Bioplástico derivado de resíduos pode substituir o plástico tradicional e combater os microplásticos

Doutoranda desenvolve PHAs com manipueira e borra de dendê, oferecendo alternativa ecológica que une inovação, sustentabilidade e menor impacto ambiental

Imagine um tipo de plástico que se decomponha de forma natural em poucos meses, sem deixar rastros de microplásticos ou causar danos à natureza. Essa é a proposta dos polihidroxialcanoatos (PHAs), biopolímeros gerados por bactérias a partir de resíduos orgânicos. Com características semelhantes aos plásticos comuns, eles são termoplásticos, mas se decompõem rapidamente em ambientes naturais e são compatíveis com organismos vivos. Por isso, representam uma alternativa real para substituir os polímeros derivados do petróleo, reduzir as emissões de carbono e enfrentar o problema da poluição por microplásticos, que afeta solo, oceanos e a saúde das pessoas.

Motivada pela necessidade de encontrar soluções que aliem responsabilidade ambiental e avanços científicos, a doutoranda Giovanna Clarice de Souza Santos, do Programa de Pós-Graduação em Biociências e Saúde da Universidade Tiradentes (Unit), trabalha no desenvolvimento de PHAs a partir de resíduos agroindustriais da região Nordeste. Conforme explica, o projeto utiliza como base a borra de dendê e a manipueira, ambos subprodutos dos processos de extração de óleo de palma e da fabricação de mandioca. “Esses resíduos são produzidos em grande volume e geralmente descartados sem o devido tratamento, agravando a poluição de solos e cursos d’água. Ao transformá-los em bioplásticos, damos um novo valor a esses materiais e fortalecemos a economia circular local”, detalha.

A pesquisa faz parte do projeto “Produção de poli(hidroxialcanoato) por bactérias utilizando resíduos agroindustriais”, vinculado à Linha 2 - Processos e Produtos Tecnológicos a partir de Recursos da Biodiversidade, do PBS da Unit. Junto com Giovanna, participam os pesquisadores Fabianny Costa Almeida, Rodrigo de Oliveira Santana e Tábata Cristina Guimarães, sob a supervisão da Prof.ª Dra. María Lucila Hernández Macedo. A equipe conta ainda com apoio técnico de Esther Santana, Pedro Henrique, Ana Clara, Samuel Oliveira e Isabella Miranda, todos integrantes do Laboratório de Biologia Molecular (LBM), com suporte dos laboratórios de Biomateriais (LBMAT) e de Nanotecnologia e Nanomedicina (LNMED).

Transformando resíduos agrícolas em novos materiais

Segundo a pesquisadora, o processo se inicia quando o ambiente tem alta concentração de carbono e baixa presença de nitrogênio, o que faz com que a bactéria converta a acetil-CoA, sua principal fonte de energia em PHA. “Primeiramente, duas moléculas desse composto se unem, gerando uma nova estrutura. Em seguida, essa estrutura passa por transformações químicas que a tornam apta para a próxima etapa. Por fim, entra em cena uma enzima, que atua como uma ‘máquina biológica’, reunindo essas unidades como se formasse uma corrente. É assim que o PHA é produzido e armazenado em pequenos grânulos dentro da célula”, explica.

Para o experimento, foram utilizadas bactérias coletadas em manguezais de Sergipe, especialmente dos gêneros Bacillus e Pseudomonas. A seleção desses microrganismos foi estratégica. “Sob determinadas condições, essas bactérias alteram seu metabolismo e produzem PHAs como forma de armazenar energia. Com a manipueira, conseguimos um rendimento de 35,4% (0,17 g/L) usando Pseudomonas, e de 29,6% (0,08 g/L) com Bacillus. Esses resultados mostram que o processo é viável e que tanto a manipueira quanto a borra de dendê são opções promissoras como matéria-prima de baixo custo, contribuindo para o reaproveitamento de resíduos e para a redução do impacto ambiental”, esclarece.

O impacto da pesquisa vai além do campo científico. Cada quilo de PHA gerado a partir desses resíduos evita a emissão de gases estufa e impede o descarte de poluentes com alta carga orgânica. “Os PHAs se degradam em ambientes marinhos e terrestres em poucos meses, o que evita o acúmulo de microplásticos e contribui diretamente para as metas dos Objetivos de Desenvolvimento Sustentável da ONU, como saúde e bem-estar (ODS 3), água limpa e saneamento (ODS 6), indústria, inovação e infraestrutura (ODS 9), consumo responsável (ODS 12) e combate às mudanças climáticas (ODS 13). Essa pesquisa demonstra um caminho viável para reduzir o uso de plásticos derivados do petróleo”, aponta.

Escalando a sustentabilidade: desafios e possibilidades

Embora a pesquisa indique um futuro promissor para os bioplásticos, Giovanna ressalta que há obstáculos a serem superados. “É necessário melhorar a logística de coleta dos resíduos, otimizar o desempenho dos biorreatores e desenvolver formas de extração mais sustentáveis. Além disso, políticas públicas com incentivos fiscais e a adoção de bioplásticos em compras governamentais são medidas cruciais para impulsionar essa tecnologia”, defende a doutoranda.

Caso seja implementada em larga escala, a produção de PHAs pode reduzir substancialmente a dependência dos plásticos tradicionais e os efeitos nocivos dos resíduos industriais. “Cada quilo de PHA gerado significa menos consumo de petróleo e menos descarte de poluentes no meio ambiente”, reforça Giovanna.

Da graduação à pesquisa de ponta

O interesse de Giovanna pela biotecnologia surgiu da vontade de integrar saúde humana e preservação ambiental. Ao optar pelo curso de Biomedicina, logo encontrou na iniciação científica um espaço para desenvolver essa paixão. “Consegui aplicar técnicas de biologia molecular para resolver questões ambientais, desde a biorremediação de agrotóxicos até o uso de resíduos da agroindústria para produção de bioplásticos. Foi então que percebi que meu propósito estava em desenvolver soluções que aliem saúde e sustentabilidade”, diz.

A experiência com iniciação científica no Laboratório de Biologia Molecular foi determinante para sua formação. “Ter ao lado pesquisadores experientes e colegas dedicados tornou o aprendizado mais rico. Essa vivência também me ajudou a vencer a timidez e a me engajar de forma mais ativa em projetos e discussões”, conta. Esse processo fortaleceu suas habilidades técnicas e contribuiu para moldar sua postura como cientista, trazendo confiança para expor ideias, analisar resultados e assumir responsabilidades.

Giovanna tem como objetivo seguir na carreira acadêmica, aprofundando seus estudos em biologia molecular e biotecnologia aplicada aos biopolímeros. “Quero entender melhor os sistemas de produção de PHA e como aplicá-los de forma eficiente e inteligente na preservação ambiental”, comenta. Para os estudantes que desejam ingressar na pesquisa científica, ela deixa um conselho: “Seja curioso e persistente. Escolha um tema que te motive e explore a literatura. Quando o assunto desperta interesse real, o trabalho se torna prazeroso e enriquecedor. As dificuldades existirão, mas elas ajudam a construir pesquisadores mais fortes e preparados”, finaliza.