Geradoras de energia e de limpeza, 11.08.2010

Por Fabio Reynol, de São Pedro (SP)

Elas têm estruturas mais simples e se reproduzem em velocidades muito maiores do que as dos outros vegetais. Essas características colocam as microalgas e as pequenas plantas aquáticas da família das Lemnaceaes na fronteira das pesquisas sobre novas fontes de biocombustíveis.

Especialistas nessas duas matérias-primas apresentaram resultados de seus estudos no 2º Congresso Pan-Americano sobre Plantas e Bioenergia, que termina nesta quarta-feira (11/8), em São Pedro (SP).

O caráter sustentável da produção de algas, que têm grande capacidade de absorver dióxido de carbono (CO2), foi ressaltado por Richard Sayre, diretor do Instituto Erac para Combustíveis Renováveis, em Saint Louis, Estados Unidos. Mantido pela iniciativa privada, o Erac é um dos maiores centros mundiais de pesquisas em plantas, reunindo 170 pesquisadores e 95 PhDs.

Sayre apontou a importância de se investir em fontes renováveis de energia que forneçam combustível em forma de óleo, como é o caso das algas. “A gasolina pode ser substituída por etanol, porém outros combustíveis e produtos derivados de petróleo dependem de matérias-primas baseadas em óleo”, afirmou.

Por esse motivo, somente metade do petróleo usado no mundo poderia ser substituído por etanol. Além disso, o óleo, segundo o pesquisador, contém o dobro da densidade energética do etanol.

Ao se comparar fontes de biodiesel, as algas também apresentam uma produtividade muito superior às das demais matérias-primas, segundo Sayre. No estudo do Erac, as algas produziram 58.700 litros de óleo por hectare de cultivo, contra 5.950 litros de óleo de palma, a segunda colocada.

“Essa é uma estimativa modesta, que considera a extração de 30% de óleo da biomassa, mas podemos extrair até 70% elevando a produtividade para 136.900 litros de óleo por hectare”, afirmou.

Além disso, as algas não possuem tecidos heterogêneos, como folhas, galhos e raízes, o que facilita um dos maiores obstáculos da obtenção dos biocombustíveis de plantas: a quebra da parede celular.

Outra vantagem apontada pelo pesquisador é o alto teor de óleo das células das algas, que podem apresentar até 50% de lipídios não polares, mais fáceis de serem quebrados, e possuem de 10% a 45% mais energia do que as matérias-primas obtidas de carboidratos.

O especialista norte-americano propõe também que as algas sejam aplicadas na solução de outro problema das grandes cidades: o tratamento de esgoto. Algas capazes de decompor matéria orgânica poderiam ser cultivadas em estações de tratamento. Além da limpeza da água, o cultivo produziria biodiesel e absorveria uma boa parte do CO2 da atmosfera.

No exemplo de Sayre, o tratamento de esgoto de uma cidade como Nova York produziria 10 milhões de litros de biodiesel de algas por ano e absorveria 40% do CO2 emitido por uma termelétrica de 200 MWh movida a carvão. “Também haveria ganhos adicionais com a produção de metano e de produtos para ração animal”, completou.

O desafio da equipe do Erac está em desenvolver melhorias genéticas a fim de aprimorar a conversão de energia solar no interior das células. Essa conversão depende do tamanho de estruturas chamadas de complexo LHCII. Por serem muito grandes, essas estruturas recebem mais energia do que conseguem processar e o excedente (cerca de 60%) acaba sendo desperdiçado.

A viabilidade econômica da produção de biodiesel de algas foi conquistada ao longo dos anos graças aos avanços obtidos em pesquisa. “Hoje, conseguimos produzir biodiesel de algas ao custo de US$ 2 por galão, sem subsídio algum do governo. Há três anos, esse mesmo galão custava US$ 100”, comparou.

Lentilhas d’água

A menor planta do mundo capaz de produzir flores é outra fonte promissora de biocombustível, de acordo com o professor Eric Lam, do Departamento de Biologia e Patologia Vegetal da Universidade do Estado de New Jersey – Rutgers, nos Estados Unidos.

Conhecidas no Brasil como lentilhas d’água, as plantas da família Lemnaceae são capazes de se reproduzir sobre água doce ou salobra. São cinco gêneros e 40 espécies conhecidas que se espalham em regime perene por praticamente todo o planeta, com exceção das regiões desérticas e polares.

Nos Estados Unidos, elas são chamadas de duckweeds (“erva de pato”), por servirem de alimento às aves aquáticas que aproveitam as estruturas ricas em gordura, proteínas e amido da planta.

Assim como as algas, as lentilhas d’água se reproduzem com velocidade muito maior que a dos demais vegetais. “Os exemplares da espécie Wolffia microscopica dobram de quantidade a cada 30 horas”, disse Lam.

Essa proliferação se deve ao fato de as Lemnaceaes se propagarem principalmente de maneira assexuada, produzindo clones genéticos. Outra diferença é que essas plantas aquáticas são extremamente pobres em lignina, macromolécula responsável pela defesa imunológica, pelo transporte de água e nutrientes e, especialmente, pela estrutura física da planta, conferindo-lhe suporte mecânico.

Lam especula que a pouca concentração de lignina nas lentilhas d’água seria um fruto da adaptação desses vegetais ao habitat aquático, no qual não seria necessária igual rigidez.

A baixa presença de lignina é uma considerável vantagem na fabricação de biocombustível, pois quebrar essa molécula tem sido um dos maiores desafios da pesquisa em combustíveis de origem vegetal.

De maneira similar às algas, as Lemnaceaes têm a capacidade de recuperar águas contaminadas, uma vez que reduzem coliformes, absorvem metais pesados e consomem parcelas consideráveis de nitrogênio e fósforo. Elas também têm um papel importante no ecossistema ao estimular a presença de anfíbios e de outros animais aquáticos.

Em uma experiência realizada em uma fazenda de porcos nos Estados Unidos, o professor Jay Cheng, da Universidade do Estado da Carolina do Norte, conseguiu em 12 dias eliminar completamente altas concentrações de nitrogênio e potássio que a criação emitia no lago da fazenda apenas com aplicação de lentilhas d’água.

O mesmo experimento utilizou as plantas na produção de combustível e obteve uma produtividade cinco vezes maior por unidade de área cultivada em comparação com o etanol obtido do milho.

A planta ainda pode ser obtida em regiões em que ela se prolifera como invasora. Lam apresentou dois exemplos, um no lago Maracaibo, na Venezuela, e outro em Nova Jersey, nos Estados Unidos. Em ambos, as Lemnaceaes ocuparam quase toda a superfície dos lagos, prejudicando o ecossistema.

“As autoridades locais vão adorar se você se dispuser a retirar essas plantas dos lagos. É uma fonte abundante e gratuita para o produtor de biocombustível”, disse Lam.

Segundo ele, algas e Lemnaceaes são fontes por excelência de biocombustível, pois, além de recuperar águas contaminadas e absorver CO2, elas não competem por terras agriculturáveis nem com a produção de alimentos como milho e soja.

http://www.agencia.fapesp.br/materia/12608/geradoras-de-energia-e-de-limpeza.htm

Zugzwang, documentário sobre Biocombustíveis

Zugzwang, documentário brasileiro sobre Biocombustíveis.

Parte 1/6

Parte 2/6

Parte 3/6

Parte 4/6

Parte 5/6

Parte 6/6

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Reação química na água abre o caminho para biocombustíveis de segunda geração (29.07.2008)

Pesquisadores chineses abriram definitivamente os caminhos para os biocombustíveis de segunda geração – aqueles que não competem com a produção de alimentos – ao descobrir uma reação que quebra a lignina da madeira, criando os compostos químicos básicos para produção dos biocombustíveis.

Quebra da lignina

A lignina é uma molécula complexa que mantém unidas as fibras da madeira, sendo o segundo polímero natural mais abundante depois da celulose. As reações conhecidas até hoje quebram a lignina de forma imprevisível, gerando uma grande gama de compostos químicos, sendo apenas alguns deles úteis para a produção dos biocombustíveis.

A lignina contém ligações carbono-oxigênio-carbono que unem pequenas cadeias de hidrocarbonos. A chave para a quebra da lignina é justamente quebrar essas ligações C-O-C, liberando os hidrocarbonos menores, que podem então ser tratados para produzir alcanos e álcool.

Quebra molecular seletiva

Mas a coisa não é tão simples, porque existem ligações C-O-C também dentro dos pequenos hidrocarbonos, que devem ser mantidas intactas, sob pena de inviabilizar a produção de álcool.

O método, desenvolvido pela equipe do Dr. Yuan Kou, da Universidade de Pequim, utiliza água pressurizada sob alta temperatura para alcançar esse equilíbrio delicado.

Biocombustíveis da madeira

Os pesquisadores fizeram seus primeiros testes com pó-de-serra, o resíduo gerado pela indústria madeireira. Mas virtualmente qualquer biomassa vegetal poderá ser tratada com a nova técnica.

Sob condições ideais, é teoricamente possível produzir monômeros e dímeros com rendimentos de 44 a 56% e de 28 a 29%, respectivamente, em termos de peso. Testando várias combinações de catalisadores e aditivos orgânicos, os cientistas chineses aproximaram-se muito desses níveis teóricos, obtendo 45% de monômeros e 12% de dímeros – o dobro do que já havia sido alcançado anteriormente.

Depois que a água é esfriada, os óleos separam-se dela naturalmente, resultando em três componentes: alcanos com oito ou nove átomos de carbono, adequados para a produção de gasolina, alcanos com 12 a 18 átomos de carbono, adequados para a produção de diesel, e metanol.

Aprimoramento do processo

Agora os pesquisadores planejam trabalhar na simplificação da técnica para torná-la economicamente viável. O processo demonstrado exige que a água esteja em um estado chamado de quase-crítico, com temperaturas entre 250 e 300º C e uma pressão ao redor de 7.000 kilopascals.

http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=reacao-quimica-na-agua-abre-o-caminho-para-biocombustiveis-de-segunda-geracao&id=010115080729

Tecnologia atual permite criação de “biocivilização” (02-05-2008)

Fábio de Castro

Biocivilização de alta produtividade

Com a era dos combustíveis fósseis chegando ao fim, o nível atual de conhecimentos biológicos pode levar à construção de uma “biocivilização moderna de alta produtividade”, na qual o Brasil pode se tornar um ator de primeira grandeza, de acordo com o economista Ignacy Sachs, professor emérito da École des Hautes Études en Sciences Sociales (Paris).

Mas, segundo ele, nada disso acontecerá sem determinadas políticas públicas que sejam capazes de construir sistemas integrados de produção de alimentos e energia com base na agricultura familiar.

Sachs apresentou uma palestra na segunda sessão do ciclo Impactos socioambientais dos biocombustíveis, realizado na Faculdade de Economia, Administração e Contabilidade da Universidade de São Paulo (USP). O professor, naturalizado francês, nasceu na Polônia e se formou em economia no Rio de Janeiro, onde sua família se refugiou durante a Segunda Guerra Mundial.

Utilização da biomassa

De acordo com Sachs, o debate sobre os biocombustíveis se insere numa discussão mais ampla a respeito daquilo que ele define como “a biocivilização moderna”.

“A biomassa pode ser alimento, ração animal, adubo verde e material de construção, além de ser matéria-prima para fármacos, cosméticos e para a química verde, que produzirá um leque cada vez maior de produtos. O conceito de biorrefinaria irá se firmar à imagem do que representou a refinaria de petróleo”, disse Sachs.

Biocombustíveis

Sachs defende a produção de biocombustíveis privilegiando o uso de áreas desmatadas e, no caso brasileiro, principalmente das pastagens degradadas. “Temos que parar de raciocinar por justaposição de cadeias de produção, imaginando separação total de áreas para etanol, biodesel, grãos e gado. Temos que pensar mais seriamente em sistemas integrados de produção de alimentos e energia”, afirmou.

Problemas sociais e ambientais

De acordo com Sachs, no entanto, para que essa biocivilização seja construída, as políticas públicas precisarão ser reorientadas de uma forma que permita solucionar, ao mesmo tempo, os problemas sociais e ambientais.

“O desafio que se coloca é atacar simultaneamente o problema ambiental e o problema do déficit crônico de oportunidades de trabalho decente e as desigualdades sociais. Se não partirmos para um ciclo de desenvolvimento com base na agricultura familiar, o que teremos não será essa biocivilização, mas uma produção de agroenergia amplamente mecanizada e favelas apinhadas de ex-agricultores”, declarou.

Cinco medidas necessárias

As políticas públicas necessárias, segundo Sachs, incluem cinco instrumentos principais: a implantação de um zoneamento ecológico-econômico, as certificações sociais e ambientais, a intensa pesquisa científica, a discriminação positiva do agricultor familiar e, por último, a reorganização dos mercados internacionais.

“A questão do zoneamento ecológico-econômico, necessário nas diferentes áreas de produção do país, liga-se ao reordenamento da estrutura fundiária e ao combate à informalidade e à ilegalidade que predominam”, afirmou.

Sachs observa que a certificação socioambiental, que, segundo ele deve, ser exigida também para o mercado interno, tem um obstáculo nos custos, já que os pequenos produtores não podem arcar com esses mecanismos. “Teremos que discutir até que ponto o Estado poderá co-financiar esse produtor”, disse.

Fotossíntese artificial

A pesquisa científica, segundo o economista, deve se concentrar numa questão crucial: até onde se pode avançar no aproveitamento da energia solar pela fotossíntese. “É fundamental que o Brasil tenha uma posição bem documentada sobre seu potencial fotossintético. É preciso também investigar de forma mais sistemática os potenciais da biodiversidade e estudar sistemas integrados de produção alimentar e energética adaptados aos diferentes biomas”, disse.

A política de discriminação positiva do agricultor familiar, segundo Sachs, consiste num feixe de políticas públicas que abrangem desde educação e assistência técnica permanente, até linhas de crédito específicas e acesso aos mercados. “Seria preciso também desenvolver de uma vez por todas a idéia de reorganizar os mercados internacionais conectando as produções dos países em desenvolvimento”, afirmou.

Falta de poder aquisitivo

Para o economista, a produção de biocombustíveis não terá impacto no acesso aos alimentos. “Não discuto o fato de que, com o encarecimento dos alimentos, a situação dos mais pobres vai ficar mais difícil. Mas é risível atribuir o problema da fome à insuficiência de oferta. Sabemos que o problema não é esse e sim a falta de poder aquisitivo. Os biocombustíveis não são o vilão. Ao contrário, poderiam ser um instrumento essencial para tirar os países da insegurança alimentar e energética”, disse.

Não se pode, no entanto, pensar que o problema da energia enfrentado pelo planeta possa ser resolvido com a simples substituição de combustíveis, segundo Sachs. “Temos que colocar em primeiro plano o tema da mudança de paradigma energético: outro perfil de demanda energética, que nos remeterá a um debate complexo e decisivo sobre estilos de vida e de desenvolvimento”, afirmou.

Fonte: http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=tecnologia-atual-permite-criacao-de–biocivilizacao—diz-cientista&id=010115080502

A era dos biocombustíveis (30-04-2008)

Por Fábio de Castro

Agência FAPESP – Com a era dos combustíveis fósseis chegando ao fim, o nível atual de conhecimentos biológicos pode levar à construção de uma “biocivilização moderna de alta produtividade”, na qual o Brasil pode se tornar um ator da primeira importância, de acordo com o economista Ignacy Sachs, professor emérito da École des Hautes Études en Sciences Sociales (Paris).

Mas, segundo ele, nada disso acontecerá sem determinadas políticas públicas que sejam capazes de construir sistemas integrados de produção de alimentos e energia com base na agricultura familiar.

Sachs apresentou uma palestra, na última segunda-feira (28/4), na segunda sessão do ciclo Impactos socioambientais dos biocombustíveis, realizado na Faculdade de Economia, Administração e Contabilidade da Universidade de São Paulo (USP).

O professor, naturalizado francês, nasceu na Polônia e se formou em economia no Rio de Janeiro, onde sua família se refugiou durante a Segunda Guerra Mundial. O evento foi promovido pelo Núcleo de Economia Socioambiental (Nesa) e pelo Núcleo de Estudos Regionais e Urbanos (Nereus), ambos da USP.

De acordo com Sachs, o debate sobre os biocombustíveis se insere numa discussão mais ampla a respeito daquilo que ele define como “a biocivilização moderna”.

“A biomassa pode ser alimento, ração animal, adubo verde e material de construção, além de ser matéria-prima para fármacos, cosméticos e para a química verde, que produzirá um leque cada vez maior de produtos. O conceito de biorrefinaria irá se firmar à imagem do que representou a refinaria de petróleo”, disse Sachs.

Sachs defende a produção de biocombustíveis privilegiando o uso de áreas desmatadas e, no caso brasileiro, principalmente das pastagens degradadas. “Temos que parar de raciocinar por justaposição de cadeias de produção, imaginando separação total de áreas para etanol, biodesel, grãos e gado. Temos que pensar mais seriamente em sistemas integrados de produção de alimentos e energia”, afirmou.

De acordo com Sachs, no entanto, para que essa biocivilização seja construída, as políticas públicas precisarão ser reorientadas de uma forma que permita solucionar, ao mesmo tempo, os problemas sociais e ambientais.

“O desafio que se coloca é atacar simultaneamente o problema ambiental e o problema do déficit crônico de oportunidades de trabalho decente e as desigualdades sociais. Se não partirmos para um ciclo de desenvolvimento com base na agricultura familiar, o que teremos não será essa biocivilização, mas uma produção de agroenergia amplamente mecanizada e favelas apinhadas de ex-agricultores”, declarou.

Políticas públicas necessárias

As políticas públicas necessárias, segundo Sachs, incluem cinco instrumentos principais: a implantação de um zoneamento ecológico-econômico, as certificações sociais e ambientais, a intensa pesquisa científica, a discriminação positiva do agricultor familiar e, por último, a reorganização dos mercados internacionais.

“A questão do zoneamento ecológico-econômico, necessário nas diferentes áreas de produção do país, liga-se ao reordenamento da estrutura fundiária e ao combate à informalidade e à ilegalidade que predominam”, afirmou.

Sachs observa que a certificação socioambiental, que, segundo ele deve, ser exigida também para o mercado interno, tem um obstáculo nos custos, já que os pequenos produtores não podem arcar com esses mecanismos. “Teremos que discutir até que ponto o Estado poderá co-financiar esse produtor”, disse.

A pesquisa científica, segundo o economista, deve se concentrar numa questão crucial: até onde se pode avançar no aproveitamento da energia solar pela fotossíntese. “É fundamental que o Brasil tenha uma posição bem documentada sobre seu potencial fotossintético. É preciso também investigar de forma mais sistemática os potenciais da biodiversidade e estudar sistemas integrados de produção alimentar e energética adaptados aos diferentes biomas”, disse.

A política de discriminação positiva do agricultor familiar, segundo Sachs, consiste num feixe de políticas públicas que abrangem desde educação e assistência técnica permanente, até linhas de crédito específicas e acesso aos mercados. “Seria preciso também desenvolver de uma vez por todas a idéia de reorganizar os mercados internacionais conectando as produções dos países em desenvolvimento”, afirmou.

Para o economista, a produção de biocombustíveis não terá impacto no acesso aos alimentos. “Não discuto o fato de que, com o encarecimento dos alimentos, a situação dos mais pobres vai ficar mais difícil. Mas é risível atribuir o problema da fome à insuficiência de oferta. Sabemos que o problema não é esse e sim a falta de poder aquisitivo. Os biocombustíveis não são o vilão. Ao contrário, poderiam ser um instrumento essencial para tirar os países da insegurança alimentar e energética”, disse.

Não se pode, no entanto, pensar que o problema da energia enfrentado pelo planeta possa ser resolvido com a simples substituição de combustíveis, segundo Sachs. “Temos que colocar em primeiro plano o tema da mudança de paradigma energético: outro perfil de demanda energética, que nos remeterá a um debate complexo e decisivo sobre estilos de vida e de desenvolvimento”, afirmou.

Fonte: http://www.agencia.fapesp.br/boletim_dentro.php?id=8775