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Algas de açúcar cultivadas na ilha de Frøya. É assim que a alga marinha cuida de quatro meses e meio de cultivo no mar. Crédito: SINTEF
Um grupo unânime de cientistas está convencido de que as algas podem compartilhar muitas das aplicações de soja e óleo, e que também podem ser usadas para capturar CO 2 . As algas podem contribuir para soluções favoráveis ao clima em todos os tipos de contextos. Novos conhecimentos sobre o cultivo de algas marinhas estão atualmente acelerando a industrialização do setor.
"Podemos decompor algas marinhas em seus constituintes básicos e recombiná-las para produzir produtos úteis", diz a pesquisadora Silje Forbord, do SINTEF. "Podemos usar algas para fazer roupas, materiais para móveis, embalagens de alimentos, canudos e garrafas biodegradáveis", diz ela.
Forbord e seus colegas têm sido ativos na vanguarda de um projeto de pesquisa chamado MACROSEA, que está fornecendo novas idéias sobre o potencial da agricultura de algas na Noruega. O projeto também conseguiu desenvolver soluções inovadoras que ajudarão na industrialização do setor de algas norueguesas.
Algas como alimento
O cultivo nas regiões produtivas dos oceanos é essencial para atender às demandas de alimentos, rações, matérias-primas e energia de uma população global cada vez maior. Atualmente, os maiores volumes de macroalgas são produzidos em países asiáticos como China, Indonésia, Japão e Coréia. No entanto, a Noruega está se recuperando rapidamente e tem um enorme potencial para cultivar uma grande variedade de espécies de macroalgas ao longo de sua costa alongada.
O grupo de pesquisa realizou estudos sistemáticos das condições de cultivo, incrustação e genética das algas marrons e, pela primeira vez na Noruega, conseguiu cultivar a tão cobiçada alga vermelha Palmaria (também conhecida como dulse vermelha) em redes no mar. Eles também desenvolveram modelos de crescimento de algas, que, por sua vez, estão vinculados a modelos tridimensionais de ecossistemas hidrodinâmicos, para estimar como a produção de algas marinhas progride sob diferentes condições. Os resultados demonstram que o cultivo de algas marinhas tem potencial para se tornar uma nova indústria importante aqui na Noruega.
"Desenvolvemos três protótipos de equipamentos para o cultivo de algas marinhas, um modelo de potencial de produção e uma ferramenta computacional para o design de uma instalação de cultivo de algas marinhas", diz Aleksander Handå, gerente de pesquisa do SINTEF Ocean AS.
Base sólida de conhecimento
Silje Forbord é Pesquisadora do SINTEF Ocean e Ph.D. aluno da NTNU. Ela diz a Gemini que seu grupo tem estudado como é possível manipular o crescimento de macroalgas e o conteúdo de constituintes químicos, como proteínas, cultivando algas em vários locais com condições ambientais contrastantes. Eles cultivaram mudas de algas (plantas embrionárias) plantadas no mar em cordas ao longo da costa norueguesa e observaram como elas se desenvolvem ao longo de uma estação de crescimento que se estende de fevereiro a setembro.
Eles estudaram o crescimento de algas expostas a condições climáticas adversas e em locais protegidos, sob a influência de água doce em fiordes e em diferentes latitudes. Eles também analisaram como as variações de luz, temperatura, disponibilidade de nutrientes e profundidade de cultivo influenciam as taxas de crescimento.
"Também realizamos testes usando uma variedade de métodos de semeadura no mar e observamos como diferentes idades e fases de desenvolvimento das plantas juvenis são influenciadas em termos de taxas de desenvolvimento e conteúdo químico", diz Forbord.
Os pesquisadores mediram as forças de arrasto oceânicas e usaram esses dados como entrada para modelos numéricos que podem simular como as instalações agrícolas de algas podem ser deformadas sob diferentes condições ambientais. Os resultados agora estão sendo usados para projetar fazendas de algas para implantação em locais offshore no condado de Møre og Romsdal e para a produção de salmão e algas em uma instalação de aquicultura combinada em Nordland.
Substituto para soja e produtos à base de óleo
"Grandes extensões da costa norueguesa oferecem excelentes condições de cultivo de algas marinhas", diz Forbord. "A partir de 20 milhões de toneladas de algas marinhas, podemos extrair 100.000 toneladas de proteína. Isso corresponde a um terço da massa de proteína de soja que a Noruega atualmente importa anualmente para a alimentação de salmão", diz ela.
O projeto MACROSEA é financiado pelo Conselho de Pesquisa da Noruega e é um esforço conjunto que envolve vários parceiros de pesquisa noruegueses e internacionais. Os pesquisadores são unânimes em sua opinião de que as algas podem oferecer muitas das mesmas aplicações que a soja e o óleo. Assim, eles podem substituir esses recursos em vários contextos diferentes.
"A idéia de substituir o plástico à base de óleo por um plástico ecológico à base de algas é muito interessante. No entanto, outros componentes cobiçados de macroalgas, como antioxidantes, proteínas e afins, também são interessantes", diz Forbord.
Ela acredita que, além da fabricação de roupas, embalagens de alimentos, garrafas biodegradáveis e outros produtos fabricados a partir de algas, mais trabalho deve ser feito no desenvolvimento de outros produtos ecológicos e à base de algas, como substitutos dos produtos atualmente em matérias-primas como óleo e soja. Para maximizar o potencial ambiental do cultivo de algas marinhas, uma tecnologia nova e padronizada deve ser desenvolvida. Também é necessário melhorar o cultivo na forma de grandes instalações agrícolas em escala industrial, localizadas mais longe no mar.
Aprendendo com o boom da criação de salmão
Os pesquisadores estão fazendo comparações entre as abordagens atuais da agricultura de algas marinhas e a maneira como a agricultura de salmão foi realizada na década de 1970. Nas últimas décadas, o setor de criação de salmão sofreu uma revolução em termos de padronização e industrialização, o que possibilita extrair uma grande quantidade de know-how da piscicultura e de outras indústrias marinhas e marítimas.
Por exemplo, os pesquisadores acreditam que vale a pena testar uma ferramenta usada para semear plantas embrionárias em conexão com o cultivo de algas marinhas.
"A ferramenta, chamada Spoke, parece muito com uma roda de bicicleta grande, onde usamos todos os raios para cultivar algas", diz Handå. "Os raios podem ser implantados no mar e removidos novamente usando um robô operado a partir de um navio de serviço. Esse conceito utiliza tecnologia retirada do setor de criação de salmão e permite operações de semeadura e colheita automatizadas em larga escala", diz ele.
Os pesquisadores agora querem ter a oportunidade de testar a Spoke e outra tecnologia, tanto em pequena como em grande escala, e sob diferentes condições ambientais ao longo da costa norueguesa. Eles acreditam que uma infraestrutura norueguesa para o cultivo de algas marinhas acelerará a digitalização, a padronização e a automação das instalações de cultivo de algas marinhas on e offshore.
"Acreditamos que este pode ser um investimento sólido para ajudar a impulsionar o desenvolvimento de um novo setor industrial", diz Handå.
Captura de gases de efeito estufa
Handa diz Gêmeos que algas também têm o potencial de contribuir para a captura do gás de efeito estufa CO 2 . A fotossíntese permite que as algas marinhas convertam CO 2 em carboidratos e oxigênio. A concentração de CO 2 na parte superior da coluna de água está em equilíbrio com a da atmosfera. Ligando o CO 2 na água, torna-se possível capturar o gás de efeito estufa da atmosfera.
Se as matérias-primas macroalgas forem usadas em produtos cuja fabricação é atualmente baseada em materiais derivados de combustíveis fósseis, isso também reduzirá as emissões de CO 2 . Durante a estação de crescimento , partes das lâminas de algas marinhas se descamarão como parte de um processo natural. As lâminas contêm carbono e afundam no fundo do mar, onde podem fornecer alimento para organismos bentônicos. Eles também combinam com os sedimentos do fundo e, portanto, são armazenados permanentemente ou por um período prolongado.
Despejando a biomassa em grandes profundidades, ou usando-a para produzir biocoal, é possível contribuir ativamente para reduzir a concentração de CO 2 na atmosfera. O cultivo de 20 milhões de toneladas de algas marinhas pode vincular cerca de quatro milhões de toneladas de CO 2 .
"A produção em escala industrial de macroalgas pode vir a ser um dos principais contribuintes para soluções inovadoras e favoráveis ao clima, uma transição verde e o movimento em direção a uma sociedade de baixas emissões, ajudando-nos a cumprir as metas estabelecidas no Acordo de Paris", afirma Handå.
Abrindo caminho para uma nova indústria do norte
A produção global anual de macroalgas agora ultrapassou 30 milhões de toneladas e baseia-se principalmente no trabalho manual. Até o momento, a automação é muito pouco usada no processo de produção. Os resultados do projeto MACROSEA indicam que os fiordes e o litoral da Noruega têm potencial para produzir cerca de 70 toneladas de macroalgas por hectare e até 140 toneladas por hectare em áreas favoráveis. Pesquisadores acreditam que somente na região norueguesa será possível cultivar cerca de 20 milhões de toneladas (peso fresco) de algas, o que resulta em 2 milhões de toneladas de matérias-primas secas. Para isso, 4.000 quilômetros quadrados de área marítima serão necessários para o cultivo. Em comparação, atualmente são cultivadas cerca de 1,3 milhão de toneladas de cereais na Noruega, em uma área de 2.800 quilômetros quadrados.
"Se uma política for desenvolvida para cultivar algas no mar, longe do litoral, o potencial poderá ser ainda maior", diz Ole Jacob Broch, cientista sênior de pesquisa do SINTEF Ocean. Ele continua: "Vimos que o período de produção máxima varia em até dois meses à medida que progredimos de sul para norte ao longo da costa norueguesa", diz ele. "Isso é uma boa notícia, porque mostra que é possível fornecer matérias-primas produzidas na Noruega por um período mais longo. Isso torna nosso litoral ideal para o cultivo de macroalgas", diz Broch.
Grandes expectativas estão agora sendo vinculadas ao surgimento da alga marinha como uma nova indústria norueguesa.
"O investimento nacional em uma infraestrutura para o desenvolvimento e padronização de novas tecnologias para a produção industrial de biomassa é um pré-requisito para o sucesso", diz Handå.
Os pesquisadores acreditam que, ao integrar centros de conhecimento com empresas industriais em toda a costa norueguesa, promoverá o estabelecimento de grupos de inovação líderes mundiais e acelerará a pesquisa relevante na Noruega e no mundo.
"Atualmente, é apenas o cultivo de algas marinhas para alimentos que é rentável. No entanto, o desenvolvimento de novas tecnologias para a produção em larga escala de biomassa pode mudar isso", diz Handå. "Nas próximas décadas, o mundo exigirá mais ração animal e grandes volumes de matérias-primas renováveis. A produção industrial de algas marinhas pode se tornar parte da solução. O litoral alongado da Noruega, combinado com um investimento em pesquisa sobre o cultivo de algas, formam uma base sólida para a capacidade da Noruega de ter sucesso no desenvolvimento da agricultura de algas como uma indústria comercial ", diz ele.
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Fornecido pela Universidade Norueguesa de Ciência e Tecnologia
Fonte: Phys News / por Unni Skoglund, Universidade Norueguesa de Ciência e Tecnologia /04-05-2020
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HélioR.M.Cabral (Economista,
Escritor e Divulgador de conteúdos da
Astronomia, Astrofísica, Astrobiologia e Climatologia).
Autor do livro: “Conhecendo o Sol e outras Estrelas”.
Membro da Society for
Science andthePublic (SSP) e assinante de conteúdoscientíficos da NASA
(NationalAeronauticsand Space Administration) e ESA (European Space Agency).
Participa
do projeto S`CoolGroundObservation (Observações de Nuvens) que é integrado ao
Projeto CERES (CloudsandEarth´sRadiant Energy System) administrado pela NASA.A partir de 2019, tornou-se membro da Sociedade Astronômica
Brasileira (SAB), como astrônomo amador.
Participa também do projeto The GlobeProgram / NASA
GlobeCloud, um Programa de Ciência e Educação Worldwide, que também tem o
objetivo de monitorar o Clima em toda a Terra. Este projeto é patrocinado pela
NASA e National Science Fundation (NSF), e apoiado pela
NationalOceanicandAtmosphericAdministration (NOAA) e U.S DepartmentofState.
e-mail: heliocabral@coseno.com.br
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