Humanidade Como Força Geológica II

 A escala da produção de energia

Autoria original de Francisco Quiumento,
expansões e revisão por Gemini da Google e Francisco Quiumento

Ou como vamos (ou não) chegar "ao rubro".

Observemos que ao longo da história da civilização, e tomemos apenas o, digamos, período cristão, passamos do século I ao século XVII usando apenas: nossos corpos, os corpos de animais, queima de principalmente lenha, e raras rodas d'água.

Com o advento da era industrial, e obviamente do seu motor, com o perdão do trocadilho infeliz, a máquina a vapor, passamos os séculos XVIII e XIX usando crescentemente máquinas a vapor nas mais variadas escalas. Aqui, podemos retornar brevemente a questão da mineração, pois da crescente necessidade de combustível para tais máquinas, nasceu a mineração de carvão, mas nem nos preocupemos com tal ponto, pois como veremos, nosso problema é muito maior do que o consumo de qualquer combustível fóssil e seus efeitos no ambiente.

Com a entrada na, chamemos, era do petróleo, adicionamos um outro combustível fóssil a, chamemos assim, nossa planilha somatória de problemas. Notemos que o petróleo em si não foi o suficiente, e adicionamos a este o gás natural e já avançamos sobre as areias betuminosas, como se evidencia na relação de produção de óleo entre o Canadá e os EUA, e continuamos avançando sobre o xisto e devemos até atacar o metano do fundo dos mares.

Percebamos que a dificuldade de extração e produção de combustíveis não é há muito o nosso problema, e sim, sua disponibilidade limitada.

Encerrada a análise dos combustíveis fósseis, percebamos que, embora sejam usados para a geração de energia elétrica, essa por si já caracteriza uma era de fonte/uso de energia em paralelo com a do petróleo, iniciando-se um pouco antes dela (com o advento da iluminação pública elétrica e do uso de motores elétricos). Também geramos energia por meio de turbinas que em nada se relacionam com os combustíveis fósseis, como as hidrelétricas e as usinas nucleares — sendo esta última, mesmo extremamente dispendiosa, utilizada massivamente (vide a França).

Não satisfeitos em avançar sobre a energia nuclear, mesmo com os riscos e contando com as vantagens de sua enorme capacidade, países, especialmente os ricos, já esgotaram (ou quase) há bastante tempo sua capacidade máxima de gerar energia hídrica. Conjuntamente a isso, avançamos agora sobre a eólica.[Nota 1] Somente nos EUA, fábricas de geradores de grande porte produzem três geradores por dia, permitindo a instalação de uma usina como as que vemos no Brasil (em torno de 75 a 100 geradores) a cada mês.

Ameaçamos avançar sobre a geologia de nosso planeta, com a geração geotérmica, como já o fazem por absoluta disponibilidade e conveniência Islândia e Nova Zelândia. A menção a estes dois países nos leva ao hidrogênio. A geração e o uso de hidrogênio como combustível já são pensados e implementados (em alguns casos, já estão em operação). Isso nos daria os oceanos como uma imensa reserva mineral de matéria-prima, em uma escala inimaginável até mesmo para os magnatas do petróleo da virada do século XIX para o XX, que em sua época – e ainda hoje – construíram os maiores conglomerados industriais da civilização.

Falando em mar, poupar-me-ei de citar as marés e ondas. Acredito que o básico (se é que não é ridículo afirmar isso) já foi apresentado para que se perceba que estamos em uma curva de crescimento exponencial de geração de energia, que cada vez mais fomenta o crescimento de outras atividades que já analisei.

Mas como disse e repito, este ainda não é o nosso maior problema. É crucial entender que, para além do conhecido aquecimento global causado pelos gases de efeito estufa, há um problema fundamental e físico ligado à própria geração e consumo de energia. No capítulo X de seu livro 'O Universo Numa Casca de Noz', o físico Stephen Hawking apresenta uma questão simples, porém assustadora. Com o crescimento de nossa economia (e esta não relaciona-se diretamente e exatamente com nossa população, observemos), nossa geração de energia, que pela ineficiência que caracteriza todo processo de transformação de energia de algum tipo (como a hidráulica) em mecânica (qualquer máquina acionada por motor elétrico, por exemplo), ocorre uma dissipação de calor.[Nota 2] Este calor irá para o ambiente, e o aquecerá (e nada adianta construirmos refrigeradores para o ambiente, pois a sua ineficiência gerará mais calor ainda para o ambiente). Com a progressão que temos no crescimento da geração de energia (e lógico, de seu consumo), conforme os cálculos apresentados por Hawking, em cerca de 600 anos, pelos números históricos, nosso planeta chegará a temperatura de um metal ao rubro.

Observe-se que isto não tem relação alguma com o que seja o aquecimento global, que relaciona-se teoricamente apenas com a presença de gases de efeito estufa na atmosfera e a energia do Sol, que lembrando bem, nem citei como fonte imensa da qual não exploramos uma ínfima parcela.

Mas voltando à temperatura de um metal em brasa, lembremos que não necessitamos de uma temperatura de cauterização para eliminar a possibilidade de vida na Terra (aliás, Vênus já o faz pelo efeito estufa e Mercúrio o sofre pelo Sol). Necessitamos apenas da temperatura de uma sauna para a imensa parte das formas de vida do planeta.

Então, na atual taxa de crescimento de nossa demanda de energia (e esta mostra-se sinergizadora de mais demanda, e não um freio ao processo), chegaremos ao nível do insuportável em muito menos tempo que o que nos separa das grandes navegações europeias.

Somemos um atenuador, para eu não ser acusado de ser um catastrofista (quase histérico). Observemos que nos últimos anos, desenvolvemos um número cada vez maior de "destinos" mais eficientes para nossas fontes de energia, em especial, a elétrica. Lâmpadas que mais iluminam do que geram calor, máquinas com motores mais eficientes (esta progressão, na verdade, vem ocorrendo há mais de um século), processos industriais menos dependentes de calor, etc. Assim, o prazo para nossa temperatura de sauna se estenderia, mas não ilimitadamente, nem mesmo para números muito maiores que aqueles com que Hawking me causou o impacto que causou e motivou este texto, mas sim, o que calcularei agora.

Partiremos para nossos cálculos de nosso atual nível econômico geral, que nos coloca atualmente numa pegada ecológica que já ultrapassa 70% acima da capacidade do planeta, e o consumo de energia, em todas as suas formas, é um dos maiores componentes da pegada ecológica global.[Nota 3]

Agora, para além da sustentabilidade dos recursos, consideremos o impacto térmico direto de nossa geração de energia. Tomando como ponto de partida a projeção de Stephen Hawking, que nos alerta para a dissipação de calor, analisemos um cenário mais conservador. Consideremos que, ao invés de uma economia crescente em 1% ao ano, não tenhamos um crescimento da geração/consumo de energia nem maior nem igual a 1%, e sim, míseros 0,1%. Com base nos dados iniciais e na metodologia de Hawking, partindo da quantidade de calor que produzimos hoje, e notando que este número já está nos cálculos de Hawking, em 500 anos chegaremos a 64% a mais de geração de calor para o ambiente. Então uma nova era das navegações (distante igualmente no tempo) disporá de um número não assustador de calor perdido para o ambiente. Em mil anos, chegaremos a 170%, então talvez, numa nova Idade Média, não tenhamos invernos longos de origem vulcânica, mas sim, verões desconfortáveis. A uma distância no tempo de 2000 anos, talvez voltemos a usar saiotes romanos, pois a dissipação de calor já estará em mais de 600 %. A um intervalo de tempo como o da construção das pirâmides, já estaremos a quase 15 mil %, e talvez invejemos a vida do mais sofrido dos trabalhadores egípcios.

Dois pontos, antes de eu dar o "arremate":

• Não precisarei apresentar números de distâncias no tempo como os da adoção da agricultura ou ainda da "eva mitocondrial" para mostrar que tal progressão é insana em seus resultados, e não tardará a chegar ao problema que Hawking aponta.

• Observemos – e aqui, na verdade, fui 'desonesto' – que para uma progressão da geração de energia de qualquer valor, a dissipação de calor pela ineficiência ser menor que a própria progressão da geração, a eficiência tem de ser crescentemente maior. Isso gera problemas praticamente insolúveis no tempo, limitados não pela tecnologia, mas sim pelas leis da natureza, ou se quiserem, pela Física.

No artigo "O Coração Turbulento da Terra", Ulisses Capozolli, na SciAm Br de maio de 2011, apresenta o modelo, ou escala, de  Nicolai Kardashev, no qual as civilizações de grupo ou nível I, tal como a nossa, que ainda queima árvores abatidas até para esquentar seus alimentos, dispõe de uma oferta energética de aproximadamente 4x10^19 erg/seg (como 1 erg é 1 × 10−7 joule, este valor corresponderia a uns 4x10^12 watts). Numa taxa de crescimento de 3 a 4% ao ano, atingiríamos em 3200 anos o grupo ou nível II (aproximadamente o mundo ficcional de Star Trek), explorando toda a capacidade de geração de energia do Sol, numa escala de 4x10^33 erg/seg. Com mais alguns cálculos, poderíamos chegar ao tempo que levaremos para explorar toda a energia de todas as estrelas da galáxia, no grupo ou nível III, ou 4x10^44 ergs/s.

Números simples, contas fáceis, resultados claros.

Mas ao que me parece, não estamos no planeta para passar abrasador calor, e sim para perpetuarmos nossa espécie (aliás, na verdade, é só isso que fazemos, e às vezes, com os piores tropeços possíveis).

Assim sendo, e tal me parece cristalinamente óbvio, não podemos transformar nosso planeta não na cela da qual por enquanto não podemos sair, e da qual não sairemos por muito tempo, pois isto o planeta que habitamos já é.

Não podemos transformá-lo na fornalha que nos matará.

Notas

Nota 1: Desafios das Energias 'Verdes'

Embora fontes como a eólica e o hidrogênio (quando produzido de forma sustentável) sejam cruciais para a transição energética, elas não estão isentas de desafios. A fabricação de turbinas eólicas e painéis solares, por exemplo, ainda possui uma pegada de carbono e demanda por minerais. Além disso, a implantação de grandes parques eólicos ou usinas hidrelétricas pode ter impactos locais na paisagem, na fauna e na flora, exigindo um planejamento ambiental rigoroso.

Nota 2: A Segunda Lei da Termodinâmica e a Dissipação de Calor 

A dissipação de calor mencionada no texto é uma consequência inevitável da Segunda Lei da Termodinâmica (ou Lei da Entropia), que afirma que em qualquer processo de transformação de energia, parte da energia sempre será convertida em calor e se dissipará no ambiente, não podendo ser totalmente reaproveitada para trabalho. É por isso que nenhum processo energético é 100% eficiente, e a tendência natural é o aumento da desordem (entropia) no universo.

Nota 3: Detalhes da Pegada Ecológica 

A 'Pegada Ecológica' é uma metodologia de contabilidade de recursos que mede a demanda da humanidade por recursos naturais e serviços ecossistêmicos, comparando-a com a capacidade de regeneração do planeta (biocapacidade). Quando a demanda excede a biocapacidade, entramos em 'dívida ecológica'. O consumo de energia, repetimos, em todas as suas formas, como combustíveis fósseis e uso de energia hídrica, é um dos maiores componentes da pegada ecológica global.

Referências

Hawking, Stephen - O Universo numa Casca de Noz - Editora ARX - 9 ed. - São Paulo, SP - 2002 - ISBN: 85-7581-017-0 

ESCALA DE KARDASHEV. In: WIKIPÉDIA, a enciclopédia livre. Flórida: Wikimedia Foundation, 2024. Disponível em: <https://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=Escala_de_Kardashev&oldid=67446623>. Acesso em: 8 fev. 2024.

Humanidade Como Força Geológica I

 Preparando o terreno

Neste conjunto de textos, apresentaremos algumas observações sobre a escalada que temos tido, desde uma espécie sobre a Terra, insignificante frente ao todo, ainda que construtora de grandes obras de arte e arquitetura, uma ou outra pequena alteração no ambiente, até os dias de hoje, quando nos colocamos ao lado das maiores forças da natureza, e ao que parece, ainda iremos mais longe, embora tenhamos de mudar alguns de nossos péssimos hábitos.

Autoria original de Francisco Quiumento,
expansões e revisão por Gemini da Google e Francisco Quiumento

Algumas notas sobre cinema

Lembrando o filme Patton (no Brasil com o péssimo subtítulo "Rebelde ou Herói?", 1970, IMDB) sempre me vem à mente uma de suas falas, ao personagem principal ver, se não me engano já na Itália, um extenso comboio militar numa estrada: -Nenhuma atividade humana se compara à guerra.

Infelizmente, tenho de concordar com os autores do roteiro (Francis Ford Coppola e Edmund H. North), e talvez, se verídica a citação, com George S. Patton.



Uma coluna de tanques do 3o Exército, sob o comando de Patton, entrando em Bayreuth.



Para avançar sobre o que apresentarei, pegando ainda o tema da guerra como atividade humana, colocarei o dado adicional que na Segunda Guerra Mundial, a Operação Overlord, do desembarque das primeiras forças aliadas na França, em 1944, 155 mil homens foram utilizados na maior operação de desembarque anfíbio de todos os tempos, sem nem mesmo falarmos da enorme estrutura e recursos de retaguarda em navios, aviões e recursos logísticos diversos, como combustível, e tal planejamento e preparação, pelo menos demandou os dois anos anteriores, inclusive em armazenamento de recursos materiais, sem falar na preparação dos recursos humanos. Acrescentarei, por fim, que a distância a ser transposta, no desembarque, não ultrapassava, mesmo com os deslocamentos finais em terra, das diversas bases na Inglaterra, 400 quilômetros, que poderiam até ser somados (para nossa argumentação) à travessia do Atlântico pelos recursos vindos dos EUA.

Desembarque anfíbio no "Dia D".

Claro, que não devemos esquecer o "pequeno" detalhe que tais forças enfrentariam um exército extremamente bem treinado e experiente, fortemente guarnecido em fortalezas e dotado de tecnologia superior em diversos campos (os blindados seriam o melhor exemplo), além de sustentado por uma das maiores potências industriais e econômicas do planeta, dispondo dos recursos de um continente inteiro e ainda um tanto de outro.

Menos de 50 anos depois, a Guerra do Golfo mostrou o cenário de uma hiperpotência (sim, eu gosto e uso este conceito), com orçamento militar superior a soma de todos os demais países do mundo, inigualável em tecnologia militar, dispondo de domínio total do espaço aéreo, retomou um país pequeno, enfrentando uma potência militar cambaleante após anos de guerra com outra, dispondo de um volume de recursos limitado a seu próprio território, sem estrutura industrial significativa a não ser no setor de petróleo, incapaz inclusive de produzir seu próprio alimento, com nada menos de 750 mil homens, total este que inclui também forças, não menos qualificadas, da chamada "coalisão", dispondo, evidentemente, do apoio das mais ricas nações do mundo além dos EUA, e de fontes de recurso que pela própria definição, a exceção do Iraque e algum apoio insignificante deste, seriam oriundos do planeta inteiro.

Duas cenas da Guerra do Golfo, a escala das forças envolvidas e a destruição provocada.

Guerra é uma serie de catástrofes que podem resultar numa vitória. - Georges Clemenceau.

Aqui, citarei o documentário Uma Verdade Inconveniente (2006, IMDB), na qual Al Gore apresenta que quando nasceu, tínhamos passado aproximadamente 10 mil gerações, desde nossa especiação final no que seja o Homo sapiens, para na data de seu nascimento, estarmos caminhando na faixa de 2,5 bilhões de habitantes, e ainda em sua vida, caminhamos já para 7 bilhões. Assim, tal como ele afirma em seu trabalho, eu afirmo de maneira similar: -Algo me diz que estamos com um problema!

Lembrando mais uma vez filmes, entre todas as obras até absurdas de ficção dos anos 50, uma das mais peculiares é "A Selva Nua" (The Naked Jungle, 1954, IMDB) do diretor Byron Haskin (o mesmo de Guerra dos Mundos, de 1953) com Charlton Heston, no qual o personagem principal, na floresta amazônica, enfrenta "marabunta", que são formigas em deslocamento ao número de milhões, devorando tudo pelo seu caminho, desde plantas até infelizes trabalhadores em suas canoas.

Vejam como são ingênuos os autores de tais roteiros e diretores e mesmo o despreocupado H.G. Wells (o autor do romance original Guerra dos Mundos), que enquanto criava uma séria obra de ficção, embora com a ingenuidade científica de que seriam os invasores de Marte, perfeitamente perdoável, procurando criar uma grande metáfora para o massacre das forças colonialistas européias na África, aos moldes do que foi feito por Joseph Conrad em "O Coração das Trevas", inspirador de "Apocalipse Now" de Francis Ford Coppola (do qual poderia também lembrar que os EUA lançaram mais bombas sobre o Vietnã e Laos do que em toda a Segunda Guerra Mundial, no que voltaríamos à uma argumentação similar à inicial).

Mal perceberam estes autores que as "formigas em marcha" são as próprias pessoas que assistiriam seus filmes, e os piores invasores dos planeta são as que leriam seus livros, e com alguns significativos agravantes: não devoram apenas parte da floresta amazônica, que pode se recuperar (e sempre se recuperou das formigas), não matam apenas pobres infelizes em suas canoas, não podem ser detidas com óleo e rompimentos de represas e nem mesmo estão matando apenas uma civilização tecnologicamente inferior na distante África. Devoram as florestas do planeta inteiro, eliminam milhares de infelizes de sua própria espécie e de qualquer outra, mesmo que nos descuidos de sua marcha até insana, mesmo que ingênua, e já estão aqui, e não talvez por um acaso venham no futuro de um planeta distante.

Uma carcaça de elefante, na África.

Sobre "planeta distante", seria bom, antes do restante da apresentação, deixarmos bem claro de que não seremos mortos nem mesmo por microorganismos deste planeta - os senhores absolutos dele hámais de 3,8 bilhões de anos - com os quais estamos em convívio há os mesmos bilhões de anos, inclusive os consumindo em nossos processos tanto biológicos internos quanto domésticos e industriais e muito menos poderemos fugir para qualquer planeta, tão distante quanto os mais maduros em termos de ficção científica na imensidão da distância assim como no tempo imaginamos, mesmo para que se tornem a mais desagradável das florestas ou mantenham-se como o mais árido deserto, pois volto a repetir: a Terra é o insignificante planetinha em que habitamos e embora agradável, é prisão terrível da qual ainda não podemos escapar, hoje, e pelo menos, ainda por muito, muito tempo.

Tendo isto apresentado, passemos a mostrar, além de descrição da escala dos esforços de guerra, outras atividades relacionadas até diretamente a esta, que nos transformaram em vorazes formigas em marcha, nunca antes imaginadas na ficção. Como li recentemente: "somos muitos":

Sem defender ou justificar nossa competição intraespecífica, o problema está em frear a nós mesmos: o desejo de deixar descendentes, o imperativo reprodutivo.

MILTON MENDONÇA JR; Professor do Departamento de Ecologia do Instituto de Biociências da UFRGS; O filme “Avatar” nos alerta: somos muitos

Uma cena do cotidiano da Índia. Não haveria na Terra população de formigas que a pudesse enfrentar.

A escala do estrativismo mineral

(ou como as montanhas foram removidas e levadas até novos Maomés)

Ao tempo dos egípcios a mineração de cobre, posteriormente o ferro, ao tempo dos romanos o enxofre, era feita por mãos humanas, em afloramentos superficiais extremamente destacados, sem a mínima ação significativa sobre o ambiente, e mesmo se o houve ao tempo das grandes civilizações do passado, atingiam um pequeno rio ou localidade (o Rio Tinto na Espanha ainda está lá, praticamente sem diferenças do seu passado romano, e continua sendo mais uma ação da geologia que uma ação humana). De pás e burros, bois e rodas d'água, passamos a máquinas a vapor, e destas ao diesel e as grandes máquinas elétricas e mistas, e hoje não mais localizamos superficiais jazidas. Nós modificamos a paisagem e até a geografia de regiões inteiras. Torna-se, nesta escala, desnecessário dizer que afetamos gravemente o ambiente. A literatura até popular dos ecologistas é abundante em exemplos, e os jornais são lotados de notícias de problemas oriundos deste processo, onde sacos no lombo de mulas se tornaram pás de centenas de toneladas que enchem caminhões de igual escala e alimentam fábricas que num dia produzem mais QUALQUER COISA que todo o Império Romano ou os Egípcios dispunham num ano inteiro.

O Rio Tinto, com sua característica dissolução de minerais, conhecido desde o tempo dos romanos.

Coloquemos antes de encerrar este ponto, um pequeno cálculo: com mulas que levem 100 kg em cada viagem, seriam necessárias 1 bilhão de viagens para mover o morro onde residi em Porto Alegre, que estimei como tendo uma massa de 100 milhões de toneladas (dados seus aproximados 37 milhões de metros cúbicos). Esses valores, claro, serão apenas ilustrativos, não necessitando mais que uma razoável exatidão. Com a atual capacidade dos caminhões de mineração, até 500 toneladas, seriam necessárias 200 mil viagens, e como tais caminhões fazem facilmente 10 de suas viagens por dia de trabalho, três caminhões fariam tal deslocamento no mesmo período de tempo em que foi construída a grande pirâmide de Giza.

Não é por outro motivo que já existem minas a céu aberto no mundo não maiores que o morro sobre o qual residi em Porto Alegre, mas sim maiores que o bairro onde este fica, como a mina de cobre Bingham Canyon (ou Kennecott), localizada em Utah, Estados Unidos, com seus 1200 metros de profundidade e 4000 metros de largura, extraindo anualmente 17 milhões de toneladas de cobre, além de prata e molibdênio. Note que nessa capacidade de produção, em termos de metais relativamente puros, 100 milhões de toneladas seriam somados em menos de 6 anos.



Explico: certa vez calculei, para um artigo, a massa do Morro da Polícia, um ponto bem marcante de Porto Alegre, de 298 m de altura, com quase o dobro da altura que o morro onde tive residência, considerando-o um sólido de base de 5 por 5 km, com altura de 298 metros, o que dá 7,45 km³ (um absurdo, pois ele não é um paralelepípido, o ideal seria considerá-lo uma pirâmide, mandando este valor para 1/3 de 7,45 km³, mas façamos assim, e consideremos então este volume de 7,45 bilhões de metros cúbicos. Com a densidade do granito em 2,6 ton por metro cúbico chegamos a um valor de 19,37 bilhões de toneladas. Nada excepcional para o mundo da atual mineração. Basta dizer que uma mina a céu aberto de 4 km de diâmetro, considerada como um cone, com 1200 metros de profundidade, no mesmo material, já teria um volume de aproximadamente 5 km³. E temos no mundo diversas minas a céu aberto dessa escala.



Bingham Canyon Mine, Salt Lake City, Utah, uma das maiores do mundo, com diâmetro de aproximadamente 4 km.



Mesmo em terras brasileiras a escala da mineração já dá suas mostras, como claramente em Minas Gerais. Lembro-me de reportagem que mostrava paisagem de montanhas dos, digamos, anos 60 e na imagem atual, uma das montanhas não estava mais lá. Agradeço desde já o fornecimento desta imagem.



Exemplos de destruição da paisagem em Minas Gerais. à direita o Pico do Itabira.

Recomendações de leitura:

• Carlos Gabaglia Penna; Efeitos da mineração no meio ambiente; http://www.oeco.com.br/

• DESENVOLVIMENTO DE MINAS- FATORES DE INFLUÊNCIA , muito bem ilustrado e mostrando a escala que hoje se trabalha em mineração.

Minas de Mirni, Rússia, e Diavik, Canadá.

Aqui talvez me torne logo repetitivo, mas: -Algo me diz que estamos com um problema com nossas necessidades e consumo de minérios e matérias primas!

A escala da produção agropecuária

Se considerarmos a maior potência agrícola do passado, da antiguidade, sejamos específicos, que ninguém discutiria que seria o Egito, até porque sua produção agrícola era de certa maneira "estatizada", veríamos que ocupavam áreas férteis não maiores do que mesmo hoje ocupa o (atual) Egito, e certamente com atual produtividade por área maior. Mas notemos que hoje o Egito seria um anão agrícola frente as grandes potências agrícolas do mundo, como os EUA e o Brasil. Mas não consideremos ainda o total de área cultivada, que é obviamente muito maior hoje que em qualquer data do nosso passado.

Uma visão da escala de proidução agrícola dos EUA.

Consideremos os métodos.

Os egípcios, assim como os povos nos 20 séculos posteriores, usavam arados puxados por animais de tração e quanto muito detinham formas primitivas de fertilização do solo, e praticamente nenhuma forma de defender suas plantações de inúmeras pragas, quanto muito de irrigá-las, o que, inclusive nisto, crescemos em escala ao ponto de secarmos rios e lagos inteiros.

Interessantes leituras:

WASHIGTON CARLOS DE ALMEIDA; A AGUA NA AGRICULTURA - ALGUMAS CONSIDERAÇÕES SOBRE O USO DA ÁGUA NA AGRICULTURA. - www.abda.com.br

 "...as águas são muitas, infindas". - Pero Vaz de Caminha, Carta ao Rei de Portugal

Fragmentos de Leitura - diversos autores; Nordeste sertanejo: a região semi-árida mais povoada do mundo; Estudos Avançados; Estud. av. vol.13 no.36 São Paulo May/Aug. 1999; doi: 10.1590/S0103-40141999000200003

O "Mar" de Aral, uma das muitas tragédias de uso abusivo do recurso água, julgado ilimitado.

O mal uso da água – o Mar de Aral - www.planetaorganico.com.br

Hoje, temos uma escala de produção não muito menor em porte de máquinas do que a mineração, turbinada pela fertilização na escala da mineração, escalas de deslocamento de grãos e outros frutos da terra que estão entre as maiores atividade humanas e despejamos toneladas de qualquer tipo de defensivo ao primeiro sinal de pragas, independentemente de questões tecnológicas e até ambientais já resolvidas nos últimos anos, e as espécies que exploramos entre os vegetais e os animais estão entre as mais prolíficas do planeta, chegando a encurralar em pequenos nichos as então outras abundantes que não contam com o nosso apoio, a não ser em casos de que as protejamos.

Assim, temos outro problema com o que comemos, e exatamente porque assim comemos, estamos hoje neste nível de população que nos é um problema.

Larvas, ‘isopor’ e Biocimento - 1

 

Algumas anotações sobre novidade na reciclagem (e processamento) de poliestireno e sobre biocimento.

1

Reciclagem de poliestireno

A reciclagem de poliestireno na forma expandida (“isopor”) sempre foi algo difícil de ser executada viavelmente na prática. O poliestireno na forma “cristal” é relativamente fácil de ser reciclado quando se tem a estrutura industrial necessária, mesmo quando de sua associação com PVC, como se vê em copos plásticos, por exemplo. A “madeira plástica”, para alcançar maior rigidez, tem no poliestireno um adicional muito conveniente.

Apesar da fácil solubilidade em xileno, o poliestireno expandido, assim como o todo o poliestireno relativamente puro, não pode ser reaproveitado a não ser em nichos muito específicos por esse método, ainda que se desconsidere os problemas de toxicidade dos solventes de cadeias aromáticas, a conhecida sigla BTEX.

Mas agora surge uma rota biológica, no geral, com grandes possibilidades de ser levada para a bacteriológica, com bactérias geneticamente modificadas visando a produção de enzimas específicas.

1.1

https://tecnoblog.net/meiobit/458549/tenebrio-gigante-come-isopor-pesquisa-materiais-reciclagem/ 

“Superlarvas que comem plástico podem ser chave para reciclagem, dizem cientistas

Cientistas da Austrália descobriram que larvas conhecidas como tenébrio gigante podem se alimentar somente de poliestireno, material plástico que ameaça a vida no mar e se acumula no lixo.”

https://g1.globo.com/olha-que-legal/noticia/2022/06/17/superlarvas-que-comem-plastico-podem-ser-chave-para-reciclagem-dizem-cientistas.ghtml 

Destaquemos:

“Material de embalagens, talheres descartáveis, caixas de CD: o poliestireno é uma das formas mais comuns de plástico, mas sua reciclagem não é fácil e a grande maioria termina em depósitos de lixo, ou chega aos oceanos, onde ameaça a vida marinha.”

“Chris Rinke, que dirigiu um estudo publicado nesta quinta-feira (9) na revista Microbial Genomics, disse à AFP que pesquisas anteriores haviam demonstrado que as larvas de traça-da-cera e as larvas-da-farinha (outra espécie de besouro) tinham boas credenciais por ingerir plástico.”

“Confirmamos que as superlarvas podem sobreviver com uma dieta única de poliestireno e, inclusive, ganhar uma pequena quantidade de peso […] apesar de os insetos conseguirem sobreviver com poliestireno, esta não é uma dieta nutritiva e afeta sua saúde.”

“Em seguida, a equipe utilizou uma técnica chamada metagenômica para analisar a comunidade intestinal microbiana e encontrar quais são as enzimas codificadas por genes que participaram da degradação do plástico.”

Estas larvas são tradicionalmente um alimento para aves e répteis criados como animais de estimação. Como citado no artigo de divulgação:

“As larvas de tenébrio gigante chegam a cinco centímetros e são criados como alimento de répteis e aves, e até mesmo para alimentação humana em países como México e Tailândia.” 

Com facilidade, podem ser usadas como fonte de proteína indireta para os humanos, sendo usadas para a produção como fonte de proteínas para peixes criados em cativeiro.

'Bio-upcycling'

É apresentado que poderia se fornecer às larvas uma dieta com balanço entre restos de alimentos ou bioprodutos agrícolas e o poliestireno.

"Esta poderia ser uma forma de melhorar a saúde das larvas e de lidar com a grande quantidade de desperdício de alimentos nos países ocidentais" (Países ocidentais desenvolvidos, nota nossa.)

Um caminho alternativo ao uso direto das larvas é o desenvolvimento de usinas de reciclagem que imitem o que faz o metabolismo das larvas, com uma trituração prévia do plástico e depois digeri-lo através de enzimas bacterianas.

Estas enzimas poderiam ser desenvolvidas para serem ainda mais eficientes - via engenharia de enzimas - que as presentes no trato digestivo das larvas.

Os produtos de decomposição dessa reação poderiam depois ser utilizados para alimentar outros microorganismos para criar compostos de alto valor, como bioplásticos, num "upcycling" economicamente viável.

Nota

"Upcycling" é o processo de reutilizar o que é descartado para gerar materiais de maior valor, diferentemente da reciclagem, que supõe a destruição dos resíduos para criar algo novo. 

2

Biocimento

https://canaltech.com.br/inovacao/cientistas-dao-jeito-de-transformar-xixi-em-biocimento-ecologico-216503/ 

Eu poderia fazer uma coletânea com desenvolvimentos de cimento e biocimentos a partir de reaproveitamento de diversos rejeitos, resíduos de processos industriais e até dejetos.

2.1

Biocimento renovável feito inteiramente de materiais residuais

Redação do Site Inovação Tecnológica - 24/05/2022

https://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=biocimento-renovavel-feito-inteiramente-materiais-residuais&id=010160220524#.YrId1HbMK70 

Destaquemos:

“Cientistas de Cingapura criaram um cimento de origem biológica - uma alternativa ao cimento comum, de origem mineral - ainda mais verde e sustentável.

O biocimento é uma forma renovável de cimento que normalmente usa bactérias para formar uma reação de endurecimento que liga o material base em um bloco sólido.”

[...] 

“Basta uma reação da ureia com os íons de cálcio presentes no lodo de carboneto para formar um sólido duro. Quando essa reação ocorre em um material particulado, como areia, o precipitado une as partículas e preenche as lacunas entre elas, criando uma massa compacta.”

“Usos

Além do uso comum, o biocimento pode ser empregado como rejunte para selar rachaduras na rocha, para controle de infiltração, e até mesmo para retocar e reparar monumentos como esculturas rupestres e estátuas.

Segundo a equipe, a técnica que eles desenvolveram também pode tornar-se um método sustentável e econômico para fortalecer o solo para uso em construção ou escavação, controlar a erosão de praias, reduzir a poeira ou a erosão eólica no deserto ou construir reservatórios de água doce.

"O biocimento é uma alternativa sustentável e renovável ao cimento tradicional e tem grande potencial para ser usado em projetos de construção que exigem tratamento do solo," disse o professor Jian Chu, coordenador da equipe. "Nossa pesquisa fez biocimento ainda mais sustentável usando dois tipos de resíduos como matéria-prima. A longo prazo, isso não apenas tornará mais barato fabricar biocimento, mas também reduzirá o custo envolvido no descarte de resíduos."”

2.2

Cientistas criam biocimento renovável feito a partir de urina

Ter, 14 de Junho de 2022 - Stella Legnaioli

https://www.ecycle.com.br/cientistas-criam-biocimento-renovavel-feito-a-partir-de-urina/ 

“A tecnologia usa bactérias para criar uma reação de endurecimento a partir de dois materiais residuais comuns: lodo de carboneto industrial e ureia (da urina de mamíferos). O resultado é uma massa compacta forte, durável e pouco permeável.”

[...] 

“Impactos ambientais do cimento comum

As cimenteiras são responsáveis por cerca de 5% da emissão global de dióxido de carbono (CO2), de fonte antrópica, liberado anualmente na atmosfera. Estima-se que, na produção de uma tonelada de clínquer (cimento em sua fase básica de fabrico), seja produzida uma tonelada de CO2, contribuindo em grande parte para o aumento do efeito estufa, segundo estudo.

No processo de fabricação do cimento também podem ser liberados o óxido de enxofre, óxido de nitrogênio, monóxido de carbono e compostos de chumbo, sendo todos eles poluentes. Além disso, durante a primeira etapa de extração das matérias-primas, também podem ocorrer impactos físicos, como desmoronamentos nas pedreiras de calcário e erosões devido às vibrações produzidas no terreno. E a extração de argila em rios pode causar o aprofundamento desses cursos d’água, diminuindo a quantidade de água nos leitos e afetando os ecossistemas e assentamentos humanos ali existentes.”

[...] 

“Como é feito o biocimento e quais são suas propriedades

O processo de fabricação de biocimento requer menos energia e gera menos emissões de carbono em comparação com os métodos tradicionais de produção de cimento. O biocimento da equipe da NTU é criado a partir de dois tipos de resíduos: lodo de carboneto industrial – o material residual da produção de gás acetileno, proveniente de fábricas de Cingapura – e ureia encontrada na urina.

Em primeiro lugar, a equipe trata a lama de carboneto com um ácido para produzir cálcio solúvel. A ureia é então adicionada ao cálcio solúvel para formar uma solução de cimentação. A equipe então adiciona uma cultura bacteriana a essa solução de cimentação. As bactérias da cultura então quebram a uréia na solução para formar íons carbonato.

Esses íons reagem com os íons de cálcio solúveis em um processo chamado precipitação de calcita induzida microbianamente (MICP). Essa reação forma carbonato de cálcio – um material duro e sólido que é encontrado naturalmente em giz, calcário e mármore. 

A solução de biocimento é incolor, permitindo que os trabalhos de restauração mantenham a cor original da escultura. Quando essa reação ocorre no solo ou na areia, o carbonato de cálcio resultante une as partículas de solo ou areia para aumentar sua resistência e preenche os poros entre eles para reduzir a infiltração de água através do material. O mesmo processo também pode ser usado em juntas de rocha, o que permite o reparo de esculturas rupestres e estátuas.

O solo reforçado com biocimento apresenta resistência à compressão não confinada de até 1,7 megapascal (MPa), superior à do mesmo solo tratado com quantidade equivalente de cimento. Isso torna o biocimento da equipe adequado para uso em projetos de melhoria do solo, como fortalecimento do solo ou redução de infiltração de água para uso em construção ou escavação ou controle de erosão de praias ao longo da costa.”

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2.3

Conheça o bioconcreto, material que fecha as próprias rachaduras

27 agosto 2016 

https://www.bbc.com/portuguese/geral-37204389 

2.4

Bioconcreto: o que é e como ele é capaz de se regenerar

21/07/2021

https://www.weg.net/tomadas/blog/arquitetura/bioconcreto-o-que-e-e-como-ele-e-capaz-de-se-regenerar/ 

“O pesquisador e microbiologista holandês Hendrik Jonkers desenvolveu o Bioconcreto a partir da combinação do concreto comum e de colônias da bactéria Bacillus pseudofirmus.”

[...] 

“O Bioconcreto é capaz de se regenerar por meio da alimentação e da digestão das bactérias. Quando elas saem da inércia, consomem o lactato de cálcio utilizado na mistura do concreto, liberando calcário na digestão, que ocupa o espaço aberto no concreto. Sendo assim, o calcário produzido é acumulado na região das rachaduras.

Além de diminuir os gastos com mão de obra e manutenção na construção civil, o Bioconcreto é capaz de reduzir as emissões de carbono que são emitidas durante o processo de produção do concreto.”

2.5

Welcome To The Future Of Soil Engineering

What Is BioCement

https://biocement.com/ 

“O BioCement estimula as bactérias nativas do solo a cimentar as partículas do solo através de um processo conhecido como Precipitação Induzida de Calcita Microbiana (Microbial Induced Calcite Precipitation, MICP). O produto BioCement é enviado como um pó seco para ser misturado em água. A solução rica em nutrientes resultante é então fornecida às bactérias nativas do solo, que crescem em proporção à quantidade de nutrientes, cimentando o solo. As partículas de solo cimentado formam um material endurecido e menos permeável semelhante ao calcário. A permeabilidade e a resistência podem ser adaptadas para atender às especificações do projeto.”