O que é Metanogênese?

Metanogênese

Uma etapa do processo de digestão anaeróbia essencial para produção nas plantas de biogás. Conheça o conceito básico sobre a rota de produção de metano (CH₄).

O que é Metanogênese?

A metanogênese é uma das etapas do processo anaeróbio, mais precisamente a etapa final da conversão anaeróbia de compostos orgânicos em metano. É uma epata do processo biológico anaeróbio no qual micro-organismos chamados metanogênicos produzem metano (CH₄) como produto final do metabolismo. Essa reação ocorre em ambientes onde há ausência de oxigênio atmosférico livre.

A metanogênese é realizada por um grupo de micro-organismos conhecidos como arquéias metanogênicas, pertencentes ao domínio Archaea. Essas arquéias são distintas das bactérias e possuem características bioquímicas e genéticas próprias.

Durante a metanogênese, as arquéias metanogênicas utilizam diferentes substratos orgânicos, como ácidos graxos de cadeia curta, ácido acético, hidrogênio (H₂) e dióxido de carbono (CO₂), como fontes de carbono e energia, conforme destacado na Figura 1. Cada grupo de arquéia metanogênica tem preferência por determinados substratos.

Essas arquéias possuem enzimas específicas que catalisam as reações bioquímicas necessárias para a produção de metano.

A metanogênese desempenha um papel importante na reciclagem de carbono e no equilíbrio dos gases de efeito estufa na atmosfera. Na natureza. o metano produzido durante o processo de decomposição da matéria orgânica é liberado para a atmosfera, onde pode contribuir para o aquecimento global devido ao seu potencial de aquecimento global significativo. Em projetos de geração de energia, a metanogênese é explorada em sistemas de produção de biogás, onde resíduos orgânicos são decompostos anaerobicamente em reatores apropriados, possibilitando a captura, armazenamento e utilização do biogás ou então apenas o uso do biometano como uma fonte de energia renovável.

Em resumo, a metanogênese é um processo metabólico anaeróbio realizado por arquéias metanogênicas, resultando na produção de metano como produto final. Na figura abaixo a metanogênese é representada pelas rotas E1 e E2 do processo anaeróbio.

Figura 1: Rotas metabólicas da degradação da matéria orgânica e geração dos produtos, para cada fase do processo de digestão anaeróbio.

Referências consultadas

• CHERNICHARO, C. A. L. Reatores anaeróbios. Princípios do Tratamento Biológico de Águas Residuárias. 2. ed. v.5, Belo Horizonte: DESA/UFMG, 2007. 379 p.
• LIMA, H. Q. Determinação de parâmetros cinéticos do processo de digestão anaeróbia dos resíduos orgânicos de Santo André – SP por meio de testes do potencial bioquímico de metano. 2016. 153 f. Tese (Doutorado) – Centro de Engenharia, Modelagem e Ciências Sociais Aplicadas, Universidade Federal do ABC, Santo André – SP, 2016.
• PATTANANUWAT, Narin et al. Development of combined anaerobic-aerobic system for treating industrial molasses wastewater. Journal of Water and Environment Technology, v. 11, n. 6, p. 519-528, 2013.
• Rother M (2020) Methanogenic microorganisms as workhorses of the industrial bioeconomy. EurekAlert
• The Guardian (2014) Methane-producing microbes blamed for biggest ever mass extinction.

Série de posts “Grânulos do Saber”

O que são grânulos?

Sobre processos anaeróbios, em algumas condições há a formação de estruturas constituídas por micro-organismos anaeróbios, os grânulos anaeróbios.

Essas estruturas (aglomerados de diferentes micro-organismos) possibilitam de forma mais eficiente a transferência de nutrientes e favorecem a sobrevivência da comunidade microbiana.

Esses aglomerados de micro-organismos densamente agrupados contribuem para aceleração do processo de digestão anaeróbia, principalmente em lodos de reatores UASB.

Figura 2 -  Frascos reatores para cultivo de lodo granular anaeróbio.

Os grânulos anaeróbios são esferas muito pequenas e possuem uma vasta comunidade de seres vivos. Atuam na decomposição da matéria orgânica e possibilitam reciclagem de nutrientes.

Figura 3 - Frascos reatores com mistura de grânulos anaeróbios (pontos pretos) e substratos (conteúdo mais claro).

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