Os Algemistas: Equipa de investigação utiliza microalgas para purificar águas residuais e obter matérias-primas sustentáveis
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Uma alga microscópica que funciona como estação de tratamento de águas residuais, como reservatório de CO₂ e, ao mesmo tempo, como fonte de matéria-prima? Uma equipa de investigação da Universidade de Darmstadt (hda) pretende tornar isso realidade. A ideia: no futuro, as microalgas poderão purificar águas residuais industriais, fixar dióxido de carbono prejudicial ao clima e, ao mesmo tempo, fornecer valioso óleo de algas. Para tal, os investigadores estão a desenvolver um sistema biológico que reúne todas estas funções.
No centro de tudo está a alga unicelular de água doce Tetradesmus lagerheimii. No centro técnico do Departamento de Química e Biotecnologia da hda, esta é cultivada em fotobiorreatores que brilham a verde. Aí, o Prof. Dr. Rüdiger Graf, a doutoranda Samira Reuscher e o Dr. Gerd Klock, investigador do departamento, em colaboração com parceiros da indústria do papel e da Universidade Técnica de Darmstadt, investigam como as microalgas poderão ser utilizadas no futuro em estações de tratamento de águas residuais ou em instalações industriais.
«Somos um pouco melhores do que o ovo-surpresa», afirma o Prof. Dr. Rüdiger Graf, explicando a comparação invulgar: «O ovo-surpresa tem três pontos positivos: a emoção, o brinquedo e o chocolate. Nós utilizamos a energia solar para produzir biomassa, fixando CO₂ e purificando as águas residuais. E depois há ainda um quarto ponto: produzimos óleos de algas valiosos.»
O foco do projeto reside na depuração de águas residuais industriais. Embora estas cumpram todos os requisitos legais, podem, ainda assim, permanecer pequenas quantidades de substâncias com efeitos hormonais. E é aqui que as microalgas entram em ação: podem absorver estas substâncias, acumulá-las e, na melhor das hipóteses, até mesmo degradá-las completamente. «Embora os mecanismos moleculares exatos ainda só tenham sido parcialmente investigados», explica a doutoranda Samira Reuscher, «sabemos, no entanto, que funciona: as microalgas filtram substâncias com efeitos hormonais das águas residuais.»
No entanto, isto não acontece sem quaisquer efeitos secundários. Através do seu metabolismo, as algas libertam substâncias orgânicas que prejudicam a qualidade da água. Para resolver o problema, os investigadores apostam numa divisão natural de tarefas no reator de algas: São adicionadas várias estirpes de bactérias às culturas de algas, que decompõem os produtos metabólicos indesejáveis. «Na natureza, as algas também vivem em simbiose com outros organismos», explica o Dr. Gerd Klock. «Os diferentes organismos têm de se adaptar uns aos outros.»
As microalgas utilizam a luz solar e o dióxido de carbono para crescer; fixam o CO₂ e, ao fazê-lo, multiplicam-se ativamente, formando assim biomassa. E esta não é apenas a base para a purificação das águas residuais, mas também para o segundo benefício do projeto de investigação: a produção de óleos de algas.
Em condições ideais, as algas investem a sua energia principalmente no crescimento. Só quando são submetidas a situações de stress específicas — por exemplo, devido à falta de nutrientes ou a uma menor incidência de luz — é que alteram o seu metabolismo e armazenam reservas de energia sob a forma de lípidos. Estes cobiçados óleos de algas podem ser utilizados, entre outras coisas, para a produção de biocombustíveis. Ao contrário do milho ou da colza, as algas multifuncionais não requerem terras aráveis para tal. «É preciso submeter a alga a stress para que ela compreenda: agora tenho de produzir lípidos, em vez de continuar a dividir-me», descreve o Prof. Dr. Rüdiger Graf a abordagem. O objetivo dos investigadores é encontrar o equilíbrio certo: produzir o máximo possível de biomassa, mantendo simultaneamente uma elevada produção de óleo.
O processo ainda não é suficientemente rentável para a aplicação em grande escala. «Por isso, estamos a trabalhar intensamente para, entre outras coisas, reduzir o consumo de energia durante o processo de cultivo», afirma Graf. Para a equipa de investigação, o potencial da tecnologia é, no entanto, inquestionável: No futuro, as instalações modulares de algas poderão ser ligadas diretamente a empresas industriais ou estações de tratamento de águas residuais. Aí, purificariam as águas residuais, aproveitariam o dióxido de carbono e, ao mesmo tempo, produziriam matérias-primas renováveis — uma inovação com muitas vantagens para o ambiente e para a indústria. O projeto de cooperação é financiado pelo Ministério Federal da Economia e da Energia.
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