Microalgas: a nova alternativa para o biodiesel brasileiro

10.03.2013

O Brasil já desenvolve pesquisas a respeito e deu mais um passo à frente com a instalação de uma planta piloto de cultivo do vegetal no Rio Grande do Norte.

Daniel Turíbio – Natal, Brasil

De acordo com dados da Agência Internacional de Energia (AIE), aproximadamente 87% de todo o combustível consumido no mundo é de origem fóssil. Porém, além de extremamente poluente, é finito. Portanto, o desenvolvimento de novos combustíveis, cuja origem seja renovável, vem tornando-se de fundamental importância para o setor energético. Nesse sentido, os biocombustíveis surgem como uma alternativa eficaz, em detrimento do consumo de combustíveis fósseis, visto que, ao longo dos anos, a demanda mundial só tende a aumentar.

A alta produtividade como matéria prima para biocombustíveis coloca as microalgas em um caminho promissor no desenvolvimento das energias renováveis no Brasil. As pesquisas sobre esses vegetais chegam a um momento importante com a realização de testes fora dos laboratórios, um novo passo que envolve diretamente o Rio Grande do Norte. Um projeto inédito no nordeste brasileiro, realizado por meio de uma parceria entre a Petrobras e a Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN) está desenvolvendo o cultivo de microalgas em larga escala para a produção de biodiesel.

A iniciativa acontece graças a infraestrutura da planta piloto, inaugurada em abril de 2012, e está localizada no Centro Tecnológico de Aquicultura, no município de Extremoz, distante 16km de Natal, capital potiguar.  As instalações permitirão o avanço nas pesquisas – que até então eram realizadas apenas em laboratórios – sobre o potencial das microalgas como nova alternativa de suprimento para o biodiesel.

Microalgas: vantagens e desvantagens

Elas recebem o nome de micro, mas possuem uma possibilidade macro de se transformarem em uma alternativa na geração de energia limpa para o Brasil e, principalmente, para o Rio Grande do Norte.  A produção de biodiesel a partir do óleo de microalgas apresenta-se como uma boa solução. De acordo com a coordenadora do projeto pela UFRN e professora da instituição, Juliana Lichston, as microalgas têm se apresentado mais produtivas do que outras oleaginosas e também contribuem com a preservação do meio ambiente.

“Em relação a produção de óleos em laboratórios, as microalgas são pelo menos 15 vezes mais produtivas que a palma, que é a oleaginosa de maior produtividade atualmente. Além disso, a área ocupada na sua produção é 100 vezes inferior a das culturas tradicionais. Ou seja, são precisos apenas 2.500 hectares, aproximadamente, para abastecer uma refinaria de 250 mil toneladas, contra a necessidade de 500 mil hectares de soja e de 250 mil hectares de girassol para produzir a mesma quantidade de óleo”, explica a coordenadora.

As microalgas tem a capacidade de retirar o dióxido de carbono (CO2) do ar, provocando a redução da emissão de gases e o efeito estufa para a atmosfera. O vegetal proporciona o uso de uma menor quantidade de água e não compete com outras culturas alimentares, já que não precisa de terra fértil.

Além disso, segundo Juliana Lichston, as microalgas têm a capacidade de se reproduzir na água utilizada pelas usinas de petróleo e absorver os poluentes nela contidos, devolvendo água limpa. “Temos em análise cerca de 20 espécies de microalgas e muitas delas tem se comportado satisfatoriamente no ambiente de água de produção de petróleo”, afirma.

Contudo, uma única barreira que impede o desenvolvimento pleno deste tipo de combustível renovável é o alto custo do cultivo das microalgas, principalmente quando se fala na produção em larga escala, mas este problema está prestes a ser solucionado com os estudos e pesquisas realizados na planta piloto de cultivo de microalgas, instalada no Rio Grande do Norte.

Planta Piloto desenvolve projeto pioneiro

Este é o primeiro projeto, em toda a América Latina, de produção de biodiesel a partir do cultivo de microalgas em larga escala. Esse nível de produção é inovador. Pouquíssimos locais no mundo desenvolvem estudos em um projeto da mesma magnitude que o nosso. O Rio Grande do Norte é privilegiado por estar inserido nesse contexto de inovação tecnológica”, comemora Juliana Lichston.

As palavras da coordenadora do projeto expressam claramente o pioneirismo do estado potiguar por sediar esta iniciativa. Funcionando na Fazenda SAMISA (Centro Tecnológico de Aquicultura), a Planta Piloto ocupa uma área de 3.030,80 metros quadrados.  Os tanques fotobiorreatores, onde as microalgas são cultivadas, armazenam uma capacidade útil de 4 mil litros, enquanto que, nos laboratórios comuns o trabalho era feito em garrafões de até 20 litros. Toda esta infraestrutura consegue gerar uma produção de 500 kg de biomassa por mês, quantidade suficiente para fabricar aproximadamente 2 mil litros de biodiesel.

Os organismos utilizados na pesquisa são colhidos no litoral potiguar. Até agora já foram analisadas 20 espécies: “nós observamos que várias delas tem se comportado muito bem em vários testes realizados em ambiente de cultivo”, afirma Juliana Lichston. Entre as espécies de microalgas que podem ser utilizadas para a produção de biocombustível estão a spirulina sp; chlorella sp; synechococcus sp e dunaliella sp, boa parte delas encontradas no Rio Grande do Norte e no nordeste brasileiro.

Estas regiões possuem uma grande vantagem em relação aos demais: são localidades com alta incidência de raios solares durante todo o ano. Este é um dos requisitos fundamentais para o desenvolvimento satisfatório das microalgas.

Clima do RN favorece cultivo

A instalação da planta em território potiguar está diretamente relacionada ao clima ensolarado do estado, como explica o pesquisador e coordenador do projeto pelo Centro de Pesquisa e Desenvolvimento da Petrobras (Cenpes), Leonardo Bacellar. "O que se viu do comportamento dessas microalgas é que elas se reproduzem mais com a presença de luz, e não existe potencial maior que o RN para o sol. O estado possui um clima adequado para reprodução", afirma. Sobre os primeiros resultados nos tanques da planta de Extremoz, a reprodução vem acontecendo de forma similar ao que ocorre em laboratório.

De acordo com a professora da UFRN e coordenadora dos estudos, Juliana Lichston, a posição geográfica do RN favorece ao desenvolvimento das microalgas para as pesquisas. “O estado está na posição mais favorável do país para o cultivo das mais varias espécies devido a constância do sol durante todo o ano. O Rio Grande do Norte se destaca no cenário nacional pelo posicionamento geográfico e também por que podemos contar com a infraestrutura proporcionada pela Universidade”, explica.

Desafios e perspectivas

Para que as microalgas possam ser efetivamente utilizadas para a produção de diversos óleos, principalmente no setor energético, o processo deve ser ainda mais produtivo e de baixo custo para que ocorra não só uma viabilidade ambiental, mas também econômica. A tecnologia é em boa parte importada, elevando o custo de produção.  Para Leonardo Bacellar, as pesquisas desenvolvidas na planta piloto ainda estão a um passo intermediário: “Estamos em uma fase de estudos muito importante e difícil de ser alcançado, como vem ocorrendo em outros estados brasileiros onde a Petrobras também está iniciando pesquisas com microalgas. Na verdade, o estabelecimento de uma planta piloto, por si só, já representa uma vitória, pois este é um passo para a produção em uma escala maior. Consequentemente, isso envolve desafios que não são vistos em um ambiente de laboratório”, relata.     

O desafio é grande, uma vez que não basta mostrar que a produção de biodiesel a partir de microalgas é viável. É preciso chegar a números que assegurem a competitividade econômica dessa alternativa frente a outros combustíveis. “O maior desafio é a obtenção de alta produtividade, à nossa frente e de todos os pesquisadores”, afirma pesquisador da Petrobras. “O que é mais importante: o resultado ou o investimento? Nossas referências mostram que quem realmente atinge o resultado é quem não tem medo de investir”, conclui. 

Além da competitividade econômica e dos altos custos de produção, outro desafio inicial apontado por Bacellar, mais especificamente no Rio Grande do Norte, é referente a questão da logística, já que a planta piloto de cultivo está localizada no município de Extremoz e não em na capital potiguar.

Apesar das numerosas aplicações possíveis, das iniciativas e dos testes que já estão mudando o pensamento e o investimento nas pesquisas, os resultados precisam ser pensados a médio e longo prazo. O pesquisador acredita que é necessária a continuidade nos investimentos e esforços para que, em uma perspectiva não muito distante, o mercado do biodiesel produzido com microalgas renda bons frutos.

Em relação a produtividade atual da planta piloto, que gera mensalmente em torno de 2 mil litros de biodiesel, a quantidade ainda é pouca diante dos 176 milhões de litros produzidos por ano no Brasil. Como esse total supre somente 17% da demanda nacional a meta é ampliar a matriz energética. A inserção deste combustível na matriz ocorre de forma gradual. Atualmente, o diesel vendido no país tem 5% de biodiesel misturado em sua composição, a proporção deve passar para 7% esse ano e em seguida para 20%, sucessivamente, até atingir os 100%.

Extração do óleo

Basicamente, o processo de extração do óleo para biocombustíveis começa com a coleta das microalgas marinhas no litoral potiguar. Em seguida, os organismos são submetidos a um escalonamento no qual é aumentada a produção dos vegetais.

A fase seguinte é a inoculação, onde o material é transferido de tanques de 20 mil litros, onde foram escalonados, para reservatórios com capacidade para quatro mil litros. Nestes tanques maiores, as microalgas então passam por um processo de filtragem onde é separada a biomassa.

Depois, com uso de um solvente específico para essa finalidade, é feita a extração do óleo. Uma vez extraído, o produto é refinado usando-se cadeias de ácidos graxos em um processo chamado transesterificação. Nesta etapa, um catalisador como o hidróxido de sódio é misturado ao metanol. Isto cria uma espécie de subproduto do biodiesel, onde é necessária a remoção de uma substância chamada glicerol. A mistura é refinada por meio da decantação e, por fim, o produto final é o biodiesel das algas.

Redes Temáticas

O projeto faz parte das Redes Temáticas, programa criado pela Petrobras em 2006, voltado para o relacionamento com as universidades e institutos de pesquisas brasileiros. Hoje já existem 50 redes que abrangem mais de 100 universidades e instituições de pesquisas de todo o Brasil.

Nas redes, as instituições desenvolvem pesquisas em temas estratégicos para o negócio da Petrobras e para a indústria brasileira de energia. Desde então, a Petrobras investiu mais de R$ 3 bilhões em universidades e instituições nacionais de ciência e tecnologia, possibilitando às instituições conveniadas a implantação de infraestrutura, aquisição de modernos equipamentos, criação de laboratórios de padrão mundial de excelência, capacitação de pesquisadores e recursos humanos, além do desenvolvimento de projetos de pesquisa nas áreas de interesse da companhia, como petróleo e gás, biocombustíveis e preservação ambiental.