BIODIGESTOR: ENERGIA QUE “LIMPA” O LIXO

Matéria_Minas faz Ciência nov2011

Methanum

Espuma de sapo transforma energia solar em biocombustíveis e alimentos

Redação do Site Inovação Tecnológica – 22/03/2010

”]Cientistas da Universidade de Cincinnati, nos Estados Unidos, inspiraram-se em um pequeno sapo existente nas Américas Central e Sul, para criar uma espuma que capta energia, pode produzir biocombustíveis ou alimentos, e ainda remove o excesso de dióxido de carbono do ar.

Fotossíntese artificial

A pesquisa é mais uma em uma lista cada vez maior do campo chamado fotossíntese artificial, na qual os cientistas estão tentando imitar a forma como as plantas captam a luz solar para produzir sua própria energia.

Na fotossíntese natural, as plantas absorvem a energia do Sol e o dióxido de carbono da atmosfera, e os convertem em oxigênio e em açúcares. O oxigênio é liberado para o ar e os açúcares são usados como fonte de energia que mantém a planta viva.

Os cientistas, por sua vez, estão encontrando formas de aproveitar a energia do sol e o carbono do ar para criar novas formas de biocombustíveis, que poderão alimentar nossos automóveis.

Espuma de sapo

O trabalho resultou na fabricação de um material fotossintético artificial que utiliza enzimas de plantas, bactérias e fungos, tudo acomodado no interior de um invólucro de espuma. Exposta à luz do Sol e ao carbono da atmosfera, a espuma gera açúcares.

A espuma é uma escolha natural: além de concentrar os reagentes, o material poroso permite uma boa penetração do ar e da luz solar.

O projeto da espuma baseou-se nos ninhos de uma pequena rãzinha tropical (Physalaemus pustulosus), que cria espumas para seus girinos que apresentam uma durabilidade incrivelmente longa. Uma proteína produzida pela rã, a Ranaspumina-2, foi utilizada como base da espuma artificial.

Melhor do que plantas e algas

“A vantagem do nosso sistema, em comparação com as plantas e as algas, é que toda a energia solar captada é convertida em açúcares livres, enquanto esses organismos precisam desviar uma grande quantidade de energia para outras funções, para manter sua vida e se reproduzir,” diz o Dr. David Wendell, que coordenou a pesquisa, referindo-se à energia líquida disponível que pode ser aproveitada a partir das plantas já crescidas para sua posterior transformação em biocombustíveis.

“Nossa espuma também não precisa do solo, não afetando a produção de alimentos, e pode ser utilizada em ambientes com alta concentração de dióxido de carbono, como nas chaminés das centrais elétricas a carvão,” diz ele, ressaltando que dióxido de carbono em excesso paralisa a fotossíntese natural.

Biocombustível ou alimento

O produto da “espuma fotossintética”, os açúcares, pode ser utilizado como insumo para uma grande variedade de produtos, incluindo o etanol e outros biocombustíveis. Mas nada impede que o material seja utilizado também para produzir alimentos.

“Esta nova tecnologia cria uma forma econômica de utilizar a fisiologia dos sistemas vivos, criando uma nova geração de materiais funcionais que incorporam intrinsecamente processos de vida em sua estrutura”, diz Dean Montemagno, coautor da pesquisa, acrescentando que o novo processo iguala ou supera outras técnicas de produção biossolar.

Larga escala

O próximo passo da equipe será tornar a tecnologia adequada para aplicações em grande escala, como a captura de carbono nas usinas a carvão.

“Isto envolve o desenvolvimento de uma estratégia para extrair a cobertura de lipídios das algas (usada para o biodiesel) e os conteúdos citoplasmáticos, e reutilizar essas proteínas na espuma”, afirma Wendell. “Estamos também estudando outras moléculas de carbono mais curtas que podemos produzir alterando o coquetel de enzimas na espuma.”

Bibliografia:

Artificial Photosynthesis in Ranaspumin-2 Based Foam
David Wendell, Jacob Todd, Dean Carlo Montemagno
Nano Letters
March 5, 2010
Vol.: Article ASAP
DOI: 10.1021/nl100550k

Evento discutirá gargalos e estratégias para uso da bioenergia

”]Fábio de Castro – Agência Fapesp – 17/03/2010

Cientistas de dezenas de países têm unido forças para superar uma série de obstáculos relacionados à produção sustentável de energia de biomassa, a chamada bioenergia.

Uma das principais iniciativas internacionais com esse objetivo – o projeto Global Sustainable Bioenergy (GSB) – trará ao Brasil, na próxima semana, alguns dos principais especialistas na área de bioenergia.

Bioenergia sustentável

Tendo em vista viabilizar, no futuro, a produção de bioenergia sustentável em larga escala – definindo estratégias para implementação de políticas públicas -, o projeto GSB é composto, em sua primeira fase, por uma série de cinco convenções internacionais. Cada uma tem o objetivo de fornecer uma plataforma para oportunidades, desafios e preocupações regionais e transnacionais relacionados à bioenergia.

A primeira reunião ocorreu em fevereiro na cidade de Delft, na Holanda. A segunda, com duração de três dias, terá início nesta quarta-feira (17/3) em Stellenbosch, na África do Sul.

A terceira etapa (The Latin American Convention of The Global Sustainable Bioenergy Project) será realizada entre os dias 23 e 25 de março na sede da FAPESP, em São Paulo.

As duas últimas reuniões estão programadas para junho, na Universidade Tecnológica da Malásia, na cidade de Skudai, e para setembro, nos Estados Unidos, na Universidade de Minneapolis.

Gargalos e estratégias para a bioenergia

De acordo com o organizador do evento latino-americano, Luís Augusto Barbosa Cortez, professor da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp), a iniciativa pretende trazer respostas às incertezas relacionadas ao uso da bioenergia e, em última instância, pavimentar o caminho para a viabilização e implementação da produção global de bioenergia.

“O objetivo principal do projeto é promover o uso de bioenergia, discutir gargalos e definir estratégias nos cinco continentes. A reunião no Brasil será especialmente importante, pois o país é o melhor exemplo do uso de bioenergia em larga escala. E é também quem tem a maior promessa de expansão dessa matriz”, explica ele.

O eixo central dos debates na etapa brasileira do projeto GSB será a especificidade do uso de bioenergia no contexto latino-americano. O potencial para o uso de bioenergias no Brasil, segundo Cortez, é incomparavelmente maior do que nos outros países participantes do projeto.

“Nos Estados Unidos e na Europa, o potencial é maior caso a hidrólise enzimática seja um sucesso, pois esse conjunto de países tem sérias restrições em relação à área plantada e dependerá de culturas e do aproveitamento de resíduos agrícolas”, afirmou.

No caso dos países africanos, o potencial para expansão é grande, mas há limitações de outra ordem, particularmente relacionadas à falta de infraestrutura e de mão de obra especializada.

Substituição da energia fóssil por bioenergia

As convenções do GSB não são voltadas para discutir questões tecnológicas. O foco central são os obstáculos que limitam a expansão global da bioenergia. “Já será um grande passo identificar os gargalos e definir uma estratégia. A meta é conseguir que todos os países do mundo cheguem a substituir cerca de 25% da energia fóssil por bioenergia”, disse Cortez.

Um dos participantes de destaque na reunião latino-americana será Lee Lynd, do Dartmouth College (Estados Unidos), pioneiro na pesquisa em biocombustíveis que se dedica desde 1987 a estudos para o desenvolvimento de etanol celulósico. Lynd, presidente do comitê diretor do Projeto GSB, apresentará uma visão geral do projeto e fará a conferência de encerramento.

Outros destaques serão o físico José Goldemberg, que apresentará conferência sobre o impacto ambiental positivo dos biocombustíveis, Marcos Jank, presidente da União da Indústria de Cana-de-Açúcar (Unica), que fará um pronunciamento no dia 24, e o diretor científico da FAPESP, Carlos Henrique de Brito Cruz.

O evento terá ainda a participação de cientistas estrangeiros como Tom Richard, da Universidade Estadual da Pennsylvania (Estados Unidos), Roldolfo Quintero, da Universidade Autônoma Metropolitana (México), John Sheehan, do Centro Nacional de Bioenergia (Estados Unidos), Emile van Zyl, da Universidade de Stellenbosch (África do Sul), e Patricia Osseweijer, da Universidade de Delft (Holanda).

Entre os brasileiros, participarão André Corrêa do Lago (Ministério das Relações Exteriores), Márcia Azanha (Universidade de São Paulo), André Nassar (Icone), Manoel Regis Lima Verde Leal (Laboratório Nacional de Ciência e Tecnologia do Bioetanol) e os coordenadores do Programa FAPESP de Pesquisa em Bioenergia (BIOEN) Gláucia Mendes de Souza, Marcos Buckeridge e Heitor Cantarella.

Bioenergia em larga escala

Além da primeira fase, correspondente às cinco convenções que buscam os gargalos científicos para a produção em escala de bioenergia, o projeto GSB é composto de mais dois estágios.

O segundo estágio terá foco em uma questão: “É fisicamente possível chegar a uma fração substancial de fontes energéticas derivadas de plantas, na demanda futura de eletricidade e mobilidade no mundo, garantindo que a sociedade global consiga suprir outras necessidades importantes, incluindo alimentação humana, preservação do hábitat e manutenção da qualidade ambiental?”.

“O objetivo dessa fase será testar a hipótese de que é fisicamente possível conciliar a produção de bioenergia de larga escala com demandas competitivas de terra para essa finalidade”, disse Cortez.

O terceiro estágio será voltado para a discussão dos caminhos para a implementação da produção de bioenergia em larga escala, incluindo questões sociais, econômicas, políticas e éticas.

O objetivo será o desenvolvimento de políticas e estratégias para uma transição responsável para uma sociedade sustentável baseada globalmente em fontes bioenergéticas. “A partir das análises colocadas em perspectiva sobre todos esses fatores, o projeto tem a intenção de desenvolver recomendações para rotas de ação e políticas públicas”, disse.

O evento é isento de taxa de inscrição e as palestras terão tradução simultânea. Mais informações podem ser obtidas pelo site http://www.fapesp.br/gsb ou pelos telefones (11) 3838-4216 / 3838-4006.

Navio movido a energia solar vai dar volta ao mundo

Redação do Site Inovação Tecnológica – 25/02/2010

”]Depois de vários anos de projetos e desenvolvimentos, a empresa PlanetSolar apresentou o maior navio solar já construído, que leva o mesmo nome.

O navio foi apresentado nesta quinta-feira (25) em Kiel, na Alemanha. Sua estreia no mar será em uma viagem pela Europa este ano. A volta completa ao mundo deverá ser feita em 2011.

“]Navio solar

O PlanetSolar é um catamarã que deve navegar utilizando unicamente a energia solar. Partes móveis do casco conseguem expor até 500 metros quadrados de painéis solares fotovoltaicos, que deverão gerar 103 kW de energia.

O navio solar tem 31 metros de comprimento e 15 metros de largura quando ancorado. Quando em mar aberto, com seus “flaps” abertos – responsáveis pela ampliação da área de painéis solares – essas dimensões chegam a 35 metros de comprimento e 23 metros de largura.

Autonomia indefinida

A velocidade máxima do PlanetSolar é de 25 km/h (14 nós), mas a velocidade de cruzeiro será de 15 km/h (8 nós). Os motores elétricos do navio solar consomem 20 kW, o equivalente a 26,8 HP.

A navegação é feita por apenas 2 tripulantes, embora a empresa afirme ser possível colocar até 200 pessoas a bordo do navio. A autonomia é indefinida – o PlanetSolar navega enquanto houver sol.

Fonte: http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=navio-movido-energia-solar-vai-dar-volta-mundo&id=020170100225&ebol=sim

Fotossíntese artificial gera hidrogênio para células a combustível

Redação do Site Inovação Tecnológica – 18/02/2010

”]Fontes de energia do futuro

 

Células de combustível alimentadas por hidrogênio e energia solar são as duas maiores esperanças para as fontes de energia do futuro, que sejam mais amigáveis ambientalmente e, sobretudo, sustentáveis.

A combinação das duas então, é considerada como particularmente limpa: produzir hidrogênio para alimentar as células a combustível quebrando moléculas de água com a luz solar seria de fato o melhor dos mundos.

Esta é a chamada fotossíntese artificial, que vem sendo alvo de pesquisas de vários grupos de cientistas ao redor do mundo, com diferentes abordagens.

Eletrodo fotocatalítico

Agora, uma equipe liderada por Thomas Nann e Christopher Pickett, da Universidade de East Anglia, no Reino Unido, criou um fotoeletrodo eficiente e robusto e que pode ser fabricado com materiais comuns, de baixo custo.

O novo sistema consiste de um eletrodo de ouro que é recoberto com camadas formadas por nanopartículas de fosfeto de índio (InP). A seguir, os pesquisadores adicionaram um composto de ferro-enxofre [Fe2S2(CO)6] sobre as camadas.

Quando submerso em água e iluminado com a luz do Sol, sob uma corrente elétrica relativamente fraca, este sistema fotoeletrocatalítico produz hidrogênio com uma eficiência de 60%.

“Esta eficiência relativamente elevada é um avanço”, diz Nann.

Fotossíntese artificial

Que o sistema funciona os pesquisadores já comprovaram. Mas como ele funciona? Entender os mecanismos da reação é essencial para aprimorá-lo e levá-lo até aplicações práticas.

Os pesquisadores teorizam o seguinte mecanismo para a reação: as partículas de luz são absorvidas pelo nanocristais de InP, excitando os elétrons em seu interior. Nesse estado excitado, os elétrons podem ser transferidos para o composto de ferro-enxofre.

Em uma reação catalítica, o composto de ferro-enxofre então transfere seus elétrons para os íons hidrogênio (H+) na água em volta, que são então liberados sob a forma de moléculas de hidrogênio (H2). O eletrodo de ouro fornece os elétrons necessários para repovoar os nanocristais de InP.

Hidrogênio industrial

Em contraste com os processos de fotossíntese artificial já divulgados até agora, o novo sistema funciona sem moléculas orgânicas. Estas moléculas precisam ser convertidas para um estado excitado para que possam reagir, o que faz com que se degradem ao longo do tempo.

Este problema limita o tempo de vida de sistemas de fotossíntese artificial com componentes orgânicos.

O novo sistema agora descoberto é puramente inorgânico e tem, portanto, uma vida útil muito maior.

“Nosso novo sistema de eletrodo fotocatalítico é robusto, eficiente, barato e livre de metais pesados tóxicos,” afirma Nann. “Ele pode ser uma alternativa altamente promissora para a produção de hidrogênio industrial.”

Embora sejam promissoras, o hidrogênio para as células a combustível atuais é fabricado a partir do gás natural, um “primo” do petróleo.

Bibliografia:

Water Splitting by Visible Light: A Nanophotocathode for Hydrogen Production
Thomas Nann, Saad K. Ibrahim, Pei-Meng Woi, Shu Xu, Jan Ziegler, Christopher J. Pickett
Angewandte Chemie International Edition
5 Feb 2010
Vol.: Early View
DOI: 10.1002/anie.200906262

Petrobras avalia entrar na ETH-Brenco

Estatal estuda crescer na área de etanol por meio de uma parceria com o grupo Odebrecht também na área de bioenergia

Petrobras quer investir no setor de bioenergia para evitar desabastecimento de etanol

Por Thiago Bronzatto | 18.02.2010 | 12h41

SÃO PAULO – O anúncio da fusão dos ativos da ETH Bioenergia com a Companhia Brasileira de Energia Renovável (Brenco), anunciada nesta quinta-feira (18/02), prenuncia a consolidação do setor sucroalcooleiro esperada para este ano. Segundo apurou EXAME com fontes ligadas ao ramo petroquímico, a Petrobras estaria interessada em deter uma participação na nova ETH, empresa avaliada em 7 bilhões de reais. Desde o ano passado, executivos da estatal brasileira e do grupo Odebrecht têm discutido a melhor maneira de viabilizar essa parceria, que pode fortalecer a posição da ETH-Brenco de líder mundial em produção de energia renovável. “Somos uma noiva muito linda e queremos ser cotejada pelas maiores empresas petrolíferas. Sem dúvida, a Petrobras, seria um excelente pretendente. Mas, ainda não há acordos formais”, afirmou a EXAME José Carlos Grubisich, presidente da nova ETH.
A participação da Petrobras. na fusão não seria apenas essencial para explorar o potencial da produção de etanol no Brasil, mas também para sanar o déficit no caixa da nova companhia. A ETH-Brenco nasce com uma relação dívida líquida/EBITDA (geração de caixa operacional) próximo de 30 vezes. Em geral, o mercado acredita que a proporção saudável seria de até 3 vezes o Ebitda. “Estamos em período de investimentos em construção de usinas. Por isso esse valor é alto”, disse a EXAME Philippe Reichstul, presidente da Brenco.

Esse débito exorbitante é consequência de dois fatores: a Brenco não é uma empresa operacional – ou seja, não é geradora de caixa – e os seus investimentos em usinas, subsidiados por capital estrangeiro e por empréstimos do Banco Nacional do Desenvolvimento (BNDES), não foram suficientes para que a empresa escapasse ilesa do período de crise de crédito no setor.

Debilitada financeiramente, a Brenco foi engolida pela ETH numa fusão em que a Odebrecht, será sócia majoritária com 65% das ações. Nesse caso, o aporte de capital da Petrobras no negócio seria oportuno para a Odebrecht. reduzir o valor da dívida da companhia recém-nascida e, assim, tentar cumprir a sua meta de se tornar a maior produtora de etanol do mundo até 2012.

Sabendo que o segmento de energia renovável tem passado por um processo intenso de internacionalização, a Petrobras quer garantir a sua parcela de participação no mercado doméstico para frear a expansão de investimentos estrangeiros no etanol brasileiro. Desde o ano passado, a americana Bunge incorporou o Grupo Moema, a francesa Louis Dreyfus adquiriu a Santelisa Vale e a anglo-holandesa Shell propôs a criação de uma joint venture com a Cosan.

“Todo mundo sabe que a Petrobras, ficou mordida com a entrada da Shell, no ramo de biocombustível”, afirma Reichstul. “A estatal não assistirá a consolidação desse setor passivelmente”, completa. Para a Petrobras, estar bem posicionada nesse setor é uma forma de conter o avanço estrangeiro no mercado local e também de se preparar para o possível crescimento do mercado global de etanol. Por isso, a ETH-Brenco acabou se tornando uma peça estratégica.

O surgimento de uma nova companhia produtora de bioenergia veio num momento importante para a estatal, que pretende ampliar a sua carteira de operações em etanol. Desde o ano passado, já está aprovado um orçamento de quase 5 bilhões de reais de investimentos no ramo de produção de energia renovável. O objetivo declarado da Petrobras. é dominar 30% da produção nacional de biocombustível, para evitar problemas como os que têm ocorrido com o desabastecimento devido à quebra da safra de cana-de-açúcar provocada pelo excesso de chuva.

A Petrobras Biocombustível, subsidiária da estatal, nega o processo de negociação com o grupo Odebrecht. Mas a primeira investida da petrolífera no segmento – a compra de 40,4% das ações da usina mineira Total Agroindústria Canavieira no fim do ano passado – mostra o interesse da companhia em estender a sua participação na produção de etanol. Segundo fontes ligadas ao governo, há mais cinco projetos de fusão no setor sucroalcooleiro sendo avaliados pela estatal.

Mas o fator determinante da participação da estatal na ETH-Brenco é o vínculo antigo estabelecido com a Odebrecht. É provável que seja replicado o mesmo modelo de negócio utilizado na aquisição da petrolífera Quattor no começo deste ano. Nessa transação, a Petrobrás ficou com 49% das ações da Quattor, enquanto a Braskem, do grupo Odebrecht, abocanhou 51% da fatia total do bolo.

Dessa mesma forma, a estatal brasileira pretende articular a sua participação ativa na ETH-Brenco, mas sem se tornar sócia majoritária. Se seguir a mesma lógica da Braskem-Quattor, em que durante meses ouviram-se especulações de “agora essa operação sai”, o mercado deverá se preparar para um longo filme de romance, em que o casamento entre ETH e Petrobras, segundo a metáfora de Grubisich, ficará para as cenas finais.

Fonte: http://portalexame.abril.com.br/negocios/petrobras-avalia-entrar-eth-brenco-534172.html?page=1