Trabalhos realizados na área de tratamento de efluentes apontam o uso de micro-organismos nos mais variados ramos da atividade industrial: indústria de alimentos, petróleo, mineração, no tratamento de efluentes e acidentes potencialmente capazes de impactarem solos e corpos hídricos (NAZIAZENO, 2012). Tecnologias microbianas são consideradas ferramentas comercialmente competitivas e ambientalmente sustentáveis que aumentam a produção de petróleo (ALMEIDA; RAMOS-DE-SOUZA, 2010).
A recuperação de petróleo por ação microbiana (MEOR) é um método de recuperação terciária que utiliza micro-organismos (ou seus produtos metabólicos), para modificar as propriedades físicas e/ou químicas dos reservatórios, facilitando os processos necessários à mobilização de óleo residual (BANAT, 1995; JACK, 1991; SHENG, 2013;).
Os mecanismos responsáveis pelo aumento da recuperação observados com a MEOR são vários e incluem: redução da tensão superficial e interfacial entre óleo e água, obstrução seletiva por biopolímeros, produção de gás, biodegradação e alteração da molhabilidade (GOA et al., 2009; SHENG, 2013).
A descoberta de espécies bacterianas produtoras de bioativos de interesse biotecnológico (capazes de crescer nas condições encontradas na maioria dos reservatórios), as tornam promissoras para a utilização na tecnologia MEOR (ALMEIDA; RAMOS-DE-SOUZA, 2010).
3.8.1. Biopolímeros
Os polissacarídeos bacterianos podem ser classificados pelas suas funções biológicas em polissacarídeos intracelulares de armazenagem, polissacarídeos capsulares, que estão estreitamente ligadas à superfície da célula e polissacarídeos bacterianos extracelulares (EPS), também conhecidos como gomas hidrossolúveis ou biopolímeros (SCHMID et al., 2015).
Devido a facilidade de sua obtenção (produção independente de condições climáticas, possibilidade de utilização de matérias-primas regionais, maior rapidez na obtenção do produto) os EPS tem sido bastante estudados (SOUZA; GARCIA-CRUZ, 2004).
Na indústria de petróleo os biopolímeros são utilizados para aumentar a viscosidade da água de inundação, melhorando a mobilização e recuperação do petróleo em campos maduros (SEN, 2008). Quando o óleo do reservatório tem viscosidade um pouco elevada, pode-se adicionar polímeros à água de injeção para transformá-la em um fluido que se desloque dentro do meio poroso com a mesma mobilidade que o óleo. Devido a essa semelhança, o fluido injetado em vez de escolher caminhos preferenciais e se dirigir rapidamente para os poços de produção, se difunde mais no meio poroso, aumentando a eficiência na recuperação. Esses biopolímeros podem também ser usados para preencher áreas que ficaram vazias devido ao deslocamento do óleo (GOA et al., 2009; THOMAS, 2004).
Os atributos desejáveis aos biopolímeros utilizados nestas aplicações estão relacionados, principalmente, às suas propriedades reológicas, que permitem a formação de soluções viscosas a baixas concentrações e estabilidade em ampla faixa de pH e temperatura. Atualmente, a goma xantana é o polímero mais utilizado, não tendo nenhum outro substituto em escala comercial que supere suas qualidades (LUVIELMO; SCAMPARINI, 2009).
Tendo em vista a larga utilização de biopolímeros em diversos setores industriais, a busca por novos micro-organismos que produzam EPS em grandes quantidades e com menor custo de produção tem despertado grande interesse (BORGES, 2015). Pesquisas tem direcionado esforços em busca da obtenção de novos biopolímeros. Apesar dos avanços, poucas cepas foram completamente
estudadas dentro da ampla diversidade microbiana produtora de EPS (SOUZA; GARCIA-CRUZ, 2004).
3.8.2. Biossurfactantes
Biossurfactantes são compostos anfifílicos que contêm um grupo hidrofílico e um grupo hidrofóbico e por isso são capazes de exibir uma variedade de atividades de superfície que permitem a solubilização de substratos hidrofóbicos (SATPUTE et al., 2010). Enquanto os surfactantes químicos são classificados de acordo com a natureza do seu grupo polar, os biossurfactantes são classificados com base em sua natureza bioquímica (PIRÔLLO, 2006). As principais classes incluem: glicolipídeos, lipopeptídeos e lipoproteínas, biossurfactantes poliméricos, fosfolipídios e ácidos graxos (GOUVEIA et al., 2003).
Dentre os glicolipídeos, os mais estudados são os raminolipídeos produzidos por bactérias do gênero Pseudomonas (GOUVEIA et al., 2003). Já na classe dos lipopeptídeos destaca-se a surfactina produzida por bactérias do gênero Bacillus (JOSHI et al., 2013). Esses biossurfactantes apresentam diversas propriedades com aplicações industriais, tais como detergência, emulsificação, solubilização, umectabilidade, espumantes e atividade antimicrobiana, dentre outras (NITSCHKE; PASTORE, 2002).
Muitos agentes tensoativos produzidos e utilizados hoje são sintéticos. Isto ocorre devido ao alto custo na produção de surfactantes microbianas (CHRISTOFI; IVSHINA, 2002). Porém, os biossurfactantes apresentam importantes vantagens sobre os surfactantes químicos, pois, além de serem biodegradáveis e apresentarem baixa toxicidade, são mais resistentes às variações de temperatura, pH e a condições de elevada salinidade (ALVAREZ et al., 2015). Outra importante propriedade é a sua capacidade de apresentar atividade biológica como antimicrobiano.
Na indústria do petróleo os biossurfactantes produzidos pelos micro- organismos reduzem a tensão superficial óleo-rocha, reduzindo as forças capilares que impedem a movimentação do óleo através dos poros da rocha (SEN, 2008). Alguns surfactantes microbianos podem também melhorar a produção de petróleo através da remoção de detritos e parafinas em suspensão (ALMEIDA; RAMOS-DE- SOUZA, 2010).
As principais estratégias para a utilização de biossurfactantes em MEOR são: produção em condições industriais, seguido por adição ao reservatório, juntamente com o fluxo de água (MEOR ex situ); penetração de células metabolicamente ativas no reservatório para a produção de compostos tensoativos na interface óleo-água; e a injeção de nutrientes selecionados (e inibidores de crescimento para o crescimento indesejado) para um reservatório, estimulando assim o crescimento de micro- organismos indígenas produtores de biossurfactante desejados (BACHMANN et al., 2014).
A utilização de micro-organismos petrobióticos na MEOR é uma alternativa incontestavelmente eficiente para melhorar a recuperação de óleo, especialmente em campos maduros e em reservatórios de petróleo com alto teor parafínico (ALMEIDA et al., 2004). Para tanto, metodologias de triagem para a seleção de micróbios eficazes são essenciais para atingir as quantidades e qualidades desejadas de biossurfactantes (SATPUTE et al., 2010).