Um estudo, liderado pelo professor Carlos Alberto Mendonça, do Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas (IAG-USP), investigará as relações entre a geração de metano durante os processos de decomposição e a presença da chamada “biogeobateria”. O conceito, desenvolvido em pesquisa anterior por Mendonça, diz respeito à geração de corrente elétrica provocada pela atividade de certas bactérias decompositoras. Investigar a relação entre esse processo e a geração de metano pode auxiliar a diminuir a emissão do gás para a atmosfera. Os experimentos terão início em maio, e serão parte da iniciativa internacional Remediate, cujo objetivo é estimular pesquisas que auxiliem na recuperação de áreas contaminadas.

A pesquisa previamente realizada por Mendonça sobre a biogeobateria mostrou que é possível identificar regiões nas quais os resíduos orgânicos tendem a se decompor mais rapidamente, graças à presença de determinadas bactérias. Os microorganismos em questão atuam conectando eletricamente a parte do solo contaminada com partes livres de resíduos, em uma espécie de “pilha” que, ao descarregar, degrada naturalmente o contaminante. A pesquisa previu ainda a construção de sistemas artificiais inspirados nesse processo natural, como forma de induzir a recuperação natural de áreas contaminadas.

O primeiro estudo de Mendonça sobre o assunto teve início em 2010, quando o docente e os demais pesquisadores da equipe propuseram-se a investigar a origem da corrente elétrica medida em áreas contaminadas. Esse potencial elétrico surge, principalmente, em áreas contaminadas por petróleo ou aterros sanitários. Em algumas dessas áreas, nas quais estão presentes minerais condutores, ocorre um fenômeno semelhante, chamado de geobateria. Nesse modelo, a condução de elétrons é feita pelos minerais do solo, e não conta com a atuação de bactérias, como explica Mendonça: “A geobateria tem a parte mais ao fundo conectada à parte superior por meio de alguns minerais que são condutíveis. Então seria uma parte sem a biótica”.

Imagem da bactéria Shewanella oneidensis, capaz de produzir filamentos que conduzem eletricidade. / Foto: US DOE, 2009.

A biogeobateria faria essa conexão através dos organismos. No modelo desenvolvido, ocorre o transporte de elétrons de uma área contaminada em uma camada mais inferior do solo até as camadas mais superficiais, livres de contaminação. Tal qual uma pilha, os elétrons se movem da região onde estão em maior quantidade (polo negativo) para aquela em que estão em menor quantidade (polo positivo), e esse movimento é o que gera a corrente elétrica que é possível detectar no solo. A transferência dos elétrons é feita a partir de filamentos produzidos pelas bactérias. “A biogeobateria é equivalente a uma pilha enterrada, sendo uma parte da pilha a área contaminada, e a outra parte sendo a superfície. As pilhas se descarregam, consumindo o reagente, então basicamente nesse processo, ao ‘descarregar’, a pilha estaria decompondo o contaminante”, comenta o pesquisador. Essa ideia é o ponto de partida do projeto atual, que visa estudar as relações entre a ocorrência da biogeobateria e a emissão de gás metano.

A biogeobateria e as emissões de metano

Existe outro processo natural que, assim como a biogeobateria, degrada a matéria orgânica: a metanogênese. A diferença é que esse processo tem como efeito colateral a geração do gás metano. A teoria que será investigada pelo projeto de Mendonça é a de que a biogeobateria e a metanogênese são processos excludentes – ou seja, a presença de um desses processos inibe a ocorrência do outro. Isso porque, enquanto a biogeobateria se desenvolve na presença de oxigênio, a metanogênese ocorre na ausência desse elemento. “Logo, um sistema que gera metano não possui condições para desenvolver a biogeobateria”, afirma Mendonça.

Caso seja de fato comprovado que um processo inibe o outro, uma das possíveis soluções para reduzir as emissões de metano seria induzir o processo de biogeobateria em uma área na qual ocorra a metanogênese. “O projeto tem três etapas”, explica o pesquisador. “A primeira é verificar se os processos de fato são competitivos. A segunda é [descobrir] como induzir a biogeobateria. E a terceira é ver se esses processos ocorrem em escala de campo [em larga escala]”.

O metano é um gás gerado, principalmente, pela decomposição de matéria orgânica, pela produção de combustíveis fósseis, pela criação de gado e pelo cultivo de arroz. Justamente por ser produzido em processos de decomposição, é um gás presente em aterros sanitários e lixões – podendo provocar explosões devido ao seu teor altamente inflamável. Além do risco de acidentes, o metano também é um dos gases responsáveis pelo efeito estufa, de forma que sua emissão em larga escala contribui para o aquecimento global.

A pesquisa de Mendonça terá início em maio, contando com o patrocínio da Fapesp (Fundação de Apoio à Pesquisa do Estado de São Paulo) para o desenvolvimento da teoria. Os experimentos e a parte mais laboratorial serão realizados pela universidade irlandesa Queen’s University Belfast, coordenadora do projeto Remediate.