Como funciona a algacultura

A algacultura é o cultivo comercial de algas. Algas (o singular é "alga", latim para "algas marinhas", mas você raramente encontrará apenas uma) são plantas verdes simples que crescem na água. Sua cor verde significa que eles produzem seu próprio alimento usando a fotossíntese, assim como grama, árvores e milho. As algas vêm em duas formas principais. As macroalgas são algas marinhas. Kelp cresce para mais de 180 pés (55 metros) de comprimento no oceano [fonte: Edwards ]. Nori é a variedade que você encontrará em volta do seu sushi. As microalgas são pequenas plantas unicelulares que flutuam na água, cada uma visível apenas através de um microscópio.

A algacultura não é novidade. As algas marinhas foram cultivadas pela primeira vez no Japão há pelo menos 1.500 anos e a produção de algas ainda é um grande negócio lá [fonte: Guiry ]. Dulse tem sido comido nas Ilhas Britânicas e as microalgas spirulina foram colhidas pelos astecas do México do século XVI. Além de fornecer alimento humano, as algas marinhas têm sido usadas como fertilizantes. Eles fornecem a carragena espessante de alimentos e outros agentes gelificantes e estabilizadores que aparecem em tudo, desde sopas até pastas de dente. Em todo o mundo, a produção de algas é um negócio de US$ 6 bilhões [fonte: Organização das Nações Unidas para Agricultura e Alimentação ].

Hoje, as algas estão atraindo novos interesses e investimentos em pesquisa devido ao seu potencial para fornecer energia e combater ameaças ambientais. Parte da massa orgânica das algas assume a forma de óleo, que pode ser espremido e convertido em combustível biodiesel. As algas superam as plantas terrestres na eficiência com que produzem óleo. Algumas variedades de algas produzem um óleo que pode ser refinado em gasolina e até combustível de aviação. A porção de carboidratos das plantas pode ser fermentada para a produção de etanol.

As algas podem converter o dióxido de carbono residual, um gás de efeito estufa que sai das chaminés, em produtos utilizáveis. Eles podem ajudar a limpar a água suja, convertendo poluentes em biomassa. Eles têm usos adicionais em produtos farmacêuticos e cosméticos.

Com todo esse potencial, essa “erva daninha” certamente parece merecer um olhar mais atento.

1. A promessa das algas
2. Cultivo Comercial de Algas
3. Colheita e Processamento de Algas
4. Os muitos usos para as algas
5. Nota do autor

Por que as algas geraram entusiasmo e atraíram investimentos em pesquisa nos últimos anos? Como todas as plantas verdes, as algas contêm cloroplastos em suas células. Essas minúsculas estruturas são carregadas de clorofila, uma molécula que usa a energia da luz para combinar carbono e água em um açúcar simples. As células transformam ainda alguns desses açúcares em proteínas e lipídios ou óleo.

Mas se as algas estão fazendo a mesma coisa que o milho, o trigo e as macieiras, por que se preocupar em criá-las? Afinal, espiga de milho, pãezinhos doces e torta de maçã têm um sabor melhor do que algas marinhas para a maioria de nós. Aqui estão algumas das coisas que as algas têm a seu favor:

Atraídos por todas essas vantagens, os cultivadores de algas têm trabalhado diligentemente para encontrar maneiras eficientes e econômicas de cultivar e colher as plantas. O fator custo é atualmente o grande desafio que deve ser superado para tornar as algas comercialmente viáveis.

Toda a algacultura requer três princípios básicos: água, luz e nutrientes.

A água é a mais fácil. Não precisa ser potável; diferentes tipos de algas crescem bem em água doce, água salgada e água suja. A luz do sol, por ser gratuita, é a luz preferida. Mas a luz solar atinge apenas 7 a 10 centímetros em uma massa de algas, então os produtores devem agitar as algas para expor tudo à luz [fonte: Chemeurope.com ]. O principal nutriente é o dióxido de carbono, que pode vir do ar ou de outra fonte. Agitação ou borbulhar dissolve-o na água. O produtor deve fornecer outros nutrientes, como nitrogênio e oligoelementos, se ainda não estiverem na água.

Existem três sistemas básicos para o cultivo de algas , cada um com suas vantagens e desvantagens:

Todos esses sistemas são projetados para o cultivo de microalgas, as variedades unicelulares que flutuam na água. Os produtores geralmente cultivam macroalgas em mar aberto. A água já contém os nutrientes de que as algas necessitam e proporciona boas condições de crescimento. O método tradicional era simplesmente colher algas marinhas selvagens , e isso ainda é feito em áreas costeiras ao redor do mundo.

Com o aumento da demanda, os produtores começaram a cultivar algas marinhas. Para algumas variedades, como as algas, os esporos são presos a cordas que são ancoradas no oceano e as algas marinhas podem crescer. Outros tipos crescem a partir de pedaços de algas que são fixados em redes ou depositados em piscinas.

Agriculture has been around for 10,000 years [source: Lienhard]. Algaculture is relatively new. Scientists and engineers are actively studying the best ways to raise algae efficiently. The harvesting of plants is another subject of intense research.

Controlling the Variables

The algae farmer has to control two important variables to get a good crop. The pH level of the water is important -- algae prefer a pH of 7 to 9 -- slightly alkaline. The temperature is also critical. Algae mostly grow between 60 and 80 degrees Fahrenheit (16 to 27 degrees Celsius) and different species have different preferences [source: oilgae.com].

Harvesting microalgae means removing the microscopic plants from the water in which they grow and concentrating them into a paste. The grower then needs to remove the moisture, leaving a dense biomass. The minute size of microalgae presents a problem when it comes to harvesting.

One method is filtration. The grower can run the water containing the algae through a cellulose membrane whose pores are smaller than the algae cells. This can be difficult because filters quickly fill up with algae and become clogged. Researchers are looking for better ways to efficiently filter algae.

Flocculation, another method of harvest, means getting the algae to clump together. Adding chemicals or types of algae that naturally clump can cause microalgae to form clumps that become easier to gather.

Another way to harvest algae is by flotation. Here, the grower uses compressed air to create a froth of bubbles and algae that brings the tiny plants to the surface where they can be skimmed off.

A centrifuge is yet another harvest method. Spinning a container filled with water and algae causes the algae to collect in one end.

In order to harvest their crops most effectively, algaculture growers sometimes combine these methods. They might use flocculation to form algae clumps, then separate them with flotation or a centrifuge. Coming up with a truly efficient way to harvest microalgae is a key to bringing down the cost of cultivation.

Harvesting macroalgae involves different problems. Gathering wild seaweed is a labor-intensive process. Some types of seaweed grown in controlled conditions can be gathered in nets. Kelp raised on ropes can be hauled out and hung up to dry. Kelp forests in shallow seas can be mowed by machines, taking off the tops of undersea kelp beds.

Once harvested, algae must be drained of its water and dried. A centrifuge can spin water out, but is relatively expensive. Some systems combine harvest and processing, spreading the algae on belt filters that let the water drain through, then removing more water using a capillary medium that draws water out of the biomass of algae.

The next step is to break down the cell walls of the algae in order to extract the oil inside. The algae are put through a screw or piston press. Chemicals, electromagnetic pulses or ultrasound may also be used to break down the cells. When the oil has been drained off, the remaining biomass is compressed into a cake to be used as to supplement animal feed or as a fertilizer.

Algae have found a wide range of uses, the most exciting ones in the energy field.

The buzz about algae is that it's an ideal source of renewable energy and could be the ultimate green fuel. Research by the U.S. government and companies like Boeing, Chevron and Honeywell are developing ways to make algaculture an economically viable foundation for a new generation of energy [source: Chemeurope.com]. Part of the attraction is the range of fuels into which algae can be converted.

As algas realmente prosperam em água poluída, o que significa que podem ser usadas para tratamento de águas residuais. As algas transformam poluentes de águas residuais municipais, industriais ou agrícolas em subprodutos utilizáveis ​​como ração animal ou biomassa para conversão em energia. As algas acumulam naturalmente metais pesados ​​para remoção ou reciclagem.

Como o dióxido de carbono, o gás de efeito estufa que contribui para a mudança climática, é o alimento favorito das algas, as plantas podem ser usadas para captura de carbono . Eles convertem o gás em compostos orgânicos de carbono em um ritmo muito mais rápido do que as plantas terrestres. Uma libra (453,6 gramas) de algas consome 2 libras (907,2 gramas) de dióxido de carbono [fonte: Edwards ]. Alimente o gás residual de uma usina a carvão em uma massa de algas, e eles literalmente o devoram. O gás residual pode ser armazenado para eliminação permanente da atmosfera ou convertido em combustível para reduzir o uso de combustíveis fósseis.

As algas continuam a desempenhar um papel como alimento e suplementos humanos. As pessoas comem algas marinhas em saladas e sushi e tomam suplementos feitos da microalga espirulina. As algas fornecem proteínas completas, ácidos graxos ômega-3 e vitaminas. Carageen é extraído de algas vermelhas conhecidas como musgo irlandês e usado como espessante.

As algas também estão sendo usadas como ração para o gado e para animais marinhos como camarões e mariscos. A biomassa deixada após o processamento das algas pode às vezes ser aplicada como fertilizante orgânico nos campos agrícolas. As algas também encontram usos menores em cosméticos e produtos farmacêuticos.

A pesquisa sobre cultivo, colheita e processamento de algas está avançando em muitas frentes. Dado seu imenso valor, não há dúvida de que essa simples "erva daninha" desempenhará um papel crescente no futuro de nossa sociedade e economia.

Verde bruto

Se parece estranho imaginar seu carro rodando com algas marinhas, pense novamente. A matéria-prima que hoje convertemos em gasolina foi formada ao longo de milhões de anos a partir de algas que se instalaram no fundo do mar e ficaram cobertas de sedimentos. O calor e a compressão transformaram as pequenas plantas em petróleo bruto. Os promotores do combustível à base de algas se referem a ele como "cru verde" [fonte: Jha ].

Antes de pesquisar este artigo, eu honestamente não sabia que algas e algas marinhas eram formas diferentes da mesma plantinha verde. Estou impressionado com o potencial das algas em tantas direções: alimentos, energia, controle da poluição. Projetos-piloto parecem estar surgindo em todos os lugares, desde experimentos com algas marinhas em Long Island Sound até esforços de biodiesel na Virgínia Ocidental e um projeto de absorção de carbono em Oregon. Tenho a impressão de que podemos muito bem estar à beira de uma revolução das algas.

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