Projeto de fotobiorreator de fluxo contínuo e respectiva automação

Abstract

Frente às complicações trazidas pelas mudanças climáticas causadas pela atividade industrial humana, a busca por tecnologias de fixação de carbono está se tornando cada vez maior. Organismos como as microalgas apresentam resultados promissores para este fim, além de oferecer diversos subprodutos que vão de biocombustíveis até cosméticos; muito embora haja complicações em escalar a produtividade desses microrganismos pelas vias tradicionais. Assim, este trabalho apresenta o projeto e simulação de um fotobiorreator e sua respectiva automação, visando a produção de microalgas. Foram critérios do projeto o baixo custo, a facilidade de montagem e desmontagem além da análise do sistema, ou seja, a possibilidade de verificar continuamente o que ocorre no sistema. Foram simulados tanto o comportamento dos fluidos quanto o funcionamento da lógica de programação no microcontrolador, contemplando o controle de diversas variáveis críticas para o desenvolvimento das microalgas, tais como nível de pH do meio de cultivo, temperatura, luminosidade e densidade. A simulação indicou que o sistema é funcional, ou seja, modelos de fotobiorreator automatizado como este são promissores e viáveis tanto no que tange à solução ambiental como também em termos sociais e didáticos, por incentivar a cultura maker, isto é, “Do It Yourself” (Faça Você Mesmo) e apresentar uma forma de geração de renda alinhada à sustentabilidade.

Due to the intense human industrial activity, and consequent climate change, the search for carbon fixation technologies became bigger and bigger. Organisms such as microalgae show promising results for this purpose, in addition to offering several by-products ranging from biofuels to cosmetics. Nonetheless, there are complications in scaling the productivity of these microorganisms through traditional ways. Thus, the aim of this work is the design and simulation of a photobioreactor and its respective automation, owing adequate equipment for microalgae production. The project criteria were low cost, ease of assembly and disassembly, in addition to easiness for system analysis, i. e., possibility of continuously checking what is happening in the system. Not only the behavior of the fluids inside the reactor but also the operation of the programming logic in the microcontroller were simulated, contemplating the control of several critical variables for the development of microalgae, such as pH level of the culture medium, temperature, luminosity, and density. The simulation indicated that the system is functional, i.e., automated photobioreactor models like this one are promising and viable in terms of the environmental solution as well as in social and didactic terms, since encouraging the maker culture, “Do It Yourself”, and present a form of income generation aligned with sustainability.