Biotecnologia de microalgas e absorção química aplicadas na fixação de carbono
Autor: Gabriel Martins da Rosa (Currículo Lattes)
Resumo
A demanda de energia primária mundial é composta por combustíveis fósseis, como gás natural, petróleo e carvão mineral, os quais são utilizados na produção de energia e setor industrial. Estes setores são emissores massivos de gases de efeitos estufa (GEE), como metano, óxido nitroso e dióxido de carbono (CO2). Neste contexto, o CO2 é o principal causador do aquecimento global, pois ele é produzido em maiores quantidades que os demais GEE. As tecnologias de fixação de CO2 são centradas em processos físicos, químicos e biológicos. Os métodos químicos se destacam devido à elevada eficiência de fixação de CO2, ao passo que a aplicação de bioprocessos com microalgas são atrativos, pois não geram passivos ambientais e podem produzir biomassa com aplicação em alimentos e biocombustíveis. Neste sentido, o objetivo deste trabalho foi utilizar a biotecnologia de microalgas, agregado a tecnologia de absorção química, para aumentar a fixação de carbono e produção de biomassa. Para isso, o trabalho foi dividido em quatro etapas. A primeira, teve por objetivo encontrar cepa de Chlorella resistente a maior concentração de monoetanolamina (MEA) e avaliá-la quanto à fixação de CO2, produção de biomassa e macromoléculas com adição do absorvente químico monoetanolamina (MEA). A segunda etapa foi realizada em batelada alimentada, com C. fusca LEB 111, avaliando a adição intermitente de MEA na fixação de CO2, crescimento e concentração de macromoléculas. A terceira etapa envolveu as variáveis operacionais do cultivo semicontínuo de C. fusca LEB 111, com adição de MEA, sobre o efeito da captura de carbono, parâmetros cinéticos e produção de biomassa. A quarta etapa teve como objetivo avaliar o balanço de carbono, parâmetros de crescimento e atividade fotossintética em condição ex situ de Spirulina platensis com MEA, cultivada em condições outdoor, escala piloto e meio nutriente composto com fertilizantes agrícolas. As respostas obtidas mostraram que C. fusca LEB 111 tolera até 200 mg L-1 de MEA, enquanto que a condição ex situ de S. platensis com MEA foi benéfica com adição de 25 mg L-1 do absorvente. O cultivo de S. platensis apresentou equilíbrio entre as espécies químicas carbono, que manteve o pH elevado e evitou perdas do nutriente para atmosfera. O meio BG-11, de C. fusca LEB 111, apresentou maior concentração de carbono com 150 mg L-1 de MEA. A eficiência de uso de CO2 por C. fusca LEB 111 foi superior no modo de batelada alimentada (43,8 % m m-1) e semicontínuo (41,5 % m m-1). O maior uso de carbono e produtividade de biomassa de S. platensis foi 94,1 % m m-1 e 27,2 g m-2 d-1, respectivamente. A maior concentração de lipídios por Chlorella foi obtida no modo semicontínuo (41,4 % m m-1). Portanto, foi possível constatar que ambos os gêneros de microalgas estudados são resistentes a monoetanolamina e, dessa forma, se apresentam como promissores métodos para reduzir o aumento do efeito estufa. Além disso, a biomassa de C. fusca LEB 111 obtida tem potencial destacado para aplicação em biocombustíveis.