Desperd�cio de alimentos e excesso de res�duos eletr�nicos t�m mais em comum do que o fato de ir parar no caminh�o do lixo. Al�m de ser problemas globais, eles podem ser a solu��o um do outro. Uma pesquisa do Instituto Polit�cnico Virginia Tech, nos Estados Unidos, prop�e transformar itens como restos de frutas em fonte de energia sustent�vel para baterias recarreg�veis.
“A demanda por essas baterias reutiliz�veis disparou, e precisamos encontrar uma maneira de reduzir os impactos ambientais dos dispositivos”, explica Haibo Huang, professor do Departamento de Ci�ncia e Tecnologia de Alimentos da Faculdade de Agricultura e Ci�ncias da Vida. “Essa pesquisa pode ser uma pe�a do quebra-cabe�a para resolver os problemas de energia sustent�vel para baterias recarreg�veis”, aposta.
"Muita energia j� � gasta na produ��o e no transporte de alimentos na cadeia alimentar. Devemos recuperar o valor do desperd�cio de alimentos. Essa � a oportunidade perfeita, j� que a produ��o de baterias busca materiais diferentes do carbono tradicional"
Haibo Huang, professor do Departamento de Ci�ncia e Tecnologia de Alimentos da Faculdade de Agricultura e Ci�ncias da Vida, do Instituto Polit�cnico Virginia Tech, nos Estados Unidos
Para ajudar a reduzir o lixo eletr�nico, a pesquisa aposta na biomassa gerada por restos de comida. Segundo a Organiza��o das Na��es Unidas para a Agricultura e a Alimenta��o (FAO), cerca de um ter�o da produ��o de alimentos mundial – quase 1,3 bilh�o de toneladas – � perdida. Nas na��es industrializadas, perdem-se US$ 680 bilh�es anualmente com esse tipo de desperd�cio.
Huang conta que estava jogando basquete com o colega Feng Ling, professor-associado do Departamento de Qu�mica da Virginia Tech, quando ambos tiveram a ideia de produzir energia para as baterias recarreg�veis a partir de restos de alimentos. “N�s pensamos: ‘Por que n�o converter res�duos de alimentos em materiais de bateria, devido � quantidade de restos de comida que existem em todo o mundo?’. A maior parte disso vai para o lixo e, depois, para aterros. S� precis�vamos resolver o lado da bateria.”
O problema � que, para fazer o �nodo de bateria (o terminal negativo), � preciso grafite, um recurso limitado e, portanto, n�o sustent�vel. Para solucionar essa quest�o, primeiro os cientistas testaram diferentes tipos de res�duos alimentares, a fim de ver se algum poderia ser usado no lugar do grafite. “Como engenheiro de processamento de alimentos, posso modificar a composi��o deles. Poderia, por exemplo, retirar as prote�nas e lip�dios, junto com alguns dos minerais, para ver como isso afeta o desempenho da bateria”, diz Huang.
Os pesquisadores descobriram que, quando certos elementos foram removidos, os compostos essenciais de celulose, hemiceluloses e lignina poderiam, ap�s tratamento t�rmico, funcionar o suficiente para uma bateria. Os primeiros testes, que ainda n�o foram publicados em artigos cient�ficos, demonstraram que a fibra dos res�duos alimentares foi a chave para desenvolver um material de carbono capaz de ser usado como �nodo de bateria.
“Nossa abordagem �nica de usar materiais de carbono derivados de res�duos agr�colas para hospedar metais alcalinos, como l�tio e s�dio, trar� grandes avan�os para o processamento de res�duos agr�colas e tecnologia de bateria”, diz Feng Lin. De acordo com ele, a pesquisa promover� a utiliza��o de res�duos agr�colas para a produ��o de carbono com valor agregado e, em �ltima inst�ncia, dispositivos de armazenamento de energia.
Os dois cientistas sustentam que usam mat�rias-primas altamente ajust�veis, abundantes e econ�micas para atender �s necessidades no campo de armazenamento de energia. “Usar materiais de carbono derivados de res�duos para fazer os �nodos de metal pode reduzir significativamente o uso de metal alcalino por bateria”, afirma Lin.
GRANDES INSTALA��ES Nos pr�ximos dois anos, os pesquisadores testar�o ainda mais os res�duos alimentares transformados em carbono para otimizar a ci�ncia da bateria. A etapa final ser� uma an�lise econ�mica sobre a viabilidade de implementa��o dessa tecnologia para garantir sua aplica��o, quando lan�ada no mercado.
Inicialmente, os cientistas preveem que a tecnologia ser� aplicada nas solu��es de armazenamento de energia acess�veis para data centers ou outras grandes instala��es. � medida que ocorrerem avan�os, eles esperam ser capazes de transformar res�duos em um carbono sem as impurezas encontradas hoje. “Muita energia j� � gasta na produ��o e no transporte de alimentos na cadeia alimentar. Devemos recuperar o valor do desperd�cio de alimentos. Essa � a oportunidade perfeita, j� que a produ��o de baterias busca materiais diferentes do carbono tradicional”, afirma Huang.
Embora ainda n�o seja poss�vel, com a tecnologia da dupla, resolver o problema de ter que substituir as pilhas do controle remoto da TV, os pesquisadores acreditam que, com o tempo, essa finalidade ser� atendida. “Temos a oportunidade de resolver dois problemas urgentes em dois setores diferentes”, diz Huang.
De combust�vel a solventes
A dupla da Virginia Tech n�o � a �nica a investir em res�duos org�nicos em compostos para outras finalidades, incluindo a gera��o de energia. Segundo relat�rio divulgado, h� poucos dias, pela empresa de consultoria e marketing Visiogain, trata-se de um mercado promissor para os pr�ximos anos, em diversos segmentos.
De acordo com o documento, a ideia de converter restos de alimentos em combust�veis e dispositivos �teis vem ganhando terreno de forma constante, impulsionada pelo avan�o das tecnologias e pela necessidade global por fontes de energia limpa e redu��o da polui��o. Segundo o relat�rio, esses processos podem ajudar a sociedade a formar as chamadas economias circulares, nas quais fluxos de res�duos indesejados s�o continuamente convertidos em fontes de energia e outras mercadorias �teis.
No Centro Biodesign Swette de Biotecnologia da Universidade Estadual do Arizona, nos EUA, a pesquisadora Anca Delgado utiliza bact�rias cujas atividades metab�licas podem converter compostos qu�micos mais simples em complexos por meio de um processo de crescimento microbiano conhecido como alongamento da cadeia. Assim, ela pretende que os restos de alimentos possam gerar produtos como combust�veis de avia��o, lubrificantes, solventes, aditivos alimentares e pl�sticos.
Em novo estudo, publicado na revista International Society of Microbial Ecology (Isme), a equipe de Delgado descreve, pela primeira vez, como os processos de alongamento da cadeia s�o realizados por micro-organismos em condi��es normais no solo. De acordo com ela, o trabalho promete lan�ar uma nova luz sobre esses processos mal compreendidos na natureza, permitindo aos pesquisadores aproveit�-los para converter fontes org�nicas em produtos valiosos.
PROCESSO NATURAL “Um dos meios mais inovadores e ecol�gicos de lidar com todo esse lixo org�nico � por meio da digest�o anaer�bia, que tamb�m promete expandir o suprimento de energia mundial”, diz Delgado. Uma tecnologia emergente promissora, que emprega a digest�o anaer�bica, � conhecida como alongamento da cadeia microbiana, processo metab�lico usado por micro-organismos anaer�bicos para crescer e adquirir energia. Eles fazem isso combinando produtos qu�micos de carboxilato, como acetato (C2), com compostos mais reduzidos, como etanol (C2), para produzir carboxilatos de cadeia mais longa (normalmente C4-C8).
Examinando amostras de solo, a equipe da pesquisadora identificou os mecanismos desse processo para que possa ser reproduzido em laborat�rio, na gera��o de energia. “Os resultados desse estudo est�o abrindo caminho para investiga��es sobre a atividade de alongamento de cadeia in situ. Do lado da biotecnologia, esse trabalho mostra que os solos podem ser excelentes fontes de micro-organismos alongadores de cadeia para biorreatores voltados � produ��o de produtos qu�micos especiais. Essas t�cnicas oferecem um duplo benef�cio para a sociedade, minimizando ou eliminando res�duos ambientais ao produzir bioqu�micos ou biocombust�veis e outros recursos importantes, por meio da qu�mica verde”, diz Delgado. (PO)
Placas de gesso menos poluentes
Pesquisadores da Universidade de Bath, no Reino Unido, est�o investigando se as propriedades naturais das bact�rias podem ajudar no desenvolvimento de um novo tipo de placa de gesso que n�o agride o meio ambiente. Eles trabalham com a empresa Adaptavate, que fabrica materiais de constru��o sustent�veis. O material biodegrad�vel Breathaboard usa res�duos de colheita compost�veis em vez de gesso, � mais leve e tem melhor isolamento t�rmico e ac�stico em compara��o com a placa tradicional.
Se for bem-sucedido, o projeto-piloto, de seis meses, pode ser ampliado para o desenvolvimento da placa de gesso em escala industrial. “Os biofilmes s�o formados quando as bact�rias se unem para revestir uma superf�cie, em oposi��o ao crescimento de aglomerados em forma de pontos em uma placa de Petri. Esse � um projeto realmente empolgante, no qual veremos se podemos explorar as habilidades naturais de forma��o de biofilme das bact�rias para funcionar como um tipo de cola, que ajudar� a melhorar as propriedades dos materiais de constru��o biodegrad�veis”, diz Susanne Gebhard, professora s�nior do Departamento de Biologia e Bioqu�mica que lidera o projeto em colabora��o com o professor Kevin Paine, do Departamento de Arquitetura e Engenharia Civil da universidade.
“O gesso � o terceiro material de constru��o mais usado e � respons�vel por 3% das emiss�es de carbono do Reino Unido”, conta Jeff Ive, diretor t�cnico da Adaptavate. “O material � extra�do ou produzido a partir de res�duos de usinas de carv�o e est� se tornando cada vez mais caro para produzir. Por ser � base de sulfato de c�lcio, tamb�m precisa ser descartado com cuidado para n�o prejudicar o meio ambiente. Nosso Breathaboard � uma alternativa sustent�vel de baixo carbono �s placas � base de gesso e pode fazer uma diferen�a real nas emiss�es de carbono da ind�stria da constru��o.”