Etanol e BioPetrol a Partir de Cianobactérias ou Algas Verdes-Azuis. O Futuro dos Biocombustíveis?

Atualmente, a corrida atrás dos biocombustíveis avançados de terceira e até quarta geração está cada vez mais intensa.  A cada dia vemos poderosos conglomerados empresariais formando gigantescas alianças para vencer os desafios e dominar tecnologias que vão radicalmente transformar a realidade da matriz energética mundial como conhecemos hoje.

Algas Sendo Selicionadas

Recentemente, só para citarmos alguns exemplos, foi divulgado aqui nos USA que a maior produtora de açúcar do Brasil, a Cosan formou uma joint venture de 12 bilhões de dólares com a Shell holandesa , a segunda maior produtora de petróleo da Europa, para explorar novas formas de produção de álcool. Eles estão procurando alternativas para a cana-de-açúcar e apostando no etanol celulósico e outras formas de matérias primas.

Como anunciamos em posts passados, a Exxon Mobil está investindo 600 milhões de dólares em biocombustíveis aquícolas a partir de algas.

Outros acordos estão acontecendo a cada dia. É o mundo percebendo que a era do Petróleo está chegando ao fim e temos de achar alternativas sustentáveis, viáveis e renováveis para o óleo fóssil.

Especificamente com relação e Bio-Etanol e BioPetrol (óleo bruto), devido a sua aplicação generalizada, há um esforço concentrado para desenvolver novas fontes de matérias primas que  sejam alternativas viáveis às atuais  opções centralizadas em cana-de-açúcar, milho e soja. O pinhão-manso e algas, como também o etanol celulósico usando palha e resíduos de milho e uma espécie de capim chamado switchgrass são as mais citadas.

Tecnologia de Ponta a Partir de Algas Verdes-Azuis ou Cianobacterias?

Synechocystis sp. Chromosome com 3317 Genes

Contudo, uma nova fronteira científica está atraindo a atenção e o bolso de empresas e laboratórios  de tecnologias de ponta, como os que nosso grupo de cientistas participa.

É a produção direta de óleo-bruto (biopetrol) e também açúcar-bioetanol baseados em Algas Verdes-Azuis ou Cianobactérias como as Synechocystis sp.

Muitos acreditam que nos micróbios fotossínteticos é realmente onde está o futuro do Biopetrol e Álcool Combustível.

As cianobactérias são prokaryotes (organismos unicelulares), muitas vezes referidas como “algas verdes-azuis”. Elas são bactérias e como tal muito menores do que algas e muito mais “simples” até certo de serem geneticamente modificadas. Enquanto a maioria das algas são eukaryotic (multicelulares), cianobactéria é a única exceção.

Entretanto, elas não são estritamente unicelulares, e podem ser encontradas em formas coloniais e filamentosas, algumas das quais se diferenciaram em diferentes funções. Por exemplo, as cianobactérias especializadas na fixação de nitrogênio são chamados heterocysts.

Ao contrário da maioria dos organismos que usam a fotossíntese como forma de energia, as cianobactérias realizam fotossíntese diretamente no citoplasma da célula, ao invés de organelas especializadas (cloroplastos).

Elas obtêm sua energia através da fotossíntese. Na verdade, os cloroplastos encontrados em todas as plantas são provavelmente formas de inteligentes design de cianobactérias.

Cianobactérias em Ação

Como muitos cientistas em todo mundo que trabalham em energia renovável, acreditamos que algas e os micróbios fotossintéticos, em especial as cianobactérias são o futuro para a produção sustentável de biomassa.

Todos sabemos que celulose é o mais abundante macromolécula da Terra, com cerca de 10 elevado a décima – primeira potencia de toneladas de biomassa produzida a cada ano no planeta. Com esta quantidade quase inesgotável da matéria feita pela fotossíntese da fixação de dióxido de carbono, celulose simplesmente não pode ser descartada.

Cianobactérias, mais conhecidas como algas verdes-azuis, podem ser estressadas para produzir mais lipídios (BioPetrol) ou açúcar do que o normal através da alteração da salinidade da água de cultivo. Este tecnologia de ponta é somente dominada por pouquíssimos no planeta. No estágio atual do seu desenvolvimento, o maior desafio enfrentado é ampliar os programas pilotos e de laboratórios para produção em grande escala.

EM Imagem mostrando a fotossintética cyanobacterium Synechococcus PCC 6803 produzindo eletricidade usando a luz (energia fonte) e água (fonte de elétrons) em uma célula de combustível microbiana

Testes de produçao pilotos em tanques usando Cianobactérias conseguiram produtividades de 1 toneladas/ano de açucar por cada 35 metros cúbicos/água usando especies  geneticamente modificadas. Contudo, em laboratórios, esta produção atinge números imensamente maiores.

Este números deixam muitos boquiabertos. Vejam bem o que resultou para o Brasil a visão de José Goldemberg, em 1978 de transformar esta nação numa potência energética mundial em Biocombustïveis. Graças a esta visão, o Brasil é o que é hoje em Bio-Etanol.

Hoje um exército de cientistas, empresas, universidades e laboratórios em todo o território estadunidense  estão dedicando tempo, trabalho e pesados investimentos para colocar os USA à frente de todo mundo em produção de Bio-Etanol.

O que está acontecendo aqui é um pouco similar ao que acontenceu no Brasil em 1978 com o Pro-Alcool. Sendo que existe uma diferença fundamental: o nível de investimentos em pesquisa que está sendo aplicado e colocado disponível aos cientistas e pesquisadores americanos é imenso. As cifras não deixam dívidas que a coisa é para valer mesmo.

Produção Direta Aquícola de Açúcar à Etanol

O importante no processo de produção de açúcar pelas algas aquaticas verdes-azuis (cultivadas em ambientes aquícolas), a sucarose produzida pelas pode ser colhida e usada imediatamente e diretamente nos fermentadores para produzir etanol, ou outros biocombustïveis.

Em outras palavras, esta tecnologia encurta drasticamente o caminho, não sendo necessário transformar celulose em amido para chegar a glicose como são as técnicas atuais de etanol celulósico.

O biopetrol ou o açúcar expelido ou colocado para fora por estas verdadeiras fábricas microscópicas de energia pode ser colhido sem precisar destruir as células das algas ou micróbios fotossintéticos .

Uma vez tendo esta tecnologia de ponta vencida o desafio de escalonamento e re-produzida em grande escala, não tenham dúvidas que esta pode ser uma das grandes alternativas para os combustíveis renováveis.

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