Efeito da temperatura de pirólise nas propriedades do biochar da casca de castanha-de-caju e em seu potencial de sequestro de carbono e adsorção de Cd²⁺ e Pb²⁺

Abstract

A casca da castanha do caju é um resíduo agroindustrial gerado em grandes volumes durante o processamento da castanha, cujo descarte inadequado representa um passivo ambiental. A sua valorização como biochar surge como alternativa sustentável para mitigação de impactos ambientais e aplicação em processos de remediação. Este estudo avaliou o efeito da temperatura de pirólise (300, 500 e 700 °C) nas propriedades físico-químicas e térmicas de biochars derivados da casca da castanha de caju (CCC). As caracterizações incluíram análises elementares e imediatas, razões atômicas H/C e O/C (diagrama de Van Krevelen), propriedades de superfície (pH, PCZ, EC), grupos funcionais (FTIR), morfologia e composição inorgânica (SEM, XRD) e estabilidade térmica (TGA/DTG/DSC). O aumento da temperatura de pirólise elevou o teor de carbono (de 48,3 % para 76,4 %) e reduziu as razões H/C e O/C, indicando maior condensação aromática e recalcitrância estrutural, classificando BC500 e BC700 como biochars de grau premium segundo o padrão EBC. As propriedades de superfície tornaram-se mais alcalinas, acompanhadas da perda de grupos oxigenados, maior desordem estrutural e aprimoramento da resistência térmica. Os testes de adsorção de metais pesados mostraram que o BC500 superou o carvão ativado comercial, com remoções de 58,16 % para Cd²⁺ e 69,44 % para Pb²⁺, enquanto o BC700 apresentou os melhores desempenhos (76,32 % para Cd²⁺ e 98,61 % para Pb²⁺). A avaliação do sequestro de carbono, baseada nos modelos de Woolf e Puro.Earth (2025), revelou um aumento significativo na captura estimada de CO₂ equivalente, passando de 0,65 t CO₂ eq t⁻¹ a 300 °C para 2,75 t CO₂ eq t⁻¹ a 700 °C, com a fração de carbono estável aumentando de 46,7 % para 88,6 %. Esses resultados confirmam que a pirólise em temperaturas elevadas gera uma matriz carbônica altamente aromática e resistente à oxidação, capaz de reter carbono por longos períodos (>100 anos). De forma geral, os biochars derivados de CCC combinam alta capacidade de adsorção com excepcional estabilidade do carbono, posicionando esse abundante resíduo agroindustrial como uma matéria-prima de alto valor para remediação de efluentes e aplicações certificadas de remoção de carbono.