Teste de Atividade Metanogênica Específica (AME)

Atividade Metanogênica Específica (AME)

Avaliando a Eficiência dos Micro-organismos Metanogênicos

 

O que é a AME?

A Atividade Metanogênica Específica (AME) é uma ferramenta essencial para o estudo e controle de processos anaeróbios. De acordo com Aquino et al. (2007) e Kunz, Steinmetz & do Amaral (2022), este teste avalia a capacidade dos micro-organismos metanogênicos em produzir metano a partir de substratos orgânicos sob condições controladas de laboratório. Aqui estão os principais pontos sobre o teste AME:

Objetivos do Teste de AME 

• Avaliar a Eficiência Microbiana: O teste mede a taxa de produção de metano, fornecendo informações sobre a saúde e a eficiência da população metanogênica presente no lodo anaeróbio.
• Monitoramento de Reatores: Utilizado como parâmetro de monitoramento da eficiência dos reatores anaeróbios (biodigestores).
• Controle Operacional: Ajuda a estabelecer a capacidade máxima de remoção de DQO (Demanda Química de Oxigênio) da fase líquida, crucial para o dimensionamento correto dos biodigestores.

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Aplicações do Teste de AME 

• Pesquisa e Desenvolvimento: Investiga diferentes substratos, condições de operação e tipos de inóculos para otimizar a produção de biogás.
• Seleção de Inóculos: Compara a atividade metanogênica de diferentes inoculações anaeróbias, auxiliando na escolha do inóculo mais adequado para os biodigestores.
• Dimensionamento de Biodigestores: Fornece dados essenciais para o dimensionamento correto, garantindo eficiência no processamento do material orgânico.
• Monitoramento e Controle: Avalia a saúde e a eficiência da biomassa anaeróbia (micro-organismos), identificando problemas e oportunidades de otimização.

Benefícios do Teste de AME 

• Eficiência Energética: Maximiza a produção de biogás e metano, contribuindo para a geração de energia renovável.
• Redução de Poluentes: Ajuda na remoção de compostos reduzidos, melhorando a qualidade do efluente tratado.
• Otimização de Processos: Fornece subsídios para a adoção de procedimentos mais racionais e eficientes no gerenciamento de lodos anaeróbios.
• Comparabilidade de Resultados: Apesar da falta de padronização, o conhecimento da AME permite a comparação relativa dos resultados, facilitando o controle e a otimização dos reatores anaeróbios.

Desafios e Considerações

• Metodologias Diversas: Diferentes métodos de incubação e quantificação do metano complicam a padronização dos resultados.
• Necessidade de Padronização: A harmonização dos protocolos de teste é fundamental para aumentar a comparabilidade e aplicabilidade dos resultados.
• Interpretação Profissional: Os resultados devem ser analisados por profissionais qualificados para garantir a correta interpretação e aplicação dos dados obtidos.

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Qual é a diferença entre os testes BMP e testes de AME? 

Os testes de BMP (Biochemical Methane Potential) e de AME (Atividade Metanogênica Específica) são ambos utilizados na avaliação de processos anaeróbios, mas possuem objetivos, metodologias e resultados distintos. Aqui estão as principais diferenças entre eles:

• Teste BMP: O teste de BMP visa determinar o potencial máximo de produção de metano a partir de um substrato orgânico específico. É usado para avaliar a quantidade de metano que pode ser gerada a partir de resíduos orgânicos em condições ideais.
• Teste de AME: O teste de AME mede a atividade dos micro-organismos metanogênicos, ou seja, a taxa de produção de metano por unidade de biomassa microbiana. Ele avalia a eficiência e a capacidade dos micro-organismos de converter materiais orgânicos em metano em um determinado ambiente.

A tabela abaixo destaca as principais diferenças entre os testes BMP e teste de AME, mostrando como cada um é utilizado para diferentes finalidades no contexto da digestão anaeróbia e produção de biogás.

Característica	Teste BMP (Biochemical Methane Potential)	Teste de AME (Atividade Metanogênica Específica)
Objetivo	Determinar o potencial máximo de produção de metano de um substrato orgânico	Medir a taxa de produção de metano por unidade de biomassa microbiana (micro-organismos)
Foco	Potencial total de produção de metano	Atividade dos micro-organismos metanogênicos
Preparação da Amostra	Substrato a ser testado	Lodo anaeróbio ou inoculante com micro-organismos metanogênicos
Inoculação	Mistura do substrato com inoculante	Adição de substrato específico à amostra
Incubação	Frascos ou reatores selados, condições anaeróbias, temperatura controlada	Mistura incubada em condições anaeróbias e temperatura controlada
Monitoramento	Produção de metano monitorada ao longo de um período (15-30 dias)	Produção de metano monitorada ao longo do tempo
Resultado	Quantidade total de metano produzido [m³ de CH4/kg de matéria orgânica volátil (Sólidos Voláteis Totais) ou DQO]	Taxa de produção de metano (ml de CH4/g de SSV por dia ou por DQO removida)
Tempo de Teste	Geralmente mais longo (15-30 dias)	Pode ser mais curto, dependendo do objetivo
Aplicações	Avaliação de substratos, dimensionamento de sistemas, pesquisa e desenvolvimento	Avaliação da atividade microbiana, otimização do processo, diagnóstico de problemas
Avaliação de Substratos	Sim	Não
Otimização de Condições Operacionais	Não	Sim
Diagnóstico de Problemas no Reator	Não	Sim

A AME é um parâmetro crucial para o controle e otimização de biodigestores, contribuindo para a sustentabilidade e eficiência energética dos processos de tratamento de resíduos orgânicos.

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Referências Bibliográficas Consultadas

• AQUINO, Sérgio F. et al. Metodologias para determinação da atividade metanogênica específica (AME) em lodos anaeróbios. Engenharia Sanitária e Ambiental, v. 12, p. 192-201, 2007. Disponível em: < DOI: 10.1590/S1413-41522007000200010 >
• KUNZ, Airton; STEINMETZ, Ricardo Luis Radis; DO AMARAL, André Cestonaro. Fundamentos da digestão anaeróbia, purificação do biogás, uso e tratamento do digestato. 2022. Disponível em: < Embrapa >

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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 1 -  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 2 - Frascos reatores com mistura de grânulos anaeróbios (pontos pretos) e substratos (conteúdo mais claro).

Seguindo o conceito sobre “pequenas pérolas com conteúdo adensado” o Portal Energia e Biogás publica uma série de posts “Grânulos do Saber” -  pequenos posts para contribuir com disseminação de informações sobre processo de produção de biogás.

Acompanhe sempre o nosso conteúdo específico sobre a ciência por trás do processo anaeróbio e produção de biogás.

Em breve novos posts “Grânulos do Saber”.
Até logo!

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