Microalgas para bioenergia: seleção e cultivo controlado em fotobiorreatores

Abstract

A produção de combustíveis a partir de fontes renováveis vem se tornando cada vez mais essencial no cenário global, impulsionada pela necessidade de reduzir emissões de carbono e de encontrar alternativas sustentáveis aos combustíveis fósseis. Nesse contexto, o cultivo de biomassa de microalgas surge como uma solução promissora, oferecendo diversas vantagens ambientais e econômicas. A biomassa obtida desses microrganismos é rica em óleo, que pode ser transformado em bio-óleo, um combustível neutro em carbono e de grande interesse econômico para a indústria energética. Além disso, as microalgas possuem altas taxas de produtividade e crescimento, características que favorecem seu cultivo em escala industrial, principalmente em fotobiorreatores. Esses sistemas são projetados para maximizar a produção de biomassa, permitindo um cultivo eficiente e em áreas reduzidas, ao contrário de culturas como a cana-de-açúcar e o eucalipto, que demandam grandes extensões de solo. Este estudo apresenta um processo de seleção de microalgas de interesse econômico para a produção de biomassa, seguido de seu cultivo em escala laboratorial sob condições de iluminação artificial controlada. Por fim, foi desenvolvido e implementado um sistema de controle simples, com o objetivo de regular a densidade celular de um cultivo de microalgas em um fotobiorreator de bancada.

The production of fuels from renewable sources has become increasingly essential in the global landscape, driven by the need to reduce carbon emissions and find sustainable alternatives to fossil fuels. In this context, cultivating microalgae biomass emerges as a promising solution, offering numerous environmental and economic advantages. The biomass obtained from these microorganisms is rich in oil, which can be converted into bio-oil, a carbon-neutral fuel of great economic interest to the energy industry. Furthermore, microalgae exhibit high productivity and growth rates, characteristics that favor their cultivation on an industrial scale, particularly in photobioreactors. These systems are designed to maximize biomass production, enabling efficient cultivation in reduced areas, unlike crops such as sugarcane and eucalyptus, which require large land extensions. This study presents a process for selecting economically significant microalgae for biomass production, followed by their cultivation at the laboratory scale under controlled artificial lighting conditions. Finally, a simple control system was developed and implemented to regulate the cell density of a microalgae culture in a bench-scale photobioreactor.