POR UMA PRODUÇÃO DE BIOCOMBUSTÍVEIS LIMPA

A sustentabilidade dos biocombustíveis como fonte de energia renovável tem sido impulsionada com o desenvolvimento de um novo processo que não utiliza água na produção de biodiesel, e vem da reutilização de óleos vegetais usados na cozinha.

A produção global de biocombustíveis - como o etanol e o biodiesel - aumentou em mais de 600% em uma década para mais de 100 bilhões de litros em 2011. Biocombustíveis são amplamente utilizados no setor de transportes e representam 3% do total de combustíveis usados em transportes rodoviários em todo o mundo (dados do International Energy Agency).

No entanto, a produção de biocombustíveis tem sido criticada por causar desmatamento, aumentando a pressão sobre as terras agrícolas necessárias para a produção de alimentos, além do impacto ambiental causado pelo desperdício d'água durante a sua produção.

Os métodos tradicionais de produção de biodiesel utilizam grandes volumes d'água para remover as impurezas e atender aos rigorosos padrões de qualidade. Para a produção do óleo de palma, 50% da água utilizada, acaba chegando aos rios cheia de óleo da fábrica, a maior causa da poluição dos rios na Malásia.

No entanto, pesquisadores da Universidade do Porto, Portugal, estão testando métodos que não utilizam água para purificar os biocombustíveis, incluindo aqueles feitos de óleos alimentares usados, gorduras animais e outros resíduos graxos derivados de atividades industriais.

Em vez de água, pesquisadores utilizaram catalisadores de pré-tratamento e impurezas, como purificadores no biodiesel. As impurezas foram absorvidas por resinas ou por membranas de cerâmica.

Os pesquisadores foram capazes de produzir biodiesel de boa qualidade, tanto do óleo vegetal virgem mas, o mais importante, da sobra dos óleos utilizados para fritar. O novo processo poderia proporcionar benefícios econômicos e ambientais significativos em comparação com outros métodos mais intensivos de produção de energia que utilizam água em suas produções.

O Executivo-chefe da Instituição de Engenheiros Químicos (IChemE), o Dr. David Brown, disse: "Em alguns países como o Brasil, os biocombustíveis representam quase um quarto do total de combustível usado em transportes rodoviários. Na União Europeia, as negociações estão em andamento para aumentar biocombustíveis nos transportes em 10% e a Indonésia - maior produtor mundial de óleo de palma - anunciou planos para aumentar a produção de biodiesel para reduzir sua dependência das importações de petróleo bruto.

"No entanto, os processos atuais de produção de biocombustíveis nem sempre atingem todo o seu potencial verde na redução das emissões de gases de efeito estufa, e ainda existem muitos desafios pela frente, incluindo econômicos e ambientais.

"Mas a demanda por biocombustíveis está visivelmente aumentando e o avanço nos processos de engenharia química, tais como o uso de catalisadores heterogêneos e métodos water-free utilizando membranas, são muito bem-vindos para consolidar os biocombustíveis como globalmente aceitos como fonte sustentável de energia renovável."

Fonte: Stock.Xchng

Etanol: sem pesquisa, Brasil deixará de ganhar espaço no mercado global

O etanol tem sido um dos trunfos brasileiros nos debates globais sobre biocombustíveis, mas o Brasil deixará de ganhar competitividade (e espaço no mercado) se não investir mais em pesquisa e desenvolvimento tecnológico. A conclusão é dos pesquisadores do Instituto Nacional de Propriedade Industrial (INPI) Eduardo Winter, Araken Lima e Cristina Mendes, em estudo sobre a cadeia produtiva do etanol publicado em 2010 no livro "Bioetanol de cana-de-açúcar", da Editora Blucher.

O trabalho "Mapeamento tecnológico da cadeia produtiva do etanol proveniente da cana-de-açúcar sob enfoque dos pedidos de patentes: cenário brasileiro" mostra que empresas e cidadãos nacionais dominam os pedidos de patentes ligados ao etanol no INPI. Porém, nos processos mais complexos relacionados à biotecnologia, como a fermentação para gerar o combustível, o Brasil já divide a liderança com os norte-americanos. Estas tecnologias são essenciais para a produtividade do etanol e, portanto, seu domínio é decisivo para ganhar espaço no mercado.

Os números são claros: dos 656 pedidos de patentes feitos entre 1974 e 2006, o Brasil responde por 442 (68% do total), bem à frente dos Estados Unidos. Entre os dez maiores depositantes, oito são nacionais e quatro são pessoas físicas, sendo que a distribuição dos documentos é equilibrada, o que revela a dispersão no processo de inovação. O líder do ranking é a Cooperativa dos Produtores de Cana, Açúcar e Álcool do Estado de São Paulo (Coopersucar), com 41 pedidos. 

A maioria das tecnologias nacionais se refere a equipamentos e processos de plantio, colheita e preparo do solo. No entanto, quando se fala em fermentação a partir de microorganismos para obter o etanol, os norte-americanos respondem por 25% das solicitações de patentes contra 24% do Brasil. O Japão aparece logo depois com 15%. 

Os pesquisadores destacam que a fermentação é ainda mais importante para o desenvolvimento do chamado "etanol de segunda geração", mais intensivo em tecnologia. Portanto, o Brasil precisa investir forte em pesquisa e patenteamento se não quiser perder espaço no ramo de biocombustíveis. 

FONTE: INPI.

Combustíveis limpos? Experimente casca de laranja e jornal velho!

Na perspectiva de reduzir a dependência dos Estados Unidos face aos combustíveis tradicionais de origem fóssil, a equipe do professor Henry Daniell, da Universidade Central da Flórida (EUA) desenvolveu uma abordagem inovadora para a produção de biocombustível. Esta faz uso de restos do quotidiano como cascas de laranja e jornais velhos para a produção de etanol. Esta abordagem representaria a vantagem de, ao mesmo tempo, reduzir os custos de produção e a pegada de carbono relativamente aos métodos atuais empregados para a produção de combustíveis limpos.

Cascas de laranja como fonte de biocombustíveis limpos.

Créditos: DrinkWiththeWench.

A originalidade desse procedimento, objeto de uma publicação no Plant Biotechnology Journal, liga-se à possibilidade de reduzir certos restos como fonte de matéria-prima. Assim, numerosos produtos poderão ser reciclados, sem que isso tenha consequências diretas sobre as reservas de alimento mundial e não aumente o preço dos gêneros alimentícios. Segundo o professor Daniell, tomando como exemplo a Flórida, a casca de laranja usada permitiria produzir cerca de 200 milhões de galões de etanol por ano. É igualmente importante notar que esse novo procedimento poderá também ser aplicado a várias outras fontes de matérias-primas, como a cana de açúcar, o "swithgrass" (grama perene) e à palha.

Desenvolvido com a ajuda de um apoio financeiro do USDA. (U.S. Department de Agriculture), este procedimento utiliza coquetéis enzimáticos para decompor as cascas de laranja e outros resíduos contendo açúcares que serão em seguida fermentados para a produção do etanol. Graças a uma transgênese cloroplástica, ou seja, a introdução de um transgene no DNA cloroplástico, os pesquisadores conseguiram produzir uma combinação de várias enzimas, capazes de degradar as paredes celulares dos vegetais.

Segundo a composição do resíduo utilizado, uma combinação específica, ou "coquetel", de uma dezena de enzimas é necessária para transformar a biomassa com vistas à produção de etanol. Por exemplo, para a lise enzimática das cascas de laranja, enzimas de tipo pectinase serão necessárias, enquanto que para a madeira será preciso utilizar as xilanases. As enzimas obtidas pela equipe do professor Daniell são formas naturais produzidas por micro-organismos saprófitas da madeira (cogumelos e bactérias), tais como a espécie fúngica Trichoderma reesei.

Para produzir tais enzimas, a equipe do professor Daniell clonou genes específicos desses micro-organismos e os fez se expressar em plantas de tabaco. A planta do tabaco constitui um sistema de produção de proteínas recombinantes, economicamente interessante. De fato, a produção nessas plantas transplastômicas (plantas geneticamente modificadas, cujo DNA singular não foi inserido no DNA nuclear, mas naquele dos cloroplastos) apresentaria a vantagem de reduzir os custos de produção de enzimas recombinantes em mais de 1000 vezes em relação às produções industriais realizadas por fermentação, o que, no final, segundo Henry Daniell, reduziria significativamente os custos de produção do etanol. 

Por outro lado, o tabaco não é uma cultura cujos produtos sejam destinados à alimentação, sua produção é igualmente bastante rentável por metro quadrado e, segundo as taxas de expressão enzimáticas observadas, cerca de 2 bilhões de unidades de pectase liases ou de endoglucanases poderiam ser produzidas cada ano por hectare de plantas de tabaco.

Relativamente a enzimas expressas em sistema bacteriano, como E. Coli, essas enzimas obtidas em sistema de expressão eucariote apresentam vantagens como: uma grande estabilidade térmica; um ampla faixa de pH ótimo; uma forte atividade enzimática do extrato bruto, assim como uma forte concentração proteica, o que permite suprimir as etapas de purificação posteriores e reduz o custo de produção. As enzimas assim obtidas permitiriam igualmente obter um melhor rendimento de produção de açúcares e, especialmente, de glucose, a partir de biomassa celulósica, relativamente às enzimas comerciais (até mais de 3.000 %, segundo os autores do estudo).

Trata-se aqui da primeira publicação abordando a utilização de coquetéis enzimáticos, extraídos de plantas geneticamente modificadas, para obtenção de açúcares fermentáveis em vista da produção de biocombustível a partir de biomassa lignocelulósica. Embora esses resultados sejam encorajadores, antes que esse procedimento operacional em laboratório possa ser transposto à escala industrial, as pesquisas devem ainda prosseguir. Entretanto, as limitações devidas aos altos custos de produção e aos baixos rendimentos observados nos sistemas de expressão bacterianos poderiam ser ultrapassados pelo método de expressão cloroplástica de enzimas recombinantes utilizando hospedeiros vegetais.

Vale lembrar o recente anúncio feito, em fevereiro de 2010, pela Novozymes, quanto ao desenvolvimento de um coquetel enzimático chamado Cellic C Tec2, que permite aumentar a produtividade e reduzir o custo das enzimas a 50 centavos de dólar por galão (3,79 litros). Isto asseguraria à indústria de biocombustíveis um custo de produção inferior a 2 dólares por galão, nas primeiras fábricas-piloto, que deverão estar operacionais em 2011; estes custos seriam comparáveis àqueles da produção de gasolina ou de bioetanol de primeira geração.

FONTE: UCF - Newsroom

Edifícios cobertos com algas? Sim: de olho no biocombustível!

Um relatório publicado recentemente pelo Institute of Mechanical Engineers sugere que contêineres fechados de fotobiorreatores (PBRs) à base de algas poderiam ser integrados nas paredes externas de edifícios para produzir biocombustíveis e sequestrar carbono. Assim, um novo significado poderia ser acrescentado à expressão "edifício verde". Com o crescimento da alga há absorção de CO2 do ar circundante que pode, então, ser armazenado.

Edifício Verde com fotobiorreatores para a produção de biocombustível.

Créditos: Inhabitat.

Um dos benefícios do aproveitamento da algacultura para obtenção de biocombustíveis é que se pode fazer uso de águas residuais e água do mar, sendo a algacultura relativamente inofensiva para o meio ambiente local, mesmo em casos de derramamento ou vazamento. Considere-se que a taxa de produção das algas é muito mais alta por hectare (ou "pé direito", neste caso), do que a de soja ou milho. Acrescente-se ainda que alguns estudos têm mostrado que até 99% do CO2 introduzido na solução pode ser convertido ou sequestrado.

No presente, fotobiorreatores são muito mais caros que os sistemas convencionais de lagoa aberta. Por isso mesmo, o Institute of Mechanical Engineers deseja financiar mais pesquisas visando a um aprimoramento dos PBRs. Visto que a maioria da algacultura do tipo lagoa aberta cobre extensas áreas de habitat, os PBRSs poderiam ser incorporados à infra-estrutura já existente na cidade, proporcionando a filtragem e a produção de combustível onde necessário.

Embora os biocombustíveis nos ajudassem a nos afastarmos do petróleo, eles não nos ajudam a resolver os problemas subjacentes, ligados à cultura do automóvel: aquecimento global e justiça social.

O relatório apontou também várias outras soluções, incluindo a construção do edifício verde, florestas de "árvores sintéticas" para armazenamento de carbono e o uso de refletores solares e telhados "verdes", como forma de prevenir o calor solar excessivo. Telhados e asfalto quentes, é sabido, podem alterar significativamente o clima de uma área, aumentando, assim, a necessidade de ar condicionado.

Fonte: Inhabitat

Nanotecnologia no processamento de biocombustível: lucros ambientais e financeiros!

O Dr. James Palmer, professor-associado da Engenharia Química da Louisiana Tech University, em colaboração com seus colegas, professores Dr. Yuri Lvov, Dr. Dale Snow e Dr. Hisham Hegab vêm trabalhando a fim de capitalizar, para o ambiente, os benefícios financeiros dos biocombustíveis usando nanotecnologia para melhorar ainda mais os processos de obtenção do etanol celulósico. 

Os biocombustíveis desempenharão papel importante nos combustíveis e na produção de soluções sustentáveis de energia para o futuro. O apetite dos países por combustível, não obstante, não permite que estejamos satisfeitos apenas com culturas tradicionais como a de cana-de-açúcar ou de milho. Tecnologias emergentes estão tornando possível que a biomassa celulósica (madeira, grama, caules, etc.) também seja convertida em etanol.

O etanol celulósico não compete com a produção de alimentos e tem potencial para reduzir as emissões de gases de efeito estufa (GHG, em inglês) em 86 por cento mais do que os combustíveis fósseis atuais. As técnicas atualmente utilizadas para a produção de etanol a partir do milho reduzem apenas 19 por cento dos gases de efeito estufa.

Os processos nanotecnológicos desenvolvidos na Louisiana Tech University podem imobilizar as caras enzimas utilizadas para converter a celulose em açúcares, o que permite que sejam reutilizadas várias vezes, reduzindo, assim, significativamente, o custo do processo em sua totalidade.

Madeira: matérias-primas para produção de etanol celulósico.

Créditos: Gas2.

As estimativas de economia variam de aproximadamente 32 milhões de dólares (cerca de 55 milhões de reais) para cada usina de etanol celulósico a um total de 7,5 bilhões de dólares (cerca de 12,8 bilhões de reais), se a meta estabelecida pelo governo dos Estados Unidos de 16 bilhões de galões de etanol celulósico for atingida. Esse processo pode facilmente ser aplicado em grande escala e pode imobilizar uma grande variedade ou mistura de enzimas na produção.

A pesquisa inovadora que tem lugar na Louisiana Tech, juntamente com um excelente tempo de crescimento das plantas, uma forte indústria de polpa/papel e uma das primeiras demonstrações de funcionamento de usinas de etanol celulósico dos Estados Unidos tem permitido que o estado da Louisiana esteja bem posicionado para se tornar um dos grandes produtores nacionais de etanol celulósico.

Esta tecnologia, junto a outras importantes pesquisas que estão sendo realizadas para atender às futuras necessidades energéticas, será destaque na Louisiana Tech's Energy Systems Conference, em 05 de novembro, no Centro de Transferência de Tecnologia, em Shreveport, LA (EUA).

FONTE: Science Daily

Urina: a mais nova fonte de hidrogênio!

Você faz duas coisas nos postos de serviço das rodovias: enche um tanque e esvazia o outro! Via de regra é isso que acontece, não é? "Ligados no lance", químicos americanos combinaram reabastecer seu carro, aliviando-se. Para tanto, partiram para a criação de um novo catalisador, capaz de extrair hidrogênio a partir da urina.

Amostra de urina

A Chemistry World reporta que o catalisador pode não só ser usado em carros do futuro que venham a utilizar o hidrogênio como combustível, como ainda pode ajudar a remediar as águas residuais. 

Gerardine Botte, da Universidade de Ohio (EUA), utiliza uma abordagem eletrolítica para produzir hidrogênio a partir da urina - o mais abundante lixo existente na Terra - com uma fração do custo de produção de hidrogênio a partir da água.

O constituinte majoritário da urina é a uréia, CO(NH2)2, com quatro átomos de hidrogênio por molécula - bem menos fortemente ligados que os átomos de hidrogênio de uma molécula de água. G. Botte usa a eletrólise para "quebrar" a molécula, desenvolvendo um novo eletrodo, baseado em níquel, barato, seletivo e eficiente para oxidar a uréia. Para "quebrar" a molécula, precisa ser aplicada na cela uma voltagem de 0,37V - bem menos que os 1,23V necessários para "dividir" a molécula de água.

"Durante o processo eletroquímico, a uréia fica absorvida na superfície do eletrodo de níquel, o qual transfere os elétrons necessários para quebrar a molécula," disse Botte à Chemistry World.

O pesquisador acredita que a tecnologia pode ser facilmente escalonada para gerar hidrogênio enquanto limpa os efluentes dos esgotos. "Não precisamos reinventar a roda, uma vez que já existem eletrolisadores sendo usados em diferentes aplicações."

FONTE: Physorg

IPT completa 112 anos e investe R$ 300 milhões em pesquisas voltadas para sustentabilidade e energia.

O Instituto comemorou 112 anos, no dia 24 de junho, com a marca histórica de R$ 300 milhões destinados a investimentos em desenvolvimento de tecnologias que já estão ajudando o País a se modernizar. 

Etanol de bagaço de cana, conhecido também como combustível renovável de segunda geração; aviões com fuselagem de fibra de carbono, que são mais leves e podem operar com maior pressão interna, melhorando o conforto dos passageiros; produção de silício com nível de pureza apropriado para a aplicação em células fotovoltaicas, usadas na captação de energia solar; e métodos de recuperação de solos contaminados, entre outros, são exemplos de pesquisas que representam desafios em campos do conhecimento nos quais ainda não há pleno domínio técnico.

Inovação e sustentabilidade são as diretrizes básicas que hoje orientam o desenvolvimento de pesquisas. "O fortalecimento do IPT é uma ação que deve produzir impacto em áreas que dependem do conhecimento e que criam demandas por soluções sustentáveis", afirma João Fernando Gomes de Oliveira, diretor-presidente do Instituto.

Fachada do prédio principal do IPT situado no Campus da Universidade de São Paulo (USP).

Créditos: IPT.

Neste ano, o IPT já está operando alguns dos equipamentos e instalações viabilizadas pelo programa de modernização que começou a ser executado em 2008. Um desses recursos é o microscópio eletrônico de varredura, conhecido como MEV-FEG, que pode ampliar uma imagem em até 300 mil vezes. 

Adquirido por cerca de R$ 2,3 milhões, o microscópio é indispensável para os projetos de nanotecnologia, que investigam a estrutura molecular de materiais, permitindo compreender fenômenos, por exemplo, como a corrosão de tubos de aço ou a interação entre papel e tinta. Esse conhecimento colabora para que os produtos ofertados pela indústria possam ter cada vez mais qualidade.

FONTE: IPT.

Bioetanol a partir de resíduos agrícolas: grandes novidades na produção

O bioetanol é produzido pela transformação de açúcares da biomassa vegetal pela levedura Saccharomyces cerevisiae. É o mesmo microorganismo responsável pela fermentação e produção de bebidas alcoólicas.

Se, nesses últimos anos, a produção de etanol aumentou fortemente para atingir 65 bilhões de litros por ano, foi para responder à demanda de agrocombustível dos carros flex-fuel. Portanto, essa produção compete com as produções agrícolas alimentares e coloca em perigo numerosas populações no mundo. Por outro lado, o balanço ambiental desses agrocombustíveis produzidos a partir de culturas dedicadas é contestado. 

A levedura Saccharomyces cerevisiae, produtora de etanol para as bebidas e os agrocombustíveis (vista ao microscópio eletrônico).

Créditos: AJC1 CC by-nc-as.

É por isto que os agrocombustíveis ditos de segunda geração estão em desenvolvimento. O princípio é converter não açúcares alimentares (sacarose, amido...), mas açúcares não alimentares (lignina, celulose...) contidos nos resíduos agrícolas como as palhas. Sendo tais resíduos descartes da atividade agrícola, sua valorização reduz o impacto ambiental global da agricultura para um serviço equivalente.

O problema é que esse procedimento gera, além de etanol, os subprodutos parasitas. O acetato, em primeiro lugar, que é produzido em quantidade significativa. O acetato inibe a produção de etanol pelas leveduras, podendo mesmo bloqueá-la. O glicerol, a seguir, que pode representar 4% dos açúcares transformados. Por muito tempo, sua formação pareceu inevitável. Para resolver o problema, considerou-se até o presente realizar uma segunda fermentação pela bactéria Escherichia coli ou ainda recuperar o glicerol para valorizá-lo de outro modo, sob a forma de sabão.

Uma levedura "três-em-um"

Os pesquisadores da Deft University of Technology, em associação com o Kluyver Centre for Genomics of Industrial Fermentation, resolveram esses problemas inserindo um único gene de E. coli na levedura de reação da fermentação, o Saccharomyces cerevisiae. Ele conduziu à transformação de acetato em etanol. Na cadeia de reações da fermentação, o papel do glicerol se torna inútil e a equipe pôde extrair os genes responsáveis por sua produção.

Assim modificado, a levedura é capaz de transformar o acetato em acetanol e a produção de glicerol é totalmente abolida.

Síntese simplificada de bioetanol a partir de resíduos agrícolas (palha de trigo), com a ajuda da levedura Sacchromyces cerevisiae convencional (no alto) e depois de sua modificação genética (abaixo). Quando de uma fermentação clássica, a produção de acetato inibe a reação e uma parte de açúcares é transformada em glicerol. Com a levedura modificada, o acetato é transformado em etanol e não há mais produção de glicerol.

Créditos: G. Macqueron/Futura - Sciences.

"Em laboratório, essa simples modificação genética "mata dois coelhos com uma só cajadada": não há formação de glicerol, melhor rendimento de produção de etanol e consumação do acetato tóxico", se entusiasma Jack Pronk, principal pesquisador do projeto.

Os ganhos potenciais de vários bilhões de litros de etanol prometidos por esse conceito necessitam ainda de pesquisas mais amplas para aplicá-lo ao stress dos procedimentos industriais. Os pesquisadores da Delft solicitaram uma patente, esperando colaborar com parceiros industriais para acelerar a passagem do laboratório ao desenvolvimento industrial.

FONTE: Futura Sciences

Microalgas poderão, sim, ser uma alternativa energética ao petróleo.

Hoje, sob a luz dos projetores, as microalgas são apresentadas como uma alternativa energética ao petróleo, capaz de produzir energia de três formas: hidrogênio, biocombustível ou ainda biogás. Esses microorganismos suscitam um vivo interesse junto a gigantes como a Shell ou a Boeing.

O pico espetacular alcançado pelo preço do barril de petróleo em 2007 e 2008 acelerou os esforços de pesquisa na direção do desenvolvimento de novos biocombustíveis. Diferentes potencialidades como o óleo (palma, girassol,...), o álcool (beterraba, milho) e o biogás (lodos, excrementos animais) se desenvolvem atualmente. Entretanto, esses biocombustíveis chamados de "primeira geração" apresentam um inconveniente de escala, porque estão em competição direta com as culturas destinadas a alimentação e não são sem impacto à biodiversidade dos ecossistemas.

Um novo ramo de biocombustíveis chamados de "segunda geração" está em pleno desenvolvimento ao redor de novas fontes de biomassa à base de lignocelulose (palha, álamo), resíduos lignocelulósicos provenientes das agroindústrias, da silvicultura e da madeira). Esse ramo oferece perspectivas interessantes, com melhores rendimentos, respeitando o meio ambiente.

Entre os desenvolvimentos em curso, os industriais se voltam cada vez mais para o ramo de biocombustíveis de "terceira geração", à base de microalgas, e apresentada como a fonte de biomassa capaz de oferecer os melhores rendimentos.

Microalgas são organismos microscópicos, ricos em lipídios, e se desenvolvem por fotossíntese na água doce ou na água do mar, segundo as espécies. Apresentam, em escala de laboratório, vantagens muito atrativas que fizeram delas um verdadeiro "ouro verde":

os rendimentos em lipídios seriam 30 vezes superiores às culturas oleaginosas como o girassol ou a colza, sua cultura em fotobiorreatores não apresenta impacto sobre o ambiente (não utilização de pesticidas) e permite reciclar os nutrientes necessários a seu crescimento (fósforo e nitrogênio), enfim, o problema das superfícies cultiváveis desaparece, pois esses organismos se desenvolvem na água. 

As microalgas são consideradas como negócio do futuro por numerosas start-upsamericanas em pleno crescimento. A mais conhecida entre elas é a GreenFuel Tech que desenvolve procedimentos para a produção de microalgas. O entusiasmo atingiu até mesmo petroleiras como a Chevron e a Shell. 

Recentemente, a Boeing iniciou colaboração com a Virgin Fuels e a General Electric para o desenvolvimento de um novo biocombustível à base de microalgas. A França participa igualmente dessa corrida para o verde com o projeto SHAMASH, dirigido por Olivier Bernard, pesquisador do INRIA (Instituto Nacional de Pesquisa em Informática e Automação).

Geração de hidrogênio a partir de microalgas. - Créditos: Alcimed.

As microalgas podem intervir na produção de três tipos de energia: o hidrogênio; os biocombustíveis ou os biogases. Mas, quais são as verdadeiras performances das microalgas e qual o grau de maturidade de cada uma dessas possibilidades?

- Sob certas condições de estresse (falta de enxofre ou oxigênio), as microalgas podem produzir hidrogênio. Atualmente, menos de 3% da energia luminosa total é transformada em hidrogênio. Para ser rentável, essa via necessita de um rendimento de 10%, e a produção de hidrogênio a partir de microalgas poderia então ser significativa. 

Os pesquisadores contam com mutações genéticas para criar microalgas mais eficientes. Por exemplo, na França, o laboratório de bioenergética e biotecnologia de bactérias e microalgas, do CEA, trabalha atualmente neste tema.

- A produção de biocombustíveis pelas microalgas é a via mais mediatizada, mas conta ainda com numerosos desafios a vencer. Um dos primeiros desafios consiste em identificar as microalgas mais ricas em lipídios, entre alguns milhões de espécies existentes. Em condições de estresse de nitrogênio, a produção lipídica pode atingir 75% para a Botryococcus braunii. Não obstante, estressar as algas retarda seu crescimento.

Um outro desafio a ser considerado é a otimização da extração dos lipídios, que permanece uma etapa ainda bastante negligenciada. As técnicas de prensagem são, de fato, ineficazes; a extração do óleo é realizada com hexano, o que não é competitivo nem em nível econômico nem em nível ambiental. Pesquisas sobre a extração estão atualmente em andamento: a empresa Valcobio - uma das parceiras do projeto SHAMASH -, trabalha sobre técnicas de extração sem a utilização de produtos químicos.

Enfim, os rendimentos de produção de algas são ainda bastante baixos em escala industrial. "Para se tornar competitiva, a produção de algas deveria ser de 100 g por m2, por dia, seja: três vezes superior aos rendimentos atuais", estima Nadia Boukhetaia, consultora da Business Unit Chemistry, Materials and Energy.

- O último tipo de energia que pode produzir as microalgas é o biogás. Elas se revelam particularmente adaptadas a essa aplicação. Após fermentação em uma autoclave, elas geram um biogás composto de 70 a 80% de metano, sendo os outros gases CO2 e N2. Datando dos anos 40, essa tecnologia foi desenvolvida pelo Professor William J. Oswald, da Universidade de Berkeley, Califórnia (EUA). Contudo, foi abandonada nos anos 80, em proveito dos biocombustíveis mais "na moda" e é reestudada há dez anos. De fato, essa via é atualmente a via de produção de energia a partir de microalgas mais simples e mais rentável em curto prazo. 

Ela pode ser particularmente eficiente, quando associada a outros procedimentos. Se essa tecnologia é associada a uma central térmica, as microalgas seqüestram o CO2 e utilizam o calor produzido para seu crescimento. O biogás produzido é, então, diretamente reinjetado nos queimadores da central. Essa tecnologia pode também ser associada a uma estação de depuração onde as microalgas utilizam os nutrientes como o nitrogênio e o fósforo para seu crescimento.

Quer se trate da produção de hidrogênio, de biocombustíveis ou de biogás a partir de microalgas restam desafios a vencer, que necessitam ainda de trabalhos de pesquisa e desenvolvimento importantes.

"A industrialização da energia a partir de microalgas não poderá se dar a não ser sob a condição de que numerosas competências colaborem para ultrapassar as barreiras existentes: engenharia genética; ficologia (ou algologia: ramo da biologia que estuda as algas); bioquímica e petroquímica. Os experts mundiais são pouco numerosos e os savoir-faire têm a tendência de se dispersar. São necessárias colaborações fortes entre industriais e pesquisadores dessas diferentes áreas para participarem da corrida para o verde", conclui Vincent Pessey, Responsável de Missões da Business Unit Chimie.

FONTE: Enerzine

Empresa californiana aposta no mercado de "algocombustíveis"

A empresa californiana PetroAlgae ganhou, em março de 2009, o prêmio "Sustainable Biofuels Technology Award" (Tecnologias dos Biocombustíveis Sustentáveis), na categoria de fornecedores de tecnologias, por ocasião do World Biofuels Markets 2009, realizado em Bruxelas (Bélgica).

A Petroalgae se esforça para demonstrar a viabilidade comercial dos biocombustíveis à base de algas, porque, contrariamente ao milho e à soja, as algas não rivalizam com o aprovisionamento alimentar. A empresa utiliza para isso cepas de microalgas, escolhidas de modo natural, a fim de produzir um crescimento rápido e um rendimento superior em óleo.

Sistema utilizado pela PetroAlgae. - Créditos: Enerzine.

Esses vegetais consomem o CO2 (2,2 vezes seu próprio peso) e não deixam qualquer resíduo tóxico quando do processo de colheita. Essencialmente neutros em carbono, as algas são igualmente de 25 a 100 vezes mais produtivas que qualquer outra matéria-prima utilizada para as culturas.

Conforme o Dr. John Scott, presidente da empresa, "Na Petroalgae, estamos confiantes de que é possível satisfazer à demanda mundial de diesel, de modo rentável, não utilizando senão uma porção relativamente restrita de terras, e isso graças a um combustível neutro em carbono."

"Mesmo se o veredito final nem sempre esteve voltado ao assunto das perspectivas em longo prazo do mercado de "algocombustíveis", atingimos quase todos os objetivos que nos fixamos", afirma John Scott. "Nunca estivemos tão confiantes em nosso modelo de empresa e na nossa capacidade de rivalizar com as outras matérias-primas à base de biodiesel. Aliás, esperamos que nossas instalações-pilotos, em escala comercial, estejam completamente operacionais dentro dos próximos meses."

FONTE: Enerzine

Transformando palha de arroz em etanol celulósico

O Instituto de Pesquisa em Energia Nuclear (INER), subordinado ao Conselho para Energia Atômica (AEC) taiwanês, concebeu pela primeira vez um sistema que permite transformar a palha de arroz em etanol celulósico.

Atualmente, o processo permite transformar dez quilogramas de palha de arroz em dois litros de etanol a 99,5% de pureza. A próxima etapa é poder produzir, em 2010, 200 litros por dia desse biocombustível.

Quando a técnica de produção estiver "madura", o IER pensa transferir a tecnologia a empresas locais para produção do biocombustível. As autoridades taiwanesas acreditam que esse etanol poderá fornecer 3% das necessidades em energia de transporte, com um custo de aproximadamente R$ 1,43 por litro (1 dólar taiwanês equivale a 0,057 reais).

O etanol celulósico é um biocombustível para transporte, fabricado a partir de fontes lignocelulósicas (madeira, folha, palha, etc.). Seu potencial de redução de emissões de gás de efeito estufa é superior àquele do etanol tradicional, fabricado a partir de cereais e especialmente do milho (90% de redução contra apenas 10 a 20%).

FONTE: Enerzine

Gaseificação da biomassa: vem aí a "reforma a vapor!"

Materiais orgânicos tais como a madeira, quando submetidos a uma temperatura de aproximadamente 900°C, com a ajuda do vapor de água se transformam em uma mistura gasosa, contendo principalmente monóxido de carbono (CO) e hidrogênio.

Gaseificador de madeira.

Créditos: Schmitt-Enertec

A partir dessas duas pequenas moléculas é possível produzir combustíveis de síntese, tipo óleo diesel. O único inconveniente, porém, está na presença, na mistura gasosa produzida a partir da biomassa, de metano, de dióxido de carbono, de alcatrões voláteis, de partículas de outros compostos oriundos das cinzas da biomassa e, também, de moléculas prejudiciais ao processo químico de síntese do biodiesel.

A utilização de um procedimento catalítico, certamente, permitiria purificar o gás. Contudo, este, em escala industrial, esbarraria em restrições de custo e de confiabilidade. Considerando isso, uma equipe de pesquisadores do CEA (Comissariado de Energia Atômica), de Grenoble (França), teve a ideia de explorar uma solução, térmica, consistindo em acoplar ao reator de gaseificação uma instalação, por eles denominada "estágio de alta temperatura".

A uma temperatura entre 1300°C e 1500°C, e em presença de vapor de água, tal instalação permite "quebrar" as moléculas de alcatrões e de metano, para recuperar apenas o CO e o H2. O aporte de energia sobre as duas etapas é feito por alimentação elétrica.

Os pesquisadores de Grenoble acabam de realizar, em laboratório, essa demonstração de "reforma a vapor". Para esse primeiro teste, o estágio de alta temperatura funciona de modo autônomo. Contudo, a partir do início de 2007, a colocação de uma ligação a 900°C, entre a saída do reator de gaseificação e o estágio de alta temperatura, permitirá à equipe prosseguir com as experimentações complementares e indispensáveis ao estudo da confiabilidade técnico-econômica do conjunto desses procedimentos, os quais apresentam a grande vantagem da não gerar gás de efeito estufa.

FONTE: CEA

Etanol celulósico é a nova aposta

O etanol, obtido pela fermentação de substâncias contendo açúcares, vem abastecendo um número considerável de automóveis da frota brasileira. Número que tende a crescer, mormente agora que os carros mais novos já saem de fábrica com o motor "flex", que possibilita abastecimento tanto com gasolina quanto com álcool. Mais barato, menos agressivo ao meio ambiente, o etanol parece mesmo ser uma tendência geral e vem ganhando adeptos. 

No Canadá, o etanol começa a ter visibilidade no mercado, sendo o primeiro país do mundo a ter veículos regularmente abastecidos com etanol celulósico, fabricado pela empresa Iogen, anuncia o governo. Atualmente, Fontes Naturais Canadá, Agricultura e Agroalimentar Canadá e outros ministérios do governo canadense utilizam cada ano cerca de 100.000 litros de etanol celulósico. 

A mistura E-85 (85% de etanol e 15% de gasolina) é utilizada pelo governo do Canadá, que explora 13 postos de abastecimento em uma frota de aproximadamente 900 veículos. Tendo sido constatado que, no país, o setor de transportes produz 25% do total de emissões de gás de efeito estufa, a atitude do governo é, antes de tudo, exemplar.

Diferentemente do Brasil, onde o etanol é proveniente da cana-de-açúcar, gerando o álcool etílico, no Canadá ele é fabricado a partir de resíduos agrícolas ou lenhosos, sendo chamado de etanol celulósico.

Em abril de 2004, a Iogen começou a produzir comercialmente o etanol celulósico. Sua tecnologia é o resultado de mais de 25 anos de trabalhos de pesquisa e desenvolvimento. O montante dos investimentos feitos pela Iogen e seus pares alcançou os 130 milhões de dólares. O governo do Canadá ofereceu um financiamento superior a 21 milhões de dólares.

O país ganha com a produção do etanol celulósico. Principalmente as regiões rurais, que terão seu crescimento econômico estimulado, abertura de novos mercados aos agricultores e o crescimento do uso de energia renovável. 

Todos os veículos à gasolina, fabricados a partir dos anos 80, podem rodar com gasolina contendo até 10% de etanol, sendo que hoje, no Canadá, mais de 1000 postos de serviço vendem essa mistura. 

Biodiesel: um futuro promissor, porém complexo!

Apresentando ao mesmo tempo sérios contratempos e inconvenientes o biodiesel é, desde agora, utilizado pelo serviço de correios dos Estados Unidos que, sozinho, consumiu 25 milhões de litros em 2001, contra 340.000 litros em 1999. As forças armadas americanas e numerosas empresas de transportes urbanos também têm feito uso desse combustível.

Archer Daniels Midland, especialista reputado no tratamento de soja, acaba de anunciar o lançamento do projeto de construção de uma refinaria de biodiesel em Minnesota (EUA). No momento, o Senado americano examina um projeto visando a, não só favorecer os fabricantes de biodiesel, como também a redução do preço de venda desse combustível.

Comparado ao diesel, o biodiesel permite reduzir 40% da emissão de partículas finas, produzindo um resíduo não-tóxico e biodegradável. Além do mais, seu transporte e sua manutenção são facilitados, sendo o biodiesel menos inflamável que o diesel. Um problema nesse quadro: os Estados Unidos contam atualmente apenas com vinte e uma estações de serviço que distribuem esse combustível.

Alguns experts assinalam que será preciso fazer uso de outras plantas [colza, (variedade de couve comestível, de cuja semente se extrai um óleo), sésamo, ...], uma vez que apenas a produção de soja não é suficiente para assegurar senão uma fração das necessidades de biodiesel.

Um estudo realizado pelo National Renewable Energy Laboratory, de Golden (Colorado), afirma que a recuperação de gorduras oriundas de restaurantes cobriria largamente essas necessidades. O National Biodiesel Board, de Jefferson City (Missouri), estima uma produção de 120 milhões de litros de biodiesel, em 2002.

Resta, agora, encontrar uma solução para escoar o produto secundário, proveniente do refino do biodiesel: a glicerina. 

FONTE: New York Times

Nova Forma de produção de energia elétrica: em princípio, mais limpa...

Dieter Ihrig, da Fachhoschule de Iserlohn (Alemanha), quer fazer uso da alga verde, "chlorella vulgaris", para produzir energia elétrica limpa. Para tanto, está desenvolvendo um bioreator que permite aproveitar o processo fotossintético dessa alga unicelular.

As algas, em suspensão em um meio aquoso, são encerradas nos compartimentos de vidros cilíndricos do reator. Sob efeito da luz, produzem, então, a energia necessária a seu crescimento e reprodução. A biomassa assim produzida é recolhida graças a um filtro, que não retém senão as células maiores, enquanto as menores continuam a alimentar o reator. A "colheita", engarrafada, é submetida à ação de bactérias anaeróbicas, para produzir um biogás: mistura de metano e CO2. A mistura poderia ser queimada para obter a energia desejada mas, por um cuidado ecológico, Dieter Ihrig vai além!

Seu modelo previu elevar, em uma câmara metálica, a mistura gasosa a uma temperatura de 500°C, depois de degradá-la em CO2 e hidrogênio, por meio de catalisadores. O CO2 (gás do efeito estufa) é reinjetado no bioreator para alimentá-lo. O hidrogênio - produto final, é dirigido para uma pilha (célula) a combustível para a produção de energia elétrica.

A técnica não está ainda suficientemente pronta para ser utilizada. O pesquisador estima que a mesma poderá ser comercializada num prazo de cinco a dez anos. É o que se espera! Sabe-se que um quilo de alga seca poderia produzir mais de 6 quilowatts/hora, e que o único resíduo desse procedimento é água. 

FONTE: Der Stadt Anzeiger

Olho no óleo... de soja!

A composição e estrutura do óleo de soja permite pensar que este poderia ser transformado em matéria-prima para a produção de plásticos, idênticos àqueles obtidos, atualmente, com base no petróleo. O grande desafio colocado é: isto seria viável, do ponto de vista econômico?

A resposta veio a partir de um problema técnico que a empresa americana Urethane Soy Sistems Co. teve que resolver.

Buscando um meio mais eficiente para remoção de materiais plásticos de seus moinhos, os pesquisadores da empresa utilizaram oléo de soja. O resultado foi diametralmente oposto: ao invés de remover os materiais plásticos, verificaram que os mesmos tinham sua adesão aumentada, uma vez que o óleo reagia com os plásticos.

Desta observação, a empresa patenteou o procedimento e, neste momento, parte para a produção de plásticos de poliuretano, constituídos de 60% de óleo de soja e 40% de compostos petroquímicos, acabando por ter uma redução de 10% nos seus custos de produção.

A Urethane Soy Sistems, desde já, está fornecendo o produto para ser utilizado em colas para tapetes e na confecção de implementos agrícolas. No futuro, pretende entrar no mercado da construção civil, comercializando um produto à base de poliuretano para isolamento.

Acreditam os especialistas que esta nova forma de produzir poliuretanos poderá fazer com que haja um aumento de 30% a 40% no consumo de óleo de soja nos Estados Unidos.

Fonte: Chicago Tribune