A revista Nature publica artigo sobre uma nova descoberta na tecnologia MBBR: como um novo "suporte em forma de V" resolve o problema de entupimento e revitaliza o mercado de mídias de alta densidade.

Recentemente, uma equipe de pesquisa do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia de Ulsan (UNIST), na Coreia do Sul, publicou um novo estudo na *Nature Communications* sobre a otimização estrutural de suportes para MBBR (Reator de Biofilme de Leito Móvel). Os pesquisadores propuseram um design de suporte em forma de V, conhecido como "Estratégia Hidrotopológica", que permite o controle ativo do processo de crescimento do biofilme, alterando os caminhos internos do fluido dentro do suporte. Para os profissionais da indústria que acompanham há tempos o desenvolvimento da tecnologia de biossuportes para MBBR, este estudo chamou a atenção não apenas pela mudança no formato do suporte, mas também por buscar solucionar um desafio de engenharia de longa data: o entupimento e a redução da eficiência de transferência de massa causados ​​pelo espessamento excessivo do biofilme. Em sistemas MBBR tradicionais, com o aumento do tempo de operação, os microrganismos se aderem continuamente à superfície do suporte e formam biofilmes. Após um período de uso, esses biofilmes se tornam mais espessos. De fato, embora a biomassa microbiana total no sistema aumente — o que, em teoria, deveria melhorar a eficiência geral —, a eficiência real de difusão de oxigênio e poluentes para dentro do biofilme diminui.

Encontramos um problema semelhante em nosso projeto de tratamento de efluentes da indústria alimentícia no Sudeste Asiático; após vários anos de operação, o acúmulo de biofilme dentro dos suportes frequentemente se tornava muito perceptível. Em muitas estações de tratamento de efluentes, os suportes de MBBR e os aeradores microporosos geralmente precisam ser lavados ou substituídos após vários anos de operação, o que representa um grande esforço. Curiosamente, o gerenciamento de biofilme a longo prazo tornou-se um tópico mais comum nas discussões com os clientes do que a área da superfície do suporte em si. De acordo com a equipe de pesquisa, a nova estrutura em forma de V altera o fluxo de água dentro do suporte, criando diferentes níveis de tensão de cisalhamento hidráulico em diferentes zonas. Quando o biofilme cresce excessivamente, a maior tensão de cisalhamento local promove o desprendimento do biofilme envelhecido; inversamente, em áreas onde a biomassa ativa precisa ser mantida, um ambiente de adesão relativamente estável é preservado. Os pesquisadores descrevem esse mecanismo como um método de controle de biofilme com características de “autorregulação”. Com base nos resultados experimentais, esse projeto demonstra um potencial significativo para manter a estabilidade do biofilme e prevenir o entupimento interno. No entanto, ainda não está claro se ele pode manter um desempenho equivalente em condições de flutuações drásticas nas características do efluente. Para a aceitação no mercado, é necessária uma validação adicional por meio de projetos práticos.

Do ponto de vista do desenvolvimento da nossa indústria, esta pesquisa envia um sinal importante: o foco competitivo futuro para os suportes de MBBR pode estar mudando, deixando de ser apenas o aumento da área superficial específica para dar maior ênfase ao design hidrodinâmico e às capacidades de gerenciamento de biofilme. Na última década, os esforços de otimização para a maioria dos produtos de suporte de MBBR se concentraram em métricas como área superficial efetiva, taxa de formação de biofilme e resistência do material. No entanto, este estudo sugere que o controle ativo da espessura do biofilme por meio do design estrutural pode se tornar uma direção fundamental para a P&D de suportes de próxima geração. Para os fabricantes de suportes de MBBR, isso também implica que os projetos de sistemas futuros darão maior ênfase à sinergia entre o suporte e o sistema de aeração. Contudo, uma questão prática permanece sem resposta: essas geometrias internas complexas podem ser fabricadas em escala de maneira economicamente viável? Observamos que, nos últimos anos, um número crescente de clientes de sistemas de recirculação aquícola (RAS), projetos de tratamento de efluentes industriais e projetos de tratamento de efluentes municipais de alta carga começou a se concentrar na estabilidade operacional em densidades de empacotamento mais elevadas. Com o aumento contínuo da densidade de empacotamento, os desafios de transferência de massa e entupimento enfrentados pelos transportadores tradicionais tornam-se mais acentuados. O valor da pesquisa sobre transportadores em formato de V reside não apenas na proposição de um novo projeto estrutural, mas também no fornecimento de uma nova abordagem técnica para o desenvolvimento futuro de sistemas MBBR de alta densidade.