O objectivo deste documento é avaliar a viabilidade de um empreendimento de produção de biocombustíveis, em especial o Biodiesel a partir de algas. Não falamos aqui de algas normais, os que todos conhecemos, mas de Microalgas, melhor conhecido por Plâncton ou Plankton. Esta indústria não é nova, pois já desde os anos 40 foram feitas tentativas de elaborar esta matéria pelos Americanos. Por ser mais caro na altura, foram cessadas estas tentativas. Agora com o preço do Petróleo atingindo níveis absurdos e a consciência ecológica cada vez mais evidente, o Biodiesel  tornou-se novamente actual. A maioria dos produtores, produz a partir de óleos obtidos de sementes e de planas oleaginosas, por parecer uma escolha fácil. Comprovadamente não tem o mesmo rendimento que quando é usado um processo mais complexo, nomeadamente usando óleos obtidos a partir das algas. 

As algas compreendem vários grupos de seres vivos aquáticos e autotróficos, ou seja, que produzem a energia necessária ao seu metabolismo através da fotossíntese (processo bioquímico em que as plantas, as algas, e alguns tipos de bactérias convertem a energia fornecida pela luz solar em energia química).

São organismos vivos unicelulares ou pluricelulares com uma organização celular procariótica ou eucariótica,  incluídos no Reino Monera (microalgas), Reino Protista e Reino das Plantas. A maior parte das espécies de algas são unicelulares e, mesmo as mais complexas – algumas com tecidos diferenciados – não possuem verdadeiras raízes, caules ou folhas.

O Biodiesel não é nada de novo já Rudolf Diesel, o inventor do motor diesel, desenhou o mesmo para funcionar com óleos vegetais, como óleo de amendoim. Por ser depois mais barato e mais fácil de produzir, inventaram o gasóleo feito de petróleo. Entretanto esta decisão está a tornar-se amplamente discutível. O petróleo está a ser usado como arma económica, é altamente poluente e está a ser comercializado a preços proibitivos. Pelo contrário, o biodiesel, por ser natural, não acrescenta poluição ao ambiente (0% Emission).  

A poluição produzida é absorvida pelas plantas.

Trata-se aqui de uma circulação… não um acréscimo (principalmente no que diz respeito ao CO2). As emissões poluentes também são muito inferiores em comparação com diesel proveniente de petróleo.  

Ver os seguintes dados:

B100 refere-se a biodiesel puro (100%)

B20 refere-se a 20% biodiesel misturado em 80% diesel tradicional.

Emissões médias do biodiesel em relação ao diesel convencional de acordo com a EPA  

O uso de biodiesel em motores usados, e principalmente de motores diesel usados há mais de 5 anos requer alguma preparação. O efeito solvente de biodiesel puro provoca que depósitos acumulados, sejam removidos do sistema de combustível. O sistema fica limpo, mas isto requer que pelo menos no princípio se deve proceder a uma mais frequente substituição dos filtros de combustível. Também em motores mais antigos pode ser necessário substituir vedantes e tubos do sistema de combustíveis, por esses não serem os mais adequados para resistir ao efeito solvente do biodiesel.  

Pelo resto pode ser necessária uma nova afinação do motor em si, pois trata-se de um combustível mais potente. Também, em ambientes de temperatura negativa, pode ocorrer um efeito de flocagem ou parafinagem (embora que no caso de biodiesel produzido a partir das algas isto é residual ou mesmo ausente). Para isto temos de procurar um aditivo (Álcool) para evitar este acontecimento.

Ainda há o facto que na combustão de biodiesel é emitido um cheiro comparável a o de pipocas ou batata frita, que para algumas pessoas é considerado como incomodativo. Nós queremos procurar algum aditivo que altere ou neutralize este cheiro típico. (essências de limão ou pinho) 

A PRODUÇÃO DE BIODIESEL

O Biodiesel é produzido não apenas com o óleo das algas, mas também é preciso álcool (metílico ou etílico). Este álcool pode ser adquirido amplamente no Brasil, mas também pode ser produzido “em casa” a partir das sobras de extracção do óleo e outros materiais vegetais omnipresentes localmente ou mesmo reciclados.

Outro ingrediente é um catalisador, em geral uma base, como soda cáustica (NaOH).

A quantidade deste aditivo deve ser determinada conforme a qualidade do óleo recolhido (grau de acidez). 

Produtos:

O uso das algas para a produção de Biodiesel tem as seguintes possíveis saídas:

• Biodiesel

• Glicerina

• Oxigénio (em estudo)

• Polpa, que pode ser aproveitado para: Venda de Cake em bruto

o Produção de Bioetanol (Álcool)

o Adubos

o Combustível 

Uma forma de criar algas pode ser com fotobiorreactores. Essas são máquinas que permitem a produção contínua das algas, que são criadas num sistema de tubagens transparentes ou em “mangas”. A luz solar é a principal fonte de energia para a fotossíntese, mas estes fotobiorreactores permitem também o uso de luz artificial. Inclusive pode ser aplicado um sistema combinado de iluminação natural (diurno) e artificial (nocturno) para aumentar a produção. Para a iluminação artificial podem ser usadas lâmpadas fluorescentes vulgares. 

A alimentação das algas é outra matéria a avaliar. A alimentação consiste do CO2, mais um nutriente indicado (conforme a espécie), que pode ser por exemplo dejectos da suinicultura ou mesmo águas residuais de esgotos, água (salgada ou doce) calor e luz. Usando um sistema aberto com profundidade superior a cerca de 10 cm, deve ser usado um sistema de agitação. Embora as algas apenas precisam de cerca 10% da luz directa proveniente do sol, as próprias algas fazem com que esta luz não chegue mais fundo que os ditos 10 cm. Assim é obtida uma exposição mais homogénea à luz, evitando a exposição em excesso das camadas superiores e sub-exposição das camadas inferiores. 

Nos fotobiorreactores pode-se criar um sistema de agitação à base da introdução dos alimentos, por exemplo com injectores. O próprio sistema de bombagem fornece agitação suplementar.

Fotobiorreactor com capacidade para 1000 Lt.

Externo e Interno. (Biofence)

Partiu-se  de uma ideia para produzir minimamente 3000 litros de Biodiesel por dia.

Mais tarde pode existir uma correcção desta meta para o dobro, 6000 litros/dia. Para isto temos de criar fotobiorreactores com um volume total de minimamente 36.000 litros nas tubagens e outro tanto em tanques (mais um extra para não verter). Como vai laborar 24/24 horas com luz, pode dobrar o período produtivo com luz artificial. 

Processo de fabricação (A reacção de transesterificação)

O biodiesel é comumente produzido por meio de uma reacção química denominada transesterificação. No caso específico para a reacção abaixo, os triacilgliceróis (óleos ou gorduras de origem animal/vegetal) reagem com o metanol, na presença de um catalisador, produzindo glicerol (subproduto) e o éster metílico de ácido gordo (biodiesel). A reacção de transesterificação pode ser catalisada por ácido ou base, dependendo das características do óleo e/ou gordura utilizados.

O REACTOR DO BIODIESEL

É esta máquina que faz o óleo, através um processo chamado transesterificação em Biodiesel. O mecanismo é bastante simples, até básico. O processo consiste em colocar o óleo, aquecê-lo até uma temperatura de cerca 55ºC, misturar soda cáustica e álcool (metílico ou etílico) e adicionar a esse, misturar bem, deixar repousar para separar a glicerina do Biodiesel, extrair essa glicerina e sobras do álcool, lavar o produto com água e armazenar o Biodiesel. Isto é um processo que demora umas horas para ficar pronto.

Há vários tipos de máquinas comercialmente disponíveis que poderiam ser utilizadas numa fase de produção mais modesta. Como a produção de Biodiesel parece ser super popular, os preços destas máquinas  tornaram-se especulativas. 

O cultivo de microalgas para a obtenção de biomassa e de seus produtos de síntese trata-se de uma actividade industrial estabelecida em escala comercial em alguns países. Além das substâncias conhecidas, a quantidade de compostos de interesse comercial que podem ser obtidos das microalgas parece ser imprevisível.

Com a recente pesquisa e o interesse em extrair óleo das microalgas para produzir biodiesel, estes organismos tornam-se ainda mais importantes e com um grande potencial para aplicação industrial.

Todas as algas, incluídas no grupo das microalgas contêm diversas  proporções os seguintes componentes: proteínas, hidratos de carbono, lípidos e ácidos nucleicos. Enquanto as percentagens variam com o tipo de alga, existem espécies de  microalgas que têm até 40% de sua massa total composta por lipidos . Esta característica é a que permite extrair, com vantagens, o óleo para ser após convertido em biodiesel.

A alga Chlorella vulgaris é uma das microalgas que produzem maior quantidade de lípidos e pode ser aproveitada para a produção do Biodiesel e de outros produtos, nomeadamente do amido com diversas aplicações nomeadamente na alimentação. Portanto é uma microalga para ser produzida em proporções industriais. A microalga Parvum de Prymnesium é a espécie que produz e libertam uma quantidade mais elevada de lípidos mas é uma alga tóxica, é necessário ter cuidado para não contaminar o ambiente e provocar acidentes ambientais.

Para obter espécies muito produtivas a pesquisa tem de ser frequente, pois as espécies referidas produzem e libertam uma quantidade de lípidos significativa mas para obter quantidades industriais é necessário um trabalho árduo em laboratório.