Vivian Chies, Embrapa Agroenergia 22/10/2013

Cientistas querem aproveitar resíduos das usinas sucroenergéticas para cultivar microalgas, gerando óleo para produção de biodiesel e biomassa residual que pode servir de matéria-prima para etanol, carotenóides e outros pigmentos de alto valor agregado. A pesquisa é liderada pela Embrapa Agroenergia e deve durar pelo menos três anos.

As microalgas são organismos microscópicos encontrados em corpos d’ água doce, salgada e salobra em todo o mundo. Cultivadas comercialmente em tanques de água a céu aberto ou em fotobiorreatores fechados, elas são capazes de fornecer mais biomassa e óleo por área utilizada na produção do que qualquer espécie vegetal conhecida. Para que se tenha uma ideia do ganho de produtividade, estimativas apontam que, para substituir todo o petróleo consumido nos Estados Unidos por óleo de soja, seria preciso cultivar o grão em uma área três vezes maior do que todo o território continental norte-americano. Substituindo o óleo de soja pelo de palma (dendê), o espaço necessário cairia para 23% do território. Por sua vez, o cultivo de microalgas para o mesmo fim ocuparia menos do que 4% da área daquele país.

A produção comercial de microalgas já existe, especialmente na China, Japão e Estados Unidos. Elas são empregadas nas indústrias de cosméticos, rações e alimentos funcionais, já que são fonte de substâncias como betacaroteno e ômega-3. Contudo, esses são produtos de alto valor agregado, especialmente os alimentos funcionais e os cosméticos. O custo de produção das microalgas ainda é muito alto para o mercado de biocombustíveis. “Um quilo de betacaroteno chega a custar 2.000 dólares, então, é possível obtê-lo a partir de microalgas com a tecnologia disponível hoje. Mas, para gerarmos biocombustíveis, ainda precisamos reduzir muito o custo”, explica o pesquisador da Embrapa Agroenergia Bruno Brasil.

Na expectativa de dar um passo à frente na busca pela viabilidade do uso de microalgas como matéria-prima para biodiesel e etanol, o projeto capitaneado pela Embrapa está buscando microalgas de alto rendimento na biodiversidade brasileira, especialmente na Amazônia e no Pantanal. Estirpes serão isoladas, testadas e selecionadas quanto à capacidade de crescimento em meios a base de vinhaça e aerados com diferentes concentrações de gás carbônico (CO2), dois resíduos abundantes de usinas de açúcar e etanol. A vinhaça é rica em Nitrogênio, Fósforo e Potássio (NPK) – nutrientes tão essenciais para as microalgas quanto para as plantas. Além de agregar valor a esse resíduo, hoje empregado na fertirrigação de canaviais, as microalgas poderiam consumir o carbono liberado na produção de etanol, tornando-a ainda mais sustentável.

A abundância de nutrientes da vinhaça vem acompanhada de características menos favoráveis, como ser ácida e pouco translúcida, o que pode comprometer a capacidade de as microalgas fazerem fotossíntese. É o que explica o professor Marcelo Farenzena, da Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Ele e a equipe da universidade gaúcha trabalharão no escalonamento da produção das cepas que se mostrarem mais promissoras nas bancadas. O desafio será encontrar o ponto ótimo entre o fornecimento de insumos, o crescimento das microalgas e a obtenção de óleo e biomassa.

Outra instituição gaúcha que participa da iniciativa é a Fundação Universidade do Rio Grande. Na opinião do professor Luis Fernando Marins, a integração com uma indústria de biocombustível já estabelecida no País é um dos diferenciais do projeto. Isso reforçaria a inserção das usinas sucroenergéticas e do cultivo de microalgas no conceito de biorrefinaria, que prevê o aproveitamento total da biomassa, minimizando a geração de resíduos.

Melhoramento
Em busca de estirpes com alto rendimento, os pesquisadores também vão fazer a caracterização genômica das linhagens promissoras. “Essa é uma área ainda carente de resultados científicos”, ressalta Bruno Brasil. O primeiro sequenciamento de genoma de uma microalga promissora para a produção de biocombustíveis só foi divulgado no ano passado.

Outro trabalho será o desenvolvimento de protocolos de transformação gênica para melhoramento. “Precisamos desenvolver cepas de microalgas que estejam adaptadas às diferentes condições climáticas do Brasil, que sejam resistentes a pragas e boas competidoras em sistemas de cultivos abertos”, afirma o pesquisador Bruno Brasil.

O projeto tem como foco a obtenção de uma nova fonte de óleo para a produção de biodiesel. No entanto, os cientistas também vão caracterizar a biomassa residual buscando potencial para geração de produtos de alto valor agregado, como carotenoides e outros pigmentos. Avaliarão ainda a possibilidade de ela ser utilizada para produzir mais um biocombustível, o etanol celulósico. A ideia é que os biocombustíveis não sejam os únicos produtos responsáveis por “pagar” a produção das microalgas, mas que o custo seja dividido com outros itens.

Para atingir os objetos da pesquisa, a Embrapa Agroenergia reuniu uma rede de instituições com experiência em diferentes áreas que envolvem o cultivo de microalgas. Na Embrapa Suínos e Aves (Concórdia/SC), por exemplo, elas estão sendo utilizadas no tratamento dos efluentes da geração de biogás a partir dos resíduos das granjas. Outras linhas de pesquisa na unidade catarinense são a suplementação de rações e a avaliação de produção de carboidratos e etanol. O pesquisador Márcio Busi acredita que essa experiência e a dos outros parceiros são complementares e constituem um diferencial do projeto.

A rede de instituições inclui a Embrapa Agroenergia, a Embrapa Amazônia Oriental, a Embrapa Pantanal, a Embrapa Suínos e Aves, a Fiocruz, a Fundação Universidade Federal do Rio Grande (Furg), o Instituto Botânico de São Paulo e a Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS).