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A aluna da Coppe/UFRJ, Monique Branco, recebeu o Prêmio Científico Mário Quartin 2020 por seus estudos com uma microalga denominada P. tricornutum. A pesquisa demonstrou o potencial desta microalga para produção de biocombustíveis e para uso em nanotecnologia. O cultivo de microalgas tem a vantagem de não competir com a produção de alimentos, como é o caso dos biocombustíveis de origem vegetal.
A premiação, que será entregue em dezembro, é uma iniciativa do Santander Universidades e da Casa da América Latina e contempla as melhores teses de doutorado, produzidas em Portugal e na América Latina, em três categorias. A aluna do Programa de Planejamento Energético (PPE) da Coppe conquistou o prêmio na categoria de Tecnologia e Ciências Naturais. Intitulada “Análise quantitativa da sustentabilidade da terceira geração de biocombustíveis utilizando dados de processo de uma biorrefinaria de microalgas”, a tese de Monique foi orientada pelos professores Marcos Freitas e Marco Aurélio Santos, ambos do PPE, e pela professora Nídia de Sá Caetano, da Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto (FEUP).
Engenheira com dupla nacionalidade, portuguesa e brasileira, Monique desenvolveu os estudos durante seu duplo doutorado, em Planejamento Energético na Coppe e em Engenharia Química e Biológica na Universidade do Porto. A aluna analisou a viabilidade da produção de biocombustíveis a partir de microalgas, e foi além. Seguindo o conceito de economia circular, utilizou os resíduos que são usados nesse processo para extrair outros produtos com valor de mercado, estendendo assim os ciclos de vida da matéria.
A microalga escolhida para o estudo, em função de suas características bioquímicas, P. tricornutum, é originária da região chilena de Cañar Blanco, La Serena, e foi cultivada, na Universidad de Concepción (Chile), onde a aluna da Coppe realizou a parte experimental e de coleta de dados de sua pesquisa. A análise dos parâmetros bioquímicos feita posteriormente na Universidade do Porto indicou que a P. tricornutum atingiu os padrões internacionais de qualidade para biodiesel e é uma alternativa tecnicamente viável para a produção deste biocombustível, diante do cenário analisado.
O processo desenhado pela aluna durante sua pesquisa, que foi realizada no Instituto Virtual Internacional de Mudanças Climáticas (Ivig) da Coppe, permite o pleno aproveitamento econômico da microalga. O lipídio para produção do biocombustível, o carboidrato para produção de bioetanol, biomassa residual para biogás, proteína para alimentação animal, pigmento (fucoxantina) utilizado tanto na indústria farmacêutica quanto na nutracêutica, e sílica para a produção de compostos eletrônicos.
“A produção de biocombustível a partir das microalgas ainda é um processo caro. Como acontece com as tecnologias na fronteira do conhecimento, precisa ganhar maturidade e escala. Mas, pensando a utilização da P. tricoturnum em todo o seu potencial biotecnológico, o cultivo da microalga, bem como dos produtos potencialmente extraídos da sua biomassa, aumenta a viabilidade econômica do processo. Usando todo seu potencial, fica viável”, pondera Monique, que segue atuando como pesquisadora do Ivig/Coppe e no Laboratório de Engenharia de Processos, Ambiente, Biotecnologia e Energia (Lepabe) da FEUP, após a conclusão de seu doutorado.
Microalgas podem ser cultivadas em água de reuso e até em telhados
“As microalgas foram cultivadas em ambiente aberto, do lado de fora do laboratório (Grupo Interdisciplinario de Biotecnología Marina – GIBMAR), em fotobioreator. Mas, para adquirirem escala comercial, elas podem ser cultivadas em diversos outros ambientes, incluindo água salobra, ou água de reuso, pois absorvem muito fósforo e nitrogênio. As microalgas crescem muito rápido e os fotobioreatores podem ser colocados até em telhados ou paredes de prédios”, explica Monique.
De acordo com a pesquisadora, de um a dois dias de cultivo no fotobiorreator, e a microalga dobrava a sua massa, quando entrava em crescimento exponencial. “Na escala piloto, nós trabalhamos com cerca de 800 metros cúbicos de cultivo, o que dá mais ou menos 2 quilos de biomassa ao mês. Mas, nós fizemos um estudo para o escalonamento da biomassa, utilizando os dados do processo piloto, comparando a viabilidade técnica e econômica para a instalação de três plantas com diferentes tamanhos: uma para a produção de cerca de 180 toneladas anualmente, 1800 e 18000 toneladas anualmente e verificamos que houve ganho de escala, ou seja, houve redução considerável do custo do biocombustível quando se aumenta a escala de produção e quando se utiliza os co-produtos”, avalia.
As microalgas são consideradas um biocombustível de 3ª geração. Nesta classificação, oleaginosas, como a soja, e cultivos ultilizados para a produção de etanol, como a cana-de-açúcar e o milho, são biocombustíveis de 1ª geração, que competem pelo solo, com a agricultura voltada à produção de alimentos. A 2ª geração de biocombustíveis é aquela que utiliza os resíduos dessa agricultura. A 3ª geração utiliza matérias-primas alternativas às agriculturas tradicionais.
“Eu quero destacar o papel de uma pessoa que instiga conhecimento. Bióloga de formação, Monique já queria fazer algo experimental em sua tese. Ela procurou em diversos institutos e departamentos o que ela precisava para completar sua pesquisa. A Monique mereceu o prêmio porque se dedicou muito”, elogia o professor Marco Aurélio dos Santos, um dos orientadores de Monique.
Na avaliação de Marcos Freitas, também orientador de Monique, o cultivo de microalgas é uma tecnologia de futuro. “Ela serve para sequestrar carbono, tem produtividade para geração de alimento, pode servir a cadeia de valor agregado na indústria farmacêutica. Tem uma produtividade interessante. A produtividade pode chegar a 200 toneladas por hectare”, analisa o professor, que ressalta que a viabilidade econômica dos biocombustíveis é balizada pelo preço do petróleo. “Quando o barril sobe, as alternativas a ele se tornam mais interessantes economicamente”.
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