Descoberto fungo que faz biodegradação de garrafas PET

Thiago Romero - 01/04/2009

Aluna da Unicamp desenvolveu processo que usa fungos para degradação das garrafas PET.[Imagem: Pleurotus sp/divulgação]

A aluna da Faculdade de Engenharia de Alimentos (FEA) da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp) Kethlen Rose Inácio da Silva desenvolveu um processo para a degradação de garrafas à base de polietileno tereftalato (PET) por meio de fungos.

Fungos da degradação

O trabalho de pesquisa sobre a biodegradabilidade de polímeros sintéticos por ação de microorganismos conhecidos como "basidiomicetos de podridão branca", cultivados em resíduos agroindustriais com diferentes fermentações está condensado na tese de Mestrada da estudante.

Esses fungos têm sido objeto de diversos estudos, por conta de sua capacidade de degradação de materiais.

"Foram utilizadas duas linhagens de fungos Pleurotus sp, que são encontrados naturalmente nas matas brasileiras crescendo sobre madeiras, da qual retiram nutrientes", disse Kethlen à Agência FAPESP. "Os fungos Pleurotus sp estão também amplamente distribuídos pelo sul e pela área central da Europa e também pelo norte da África."

Biodegradação de polímeros

A bióloga utilizou uma técnica conhecida como planejamento experimental com o objetivo de chegar a uma condição adequada para a biodegradação dos polímeros. O estudo foi orientado pela professora Lúcia Regina Durrant, do Departamento de Ciências de Alimentos da FEA.

"O planejamento experimental, utilizado pela primeira vez em laboratório para esse fim, possibilitou a realização de um estudo preliminar em que foi possível avaliar a interferência de diversas variáveis no processo de biodegradação dos polímeros, como os níveis de fermentação, tempo de reação e temperatura ideal, levando assim às melhores condições para a biodegradação do PET", explicou Kethlen.

"A maioria dos pesquisadores que estuda o assunto utiliza a técnica de tentativa e erro. A utilização do planejamento experimental e a análise de fatores que poderiam interferir no processo foram o grande diferencial desse estudo", conta Kethlen, que iniciará doutoramento no Laboratório de Sistemática e Fisiologia Microbiana da Unicamp.

Biodegradação das garrafas PET

Para chegar à condição ótima para a degradação dos polímeros, ela teve que descobrir ainda detalhes sobre as atividades enzimáticas ligninolíticas dos fungos e quantificar a sua perda de massa, além de analisar as taxas de biodegradação do PET.

Segundo a bióloga, um resultado relevante do trabalho é que, dentre todas as condições estudadas, a fermentação semi-sólida foi a mais adequada para a biodegradação desses polímeros usados desde a década de 1970, especialmente em embalagens.

"Os microorganismos cresceram em condições muito semelhantes ao seu habitat natural, tornando-os capazes de produzir enzimas e metabólitos que não seriam produzidos em outros tipos de fermentação", explicou.

Fungos comedores de plástico

Foram realizados mais de 600 ensaios para verificar a interferência dos fungos na biodegradação dos polímeros. "A fermentação semi-sólida apresentou bons resultados durante a maioria dos ensaios estudados, com expressiva produção de enzimas lignocelulolíticas e de biosurfactantes, além de alterações na estrutura e na viscosidade dos polímeros", apontou.

"Além disso, as duas linhagens lignocelulolíticas utilizadas no estudo demonstraram ter capacidade de se desenvolver em meios contendo fontes de carbono sintético e de difícil degradação", disse Kethlen. As duas linhagens fúngicas de Pleurotus sp foram cultivadas juntamente com polímeros de garrafa PET sob fermentação semi-sólida e incubados em estufa a 30 ºC durante até 90 dias.

O problema das garrafas PET

Os resultados do trabalho de pesquisa representam nova contribuição para problemas envolvendo o PET, uma vez que sua reciclagem demanda grande consumo de água e energia, além de promover a geração de resíduos sólidos, emissões atmosféricas e efluentes líquidos.

"Estudamos uma nova metodologia em laboratório e conseguimos definir uma condição adequada para a biodegradação das garrafas PET, que, quando depositadas no ambiente, entopem os sistemas de coleta de esgoto gerando inundações locais, além de apresentar riscos pela queima indevida que resulta em emanações tóxicas na atmosfera", disse Kethlen.

"É importante destacar que outros estudos são necessários para atestar a eficiência desse processo que acaba de ser desenvolvido", destacou. A bióloga ressalta que na cidade de São Paulo os plásticos são o segundo elemento mais encontrado no lixo, correspondendo a cerca de 23% do peso total dos resíduos encaminhados para os aterros sanitários, parcela importante considerando-se que o plástico é um elemento leve e de grande volume.

Materiais Avançados (RECICLAGEM)

Papel de plástico reciclado é criado no Brasil

Material desenvolvido na UFSCar pode ser empregado em rótulos de garrafas, outdoors, tabuleiros de jogos, etiquetas, livros escolares e cédulas de dinheiro.[Imagem: Miguel Boyayan]

Um papel sintético fabricado com plástico descartado pós-consumo foi desenvolvido na Universidade Federal de São Carlos (UFSCar) e testado em uma planta piloto da empresa Vitopel, fabricante de filmes flexíveis com fábrica em Votorantim, no interior paulista.

Papel de plástico

Produzido em forma de filmes, o material feito a partir de garrafas de água, potes de alimentos e embalagens de material de limpeza pode ser empregado em rótulos de garrafas, outdoors, tabuleiros de jogos, etiquetas, livros escolares e cédulas de dinheiro.

"Ele é indicado para aplicações que necessitam de propriedades como barreira à umidade e água, além de ser bastante resistente", diz a professora Sati Manrich, do Departamento de Engenharia de Materiais da universidade e coordenadora do projeto que teve financiamento da FAPESP para o desenvolvimento da pesquisa e o depósito de patente.

Papel sintético

O papel sintético comercializado atualmente é produzido com derivados de petróleo. "Existem várias patentes e produtos comercializados com matéria-prima virgem, mas não encontramos nenhuma patente ou papel sintético feito a partir de material plástico reciclado", diz Sati.

Os testes na planta piloto, também chamada de escala semi-industrial, foram conduzidos por Lorenzo Giacomazzi, coordenador de tecnologia de processos da Vitopel, que tem a cotitularidade da patente. "O grande diferencial desse processo é fabricar um papel sintético com material totalmente reciclado", diz Giacomazzi.

Foram usadas várias composições e misturas de plásticos da classe das poliolefinas. "O aspecto final é o mesmo do produto feito a partir da resina virgem, com a vantagem que se aproveita o material que iria para o aterro sanitário ou lixões."

Lixo eletrônico vira banco para praças e parques públicos

Redação do Site Inovação Tecnológica - 18/08/2008

Cientistas apresentaram uma técnica que permite que placas de circuito impresso sejam recicladas para criar materiais estruturais de alta resistência para a construção de bancos de praças e tampas de bueiros.[Imagem: Wikimedia Commons]

Se a expressão "banco eletrônico" só lhe lembra do acesso via internet que você faz ao seu banco para pagar suas contas ou controlar seus investimentos é porque você ainda não viu a técnica que cientistas chineses acabam de desenvolver para reciclar a sucata eletrônica.

Bancos digitais

A equipe do Dr. Zhenming Xu, da Universidade de Shangai, desenvolveu um novo método de reciclagem que poderá transformar os computadores de ontem, assim como todo tipo de aparelho eletrônico, em verdadeiros "bancos digitais."

Mas um tipo de banco que não lembrará em nada a velocidade que um dia foi a marca registrada desses equipamentos, que se tornam obsoletos muito rapidamente.

Reciclagem das placas de circuito impresso

Embora os metais contidos nos circuitos eletrônicos, como cobre, alumínio, e até ouro, já sejam reciclados, a maioria dos materiais não-metálicos continua sendo jogada em aterros sanitários. Só as placas de circuito impresso respondem por cerca de 3% de todo o lixo eletrônico, em termos de peso.

Os pesquisadores desenvolveram um processo industrial para reciclar esses materiais não-metálicos, criando um material intermediário que pode ser utilizado para a fabricação de bancos para parques e praças, grelhas para esgotos e cercas.

O material também pode funcionar como um substituto para a madeira e outros materiais estruturais, já que ele é tão resistente quanto o concreto armado, graças à presença das resinas e outros materiais fibrosos que compõem as placas de circuito impresso.

Energia

Cabos de alumínio com nanotubos reduzem perdas de eletricidade

Pesquisa testa cabo de alumínio com nanotubos de carbono que aumenta condutividade elétrica, reduzindo perdas de energia em até 65%. Projeto ganhou o primeiro lugar do Prêmio Werner von Siemens[Imagem: Wikimedia Commons]

Estima-se que hoje a perda de energia durante a transmissão nos cabos elétricos de alta tensão seja de cerca de 5,5 kW por quilômetro de linha. Isso sem considerar as perdas nas estações.

Uma pesquisa feita no Centro de Engenharia de Nanoprodutos da Fundação Educacional Inaciana Padre Sabóia de Medeiros (FEI) testou um cabo de alumínio com nanotubos de carbono que aumenta a condutividade elétrica em 170 vezes e reduz as perdas de energia em até 65% em relação aos cabos de alumínio tradicionais.

Alma de alumínio

O fio é composto de uma alma de alumínio com camada superficial de nanotubos de carbono. De acordo com o professor do Departamento de Engenharia de Materiais da FEI, Ricardo Hauch Ribeiro de Castro, orientador da pesquisa, o trabalho se destaca pela técnica de aplicação, de baixo custo e elevado rendimento, que confere à nova tecnologia a possibilidade de implantação industrial.

"Com um custo razoável de aplicação, esse novo conceito de fio poderia ser utilizado em linhas de transmissão, reduzindo as perdas significativamente. Redução de perdas representa queda no custo total de energia", disse Castro à Agência FAPESP.

Prêmio de Inovação Tecnológica

O projeto foi desenvolvido por Eric Costa Diniz, aluno de engenharia elétrica da FEI, e contou com a colaboração dos professores Marcello Bellodi e Alessandro La Neve, ambos do Departamento de Engenharia Elétrica.

A pesquisa conquistou o 1º lugar no Prêmio Werner von Siemens de Inovação Tecnológica em 2008, na categoria Estudante - Novas Ideias, categoria Energia. O projeto foi escolhido entre 253 trabalhos inscritos por estudantes de graduação e pós-graduação do Brasil. Como prêmio, Diniz recebeu R$ 10 mil.

Cabo de energia com nanotecnologia

De acordo com Castro, as perdas naturais na condução de energia ocorrem porque a superfície sofre ligeira oxidação, formando uma camada passiva, o que prejudica a condutividade. "Recobrindo a superfície do alumínio com nanotubos de carbono, esperava-se uma redução de perda, pois a condutividade elétrica dos nanotubos de carbono é elevada e tem um mecanismo diferente de condução eletrônica", explicou.

Segundo ele, esse novo fio abre perspectivas para a melhora da qualidade de transmissão de energia. "Além de reduzir as perdas, as propriedades mecânicas do cabo não são alteradas significativamente, já que a diferença entre o cabo tradicional de alumínio e o testado neste projeto é apenas uma camada superficial. Isso indica uma possibilidade concreta de substituição dos cabos atuais sem mudanças significativas na infraestrutura básica", disse.

Cabos de aço versus cabos de alumínio

A maior parte das linhas de transmissão do sistema brasileiro utiliza, segundo o professor, cabos de aço do tipo 636. "Os cabos de alumínio são utilizados com menor frequência. Mas eles vêm ganhando mercado nos últimos anos e há projeções de uma mudança total do sistema de linhas de transmissão para as próximas décadas", afirmou.

"Com a nova proposta de cabo de alumínio com nanotubos de carbono, os ganhos na redução de perda são muito mais expressivos. Isso poderia intensificar a migração dos cabos de aço para essa nova geração de cabos de transmissão nanotecnológicos, reduzindo as perdas de energia e economizando muito dinheiro", apontou.

O custo da nanotecnologia

O próximo passo da pesquisa será estender a experiência para cabos de condução maiores - o trabalho foi feito com um protótipo de 10 centímetros de extensão. A maior limitação, segundo Castro, é o custo relativamente alto, uma vez que os nanotubos de carbono utilizados são importados da China ou dos Estados Unidos. "Infelizmente, não há uma produção muito expressiva de nanotubos de carbono no Brasil, o que aumenta o custo do produto final."

Apesar dessa limitação, o professor da FEI afirma que a técnica de deposição dos nanotubos desenvolvida no projeto é economicamente viável. "Utilizando-se via líquida, foi possível montar um sistema eficaz e capaz de ser introduzido em uma fábrica de trefilação de cabos com investimentos relativamente modestos", disse.

"O ponto a favor é que, como é aplicada apenas uma única camada de nanotubos de carbono no corpo de alumínio, a quantidade utilizada é muito pequena. Estimamos o aumento do custo de fabricação de um fio de alumínio com nanotubos em R$ 3 por metro, em relação ao cabo convencional. Apesar de parecer muito, se considerarmos o ganho operacional nas reduções de perdas durante a transmissão, o novo cabo poderia ter vantagens econômicas significativas", destacou Castro.

Segundo ele, a pesquisa prosseguirá no melhoramento do protótipo. "O próximo passo é o alinhamento dos nanotubos de carbono em uma única direção para explorar ao máximo sua condutibilidade elétrica", disse.

"Cobra" de borracha vai explorar energia das ondas

Um gigantesco tubo de borracha, medindo até 200 metros de comprimento, serpenteando ao sabor do movimento das ondas, é o mais novo dispositivo inventado para gerar eletricidade de forma sustentável e sem poluição.

Energia das ondas

Batizado de Anaconda - o nome em inglês para a cobra sucuri - o dispositivo é uma forma totalmente inovadora para gerar eletricidade a partir das ondas do mar. Segundo seus inventores, o equipamento terá o menor custo entre todas as formas já inventadas para explorar a energia das ondas ou das marés.

O gerador Anaconda é flexível, fechado nas duas extremidades e cheio de água. Ele deverá ficar ancorado com a sua parte anterior voltada para as ondas. Quando uma onda atinge o Anaconda, a gigantesca cobra de borracha é comprimida, criando uma espécie de onda interna.

Esta onda interna, que é tanto mais forte quanto maior for a onda que atinge o Anaconda, vai até o final da cobra de borracha, onde está instalada a turbina, fazendo-a girar. A eletricidade produzida é transmitida para a costa por meio de um cabo.

Gerador de borracha

A construção de borracha do Anaconda torna o equipamento mais leve e mais barato de se construir, além de requerer menos manutenção. Mas, por enquanto, o conceito somente foi testado em laboratório.

Agora, com o apoio da Universidade de Southampton, Inglaterra, seus inventores irão testar um piloto em escala um pouco maior, com um gerador Anaconda construído com um diâmetro de 0,5 metro.

Quando totalmente desenvolvido, o equipamento deverá ter 200 metros de comprimento e um diâmetro de 7 metros, ficando ancorado em locais com profundidades entre 40 e 100 metros. Segundo os cálculos dos seus inventores, um único gerador Anaconda deverá ter uma potência de 1 MW.

Entre os diversos dispositivos já criados ou em desenvolvimento para exploração das energias das ondas e das marés, estão turbinas submersas, bóias submersas, bóias flutuantes e até músculos artificiais.

Meio ambiente

Plante uma árvore ao lado de sua casa e economize energia

As árvores plantadas ao lado das residências podem diminuir o consumo de energia em 5%, desde que elas sejam plantadas na posição correta.[Imagem: NIST]

Que cultivar árvores faz bem ao meio ambiente, todas as crianças já sabem. Mas que elas podem ajudar a diminuir a conta de luz no fim do mês já não é tão óbvio.

Pesquisadores norte-americanos descobriram que as árvores plantadas ao lado das residências podem diminuir o consumo de energia em 5%, desde que elas sejam plantadas na posição correta. Para o melhor benefício, as árvores devem ficar posicionadas para oferecer sombra nos lados oeste e sul das residências.

Custo de carbono

A pesquisa envolveu o acompanhamento de 460 residências na cidade de Sacramento, durante o verão. Estatísticas precisamente coletadas demonstraram que os ganhos vão além da diminuição da conta de luz: o "custo de carbono" também é diminuído com o cultivo das árvores.

"As pessoas já sabem há muito tempo que as árvores têm múltiplos efeitos para as pessoas, mas nós quantificamos esses benefícios pela primeira vez usando dados reais e colocamos valores nesses efeitos," justifica o pesquisador David Butry, do instituto NIST.

Segundo o estudo, árvores plantadas nos lados oeste e sul diminuem a conta de eletricidade em até 5%. Se elas estiverem no lado leste não há qualquer efeito mas, se as árvores forem plantadas no lado norte, elas podem de fato aumentar a conta de energia.

Sequestro de carbono

"Além de fornecer sombra, as árvores sequestram carbono," diz Butry. "Nós medimos o quanto essas árvores reduziram o carbono criado pela queima de combustíveis para produzir a eletricidade e descobrimos que as árvores também sequestraram uma quantidade equivalente de carbono, o que representa um benefício em dobro."

A pesquisa chamou a atenção de empresas de energia da Coreia do Sul e da África do Sul, que contataram os pesquisadores para que o estudo seja expandido para outras regiões e para outras estações do ano, a fim de que as conclusões possam ser mais gerais.

Técnica reduz emissão de poluente no uso de plástico como combustível

Luiza Caires - Agência USP - 11/02/2009

[Imagem: USP]

Apesar de não ser comum no Brasil, a combustão dos resíduos sólidos urbanos é uma alternativa à disposição em aterros bastante utilizada por países desenvolvidos, como Japão e Dinamarca. No caso dos plásticos, a técnica pode ser aplicada para produzir combustível, mas gera alguns compostos poluentes.

Pirólise de plásticos

Uma pesquisa realizada na Escola Politécnica (Poli) da USP, em conjunto com a Northeastern University, em Boston, Estados Unidos, testou a inclusão neste processo de uma etapa anterior à combustão, que é a pirólise (decomposição térmica, ou combustão sem oxigênio), e os resultados mostraram que a técnica reduz significativamente a emissão poluentes, como a fuligem e os hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (PAH). Além de poluentes atmosféricos, alguns PAH podem ser cancerígenos.

Para seu estudo, a mestre em engenharia de materiais Cecilia Korber Gonçalves utilizou amostras de polietileno (plástico usado em sacos e embalagens) e poliestireno (plástico usado em embalagens e na parte transparente de canetas). O polietileno foi escolhido por ser o plástico mais encontrado no resíduo sólido urbano brasileiro. E o poliestireno porque, apesar de ser o quarto plástico mais consumido no País, gera uma alta taxa de poluentes durante a combustão.

Dez vezes menos poluentes

Ambas as amostras foram moídas e colocadas em fornos montados no Laboratório de Combustão, na Northeastern University. "Incluindo a pirólise no processo, identificamos uma emissão cerca de 10 vezes menor de fuligem e PAH após a combustão dos dois tipos de plástico em relação à emissão gerada quando é feita somente a combustão", conta Cecilia.

Além de reduzir a quantidade de resíduos destinados aos lixões e aterros, o processo é útil na produção de energia, já que o plástico, por ser feito de derivados de petróleo, apresenta um alto poder calorífico - equivalente ao da gasolina e maior do que o carvão mineral. Mesmo com a quantidade de energia despendida na pirólise, o saldo final é positivo.

Reciclagem energética

Apesar das vantagens descritas, a pesquisadora destaca que a combustão não é a primeira opção como destino de resíduos sólidos: "Quando se levam em consideração as questões ambientais, a ação mais importante a ser tomada é redução da quantidade de plástico produzido.

Em segundo lugar, vem a reutilização do material - reciclagem mecânica - seguida da reciclagem química. Aí sim, o que ainda restar pode ser destinado à reciclagem energética", explica. "O último destino do material deveria ser o aterro, quando não restasse nenhuma outra alternativa - e entretanto é destino mais comum na maior parte do Brasil, onde são gerados mais de dois milhões de toneladas de resíduos plásticos por ano

Submarino robótico

Atinge ponto mais profundo do oceano

O submarino robótico Nereus atingiu o ponto mais profundo do oceano, uma espécie de Monte Everest às avessas, só que maior - enquanto o Everest projeta-se 8.858 metros acima do nível do mar, o Nereus atingiu 10.902 metros de profundidade.[Imagem: Woods Hole Oceanographic Institution]

O submarino robótico Nereus atingiu no último domingo, 31 de Maio, o ponto mais profundo do oceano, uma espécie de Monte Everest às avessas, só que maior - enquanto o Everest projeta-se 8.858 metros acima do nível do mar, o Nereus atingiu 10.902 metros de profundidade.

Robô de controle remoto

O robô submarino é pilotado por controle remoto a partir de um navio na superfície. A imensa profundidade não permite um controle sem fios devido à atenuação que a água impõe sobre as ondas eletromagnéticas. Os comandos para o Nereus são enviados por meio de um fino, mas adequadamente resistente, cabo de fibra óptica.

Equilibrando resistência e flexibilidade, o cabo foi projetado para garantir uma grande capacidade de manobra ao submarino. Em determinadas condições, o Nereus também pode ser chaveado para um modo de navegação autônomo.

Ponto mais profundo do oceano

Localizado na Fossa das Marianas, o local onde foi feito o mergulho é agora o ponto mais profundo que se conhece em todos os oceanos da Terra. O local é uma espécie de fronteira entre duas placas tectônicas, sendo parte do Anel de Fogo do Pacífico, uma área de 40.000 km² onde ocorre a maioria das erupções vulcânicas e dos terremotos em nosso planeta. Dados de radares indicam a possibilidade da existência de outros pontos mais profundos na região, superando os 11.000 metros.

Ao alcançar o recorde de profundidade de mergulho, o Nereus suportou uma pressão 1.000 vezes superior à pressão atmosférica ao nível do mar - uma pressão equivalente à da atmosfera de Vênus.

Apenas dois outros submarinos de pesquisa já haviam feito mergulhos de alta profundidade na Fossa das Marianas: O norte-americano Trieste e o japonês Kaiko. O Trieste, pertencente à Marinha norte-americana, não está mais em operação, e o Kaiko foi perdido no oceano em 2003. O Nereus será o primeiro a ficar à disposição da comunidade científica.

Cabos de fibras ópticas

O maior desafio para o desenvolvimento do Nereus foi o sistema de cabeamento, responsável por levar os comandos ao submarino. Submarinos robóticos tradicionais utilizam cabos de cobre reforçados por almas de aço, que são também utilizados para levar a energia que abastece o submarino.

Mas, para as profundidades que se pretendia alcançar com o Nereus, esses cabos se partiriam apenas pela ação de seu próprio peso.

O problema foi resolvido com um cabo de fibra óptica com a espessura de um fio de cabelo humano, reforçado por um revestimento de plástico. O Nereus carrega aproximadamente 40 km desse cabo, enrolados em dois carretéis, cada um do tamanho de uma caneca de café. Isso ajudou a diminuir o tamanho e o peso do submarino robótico. O suprimento de energia ficou a cargo de baterias.

Esferas de cerâmica

Outro elemento importante na diminuição do peso foi o uso de esferas cerâmicas para flutuação, em lugar das espumas usadas em outros veículos do mesmo tipo. Cada um dos dois cascos do Nereus contém aproximadamente 800 esferas ocas de cerâmica, cada uma com um diâmetro de 9 centímetros.

O Nereus mede 2,3 metros de largura por 4,25 metros de comprimento e peso 3 toneladas. Sua energia é suprida por 4.000 baterias de íons de lítio, similares às usadas em telefones celulares.