Professor da UFG lidera pesquisa que transforma resíduos em hidrogênio e combustível sustentável

Uma pesquisa liderada pelo professor Christian Gonçalves Alonso, do Instituto de Química da Universidade Federal de Goiás (UFG), coloca o estado na corrida tecnológica global ao converter resíduos alimentares e agrícolas em hidrogênio de baixo carbono e combustíveis sintéticos.

Com um investimento inicial de 760 mil euros (cerca de R$ 4 milhões), aportados em 2022 pela Cooperação Brasil-Alemanha para o Desenvolvimento Sustentável, via agência GIZ, além de um aporte de R$ 400 mil do governo estadual por meio da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Goiás (FAPEG), o projeto reúne atualmente 12 pesquisadores dedicados à produção de hidrogênio a partir de resíduos e dá sustentação ao recém-criado Centro de Excelência em Hidrogênio e Tecnologias Energéticas Sustentáveis (CEHTES), que mobiliza 40 profissionais.

A iniciativa, que começou a tomar forma em 2013 a partir de um edital do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), é um avanço na transformação de passivos ambientais do agronegócio goiano em energia limpa, ao mesmo tempo em que projeta o interior do Brasil no mapa da transição energética mundial.

Em entrevista exclusiva ao Jornal Opção, o professor e coordenador do CEHTES detalhou o percurso que tirou a pesquisa do papel e a trouxe para o patamar atual. “Em 2013 fizemos uma proposta para fazer produção de hidrogênio a partir de líquidos agroindustriais, de efluentes agroindustriais, utilizando uma tecnologia de água supercrítica (…) Em 2015, nós montamos o primeiro reator e a gente vinha trabalhando com isso”, relembrou Alonso, que acumula mais de duas décadas de dedicação ao tema.

O interesse despertado na ocasião germinou o acordo de cooperação que, em 2022, despejou os recursos necessários para montar um laboratório completo. “Isso quase 10 anos depois, a gente conseguiu captar um recurso substancial para montar o laboratório, nos termos que ele está hoje, e para seguir no desenvolvimento dessa pesquisa focada na produção de hidrogênio usando águas residuárias”, explicou.

A ciência por trás da transformação

O coração tecnológico da pesquisa bate em condições extremas que poucos laboratórios brasileiros conseguem alcançar. Alonso e sua equipe submetem efluentes líquidos ao estado de água supercrítica, quando a temperatura ultrapassa os 375 graus Celsius e a pressão escala acima das 222 atm – atmosferas . Nesse ponto, a água adquire propriedades radicalmente diferentes e passa a atuar simultaneamente como solvente e reagente.

“Nessa condição, o que acontece é uma mudança das características da água de forma que a gente torna solúvel. Por exemplo, materiais oleosos, que em geral não são solúveis em água, nessas condições ele se torna solúvel”, detalhou o professor, que coordena também o Laboratório de Pesquisa em Processos Renováveis e Catálise (GOH2).

A versatilidade impressiona. Na prática, o sistema consegue quebrar moléculas de antibióticos, pesticidas, plásticos e microplásticos em um intervalo de tempo que vai de quatro a doze minutos. O resultado do processo gera hidrogênio e monóxido de carbono,  gases que, por sua vez, alimentam a produção de petróleo sintético via processo Fischer-Tropsch, combustível que pode, inclusive, abastecer o setor de aviação.

“A gente acelera a degradação que acontece dessas moléculas na natureza, a gente acelera esse processo de degradação, produzindo, vamos dizer assim, matéria-prima para produzir combustíveis sintéticos. É isso que a gente faz”, resumiu o pesquisador, que mantém todos os avanços publicados em periódicos internacionais de acesso aberto.

“Tudo que a gente tem feito tem sido publicado em entrevistas internacionais, circulação aberta. Então é domínio público, não tem uma restrição de que uma tecnologia é de lá ou de cá, isso é para contribuição”, reforçou.

Antes do aporte alemão, a realidade do grupo era bem mais modesta. As limitações de infraestrutura obrigavam os pesquisadores a percorrer longas distâncias para realizar análises. “Antes tínhamos que levar a amostra para fazer a análise lá em Maringá, no Paraná. Tinha maior dificuldade para fazer tudo. Hoje não, hoje a gente tem uma infraestrutura toda local”, comparou Alonso.

O salto logístico garantiu autonomia e acelerou o ritmo das descobertas, pavimentando o terreno para o CEHTES, que articula competências que vão da engenharia química à economia, da inteligência de mercado às redes elétricas inteligentes, todas voltadas à transição energética.

Combustível do futuro enfrenta o gargalo da escala

Convencer o mercado de que a tecnologia funciona não é o obstáculo central, a equipe de Alonso já provou isso em laboratório, com diferentes matérias-primas. Etanol, glicerol, vinhaça, chorume e diversas classes de fármacos foram testados, e todos geraram hidrogênio.

Em um dos estudos publicados, o grupo alcançou um rendimento de 63,75 mol de H₂ por quilograma ao processar uma mistura de etanol e glicerol a 700 graus Celsius, utilizando catalisador alcalino. “Para você ter uma ideia, o reator que a gente tem aqui no laboratório, o tempo dentro do reator que esse material leva é algo em torno de entre 4 e 12 minutos para quebrar essas moléculas. A gente consegue quebrar essas moléculas todas”, afirmou o coordenador.

Em outro experimento com poluentes farmacêuticos, a degradação atingiu 92,1% de redução do carbono orgânico total, ou seja, praticamente todo o contaminante foi eliminado, gerando uma fase gasosa composta majoritariamente por CO₂ e hidrogênio.

Contudo, o desafio que se impõe agora não está mais na bancada, e sim na prateleira. Transformar os resultados laboratoriais em processos competitivos diante do petróleo fóssil é o que tira o sono da equipe. “Por mais promissores que os processos sejam, no momento atual talvez essas tecnologias não encontrem viabilidade, elas ainda são caras, e isso acaba impedindo a sua adoção lá na indústria”, reconheceu o professor.

A assimetria é brutal: enquanto a petroquímica opera com escala produtiva gigantesca, o tratamento de resíduos de uma única indústria raramente gera volume para pagar o investimento sozinho.

A rota para furar esse bloqueio passa, na visão de Alonso, por compartilhar o risco tecnológico com empresas, participando de editais da Financiadora de Estudos e Projetos (FINEP) e de chamadas conjuntas. “As empresas brasileiras, para elas fazerem um aporte na casa de 5 a 10 milhões de reais em uma pesquisa, isso muitas vezes representa todo o PIB do ano delas. Então, muitas vezes elas não querem correr esse risco sozinhas”, avaliou.

Enquanto a escala industrial não vem, a estratégia é acumular evidências de aplicabilidade que, em algum momento, produzam o convencimento do investidor.

Modularização como ponte para o mercado

Dentro do planejamento do CEHTES, uma ideia desponta como catalisadora da transição para a escala comercial: construir sistemas modulares que possam ser transportados até a fonte geradora de resíduos. Em vez de carregar toneladas de efluentes até a universidade (operação que envolve custo, risco de acidentes e a responsabilidade sobre a disposição final), o laboratório iria até a empresa.

“A ideia de modularizar isso, de construir isso na forma de um módulo, de algum móvel, que a gente possa deslocar, é justamente poder apresentar isso para as empresas, demonstrar o potencial dessa tecnologia lá na empresa, trabalhando com o efluente que ela tem lá, com o resíduo que ela tem lá”, projetou Alonso, acrescentando que uma estadia de uma ou duas semanas na planta industrial geraria uma riqueza de dados realísticos que o ambiente universitário não consegue simular por completo.

A proposta é enriquecedora se pensarmos nas características geoeconômicas de Goiás. O estado se destaca pela força agroindustrial, gerando volumes colossais de biomassa residual. Para Alonso, a aposta na circularidade representa um caminho natural.

“Aqui no Centro-Oeste nós somos ricos em biomassas, é um processo que a gente consegue em algum momento dar viabilidade, pensando nessa questão de circularidade, de melhor utilização de recursos naturais, porque a gente consegue pegar os resíduos e agregar valor, convertendo eles a hidrogênio e com genes sintéticos”, argumentou.

No horizonte de aplicações possíveis, a equipe vislumbra cenários que vão além da venda direta de combustível. Uma das hipóteses mais simples e imediatas seria queimar o hidrogênio produzido em caldeiras da própria indústria geradora do resíduo, fechando o ciclo energético no local.

Outras indústrias poderiam usar o gás como reagente para hidrotratamento de biodiesel, por exemplo. “Então é uma tecnologia que pode se aplicar, é uma tecnologia que pode não ter viabilidade para a empresa A, mas para a empresa B”, ponderou.

Além do hidrogênio: mineração urbana e água de reuso

O leque de investigações abertas pelo grupo de Alonso surpreende pela amplitude. Um dos trabalhos submetidos a periódicos internacionais explora a degradação de placas de circuito impresso de um computador, o tipo de lixo eletrônico que se acumula aos milhões de toneladas no planeta.

A água supercrítica decompõe a matriz polimérica e deixa intactas as trilhas de metal, um tesouro para a chamada mineração urbana. “A gente consegue degradar toda a matriz polimérica, e a gente fica com as trilhas intactas, porque os inorgânicos não são solúveis nessa condição, então eles ficam intactos dentro do reator”, descreveu o professor, que vê nesse filão uma oportunidade adicional de agregação de valor.

Na outra ponta, a própria água resultante do processo carrega potencial de reuso, uma perspectiva que adiciona camadas de sustentabilidade à tecnologia. A questão é que o tratamento de poluentes persistentes, aqueles que levariam anos para se degradar na natureza, pode deixar de ser apenas uma despesa ambiental obrigatória e passar a gerar receita ou, no mínimo, economia de energia para a planta industrial.

Formar massa crítica no “Brasil profundo”

Christian Alonso faz questão de sublinhar que a abertura total dos resultados é uma decisão estratégica, não uma ingenuidade. “Também existe o entendimento que à medida que você protege, o primeiro fato quando eu faço a patente é que a ideia fica exposta. E o que interessa pra gente, na verdade, é desenvolver tecnologia, desenvolver essas coisas pra que isso chegue na outra ponta”, afirmou.

O coordenador acredita que o país carece de massa crítica, de mais cérebros debruçados sobre o mesmo problema para que as hipóteses sejam testadas com velocidade e as divergências empurrem o conhecimento para frente. “A pesquisa em si evolui de forma caótica, ela evolui com os testes de hipóteses, então a gente precisa de mais pessoas formulando hipóteses, testando hipóteses, a gente carece disso.”

Essa visão transborda os limites da química e deságua em uma reflexão sobre o desenvolvimento regional. Manter talentos em Goiás, oferecendo infraestrutura competitiva, é parte do que Alonso chama de luta contra a exportação de cérebros. “A importância de ter o investimento, de ter os laboratórios, de ter esses equipamentos, ela é gigante nesse ponto, porque ela gera oportunidades, a gente manter um bom aluno trabalhando aqui, se desenvolvendo, desenvolvendo pesquisa aqui no local onde ele nasceu, no local que ele gosta, onde ele tem a família.”

Para o professor, quando um pesquisador precisa migrar para São Paulo ou Rio de Janeiro em busca de tecnologia de ponta, dificilmente retorna, e a competitividade local míngua.

O paralelo traçado por Alonso aponta para o impacto do Centro de Excelência em Inteligência Artificial (CEIA) como evidência do que um investimento ancorado no interior pode gerar. “Avaliem a dimensão do impacto social que o CEIA tem pelo fato da gente ter o primeiro curso de IA aqui no Estado.” O CEHTES, nesse sentido, almeja produzir o mesmo efeito multiplicador no campo da energia.

O que falta para a virada

Apesar do otimismo cauteloso, o coordenador não esconde as pedras no caminho. Os efluentes reais carregam uma variabilidade imensa, influenciada pela sazonalidade das chuvas, o que complica a padronização dos resultados.

As empresas, por sua vez, já possuem sistemas de tratamento que cumprem as exigências legais, e convencê-las a instalar uma unidade experimental de alto custo exige um esforço argumentativo robusto. “Muitas vezes é difícil convencer o pessoal de ‘olha, vamos fazer uma unidade experimental e sair tratando esse material para provar por A mais B que ele funciona’. Então isso não é tão simples”, admitiu.

Outro ponto de atenção é a toxicidade. Nem sempre quebrar uma molécula significa reduzir o perigo; às vezes, fragmentos menores revelam-se mais agressivos. O aparato analítico adquirido com os financiamentos alemão e estadual serve exatamente para monitorar essa armadilha química e certificar que o que sai do reator é hidrogênio, CO e CO₂, e não subprodutos com toxicidade ampliada. “A gente tenta monitorar isso tudo com equipamentos analíticos”, assegurou.

Enquanto na Holanda já existe uma planta piloto sendo avaliada, o sonho goiano é mais modesto em custos, porém igualmente ambicioso em propósito. Alonso estima que um sistema para testes fora do laboratório demande algo em torno de R$ 4 milhões a R$ 5 milhões para operar com segurança.

Até lá, a equipe seguirá recorrendo a efluentes modelo (criados artificialmente para simular as condições reais) e, sempre que possível, ao material bruto cedido por empresas parceiras que abrem as portas para a ciência. “O gargalo é sempre o mesmo, é como escalar, como fazer isso ganhar escala”, sintetizou.

A pesquisa do CEHTES também se desdobra em frentes complementares. Um projeto selecionado pelo edital nº 25/2025 da FAPEG, no âmbito do Programa Goiás Mais Energia Rural, aplica a carbonização hidrotérmica para converter resíduos úmidos em hidrocarvão e bio-óleo. A planta-conceito será alimentada por energia solar off-grid e instalada em unidade móvel, permitindo operação diretamente nas áreas rurais.

“O projeto aposta no uso de fontes de energia renováveis e reforça o compromisso com a sustentabilidade e a economia circular, ao dar um novo destino a resíduos que normalmente seriam descartados”, declarou Alonso na ocasião, com previsão de conclusão até o final de 2027.

Questionado sobre a pressão internacional e os limites da cooperação científica, o professor afirmou que nunca houve qualquer tentativa de cerceamento por parte do governo alemão. “Nunca houve uma restrição ou da agência de fomento no sentido de enumerar o que é da agência e o que não é. É um acordo de cooperação, onde eles financiaram o laboratório, para que a gente conseguisse qualificar a pesquisa que a gente já vinha desenvolvendo.”

Para Alonso, o verdadeiro obstáculo não está na geopolítica ou na espionagem industrial, mas na lentidão com que a decisão empresarial por inovação responde ao apelo das evidências científicas. “O recurso, muitas vezes ele chega, mas o acesso, ele não chega na mesma velocidade”, concluiu, deixando claro que, nos laboratórios da UFG, a chama da pesquisa segue acesa, aguardando que o mercado decida acendê-la também.

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