Bioengenharia de microalgas aplicada no processo de fixação de CO2 : produção de biomassa e macromoléculas
Autor: Luiza Moraes (Currículo Lattes)
Resumo
O aquecimento global se deve as crescentes concentrações atmosféricas de dióxido de carbono (CO2) e outros gases de efeito estufa (GEE). Este fenômeno provoca o aumento da temperatura média da superfície terrestre e desencadeia diversas implicações nocivas ao meio ambiente. Neste contexto, abordagens são propostas para a redução da concentração de CO2 na atmosfera. Estudos indicam que a mitigação de CO2 por microalgas é uma tecnologia promissora para capturar e armazenar carbono. Parâmetros físico-químicos e hidrodinâmicos podem influenciar a fixação de CO2 por microalgas. Ademais, fatores como salinidade e a aplicação de estratégias de cultivo podem contribuir para o aumento da produtividade de biomassa e de macromoléculas em microalgas. Diante disso, o presente trabalho teve como objetivo aumentar a fixação de CO2, produtividade de biomassa e de macromoléculas de microalgas mediante o estudo de parâmetros físico-químicos, hidrodinâmicos e estratégias de cultivo. Para tal, o trabalho foi realizado em quatro etapas, a saber: (1) A primeira etapa consistiu na avaliação da influência da concentração de CO2 no crescimento, fixação de CO2 e composição da biomassa de Chlorella fusca LEB 111. (2) A segunda etapa contemplou a avaliação da adição de cloreto de sódio (NaCl) em estratégia de único (UE) e duplo estágio (DE) com injeção de CO2 na produtividade de biomassa (Px) e de macromoléculas por C. fusca LEB 111. (3) Na terceira etapa foi avaliada a influência da vazão de CO2 no controle do pH, nas produtividades de biomassa e lipídica e na eficiência de utilização de CO2 (ECO2) por Nannochloropsis gaditana cultivada em condições outdoor. (4) Na quarta etapa foi verificado o efeito do pH na Px e ECO2 por N. gaditana quando cultivada sob condições outdoor. Os maiores resultados de Px (194,3 mg L-1 d-1) e fixação de CO2 (390,9 mg L-1 d-1) foram verificados quando C. fusca foi cultivada com 15% de CO2. O fornecimento de 10% de CO2 ao cultivo resultou na máxima concentração de carboidratos na biomassa (31,9% m m-1) e produção teórica de etanol (14,5 mL 100 g-1 de biomassa). A adição de 200 mmol L-1 de NaCl no cultivo de C. fusca em UE promoveu o incremento da produtividade de carboidratos em 81,0% em comparação ao ensaio controle (EC), enquanto que no cultivo em DE, a adição de 15% de CO2 e 100 mmol L-1 de NaCl favoreceu o aumento de 33,8% da produtividade lipídica em comparação ao EC. A vazão de 5 L min-1 de CO2 foi selecionada para o controle do pH dos cultivos de N. gaditana. Nesta condição foi verificada ECO2 pela microalga de aproximadamente 70% (m m-1) e máxima produtividade de biomassa (0,24 g L-1 d-1). O pH 8,0 foi considerado ideal para o crescimento de N. gaditana, sendo verificadas as máximas Px (0,17 g L-1 d-1) e ECO2 (79% m m-1). Diante do exposto, foi verificada a importância da determinação de parâmetros e estratégias de cultivo para tornar a conversão de carbono em biomassa mais eficiente, contribuindo assim para o aumento da aplicação de microalgas para a produção de bioenergia e mitigação de GEE.