênese – transforma ácidos maiores em mais ácido acético, H₂ e CO₂.
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Metanogênese – agora entram as bactérias metanogênicas (que são Archaea!), e elas usam principalmente duas rotas:
- Fermentação do ácido acético:
- Redução de gás carbônico com hidrogênio:
- Fermentação do ácido acético:
Essas reações finais são as que geram essencialmente o metano (CH₄), que é o principal componente do biogás. Sem as metanogênicas, a digestão parava nos ácidos e no H₂/CO₂, e não teríamos aquele gás energético.
Passo 3
Agora, pensando no que fazemos com o biogás (que possui cerca de 50–70% de CH₄ e 30–50% de CO₂), as aplicações práticas na indústria energética são:
• Geração de eletricidade e calor (em motores e turbinas a gás) – cogeração (CHP), aumentando a eficiência.
• Injeção na rede de gás natural (após purificação para remover CO₂ e impurezas), substituindo o gás fóssil.
• Biometano veicular (GNV) – depois de passar por estações de compressão.
• Aquecimento de água ou ambientes em plantas agroindustriais ou estações de tratamento de esgoto.
• Matéria-prima para síntese de produtos químicos (quando enriquecido em metano).
• Geração de eletricidade e calor (em motores e turbinas a gás) – cogeração (CHP), aumentando a eficiência.
• Injeção na rede de gás natural (após purificação para remover CO₂ e impurezas), substituindo o gás fóssil.
• Biometano veicular (GNV) – depois de passar por estações de compressão.
• Aquecimento de água ou ambientes em plantas agroindustriais ou estações de tratamento de esgoto.
• Matéria-prima para síntese de produtos químicos (quando enriquecido em metano).
Resposta
As bactérias metanogênicas atuam na última fase da digestão anaeróbia, convertendo ácido acético, CO₂ e H₂ em metano (CH₄), que forma o biogás. Esse biogás é usado para gerar eletricidade e calor (cogeração), pode ser purificado e injetado na rede de gás natural, usado como biometano veicular (GNV) e para aquecimento em indústrias, além de servir de insumo químico após upgrade.