Luz

A membrana celular das microalgas tem cargas

negativa, o que impede que elas se unam naturalmente,

permanecendo suspensas na água. O agente floculante,

entretanto, possui cargas positivas que fazem com

que as microalgas se atraiam, formando um “floco” que se

deposita no fundo do tanque de floculação. Depois só

é necessário tirar a água e recolher as microalgas

Força Centrífuga

Agente Floculante

A parte verde da molécula do biocombustível corresponde a uma a cadeia de carbonos. É importante que haja entre 15 e 18 carbonos para que o biocombustível seja adequado para veículos. Como nem todas as microalgas produzem o mesmo tipo de lipídio, esta é mais uma variável que tem de ser levada em consideração pelos pesquisadores.Uma vez pronto o biodiesel, ele precisa ser avaliado pela ANP. O biodiesel de microalgas correspondem aos padrões (veja na próxima página)

O triglicerídeo da microalga é dissolvido em metanol...

... dando origem a glicerina e aos ésteres do biocombustível

10 micrômetros correspondem

a um milímetro dividido em cem partes

De microalgas a BiodieselO processo utilizado pelo Laboratório de

Cultivo de Algas para extrair biodiesel das

microalgas

Infográfico: Rogério Moreira Jr.Fontes: Roberto Bianchini Derner e Rafael Garcia Lopes

Uma vez selecionadas, as microalgas vão para um meio de cultivo, composto de água, nutrientes e gás carbônico, e que precisa ser iluminado. Estes cultivos normalmente começam em recipientes com menos de um litro até irem para os tanques de

produção industrial - a partir de 400 litros, no LCA

Uma tubulação passa por baixo do tanque

lançando ar no meio de cultivo. O gás carbônico

é absorvido pelas microalgas e utilizado na fotossíntese, além

de regular o pH do meio de cultivo. O ar

também agita a água, movimentando os

nutrientes para que todas as microalgas possam absorvê-los

As microalgas fazem fotossíntese, e

precisam de luz para sobreviver. Por isso os

tanques são iluminados por lâmpadas,

normalmente de 40W, que simulam a luz

do dia

A água do tanque é colocada numa centrífuga industrial. Com a rotação as células das microalgas são empurradas para as paredes externas da centrífuga, enquanto a água fica no centro. Depois de terminado, as microalgas são raspadas e colocadas num recipiente para irem à estufa

Não existe um único meio de se cultivar microalgas: cada espécie

tem características diferentes. É por isso que os cultivos podem ser

feitos tanto em tanques externos (ao ar livre) quanto em ambientes

com temperatura e iluminação controlados. Uma das pesquisas

desenvolvida na UFSC buscava saber qual o melhor método para cultivar

três microalgas colhidas no Nordeste

Num ciclo que pode demorar de cinco a 20 dias, as microalgas consomem todos os nutrientes do cultivo, e por serem tantas, impedem a luz de alcançar todos os organismos. Para evitar que elas morram, o cultivo pode ser interrompido ou uma parte dele ser retirada, e acrescentada mais água e nutrientes

Com o cultivo terminado, é necessário secar as microalgas, o que pode ser feito por centrifugação ou floculação. A vantagem da centrifugação é que ela demora menos - meia hora, em comparação com 24 horas que o agente floculante necessita. Por outro lado, a floculação é mais barata - o que levou a Petrobrás a exigir que a UFSC utilizasse este método na pesquisa. Os pesquisadores ainda não chegaram a um consenso sobre qual o melhor

método a ser utilizado na produção de biodiesel

A água compõe cerca de 85% da massa das microalgas, e precisa ser retirada para se conseguir a biomassa seca,

e daí, o biocombustível. O processo acontece em

estufas, que no LCA operam normalmente em 80ºC por

24h. É um processo delicado, pois os triacilglicerídeos, que compõe os lipídios, são frágeis e podem ser quebrados pelo calor. É

destes triacilglicerídeos que é produzido o biodiesel

Os lipídios retirados da biomassa seca da microalga são compostos de triacilglicerídeos, que precisam ser quebrados para se tornarem combustível. O processo de quebra se chama transesterificação

O primeiro passo é encontrar uma espécie de microalga ideal para a produção. Para isso, ela precisa ter um ótimo crescimento em cultivo e um alto teor de lipídios. Esses lipídios formam a matéria-prima dos biocombustíveis

2

3 4

5

67

Nutrientes

Nutrientes

Lipídios

Centrifugação Floculação

Depois da ação do agente floculante , a massa de algas ainda precisa retirar o que sobrou de água passando por uma centrífuga - mas pode ser por uma menor do que a utilizada na centrifugação

O método da centrifugação é mais

utilizado quando as microalgas

serão aproveitadas na indústria

de alimentos e remédios, porque

o produto final não tem nenhum aditivo

- o que acontece com o agente

floculante, por exemplo

Água

Biomassa seca

O seu combustível

vai virCientistas do Laboratório de Cultivo de Algas da UFSC tem pesquisado quais são as melhores microalgas para a produção de biocombustíveis

Biocombustíveis tem a vantagem de serem renová-veis - entretanto normalmente envolvem plantação, precisando de grandes áreas de cultivo, dependendo

de safras e podendo degradar o solo. Mas não precisa ser assim. Países como Estados Unidos, Alemanha e Brasil tem pesquisado a produção de biodiesel por meio de microal-gas (saiba mais sobre elas no box da próxima página). Elas podem ser produzidas em tanques, e precisam apenas de água, luz, gás carbônico e nutrientes para sobreviverem. O problema é que é uma área de pesquisa recente, com questões a serem resolvidas antes da produção em escala industrial - e uma das principais delas é se o custo elevado em estrutura e pesquisa vale a pena.

Por este motivo, o Laboratório de Cultivo de Algas, li-gado ao Laboratório de Cultivo de Camarões da UFSC, em parceria com a Petrobrás e a Universidade do Rio Grande, pesquisou a partir de 2006 como este processo pode ser desenvolvido. A equipe, chefiada pelo professor Rober-to Bianchini Derner, que estuda microalgas desde 1991, recebeu 80 mil reais da Petrobrás para fazer a pesquisa. Além do interesse em produção de biodiesel, as microalgas podem ser usadas para descontaminar águas utilizadas na extração do petróleo, além de servirem para a indústria de alimentos, cosméticos e remédios.

Reportagem: Franscisco José Gomes Dantas e Rogério Moreira Jr.

Para se ter uma ideia da im-portância das microalgas para os seres humanos, elas

já eram utilizadas há séculos como fonte de alimento pelos kanem-bous, na África, e pelos astecas, no México. Os kanembous coletavam as microalgas no Lago Chade, en-quanto os astecas no Lago Texco-co. Porém, só no século 20 é que esses microorganismos passaram a ter uma produção comercial, com o desenvolvimento do cultivo das espécies em tanques abertos e em sistemas fechados (fotobiorre-atores).

As microalgas possuem uma diversidade de aplicações, por exemplo, servem de alimento para peixes, moluscos, crustáceos, como suplemento alimentar, no tratamento de águas residuais de indústrias e agrícolas, na produção de energia e de corantes naturais. Além desses e de outros usos, os microorganismos algais atuam na diminuição de gás carbônico (CO2) da atmosfera, pois o consomem e devolvem mais oxigênio do que o que precisam para respirar. Con-tudo, as microalgas não possuem só aspectos positivos, algumas espécies podem ser tóxicas para outros organismos, inclusive para o homem.

CultivoAs microalgas podem ser cultiva-das em diversos sistemas de pro-dução. Os mais comuns são os em tanques a céu aberto, com pouco ou nenhum controle de condições como iluminação, temperatura e pH; ou nos fotobiorreatores, nos quais são controladas essas variá-veis, o que possibilita alta produti-vidade. Outros fatores que podem

850 kg/m 900 kg/m

Biodiesel de Microalgas corresponde aos padrões da Agência Nacional do PetróleoEm fevereiro deste ano a ANP definiu os novos padrões para os biocombustíveis. Amendoim e Mamona têm índices que vão além do permitido

Índice de Acidez Máxima

Massa específica

Ponto de fulgor

Dados: Cláudia Maria Teixeira e Maria Elizabeth Morales, do Instituto Nacional de Tecnologia, no documento “Microalga

como matéria-prima para a produção de biodiesel”

Para saber mais

Microalgas, produtos e aplica-ções (http://tinyurl.com/prodea-pli), de Roberto Bianchini Derner e outros autores, publicado na Revista Ciência Rural, da UFSM, volume 36, nº 6;

Revisão: Biotecnologia de Mi-croalgas (http://tinyurl.com/bio-tecno), de Fabiano Cleber Bertol-di e outros autores, publicado no Boletim do Centro de Pesquisa de Processamento de Alimentos, da UFPR, volume 26, nº 1.

Elas servem de alimentos para os animais, tratar águas utilizadas na indústria, produzir energia e corantes - mas algumas espécies são tóxicas, inclusive para os seres humanos

Microalgas: Uma célula, muitas funções

interferir no crescimento das mi-croalgas são a quantidade de nu-trientes e a agitação da cultura em meio líquido. O cultivo pode ser realizado em poucos ou bilhões de litros. Uma das vantagens das microalgas em relação às plantas é o curto ciclo de vida, de apenas algumas horas ou dias, conforme a espécie, e a não necessidade de agrotóxicos. Outra vantagem das microalgas sobre a grande parte das plantas com valor para a agri-cultura é que elas podem ser culti-vadas com água do mar.

Tratamento de águas residuaisUm grande problema para alguns tipos de indústria é o que fazer com as águas que são usadas na produção e que não podem ser jogadas nos rios sem serem antes tratadas. As águas residuais po-dem conter metais pesados, óleos, detergentes, pesticidas, entre ou-tros compostos tóxicos. Uma das empresas que investe em pesquisa

nesse segmento de uso das micro-algas é a Petrobrás, que em par-ceria com a Universidade Federal de Rio Grande (Furg) e a Univer-sidade Federal de Santa Catarina (UFSC) realizou de 2006 a 2008 o projeto Desenvolvimento de um pacote tecnológico integrado para a produção de biodiesel a partir de microalgas cultivadas em água de produção e salobra. O objetivo da empresa é utilizar as águas residu-ais da extração de petróleo do pólo de Guamaré-RN.

Suplemento alimentarAs microalgas também são utiliza-das para complementar a alimen-tação humana por meio de suple-mentos, que são comercializados em pó e em cápsulas ou como in-gredientes de outros produtos, por exemplo, massas, pães, iogurtes e bebidas. A vantagem dos com-postos extraídos das microalgas é que eles são naturais, ao contrário dos produzidos artificialmente. As

substâncias sintetizadas por es-ses microorganismos algais, como os ácidos graxos poliinsaturados (uma classe dos lipídios) e os pig-mentos carotenóides (como o be-tacaroteno), possuem proprieda-des terapêuticas. (F.D.)

microalgas

Monera

Protista

Fungi

Plantas

Animais

Que bicho é esse?

A palavra microalga engloba algas unicelula-res que fazem fotossín-tese - mas que mesmo fazendo parte do memso grupo, podem ter formas muito diferentes entre si. Há representantes das microalgas tanto no reino Plantae quanto no Mone-ra e Protista. Elas cons-tituem o fitoplâncton, servindo como alimento de animais marinho. Tam-bém são responsáveis por boa parte da produção de oxigênio da atmosfera.

Como vai a pesquisa?

A parceria entre a Petro-brás e o Labratório de Cultivo de Algas acabou em 2008, e atualmente a pesquisa sobre micro-algas continua na Uni-versidade Federal do Rio Grande do Norte.

Na UFSC o LCA pesqui-sa o uso de microalgas para recuperar águas usadas na indústria - o chamado sequestro de carbono. Também se es-tuda, na área da aquicul-tura, meios de se me-lhorar a alimentação dos camarões com compos-tos produzidos por algas. Na área de biodiesel, eles tem buscado pareceria com órgãos de fomento, mas até agora nenhum resultado foi alcançado.

Quanto rende o biodiesel de microalgas?

Mil Litrosde cultivo rendem

≈6,7kgde biomassa úmida,

composta de algas antes de serem secas em estufas,

onde dão origem a

1 kgde biomassa seca, do qual se extrai

300gde lipídios que podem

ser usadas para produzir

150mlde biodiesel

Fonte: Roberto Bianchini Derner, Rafael Garcia Lopes, Algaebase