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O caminho para uma bionergia que supera as renováveis pode estar nas nossas mãos

Baterias de algas, micro-farming, microrganismos todo-o-terreno - fizemos uma viagem ao futuro que começou numa palestra e acabou no Centro de Ecologia Funcional da Universidade de Coimbra e o seu Laboratório de Bioelectrónica e Bioenergia, onde se exploram linhas de investigação como a que envolve a produção de energia limpa e sustentável a partir de algas.

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Fotografia: Mário Canelas

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Podem as algas comunicar e gerar energia? Podem. Algas comunicantes numa era em que se procura – e anseia – por soluções energéticas e sustentáveis para sucessivas crises que já não podemos tão simplesmente ignorar. Numa iniciativa da associação Recortar Palavras, que pretende aproximar a população à ciência e ao conhecimento, emoldurado pela Lapa dos Esteios, o investigador Paulo Rocha apresentou uma palestra intitulada «Desafios na geração de energia limpa e sustentável através da comunicação entre microalgas». Já tínhamos revelado um pouco do imenso potencial das algas no artigo sobre a Algoteca de Coimbra. O que se propõe agora é um nível mais acima dentro dessas infinitas possibilidades.

Centro de Ecologia Funcional

No Centro de Ecologia Funcional da Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra (FCTUC), no recém-estabelecido Laboratório de Bioelectrónica e Bioenergia, no subsolo do edifício de Física e Química, Paulo Rocha procura uma fonte de energia limpa, obtida através da comunicação entre microalgas, com o potencial de reduzir o uso de combustíveis fósseis, as emissões de dióxido de carbono e os custos da electricidade. 

Foi-lhe atribuída uma bolsa Starting Grant do European Research Council (ERC) de 2,2 milhões de euros para concretizar o projecto «Green – Generating Energy from Electroactive Algae», para explorar esta linha de investigação. Este é um financiamento high risk high reward, isto é, implica alto risco, mas revelará uma enorme recompensa, assim surjam resultados.

«Deram um financiamento substancial para algo que não se sabe», assinala Paulo Rocha. Mas há fundamento, há resultados preliminares; elementos encorajadores, aliados à pesquisa metódica e ao grande optimismo por parte da equipa do laboratório. 

O objectivo é criar um novo tipo de bionergia segura e que responda melhor quando comparada com as energias renováveis, ou seja, contornando a intermitência da energia solar, a erosão do solo da hídrica, o impacto visual da eólica e outras ineficiências.

Apelo da biotecnologia

Paulo Rocha chegou a Coimbra em 2021, depois de uma passagem pela Universidade de Bath, no Reino Unido, pelo Max Planck Institute na Alemanha e pela Universidade do Algarve (UA). Fez o doutoramento na UA, trabalhando na caracterização eléctrica de memórias orgânicas. 

«Era uma área de que gostava, não amava. Surgiu um projecto no laboratório que relacionava electrónica com tecidos biológicos. Eu não sabia nada [sobre isso], o próprio laboratório não sabia nada. Eu gostava de caracterizar coisas eléctricas e havia um colega biólogo que gostava de caracterizar tecidos biológicos».

Uniram esforços. Foi a partir daí, recorda Paulo Rocha, que «desenvolvi o gosto para algo além de condensadores e resistências. Percebi que a biologia é extremamente complexa e que estes conhecimentos de caracterização eléctrica, estes conhecimentos multidisciplinares, podiam ser fundamentais para a percepção de como é que algumas células comunicam entre si, como é que elas reagem a determinados fármacos».

Foi este percurso que o conduziu, depois da Alemanha e do Reino Unido, até Coimbra e às microalgas.

Canto das algas

As algas são microrganismos todo-o-terreno. Segundo Paulo Rocha, «são capazes de mudar a sua morfologia com base em acontecimentos externos, agem em conjunto para se proteger dos predadores. Há um conjunto de informações que indicam algum tipo de sincronização, de inteligência, de comunicação, mas nunca houve uma maneira de quantificar esta sinalização. Depois percebemos que podíamos aplicar sensores nas microalgas. Nunca ninguém se tinha perguntado se as algas comunicavam entre si, apesar de existir uma panóplia de eventos à nossa volta que assim o sugeriam».  

Num contexto energético, diz o investigador, «é excelente. Temos ali algas, elas estão a comunicar, a sinalizar, nós só temos que ter uma maneira inteligente de colocar lá algo que nos permita perceber e amplificar esse tipo de sinais e poder utilizar. Foi isso que tentei fazer. No papel, em teoria, funciona. Na prática, vamos ver».

Essa comunicação é a chave para o projecto. Através de sensores e de acumuladores (harvesters), é possível então armazenar esse diálogo entre algas, a energia. A investigadora Raquel Amaral comenta: «Nós aqui [no Laboratório] não temos uma sala cheia de algas, temos organismos seleccionados para os nossos estudos e mantidos numa câmara de cultivo especializada, programada para ter todas as condições necessárias, de luz e temperatura. Recria a luz como se estivesse no ambiente natural».«É como com as plantas», acrescenta, «o cultivo é feito de determinada forma para produzir o que pretendemos. Chama-se farming, agricultura, obrigá-las a produzir aquilo que a gente quer. Aqui fazemos micro-farming. Uma das coisas, quer seja para a aplicação que fazemos aqui, quer seja para outras aplicações biotecnológicas, é sempre por via de stress, porque estes organismos têm uma resposta de autoprotecção a esse stress, nós depois aproveitamos».

Esforço de equipa

Grande parte do que fazem envolve um esforço multidisciplinar. Porque, refere Paulo Rocha, «é muito difícil alguém saber de biologia, electrónica e física, é preciso uma equipa diversa. Que também saiba, ela própria, comunicar entre si. Diferentes campos têm diferentes linguagens. Em Coimbra temos colaborações que estão a nascer, na área da ficologia, na área das algas, estamos a começar».

Esquerda para direita: André Caeiro (investigador colaborador), Francisco Cotta e Felipe Bacellar (alunos de doutoramento), Paulo Rocha (líder do laboratório) e Raquel Amaral (investigadora pós-doc)

A equipa em Coimbra é de quatro pessoas, além de Paulo e Raquel, investigadora sénior de pós-doc, há dois alunos de doutoramento, Francisco Cotta e Felipe Bacellar. «Francisco é electrónico, Raquel é bióloga e o Felipe é bioquímico», diz Paulo Rocha, enquanto enumera ainda colaborações relevantes com a farmacêutica Boehringer Ingelheim, e com a Universidade de Bath, a nível da electrónica de potência.

Desafios e aplicações

Desenham-se diversas aplicações para esta tecnologia. Baterias de algas, por exemplo, é um cenário plausível. Paulo Rocha confirma: «Se conseguirmos provar que isto funciona e tenhamos aqui algo robusto, [talvez] daqui a 10 anos tenhamos algo pronto a ser usado».

Como é uma área emergente, há um enorme interesse farmacêutico e imensa curiosidade institucional, daí também o financiamento europeu. Há desafios a nível da validação e da comercialização, também em termos éticos, e questões de segurança e de biocompatibilidade. Há um sem número de possibilidades e aplicações, tal como acrescenta Paulo Rocha: «O facto de descobrirmos que as algas comunicam, pode ser importante para mitigar as alterações climáticas, como é que elas reagem a diferentes temperaturas, diferentes nutrientes» e completa, «eu adoro trabalhar aqui [em Coimbra], foi uma das minhas melhores decisões. E o apoio e reconhecimento que [a Universidade] dá a este tipo de projecto é equiparável a instituições como o Max Planck Institute».

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