A energia das cápsulas de algas flutuantes

Chamem-lhes "combustíveis sem fósseis": Jonathan Trent está a trabalhar num plano para cultivar novos biocombustíveis cultivando microalgas que flutuam em cápsulas ao largo e se alimentam das águas residuais das cidades. Oiçam a visão arrojada da sua equipa para o Projeto OMEGA (Recintos de Membranas "Offshore" para Cultivo de Algas) e como ela pode fornecer energia no futuro.

Há uns anos, tentei perceber

se havia possibilidade
de desenvolver biocombustíveis

numa escala que pudesse concorrer
com combustíveis fósseis

mas sem concorrer com a agricultura

em água, em fertilizantes
ou em terras.

Foi isto que descobri.

Imaginem construirmos um recinto
que colocamos debaixo de água

e enchemos com águas residuais

e com um certo tipo de microalgas
que produzem óleo.

Será fabricado a partir
de um material flexível

que se movimente debaixo da água,
com as ondas.

Claro que o sistema que vamos construir

usará energia solar
para o cultivo das algas

que utilizam o CO2, o que é ótimo.

Elas produzem oxigénio
enquanto crescem.

As algas que crescem
dentro do contentor

distribuem o calor pela água circundante

e podemos colhê-las
para fabricar biocombustíveis,

cosméticos, fertilizantes
e rações para animais.

Claro que teremos de arranjar
uma grande área,

por isso temos de nos preocupar
com outros participantes,

como os pescadores, os barcos
e coisas dessas,

mas estamos a falar de biocombustíveis

e sabemos qual é a importância

de obter um combustível
líquido alternativo.

Porque é que falamos de microalgas?

Este é um gráfico que mostra
os diversos tipos de culturas

que estão a ser consideradas
para fazer biocombustíveis.

Vemos coisas como a soja,

que produz 570 litros
por hectare, por ano,

ou o girassol, a canola,
a jatrofa ou a palma.

Aquela barra alta mostra
o que as microalgas podem contribuir.

Ou seja, as microalgas contribuem

com 5000 a 12 500 litros
por hectare, por ano,

em comparação com os 570 litros
por hectare, por ano, da soja.

O que são as microalgas?

As microalgas são micro, ou seja,
são extremamente pequenas,

uma imagem de organismos
unicelulares, como veem,

em comparação com um cabelo humano.

Estes pequenos organismos
existem há milhões de anos

e há milhares de diferentes espécies

de microalgas no mundo.

Algumas são as plantas
de crescimento mais rápido no planeta

e produzem, como já mostrei,
uma enorme quantidade de óleo.

Porque é que queremos
fazer isto ao largo?

A razão por que fazemos isto no mar

é porque, se olharem para as cidades
costeiras, não há outra alternativa,

porque vamos usar águas residuais,
como sugeri.

Se virmos onde há a maior parte
de águas residuais,

as instalações de tratamento
estão integradas nas cidades.

Esta é a cidade de São Francisco,

que tem 1400 km
de esgotos subterrâneos

e liberta as águas residuais
ao largo, no mar.

Outras cidades no mundo tratam
as águas residuais de outro modo.

Algumas cidades tratam-nas.

Outras cidades libertam-nas na água.

Mas, em todos os casos,
a água que é libertada

é perfeitamente adequada
para a cultura das microalgas.

Vejamos então como seria o sistema.

Chamamos-lhe OMEGA,
que é a sigla para

Recintos de Membranas "Offshore"
para Cultura de Algas.

Na NASA, temos de ter boas siglas.

Como é que funciona?
Já mostrei mais ou menos como funciona.

Introduzimos águas residuais
e uma fonte de CO2

numa estrutura flutuante

e as águas residuais proporcionam
nutrientes para o crescimento das algas

que sequestram o CO2

que, de outro modo, iria para a atmosfera,
como gás com efeitos de estufa.

Claro, vão usar a energia solar
para crescerem

e a energia das ondas à superfície

fornece a energia para misturar as algas

e a temperatura é controlada
pela temperatura da água envolvente.

As algas que crescem produzem oxigénio,
como já referi,

e também produzem biocombustíveis,
fertilizantes e alimentos

e outros produtos de interesse.

Este sistema é circunscrito.
O que é que isso significa?

É modular.

Digamos que acontece qualquer
coisa inesperada num dos módulos.

Fica furado, se for atingido por um raio.

As águas residuais que se escaparem

são águas que já existem
neste ambiente costeiro

e as algas que se escaparem
são biodegradáveis.

Como vivem em águas residuais
são algas de água doce,

não podem viver na água salgada,
portanto, morrem.

O plástico da estrutura
é um tipo de plástico

bem conhecido que já conhecemos bem

e construímos os nossos módulos
para poderem ser reutilizados.

Portanto, podemos ultrapassa isso,

quando pensamos neste sistema
que estou a mostrar,

ou seja, pensar em termos de água doce,

que também, de futuro,
virá a ser um problema.

Agora estamos a trabalhar em métodos

para recuperação das águas residuais.

A outra coisa a considerar
é a própria estrutura.

Constitui uma superfície
para coisas no oceano.

Esta superfície, que fica coberta
por algas marinhas

e outros organismos no oceano,

passará a ser um "habitat"
marinho reforçado

portanto, aumenta a biodiversidade.

Finalmente, como é
uma estrutura no mar alto,

podemos pensar nela em termos
de como poderá contribuir

para uma atividade de aquacultura
no mar alto.

Provavelmente, estarão a pensar:

"Isto parece ser uma boa ideia.
Como podemos ver se é real?"

Eu instalei laboratórios em Santa Cruz

nas instalações da
California Fish and Game.

Essas instalações permitem-nos ter
grandes tanques de água do mar

para testar algumas destas ideias.

Também fizemos experiências
em São Francisco

numa das três centrais
de tratamento de águas residuais,

de novo uma instalação para testar ideias.

Por fim, quisemos ver
onde podíamos verificar

qual seria o impacto desta estrutura
no ambiente marinho

e instalámos um sítio

num local chamado
Moss Landing Marine Lab

na Baía de Monterey,
onde trabalhámos num porto

para ver qual o impacto que isto terá
nos organismos marinhos.

O laboratório que instalámos
em Santa Cruz, foi o nosso Skunk Works.

Era um local onde cultivávamos algas

e soldávamos plástico
e criávamos instrumentos

e fazíamos imensos erros

ou, como disse Edison,

encontrávamos as 10 000 razões
para o sistema não funcionar.

Cultivámos algas em águas residuais

e criámos instrumentos que nos permitiam
conhecer a vida das algas

de modo a poder acompanhar
a forma como elas cresciam,

o que lhes convinha,
como adquiríamos a certeza

de termos uma cultura
que sobrevivesse e prosperasse.

A característica mais importante
que era preciso desenvolver

eram os chamados FBR,
os fotobiorreatores.

Eram as estruturas
que iriam flutuar à superfície

feitas de um material plástico barato

que permitisse que as algas crescessem.

Criámos imensos "designs",
mas a maioria foram terríveis fracassos.

Quando, por fim, conseguimos
um "design" que funcionava,

para uns 140 litros,

aumentámo-lo para 2000 litros
em São Francisco.

Vou mostrar como funciona o sistema.

Metemos lá dentro as águas residuais
com as algas que escolhermos

e circulamos essa água
pela estrutura flutuante,

esta estrutura tubular
de plástico flexível.

A água circula através desta coisa

e, claro, apanha a luz solar,
porque está à superfície.

As algas crescem com os nutrientes.

Mas isto é como meter a cabeça
num saco de plástico.

As algas não vão sufocar
por causa do CO2,

como nós sufocaríamos.

Sufocam porque produzem oxigénio,

aliás não sufocam propriamente,
mas o oxigénio que produzem

é problemático e elas consomem
todo o CO2.

Assim, tivemos de imaginar
como podíamos remover o oxigénio,

o que fizemos criando esta coluna

que circulava parte da água,

e repondo o CO2,

o que fizemos, pondo o sistema a borbulhar
antes de fazer circular a água.

Estão a ver aqui o protótipo

que foi a primeira tentativa
de construir este tipo de coluna.

A coluna maior que instalámos
em São Francisco

no sistema instalado.

A coluna tinha outra característica
muito interessante.

As algas juntavam-se na base da coluna

e isso permitia-nos acumular
a biomassa das algas

num contexto em que podíamos
colhê-las facilmente.

Retirávamos as algas
que se concentravam

na parte inferior da coluna

e podíamos colhê-las num processo

em que púnhamos as algas
a flutuar à superfície

e as apanhávamos com uma rede.

Também quisemos investigar

qual seria o impacto deste sistema
no ambiente marinho.

Já disse que instalámos
esta experiência num sítio

em Moss Landing Marine Lab.

Descobrimos que as algas
cresciam em grande abundância

e precisávamos de criar
um procedimento de limpeza.

Também observámos como as aves
e os mamíferos marinhos interagiam.

Vemos aqui uma lontra-marinha

que achou isto muito interessante

e, periodicamente, atravessava
esta pequena cama de água flutuante.

Queríamos contratar este sujeitinho

ou treiná-lo para limpar a superfície
destas coisas,

mas isso é para o futuro.

Agora, o que estamos a fazer

estamos a trabalhar em quatro áreas.

A nossa investigação cobriu
a biologia do sistema,

que incluiu o estudo da forma
como as algas crescem

e também o que come as algas
e o que mata as algas.

Fizemos estudos para perceber
o que precisávamos

para poder criar esta estrutura,
não só em pequena escala,

mas como podíamos construi-la

na enorme escala
que virá a ser necessária.

Já referi que observámos
aves e mamíferos marinhos

e observámos o impacto ambiental
do sistema.

Por fim, estudámos a economia.

Quando falo em economia

refiro-me à energia necessária
para manter o sistema a funcionar.

Obteremos mais energia do sistema
do que a que lhe introduzimos

para manter o sistema em funcionamento?

E quanto aos custos operacionais?

E quanto aos custos de capital?

E quanto a toda a estrutura económica?

Posso dizer-vos que não vai ser fácil

e há ainda muito trabalho a fazer

nestas quatro áreas,
para pôr o sistema em funcionamento.

Mas não temos muito tempo
e eu gostava de mostrar

a conceção de artista
sobre qual será o aspeto deste sistema

se nos encontrarmos numa baía protegida
algures no mundo.

Temos, ao fundo, nesta imagem,

a central de tratamento
das águas residuais

e uma fonte de chaminés
para o CO2.

Mas, quando estudamos a economia
deste sistema,

descobrimos que será difícil
pô-lo a funcionar.

Se não olharmos para o sistema
como uma forma de tratar águas residuais,

de sequestrar o carbono e,
possivelmente, para painéis fotovoltaicos,

ou energia das ondas
ou mesmo energia eólica.

Se começarmos a pensar em termos
de integrar

todas estas diferentes atividades,

também podemos incluir
uma instalação de aquacultura.

Assim, teríamos neste sistema
uma aquacultura de mariscos

em que criaríamos mexilhões ou vieiras.

Podíamos criar ostras e outras coisas

que produzissem produtos
e alimentos de alto valor

e isso seria um incentivo de mercado
quando construíssemos o sistema

a escalas cada vez maiores

para vir a ser competitivo com a ideia
de construí-lo para combustível.

Há sempre uma questão que aparece,

porque o plástico no oceano
tem muito má reputação neste momento.

Assim, temos pensado, desde o início:

O que faremos a todo este plástico

que vamos precisar de usar
no nosso ambiente marinho?

Não sei se vocês sabem,

mas na Califórnia, usa-se
uma quantidade enorme de plástico

nos campos, como cobertura de plástico.

É o plástico que faz
aquelas pequenas estufas

ao longo do solo

e permite o aumento da temperatura
do solo na época do crescimento,

permite-nos controlar as ervas daninhas

e, claro, torna a rega muito mais eficaz.

Portanto, o sistema OMEGA fará parte
deste tipo de resultado,

e, quando deixarmos de o usar
no ambiente marinho,

poderemos usá-lo nos campos.

Onde é que vamos colocar isto

e que aspeto terá ao largo?

Esta é uma imagem do que podemos
fazer na Baía de São Francisco.

São Francisco produz 290 milhões
de litros por dia, de águas residuais.

Se imaginarmos um tempo
de retenção de cinco dias

para este sistema, precisaremos
de 1500 milhões de litros

para acomodar, ou seja,
cerca de 500 hectares

destes módulos OMEGA
a flutuar na Baía de São Francisco.

Bom, isso é menos de 1%
da área da superfície da baía.

A 5000 litros por hectare, por ano,

produzirá mais de sete milhões
de litros de combustível,

o que corresponde a cerca
de 20% do biodiesel

ou do diesel que é necessário
em São Francisco.

Isso sem fazer nada
quanto à eficiência.

Onde mais poderíamos colocar
este sistema?

Há muitas possibilidades.

Há a Baía de São Francisco,
como já referi.

A Baía de San Diego é outro exemplo.

A Baía Mobile ou a Baía Chesapeake,

mas, na realidade, com a subida
do nível do mar,

haverá muitas mais oportunidades
a considerar.

(Risos)

Estou a falar-vos de um sistema

de atividades integradas.

A produção de biocombustíveis
está integrada com energia alternativa,

está integrada com aquacultura.

Dispus-me a encontrar uma via

para uma produção inovadora
de biocombustíveis sustentáveis

e, pelo caminho, descobri
que o que é exigido

para a sustentabilidade é a integração,
mais do que a inovação.

A longo prazo, tenho imensa fé

no nosso engenho coletivo e interligado.

Penso que quase não há limites
para o que podemos alcançar

se formos radicalmente abertos

e não nos importarmos
com quem fica com os louros.

As soluções sustentáveis
para os nossos problemas futuros

vão ser diversas

e vão ter de ser muitas.

Penso que precisamos
de as considerar a todas,

desde alfa a OMEGA.

Obrigado.

(Aplausos)

Chris Anderson: Jonathan,
uma pergunta rápida.

Este projeto continua a avançar com a NASA

ou precisas de
um financiamento ambicioso

de energia verde para o agarrar
pela garganta?

Jonathan Trent:
Chegámos a uma fase na NASA

em que gostaríamos de fazer
qualquer coisa ao largo.

Mas há muitos problemas
em fazê-lo nos EUA

por causa das autorizações limitadas

e do tempo necessário
para obter as licenças

para fazer coisas ao largo.

Nesta altura, precisamos mesmo
de pessoas do exterior

e estamos totalmente abertos
com esta tecnologia

no sentido de que a vamos lançar

para quem quer que esteja interessado

em agarrá-la e torná-la real.

CA: Isso é interessante.
Vocês não vão patenteá-la.

Vão publicá-la.

JT: Exatamente.

CA: Ok, muito obrigado.

JT: Obrigado.

(Aplausos)