Research Trends in the Valorisation of Potato Peels for Fermentative Biohydrogen Production: A Bibliometric Analysis (2015-2025)

Todos os dias, a indústria alimentícia global gera montanhas de resíduos. Entre os subprodutos mais comuns estão as cascas de batata descascadas durante o processamento. Tradicionalmente, essas cascas são tratadas como lixo, muitas vezes enviadas para aterros sanitários onde apodrecem e liberam gases de efeito estufa, ou queimadas, o que contribui para a poluição do ar. No entanto, escondida dentro desse material descartado, há uma potencial fonte de energia. As batatas são ricas em amido, um tipo de carboidrato que certos organismos microscópicos podem decompor. Quando esses micróbios se alimentam dos açúcares liberados pelas cascas de batata, eles produzem um gás chamado hidrogênio. Este hidrogênio é um combustível limpo que, quando utilizado, libera apenas água, oferecendo uma maneira de transformar um problema de resíduos em uma fonte de energia renovável. O desafio para os cientistas tem sido descobrir como fazer isso de forma eficiente e em grande escala, indo além de experimentos simples para criar um sistema que possa realmente alimentar lares ou indústrias.

Uma equipe de pesquisadores da Universidade de Tecnologia de Durban, na África do Sul, deu uma nova perspectiva recentemente sobre como a comunidade científica abordou esse desafio ao longo da última década. Em vez de realizar novos experimentos em um laboratório, eles realizaram uma revisão abrangente de estudos existentes publicados entre 2015 e 2025. Eles utilizaram um método chamado análise bibliométrica, que é essencialmente uma forma de mapear o cenário da pesquisa científica ao observar quem está publicando, onde e quais tópicos estão ganhando mais atenção. Ao examinar 24 estudos específicos que focaram estritamente na produção de hidrogênio a partir de cascas de batata, os pesquisadores montaram um quadro claro de como este campo cresceu e para onde está indo.

A história desta pesquisa é de crescimento constante. Nos primeiros anos do período de estudo, de 2015 a 2020, o campo estava em sua infância. Os cientistas faziam principalmente perguntas básicas: As cascas de batata podem realmente servir de alimento para esses micróbios? É sequer possível obter hidrogênio delas? Durante este período, apenas um punhado de artigos era publicado a cada ano, focando principalmente em provar que o conceito era viável. No entanto, ocorreu uma mudança significativa após 2020. O número de estudos começou a subir, com o maior número de publicações aparecendo em 2021, 2022 e novamente em 2025. Esse surto sugere que a comunidade científica passou da fase do "podemos fazer isso?" para a fase do "como podemos fazer isso melhor?". Os pesquisadores não estão mais apenas testando se o processo funciona; eles estão tentando ativamente torná-lo mais rápido, mais eficiente e mais confiável.

Geograficamente, o esforço para resolver este quebra-cabeça está concentrado em algumas regiões chave. A China emergiu como o país mais produtivo, publicando o maior número de estudos. No entanto, ao observar o impacto do trabalho — medido pela frequência com que outros cientistas citam esses artigos em suas próprias pesquisas — a Coreia do Sul se destacou por ter as contribuições mais influentes. Índia e Polônia também fizeram contribuições significativas, enquanto a África do Sul, casa dos autores desta revisão, estabeleceu-se como uma voz líder no campo sob uma perspectiva africana. Essa distribuição destaca que, embora o problema do desperdício de batata seja global, as soluções científicas estão sendo impulsionadas atualmente por nações com fortes investimentos em energias renováveis e tecnologias de gestão de resíduos.

À medida que a pesquisa amadurecia, o foco do trabalho mudou em uma direção muito específica. No início, os estudos eram fortemente focados na biologia do processo: entender os micróbios, as enzimas que eles produzem e a composição química das próprias cascas de batata. Com o tempo, a conversa mudou. Os estudos mais recentes são menos sobre a biologia isolada e mais sobre a engenharia. Os cientistas agora estão se concentrando em construir melhores sistemas para conter os micróbios e o resíduo de batata, otimizando as condições dentro desses sistemas e usando modelos computacionais avançados para prever como obter o máximo de hidrogênio de cada lote. As palavras-chave que aparecem com mais frequência nos artigos mais recentes não são mais apenas sobre a batata ou a bactéria; elas são sobre "biorreatores", "otimização" e "intensificação de processo". Isso indica um campo que está crescendo, movendo-se da bancada de um laboratório universitário em direção ao design de máquinas de escala industrial.

Os pesquisadores também identificaram quatro temas principais que dominam a conversa atual. O primeiro é a própria produção de hidrogênio e como tornar o processo mais forte. O segundo é o ajuste fino da fermentação escura, um tipo específico de reação biológica que ocorre sem luz, que se tornou o método preferido para esta tarefa. O terceiro tema envolve os detalhes microscópicos: como os micróbios se alimentam, como as enzimas quebram o amido e como caracterizar o resíduo de batata para obter os melhores resultados. O quarto tema é o hardware: o design dos tanques e reatores onde essa mágica acontece, e como medir o rendimento para garantir que valha o esforço. Essas quatro áreas estão profundamente conectadas, mostrando que o progresso em uma área, como o melhor design de reator, frequentemente depende da compreensão de outra, como o comportamento dos micróbios.

Apesar do entusiasmo e do progresso claro, os autores desta revisão alertam cuidadosamente que a tecnologia ainda não está pronta para ser usada pelo mundo em escala massiva. Quase todo o trabalho revisado até agora foi realizado em pequenos ambientes laboratoriais. Embora os resultados sejam promissores, existe uma lacuna significativa entre um pequeno experimento em um laboratório e uma grande fábrica que possa processar toneladas de cascas de batata todos os dias. Os estudos mostram que é possível obter hidrogênio e que podemos melhorar a quantidade que obtemos, mas o salto para o sucesso comercial requer mais do que apenas uma ciência melhor; requer uma engenharia e um planejamento econômico melhores. Os pesquisadores sugerem que o próximo passo é construir plantas-piloto — instalações de teste de médio porte — para ver se o processo se sustenta em condições do mundo real. Eles também apontam que o futuro mais promissor reside nas "biorrefinarias", onde as cascas de batata não são usadas apenas para hidrogênio, mas são processadas para criar múltiplos produtos valiosos ao mesmo tempo, como fertilizantes ou outros produtos químicos, tornando todo o processo mais lucrativo e sustentável.

Esta revisão serve como um roteiro de onde a ciência esteve e para onde ela precisa ir. Ela confirma que transformar cascas de batata em combustível limpo é um campo de estudo viável e crescente, impulsionado pela necessidade global de encontrar fontes de energia sustentáveis e gerir melhor os resíduos. O caminho a seguir é claro: passar de experimentos de pequena escala para demonstrações de grande escala, integrar o processo às indústrias alimentícias existentes e continuar a refinar a tecnologia até que ela seja robusta o suficiente para ser uma parte padrão do nosso futuro energético. A casca de batata, antes um simples pedaço de lixo, agora está sendo vista como um ingrediente chave em uma economia mais limpa e circular, mas chegar lá exigirá paciência, investimento e a colaboração contínua de cientistas e engenheiros de todo o mundo.