O primeiro módulo do maior ímã do mundo (esquerda) e sua aparência quando estiver totalmente montado (direita). [Imagem: General Atomics]
Maior ímã do mundo
O maior ímã do mundo está pronto para seguir rumo ao seu destino, o ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor).
Após uma década de projeto e fabricação, a empresa General Atomics divulgou que irá enviar o primeiro módulo do Solenoide Central, o ímã mais poderoso já construído, que se tornará um componente central do ITER, uma máquina projetada para replicar o poder de fusão nuclear que ocorre nas estrelas.
Este experimento de fusão nuclear está sendo erguido na França por uma colaboração de 35 países parceiros: União Europeia (mais Reino Unido e Suíça), China, Índia, Japão, Coreia do Sul, Rússia e Estados Unidos.
Seu objetivo é provar que a energia da fusão do hidrogênio pode ser criada e controlada na Terra. A energia da fusão nuclear não tem os mesmos riscos dos atuais reatores de fissão nuclear, não polui o meio ambiente e tem potencial para suprir a necessidade de energia da sociedade por milhões de anos.
Solenoide Central
O Solenoide Central, o maior dos ímãs do ITER, será composto por seis módulos. Quando totalmente montado, ele terá 18 metros de altura, 4,25 metros de largura e pesará mil toneladas.
Existem propostas alternativas, como a fusão nuclear feita em um equipamento de mesa. [Imagem: Y. Zhang et al. - 10.1103/PhysRevLett.122.135001]
A força magnética do Solenoide Central é suficiente para levantar um porta-aviões 2 metros no ar. Em seu núcleo, ele atingirá uma força de campo magnético de 13 Teslas, cerca de 280.000 vezes mais forte do que o campo magnético da Terra.
As estruturas de suporte do eletroímã terão que suportar forças iguais ao dobro do empuxo de uma decolagem dos foguetes que levavam ao espaço os ônibus espaciais.
Ele deverá induzir uma poderosa corrente de plasma no interior do reator, chamado tokamak, ajudando a moldar e controlar a reação de fusão, impedindo que ela derreta o próprio reator.
O primeiro módulo está pronto e será embarcado de navio dos EUA para a França. Cinco módulos adicionais, mais um sobressalente, já estão em vários estágios de fabricação - o Módulo 2 deverá ficar pronto em agosto.
Ímãs no tokamak
A criação de campos magnéticos em um tokamak requer três arranjos complementares de ímãs. Bobinas externas ao redor do anel do tokamak produzem o campo magnético toroidal, confinando o plasma dentro do reator. Bobinas poloidais, um conjunto de anéis empilhados que orbitam o tokamak paralelamente à sua circunferência, controlam a posição e a forma do plasma.
No centro do tokamak, o Solenoide Central usa um pulso de energia para gerar uma poderosa corrente toroidal no plasma que flui ao redor do toro. O movimento dos íons nessa corrente, por sua vez, cria um segundo campo magnético poloidal que melhora o confinamento do plasma, além de gerar calor para a fusão.
Juntos, os ímãs do ITER criam uma gaiola invisível para o plasma que se adapta precisamente às paredes de metal do tokamak. Com 15 milhões de amperes, a corrente de plasma do ITER será muito mais poderosa do que qualquer coisa possível nos tokamaks atuais.
O material supercondutor usado nos ímãs do ITER foi produzido em nove fábricas em seis países. Os 43 quilômetros de supercondutores de nióbio-estanho para o Solenoide Central foram fabricados no Japão.
Este esquema mostra o Solenoide Central (coluna azul e amarelo) no centro do reator de fusão nuclear do ITER. A área rosa em torno dele é o plasma, girando dentro do toro. [Imagem: ITER]
Como funcionará a fusão nuclear no ITER
Para que o ITER funcione, uma pequena quantidade de gás deutério e trítio, que são isótopos do hidrogênio, é injetada no tokamak, uma grande câmara de vácuo em forma de anel.
O hidrogênio é aquecido até se tornar um plasma ionizado, que parece uma nuvem. Os ímãs supercondutores integrados ao tokamak confinam e moldam esse plasma ionizado, mantendo-o afastado das paredes de metal do reator.
Quando o plasma de hidrogênio atinge 150 milhões de graus Celsius - dez vezes mais quente do que o núcleo do Sol, uma pequena quantidade de massa é convertida em uma grande quantidade de energia (E = mc2) conforme os átomos de hidrogênio se fundem.
Nêutrons de ultra-alta energia, produzidos pela fusão, escapam do campo magnético e atingem as paredes de metal do tokamak, transmitindo sua energia para as paredes na forma de calor. A água que circula nas paredes do tokamak recebe esse calor e o converte em vapor. Em um reator comercial, esse vapor acionará turbinas para produzir eletricidade.
Finalmente, alguns nêutrons reagem com o lítio incorporado nas paredes do tokamak, criando mais combustível de trítio para a fusão.
O sistema de energia hidrocinética bioinspirada tem o potencial de expandir o acesso a fontes de energia mais limpas e econômicas. [Imagem: Keith Moored/Lehigh University]
Hidrocinética
Um time de engenheiros de várias universidades norte-americanas apresentou um novo projeto para explorar a hidroeletricidade sem a necessidade de construir barragens.
A ideia consiste em usar hidrofólios inspirados nas barbatanas de peixes e baleias para gerar eletricidade aproveitando a correnteza dos rios.
Hidrofólios são estruturas subaquáticas que se movem para cima e para baixo com o fluxo da água. O movimento imita a ação da nadadeira caudal de peixes e cetáceos, ou das nadadeiras de um mergulhador.
A equipe está projetando um sistema que converte mecanicamente essa oscilação em movimento rotativo, que por sua vez impulsiona um gerador, transformando a energia mecânica do fluxo do rio em eletricidade.
Um dos desafios é minimizar as interrupções no ecossistema do rio, um dos grandes problemas das barragens. Para isso, a equipe projetou uma turbina fluvial oscilante que se move verticalmente a uma taxa mais lenta em comparação com as turbinas rotativas.
Os sensores do sistema permitirão que ele se adapte às mudanças naturais na profundidade de cada rio e mantenha a produção de energia estável.
Ecologicamente correta e economicamente viável
O trabalho atraiu a atenção da agência de energia dos EUA, que garantiu financiamento para que os pesquisadores possam passar do projeto para os primeiros testes em escala piloto.
Eles se dividiram em cinco subequipes, que projetarão os componentes individuais que, se bem-sucedidos, se combinarão para criar uma turbina oscilante de rio ecologicamente correta e economicamente viável. O maior desafio será justamente garantir que todos os componentes sejam integrados corretamente.
"Esses tipos de dispositivos já foram construídos antes, então certamente não somos os primeiros a apresentar a ideia. Mas, se tivermos sucesso, seremos a primeira equipe a construir um desses dispositivos que seja realmente econômico," disse Keith Moored, da Universidade Lehigh.
"A energia hidrocinética é um recurso renovável abundante que pode aumentar a resiliência da rede e reduzir a vulnerabilidade da infraestrutura, mas atualmente é uma opção de custo proibitivo em comparação com outras fontes de geração de energia. As equipes irão abordar essa barreira projetando novos sistemas hidrocinéticos eficientes, que utilizam recursos ribeirinhos e oceânicos, incluindo as marés, para desenvolver oportunidades de geração de energia economicamente atraentes," disse o professor Lane Genatowski, membro do projeto, batizado de SHARKS (Submarine Hydrokinetic and Riverine Kilo-megawatts Systems).
É uma seda de aranha sem a aranha, com a mesma resistência dos plásticos descartáveis. [Imagem: Ayaka Kamada et al. - 10.1038/s41467-021-23813-6]
Seda de aranha vegana
Um material de origem vegetal, sustentável e pronto para ser produzido em escala industrial promete substituir os plásticos descartáveis em uma ampla variedade de produtos de consumo.
Trata-se de um filme de polímero biomimético, projetado para imitar as propriedades da seda de aranha, um dos materiais mais resistentes da natureza.
Ayaka Kamada e seus colegas da Universidade de Cambridge, no Reino Unido, descobriram que uma das principais características que dá essa força à seda de aranha é estrutural, mais especificamente na organização regular e precisamente espaçada das ligações de hidrogênio que mantém coesas as proteínas da seda, dando-lhe uma densidade muito alta.
Eles então desenvolveram uma técnica para reproduzir essa estrutura usando proteínas vegetais.
O material sintético resultante é tão forte quanto muitos plásticos de uso comum, tornando-o um substituto potencial verde para o plástico à base de petróleo.
"Outros pesquisadores têm trabalhado diretamente com materiais de seda como substitutos dos plásticos, mas eles ainda são um produto animal. De certa forma, criamos a 'seda de aranha vegana' - criamos o mesmo material sem a aranha," disse o pesquisador Marc Garcia, membro da equipe.
Protótipos dos produtos que os pesquisadores planejam lançar no mercado ainda este ano. [Imagem: Xampla]
Plástico que imita seda de aranha
A seda vegana é produzida usando uma nova técnica que a equipe desenvolveu para montar proteínas vegetais, o que resulta em um material que imita a seda em nível molecular. Segundo a equipe, a técnica tem alta eficiência energética e utiliza apenas ingredientes sustentáveis.
O produto final é um filme semelhante ao plástico, pronto para uso, sem necessidade de qualquer aditivo ou condições de armazenamento, e que pode ser fabricado em escala industrial.
Também é possível adicionar cores estruturais ao polímero durante o processo de fabricação - também conhecidas como "cores físicas", são cores que não desbotam porque não são baseadas em corantes, mas na forma como a superfície do material interage com a luz.
Ao contrário dos plásticos comuns, a seda biomimética é compostável diretamente - os bioplásticos normalmente requerem instalações de compostagem industriais para se degradarem. Além disso, o material não requer modificações químicas em seus blocos de construção naturais para que possa se degradar com segurança na maioria dos ambientes naturais ou domésticos.
O material será comercializado por uma empresa que está sendo incubada pela universidade, já com planos de lançar uma linha de sachês e embalagens descartáveis ainda este ano.
Bibliografia:
Artigo: Controlled self-assembly of plant proteins into high-performance multifunctional nanostructured films Autores: Ayaka Kamada, Marc Rodriguez-Garcia, Francesco Simone Ruggeri, Yi Shen, Aviad Levin, Tuomas P. J. Knowles Revista: Nature Communications Vol.: 12, Article number: 3529 DOI: 10.1038/s41467-021-23813-6
As microárvores, inspiradas nos espinhos dos cactos, coletam água dia e noite. [Imagem: Ye Shi et al. - 10.1038/s41467-021-23174-0]
Coleta de neblina e vapor solar
Além das necessidades históricas das regiões mais secas, as mudanças climáticas trouxeram uma larga variabilidade nos ritmos das chuvas.
Isso gerou um esforço de pesquisa significativo para a criação de dispositivos capazes de extrair água potável diretamente do ar.
Alguns sistemas fazem isso usando energia solar, enquanto outros, ainda que com menor rendimento, conseguem capturar a rala umidade do ar, o que os permite funcionar também à noite.
A geração de vapor solar é uma técnica de coleta de água na qual o calor do Sol faz com que a água se transforme em vapor, que é então condensado em água potável. Ela funciona melhor nas áreas costeiras porque também é capaz de dessalinizar a água, embora só funcione durante o dia.
A produção de água pela coleta de neblina é exatamente o que parece: À noite, as nuvens baixas ficam mais pesadas, portando gotas de água; dispositivos capazes de aglutinar e coletar essas gotículas então transformam a névoa em água potável.
Detalhes da estrutura do material coletor de água. [Imagem: Ye Shi et al. - 10.1038/s41467-021-23174-0]
Aprendendo com quem sabe
Agora, Ye Shi e colegas do Instituto de Tecnologia da Califórnia, nos EUA, criaram um material para coletar água potável do ar que funciona de dia e de noite, combinando as duas tecnologias de coleta de água em uma.
Para isso, Shi foi buscar inspiração em quem faz isso há milhões de anos: os cactos.
O resultado é um material biomimético, uma membrana de hidrogel com microarquiteturas, capaz de produzir água por meio da geração solar de vapor-água e da coleta de névoa, fundindo as duas técnicas em um único dispositivo.
A membrana é formada por minúsculos espinhos, que lembram árvores de Natal, mas na verdade são inspirados no formato dos espinhos dos cactos.
"Os cactos são adaptados de forma única para sobreviver em climas secos," disse Shi. "No nosso caso, essas espinhas, que chamamos de 'microárvores", atraem gotículas microscópicas de água que estão suspensas no ar, permitindo que elas deslizem pela base da espinha e se aglutinem com outras gotículas, formando gotas relativamente pesadas que eventualmente convergem em um reservatório de água."
Em um teste durante a noite, uma amostra do material, com uma área de 125 centímetros quadrados (cm2), coletou cerca de 35 mililitros de água da névoa. Em testes durante o dia, o material coletou cerca de 125 mililitros de água pelo método do vapor solar.
Bibliografia:
Artigo: All-day fresh water harvesting by microstructured hydrogel membranes Autores: Ye Shi, Ognjen Ilic, Harry A. Atwater, Julia R. Greer Revista: Nature Communications Vol.: 12, Article number: 2797 DOI: 10.1038/s41467-021-23174-0
A comunicação dos fungos é tão complexa que os pesquisadores estão propondo usá-los como computadores biológicos. [Imagem: Dehshibi et al. - 10.1016/j.biosystems.2021.104373]
Computador de fungo
Você já ouviu falar de computadores químicos, computadores feitos com plantas, processadores feitos de gel e até um processador que usa gotas de água em vez de eletricidade.
Pois agora a chamada biocomputação está para incorporar um novo elemento da natureza: os fungos.
Afirmar que os fungos sejam os organismos vivos mais inteligentes do mundo parece soar como um exagero, mas não para o professor Mohammad Dehshibi, da Universidade da Catalunha, na Espanha, que afirma que os fungos podem ser usados diretamente como dispositivos computacionais.
Pesquisadores japoneses já haviam demonstrado que um fungo consegue reproduzir o projeto do metrô de Tóquio, mas o professor Dehshibi afirma que seu uso pode ser muito mais genérico e versátil, permitindo resolver uma infinidade de problemas computacionais.
Ele está trabalhando especificamente com os micélios, aquelas teias emaranhadas (higas) formadas por fungos como o Pleurotus djamor, conhecido como cogumelo-ostra-rosa.
"Alterando as condições ambientais, podemos reprogramar uma geometria e uma estrutura teórica dos gráficos das redes de micélio e, em seguida, usar a atividade elétrica dos fungos para criar circuitos de computação," propõe o pesquisador.
Mais complexo que o cérebro humano
Esse "processador de fungo" se tornou uma opção sobre a qual vale a pena pensar quando a equipe descobriu que o cogumelo-ostra-rosa gera disparos de potencial elétrico, muito similares às sinapses do cérebro, que se espalham por toda a rede do micélio.
Essa atividade elétrica do fungo corresponde a um sistema de comunicação interna extremamente complexo. De fato, os pesquisadores demonstraram que a complexidade dessa "linguagem" é maior do que a de muitas línguas humanas em termos de comunicação.
Eles então viram nisso a possibilidade de usar os sinais elétricos do fungo como um meio eficiente e prático de transmissão de informação e computação, dando aos fungos um potencial muito interessante como computadores biológicos. A proposta é utilizar uma variedade de medições para traduzir esses sinais elétricos em mensagens de acordo com a classificação dos picos de potencial detectáveis, as "sinapses fúngicas", por assim dizer.
A tarefa não é simples: Os sinais elétricos no tecido do fungo são tão complexos que as mais modernas técnicas da neurociência, usadas para medir os potenciais de disparo das sinapses no cérebro humano, não foram capazes de decifrá-los. A equipe então propõe desenvolver um método para detectar o tempo de chegada dos disparo spor meio de algoritmos recursivos, que permitam a caracterização da atividade elétrica.
"No momento, há dois grandes desafios a serem enfrentados [para usar fungos como computadores]," explicou Dehshibi. "O primeiro é implementar um propósito computacional que faça sentido. O segundo é caracterizar as propriedades dos substratos fúngicos para descobrir seu verdadeiro potencial computacional."
Os programas usadas pela neurociência para decifrar os sinais do cérebro humano não foram capazes de lidar com a complexidade da comunicação dos fungos. [Imagem: Dehshibi et al. - 10.1016/j.biosystems.2021.104373]
Computador ambiental
Mas a pergunta que precisa ser feita é: Será que realmente podemos esperar ver, mesmo que num futuro distante, um laptop com um microprocessador feito de fungos?
Para Dehshibi, o objetivo dos computadores de fungos não é substituir os processadores de silício, já que as ações nesse proposto computador biológico são lentas para isso. Mas as propriedades dos fungos poderiam ser usadas como um "sensor ambiental em grande escala".
Por exemplo, redes fúngicas poderiam monitorar grandes quantidades de fluxos de dados como parte de sua atividade diária. Se pudéssemos nos conectar às suas redes e interpretar os sinais que eles usam para processar informações, então poderíamos aprender muito sobre o que está acontecendo em um ecossistema e, eventualmente, agir se houver necessidade, propõe Dehshibi.
Bibliografia:
Artigo: Electrical activity of fungi: Spikes detection and complexity analysis Autores: Mohammad Mahdi Dehshibi, Andrew Adamatzky Revista: Biosystems Vol.: 203, 104373 DOI: 10.1016/j.biosystems.2021.104373
Artigo: Reactive fungal wearable Autores: Andrew Adamatzky, Anna Nikolaidou, Antoni Gandia, Alessandro Chiolerio, Mohammad Mahdi Dehshibi Revista: Biosystems Vol.: 199, 104304 DOI: 10.1016/j.biosystems.2020.104304
O que parecem ser borrões são os próprios átomos se sacudindo - eles nunca param. [Imagem: Zhen Chen et al. - 10.1126/science.abg2533]
Microscópio de maior resolução
Em 2018, pesquisadores da Universidade de Cornell, nos EUA, criaram um microscópio eletrônico que bateu o recorde mundial de resolução, mostrando não apenas os átomos, mas também as ligações atômicas.
A solução envolveu um novo tipo de detector de imagens e um processo computadorizado chamado pticografia, que funciona escaneando padrões sobrepostos de espalhamento da luz em uma amostra de material e procurando por mudanças na região de sobreposição. Isso permitiu triplicar a resolução dos microscópios eletrônicos.
Mas nem tudo é perfeito, e o microscópio pticográfico só conseguia trabalhar com amostras muito finas, com poucos átomos de espessura.
Agora, a mesma equipe superou essa deficiência, batendo um novo recorde de resolução que é nada menos do que o dobro do anterior.
A resolução é tão bem ajustada que o único borrão que resta na imagem é a oscilação térmica dos próprios átomos - é como uma foto tremida porque os personagens, os átomos, de fato nunca ficam totalmente parados.
A técnica agora permite observar amostras espessas, incluindo material biológico preparado previamente. [Imagem: Zhen Chen et al. - 10.1126/science.abg2533]
Recorde definitivo de resolução?
O avanço foi possível melhorando os dois elementos da pticografia: o sensor e os algoritmos de reconstrução das imagens. Esta nova versão da pticografia eletrônica permite localizar átomos individuais em todas as três dimensões na amostra, átomos que ficam ocultos usando outros métodos de imageamento.
Curiosamente, a equipe descobriu que é melhor deixar o detector ligeiramente desfocado; isso borra a imagem, mas permite capturar a maior gama de dados possível. Esses dados são então reconstruídos por meio dos algoritmos melhorados, resultando em uma imagem com precisão de picômetros (10-12 metro).
"Isso não apenas estabeleceu um novo recorde. Chegamos a um regime que efetivamente será o limite final para a resolução. Basicamente, agora podemos descobrir onde os átomos estão de uma maneira muito fácil," disse o professor David Muller, coordenador da equipe.
Eventualmente a equipe poderá melhorar seu recorde, usando um material com átomos mais pesados, que chacoalham menos, ou resfriando a amostra. Mas, mesmo na temperatura mais baixa que se pode alcançar, os átomos ainda terão flutuações quânticas, então a melhoria não seria muito grande - de fato, quando falamos de temperatura, estamos medindo justamente esse chacoalhar dos átomos.
Mas a maior melhoria que se espera é tornar o método mais rápido e menos intensivo em computação.
Imagine edifícios inteiros capazes de armazenar energia, como uma bateria gigante, no próprio concreto de que ele é feito. [Imagem: Yen Strandqvist/Chalmers University of Technology]
Armazenar energia no concreto
Imagine usar a própria estrutura da sua casa, de prédios inteiros, e mesmo de construções como pontes e viadutos, para armazenar energia, transformando a construção toda em uma bateria gigantesca.
Essa visão começou a tomar forma, graças ao trabalho de Emma Zhang e Luping Tang, da Universidade Chalmers de Tecnologia, na Suécia.
Os dois pesquisadores estão construindo os primeiros protótipos de um tipo inédito de bateria: uma bateria recarregável de cimento.
Assim como em outra demonstração recente, na qual o cimento tornou-se capaz de conduzir eletricidade e gerar calor, a técnica começa com a adição de pequenas fibras de carbono ao cimento (0,5% em volume), para melhorar sua condutividade elétrica - com um ganho adicional de uma maior resistência à flexão.
Fazer uma bateria recarregável, contudo, exige mais do que simplesmente conduzir eletricidade. Para isso, a dupla incorporou ao cimento uma malha de fibra de carbono revestida de metal. Depois de uma série de experimentações, eles obtiveram os melhores resultados usando ferro para o anodo e níquel para o catodo.
Protótipo da bateria de cimento construída pelos pesquisadores. [Imagem: Chalmers University of Technology]
Bateria recarregável de cimento
Os primeiros protótipos da bateria recarregável à base de cimento alcançaram uma densidade de energia média de 7 watts por metro quadrado (Wh/m2), ou 0,8 watts por litro (Wh/L).
A densidade de energia ainda é baixa em comparação com as baterias comerciais, mas essa limitação pode ser superada graças ao grande volume no qual a bateria pode ser construída quando usada em edifícios - a densidade de energia é usada para expressar a capacidade de uma bateria, e uma estimativa conservadora indica que o desempenho da nova bateria pode ser mais de 10 vezes superior.
"Os resultados dos primeiros experimentos investigando a tecnologia de bateria de concreto mostraram um desempenho muito baixo, então percebemos que tínhamos que pensar fora da caixa, para chegar a outra maneira de produzir os eletrodos. Esta ideia particular que desenvolvemos - que também é recarregável - nunca foi explorada antes. Agora temos uma prova de conceito em escala de laboratório," contou Emma Zhang.
Mesmo que os desenvolvimentos futuros não atendam às expectativas dos pesquisadores, eles acreditam que já se pode pensar na tecnologia em aplicações como iluminação a LED, disponibilização de conexões sem fio ou mesmo na criação do que eles chamam de "concreto funcional", no qual a tecnologia de armazenamento de energia traria uma proteção catódica contra a corrosão.
"Também poderia ser acoplada a painéis de células solares, por exemplo, para fornecer eletricidade e se tornar a fonte de energia para sistemas de monitoramento em rodovias ou pontes, onde sensores operados por uma bateria de concreto poderiam detectar rachaduras ou corrosão," acrescentou Zhang.
Esquema de funcionamento da bateria de cimento. [Imagem: Zhang/Tang - 10.3390/buildings11030103]
Durabilidade
É preciso reconhecer, porém, que ideia ainda está em um estágio muito inicial. As questões técnicas que ainda precisam ser resolvidas antes de se pensar na comercialização das baterias de cimento incluem o aumento da vida útil da bateria, o aumento do número de ciclos de carga e descarga e o desenvolvimento de técnicas de reciclagem do concreto ao fim da vida útil.
"Como a infraestrutura de concreto geralmente é construída para durar cinquenta ou até cem anos, as baterias precisariam ser refinadas para corresponder a isso, ou para serem mais fáceis de trocar e reciclar quando sua vida útil terminar. Por agora, isso oferece um grande desafio do ponto de vista técnico," reconheceu Zhang.
Pesquisador alerta que se o desmatamento continuar, todo o esforço para reduzir as emissões de gases de efeito estufa no Brasil será em vão
Foto: Felipe Werneck | Ibama
O aumento do desmatamento ilegal na Amazônia põe em risco as metas de redução das emissões de gases de efeito estufa (GEE) estabelecidas na Contribuição Nacionalmente Determinada (NDC) do Brasil em 2015, por ocasião da assinatura do Acordo de Paris, e revisadas em dezembro de 2020.
A derrubada de floresta para conversão em pastagens no bioma amazônico tem impulsionado as emissões de GEE do país e se tornou, desde 2017, a principal fonte de geração no Brasil desses gases que contribuem para o aquecimento global, apontaram pesquisadores participantes do webinário “Contribuição Nacionalmente Determinada (NDC) Brasileira: metas nos setores estratégicos – florestas, agricultura e energia”, realizado pelo Programa FAPESP de Pesquisa sobre Mudanças Climáticas Globais (PFPMCG) na terça-feira (11/05).
“Se o desmatamento continuar, todo o esforço para reduzir as emissões de gases de efeito estufa no Brasil será em vão”, disse Eduardo Assad, pesquisador da Embrapa Informática Agropecuária, durante o evento.
De acordo com dados apresentados pelo pesquisador, até 2016, o setor agropecuário era responsável por 33,2% das emissões de GEE do Brasil e as mudanças de uso da terra, lideradas pelo desmatamento, por 27,1%. A partir de 2017 essa situação mudou e o desmatamento passou a ser a principal fonte de emissões de GEE no país.
Em 2019, as mudanças no uso da terra foram responsáveis por 44% das emissões de GEE do Brasil, contra 28% do setor agropecuário, 19% do energético, 5% dos processos industriais e 4% de resíduos. As mudanças no uso da terra também respondem pelo aumento de 23% nas emissões totais de GEE do país.
O desmatamento causou 94% dessas emissões brutas pelas mudanças no uso da terra e a maior parte (87%) ocorreu na Amazônia, apontou Ane Alencar, pesquisadora do Instituto de Pesquisa Ambiental da Amazônia (Ipam), com base em dados do Sistema de Estimativas de Emissões e Remoções de Gases de Efeito Estufa (SEEG), do Observatório do Clima, publicados no final de 2020.
“As emissões de gases de efeito estufa decorrentes do desmatamento na Amazônia vêm subindo nos últimos anos”, afirmou Alencar.
Imagem aérea de área preparada para monocultura ou pecuária, próximo a Porto Velho. Foto Bruno Kelly | Amazônia Real
Mais de 50% do desmatamento na Amazônia tem ocorrido em terras públicas, compostas por áreas de floresta não destinadas, terras devolutas, unidades de conservação e terras indígenas.
Nos últimos dois anos, tem ocorrido não só um aumento bastante expressivo de desmatamento como também de registros de Cadastro Ambiental Rural (CAR) nas áreas de florestas públicas não destinadas, que representam aproximadamente 57 milhões de hectares, equivalente a 14% da extensão do bioma, afirmou a pesquisadora.
“O aumento do registro de CAR nessas áreas é um forte indício de grilagem [falsificação de documentos para tomada ilegal de terras devolutas]”, apontou Alencar.
“A maior parte do desmatamento que ocorre dentro das florestas públicas não destinadas também acontece em áreas de CAR”, afirmou.
Na avaliação da pesquisadora, seria possível combater, pelo menos, metade do desmatamento na Amazônia, que ocorre justamente em terras públicas.
Algumas das ações necessárias para isso são tornar a fiscalização efetiva, destinar as florestas públicas para conservação e produção florestal sustentável e cancelar CAR sobrepostas nessas áreas. Já para proteger os 50% restantes da floresta seria preciso consolidar áreas protegidas e apoiar economias de base florestal, apoiar a conservação de ativos florestais privados com incentivos econômicos e ajudar economicamente e prover assistência técnica para a produção sustentável nos assentamentos.
Metas tímidas
Na opinião dos pesquisadores, as metas da NDC brasileira estabelecidas em 2015 e revisadas em 2020 para mudanças de uso da terra são muito tímidas em relação à participação do setor nas emissões de GEE do país.
A primeira NDC brasileira apresentou a meta de reduzir as emissões de GEE em 37% em 2025 e 43% em 2030 em relação a 2005, o que significaria metas de emissão de 1,38 gigatons de dióxido de carbono (CO2) em 2025 e 1,25 gigatons de CO2 em 2030.
Na revisão da NDC, publicada no final de 2020, esses percentuais foram mantidos, mas têm como linha de base estimativas de emissões de GEE mais altas do que as utilizadas na NDC original, em 2005. Dessa forma, mesmo com o atual nível de desmatamento na Amazônia, o Brasil conseguiria cumprir sua NDC em 2030.
“Para ser coerente com os recálculos, a meta de redução de emissões de GEE em 2030 deveria ser de, no mínimo, 55%”, avaliou Assad.
As metas da NDC brasileira para o setor agropecuário também são muito conservadoras, afirmou o pesquisador.
Algumas delas são a restauração até 2030 de 15 milhões de áreas de pastagem degradadas e o incremento também nesse período de cinco milhões de hectares de sistema integrado de lavoura, pecuária e floresta.
Porém, estudos do Laboratório de Processamento de Imagens e Geoprocessamento (Lapig), da Universidade Federal de Goiás (UFG), indicam que há 45 milhões de hectares de pastagem severamente degradados e 25 milhões moderadamente no país.
“Temos a possibilidade de reduzir quatro vezes mais as áreas de pastagem degradadas no país em comparação com o número acordado na NDC brasileira em 2015”, disse Assad.
Custo da NDC brasileira
O custo da NDC brasileira seria menor se outros setores, além do agropecuário, energético e florestal, fossem incluídos por meio da precificação e o estabelecimento de um mercado de créditos de carbono resultantes de projetos com foco na redução de emissões, indicou estudo realizado por Ângelo Costa Gurgel, professor da Fundação Getúlio Vargas (FGV), e em colaboração com outros pesquisadores.
“A opção sempre mais barata é estabelecer mercado de troca de permissões, em que todos os setores da economia participam do esforço da redução de emissões de gases de efeito estufa”, afirmou Gurgel.
Os pesquisadores também estimaram qual seria o preço do carbono nesse cenário de mercado amplo, em que todos os setores econômicos contribuem para redução das emissões. Os resultados dos cálculos indicam que o preço do carbono em 2030 seria de US$ 3 por tonelada.
“Se for mantido o atual modelo da NDC brasileira, em que apenas alguns setores da economia precisam fazer algum esforço para redução das emissões, essa política se torna muito cara no longo prazo”, disse Gurgel.
O financiamento da transição para uma economia de baixo carbono representa um desafio global, mas o Brasil apresenta algumas dificuldades particulares nessa questão, apontou Annelise Vendramini Felsberg, professora da FGV.
Uma dessas dificuldades é a atual situação macroeconômica do país, que deve dificultar muito a destinação de recursos públicos para essa agenda, avaliou a pesquisadora.
“Não há muito espaço fiscal no Brasil para o investimento público pesado na redução de emissões de gases de efeito estufa. Vamos ter que contar muito mais com recursos privados se quisermos avançar nessa agenda”, afirmou.
Uma das limitações nesse sentido, contudo, é que os investidores privados preferem os setores de energia e transporte e tendem a evitar o florestal, em razão do alto risco e da demora em obter o retorno do investimento, explicou Felsberg.
“O Brasil perdeu o grau de investimento e é percebido pelos investidores como um país difícil para se investir. E quando pensamos em restauração e conservação estamos olhando para um horizonte longo, de pelo menos sete anos, o que para o investidor é muito arriscado”, disse.
A combinação de um macroambiente político e econômico instável com deficiências importantes em questões legais, como o atraso na implementação do Código Florestal, aumenta a percepção de risco dos investidores no setor florestal no país, avaliou Felsberg.
“Se tivéssemos o Código Florestal e os PRAs [Programas de Regularização Ambiental] totalmente implantados nos Estados, metade desses problemas de financiamento seria superada”, estimou a pesquisadora.
Série de webinários
O evento foi o primeiro da série de seminários on-line “COP26: Discutindo a NDC Brasileira”, promovida pela FAPESP.
Nos eventos, serão analisadas áreas estratégicas e ações municipais e estaduais como esforços subnacionais para o atingimento das metas nacionais. Ao final de cada webinar, será elaborado um material com as principais conclusões para divulgação à sociedade científica e ao público geral.
“Escolhemos esses três temas para o primeiro evento – florestas, agricultura e energia –, porque representam desafios enormes para o Brasil. Não será fácil para a economia brasileira e a sociedade lidarem com esses três aspectos”, avaliou Paulo Artaxo, professor do Instituto de Física da USP e membro da coordenação do PFPMCG.
A atividade faz parte da implementação do Plano Estratégico 2020-2030 do Programa Mudanças Climáticas FAPESP.
“É fundamental que a sociedade se engaje nas discussões dos problemas associados a essas metas climáticas porque, no fim das contas, elas impactam nosso dia a dia e as futuras gerações”, disse Luiz Eugênio Mello, diretor científico da FAPESP, na abertura do evento.
O planeta Marte segue como o destino mais certo das futuras missões de exploração espacial, sobretudo quando se pensa nas instalações para colônias humanas. Em um trabalho desenvolvido pela parceria entre a ABIBOO Studio e a Sustainable Offworld Network (SONet), um grupo de cientistas e engenheiros desenvolveu o conceito de uma cidade sustentável no Planeta Vermelho, chamada Nüwa e planejada para abrigar cerca de 250.000 habitantes.
A capital marciana Nüwa foi selecionada como finalista do concurso de projetos de assentamentos viáveis, realizado no ano passado pela Mars Society. O projeto da cidade futurística é liderado pelo astrofísico Guillem Anglada, responsável também por comandar a descoberta do exoplaneta Proxima b. O local pensado para a instalação desta base é a região de Tempe Mensa; trata-se de um terreno íngreme que oferece a oportunidade de criar uma cidade vertical, usando as rochas como protetores da radiação e de eventos meteoritos, e também com acesso indireto à luz solar.
Concepção artística da cidade Nüwa, na região de Tempe Mensa (Imagem: Reprodução/ABIBOO Studio/SONet)
O número da população inicial seria de cerca de 250.000 pessoas, divididas em cinco outros locais onde serão instaladas pequenas cidades. Por exemplo, a cidade de Abalos estará localizada ao polo norte de Marte — para agilizar o acesso ao gelo de água desta região —, enquanto a cidade chamada Marineris fica no maior cânion do Sistema Solar, no Valle Marineris. O ponto central do projeto é o conceito de autossustentabilidade, ou seja, o assentamento precisa ser capaz de obter todos os recursos no próprio local. Segundo a equipe da ABIBOO, acredita-se que a construção da capital possa começar já em 2054 — realizando a primeira leva de habitantes até 2100.
Em entrevista ao portal Space.com, Anfredo Munoz, arquiteto internacionalmente conhecido envolvido no projeto da cidade de Nüwa, explicou que o conceito foi elaborado por cientistas renomados de diversos campos de conhecimento, combinando as soluções técnicas e científicas com as ideias arquitetônicas inovadores. ”Como podemos criar ambientes atraentes para as pessoas de forma que criem um senso de identidade e pertencimento? Vai além da beleza. É sobre o bem-estar emocional das pessoas que vão curtir e viver naquele espaço”, acrescentou Munoz.
A equipe do projeto pensa palenajam ambientes confortáveis, que garantam também uma experiência psicológica positiva para os futuros moradores (Imagem: Reprodução/ABIBOO Studio/SONet)
A cidade Nüwa, nome que faz referência à deusa mitológica chinesa que é protetora dos humanos, terá as principais atividades desenvolvidas no interior do penhasco de Tempe Mensa, nos chamados “macro edifícios”. Estas estruturas serão escavadas no interior das rochas, incluindo a abertura de túneis, onde serão instalados os módulos residenciais e de trabalho — tudo interligado por uma rede tridimensional de túneis. No ponto mais alto da falésia, será instalado a infraestrutura necessária para a produção de alimentos e geração de energia, pois as instalações agrícolas dependem do acesso direto à luz solar.
Na base do penhasco, ficarão grandes pavilhões pensados para a interação social no vale. Serão estruturas transparentes, de maneira a permitir que seus habitantes contemplem as paisagens marcianas, protegendo-os da radiação externas. Outras estruturas como hospitais, escolas e universidades, além de locais para prática esportiva e culturais, comerciais e até mesmo estações de trens serão construídas no Valle Marineris. Segundo Munoz, o uso da inteligência artificial e robótica será crucial para antes e durante a construção da base. “Do jeito que está a indústria de robótica, em mais de 20 anos estaremos mais do que prontos para ter o know-how para iniciar a construção”, disse.
(Imagem: Reprodução/ABIBOO Studio/SONet)
Mesmo com a cidade toda montada em Marte, será necessário que um serviço regular de ônibus espacial seja capaz de dar conta da grande demanda, aproveitando a janela de lançamento ideal para o planeta vizinho a cada 26 meses. A passagem de ida para Nüwa garantirá uma unidade residencial com tamanho de 25 a 32 metros quadrados, e também acesso total às instalações comuns, bem como os serviços de suporte à vida e de alimentação. Ao chegar lá, o novo morador assinará um contrato para que dedica entre 60% a 80% do seu tempo de trabalho em funções atribuídas pela cidade.
A seguir, você confere o conceito das instalações futurísticas da megacidade Nüwa em Marte:
