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Fuck$%& Fantastic!

É tudo o que posso falar da palestra do Dr. Stenbjörn Styring (Uppsala University) que assisti ontem, em um evento da FAPESP. O Dr. Stenbjörn Styring é um destes cientistas visionários que pensam no mundo daqui a 50 anos e começa trabalhar para tornar tudo realidade em apenas 20. Ele é um desses que solta uma piada infame por minuto o que torna a sua visão de fututo não somente impressionante como divertida. Escrevo aqui que ele ainda vai ganhar um Nobel e, se isso acontecer, vai significar que o nosso mundo não será mais o mesmo.

O Dr. Stenbjörn Styring está tentando fazer uma molécula que faz fotossíntese artificial. Não todo o processoq eu a planta faz, mas sim só a parte que nos interessa: ele quer fazer uma única molécula capaz de usar energia luminosa para quebrar moléculas de água e sintetizar gás hidrogênio. Esta molécula, inspirada em sistemas biológicos, seria capaz de converter energia luminosa em energia química com uma eficiência assustadora e resolveria o problema do combustível mundial.

Você deve estar pensando: “ah, mas células fotovoltaicas fazem isso! Elas transformam luz solar em energia elétrica!” o problema é que nós precisamos pensar em fazer energia elétrica E combustíveis a partir de luz solar. Energia elétrica acende as luzes de nossas casas mas quem faz nossos carros andarem são os combustíveis. A não ser que usemos baterias, um problema à parte, não podemos armazenar energia elétrica, por isso usamos combustíveis como reservatórios de energia. Para se ter uma idéia, 84% do nosso uso energético é baseado em combustíveis e apenas 16% é baseado em eletricidade. A molécula do Dr. Stenbjörn Styring faria combustível usando apenas dois recursos abundantes no planeta: luz solar e água.

Muita gente pensa que o segredo da fotossíntese é a captura de gás carbônico e a liberação de oxigênio. Na verdade, o ponto principal desta reação é a captação da energia solar e o seu uso para quebrar a água a fim de liberar prótons e elétrons para reações de síntese. Esta reação dá à planta energia química na forma de ATP e poder redutor, na forma de NAPDH, essenciais para combater a indomável termodinânica da não-vida.

A molécula utilizada pelo Dr. Stenbjörn Styring é complicadíssima: ele começou fazendo uma molécula orgãnica com um núcleo de Rutênio e mostrando que esse núcleo perdia elétrons ao absorver luz vermelha. Depois ele extendeu a molécula para receber uma região que possuía um íon Manganês. Este elemento é responsável pela quebra da água em plantas no fotossistema II. O mais impressionante é que ele conseguiu montar uma molécula com o núcleo de Rutênio, dois Manganês e um centro fenólico que realmente conseguia QUEBRAR A ÁGUA em resposta à luz!!!! Pena que a molécula (por enquanto) se destrói em poucos segundos. Mesmo assim, é um avanço técnico de deixar o queixo no subsolo!

Além disso, ele conseguiu adicionar regiões contendo Ferro que são capazes de captar os elétrons vindos do Rutênio e de transferí-los para íons de Hidrogênio.  Dois íons de Hidrogênio mais elétrons resulta em gás Hidrogênio, que pode ser usado como combustível!!!! Tudo isso medido e comprovado utilizando-se técnicas com uma precisão impresionante. Ou seja: Dr. Stenbjörn Styring provou, em poucos minutos, que é possível fazer fotossíntese artificial, apesar de ter mais uns 20 ou 30 anos de pesquisa e desenvolvimento até ela se tornar uma realidade comerciável.

Uma vez industrializada, a molécula de fotossíntese artificial pode ser usada em toda superfície que recebe luz solar para fazer combustível. Este combustível vai vir com baixíssimos custos ambientais uma vez que uma molécula de fotossíntese artificial pode gerar muitas moléculas de hidrogênio. Sem contar que, fora o Rutênio (que pode ser facilmente substituído), todos os outros elementos são abundantes no planeta não tendo os problemas das células fotovoltaicas atuais, que usam elementospoucos abundantes no planeta.

Um dia vamos fazer combustível a partir de água e luz para abastecer nossas jetpacks e vou poder falar que escrevi neste blog que isso ia acontecer.


Mais detalhes: Molecular Biomimetics Research group - Uppsala University

Imagens: FAPESP (Eduardo Cesar) e site do grupo.


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Utilizar milho como fonte de biocombustíveis é um dos maiores tiros no pé que os americanos já deram.

Primeiro porque o milho rende pouco combustível, comparado com o que ele exige de energia para ser processado.

Segundo porque o etanol feito do milho é caro, e só sobrevive dos subsídios do governo. Isso quando a economia americana se afoga em seu défict público.

Terceiro porque, ao se usar o milho para se fazer bioetanol, diminui-se a quantidade desse grão para a alimentação, aumentando o seu preço e de outros alimentos juntos.

Agora temos um quarto motivo para ser contra o biocombustível de milho: a alta no preço dos alimentos está fazendo os agricultores do México a abandonar o cultivo do agave para plantar grão como o milho e trigo.

O agave é a planta usada como matéria-prima da TEQUILA! O cultivo da agave é arriscado, uma vez que a planat demora seis anos para ficar pronta. A substituição das plantações de agave, portanto, só impactará a produção de tequila daqui a seis anos. Quando se perceber a falta de tequila no mercado, o preço da agave deve subir e as plantações devem voltar (mais seis anos). Ou seja: comece a estocar tequila para durar eplo menos 12 anos!

Quem sabe agora não se decide tomar providências sobre isso?

Fonte: The Telegraph

Leia mais sobre Biocombustíveis aqui.


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O Brasil não é o maior produtor de etanol (=álcool) a partir de biomassa no mundo. Alguns anos atrás, os EUA nos ultrapassaram em produção por litro. A diferença é que aqui a gente lucra com esse mercado. Lá só se sobrevive com altos subsídios do governo.

A cana-de-açúcar é misturada à gasolina brasileira desde 1929. Depois da explosão fomenatda pelo programa pró-álcool nos anos 70s e 80s, o uso de álcool deu uma estagnada até o lançamento de carros Flex. Atualmente, 90% dos veículos novos possuem esta tecnologia. Na verdade, mesmo os veículos que usam apenas gasolina acabam queimando álcool que está misturado na gasolina (cerca de 25%).

Dentro do Brasil, em particular, o Estado de São Paulo é um dos grandes produtores de cana-de-açúcar do mundo. Com uma produção de 11 bilhões de litros em 2006 e 62% do etanol brasileiro, o Estado de São Paulo pode ser considerado o terceiro maior produtor de etanol no mundo, atrás dos EUA e Brasil.

Outras regiões onde a cana-de-açúcar é plantada incluem Minas Gerais, a região Centro-Oeste e o Nordeste.

A pergunta que muitos fazem é: seria o etanol da cana-de-açúcar o responsável pelo aumento do preço dos alimentos e pelo desmatamento na Amazônia? A minha resposta pessoal para a primeira pergunta é não, para a segunda pergunta, eu responderia: talvez mas provavelmente não.

O aumento do uso do etanol de cana-de-açúcar não deve estar aumentando o preço dos alimentos porque ele ainda é uma gotinha no oceano agriculturável brasileiro. Ele ocupa cerca de 2% das terras aráveis no Brasil. Para se ter uma idéia, a soja ocupa quase 10% das terras aráveis do Brasil e 49% delas são usadas para PASTOS!!!! Levando em conta esta estatística, junto com o aumento do consumo mundial de carne, temos que quem desmata é o consumo de carne (grande parte da soja é usada para fazer ração no exterior). Além disso, o preço do açúcar, que concorre diretamente com o etanol pela matéria prima não disparou como o preço dos outros alimentos, ou seja, não há falta de matéria-prima.

Este é o quarto post de uma série. Se vc quiser ler a série, clique aqui.

Posts anteriores:

Biocombustíveis: a cana-de-açúcar vs. o milho
Biocombustíveis: a cana-de-açúcar e o milho
Biocombustíveis: uma introdução
O Biocombustível 2.0


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Foto de Hulagway via Flickr.

Este é o terceiro post de uma série. Se vc quiser ler a série, clique aqui.
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No último post desta série, falei um pouco sobre as diferenças entre etanol de milho e de cana-de-açúcar. No entanto, escrevi, dispersei-me e não coloquei dados. Vou fazer uma pequena digressão para detalhar mais as diferenças práticas entre o álcool de milho e o álcool de cana.

Um dos problemas mais óbvios é que a produção de álcool de milho contribui diretamente com o aumento mundial do preço dos alimentos (que ainda conta com a crise dos EUA, aumento de mundial no consumo, preço do petróleo, que influi no preço dos fertilizantes, etc.) enquanto o uso da cana para se fazer álcool ainda não interferiu significativamente no preço do açúcar.

Vou começar citando alguns dados do World Watch Institute que publicou um relatório em 2006 que,apesar de conter dados menos atualizados que outrosrelatórios, contou com menos interferências políticas do que os relatórios atuais.

1. Em 2006, o custo para se fazer álcool combustível a partir de cana-de-açúcar que fosse equivalente, em termos energéticos, a um litro de gasolina foi de U$ 0,25 a U$ 0,30 enquanto o mesmo custo para álcool a partir de milho era U$ 0,40 a U$ 0,60; muito parecido com o preço da gasolina (isso em 2006, agora os custos da gasolina estão muuuuuito maiores). O etanol celulósico, com a tecnologia da época, custava cerca de U$ 0,80 a U$ 1,20.

2. Em termos de ganhos energéticos, quando você investiu a energia equivalente a 1 litro de gasolina na linha de produção em 2006, você produziu o equivalente a 9 litros de gasolina a partir do álcool de cana-de-açúcar; 1.5 litros de gasolina a partir de álcool de milho e 0.8 litros de gasolina (sim, extrair, refinar e transportar gasolina não vale a pena em termos energéticos).

3. Estima-se que, em 2006, cada hectare de cana-de-açúcar produziu 6000 litros de álcool enquanto um hectare de milho produziu somente 3000 litros.

Um outro estudo, publicado pelo Ecen, no final de 2006, também favorece o etanol de cana em relação ao milho:

1. Em outra metodologia, para se produzir 1 kcal de energia de etanol de milho, usa-se 1,29 kcal de energia ou seja, o balanço energético é negativo. No caso da cana, 1 kcal de energia gastos gera 3,24 kcal de energia.

2. Este estudo diz que é possível produzir 3 vezes mais álcool a partir da mesma área plantada de cana-de-açúcar do que milho (o estudo anterior estimou apenas 2 vezes).

3. Bastante importante: estima-se que a redução de gases do efeito estufa foi de 66% no caso do etanol de cana-de-açúcar e apenas 12% no caso do etanol do milho.

4. O estudo conclui que a indústria do etanol de milho apenas prospera nos EUA por causa dos subsídeos à prática, que atingiram U$ 4,1 bilhões em 2006.

É claro que isso não é só maravilhas, muitos estudos apontam para os impactos ambientais e sociais da utilização do etanol de cana ou de milho. Discutirei isso com mais detalhes depois, mas já adianto que eles nunca comparam estes custos com os grandes vilões da história: os combustíveis fósseis.

Posts anteriores:
Biocombustíveis: a cana-de-açúcar e o milho
Biocombustíveis: uma introdução
O Biocombustível 2.0


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Este é o segundo post de uma série. Se os outros posts, clique aqui
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Biocombustíveis, a princípio, podem vir de qualquer organismo vivo. A madeira é um dos biocombustíveis mais antigos utilizados pelos humanos. No entanto, o que faz sucesso atualmente é fazer combustíveis líquidos a partir de plantas. Já falei antes do porquê utilizar plantas como fonte de energia é vantajoso, agora vou digredir um pouco para dizer da importância de se fazer combustíveis líquidos.

Muitas pessoas falam que deveríamos desencanar dos biocombustíveis e investir em energia solar e eólicas, etc. No entanto, estas fontes de energia não são adequadas em aparelhos móveis: são necessárias formas de se armazenar energia para se utilizar em máquinas menores. Uma alternativa é investir em baterias, como as que temos em celulares e brinquedos eletrônicos. Outra é usar um motor de combustão e queimar combustíveis. No caso de carros, as baterias desenvolvidas atualmente ainda são caras, além de poluir o ambiente ao longo prazo por causa de seus metais pesados, por isso ainda usamos combustíveis líquidos. Historicamente, utilizamos derivados de petróleo em nossos carros e, por isso, é mais fácil procurar combustíveis líquidos para substituí-los. Além da história, existe toda uma tecnologia desenvolvida para se transformar açúcar em álcool.

Para se transformar açúcares em álcool, utiliza-se um tipo de fungo unicelular muito famoso: as leveduras. As leveduras podem viver na presença e na ausência de oxigênio. Quando elas estão na presença de oxigênio, elas quebram açúcares em CO2 e água. Na ausência de oxigênio, esta quebra é incompleta e álcool é o produtos resultante. Na indústria sucroalcooleira, a conversão dos açúcares em álcool acontece com uma eficiência enorme, chegando a ser superior a 98%.

Geralmente se usa açúcares extraídos de plantas para o processo de fermentação. A cana-de-açúcar e o milho são as principais culturas utilizadas como fonte de açúcar para a produção de álcool. A cana tem a vantagem de armazenar suas moléculas de carbono em sacarose, que é a união de uma molécula de glicose com uma de frutose. O milho, assim como a grande maioria das plantas, armazena suas moléculas de carbono em amido, que é uma cadeia enoooorme de moléculas de glicose ligadas umas às outras.

No caso da cana, geralmente extraímos o suco de seu caule e o utilizamos diretamente como alimento para as leveduras. No caso do milho, a loooooonga molécula de amido precisa ser trasnformado em açúcares menores para ser utilizado pelas leveduras. Este processo é caro, tanto monetariamente quanto energeticamente, o que praticamente inviabiliza o milho como fonte de biocombustíveis.

A utilização de cultivares para a produção de combustíveis é bastante polêmica, com problemas ambientais e econômicos sendo pauta constante na imprensa. Discutiremos isso nos próximos posts. Aproveito a oportunidade para dar um cronograma, mesmo que provisório, das próximas postagens:

Cana-de-açúcar no Brasil
As polêmicas em torno dos biocombustíveis
Os problemas dos biocombustíveis
O programa BIOEN do Estado de São Paulo
O futuro dos biocombustíveis

Se houver mais algum tópico que vcs queiram que eu discuta, pode pedir nos comentários.

Todos os posts da série:
Biocombustíveis: cana-de-açúcar vs. milho
Biocombustíveis: a cana-de-açúcar e o milho
Biocombustíveis: uma introdução
O Biocombustível 2.0


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Existe muita discussão por aí sobre biocombustíveis. No entanto, muito pouco se encontra sobre o que são os biocombustíveis e por que eles são tão importantes e polêmicos atualmente. Por isso vou (tentar) iniciar uma série de posts que vão esclarecer e debater alguns pontos importantes para se entender este assunto.

Os combustíveis são substâncias que queimamos para se utilizar a energia neles armazenada. Os biocombustíveis são os combustíveis que são obtidos de organismos recém-mortos, geralmente plantas.

As plantas fazem fotossíntese. A fotossíntese é o conjunto de reações químicas que permitem as plantas converter a energia solar em energia química. Neste processo, a planta combina moléculas de água com o gás carbônico (dióxido de carbono ou CO2) da atmosfera. Enfim, esta energia química, armazenada principalmente na forma de moléculas de carbono, é utilizada pela planta para crescer e se sustentar. Não só as plantas, aliás, mas de todos organismos que se alimentam delas e dos que se alimentam dos que se alimentam delas e assim por diante.

A sacada dos biocombustíveis é utilizar a energia química armazenada pelas plantas como combustível. Na verdade isso não é novidade alguma, uma vez que o petróleo é uma mistura de organismos mortos, algas principalmente, cujos corpos se depositaram milhões de anos atrás no fundo de lagos e oceanos em condições de pouco oxigênio e que sofreram inúmeras transformações debaixo da terra.

Se os combustíveis que vêm do petróleo e os biocombustíveis têm origem biológica, qual é a diferença?

A grande diferença entre os dois tipos de combustíveis é a origem do carbono. No caso do petróleo, estamos tirando uma quantidade enorme de carbono que estava presa no solo e estamos liberando-o na atmosfera. No caso dos biocombustíveis, as plantas retiram o CO2 da atmosfera, que depois é liberado de volta na atmosfera. No primeiro caso, aumentamos a concentração de CO2 na atmosfera, no segundo caso, a quantidade de CO2 na atmosfera não aumenta.

Além da questão do balanço de CO2, ainda tem o fato do petróleo ser um recurso limitado. Uma vez que acabou, só daqui a milhões de anos! Já os biocombustíveis são uma fonte de energia renovável.

No próximo post, falarei sobre duas fontes de biocombustíveis: o milho e a cana-de-açúcar.

Todos os posts da série, aqui.


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Este post foi escrito para a Blogagem inédita do Interney. O autor do texto tem associações com o setor de biocombustíveis mas não recebeu para emitir as suas opiniões.
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Atualmente há uma verdadeira corrida para se desenvolver uma alternativa viável para o petróleo. Novas tecnologias para o setor energético como um todo, na verdade, vai ser a tônica dos próximos anos. Neste texto, irei discutir a situação atual do biocombustível no mundo e quais serao os próximos passos tecnológicos a serem alcançados para a area.

Os problemas do biocombustível 1.0

O setor de bioenergia pode ser dividido em dois mercados: o de combustíveis transportáveis, que inclui o álcool e o biodiesel, e o de combustíveis para a geração de calor, que incluem as madeiras e outros substratos combustíveis. O álcool pode ser obtido utilizando-se principalmente através da fermentação dos açúcares presentes no milho ou na cana-de-açúcar. O biodiesel é obtido através da extração de óleos de soja, mamona, babaçu e muitas outras plantas.

Existem dois grandes problemas neste setor de biocombustíveis transportáveis: o econômico e o ambiental. Vejamos o caso do milho: para se usar o açúcar presente no milho, é necessário quebrar a extensa molécula de amido em moléculas menores. Isso demanda muita energia, diminuindo assim a eficiência do processo. Além disso, o cultivo do milho necessita da utilização de muitos aditivos químicos, o que também encarece a produção final. Ao final, o consumo de energia e dinheiro necessários para se fazer álcool de milho não resultam em uma melhora em relação ao petróleo. Isso sem contar o aumento do preço do milho utilizado para a alimentação. O mais assustador é que os EUA são os maiores produtores de bioálcool do mundo (46% da prodeção mundial) utilizando este processo que só se sustenta por causa dos subsídios do governo estadosunidense.

O caso da cana-de-açúcar brasileira é um pouco diferente. A cana não faz amido: ela armazena seus açúcares em uma forma mais simples. A quantidade de adubos necessária para a cana também é muito menor do que o milho. Por fim, o bagaço da cana é utilizado para a geração de calor nas usinas, evitando a utlização de fontes externas de energia. O balanço econômico e enegético de todo processo é extremamente favorável, tornando a cana-de-açúcar o cultivar ideal para a geração de biocombustíveis. No entanto, nem tudo são flores e o aumento do cultivo de cana substitui os campos de soja e outros cultivares que, por sua vez, substituem zones de pastagem que, por sua vez, substituem a Floresta Amazônica. Por isso, apesar de não se poder plantar cana na Amazônia, o seu cultivo em outras areas pode resultar no aumento do desmatamento.

Este é o mesmo problema observado com o biodiesel: derruba-se florestas para se abrir novos campos de cultivo. Este é o grande paradoxo dos biocombustíveis de primeira geração: eles surgiram como os salvadores do planeta e podem acabar contribuindo com a sua destruição. Por causa disso, segundo Michael Goosey, da Shell, os biocombustíveis foram de panacéia para párias em menos de dois anos.

Dois outros grandes problemas dos biocombustíveis atuais são que há dúvidas se os biocombustíveis poderiam realmente suprir a demanda por combustíveis transportáveis e as condições de trabalho em muitas lavouras são péssimas, utilizando crianças ou trabalho escravo.

A nova geração de biocombustíveis

Se os biocombustíveis estão longe de serem ideais, ainda há muito espaço para aprimorar as tecnologias por trás de sua geração. É aí que entram os chamados biocombustíveis de segunda geração, que devem aumentar a escala de produção sem comprometer a sustentabilidade.

O primeiro grande desafio é o equivalente de se transformar metais em ouro da biotecnologia: descobrir uma forma barata e eficiente de se quebrar a celulose em açúcares mais simples. Assim como o amido, se quisermos usar a celulose como fonte de biocombustível, é necessário a utilização de muita energia. A alternativa atual é queimá-la mas isso é jogar fora um potencial energético imenso. Uma técnica que permite a quebra de celulose ainda nos permitiria a utilização de dejetos à base de celulose (papel, pricipamente) na produção de bioálcool. Para isso busca-se a criação de enzimas capazes de quebrar a celulose de forma eficiente.

Outras formas de biocombustíveis de segunda geração são a busca novas fontes de carbono como as algas. A utilização de algas evitaria a necessidade da criação de novos campos de cultivo além da sua manipulação ser muito mais fácil do que a de outras espécies de cultivo.

Um terceiro desafio é a fabricação de formas mais energéticas de biocombustíveis que permitiriam o seu uso na aviação. Este setor é um dos grandes consumidores de derivados petróleo no mundo e é um dos maiores emissores de CO2 na atmosfera.

Há ainda as perspectivas de se produzir formas alternativas de combustíveis transportáveis como o butanaol ou o gás hidrogênio, ams estes ficam para uma putra ocasião.

Por fim, uma última pergunta deve ser feita: qual vai ser o papel do bioálcool de cana-de-açúcar neste cenário de biocombustíveis 2.0?

O futuro da cana-de-açúcar no Brasil

Já discutimos que a cana-de-açúcar é a única fonte viável de biocombustíveis atualmente. O grande objetivo atual é otimizar os setores de produção da cana e maximizar o seu rendimento SEM impactar o ambiente.

Na verdade, o aumento do cultivo de cana no Brasilo não implica em direto aumento do desmatamento. No lugar de florestas, a cana deveria etsra substituindo as áreas de pastagens: o Brasil utiliza uma área muito maior de pastagem por cabeça de gado do que o necessário. Além disso, há imensas áreas abandonadas e inativas que podem ser recuperadas para este fim. Estas terras são o resultado do mal uso da terra ou da tentativa de se utilizar o solo pobre da Amazônia para o cultivo e devem ser recuperadas tanto para a regeneração da floresta quanto para a sua produção econômica.

Além disso, o Brasil precisa buscar formas de substituir as suas indústrias petroquímicas por indústias capazes de gerar os mesmos produtos utilizando-se o álcool de cana. Também é preciso investir no melhoramento das variedades de cana que foram otimizadas para se gerar açúcar e não combustível. O uso de variedade de cana transgênicas podem ainda aumenatr e muito a produtividade por hectare. Isso sem contar que novas tecnologias de adubação e irrigação podem aumentar a produtividade das plantações ainda mais.

No aspecto econômico, o Brasil precis exportar a tecnologia de produção de bioácool para outros países da África e Austrália: o monopólio do bioálcool não é interessante porque limita a utilização deste combustível em uma escala global. Por isso, é necessário que haja uma produção global de bioálcool para que haja em mercado global do mesmo. Por mais que os outros países desenvolvam novas tecnologias, o Brasil sempre vai ter posição de destaque neste mercado uma vez que só nós temos terras de sobra para plantar cana (sem substituir as florestas!).

Concluindo, o setor energético terá um papel fundamental na economia deste século. Dentro do setor energético, os biocombustíveis têm o potencial de se destacar nos próximo ano e não dá para se falar em biocombustíveis sem falar de álcool proveniente da cana. No entanto, desafios econômicos, tecnológicos, sociais e ambientais devem ser enfrentados com cuidado pelos garndes jogadores do bioálcool principamente para que os biocombustíveis deixem de ser os párias das tecnologias energéticas e voltem ater um papel imprtante no futuro.