Frente aos eventos climáticos extremos, por consequência do consumo sem precedentes de energia fósseis, a busca por fontes alternativas de energia tem impulsionado a pesquisa por matérias-primas renováveis para a produção de biocombustíveis. Dentre as novas alternativas, a biomassa de Botryococcus braunii e Spirulina maxima destacam-se como matéria-prima na geração de energia limpa. Neste aspecto, as pesquisas científicas com microalgas, muitas delas tem explorado o desenvolvimento de biodiesel por diferentes metodologias buscando viabilizar o processamento em biorefinarias. Assim, o presente trabalho desenvolveu um catalisador a base de biocarvão para catálise da transesterificação in situ da biomassa úmida de microalga para a produção sustentável de biodiesel dentro conceito de biorefinarias. Foram produzidos biocarvões com a biomassa residual do processo de extração de óleo de microalgas e, também, com a biomassa de Spirulina máxima (com e sem o pigmento ficocianina). i) Visando o aumento de porosidade do biocarvão, foram estudados por planejamento experimental de Taguchi (L9) os efeitos do ativador, concentração do ativador e temperatura na ativação química da biomassa de S. maxima. O KOH foi o ativador que maximizou a área superficial do biocarvão em 32,57 m² .g^-1 . ii) Preliminarmente, o poder de catálise do biocarvão impregnado com heteropoliácido de molibdênio foi analisado na transesterificação do óleo de macaúba, óleo com perfil semelhante ao de microalgas, explorando os efeitos da concentração de impregnação e o seu percentual no meio reacional. O estudo, utilizando planejamento fatorial 2² central rotacional, indicou que: impregnação em baixa concentração (próximas a 2 mM) e o catalisador de biocarvão em percentuais acima de 40% (% m/m óleo) são mais eficazes na conversão. A melhor conversão do óleo de macaúba foi de 70,23%. iii) A exploração do catalisador de biocarvão na transesterificação in situ da biomassa úmida de B. braunii foi realizada por planejamento Box-Behnken analisando os efeitos do percentual do catalisador, volume de etanol e temperatura do reator. A máxima conversão em ésteres por transesterificação in situ atingiu 89,95%. A maximização do rendimento mássico e da conversão, dada pela otimização estatística, sugeriu percentual de catalisador de biocarvão em 10% (% m/mbiomassa), etanol 55 mL.g_biomassa^-1 e temperatura em 189°C.

Faced with extreme weather events, as a result of the unprecedented consumption of fossil energy, the search for alternative energy sources has driven the research for renewable feedstock for the biofuels production. The Botryococcus braunii and Spirulina maxima biomass stand out among the new alternatives as feedstock in the generation of clean energy. In this regard, among scientific research with microalgae, many of them have explored the development of biodiesel using different methodologies, seeking to make biorefineries processing feasible. Thus, the present work developed a biochar-based catalyst to catalyze the in situ transesterification reaction of wet microalgae biomass for the sustainable production of biodiesel within the concept of biorefineries. Biochars were produced with the residual biomass of the microalgae oil extraction process and also with the Spirulina maxima biomass (with and without the phycocyanin pigment). i) Aiming at increasing the porosity of the biochar the effects of activator, activator concentration and temperature on the chemical activation of S. maxima biomass were studied using the experimental design of Taguchi (L9). KOH was the activator that maximized the surface area of biochar in 32.57 m² .g^-1. ii) Preliminarily, the catalytic power of biochar impregnated with molybdenum heteropolyacid was analyzed in the transesterification of macaúba oil, an oil with a similar profile to that of microalgae oil, exploring the effects of impregnation concentration and its percentage in the reaction medium. The study, using a central rotational 2² factorial design, indicated that: low concentration impregnation (close to 2 mM) and the biochar catalyst in percentages above 40% (% m/moil) are more effective in the conversion. The best oil conversion of macaúba oil was 70.23%. iii) The exploration of the biochar catalyst in the in situ transesterification of the wet biomass of B. braunii was carried out by Box-Behnken design analyzing the effects of the catalyst percentage, ethanol volume and reactor temperature. The maximum conversion to esters by in situ transesterification reached 89.95%. Maximization of mass yield and conversion, given by statistical optimization, suggested percentage of biochar catalyst at 10% (% m/m_biomass), ethanol 55 mL/g_biomass and temperature at 189°C.