Em busca de fontes limpas e sustentáveis de energia, pesquisadores da Faculdade de Ciências Farmacêuticas (FCF) da Universidade Estadual Paulista (Unesp) desenvolveram um sistema que gera eletricidade com a ajuda de bactérias marinhas.
A partir da fotossíntese, elétrons são liberados e capturados por eletrodos. Isso proporciona uma diferença de potencial que produz eletricidade. Além disso, o protótipo é capaz de capturar dióxido de carbono da atmosfera e liberar oxigênio.
A responsável pelo método inovador é a engenheira de bioprocessos e biotecnologia Giulia Castro, sob orientação do professor Guilherme Peixoto. Com patente já submetida ao Instituto Nacional de Propriedade Industrial (Inpi), o projeto foi desenvolvido ao longo de quase dois anos de estudo.
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Para alcançar o feito, foram usados materiais de baixo custo, como cobre, zinco e ligas metálicas convencionais, que têm extração e reciclagem causadoras de menos impactos no meio ambiente. “O que mais me surpreendeu foi o quão bom os resultados foram, considerando os materiais que foram utilizados”, celebra a idealizadora.
Teste inicial
Giulia Castro/Unesp/Reprodução
Protótipo
Giulia Castro/Unesp/Reprodução
Esquema do protótipo
Giulia Castro/Unesp/Reprodução
Pesquisadores Guilherme Peixoto e Giulia Castro
Imagens cedidas ao Metrópoles
Como bactérias ajudam a gerar eletricidade
- O sistema desenvolvido na Unesp é formado por três módulos conectados: um reservatório no qual vivem as bactérias marinhas, um reator bioeletroquímico e uma torre que capta a radiação solar.
- Coletadas originalmente na costa de Ubatuba, no litoral de São Paulo, e preservadas em coleção de microrganismos do Instituto Oceanográfico da Universidade de São Paulo (IO-USP), as cianobactérias Synechocystis pevalekii circulam continuamente no equipamento.
- Em meio à fotossíntese, elas quebram moléculas de água e liberam elétrons, que são capturados por eletrodos metálicos. Isso proporciona uma diferença de potencial que produz eletricidade.
- Uma torre foi impressa em 3D para permitir que a cultura de bactérias seja iluminada de forma uniforme, constantemente.
- Nos experimentos realizados em laboratório com fitas de LED que simulam o espectro solar, o sistema atingiu 227,47 miliwatts por metro quadrado.
- Os experimentos também provaram que o sistema funciona bem sob luz natural e alcança 215,30 miliwatts por metro quadrado.
- A semelhança entre os resultados demonstra que o protótipo pode operar em ambientes reais, mesmo com variações de temperatura e luminosidade.
- Seis protótipos foram testados até chegar ao modelo que funciona sem vazamentos e com estabilidade.
A pesquisa da Unesp
O estudo começou por meio de um desafio lançado pelo professor Guilherme Peixoto: os estudantes foram instigados a criar um projeto de caráter experimental que integrasse um processo biológico a um componente físico ou químico.
“A ideia da Giulia e seu grupo na disciplina [Trabalho Interdisciplinar Orientado] foi inovadora porque o sistema que propuseram seria capaz de gerar energia elétrica, produzir oxigênio e remover gás carbônico do ar. Ao somar essas características a mais alguns pontos específicos do projeto verificamos que não havia qualquer processo similar registrado no instituto nacional de propriedade intelectual. Isso deu uma grande motivação para a realização da pesquisa”, explica o orientador.
Segundo os pesquisadores, a curto prazo, a aplicação real do sistema de eletricidade é a alimentação de sensores e pequenos computadores. A médio prazo, será possível gerar a potência suficiente para suprir a necessidade energética de um pequeno apartamento.
“Estimamos que mil litros, equivalente a uma caixa d’água, de meio contendo as cianobactérias sejam capazes de remover o carbono liberado por um veículo popular rodando uma média de 10 km por dia. Nesse nível de desempenho seria possível comercializar o processo, já que o benefício seria notável em termos de geração de energia, produção de oxigênio e remoção de gás carbônico”, detalha Peixoto.
A longo prazo, o objetivo é que o sistema seja produzido em larga escala. No entanto, segundo o professor, os próximos passos dependem da política de financiamento do governo e das agências de fomento à pesquisa.
“Essa configuração poderia gerar créditos de carbono e auxiliar diversos países no cumprimento de metas de redução de emissão de gases de efeito estufa”, aponta o docente.
“O impacto ambiental seria muito importante. Produzir energia dessa forma garantiria a diminuição da concentração de carbono na atmosfera, diminuindo, assim, grandes problemas ambientais que temos atualmente, resultando em impactos sociais positivos”, acrescenta Giulia.