O que é, e como funciona, o biodiesel de algas?

Foi dada a largada na corrida por uma nova forma de combustível. Com o preço da gasolina cada vez mais alto, dependência do petróleo e a escassez de recursos no mundo inteiro, encontrar alternativas para os combustíveis e produtos derivados de petróleo tornou-se algo urgente. Felizmente, os cientistas têm estudado há anos a produção de produtos alternativos para criar um combustível mais limpo e “verde”.

É possível que nós usemos um desses combustíveis alternativos em um futuro próximo. A alga pode ser um elemento milagroso na busca por um produto mais sustentável, de produção em massa e que possa ser convertido em combustível. As algas crescem naturalmente no mundo inteiro. Em condições adequadas, podem crescer massivamente, quase ilimitadamente. Você sabia que metade da composição das algas, em peso, é de óleo de lipídios? Os cientistas têm estudado esse óleo por décadas para convertê-lo em biodiesel de algas – um combustível de queima limpa e mais eficiente do que o petróleo.

Você pode estar se perguntando como essa coisa verde e viscosa pode ser transformada em combustível para carros e aviões. Vamos descobrir mais sobre o que faz o biodiesel de algas tão interessante.

O que torna o biodisel de algas tão interessante?

A substituição de combustíveis fósseis por algas, um recurso renovável, para produzir biodiesel é uma possibilidade interessante. Antes de mergulharmos no assunto do biodiesel de algas, vamos aprender um pouco mais sobre as algas. Mais de 100 mil espécies diferentes de organismos vegetais pertencem à família das algas. Eles têm várias formas e cores, desde pequenos protozoários flutuando em lagoas a grandes bandos de algas marinhas habitando o oceano. Folhas abundantes, musgo graminoso e fungos crescendo em pedras são formas de algas. Você até pode ver algas em cores diferentes, como vermelho, verde e marrom. As algas são fáceis de plantar e podem ser manipuladas para crescer em grandes quantidades sem perturbar habitats naturais ou fontes de comida. Além disso, é muito fácil “agradá-las”- tudo o que elas precisam é de água, luz do sol e dióxido de carbono.

Então, as algas são todas iguais? Várias algas contêm níveis diferentes de óleo. De todas as algas que existem, a espuma de lagoa, algas que ficam na superfície de lagoas, é a melhor para fazer biodiesel.

Durante o processo de produção de biodiesel, as algas consomem dióxido de carbono. Em outras palavras, através da fotossíntese, as algas sugam o dióxido de carbono do ar, substituindo-o por oxigênio. Por esta razão, os produtores de biodiesel estão construindo usinas de biodiesel perto de usinas de produção de energia que produzem muito dióxido de carbono. A reciclagem do dióxido de carbono reduz a poluição.

E quanto às sobras? As algas também podem ser usadas para a criação de alguns outros derivados úteis – fertilizante e matérias primas industriais – sem ocasionar o esgotamento de outras fontes de comida.

A parte mais interessante do biodiesel de algas é a enorme quantidade que poderá ser produzida. Produtores de biodiesel afirmam que poderão produzir mais de 100 mil galões de óleo de alga por acre anualmente, dependendo:

• do tipo de alga usada;
• do modo como as algas são plantadas;
• do método de extração de óleo.

A produção de algas tem potencial para um melhor desempenho em relação ao potencial do biodiesel de outros produtos como palmeira ou milho. Por exemplo, uma usina de algas de 100 acres teria potencial para produzir 10 milhões de galões de biodiesel em apenas um ano. Especialistas estimam que, a cada ano, seriam necessários 140 bilhões de galões de biodiesel de algas para substituir derivados de petróleo. Para alcançar este objetivo, as empresas produtoras de biodiesel de algas precisarão apenas de 95 milhões de acres de terras para construir usinas de biodiesel. Já que as algas podem ser plantadas no interior de qualquer lugar, elas são promissoras na corrida para a produção de um novo combustível.

A extração do óleo das algas pode parecer um trabalho sujo. Então vamos arregaçar as mangas e entender a engenharia do biodiesel de algas.

Extraindo óleo das algas

Como extrair óleo das algas? É como tirar o suco da laranja: com uma reação química adicional. As algas são plantadas em sistemas de lagoas abertas ou fechadas. Uma vez que as algas são colhidas, os lipídios, ou óleos, são extraídos das paredes das células das algas.

Há vários modos diferentes de se extrair óleo das algas. A prensagem de óleo é o método mais simples e mais popular. É um conceito similar ao da prensagem do azeite. Até 75% do óleo das algas pode ser extraído através da prensagem.

Trata-se, basicamente de um processo em duas partes. O método com solvente hexano (combinado com a prensagem) extrai até 95% do óleo das algas. Primeiro, a prensa extrai o óleo. Depois, a sobra das algas é misturada com hexano, filtrada e limpa para não deixar nenhum químico no óleo.

O método de fluidos supercríticos extrai até 100% do óleo das algas. O dióxido de carbono age como um fluido supercrítico quando a substância é prensada e aquecida para mudar sua composição tanto para líquido quanto para gás. Nesse ponto, o dióxido de carbono é misturado às algas. Quando combinados, o dióxido de carbono transforma totalmente a alga em óleo. O equipamento e o trabalho extras fazem desse método uma opção menos popular.

Uma vez extraído, o óleo é refinado usando-se cadeias de ácidos graxos em um processo chamado transesterificação. Aqui, um catalisador como o hidróxido de sódio é misturado com um álcool como o metanol. Isto cria um combustível biodiesel combinado com um glicerol. A mistura é refinada para remover o glicerol. O produto final é o biodiesel das algas.

O processo de extração do óleo das algas é universal, mas as empresas que produzem biodiesel de algas estão usando diversos métodos para plantar algas em número suficiente para produzir grandes quantidades de óleo.

Agora, vamos aprender como elas fazem isso.

Cultivando algas para uso de biodiesel

Então, falamos sobre o processo que transforma as algas em combustível biodiesel. A principal pergunta que muitas empresas ao redor do mundo estão tentando responder é – como produzir o suficiente para atender à demanda por biodiesel?

O método mais natural de cultivo de algas para produção de biodiesel é através da lagoa aberta. Usando lagoas abertas, pode-se cultivar algas em áreas quentes e ensolaradas do mundo todo para obter produção máxima. Apesar desta ser uma das técnicas menos invasivas, ela também tem seus poréns. O tempo ruim pode retardar o crescimento, assim como contaminação por uma variedades de bactérias ou outros organismos externos. A água onde as algas crescem também deve ser mantida em certa temperatura, o que pode ser algo difícil.

Crescimento vertical/produção em laço fechado foram desenvolvidos por empresas de biocombustíveis para cultivar algas mais rápido e de maneira mais eficiente que em lagoa aberta. Com o crescimento vertical, as algas são colocadas em sacos plásticos transparentes, de modo a serem expostas à luz solar em ambos os lados. Os sacos são empilhados e cobertos para ficarem protegidos da chuva. A exposição extra ao sol aumenta o índice de produtividade das algas, o que, por sua vez, aumenta a produção de óleo. As algas também são protegidas de contaminação.

Outras empresas produtoras de biodiesel estão construindo usinas de biorreatores em tanques fechados para ajudar a aumentar ainda mais a produção de óleo. Ao invés de cultivar algas exteriormente, as usinas são construídas com tonéis grandes e redondos em seus interiores, para cultivar algas em condições ideais. As algas são manipuladas para crescer ao máximo e serem colhidas diariamente. Isso favorece uma grande produção de algas, o que, por sua vez, favorece a produção de grandes quantidades de óleo para produzir biodiesel. Usinas de biorreatores fechados também podem ser estrategicamente construídas perto de usinas de energia para capturar excesso de dióxido de carbono que, em outro caso, poluiria o ar.

Os pesquisadores estão testando uma outra variação do contêiner fechado ou processo de lagoa fechada – a fermentação. As algas são cultivadas em contêineres fechados e alimentadas com açúcar para promover o crescimento. Esse método elimina todas as margens de erro, já que permite o controle de todos os fatores ambientais. O benefício deste processo é que ele permite a produção de biodiesel de algas em qualquer lugar do mundo. Mas os pesquisadores estão tentando descobrir como obter açúcar suficiente sem causar problemas.

Os prós e contras do biodisel de algas

Tudo parece perfeito, certo? Um material vegetal abundante é cultivado, prensado, quimicamente alterado e misturado para fazer um biodiesel mais limpo e eficiente. Pode parecer ideal, mas há muitos contras que os críticos do biodiesel de algas gostam de levantar.

Um deles é que o cultivo em lagoas abertas é extremamente arriscado, pois a água deve estar em uma temperatura exata. O dióxido de carbono tem que ser bombeado nas lagoas e há um alto risco de contaminação. No entanto, muitos laboratórios de biodiesel de algas estão resolvendo este problema com o uso de sistemas de biorreatores fechados.

Outro problema é a falta de testes reais feitos com biodiesel de algas em carros. Empresas em todo o mundo estão fazendo negócios com grandes companhias de petróleo para testar e produzir espuma de lagoas. Neste momento, eles ainda estão em fase de testes. Até onde sabemos, há apenas um carro movido a biodiesel de algas nas ruas. Em janeiro de 2008, uma empresa usou o biodiesel de algas para abastecer uma Mercedes Benz E320 a diesel para passear pelas ruas de Park City, Utah (em inglês), durante o Festival de Cinema de Sundance. No entanto, nenhuma estatística sobre o consumo ou tipos de emissão do carro foi publicada.

O que quer que aconteça, a procura por um combustível melhor é interessante.

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Stefani Newman.  “HowStuffWorks – Como funciona o biodiesel de algas”.  Publicado em 18 de junho de 2008  http://carros.hsw.uol.com.br/biodiesel-de-algas4.htm  (20 de setembro de 2010)