Crónica do Investigador | A Jade Müller é doutoranda MIT-Portugal no Centro para a Ecologia Industrial (CIE, ADAI-LAETA) da Universidade de Coimbra, onde dedica-se a desenvolver e aprimorar abordagens de avaliação (ambiental) do ciclo de vida (LCA) para tecnologias emergentes da bioeconomia. Sua investigação integra a LCA com indicadores técnicos e socioeconômicos e análise de decisão multicritério, visando apoiar o desenvolvimento de tecnologias mais sustentáveis. Foi contemplada com a Bolsa Nordic 2024 para desenvolver o projeto "Supporting Sustainable Wastewater Nutrient Recovery through Prospective Life Cycle Assessment" em uma visita de investigação à Universidade do Sul da Dinamarca e à Universidade de Copenhaga, entre novembro de 2024 e janeiro de 2025. Neste artigo, compartilha sua experiência durante este período.
Agradeço à Fundação para a Ciência e a Tecnologia (FCT) e à SPOT Nordic por esta oportunidade única e pelo apoio financeiro, e também à Universidade do Sul da Dinamarca e à Universidade de Copenhaga pelo acolhimento e colaboração.
A relevância da recuperação de nutrientes das águas residuais
Nutrientes como fósforo (P), nitrogénio (N) e potássio (K) são cruciais para a produção agrícola e para a segurança alimentar global, especialmente em face do crescimento populacional. Novas tecnologias têm sido desenvolvidas para a recuperação desses nutrientes das águas residuais, resultando na geração de fertilizantes secundários para a agricultura. Estas tecnologias oferecem benefícios como a redução da libertação de nutrientes para o meio ambiente – que causam eutrofização –, a preservação de recursos minerais finitos e a diminuição da dependência de fertilizantes importados. Contudo, esses processos exigem recursos, como energia e materiais, e, portanto, também geram impactos ambientais que devem ser avaliados cuidadosamente.
A avaliação do ciclo de vida como ferramenta de apoio ao desenvolvimento tecnológico
O desenvolvimento de novas tecnologias envolve decisões que moldam seus futuros impactos ambientais. A Avaliação do Ciclo de Vida (LCA) é uma ferramenta essencial, baseada na quantificação de recursos consumidos e emissões ao longo do ciclo de vida do produto, desde a extração de matérias-primas até o descarte. Essa dependência de dados torna a LCA especialmente desafiadora para tecnologias emergentes (p.e., em escala de laboratório), devido à falta de informação sobre o seu desempenho, aplicação, entre outros aspetos1.
A minha investigação de doutoramento, desenvolvida no Centro para a Ecologia Industrial (CIE-ADAI) da Universidade de Coimbra (UC), foca em aprimorar a LCA de novas tecnologias voltadas para a bioeconomia e a valorização de resíduos. Entre essas, destacam-se as tecnologias de recuperação de nutrientes de águas residuais, tema central da minha visita à Dinamarca.
Visita à Dinamarca no âmbito da Bolsa Nordic
Com o apoio da Bolsa Nordic, iniciei a minha visita à Dinamarca em novembro de 2024. O período de mobilidade teve como principais objetivos:
Desenvolver uma abordagem harmonizada e modelos de ciclo de vida para comparar duas tecnologias de recuperação de nitrogénio de águas residuais (Ammonia stripping-scrubbing e Ion exchange/Adsorption);
Simular a aplicação de fertilizantes recuperados de águas residuais no campo agrícola, utilizando ferramentas especializadas;
Disseminar os resultados da investigação.
Colaborei intensivamente com dois grupos: Life cycle engineering (LCE) da Universidade do Sul da Dinamarca (SDU) e o Department of Plant and Environmental Sciences (PLEN) da Universidade de Copenhaga (KU). Estas equipas, juntamente com o nosso grupo (UC), estão envolvidos no projeto Horizon 2020 “WalNUT – Closing waste water cycles for nutrient recovery”, financiado pela União Européia.
Na primeira fase da visita, estive na SDU, em Odense, a colaborar em um estudo de LCA para comparar tecnologias de recuperação de nitrogénio. Nesse contexto, foi necessário alinhar as escolhas metodológicas do estudo e, ao mesmo tempo, adquirir familiaridade com uma nova abordagem. A comunidade de LCA na Dinamarca adota uma abordagemconsequencial, enquanto em Portugal predomina a abordagem atribucional. Além disso, organizei uma sessão de treinamento sobre uma ferramenta para modelagem de cenários futuros de LCA, conduzida pelo autor (Sommer Schjønberg et al., publicação em andamento).
Na segunda fase, estive na KU, em Copenhaga, a trabalhar sob uma perspetiva distinta: a das ciências agrárias. A KU desenvolveu as ferramentas PLCI 2.02 e Daisy3, que possibilitam a simulação de sistemas agrícolas e a modelagem dos fluxos de fósforo e nitrogénio, fornecendo informações valiosas para a LCA. Utilizei o PLCI 2.0 para testar cenários de aplicação de biofertilizantes de fósforo em diferentes países da UE, avaliando o seu potencial de substituição de fertilizantes minerais. Isto trouxe desafios, já que o modelo está calibrado para o contexto agrícola dinamarquês. Portanto, algumas estratégias foram discutidas com investigadores da KU para a sua adaptação, que estão atualmente a ser testadas.
Durante minha estadia, visitei também o Departamento de Ciências do Ambiente da Universidade de Aarhus, em Roskilde. O Professor Pedro Carvalho me recebeu e proporcionou uma visita aos laboratórios, apresentando-me a outros investigadores e detalhando o trabalho desenvolvido por seu grupo. Foi uma oportunidade valiosa para conhecer projetos alinhados com meus interesses de investigação, particularmente na área de tecnologias para tratamento e gestão da água.
O período de mobilidade na Dinamarca foi enriquecedor para minha trajetória académica e profissional. Proporcionou avanços significativos na minha investigação e fortaleceu minhas capacidades técnicas e analíticas para abordar problemas complexos de sustentabilidade. Durante este período, avancei na preparação de dois artigos científicos e submeti um resumo para uma conferência internacional. A visita também possibilitou expandir minha rede de contactos profissionais e consolidar importantes colaborações entre os grupos de investigação de Portugal e da Dinamarca.
Referências
1 Müller-Carneiro et al. (2024) Ex-Ante Life Cycle Assessment of Emerging and Novel Technologies. https://doi.org/10.1016/B978-0-323-90386-8.00092-9
2 Rydgaard et al. (2024) Regionalised modelling of recycled fertiliser P in agricultural fields: Development of the life cycle inventory model PLCI 2.0. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2024.141088
3 Abrahamsen & Hansen (2000) Daisy: an open soil-crop-atmosphere system model. https://doi.org/10.1016/S1364-8152(00)00003-7
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