Microalgas inteligentes: pesquisa da UFRPE une tratamento de águas poluídas, economia circular e inteligência de dados

Tecnologia desenvolvida por pesquisadora transforma microalgas em aliadas no tratamento de efluentes e busca dar novo valor à biomassa produzida

Imagine utilizar organismos microscópicos para ajudar a retirar poluentes da água e, depois, aproveitar esses mesmos organismos para produzir novos recursos. É essa a ideia por trás de uma pesquisa desenvolvida na Universidade Federal Rural de Pernambuco (UFRPE), que une biotecnologia, tratamento de efluentes, economia circular e inteligência de dados.

A proposta é coordenada pela pesquisadora Barbara de Cassia Soares Brandão, do Programa de Pós-Graduação em Recursos Pesqueiros e Aquicultura da UFRPE, e integra o projeto “Plataforma inteligente baseada em microalgas para biorremediação de efluentes, valorização da biomassa e geração de métricas ambientais”.

Em termos simples, a pesquisa busca fazer com que as microalgas atuem como uma espécie de filtro biológico vivo. Elas utilizam nutrientes presentes na água, como nitrogênio e fósforo, para crescer. Ao fazer isso, ajudam a retirar esses compostos do efluente e, consequentemente, melhorar sua qualidade.

A estratégia está alinhada a uma linha de pesquisa que Barbara vem desenvolvendo há anos. Em 2023, ela foi uma das autoras de uma revisão científica sobre o uso de microalgas no tratamento de águas residuais domésticas. O trabalho mostrou o potencial desses organismos para a biorremediação — processo no qual seres vivos são utilizados para reduzir ou remover contaminantes — e para a produção de biomassa com aplicações biotecnológicas.

Pequenos organismos, grande potencial

As microalgas são organismos microscópicos capazes de realizar fotossíntese, processo semelhante ao realizado pelas plantas. Elas utilizam luz, água e dióxido de carbono para crescer e, dependendo da espécie e das condições de cultivo, podem incorporar nutrientes presentes no meio.

É justamente essa característica que interessa aos pesquisadores.

“Podemos dizer que elas funcionam como um ‘filtro biológico’ natural”, explica Barbara.

Quando utilizadas em sistemas de tratamento, as microalgas podem absorver principalmente nutrientes como nitrogênio e fósforo. Esses elementos são importantes para o crescimento dos próprios organismos, mas, quando chegam em excesso aos ambientes aquáticos, podem contribuir para problemas ambientais, como a eutrofização — processo que provoca crescimento excessivo de algas e pode reduzir a disponibilidade de oxigênio na água.

A revisão científica publicada por Barbara e colaboradores destaca que diferentes espécies e sistemas de cultivo vêm sendo estudados para o tratamento de águas residuais. Entre as abordagens identificadas estão cultivos de microalgas associados a bactérias, culturas mistas e espécies como Chlorella vulgaris e integrantes da família Scenedesmaceae.

Da água poluída para uma nova matéria-prima

Mas a proposta não termina quando a água é tratada.

Durante o processo, as microalgas crescem e produzem biomassa. Em vez de considerar esse material simplesmente como um resíduo, a pesquisa busca transformá-lo em um novo recurso.

É aí que entra o conceito de economia circular.

Na lógica tradicional, um resíduo é produzido, tratado e descartado. Na economia circular, busca-se manter materiais e nutrientes em uso pelo maior tempo possível, criando novas aplicações e reduzindo desperdícios.

No caso das microalgas, a biomassa produzida pode apresentar diferentes possibilidades de aproveitamento, dependendo de sua composição e, principalmente, da qualidade do efluente utilizado no cultivo.

Entre as possibilidades estão a produção de biofertilizantes e bioestimulantes para plantas, compostagem e bioenergia. Em determinadas condições, quando não há contaminantes que comprometam sua segurança, a biomassa também pode ser estudada para aplicações como alimentação animal.

“Assim, resolvemos dois problemas ao mesmo tempo: ajudamos a limpar a água e evitamos o desperdício de um recurso que ainda tem valor”, explica a pesquisadora.

Essa perspectiva também aparece na trajetória científica de Barbara. Sua tese de doutorado, defendida na UFRPE em 2025, investigou o uso do dinoflagelado Durusdinium glynii no tratamento de efluente doméstico e na obtenção de moléculas bioativas. O trabalho explorou justamente a possibilidade de associar a biorremediação à produção de compostos de interesse biotecnológico.

O que há de “inteligente” na tecnologia?

Outro diferencial do projeto está na utilização de dados.

A ideia é criar uma plataforma capaz de acompanhar continuamente informações relacionadas à qualidade da água e ao desenvolvimento das microalgas. Esses dados poderão ser analisados para identificar padrões e avaliar o funcionamento do tratamento.

Na prática, isso significa transformar uma grande quantidade de informações técnicas em indicadores que possam ser compreendidos com maior facilidade.

A plataforma deverá permitir, por exemplo, acompanhar quanto de água foi tratado, quanto de determinados poluentes foi removido, quanta biomassa foi produzida e quais benefícios ambientais estão associados ao processo.

Segundo Barbara, o funcionamento pode ser comparado, de maneira simplificada, ao aprendizado de sistemas de inteligência artificial: quanto mais dados são incorporados, maior é a capacidade de identificar padrões e auxiliar na interpretação dos resultados.

A proposta, portanto, não é simplesmente colocar microalgas em um tanque e esperar que elas façam o trabalho. A intenção é desenvolver um sistema integrado, no qual organismos vivos, processos biotecnológicos, sensores e análise de dados trabalhem conjuntamente.

Uma tecnologia que pode crescer

Outro aspecto importante é a possibilidade de ampliar a aplicação da tecnologia.

Segundo a pesquisadora, a plataforma está sendo pensada para permitir adaptações de acordo com o volume de efluente que precisa ser tratado. Isso abre perspectivas para aplicações futuras em diferentes escalas, incluindo instalações industriais e sistemas ligados ao poder público.

É importante destacar, entretanto, que transformar uma tecnologia desenvolvida em ambiente de pesquisa em uma solução amplamente utilizada exige etapas de validação, avaliação de custos, segurança, eficiência e adequação às características de cada tipo de efluente.

A própria literatura científica aponta a necessidade de avançar em questões como escalabilidade e viabilidade econômica dos processos de biorremediação com microalgas.

Da pesquisa básica à solução ambiental

A trajetória de Barbara ajuda a mostrar como diferentes áreas do conhecimento podem se encontrar em uma mesma pesquisa.

Sua produção científica envolve o cultivo de microalgas, tratamento de efluentes, produção de biomassa e aplicações biotecnológicas.

Em 2025, um estudo com sua participação investigou como diferentes concentrações de nitrogênio influenciam o crescimento e a composição bioquímica de Durusdinium glynii, mostrando a importância de compreender como as condições do cultivo interferem no desempenho desses organismos.

Em 2026, a pesquisadora também aparece como integrante de banca de trabalho da UFRPE que avalia o uso da microalga Desmodesmus armatus no tratamento de efluentes e na valorização da biomassa, reforçando a consolidação dessa agenda de pesquisa na Universidade.

A própria UFRPE mantém, portanto, uma linha de investigação que aproxima recursos hídricos, aquicultura, biotecnologia, bioeconomia e sustentabilidade.

Quando o resíduo deixa de ser apenas um problema

A grande inovação conceitual da proposta está em mudar a maneira como enxergamos o tratamento de efluentes.

Em vez de pensar apenas em como retirar aquilo que está poluindo a água, a pesquisa pergunta também: o que pode ser feito com os recursos que foram retirados?

Nitrogênio e fósforo, por exemplo, deixam de ser vistos apenas como poluentes e passam a ser nutrientes que podem ser incorporados à biomassa das microalgas. Essa biomassa, por sua vez, pode ter novas aplicações, dependendo de sua composição e das condições em que foi produzida.

É uma mudança de perspectiva: o que antes seria descartado pode, em determinadas condições, entrar novamente no ciclo produtivo.

Esse é o princípio da economia circular aplicado à biotecnologia.

Para a pesquisadora, proteger rios, açudes e outros recursos hídricos não significa apenas tratar a água antes de devolvê-la ao ambiente. Também significa encontrar maneiras de utilizar melhor os recursos presentes nos resíduos.

No futuro, a combinação entre microalgas, biotecnologia e inteligência de dados poderá ajudar a construir sistemas de tratamento mais sustentáveis, capazes não apenas de reduzir a poluição, mas também de gerar novos produtos e informações sobre o ambiente.

Ainda há desafios tecnológicos e econômicos a superar, mas a pesquisa mostra um caminho promissor: usar a própria natureza como parte da solução e, ao mesmo tempo, transformar conhecimento científico em ferramentas para uma economia mais sustentável.

Na UFRPE, organismos invisíveis a olho nu estão sendo estudados para enfrentar um problema que é cada vez mais visível: como cuidar da água, reduzir desperdícios e transformar resíduos em novas oportunidades.