Microalgas

O crescimento dramático da demanda energética global e a expectativa de redução no suprimento de combustíveis fósseis são motivações inadiáveis para a busca de fontes renováveis de energia. Neste contexto, o biodiesel derivado de oleaginosas representa uma alternativa imediata e de alta sustentabilidade sócio-ambiental. No entanto, os óleos vegetais, mesmo quando somados aos diversos tipos de gordura e óleos de descarte eventualmente disponíveis no mercado, não têm conseguido atender sequer a uma pequena parcela da demanda global por biocombustíveis. Além disso, há sempre o recorrente impacto sobre a segurança alimentar, que se vê comprometida pela necessidade de uma extensão cada vez maior de áreas agrícolas, algo relativamente complexo mesmo para um país com dimensões continentais como o Brasil. Assim, muitos têm identificado o cultivo de microalgas como a única alternativa viável a esta crescente demanda, baseando-se em critérios como: (a) alta produtividade, até cem vezes superior à de plantas oleaginosas convencionais; (b) ciclo de vida de poucos dias, o que simplifica as operações de logística; (c) cultivo autotrófico baseado na absorção de CO2, considerado estratégico para frear o aumento nas emissões de gases do efeito estufa; e (d) produção de óleos com características similares ou até superiores aos óleos vegetais.

As principais iniciativas para a produção industrial de microalgas têm sido baseadas em sistemas autotróficos, como lagoas abertas e fotobiorreatores que utilizam iluminação solar ou artificial. No entanto, recentemente, o cultivo heterotrófico vem ganhando espaço frente ao cultivo autotrófico por eliminar a exigência de luz e aumentar a possibilidade de incrementos na densidade celular e produtividade. Na verdade, várias microalgas são passíveis de rápido crescimento heterotrófico, podendo produzir cinco a dez vezes mais óleo do que os sistemas autotróficos.

Em cultivo heterotrófico, as microalgas têm que ser alimentadas com fontes exógenas de carbono e de micronutrientes, e isso pode representar uma importante limitação de ordem econômica. No entanto, uma variedade de efluentes industriais, ricos em açúcares, ácidos orgânicos e hidrocarbonetos, podem ser utilizados para este fim. Por outro lado o lixo orgânico de origem urbana, bem como materiais lignocelulósicos como bagaço e palha de cana-de-açúcar, também podem gerar substratos de alta viabilidade para o processo. Ainda assim, esses materiais exigirão uma etapa de pré-tratamento para que deles possa ser obtido um hidrolisado com concentração de micronutrientes adequada ao cultivo.

Portanto, tecnicamente, o cultivo heterotrófico ou “mixotrófico”, baseado no uso de substratos de baixo valor agregado, poderá oferecer a sustentabilidade exigida para a produção de biocombustíveis a partir de microalgas. No entanto, alguns desafios ainda persistem, como a necessidade de avanços na tecnologia de extração do óleo e na rota tecnológica empregada para a produção de biodiesel que, eventualmente, terá que se ajustar à alta acidez que hoje vem sendo constatada nesse tipo de matéria-prima oleaginosa. Nesse caso, o desenvolvimento de catalisadores heterogêneos, capazes de conduzir ambas as reações simultaneamente (esterificação e transesterificação), prevalecerá como um dos principais gargalos desta alternativa estratégica, assim como já o representam para o aproveitamento de diferentes tipos de óleos de descarte.

Por Luiz Pereira Ramos, professor do Departamento de Química da Universidade Federal do Paraná (UFPR) e doutor pela Otawa-Carleton Instituto de Biologia da Universidade de Otawa, no Canadá.