Estudo pioneiro mostra alternativa para produção de biocombustível e bioprocessos

Diana Monteiro – jornalista

O retorno à Universidade Federal de Alagoas do engenheiro químico Carlos Eduardo de Farias Silva, desta vez para o pós-doutorado no Instituto de Química e Biotecnologia (IQB), vai impulsionar ainda mais a área de pesquisa da dinâmica unidade acadêmica ao se integrar ao Grupo de Eletroquímica. O motivo é o estudo pioneiro em Alagoas que visa a produção industrial de biocombustível/bioprocessos a partir de micro e macroalgas.

No Brasil, o estudo para produção de bioetanol é de primeira geração, ou seja, por meio da cana-de-açúcar, que segundo o pesquisador,  apresenta alguns inconvenientes. Um deles é por ser uma matéria-prima alimentar e no caso de Alagoas, é quanto à dificuldade de expansão dessa cultura em terras aráveis próprias para o cultivo, mesmo reconhecendo-se, no geral, que há uma demanda mundial de etanol ainda crescente, quase dobrando na última década.

O estudo na Ufal, iniciado por Carlos Eduardo após doutorado concluído no ano passado na Universidade de Pádua, na Itália, é feito com a macroalga sargaço, abundante no litoral alagoano, e com as microalgas chlorella e scenedesmus de água doce. Estas, adquiridas no Departamento de Engenharia Química da Universidade Federal de Sergipe (UFS) e, também, por intermédio da professora Élica Guedes, do Instituto de Ciências Biológicas e da Saúde (ICBS/Ufal), que desenvolve pesquisas com essa classe de organismos fotossintéticos.

Ao destacar a importância do estudo, Carlos Eduardo diz que em sua tese de doutorado ficou comprovado, em laboratórios, que as microalgas (terceira geração) podem produzir até cinco vezes mais etanol do que a cana-de-açúcar, apesar de não haver uma atividade industrial consolidada e, portanto, ainda possuir um alto custo de cultivo. Ele acrescenta: “As microalgas são mais fáceis de ser hidrolisadas e fermentadas para a produção do bioetanol em relação à biomassa lignocelulósica porque não têm lignina, grande empecilho da segunda geração. Elas também crescem mais rápido do que as plantas e podem acumular até 60% de seu conteúdo celular de carboidratos”. Para obtenção desses resultados, o estudo científico proporcionou experimentos com três espécies de algas trabalhando em modo contínuo ou em batelada.

Carlos acrescentou que no Brasil há investimentos em etanol da segunda geração, palha e bagaço de cana-de-açúcar, principalmente, para a produção de bioetanol, mas segundo ele, ainda não foi alcançado o desenvolvimento industrial suficiente para se consolidar como processo. “Ainda não se tornou viável devido a problemas no pré-tratamento, hidrólise [conversão dos açúcares mais complexos da biomassa em monossocarídeos], e para o processo de fermentação e obtenção do etanol para o biocombustível”, enfatizou.

Farias é bolsista pelo CNPq e tem como orientador do pós-doutorado o professor Josealdo Tonholo, pesquisador do Grupo de Pesquisa Eletroquímica. O estudo científico conta também com a participação das pesquisadoras Cenira Monteiro de Carvalho, Élica Guedes e Carmem Zanta e a doutoranda Margarete Cabral, além de alunos de iniciação científica.

A dinâmica trajetória acadêmica de Carlos na Ufal como pesquisador refletiu positivamente em seu doutorado e resultou na publicação de doze artigos científicos internacionais e dois capítulos de livro, maioria Qualis A (Capes). “Dos artigos publicados, três são do campo teórico da Engenharia Química com novas equações e postulados, de difícil análise e principalmente publicação, pois trabalhos experimentais são mais fáceis de publicar do que os teóricos, principalmente em periódicos Qualis A. No entanto, na Itália há uma valorização de trabalhos de base teórica, a exemplo do meu, onde recebi muito apoio do grupo de pesquisa ao qual me integrei”, disse.

Artigos

O primeiro artigo teórico de Carlos Eduardo com foco para obtenção da terceira geração visando a produção do biocombustível valida um modelo cinético para hidrólise ácida da biomassa de microalgas rededuzindo a Equação de Michaelis-Menten, propondo pertinentes adaptações, o qual foi validado experimentalmente até mesmo nos casos onde ácido (catalisador) não foi usado. Confira o artigo denominado  Dilute acid hydrolysis of microalgal biomass for bioethanol production: na accurate kinetic modelo f model solubilization, sugars hydrolysis and nitrogen/ash balance. 

Farias explica que o segundo artigo apresenta modificações e críticas ao modelo atual do Fator de Severidade (consolidado a cerca de 30 anos, mas limitado), principalmente quando aplicado ao tratamento ácido de biomassa, e nesse caso, utilizou-se microalgas propondo ajustes dos dados experimentais, e mais geral para aplicação de qualquer biomassa. Leia aqui o artigo intilulado Severity factor as na eficiente control parameter to predict biomass solubilization and saccharification during acidic hydrolysis of microalgal biomass. 

Ele aproveita para falar sobre o terceiro artigo publicado dizendo considerr o mais importante: “Consistiu de um estudo numérico de um sistema composto por um reator biológico seguido por sedimentador com reciclo parcial de biomassa, concluído de forma totalmente teórica. O artigo apresentou novas condições de wash-out, não discutidos antes em literatura e que ajudam na estabilidade operacional desse processo, acoplando as características do reator e do sedimentor nos mesmos graus de liberdade”, explica. Veja mais sobre o artigo A two-stage system for the large-scale cultivation of biomass: a design and operation analysis based on a simple steady-state model tuned on laboratory measurements. 

A carreira docente sempre esteve nos planos de Carlos Eduardo Farias, que foi aprovado no concurso para Professor Efetivo da área de Processos Biotecnológicos do Centro de Tecnologia (Ctec)da Ufal finalizado neste mês de maio. Pela nova aquisição da Ufal, a academia sai ganhando com mais um pesquisador de ponta à altura do disputado mundo científico.