Projectos Climate Detectives 2023-2024
Título do projeto: Ideias verdes - utilização de fotobiorreactores para atenuar a poluição
Vencedor selecionado a nível nacional
Escola Secundária de Ovidius Constanta Roménia
Como podemos reduzir as emissões de CO2 utilizando as capacidades de fotossíntese do fitoplâncton.
O objetivo do nosso projeto é criar um fotobiorreactor experimental para ser utilizado para cultivar microalgas (principalmente fitoplâncton), para fixar CO2 e óxidos de N dos gases resultantes da combustão de combustíveis fósseis, mas também para tratar águas residuais. Assim, as emissões de gases com efeito de estufa que atingem a atmosfera são reduzidas e a fotossíntese é estimulada, o que constitui a base para a produção de biomassa de algas, que pode mais tarde ser utilizada para extrair substâncias úteis em farmacologia, para a produção de biodiesel e bioetanol, ou pode ser utilizada como fertilizante. Relacionamos os dados de laboratório com os dados fornecidos por EO/satélites para ver a concentração de clorofila na costa romena do Mar Negro.
Como podemos reduzir as emissões de CO2 utilizando as capacidades de fotossíntese do fitoplâncton.
Para as 2 amostras que analisámos verificou-se uma diminuição do volume das amostras, por evaporação, de cerca de 50% num período de 45 dias, tendo-se verificado um aumento significativo da densidade celular durante a experiência; observou-se que as colónias de células tinham tamanhos crescentes, ao longo das 16 semanas de observações, e um número de células superior ao inicial
Durante as 5 semanas de análise das amostras verificou-se um aumento da concentração de clorofila em cerca de 20% nas amostras expostas à luz e com adição de fertilizante (lote 1) comparativamente às amostras de controlo - de 0, 2 a 0,35 μg clorofila/L. Apenas foram registados aumentos de 5% nas amostras expostas à luz
Os principais componentes de um fotobiorreactor são:
1. Fonte de luz para fornecer energia para a fotossíntese e o crescimento das algas (natural ou artificial).
2. Recipiente de cultura (vidro, plástico ou metal, podendo assumir a forma de tubos, tanques ou sacos).
3. Sistema de mistura e arejamento para evitar a estratificação e a formação de incrustações e para fornecer oxigénio para o crescimento de algas.
4. Sistema de fornecimento de nutrientes.
5. Sistema de colheita (centrífuga ou sistema de filtragem).
6. Sistema de monitorização e controlo: Sensores e controladores para monitorizar e regular a temperatura, a luz, o pH, etc., para o crescimento das algas.
As utilizações e as vantagens dos fotobiorreactores são
- Produção de biocombustíveis: biodiesel, etanol e hidrogénio.
- Tratamento de águas residuais: remoção de contaminantes das águas residuais, incluindo o azoto e o fósforo.
- Purificação do ar: eliminação do CO2 e de outros óxidos poluentes.
- Alimentação humana e animal: produção de biomassa utilizada na alimentação humana e animal (a biomassa de algas é produzida 30 vezes mais rapidamente do que a biomassa agrícola).
- Produtos farmacêuticos: As algas são capazes de produzir numerosas substâncias com potenciais aplicações médicas.
Ao colocar os cilindros ligados de um fotobiorreactor na parede exterior dos edifícios, é possível obter biomassa de algas, capturar gases com efeito de estufa e obter um aspeto estético que pode melhorar a imagem do ambiente urbano construído. Ao aproveitar as capacidades fotossintéticas naturais das algas, estes fotobiorreactores oferecem um método sustentável de captura das emissões de dióxido de carbono, atenuando assim o impacto dos gases com efeito de estufa na atmosfera. Além disso, o cultivo de algas para a produção de biomassa é promissor como fonte de energia renovável, reduzindo potencialmente a dependência dos combustíveis fósseis. Esta fusão de funcionalidade e beleza não só melhora a atração visual dos ambientes urbanos, como também serve de lembrete tangível da nossa responsabilidade colectiva de inovar para um futuro mais verde e mais sustentável.
A implementação de tecnologias de captura e armazenamento de carbono (CAC) é crucial. A CAC envolve a captura de emissões de CO2 provenientes de processos industriais e centrais eléctricas, o seu transporte para locais de armazenamento e a sua armazenagem subterrânea em segurança ou a sua utilização para uma melhor recuperação de petróleo. Desta forma, evita-se que o CO2 entre na atmosfera e contribua para o aquecimento global.
Os projetos são criados pelas equipes e elas assumem a responsabilidade total pelos dados compartilhados.
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