RESUMOA presente tese apresenta o estudo de produção de biocombustíveis por microalgas. A partir de dados disponíveis na literatura relacionados ao cultivo de microalgas em sistemas abertos e/ou fechados para produção de hidrogênio ou óleo, identificaram-se duas linhas de pesquisa, a primeira na área de modelos matemáticos aplicados a sistemas bioquímicos para produção de hidrogênio, e a segunda sobre a viabilidade do uso de sistemas fechados (fotobiorreatores) em relação a sistemas abertos usando análises de ciclo de vida.O estudo possui duas contribuições originais principais. Na primeira, um mapa metabólico que indica o mecanismo de produção de hidrogênio por microalgas foi representado mediante modelos matemáticos, baseados no sistema S de lei de potência. O modelo matemático prediz corretamente os pontos de início e fim da produção de gás, assim como as taxas de produção de oxigênio e hidrogênio. Sob condições nutricionais normais (enxofre no meio de cultura), o modelo segue a conduta descrita na literatura para a resposta de geração de oxigênio como função da irradiância. Sob condições de restrição de nutrientes (livre de enxofre) a resposta temporal de produção de oxigênio e hidrogênio predita também reflete os dados da literatura. Na validação do modelo, ele satisfaz os requerimentos de calibração, apresenta produção de oxigênio fotossintético sob condições normais e mostra a transição da produção de oxigênio a hidrogênio sem necessitar parar completamente a produção de oxigênio. Análises de sensibilidade dos parâmetros para o sistema indicaram os possíveis alvos para engenharia genética, com o objetivo de incrementar a produção de hidrogênio. A modificação apontou a expressão da enzima hidrogenase, incremento na sua estabilidade, regulação da transcrição do gene, incremento no consumo de oxigênio e redução no consumo de elétrons a partir de amido por vias fermentativas.Na segunda contribuição, análises comparativas de dois fotobiorreatores (tubular e placas planas) e um sistema aberto, utilizando análises de ciclo de vida energético, indicaram a viabilidade do uso do fotobiorreator tipo placas planas para produção de óleo a partir de biomassa de microalgas. Ambos os sistemas (placas planas e raceway ponds) apresentaram taxa de energia bruta maior do que um (NER>1) e foram considerados economicamente fatíveis para cultivo de biomassa de Nannochloropsis sp., com propósitos de produção de biocombustíveis.Palavras-chave: Fotobiorreatores, microalgas, modelagem matemática, biocombustíveis,

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