O Bioprocessos: O futuro da indústria

Bioprocessos: o futuro da indústria

Durante as primeiras semanas desta sequência temática, tivemos a oportunidade de ver diferentes palestras que trataram sobre diferentes temas ligados a bioprocessos, desde questões ambientais até reflexões éticas sobre o assunto.

Com base em todas as discussões feitas, pude perceber a importância dos bioprocessos para a sociedade atual e também para as futuras gerações.

Em um mundo atual como o nosso, no qual as grandes nações têm voltado seus esforços para o desenvolvimento de tecnologias que diminuam os impactos ambientais causados pelas ações humanas em busca de um desenvolvimento sustentável, o universo de bioprocessos tem-se mostrado de grande importância para auxiliar-nos a atingir esse objetivo.

De forma a exemplificar esse fato, podemos citar, como visto em muitas das apresentações, que os bioprocessos muitas vezes atuam na valorização de matérias orgânicas, muitas vezes provenientes de substratos orgânicos que não possuem grande valor econômico, como é o caso de águas de reuso ou mesmo dejetos orgânicos. Sendo assim, indústrias têm usado essas matérias primas, que antes eram descartadas, para alimentar microorganismos e produzir outros produtos que podem ser mais úteis para a sociedade, como biopolímeros, por exemplo.

Além disso, outro importante papel dos bioprocessos para a fomentação do desenvolvimento sustentável é sua forte presença em economias circulares. Quando olhamos o setor de combustíveis, por exemplo, notamos que há um crescimento na demanda e no investimento por biocombustíveis uma vez que a biomassa, usada na fermentação alcoólica, é um recurso renovável, o que poderia acabar com o problema da escassez de combustíveis fósseis, que são limitados. Porém, ainda existem limitações tanto econômicas quanto técnicas que impedem com que essa transição de matriz energética em veículos seja definitiva. Como mostrado, alguns países como o Brasil já conseguem oferecer biocombustíveis com preços competitivos, porém essa não é a realidade da maioria dos países onde os combustíveis fósseis ainda são mais baratos. Logo, ainda há muito a se desenvolver nesse setor para que se torne viável que países atinjam sua independência energética usando biomassa e uma grande oportunidade de inovação está em aberto. É importante ressaltar o fato também que ainda é inviável atualmente a produção de biomassa suficiente para que os países possam depender apenas de biocombustíveis para produção de energia, sendo assim, este é um desafio para as futuras gerações.

Como é de se esperar, bioprocessos lidam com seres vivos como bactérias e microalgas, e é por causa deste fator que esses processos industriais são complexos. É preciso controlar diferentes parâmetros para que os produtos desejados sejam obtidos corretamente como a temperatura, nível de salinidade, nível de pH, metabolismo dos seres, estequiometria, termodinânimica das reações, parâmetros biológicos, entre outros fatores que podem causar estresse nos microorganismos ou até matá-los. Logo, é preciso ter um controle rígido para que as reações corretas sejam favorecidas no biorreator. A título de exemplo, a simples presença de oxigênio dentro de um reator pode levar à proliferação de microorganismos ao invés de produzir as substâncias desejadas.

Nesse sentido, a modelização e o controle dos biorreatores tem sido um dos grandes desafios e papéis dos engenheiros. O estudo de biprocessos engloba o controle de reações, desenvolvimento de métodos para privilegiar saídas de certos substratos, melhora da qualidade de produtos, respostas a perturbações, seleção da população microbiana etc.

Por outro lado, uma alternativa que tem sido explorada para a otimização de bioprocessos tem sido a modificação genética de microorganismos. Porém, essa exploração genética tem sido alvo de debates éticos, o que tem desacelerado o desenvolvimento neste campo.