Microalgas na energia renovável: produção de biodiesel e bioplástico na biorremediação de água da extração de petróleo

• Processo: 19/26571-0
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de novembro de 2020
• Data de Término da vigência: 31 de maio de 2023
• Área do conhecimento: Interdisciplinar
• Acordo de Cooperação: CONFAP - Conselho Nacional das Fundações Estaduais de Amparo à Pesquisa
• Pesquisador responsável: Ana Teresa Lombardi
• Beneficiário: Ana Teresa Lombardi
• Instituição Sede: Centro de Ciências Biológicas e da Saúde (CCBS). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
• Pesquisadores associados: Giseli Swerts Rocha ; Jorge Alberto Vieira Costa ; Maria da Graça Gama Melão
• Assunto(s): Biorrefinarias Biorremediação Energia renovável Bioenergia Biodiesel Microalgas
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Biodiesel | bioenergia | Bioplástico | biorrefinaria | Biorremediação | energia renovável | Tecnologia com Microalgas

Resumo

As preocupações com as mudanças climáticas, impulsionadas pela queima de combustíveis fósseis e pela segurança energética e alimentar, tem estimulado pesquisas, desenvolvimento tecnológico e inovação. As microalgas estão sendo pesquisadas como uma possível fonte de biocombustíveis de terceira geração, principalmente o biodiesel, bioetanol e bioplástico. O fato de que cada célula microalgal não sintetiza caules ou outros órgãos não produtores necessários aos vegetais vasculares, tornam-as eficientes na fixação biológica do CO2. Sabe-se ainda que em algumas condições, seu conteúdo lipídico pode ser maior do que de sementes oleaginosas normalmente usadas na produção de biodiesel. A esses atributos das microalgas acrescenta-se a possibilidade de serem cultivadas em áreas desérticas e litorais, não necessitam de água potável, não competem com as culturas alimentares e a produção não é sazonal, podendo ser colhida o ano todo. Um dos desafios para a produção de biodiesel está na identificação de cepas produtivas e na redução dos custos de produção, atualmente uma ordem acima do biodiesel vegetal. O uso de águas efluentes em substituição aos meios de cultivo sintéticos necessários ao crescimento de microalgas, pode contribuir para a diminuição de custos de produção e estar associado à biorremediação do efluente, tornando o cultivo competitivo. A queima dos combustíveis gera cerca de 33,5 bilhões ton CO2, mas os processos naturais só absorvem metade. A extração de petróleo gera até cinco vezes mais água efluente dos poços do que óleo. Esta água produzia (AP) contém contaminantes orgânicos e inorgânicos de difícil remediação e alto custo de tratamento, além de sais, entre outros componentes. Muitas espécies de microalgas são potencialmente capazes de crescer em águas residuais de diferentes fontes. Esta proposta é centrada na produção sustentável de energia renovável a partir de biomassa microalgal gerada durante processo de biorremediação de água efluente da extração de petróleo (AP) como suprimento de nutrientes. Cepas nativas de microalgas mantidas nos laboratórios das equipes da UFBA e UFSCar serão avaliadas para a biorremediação da AP. O grupo baiano possui como principais interesses científicos a bioprospecção de microrganismos, a produção de microalgas em escala piloto, associados ao monitoramento e remediação ambiental, além de aplicações biotecnológicas na área de biocombustíveis, alimentos e produção de embalagens biodegradáveis. Em contrapartida, o grupo paulista possui como principais interesses científicos a ecofisiologia e produção de microalgas, a biodiversidade e processos microbianos de ecossistemas aquáticos, com enfoque na avaliação da toxicidade do fitoplâncton e avaliação ecotoxicológica incluindo diferentes níveis tróficos, importante para ampliar o escopo de aplicações de frações da biomassa de microalgas. O intuito da realização deste projeto está ancorado no estabelecimento de uma cooperação académica, técnica e científica a ser conduzida entre as instituições em torno do interesse comum dos participantes, para a produção sustentável de biocombustíveis microalgais via bioprospecção de cepas e suprimento de nutrientes por meio de águas efluentes de extração do petróleo. Resultados preliminares com três cepas mostraram que duas bioconverteram entre 40 e 98% dos componentes de AP (93,13 g/L de sólidos) em biomassas celular e extracelular contendo lipídios, polihidroxialcanoatos e exopolissacarideos com potencial aplicação em diferentes setores industriais, com destaque para os biocombustíveis renováveis. A produção de biocombustíveis, a biorremediação da água efluente AP, e a geração de outros produtos de alto valor agregados no conceito de uma biorrefinaria, obviamente atingiria a viabilidade econômica. (AU)

Publicações científicas

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

SILVA, DANILO ALVES; CARDOSO, LUCAS GUIMARAES; DE JESUS SILVA, JAMILLA SUEIRA; DE SOUZA, CAROLINA OLIVEIRA; FRANCA LEMOS, PAULO VITOR; DE ALMEIDA, PAULO FERNANDO; FERREIRA, EDERLAN DE SOUZA; LOMBARDI, ANA TERESA; DRUZIAN, JANICE IZABEL. trategy for the cultivation of Chlorella vulgaris with high biomass production and biofuel potential in wastewater from the oil industr. ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY & INNOVATION, v. 25, FEB 2022. (19/26571-0, 20/15688-1)

SILVA, JAMILA SUEIRA DE JESUS; SILVA, DANILO ALVES; OLIVEIRA, MARIA BEATRIZ PRIOR PINTO; NASCIMENTO, RENATA QUARTIERI; LEMOS, PAULO VITOR FRANCA; LOMBARDI, ANA TERESA; DE ALMEIDA, PAULO FERNANDO; FRANCA, JADSON DOS SANTOS; DE SOUZA, CAROLINA OLIVEIRA; CARDOSO, LUCAS GUIMARAES. Luminosity and Chemical Stress Improve the Production of Biomass and Biomolecules from Chlorella vulgaris Cultivated in Produced Water. BioEnergy Research, v. N/A, p. 14-pg., 2023-04-12. (19/26571-0)