Biorreatores são trincheiras subterrâneas cheias de aparas de madeira. Eles têm ganhado força como uma ferramenta para remover o nitrogênio da água em ambientes agrícolas.

A água drenada dos campos é canalizada para os biorreatores. Os micróbios naturais que vivem nas aparas de madeira removem os compostos de nitrogênio da água à medida que ela flui.

Porque são as bactérias que fazem esse processo de limpeza da água, é chamado de processo biológico, daí o nome biorreator.

A água que sai dos biorreatores tem muito menos nitrogênio, tornando-o mais saudável para o meio ambiente.

Em um novo estudo, pesquisadores testaram parâmetros que podem ajudar a estimar a vida útil desses biorreatores. A pesquisa foi publicada em Agrossistemas, Geociências e Meio Ambiente , uma publicação da American Society of Agronomy and Crop Science Society of America.

"Nosso objetivo é dar aos agricultores e outras partes interessadas uma melhor compreensão de quanto tempo esses sistemas irão durar quando forem usados ​​no campo, "diz Abby Schaefer, autor principal do estudo.

O estudo durou dois anos. Os pesquisadores testaram nove biorreatores. Ao final desse tempo, todos os biorreatores ainda estavam removendo efetivamente o nitrogênio da água.

Remover o nitrogênio da água de drenagem em ambientes agrícolas é crucial porque o nitrogênio pode ser uma faca de dois gumes.

As plantações precisam de nitrogênio para crescer e produzir alimentos. Mas muito nitrogênio no lugar errado pode causar problemas.

O excesso de nitrogênio pode contaminar os lençóis freáticos e os cursos d'água. Nestes ambientes aquáticos, muito nitrogênio pode alimentar a proliferação de algas prejudiciais.

As algas esgotam rapidamente todo o oxigênio dos corpos d'água. Isso pode levar a zonas mortas, que são áreas com muito pouco oxigênio para sustentar a vida.

Os biorreatores de cavacos de madeira são uma forma de reduzir a quantidade de nitrogênio que entra nos cursos de água. Os biorreatores têm várias vantagens sobre outras técnicas desnitrificantes.

Os biorreatores podem reduzir consistentemente 30-50% dos compostos de nitrogênio da água. "Alguns biorreatores podem atingir reduções ainda maiores, "acrescenta Schaefer.

"Os biorreatores requerem muito pouca terra para serem retirados da produção agrícola, "diz Schaefer." Além disso, requerem muito pouca manutenção. "

Os biorreatores também não afetam a eficácia dos sistemas de drenagem de telhas das fazendas. Isso significa que a água nos campos ainda pode ser drenada para ajudar a prevenir inundações.

Um desafio com biorreatores de cavacos de madeira é o assentamento e a quebra dos cavacos de madeira. Isso afeta a eficiência do funcionamento dos biorreatores.

Os pesquisadores descobriram que as lascas de madeira mais perto da entrada dos biorreatores assentaram e quebraram mais rápido do que as lascas mais dentro.

Essa é uma descoberta importante. Lascas de madeira próximas às entradas do biorreator podem ser reabastecidas sem a necessidade de escavar todo o biorreator.

Adicionalmente, os pesquisadores determinaram que os primeiros três quartos dos biorreatores eram onde a maioria dos compostos de nitrogênio eram removidos da água.

Isso significa que substituir as lascas de madeira perto do ponto de entrada de um biorreator pode prolongar a vida útil.

A equipe também estudou a quantidade de tempo que qualquer gota d'água passa dentro do biorreator. Essa medição é chamada de tempo de retenção hidráulica.

"O tempo de retenção hidráulica é um dos principais critérios para projetar biorreatores desnitrificantes, "diz Schaefer." Queríamos entender o impacto do tempo de retenção em todas as facetas do desempenho do biorreator. "

Os pesquisadores testaram três tempos de retenção hidráulica diferentes:duas horas, oito horas e 16 horas. A maioria das mudanças observadas nos biorreatores ao longo do tempo foram semelhantes para os diferentes tempos de retenção testados.

Contudo, lascas de madeira se decompunham mais rápido quando o tempo de retenção hidráulica era de duas horas. Mas esses biorreatores ainda removeram compostos de nitrogênio da água de forma eficaz.

Schaefer e seus colegas pretendem agora compreender melhor como funcionam os biorreatores por períodos de tempo ainda mais longos.