Metais potencialmente tóxicos são um dos principais problemas de poluição em efluentes, devido à elevada toxicidade dessas substâncias e, também, por não serem eliminados via tratamentos biológicos. Por este motivo, tem sido necessário se pensar em alternativas que possam auxiliar a retirada destes contaminantes em meio aquoso. Assim, destaca-se o processo de biossorção, que utiliza materiais de origem biológica como adsorventes e, devido à aderência entre adsorvato-adsorvente, espera-se que os íons metálicos sejam retidos por este material. Pensando nisso, um biossorvente de resíduos de levedura (BL) impregnados com nanopartículas (NP) de magnetita (Fe₃O₄) foi sintetizado, caracterizado e aplicado na sorção de íons Cu(II), em meio aquoso. A potencialidade deste subproduto da indústria sucroalcooleira como alternativa para descontaminação de efluentes se dá por sua abundância, baixo valor agregado, e presença de diversos sítios ativos em sua superfície. A NP foi obtida a partir da titulação de sais de Fe(II) e Fe(III) com NH₄OH, utilizando o método de coprecipitação, e impregnadas em BL, sob aquecimento e agitação constantes, para formação do bionanocompósito (BL-NP). Estes materiais sintetizados, assim como a biomassa de levedura in natura (BL) foram caracterizados pelas técnicas de Difratometria de Raios-X (DRX), Espectroscopia de Radiação no Infravermelho (FTIR), e por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). Os testes de sorção de Cu(II) pela biomassa in natura, as nanopartículas ferromagnéticas puras, e o bionanocompósito magnético foram conduzidos em procedimentos por bateladas. Nestes, após agitação, a mistura Cu(II)-adsorvente foi centrifugada para a separação de fases e posterior análise do sobrenadante para determinação de cobre por Espectrometria de Absorção Atômica com Chama (FAAS). Os modelos isotérmicos de Langmuir, Freundlich e Dubinin-Radushkevich (D-R) foram ajustados aos dados experimentais, sendo que o D-R foi o que melhor se ajustou aos três materiais testados, apresentando os maiores valores de coeficientes de determinação (R²) e os menores erros associados ao modelo (χ²). As isotermas e seus parâmetros mostraram que a sorção entre biossorvente e Cu(II) foi favorável para todos os materiais, onde as nanopartículas e a biomassa in natura apresentaram afinidades semelhantes por Cu(II), enquanto o biossorvente nanomodificado foi o que melhor adsorveu este íon, com R² = 0,9950, χ² = 0,0427 para o modelo D-R e com um valor de capacidade de sorção experimental de 8,3 mg/g ± 0,2. A caracterização por DRX permitiu a determinação das estruturas cristalinas dos nanomateriais em contraste com a estrutura amorfa presente na biomassa in natura, enquanto que os espectros de FTIR entre 4000 e 400 cm⁻¹ indicaram a presença de bandas de N–H, C–H, C=O, N–O, O–H, C–C, e Fe-O (este apenas para NP e BL-NP). Através das imagens de MEV, com 7000X de magnitude, foi possível verificar a eficiência de síntese do bionanocompósito por impregnação de BL com NP. Portanto, este estudo sobre sorção de Cu(II) descreve resultados promissores tendo em vista os resultados de caracterização e dos testes de sorção, mostrando que o processo foi favorável em todos os casos, principalmente, para o bionanocompósito magnético sintetizado.