Otimização do tratamento de efluentes utilizando microalgas através da modelagem metabólica da comunidade microbiana

• Processo: 24/18573-1
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de março de 2025
• Data de Término da vigência: 28 de fevereiro de 2027
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Química
• Pesquisador responsável: Ana Teresa Lombardi
• Beneficiário: Bruno Assis Pessi
• Instituição Sede: Centro de Ciências Biológicas e da Saúde (CCBS). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
• Assunto(s): Esgotos sanitários Microalgas Modelagem Otimização Tratamento de águas residuárias Vinhaça
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Esgoto sanitário | microalgas | Modelagem | otimização | Tratamento de Efluentes | vinhaça | Modelagem

Resumo

Este projeto visa desenvolver um novo método de modelagem para otimizar o tratamento de efluentes utilizando microalgas, integrando modelos dinâmicos com a análise das redes metabólicas da comunidade microbiana do sistema. O projeto é pioneiro ao mesclar modelagem metabólica com a previsão dinâmica dos parâmetros físico-químicos, baseando-se no modelo abrangente ALBA e na metodologia DRUM de redução de redes metabólicas. O modelo ALBA consiste em um sistema de equações diferenciais que representa a dinâmica das características físico-químicas, a concentração de microalgas, e três tipos de bactérias. O desenvolvimento da metodologia pode ser dividido em três etapas: primeiro, a expansão preliminar do modelo ALBA para representar mais detalhadamente a comunidade microbiana. Segundo, o desenvolvimento de uma metodologia de análise das redes metabólicas da comunidade microbiana para determinar as funções metabólicas desempenhadas pelos organismos, possibilitando a simplificação da representação desta comunidade no modelo. Por último, a extensão do modelo ALBA para considerar os grupos de organismos determinados pela análise metabólica e utilização do método DRUM para modelagem da composição interna das microalgas. O modelo será validado para diferentes tipos de comunidades com dados de experimentos de tratamento de três tipos diferentes de efluentes utilizando microalgas: esgoto sanitário primário, secundário e vinhaça. O modelo validado será utilizado para propor estratégias de operação ótima a partir de técnicas de otimização e controle.