As algas marinhas não servem apenas para fazer rolos de sushi. Nos últimos anos, o cultivo de algas marinhas se tornou uma prática agrícola global, fornecendo alimentos, matéria-prima para vários usos químicos (como carragena), rações para gado e fertilizantes.
Devido à sua importância nas ecologias marinhas e para a absorção de dióxido de carbono, a atenção recente tem sido no cultivo de algas marinhas como uma estratégia potencial de mitigação da mudança climática para o biossquestro de dióxido de carbono, juntamente com outros benefícios, como redução da poluição de nutrientes, aumento do habitat para espécies aquáticas costeiras e redução acidificação oceânica local.
As algas que crescem no estuário de um rio – a “foz” de um grande rio onde a maré se encontra com o riacho – podem absorver nitrogênio, atendendo aos padrões ambientais e evitando a poluição costeira. Na verdade, isso produz uma instalação de descontaminação natural de valor ecológico e econômico significativo, de acordo com pesquisadores da Universidade de Tel Aviv (TAU).
Algumas algas marinhas são microscópicas, como o fitoplâncton que vive suspenso na coluna d’água e fornece a base para a maioria das cadeias alimentares marinhas. Alguns são enormes, como as algas gigantes que crescem em “florestas” abundantes e se elevam como sequoias subaquáticas de suas raízes no fundo do mar. A maioria é de tamanho médio, vem em cores de vermelho, verde, marrom e preto e aparece aleatoriamente em praias e linhas costeiras em quase todos os lugares.
O novo estudo de cientistas do TAU e colegas da Universidade da Califórnia em Berkeley propõe um modelo segundo o qual o estabelecimento de fazendas de algas marinhas em estuários de rios reduz significativamente as concentrações de nitrogênio no estuário e evita a poluição em ambientes estuarinos e marinhos.
O estudo foi liderado pelo aluno de doutorado Meiron Zollmann, sob a supervisão conjunta do Prof. Alexander Golberg da Escola Porter de Ciências Ambientais e da Terra do TAU e do Prof. Alexander Liberzon da Escola de Engenharia Mecânica da Faculdade de Engenharia Fleischman. O estudo foi realizado em colaboração com o Prof. Boris Rubinsky da Faculdade de Engenharia Mecânica da UC Berkeley. O estudo foi publicado na prestigiosa revista Communications Biology sob o título “Modelagem multiescala de cultivo intensivo de macroalgas e sequestro de nitrogênio marinho”.
Como parte do estudo, os pesquisadores construíram um grande modelo de fazenda de algas marinhas para o cultivo de macroalgas verdes da espécie ulva (chlorophyceae) no estuário do rio Alexander, que está localizado na região de Emek Hefer, na planície costeira mediterrânea de Israel. Percorre toda a extensão de Israel até seu estuário perto de Moshav Beit Yannai.
O Rio Alexandre foi escolhido porque o rio descarrega nitrogênio poluente de campos e cidades próximas a montante no Mar Mediterrâneo. Os dados para o modelo foram coletados ao longo de dois anos de estudos de cultivo controlado.
Os pesquisadores explicaram que o nitrogênio é um fertilizante necessário para a agricultura, mas infelizmente tem um preço ambiental. Uma vez que o nitrogênio chega ao oceano, ele se dispersa aleatoriamente, danificando vários ecossistemas. Como resultado, as autoridades locais estaduais gastam muito dinheiro na redução das concentrações de nitrogênio na água, seguindo convenções nacionais e internacionais que limitam o carregamento de nitrogênio nos oceanos e mares, inclusive no Mar Mediterrâneo.
“Meu laboratório pesquisa processos básicos e desenvolve tecnologias para a aquicultura”, explica Golberg. “Estamos desenvolvendo tecnologias para o cultivo de algas marinhas no oceano a fim de compensar o carbono e extrair várias substâncias, como proteínas e amidos, para oferecer uma alternativa marinha à produção agrícola terrestre. Neste estudo, mostramos que se as algas forem cultivadas de acordo com o modelo que desenvolvemos, nos estuários dos rios, elas podem absorver o nitrogênio para se adequar aos padrões ambientais e evitar sua dispersão na água e, assim, neutralizar a poluição ambiental. Desta forma, nós realmente produzimos uma espécie de instalação de descontaminação natural com significativo valor ecológico e econômico, uma vez que as algas marinhas podem ser vendidas como biomassa para uso humano.”
Os pesquisadores disseram que o modelo matemático prevê a produção agrícola e vincula a produção de algas marinhas e a composição química à concentração de nitrogênio no estuário. “Nosso modelo permite que agricultores marinhos, bem como órgãos governamentais e ambientais, saibam com antecedência qual será o impacto e quais serão os produtos de uma grande fazenda de algas marinhas – antes de estabelecer a fazenda real”, acrescentou Zollman. “Graças à matemática, sabemos como fazer os ajustes também em grandes fazendas agrícolas e maximizar os benefícios ambientais, incluindo a produção das quantidades de proteínas desejadas para a agricultura.”
“É importante entender que o mundo todo está caminhando para a energia verde, e as algas podem ser uma fonte significativa”, comentou Liberzon, “e ainda hoje, não existe uma única fazenda com capacidade tecnológica e científica comprovada. As barreiras aqui também são científicas. Não sabemos realmente qual será o impacto de uma grande fazenda no meio ambiente marinho. É como passar de uma horta fora de casa para campos infinitos de agricultura industrial. Nosso modelo fornece algumas das respostas, na esperança de convencer os tomadores de decisão de que essas fazendas serão lucrativas e ecologicamente corretas. Além disso, pode-se imaginar cenários ainda mais abrangentes. Por exemplo, energia verde.”
Liberzon acrescentou que “se soubéssemos como utilizar as taxas de crescimento para energia em melhores percentuais, seria possível embarcar em um cruzeiro de um ano com um quilo de alga marinha, sem nenhum combustível adicional além da produção de biomassa em um ambiente marinho.”
“A conexão interessante que oferecemos aqui é o cultivo de algas marinhas às custas do tratamento com nitrogênio”, concluiu Golberg. “Na verdade, desenvolvemos uma ferramenta de planejamento para a instalação de fazendas de algas marinhas em estuários para tratar os dois problemas ambientais e, ao mesmo tempo, gerar benefícios econômicos. Oferecemos o projeto de fazendas de algas marinhas em estuários de rios contendo grandes quantidades de resíduos de nitrogênio relacionados à agricultura para reabilitar o estuário e evitar que o nitrogênio atinja o oceano enquanto cultivam as próprias algas marinhas para alimentação. Desta forma, a aquicultura complementa a agricultura terrestre.”
Publicado em 01/09/2021 08h08
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