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Projeto da UFSCar avalia uso de algas para minimizar a quantidade de gás carbônico emitido no meio ambiente

Publicado em 22 agosto 2012

Por Redação

Os problemas ecológicos são assunto recorrente em discussões das mais variadas áreas do conhecimento. Entre eles o aumento da temperatura do planeta causado pelo grande acúmulo de gases de efeito estufa, sobretudo o gás carbônico (CO2), é um dos mais preocupantes, pois gera tantas outras questões que precisam ser tratadas. Neste âmbito se insere a pesquisa realizada pelo Departamento de Botânica (DB) da Universidade Federal de São Carlos (UFSCar), sob a coordenação da professora Ana Teresa Lombardi, do DB. O projeto denominado "Cultivo de microalgas em fotobiorreator como ferramenta para o sequestro de carbono atmosférico" visa desenvolver estratégias para a diminuição deste gás na atmosfera, utilizando-se de microalgas que fazem uso do CO2 em seu processo fotossintético.

A fotossíntese é o processo pelo qual seres clorofilados, como plantas, algumas algas e bactérias, se alimentam. A clorofila é um componente da célula que permite que água e gás carbônico sejam transformados em oxigênio, água, glicose e energia, sendo estes dois últimos fundamentais para a sobrevivência do ser. O processo de transformação envolve reações químicas que são principalmente ativadas pela presença de luz, o que dá o nome de fotossíntese ao processo (foto = luz).

Dados da literatura sugerem que as estratégias biológicas são importantes na mitigação do CO2 e poderiam contrabalançar de 10 a 20% das emissões por combustíveis fósseis até o ano 2050. Para contribuir com estes dados, a pesquisa cultiva células de Chlorella vulgaris em culturas estanques em laboratório sob condições controladas, onde são definidas as variáveis pH, concentração dos nutrientes nitrato e fosfato, de vitaminas e sistema de borbulhamento de CO2. Este controle visa uma maior taxa de crescimento da biomassa algal. Após definidas as condições ideais, estas são testadas em laboratório e nos fotobiorreatores instalados no ambiente natural. O balanço de CO2 é efetuado em cada amostragem, assim como a análise da composição bioquímica da microalga. Desta forma, ao cultivar as microalgas em um ambiente favorável - com os nutrientes e demais variáveis em situação ideal - o metabolismo delas usará o gás carbônico do ambiente, diminuindo, assim, sua quantidade no local em que o fotobiorreator estiver instalado.

Um dos grandes desafios da pesquisa é o desenvolvimento de um fotobiorreator híbrido, semi-fechado, o qual una as vantagens dos dois tipos existentes - aberto e fechado. O reator fechado apresenta como vantagem principal o fato de separar a cultura do local que a envolve, não contaminando a biomassa produzida e possibilitando um maior controle de sua qualidade e densidade. Entretanto, ao realizar o cultivo em um recipiente fechado, mas que receba luz, o recipiente aquece resultando na morte da biomassa. Portanto, criando-se um sistema híbrido é possível controlar a qualidade/densidade da biomassa, sem aquecê-la. Para Lombardi, "o grande objetivo do projeto é a criação de biomassa com qualidade controlada. Para isso é necessário realizar todo o processo em um sistema que está sendo criado." Esse sistema é um processo patenteável, uma vez que o projeto é 50% da empresa Braskem - financiadora do projeto juntamente com a Fapesp - e 50% da UFSCar.

O fotobiorreator é um sistema de cultura que precisa garantir que todas as células recebam luz. Para tanto ele possui um sistema de agitação, que muda as células de lugar fazendo que todas recebam a mesma quantidade de luz para realizar fotossíntese. Essa agitação, no entanto, tem que ter uma medida exata, pois com muita agitação as células não crescem e com pouca elas não recebem a luz suficiente. Além disso é necessário borbulhar CO2, pois uma cultura muito densa necessita de mais CO2 do que o que é fornecido pela superfície do reator. Quando o CO2 é borbulhado o pH se altera, sendo necessário equilibrá-lo novamente. Com todo esse sistema artificial são garantidas as condições que as algas necessitam para que a cultura cresça de forma adequada para, além de sequestrar o CO2 ambiente, formar-se uma biomassa de qualidade.

A qualidade da biomassa é de fundamental importância para as suas demais utilizações. Está em teste a possibilidade de seu uso agrícola, sua potencialidade energética e uso como alimento para zooplanton. Estas aplicações fazem da pesquisa um projeto interdisciplinar, envolvendo outros grupos de trabalho do DB e do Departamento de Hidrobiologia (DHB) da UFSCar, além do Departamento de Engenharia Mecânica da USP-São Carlos e colaboradores da Unesp. Em relação à aplicação agrícola, a alga é usada para cultivo de hortaliças, por meio de soluções hidropônicas, e também em um subprojeto de peletização de sementes. Este processo proporciona um maior aproveitamento de semestres de plantas do cerrado a partir da mucilagem higroscópica (capacidade de absorver água) que a alga possui, fazendo a semente carregar em si uma umidade que aumenta a germinação nessa região. Para a análise da potencialidade energética o cultivo é feito em cestos de 30 a 60 litros e, posteriormente, a biomassa é separada da parte líquida por centrifugação ou com filtros. A massa, então, é queimada e é analisado seu comportamento térmico. Com a biomassa separada da parte líquida também são analisados seus componentes, como quantidade de lipídios, carboidratos e proteínas, para saber quanto de cada biomolécula há em cada célula, o que posteriormente é utilizado em outras análises, de acordo com o que se pretende. A análise pode servir, por exemplo, para se saber quanto de CO2 determinada quantidade de biomassa pode sequestrar, calculando-se, assim, os créditos de carbono que o usuário do sistema recuperou.

A partir do projeto foram concluídos até o momento uma iniciação científica, um mestrado e um doutorado e estão em desenvolvimento mais um doutorado, dois mestrados e quatro iniciações. Cada uma dessas pesquisas aborda um foco dentro do projeto, desde o cultivo da microalga até as possíveis utilizações da biomassa. Lombardi conta ainda que o reator em desenvolvimento pode servir para diversas espécies, o que possibilita a criação de uma biomassa controlada, que pode ser usada para fármacos, antioxidante e outros que necessitam de um produto limpo.

O projeto está em seu último ano, de um total de três, e ainda pretende testar e encontrar outras utilizações para a biomassa enquanto produto, juntamente com seu objetivo principal de retirar gás carbônico da atmosfera, auxiliando cada vez mais o meio ambiente.

Redação