Revisão e análise do processo de purificação fotossintética do biogás em aterros sanitários - Shimabukuro, Cristiano Gusmão [UNESP] (Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2025)
O biogás possui metano na maior parcela de sua composição, cuja acumulação na atmosfera, o configura como um dos principais gases que contribuem para as mudanças climáticas. O Brasil é o quinto maior emissor de metano do mundo, ao passo que 48% das emissões do setor de resíduos estão associadas a aterros sanitários. O biogás, pode-se configurar com um passivo ambiental quando emitido para a atmosfera, mas também é um poderoso ativo quando valorizado, visto que o metano possui um alto poder calorífico e sua combustão pode liberar grandes quantidades de energia. Em razão ao modelo atual de destinação dos resíduos, valorizar o metano proveniente dos resíduos orgânicos aterrados é um caminho sustentável para mitigar sua emissão à atmosfera. O biogás trata-se de uma matéria prima similar ao gás natural, podendo ser empregado em projetos que envolvem a queima controlada do ativo, conversão em biometano para combustíveis veiculares, injeção em redes de abastecimento, entre outras aplicabilidades. Todavia, necessita-se de um tratamento prévio para subtrair as parcelas de gases que contaminam a qualidade do biogás. Atualmente, existem várias tecnologias para purificação do biogás, em sua maioria baseados em processos físico-químicos, mas que revelam um alto consumo de produtos químicos, de energia ou possuem um alto custo operacional e de implantação em território brasileiro. Para superar tais limitações, tecnologias baseadas em processos biológicos vêm sendo desenvolvidas para remover um ou mais contaminantes presentes no biogás. O presente estudo aborda uma revisão bibliográfica acerca do método biológico de purificação do biogás promovido pela fixação do CO2 pelas microalgas durante o processo fotossintético e concomitantemente, o sequestro do H2S presente no biogás pelas bactérias oxidantes de enxofre decorrente do oxigênio produzido pela fotossíntese. A revisão bibliográfica realizada abrange a compreensão do sistema de melhoria do biogás fotossintético, agrega informações sobre as configurações existentes, analisa os parâmetros que influenciam no sistema de purificação biológico proposto, identifica os entraves operacionais e estima a pegada terrestre sujeita à implantação deste sistema em aterros sanitários.

Biogas is composed mostly of methane, and its accumulation in the atmosphere makes it one of the main gases contributing to climate change. Brazil is the fifth-largest emitter of methane in the world, with 48% of emissions from the waste sector associated with landfills. While an environmental liability when emitted into the atmosphere, biogas also becomes a powerful asset when valorized, as methane has a high calorific value, and its combustion can release large amounts of energy. Given the current model of waste disposal, valorizing methane from landfilled organic waste is a sustainable path to mitigate its emission into the atmosphere. Biogas is a material similar to natural gas and can be used in projects involving controlled combustion, conversion into biomethane for vehicle fuels, injection into supply networks, among other applications. However, it requires pre-treatment to remove the portions of gases that contaminate the quality of biogas. Currently, there are several technologies for biogas purification, mostly based on physicochemical processes, but they reveal high consumption of chemicals, energy, or have high operational and implementation costs in Brazil. To overcome these limitations, technologies based on biological processes are being developed to remove one or more contaminants present in biogas. This study presents a literature review on the biological method of biogas purification promoted by the fixation of CO2 by microalgae during the photosynthetic process and, concurrently, the sequestration of H2S present in biogas by sulfur-oxidizing bacteria due to the oxygen produced by photosynthesis. The literature review conducted encompasses an understanding of the photosynthetic biogas upgrading system, aggregates information on existing configurations, analyzes the parameters influencing the proposed biological purification system, identifies operational challenges, and estimates the land footprint subject to the implementation of this system in landfills.
Review and analysis of the photosynthetic biogas upgrading in landfills
Keywords: Biogás; Microalgas; Fotossíntese; Aterro sanitário; Microalgae; Photosynthesis; Sanitary landfills