A fração orgânica dos resíduos sólidos urbanos (FORSU) representa uma parcela significativa dos resíduos urbanos brasileiros, sendo majoritariamente destinada a aterros sanitários, o que gera emissões de gases de efeito estufa (GEE), como metano e outros gases (Ghimire et al., 2015; de Souza et al., 2025).
A fermentação escura (dark fermentation, DF) é uma rota promissora para converter FORSU em biohidrogênio (bioH₂), ao mesmo tempo em que estabiliza a matéria orgânica, utilizando reatores relativamente simples, em condições mesofílicas e com tempos de retenção mais curtos (Ghimire et al., 2015; Almeida; Santana, 2023). No entanto, a DF apresenta limitações no rendimento teórico de H₂ (geralmente abaixo de 4 mol H₂ mol⁻¹ de glicose equivalente) e elevada formação de ácidos graxos voláteis (AGVs), o que leva à acidificação do meio e à redução da eficiência global do processo (Ghimire et al., 2015; de Souza et al., 2025). Estudo recente do grupo avaliou a DF e a fotofermentação sequencial de FORSU do restaurante universitário da UNIFEI, inoculada com lodo de reator UASB da Estação de Tratamento de Esgotos (ETE) de Itajubá-MG, e suplementada com magnetita, em reatores em batelada operados a 35 °C (de Souza et al., 2025). A dosagem de 120 mg L⁻¹ de magnetita apresentou maior produção média de hidrogênio, de 4,144 mL H₂ g⁻¹ VS adicionado, com remoção de DQO de até aproximadamente 85% e de sólidos voláteis de até 59%, e a análise estatística (ANOVA e teste de Tukey) indicou diferença significativa em relação ao controle sem magnetita (de Souza et al., 2025). Apesar disso, os rendimentos obtidos ainda ficaram abaixo dos valores reportados para DF de diferentes substratos com aditivos à base de ferro, sugerindo margem para otimização de rotas metabólicas e de condições operacionais, como pH e tipo de aditivo (Taherdanak et al., 2016; Beckers et al., 2015; Nemestothy et al., 2017). A transferência direta interespécies de elétrons (DIET) tem sido estudada como estratégia para intensificar processos anaeróbios, por meio de materiais condutivos, como óxidos de ferro (magnetita, Fe₃O₄), ferro zero-valente (ZVI, da sigla em inglês Zero Valent Iron), nanopartículas de ferro e materiais carbonáceos condutivos (biochar, carvão ativado, grafeno), que atuam como pontes eletrônicas entre microrganismos (Sun et al., 2015; Ren et al., 2016; de Souza et al., 2025).
Esses aditivos podem acelerar a transferência de elétrons, favorecer rotas fermentativas geradoras de H₂ e reduzir perdas de elétrons para vias consumidoras, como metanogênese ou formação excessiva de solventes (Sun et al., 2015; Ren et al., 2016). Além do desempenho técnico, a produção de bioH₂ a partir de FORSU está alinhada às políticas nacionais de hidrogênio de baixo carbono, como o Programa Nacional do Hidrogênio (PNH2) e a Política Nacional do Hidrogênio de Baixo Carbono, e pode contribuir para a redução do custo nivelado de hidrogênio (LCOH), conforme análise econômica apresentada para DF e PF com magnetita (de Souza et al., 2025; Crispim et al., 2023). Também é relevante avaliar, ainda que de forma simplificada, a pegada de carbono da rota de DF com aditivos condutivos, considerando as emissões evitadas em aterros e as associadas ao processo e aos próprios aditivos (Crispim et al., 2023; de Souza et al., 2025).
