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Há mais de um século as microalgas têm sido utilizadas como fonte de alimentação humana, fertilizantes, ração animal e uma variedade de compostos e pigmentos de alto valor agregado para uso farmacológico, cosmético e medicinal.

Somente nas quatro últimas décadas, a produção de microalgas tornou-se também uma potencial fonte renovável de energia, utilizada na fabricação de biocombustíveis, na fixação de gases do efeito estufa (CO2), além de produção de oxigênio (O2) e hidrogênio (H2). A partir de então, o interesse pelo conhecimento biotecnológico sobre estes micro-organismos, bem como os meios mais eficientes de cultiva-los, passou a atrair a atenção de autoridades governamentais, organismos de proteção ambiental e também o interesse comercial de empresas em todo o mundo.

A grande potencialidade das microalgas reside no fato de que elas são organismos unicelulares de estrutura biológica simples e seu processo de desenvolvimento é muito rápido, baseado na captura do elemento carbono (C) através da fotossíntese. Este processo utiliza a luz solar como fonte de energia para fixação de dióxido de carbono (CO2), além de outros nutrientes e liberação principalmente de oxigênio (O2).

Atualmente o cultivo de microalgas para produção de energia é realizado através de fotobioreatores (FBR) fechados e abertos, sendo este último responsável por 80% do total da biomassa produzida em função principalmente de seu baixo custo de fabricação. Embora haja predominância dos FBRs abertos, principalmente em função de seu baixo custo, os FBRs fechados são os equipamentos com o maior potencial para estudo do cultivo de microalgas, bem como para produção de biomassa de alta qualidade tanto a nível experimental como em escala industrial. Seu potencial, reside no fato de que a cultura pode se desenvolver através de um ambiente asséptico artificial, com condições controladas de cultivo, livre da contaminação de agentes externos e sem que haja perda por evaporação da água para a atmosfera.

O principal desafio para o projeto de um FBR fechado é que ele tenha um custo adequado face à sua produtividade volumétrica (PV)- [gL-1d-1] e sua produtividade por área iluminada da superfície do reator (PSI) [gm-2d-1], ou seja que ele tenha uma elevada eficiência fotossintética (EFS) usualmente expressa em [μEm-2d-1] .

Como premissa, o FBR EVONi PBR-FPA 7L, é direcionado para o uso experimental específico em laboratórios de estudos e centros de pesquisa em biotecnologia e bioengenharia, no Brasil e no exterior, sendo apresentado ao mercado como uma alternativa de excepcional custo-benefício quando comparado a produtos similares nacionais e importados.

A proposta e diferenciação do produto para o mercado é que ele reune em um mesmo projeto alta eficiência fotossintética, alto rendimento volumétrico, baixo custo de aquisição e operação e baixo consumo de energia. Somam-se ainda outras características importantes como ter um sistema de controle simples multivariáveis, que permite seu uso para estudo de diferentes espécies de microalgas e ciclos biológicos de cultivo, possibilita a reutilização do vaso do reator através fácil limpeza e reesterelização por autoclave, câmaras de ionização e fluxo contínuo UV e Sala UV, além de ter alta disponibilidade, o que permite a manutenção do experimento em caso de corte de energia.

Dotado de um vaso modular de plástico transparente ecológico, construção inovadora e simetria bipartida, o PBR EVONi PBR-FPA 7L tem geometria do tipo placas planas verticais com sistema de câmaras no formato de colmeias, além de um sistema de agitação e circulação do meio de cultura gerado por aspersão ascendente de gases (Ar e CO2). A iluminação é artificial, efetuada por sistema de iluminação através de LEDs (Light Emitting Diode), podendo ser futuramente utilizado com luz solar em modelos com maior área iluminada e maior capacidade volumétrica.

Para desenvolvimento robusto do EVONi PBR-FPA 7L, o conhecimento sobre o cultivo da microalga da espécie denominada Haematococcus pluvialis (Hp) foi escolhido e recebeu apoio técnico de pesquisadores e técnicos do laboratório de Biotecnologia Molecular do Instituto de Física da USP de São Carlos (IFSC-USP), que atuam no Polo-TErRA (Polo Temático de Energias Renováveis e Ambiente)., bem como apoio financeiro da FAPESP (Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo.

A escolha da microalga Haematococcus pluvialis desperta grande interesse científico e comercial, pois é através de sua biomassa que podemos obter o composto denominado Astaxantina Natural. Este composto é um carotenogênio que possui excelentes propriedades antioxidantes e alto valor agregado de comercialização, sendo utilizado como matéria prima na indústria nutracêutica e farmacêutica, no Brasil e em todo o mundo.

Em etapas futuras, como evolução natural do desenvolvimento do PBR EVONi FBR-FPA 7L, o objetivo será utilizar os conhecimentos multidisciplinares adquiridos pela empresa para desenvolver um FBR derivado deste último, porém com capacidades de produção em maior escala, o que permitirá a experimentação de processos de cultivo de microalgas em larga escala através de plantas piloto ou industriais "in door" ou "out door".

Oswaldo Urbani Filho PEng, MSc, MBA
Diretor Técnico-Financeiro
EVONi Pesquisa e Desenvolvimento

Photobioreactor EVONi PBR FPA 7L - Proto Test - Polo TErRA USP São Carlos, SP, Brazil.