UNIVERSIDADE CANDIDO MENDES PÓS

UNIVERSIDADE CANDIDO MENDES
PÓS-GRADUAÇÃO “LATO SENSU”
INSTITUTO A VEZ DO MESTRE
Potencial Comercial das Algas e suas Aplicabilidades em
Sistemas de Gestão Ambiental
RODRIGO TOMAZETTO DE CARVALHO
PROFESSOR – ORIENTADOR
FRANCISCO CARREIRA
2
Rio de Janeiro
2011
UNIVERSIDADE CANDIDO MENDES
PÓS-GRADUAÇÃO “LATO SENSU”
INSTITUTO A VEZ DO MESTRE
Potencial Comercial das Algas e suas Aplicabilidades em
Sisemas de Gestão Ambiental
Apresentação de monografia à Universidade
Candido Mendes como condição prévia para
conclusão do Curso de Pós Graduação “Lato
Sensu” em Gestão Ambiental.
Por: Rodrigo Tomazetto de Carvalho
3
4
AGRADECIMENTOS
Agradeço a todos que estiveram
presentes em minha vida, meu
pai, minha mãe e meu irmão e
meus avós. Alem dos parentes
“de sangue, agradeço também
aos verdadeiros amigos que me
me ajudaram, me aconselharam
e tem parcela de contribuição
para quem eu me tornei.
5
DEDICATÓRIA
“Pensar é o trabalho mais
difícil que existe. Talvez
por isso tão poucos se
dediquem a ele.”
Henry Ford
6
RESUMO
O presente trabalho apresenta uma visão geral das algas, em
relação
ao
seu
habitat,
desenvolvimento,
reprodução
e
adptatividade aos diferentes meios. Levando em consideração
todos esses fatores, bióticos e abióticos, estes indivíduos criaram
mecanismos de ordem física e química, que podem ser muito úteis
para os seres humanos, em diversos ramos de atuação, variando
da industria alimentícia, a industrias químicas, até os cosméticos
mais cobiçados.
Além de todo o potencial econômico exibido pelos produtos
extraídos das algas, estas também assumem papel importante no
monitoramento de ambientes, através de sua habilidade única de
seqüestrar metais pesados. Esta qualidade lhe confere um outro
papel importante, no tratamento de efluentes de indústrias, como
um sistema de aprisionamento desses metais através de sua
biomassa, ou massa morta, podendo ser utilizado em larga escala
e tendo uma boa aceitação no mercado de tecnologia limpa.
Assim, o objetivo deste trabalho foi de trazer informações
sobre as funcionalidades dadas aos produtos derivados das algas e
relaciona-las ao seu ambiente e aspectos biológicos a que as algas
são expostas.
Palavras-chave: algas, polissacarídeos, metais pesados, biomassa
7
Abstract
The present work shows an overview of algae in relation to
their habitat, development, reproduction and adptability to different
enviroment. Taking into account biotic and abiotic factors, these
individuals have created physical and chemical mechanisms, which
can be very useful to humans in many ways, ranging from food
industry, the chemical, the most expensive cosmetics. Beyond all
the economic potential exhibited by the products extracted from
algae, they also play an important role in environmental monitoring,
through its unique ability to sequester heavy metals. This quality
gives another important role in the treatment of effluents from
industries, such as a system of imprisoning these metals by the
biomass, or dead weight, and can be used on a large scale and
having a good acceptance in the market for clean technologies.
Thus, the aim was to bring about the features given to
products derived from algae and relates them to their environment
and biological aspects wich algae are exposed.
Keywords: algae, polysaccharides, heavy metals, biomass
8
METODOLOGIA
A metodologia utilizada neste trabalho se resume a uma
grande pesquisa realizada em diversas bases de dados e trabalhos
científicos, publicados em revistas científicas de grande impacto
mundial. Para isso, foram utilizadas as bases Pubmed e Web of
Science. Alguns outros sites foram pesquisados (ex: Wikipédia)
para compor o conhecimento
Além do acervo virtual, foram utilizadas dissertações de
mestrado e teses de doutorado que abordam o assunto, num
aspecto mais ambiental mostrando as diversas utilidades dos
extratos de algas.
SUMÁRIO
INTRODUÇÃO
CAPÍTULO I
- O início
CAPÍTULO II
- O Grupo
2.1 - Algas Procariontes
2.2 – Algas Eucariontes
2.3 - Ecologia
2.4 – Problemas Ambientais
CAPÍTULO III – As Algas e o Homem
3.1 – Algas Marinhas na Culinária
9
3.2 – Algas Marinhas e o Ágar-Ágar
3.3 - Algas Marinhas Usadas Como Fertilizantes e
Adubos Naturais
3.4 – Uso Medicinal de Algas Marinhas
CAPÍTULO IV – Sistemas de Gestão Ambiental
4.1 – Parede Celular
4.2 – Algas Verdes
4.3 – Algas Pardas
4.4 – Processo
CONCLUSÃO
BIBLIOGRAFIA
10
INTRODUÇÃO
O início
Os oceanos cobrem dois terços de toda a superfície terrestre,
e mesmo após anos de pesquisas realizadas, ele ainda continua
sendo uma grande fonte de substâncias inexploradas. Estudos
sistemáticos em organismos marinhos só começaram a ser feitos
há 40 anos, mas os resultados já provaram que o impacto das
condições diversas e a evolução distinta desses organismos nas
suas vias sintetizantes podem produzir diversas moléculas
complexas não encontradas em organismos terrestres.
As algas foram os primeiros organismos marinhos analisados
quimicamente, com mais de 4,000 artigos publicados, descrevendo
por volta de 3,500 metabólitos secudários, e mesmo após todos
essas descobertas, elas ainda são uma fonte inesgotável de
compostos bioativos.
Na história da humanidade, as plantas terrestres são
utilizadas há muito tempo, com registros que datam de 2600 AC,
com a utilização destas pelo povo da Mesopotâmia. Registros
antigos de Egípcios e Chineses mostraram que os extratos de
planta eram utilizados no preparo de centenas de drogas, que eram
utilizadas para as mais variadas doenças.
No antigo mundo ocidental, o filósofo e naturalista
Theophrastus (300 AC) realizou uma compilação de estudos e
publicou nove livros, que eram intitulados “ History of Plants”
(História das Plantas), aonde eram abordados as características e
as propriedades medicinais de diversas plantas. Alguns séculos
depois, o físico Dioscorides fez uma incursão junto ao exército
romano aonde desenvolveu e guardou diversas prescrições e
formulas aonde eram utilizadas extratos dessas plantas.
Mesmo após séculos de desenvolvimento tecnológico que se
seguiram até os dias de hoje, as plantas ainda representam uma
grande parcela dos princípios ativos de centenas de medicamentos,
11
além de serem utilizadas na medicina alternativa, como a
fitoterapia.
Em relação a organismos marinhos, ainda temos diversas
drogas que incorporam em sua composição extratos de algas,
como por exemplo remédios para problemas respiratórios. Na
África ocidental, o uso de raízes da grama marinha Enhalus
acoroides é muito popular entre pescadores, pois podem ser
utilizadas como remédio contra venenos de diversos animais, como
escorpiões, raias, etc. Essa grama marinha é também utilizada
contra dores musculares, feridas, problemas estomacais e febre.
Tendo em vista que somente de 5 a 15% de toda a
diversidade vegetal terrestre foi estudada e que o ambiente marinho
é de um tamanho gigantesco, fica claro que a natureza ainda pode
ser considerada como uma fonte inesgotável de compostos
bioativos.
Um das grandes dificuldades encontradas pelos seres
humanos nesta busca, é a profundeza dos oceanos, tendo em vista
que somente há 40 anos que começaram a existir técnicas seguras
de mergulho. Até então estávamos limitados aos organismos
obtidos por mergulhos livres, entre 5 e 10 metros de profundidade,
sendo que em algumas regiões, a luz penetra na água até 100
metros, o permitiria estes organismos viverem em locais antes
impossíveis de serem explorados.
Desde 1975 três áreas de estudo sobre organismos marinhos
se desenvolveram muito: Metabólitos Bioativos, Biotoxinas e a
Ecologia Química. Até os dias de hoje, mais de 15000 compostos
foram isolados de organismos marinhos.
Esta considerável gama de metabólitos secundários
encontrados nesses organismos não é por acaso. Devido a grande
competitividade nos ambientes marinhos (principalmente em zonas
costeiras), estes organismos foram obrigados a desenvolverem
estratégias únicas de defesa, pricipalmente através desses
metabólitos
As algas compreendem vários grupos de seres vivos
aquáticos e autotróficos, ou seja, que produzem a energia
necessária ao seu metabolismo através da fotossíntese. A maior
parte das espécies de algas são unicelulares e, mesmo as mais
complexas – algumas com tecidos diferenciados – não possuem
raízes, caules ou folhas verdadeiras.
12
Embora tenham, durante muito tempo, sido consideradas
como plantas, apenas as algas verdes têm uma relação evolutiva
com as plantas terrestres (Embriófitas); os grupos restantes de
algas representam linhas independentes de desenvolvimento
evolutivo, paralelo.
O Grupo
2.1 - Algas
O termo alga se refere a uma diversa e extensa gama de
organismos que contem clorofila e realizando a fotossíntese através
da utilizização do oxigênio.
Apesar da maioria das algas serem microscópicas e
consideradas microorganismos, diversas delas são macroscópicas
em sua morfologia.
Diversas características podem ser utilizadas para a
classificação desses organismos, incluindo a natureza de sua
clorofila, a química da parede celular e a presença ou ausência de
flagelos. Uma das características comuns em todas as algas, é a
presença da clorofila a. Porém, há a possibilidade de outros
fitopigmentos estarem associados a clorofila a. A natureza de
reserva do polímero sintetizado como resultado da fotossíntese
também é um fator determinante na classificação dos indivíduos.
Em importante ressaltar que diversos esquemas de classificação já
foram propostos e hoje o mais aceito é o proposto por Bold e
Wynne. De acordo com os pesquisadores, suas divisões incluem
Cyanophyta,
Prochlorophyta,
Phaeophyta,
Chlorophyta,
Charophyta, Euglenophyta, Chrysophyta, Pyrrhophyta, Cryptophyta
e Rhodophyta.
Quando comparamos as outras divisões com a divisão
Phaeophyta, importantes diferenças são vistas nos produtos de
armazenamento que eles utilizam assim como na química estrutural
de suas paredes celulares. Nas Phaeophyta, laminarana é o
produto de reserva principal, enquanto nas Rhodophyta seriam as
florideanas. Essa parede celular é muito importante em relação a
bioabsorção, aonde sua presença é fundamental (algumas
espécies de algas não possuem parede celular) e alem dela, sua
composição química é de extrema importância, pois a bioabsorção
é atribuída as algas pelas propriedades de suas paredes, aonde
13
tanto a atração eletroestática quanto a complexação são processos
que podem ocorrer para a captura de íons divalentes.
Células com parede celular típica de Phaeophytas,
Rhodophytas, e muitas Chlorophytas são formadas por umas
complexa rede fibrilar de celulose, embebida em uma matriz amorfa
de polissacarídeos e, entre as classes, há uma diferença estrutural
da parede, pois os poilissacarídeos que a constituem, são
diferentes, assim podendo se distinguir a classe da alga.
Parede Celular das algas
2.1- Algas Procariontes (do Reino Monera ou Bacteria)
As "algas azuis" ou cianofíceas, modernamente classificadas
Cyanobacteria como uma divisão dentro do domínio Eubacteria ou
"verdadeiras" bactérias (ou reino Monera) foram dos primeiros
seres vivos a aparecerem na Terra, com o mais antigo fóssil datado
em 3800 milhões de anos (Pré-Câmbrico) e acredita-se que tenham
tido um papel preponderante na formação do oxigénio da
atmosfera.
Estes organismos têm uma estrutura procariótica, sem uma
verdadeira membrana nuclear e com os pigmentos fotossintéticos
dispersos no citoplasma.
14
Algas cianfíceas em colónia.
2.2- Algas Eucariontes (Reino Protista)
Todos os restantes grupos de algas são eucarióticos (com
uma verdadeira membrana nuclear) e realizam a fotossíntese
usando organelas chamadas cloroplastos. Os cloroplastos contêm
DNA e têm uma estrutura semelhante às cianobactérias – pensa-se
que evoluíram a partir de uma alga mais "primitiva" que era
endossimbionte.
Algas unicelulares, as diatomáceas
15
Algas vermelhas pluricelulares
Algas verdes
2.3- Ecologia
As algas têm um importantíssimo papel na biosfera – aliás,
sempre tiveram, basta recordar que foram elas as primeiras
produtoras de oxigénio no nosso planeta. No presente, elas são as
responsáveis pela maior parte da produção nos ecossistemas
aquáticos: como produtores primários, elas formam a base da
cadeia alimentar desses ecossistemas.
As macroalgas marinhas, ou seja, as que têm dimensões
maiores que as do fitoplâncton, como as algas verdes, vermelhas e
castanhas, podem, por vezes colonizar grandes porções do
substrato, fornecendo refúgio, alimento e mesmo substrato
secundário a uma grande variedade de organismos, tornando-se
num microhabitat específico dentro dum ecossistema maior.
16
Algumas algas são excelentes indicadores de determinados
problemas ecológicos. Por exemplo, quando se vê um tapete de
alfaces-do-mar ou de algas azuis numa zona, isso é normalmente
indicador de poluição por excesso de efluentes nitrogenados.
Por vezes, as algas planctônicas multiplicam-se demasiado –
normalmente em condições de temperatura óptima e de nutrientes
abundantes – formando o que se chama "flor-da-água". Este
fenômeno pode ser uma indicação de poluição, como indicado
acima, e pode levar à destruição da biodiversidade duma massa de
água (lago, estuário), uma vez que as algas que morrem são
decompostas, levando à diminuição do oxigénio na água. Mas pode
também ser um fenômeno natural, que desaparece quando a
temperatura muda e quando os nutrientes são esgotados pelas
algas; nesse caso, a população planctonica normalmente regressa
aos níveis normais.
Um fenômeno semelhante mas mais grave acontece quando,
associadas à poluição, o grande acúmulo de nutrientes provoca um
aumento desenfreado das algas Pirrofíceas (Alga Cor-de-Fogo),
formando o que se chama maré vermelha. Nesta situação, estes
organismos produzem toxinas avermelhadas e podem provocar a
morte de uma grande quantidade de peixes e mesmo de aves ou
outros animais que deles se alimentam.
Maré Vermelha
2.4- Problemas Ambientais
O contexto mundial relacionado ao meio ambiente vem
mudando sensivelmente nas últimas décadas. Apesar de existir
17
uma quantidade de água suficiente para o consumo da fauna e
flora mundiais, é necessária a preservação e o uso racional e
sustentável da água, evitando, assim, sua escassez. A
preocupação com a preservação dos recursos naturais não
renováveis, especialmente a água, tem incentivado campanhas
contra a poluição de rios e oceanos, visando a melhoria da
qualidade dos efluentes lançados nos corpos receptores.
A eminente escassez de água é uma das maiores
preocupações da atualidade, considerada por alguns especialistas
como o maior desafio deste século. No entanto, tão importante
quanto aumentar a oferta é investir na preservação da qualidade e
no reaproveitamento da água que dispomos hoje.
O problema do uso sustentável e responsável dos recursos
hídricos vem sendo discutido atualmente por diversos
pesquisadores, ambientalistas e representantes da sociedade civil.
Dados alarmantes sobre a distribuição desigual de água doce, a má
utilização deste recurso e a possibilidade da sua escassez têm
acarretado uma maior preocupação por parte das entidades
fiscalizadoras e o estabelecimento de leis ambientais mais severas
para o descarte de efluentes.
Neste contexto, o reuso de água apresenta-se como uma
excelente solução para a utilização racional deste recurso. As
indústrias, de um modo geral, são grandes consumidoras de água e
geram enormes quantidades de efluentes que devem ser tratados
antes de serem descartados. Portanto, a possibilidade de
diminuição da captação de água e, conseqüentemente, do seu
consumo em diversas correntes dos processos e para diferentes
finalidades, como por exemplo, a utilização de água de boa
qualidade para resfriamento de reator, deve sempre ser avaliada
analisando-se a problemática atual.
Além disso, a crescente conscientização e a propagação da
importância de uma indústria possuir a imagem de uma empresa
com responsabilidade social e ambiental tem tornado a questão do
reuso de água bastante relevante.
A poluição hídrica gerada por metais pesados tem recebido
uma especial atenção em função dos efeitos causados pela sua
toxicidade. Os métodos convencionais mais utilizados para a
remoção de metais pesados, tais como chumbo e cádmio, são
processos químicos como a oxidação química, precipitação química
e redução química e os processos de separação física como
filtração e sedimentação. Estes métodos nem sempre são
18
eficientes e geralmente apresentam custo elevado além de gerar
resíduos sólidos, necessitando assim de uma nova etapa de
tratamento. Assim, é interessante buscar tecnologias alternativas
que sejam econômica e tecnicamente mais viáveis do que as
técnicas convencionais. Neste sentido, a adsorção usando como
adsorventes resinas naturais ou sintéticas e biomassa é uma
alternativa para o tratamento de efluentes contendo metais
pesados. A fácil regeneração dos biosorventes aumenta a
economia do processo tornando possível a sua reutilização em
ciclos de sorção múltipla. A otimização do ciclo sorção/dessorção
resulta em efluente livre de metal e pequeno volume de alta
concentração de metal em soluções dessorvidas, facilitando uma
recuperação do metal por processos convencionais. Certos tipos de
biomassa podem reter relativamente grandes quantidades de íons
metálicos por sorção e/ou complexação passiva. Isso é comumente
conhecido como “biossorção”.
Devido às suas toxicidades agudas, os metais pesados são
considerados um risco potencial para a saúde dos seres humanos
e o meio ambiente. Um dos exemplos é o cádmio que representa
uma séria ameaça à saúde humana, pois este se acumula ao longo
da cadeia alimentar.
A utilização industrial deste metal é intensa nas indústrias de
pigmentos de tinta, plásticos, preparação de ligas metálicas e
baterias de prata-cádmio (VOLESKY, 1990; WASE E FORSTER,
1997; CORDERO, 2004).
Já o zinco é simultaneamente um elemento essencial e um
microcontaminante, pois ele combate o envelhecimento precoce e
participa da composição de algumas enzimas e proteínas. Porém,
este metal em altas concentrações é altamente tóxico e pode ser
prejudicial à saúde humana. As correntes de descarte de efluentes
industriais que contêm níveis significativos de zinco incluem
aquelas resultantes da produção de aço, contendo etapas de
galvanização, durante a etapa de chapeamento de metais e de
zinco, na produção de fibra e fio de viscose, na produção de polpa
de madeira e de papel. Outros metais podem ser citados como
prejudiciais a nossa saúde e a de outras espécies que são
expostas a eles, como o cromo, cobre, chumbo, níquel, etc.
19
As algas e o homem
Além da contribuição no que se refere à renovação do
oxigênio atmosférico, sustentar a vida aquática e a formação de
nuvens e chuvas, as algas são úteis ao homem de diversas outras
maneiras. As algas podem ser utilizadas em pesquisas científicas e
empregados como excelentes meios de cultura, fertilizantes devido
ao seu elevado teor nutritivo ou como ração para animais, fornecem
interessantes matérias-primas empregadas pelo homem.
3.1- Algas Marinhas na Culinária
Em muitos países, principalmente no Oriente, as Algas
Marinhas fazem parte da alimentação diária, elas são fonte de
proteínas, vitaminas e sais minerais.
Entre os grupos mais consumidos estão as Algas Marinhas
Vermelhas (Rhodophyta), que podem ser cultivadas em viveiros ou
simplesmente coletadas no ambiente marinho.
Porphyra (nori), uma alga vermelha é consumida por muitos
habitantes do Pacífico Norte e, com a popularização do sushi,
também por muitos habitantes do resto do mundo. Várias outras
algas vermelhas são consumidas nas ilhas do Pacífico, bem como
nas praias do Atlântico Norte.
Em geral, algas marinhas não tem um valor nutritivo alto, já
que nos faltam enzimas em nosso aparelho disgestório para
quebrar moléculas de celulose e aproveitar as proteínas e lipídios
decorrentes desta quebra. Contudo, as algas marinhas oferecem
20
sais essenciais, bem como inúmeras vitaminas e elementos em
quantidade mínima importantes, sendo valiosos suplementos
alimentares.
Algumas das Algas Marinhas comestíveis mais conhecidas são o
Nori, utilizado pelos japoneses no preparo do sushi, e o Kombu e o
Wakame, duas que fazem parte de pratos chineses e japoneses,
como sopas, molhos e carnes.
As Algas Marinhas também podem ser encontradas entre os
ingredientes de rações para animais, muitos alimentos utilizados na
pecuária possuem como base uma farinha feita de Algas Marinhas
desidratadas e moídas.
3.2- Algas Marinhas e o Agar.
As Algas Marinhas (Rhodophyta), agarofitas produzem o
ágar, os alginatos e os carragenanos que são colóides. Colóide é
uma mistura de substâncias com moléculas muito pequenas que
pode formar soluções viscosas, como géis de diferentes texturas.
O Ágar é utilizado em laboratórios para preparar meios de
cultura para bactérias e outros organismos, também é empregado
nas áreas de biologia molecular e biotecnologia, na fabricação de
géis utilizados nos processos de extração e amplificação de
material genético. É utilizado também na produção de cápsulas que
contem vitaminas e medicamentos, na fabricação do material de
moldes dentários, como base de cosméticos.
Os alginatos estão presentes na composição de diversos
alimentos e bebidas industrializadas, como sorvetes e cervejas,
atuam como substâncias gelificantes, estabilizantes, emulsificantes.
São largamente utilizados também em indústrias farmacêutica
como microencapsulador de medicamentos e na indústria de papel
e de solda, como espessantes e estabilizadores coloidais.
As carragenanas são empregadas principalmente na
fabricação de alimentos com consistência gelatinosa ou cremosa,
como gelatinas e patês, também são utilizados na produção de
tintas e cosméticos, como cremes e pasta de dente.
3.3- Algas Marinhas Usadas Como Fertilizantes e Adubos
Naturais
21
As Algas Marinhas podem ser utilizadas como uma forma de
adubação natural e eficaz, seus talos são ricos em minerais
essenciais ao desenvolvimento das plantas, como o nitrogênio e o
potássio. Os fertilizantes para uso agrícola são fabricados a partir
de talos desidratados e comercializados na forma de pequenos
grãos ou em pó.
Também existem extratos líquidos de Algas Marinhas que, por
serem concentrados, podem ser diluídos e aplicados em jardins ou
vasos de plantas.
Em regiões temperadas do Hemisfério Norte, as algas
marinhas são colhidas para a exploração de seu material
inorgânico, que em função de sua riqueza em sais de sódio e
potássio, possuem grande valor para a indústria de fertilizantes.
3.4- Uso Medicinal de Algas Marinhas
O uso medicinal de Algas Marinhas na cura e prevenção de
doenças faz parte da cultura milenar de muitos países, como China,
Coréia e Japão. A eficácia das Algas Marinhas foi reconhecida,
pelo meio científico, no tratamento do bócio, doença que afeta o
metabolismo do iodo.
Alguns medicamentos, utilizados na regulação do apetite,
contêm substâncias extraídas de Algas Marinhas, que, ao entrarem
em contato com soluções aquosas, se expandem no interior do
estômago, transmitindo uma sensação de saciedade ao cérebro.
Pesquisas vêm sendo realizadas para analisar a eficácia das
Algas Marinhas no tratamento de diversas doenças, tais como
asma, bronquite, verminoses, artrite e hipertensão.
Embora já tenham sido desenvolvidas tantas aplicações para
as Algas Marinhas e suas substâncias, em diversos setores, como
as indústrias química, alimentícia e farmacêutica, e continuam
realizando estudos em busca de novas descobertas.
22
Sistemas de Gestão Ambiental
Na busca para o tratamento correto de cada efluente, o ser
humano desenvolveu diversas formas de tratamento para cada tipo
de contaminante:
23
Tabela 1: Operações de tratamento para tipo de contaminante
24
Tabela 2: Processos de tratamento de efluentes para metais pesados
Dentre os que foram encontrados, a utilização da biomassa
de produtos naturais foi a que apresentou bons resultados em
diversos tipos de remoção, garantido assim, o começo de diversos
estudos sobre os materiais naturais que pudessem ser utilizados
em larga escala e que demonstrassem um bom custo-benefício.
Entre esses produtos naturais, as algas tiveram grande
destaque, principalmente em relação ao tratamento de efluentes
químicos poluídos com metais pesados . E não é a toa que elas
25
possuem tal característica, pois ela se dá pela estrutura da parede
celular dessas algas.
4.1- Parede Celular
As algas demonstram uma considerável diferença estrutural e
química de suas paredes celulares. Em muitos casos, a parede
celular é composta de uma rede de microfibrilas de celulose, que
estão ligadas a outros polissacarídeos como a pectina, xilanas,
mananas, ácidos algínicos ou fucanas. Em algumas algas, as
paredes são consideravelmente mais rígidas, devido a deposição
do carbonato de cálcio (algas calcáreas). Algumas ocasiões, a
quitina ( um outro tipo de polímero) está presente na parede de
certas algas.
Em algas diatomáceas, a parede celular é composta de sílica,
e proteínas e polissacarídeos acessórios. Mesmo após a morte do
organismo e o desaparecimento da parte orgânica, a extrutura
externa de sílica ainda persiste. As paredes celulares de algas são
permeáveis a moléculas de baixo peso molecular como a água,
íons, gases e nutrientes. Sua estrutura é formada através de uma
rede de microfibrilas de celulose, embebidas em uma matrix celular
amorfa. Algumas outras substâncias também podem ser
encontradas em sua formação, dependendo da alga, podem ser
encontrados o agar e a carragenana, polissacarídeos presentes
nas algas vermelhas, ou ácidos algínicos e fucanas em algas
pardas.
Como alguns trabalhos citam, esses polissacarídeos
constituintes da parede celular detas algas tem uma grande
afinidade por íons divalentes, inclusive metais como ferro, cádmio e
zinco
Salgado et al em 2004, descreu o processo de acumulação
de metais pesados pela alga parda Padina gymnosporaI, uma das
algas mais resistentes a altas concentrações de metais.
26
Salgado et al 2004; marcação contra metais pesados, foram encontrados
metais por toda a parede celular e em estruturas chamadas “fisóides.
Ciente desta capacidade de acumulação, diversas empresas
começaram a desenvolver estratégias de como utilizar biomassa de
algas em processos de remoção de metais pesados de seus
efluentes poluídos.
Na tabela abaixo exibida na revisão de Lesmana et al 2009, é
exibida a capacidade de bioacumulação de algumas algas:
27
4.2- Algas Verdes
Caulerpa Lentillifera é uma macroalga marinha verde
cultivada principalmente como um alimento para animais e seres
humanos, mas também pode ser usado para tratar águas residuais
provenientes de fazendas de camarão. Este tipo particular de algas
também foi empregada nas lagoas de tratamento de um sistema de
ciclo fechado de cultura marinha para manter o balanço de
compostos nitrogenados. Sua quantidade excessiva, como
resultado do seu rápido crescimento tem criado muitas vezes
28
problemas. Por essa razão, sua aplicação como um biossorvente
para metais é muito atraente. Pavasant et al., por exemplo, olhou
para a sua viabilidade no processo de biossorção. Eles estudaram
a sorção de Cu (II), Cd (II), Pb (II) e Zn (II) em Caulerpa lentillifera
em diferentes pH e tamanhos de partículas. Com base nos
resultados de FTIR, que denota que os grupos funcionais possíveis
envolvidos na sorção de metais usando este algas foram ácidos
carboxílicos, aminas, amidas, sulfonila e grupos sulfonato.
Biossorção de Cu (II) e Pb (II) por Cladophora fascicularis foi
analisada em função do pH inicial, concentração de metais
pesados, temperatura e outros íons co-existentes por Deng et al..
Eles relataram que o processo de biossorção foi dependente do pH.
Em conformidade, o pH pode afetar a protonação dos grupos
funcionais da biomassa, bem como a composição química do
metal. Em condições ácidas, ligantes parede celular são
protonados, e cátions metálicos, consequentemente não pode
aproximar-se em direção a eles como forças repulsivas estão em
vigor. Com um aumento do pH, mais ligantes com grupos amino,
carboxil e fosfato estariam expostos a íons metálicos, uma vez que
têm uma carga negativa, resultando em uma força atrativa.
4.3- Algas Pardas
As paredes celulares de algas marrons em geral contêm três
componentes: celulose, o apoio estrutural ; ácido algínico, um
polímero de ácidos manuronico e guluronico e os correspondentes
sais de sódio, potássio, magnésio e cálcio e polissacarídeos
sulfatados. Assim, carboxila e sulfato são os grupos predominantes
neste alga. Métodos de reticulação e oxidação podem ser utilizados
para modificar a superfície química da alga parda Laminaria
japonic.
Epicloridrina e permanganato de potássio têm sido
utilizados
como
agentes
de
reticulação
e
oxidação,
respectivamente. O tratamento com resultados epicloridrina em
uma reticulação química entre polissacarídeos diversos, através
dos grupos hidroxílicos em condições alcalinas. Os resultados
mostraram que epicloridrina modificou as algas que desenvolveram
uma elevada capacidade de absorção para a remoção de chumbo
(Pb), devido ao aumento da quantidade de grupos ácido carboxílico
em modificação. Um estudo comparativo de biossorção de metais
pesados em diferentes tipos de algas foi realizada pelo Romera et
al. A capacidade de sorção de seis diferentes algas (verde,
29
vermelho e marrom) foi avaliado na recuperação de cádmio (Cd),
níquel (Ni), zinco (Zn), cobre (Cu) e chumbo (Pb) em soluções
aquosas. O pH ótimo para a recuperação de Cd (II), Ni (II) e Zn (II)
foi 6. No caso do Cu (II) e Pb (II) de recuperação, um pH inferior a 5
foi considerado favorável.
4.4- Processo
Conclusão
Muito neste trabalho foi discutido sobre as algas marinhas,
suas origens, suas diferenças, suas propriedades e o que elas
podem nos trazer de importantes para continuarmos sustentando
nosso modo de vida.
Podemos afirmar com certeza que a espetacular “maquinaria”
desenvolvida por estes seres vivos como um modo contra defesa,
como um modo de sustentação de seus indivíduos, é
extremamente efetiva e nós não temos ainda esse tipo de
“tecnologia, assim importamos ela das algas, pois produzir
30
polissacarídeos como esses em laboratório é uma tarefa
extremamente difícil.
Porém como todo o recurso natural que o ser humano utiliza,
deve ser muito bem administrado. Temos que ter a consciência de
que os processos que ocorrem em nosso planeta são cíclicos e se
nós precisamos de algum recurso, temos que preserva-lo.
A importância da preservação desses seres vivos não é
importante somente para o mercado. Eles tem papeis essenciais na
produção primária de nosso planeta e no seqüestro de dióxido de
carbono, evitando assim uma maior catástrofe oriunda do
aquecimento global.
No que diz respeito aos sistemas de Gestão Ambiental, há a
precisão muito favorável no uso de biomassa de algas marinhas,
pois a alta capacidade de bioacumulação de metais pesados, um
dos maiores entre todos os métodos utilizados, é aliada ao baixo
preço de aquisição do material, alem de ser muito mais simples o
seu acondicionamento para ser inutilizado.
Como podemos ver, as algas podem representar uma grande
fonte de materiais úteis para o desenvolvimento limpo seja na
utilização como retentor de metais pesados, seja na culinária ou
como biocombustível para nossos automóveis, as algas precisam
ser melhor estudadas e exploradas com muita consciência.
31
REFERÊNCIAS
Al-Rub F.A.A., El-Naas M.H., Ashour I., Al-Marzouqi M. 2006.
Biosorption of copper on chlorella vulgaris from single, binary and
ternary metal aqueous solutions, Process Biochem. 41 457–464.
Aksu Z, Acikel U, 2000. Modelling of a single-staged bioseparation
process for simultaneous removal of iron(III) and chromium(VI) by
using Chlorella vulgaris, Biochem. Eng. J. 4 229–238.
Apiratikul P, Pavasant P, 2008. Batch and column studies of
biosorption of heavy metals by caulerpa lentillifera, Bioresource
Technol. 99 2766–2777.
Cordero, B., Lordeiro, P., Herrero, R., 2004. "Biosorption of
Cadmium by Fucus Spiralis", Environ. Chem., v. 1 (2004), pp. 180187.
Deng L,Su Y,Su H,Wang X,Zhu Z, 2006. Biosorption of copper(II)
and lead(II) from aqueous solutions by nonliving green algae
Cladophora f ascicularis: equilibrium, kinetics and environmental
effects, Adsorption 2 267–277.
Fagundes-Klen M.R., Ferri P., Martins T.D., Tavares C.R.G., Silva
E.A.2007. Equilibrium study of the binary mixture of cadmium-zinc
ions biosorption by the Sargassum filipendula species using
adsorption isotherms models and neural network, Biochem. Eng. J.
34 136–146.
Freitas O.M.M., Martins R.J.E., Delerue-Matos C.M., Boaventura
R.A.R. 2008. Removal of Cd(II), Zn(II) and Pb(II) from aqueous
solutions by brown marine macro algae: kinetic modelling, J.
Hazard. Mater. 153 493–501.
Pavasant P., Apiratikul R., V. Sungkhum, P. Suthiparinyanont, S.
Wattanachira, Marhaba T.F. 2006. Biosorption of Cu2+ ,Cd2+
,Pb2+ ,and Zn2+ using dried marine green macroalga caulerpa
lentillifera, Bioresource Technol. 97 2321–2329.
32
Volesky, B., 1990. Biosorption of Heavy Metals. Boca Raton, CRC
Press.
Wase, J., Forster, C. F., 1997. Biosorbents for Metals Ions. London,
Taylor & Francis.
www.wikipedia.com