Algas mostram alto rendimento na produção de biocombustíveis

Por Renata Kiatkoski Kaminski                                                                                           Pesquisadora do Dpto. de Química – UFS

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Os biocombustíveis têm sido vistos como uRenata imagemma forma promissora de mudar nosso estilo de vida rumo a uma vida mais sustentável e amigável ambientalmente, diminuindo as emissões de CO2. Além disso, podem ser uma alternativa para uma possível crise do petróleo. Os biocombustíveis são combustíveis produzidos a partir de fontes biológicas não fósseis, na sua grande maioria plantas, como cana-de açúcar, mamona, algas etc. Enquanto o petróleo é produzido naturalmente em uma escala de tempo geológica, os biocombustíveis podem ser obtidos em tempo muito menor. O uso de biomassa de algas como chorume na produção de biocombustíveis oferece um grande número de vantagens frente à biomassa obtida de plantas terrestres. Como as algas são cultivadas na água, não competem com as terras utilizadas para cultivar alimentos, sendo essa uma grande questão socioeconômica na produção de biocombustível a partir de plantas, considerando que a população mundial cresce a cada ano. Outra vantagem é que, durante seu crescimento, as algas absorvem mais CO2 que as plantas terrestres devido a sua elevada atividade fotossintética, e por último, podem contribuir na limpeza de águas contaminadas. No grupo de macroalgas marrons existem as algas Laminaria saccharina, que são grandes algas existentes em todo o mundo e usadas na produção do biopolímero alginato, que tem grande aplicação na indústria alimentar e de cosméticos. A utilização de algas na produção de biocombustíveis não é nenhuma novidade, porém elas não apresentam um grande rendimento no processo, o que acaba por ser menos interessante industrialmente.

O mar tem sido uma fonte de riquezas para a Noruega, seja na pesca de bacalhau, nas criações de salmão ou como fonte de petróleo. Pesquisadores noruegueses desenvolveram uma forma de usar as algas Laminaria saccharina, para a produção de biocombustíveis. Eles foram capazes de produzir, em laboratório, biocombustível bruto com um rendimento de 79 % usando um processo chamado de liquefação hidrotérmica. Quando o rendimento atingido é comparado a resultados anteriores usando a mesma alga como biomassa, onde o rendimento não passava de 19 %, apresenta um grande aumento. A liquefação hidrotérmica é um método de conversão capaz de processar a biomassa para produzir bio-óleo de alta energia e densidade. A tecnologia envolve o uso de água na mistura da reação, o que não requer secagem e dissolve os componentes inorgânicos, produzindo um combustível mais limpo e sem cinzas.

Os experimentos foram feitos em escala de laboratório, o que dizer que são usadas quantidades pequenas. Dessa forma, é mais fácil controlar todas as variáveis da reação, como temperatura, produção de gases etc., além de evitar gastos exagerados nos testes. Os pesquisadores utilizaram capilares de quartzo como reatores, que são pequenos tubos fechados, dentro dos quais colocaram a mistura da biomassa de algas e água. Esses reatores foram aquecidos controladamente em três razões de aquecimento diferentes e muito elevadas, 146 °C/min, 321 °C/min e 585 °C/min, até atingir a temperatura de 350 °C. Isso quer dizer que a temperatura da reação é atingida em pouco mais de 20 segundos, considerando-se a taxa de aquecimento de 585 °C/min, o que é muito rápido. O rendimento para a obtenção do bio-óleo aumentou de 53 % para 65 % para 79 %, somente aumentando a taxa de aquecimento de 146 para 321 para 585 °C/min, respectivamente. Além disso, os pesquisadores fizeram testes adicionando KOH como catalisador e não obtiveram melhora significativa do rendimento. Isso é um ponto positivo, pois, normalmente, os catalisadores são adicionados para melhorar o rendimento das reações, aumentando sua velocidade, porém eles aumentam o preço do processo. Com esses testes, foi possível concluir que o segredo do processo é o aquecimento rápido, capaz de produzir o óleo com propriedades moleculares que tornam seu refino mais fácil.

Os pesquisadores precisam ainda testar o processo em escala industrial, que é um grande desafio, pois, industrialmente, utilizam-se grandes reatores e, normalmente, o abastecimento de reagentes é contínuo, ou seja, muito diferente do reator testado em laboratório. Mas, mesmo assim, o estudo oferece uma alternativa promissora no campo dos biocombustíveis, devido ao seu elevado rendimento. Segundo a Agência Internacional de Energia, são produzidos no mundo 113 bilhões de litros de biocombustível, considerando todas as fontes e não apenas as algas, e esse número ainda pode aumentar até 2018 para 140 bilhões de litros. Embora esse valor pareça elevado, seria ainda necessário aumentá-lo 22 vezes até 2025 para produzir a quantidade necessária de biocombustível que ajudaria a controlar o aquecimento global.

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