Contribuição para o estudo de biofilmes de espessura controlada - idade do biofil

Dissertação apresentada para obtenção do grau de Doutor em Engenharia Sanitária pela Universidade Nova de Lisboa, Faculdade de Ciências e Tecn

Os biofilmes têm sido objecto e extensa actividade de investigação, principalmente centrada quer no estudo do tipo de cinética (reaccional, difusional ou mista) e respectiva modelação, quer no conhecimento das suas características (estrutura, densidade, espessura) de que se salientam os trabalhos de Boaventura e Rodrigues, (1998), Deront et al., (1998), Hinson et al.,(1996), e Seker et al., (1995), Wasche et al., (2002) Exceptuando os formalismos cinéticos estritamente reaccionais, a espessura do biofilme constitui um parâmetro fundamental para análise dos mecanismos de transferência de massa, designadamente das implicações da penetração (total ou parcial) da fase líquida e gasosa nas colónias que constituem o biofilme. A generalidade dos trabalhos de teorização deste domínio, embora incorporem a influência da espessura do biofilme, têm-se baseado em resultados de experiências em que a espessura aumenta progressivamente no tempo, em resultado do crescimento microbiológico verificado no filme, isto é, a espessura é um parâmetro que se autocontrola. O presente trabalho pretendeu estudar a influência da espessura do biofilme no processo de degradação de um substrato orgânico, através de espessuras constantes no tempo, obtidas com um dispositivo experimental especialmente concebido para produzir biofilmes de determinada espessura. Utilizando-se o tempo como medida indirecta deste parâmetro, introduziu-se o conceito de “idade do biofilme”. Assim, através de um conjunto de reactores em paralelo, e por substituição do suporte com filmes pré-formados, estudou-se a degradação de um substrato orgânico simples mantendo constante a idade do biofilme. O presente trabalho teve também como objectivo o desenvolvimento de um método de medição “on-line”, não invasivo, da espessura do biofilme. O método, baseado na medição da capacidade eléctrica de um campo que incorpora o biofilme, para além de não implicar a remoção da biomassa do suporte para efectuar medições, não tem as limitações de outros realizados em dispositivos separados do reactor em estudo (Gjaltema, et al., 1995). Os resultados obtidos, permitiram constatar que a idade do biofilme e, consequentemente, a sua espessura, é um parâmetro que desempenha um papel fundamental na degradação de um substrato orgânico, podendo ser vantajoso explorar sistemas de biomassa fixa em que a espes