Questões de Concurso Sobre português para furb

No fim de 2023, um Boeing 787 da companhia aérea britânica Virgin Atlantic voou de Londres a Nova York movido 100% a combustível sustentável. O primeiro voo transatlântico de uma grande aeronave comercial a não usar uma gota sequer do querosene de aviação de base fóssil ganhou manchetes e foi chamado de histórico. Segundo a empresa, o combustível alternativo feito à base de óleo de cozinha usado e gordura animal, misturado a 12% de querosene aromático sintético − de origem não fóssil −, proporcionou uma redução de até 70% nas emissões de gases de efeito estufa (GEE), em comparação com um voo no mesmo trecho usando querosene de aviação tradicional.

Para fazer o voo de demonstração, a Virgin Atlantic obteve uma autorização especial. Hoje, as companhias aéreas podem misturar em seus tanques um máximo de 50% de combustível sustentável de aviação, mais conhecido pela sigla SAF (sustainable aviation fuel), seguindo normas estabelecidas pela Sociedade Americana de Testes e Materiais (ASTM) e pela Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis (ANP).

O SAF pode ser obtido a partir de diferentes rotas tecnológicas e com matérias-primas que vão de oleaginosas a etanol e resíduos sólidos urbanos. Em comum, todos os insumos têm carbono, que é o principal percursor dos hidrocarbonetos constituintes do SAF. A ideia é que os aviões sejam abastecidos com querosene de aviação ou SAF − ou uma mistura dos dois. Isso porque a molécula de SAF é praticamente idêntica à do querosene de base fóssil, o que dispensa modificações nos motores dos aviões e na infraestrutura de abastecimento.

A restrição a uma mistura de SAF superior a 50% se dá por questões de segurança. "Nem todas as rotas de SAF produzem na sua composição uma quantidade suficiente de hidrocarbonetos do tipo aromático, importantes para impedir uma mudança na viscosidade do combustível ou o congelamento do líquido em grandes altitudes", explica o engenheiro mecânico Fernando Catalano, diretor da Escola de Engenharia de São Carlos da Universidade de São Paulo (Eesc-USP).

O querosene fóssil é uma mistura de hidrocarbonetos de vários tipos e leva em geral entre 10% e 25% de aromáticos, considerados poluentes, mas necessários. "É um problema ainda não resolvido, mas que deverá ser superado com o tempo", diz Catalano, destacando outros dois entraves para o emprego de SAF em ampla escala no momento: a produção global, ainda muito pequena ante a demanda, e o custo, estimado entre três e cinco vezes o do querosene de aviação.

A brasileira Embraer também tem realizado ensaios com SAF em seus aviões. Em junho de 2022, um jato comercial E195-E2 da companhia voou com 100% do biocombustível em um de seus dois motores. Mais recentemente, em outubro de 2023, dois jatos executivos da fabricante de São José dos Campos decolaram em um voo de teste apenas com o combustível sustentável de aviação em seus tanques.

O SAF é a grande aposta do setor aéreo para reduzir de forma mais rápida a sua pegada de carbono. Os estados-membros da Organização da Aviação Civil Internacional (Oaci) aprovaram em 2022 uma meta global de zerar as emissões de carbono do setor até 2050. No final de 2023, em uma reunião nos Emirados Árabes Unidos, os estados-membros se comprometeram a reduzir as emissões de CO2 da aviação internacional em 5% até 2030.

Em 2023, foram produzidos mais de 600 milhões de litros de SAF, o dobro do ano anterior, de acordo com a Associação Internacional de Transportes Aéreos (Iata). A produção deve triplicar este ano. Apesar do aumento, esse volume representará apenas 0,53% da demanda global por combustível de aviação. Estados Unidos, China, Japão, Singapura, Alemanha, Noruega e México já fabricam o insumo.

Em uma indústria global que ainda engatinha, o Brasil tem uma oportunidade de se colocar como ator central, vislumbram especialistas − seja pela experiência do país com a produção de biocombustíveis, seja pela quantidade de biomassa disponível para a fabricação de SAF. "Se há um lugar no mundo em que a produção em larga escala de SAF vai dar certo, é no Brasil", pressupõe a bioquímica Glaucia Mendes Souza, do Instituto de Química da USP e membro da coordenação do Programa FAPESP de Pesquisa em Bionergia (Bioen).

Retirado e adaptado de: JONES, Frances. Brasil se prepara para produzir combustível sustentável de aviação. Revista Pesquisa FAPESP. Disponível em: https://revistapesquisa.fapesp.br/brasil-se-prepara-paraproduzir-combustivel-sustentavel-de-aviacao/ Acesso em: 26 fev., 2024.

O professor Javier Fernandez, da Universidade de Tecnologia e Design de Cingapura, vem há alguns anos estudando as possibilidades de uso da quitina como um material inteligente, biocompatível, sustentável e com múltiplas funcionalidades. Isso lhe permitiu criar uma nova classe de compósitos e fazer planos para abrigos em Marte feitos com carapaças de insetos.

A quitina é um polímero orgânico que é o principal componente das carapaças dos artrópodes, como crustáceos, alguns insetos e até das asas das borboletas. E o caso das borboletas é interessante como fonte de inspiração porque elas apresentam mudanças estruturais que podem ser copiadas para aplicações práticas. O professor Fernandez descobriu, também, que podem ser usadas para produzir eletricidade.

Assim que uma borboleta emerge do seu casulo, no estágio final da metamorfose, ela abre lentamente as asas, para que elas possam secar. O material quitinoso fica desidratado, enquanto o sangue bombeado pelas veias do inseto produz forças que reorganizam as moléculas da quitina, para que ela adquira a resistência e a rigidez únicas necessárias para o voo. E foi essa combinação natural de forças, movimento da água e organização molecular que mostrou agora a possibilidade de criação de atuadores mecânicos e para gerar energia.

"Nós demonstramos que, mesmo após serem extraídos de fontes naturais, os polímeros quitinosos mantêm sua capacidade natural de vincular diferentes forças, organização molecular e conteúdo de água para gerar movimento mecânico e produzir eletricidade, sem a necessidade de uma fonte de energia externa ou sistema de controle," disse Fernandez.

Músculos artificiais de quitina

A demonstração foi feita a partir de quitina extraída de cascas de camarão descartadas, que foi transformada em filmes com cerca de 130 micrômetros de espessura.

Ao estudar os efeitos de forças externas nesses filmes quitinosos, com foco nas mudanças na organização molecular, teor de água e propriedades mecânicas, os pesquisadores observaram que, semelhante ao desdobramento das asas das borboletas, esticar os filmes força uma reorganização em sua estrutura cristalina - as moléculas ficaram mais compactadas e o teor de água diminuiu.

Para demonstrar a aplicabilidade dos filmes, a equipe usou-os para criar músculos artificiais, que foram então montados em uma mão robótica. Controlando a concentração de água intermolecular dos filmes, por meio de mudanças ambientais e processos bioquímicos, o material gerou força suficiente para que a mão apresentasse um movimento de preensão impressionante, com uma força equivalente a 18 quilogramas - mais da metade da força de preensão média de um adulto.

Diferente da natureza inerte dos polímeros sintéticos, os filmes de quitina reorganizados podem se distender e contrair autonomamente em resposta a mudanças de umidade no ambiente, imitando a forma como alguns insetos adaptam sua casca a diferentes situações. Essa capacidade nativa permitiu que os filmes quitinosos levantassem verticalmente objetos pesando mais de 4,5 quilos.

A capacidade de produzir essa força por meios bioquímicos indica o potencial de uso dos filmes quitinosos para integração em sistemas biológicos, com aplicações biomédicas, como próteses e implantes médicos.

Filmes de quitina produzem eletricidade

Em outra demonstração, a equipe mostrou que a resposta do material às mudanças de umidade pode ser usada para extrair energia das oscilações ambientais e convertê-la em eletricidade, criando mais uma opção para a colheita de energia, um conceito para alimentação de pequenos aparelhos e sensores que hoje vem sendo dominado pelos nanogeradores triboelétricos.

Ao anexar os filmes a um material piezoelétrico, o movimento mecânico dos filmes em resposta às mudanças de umidade no ambiente foi convertido em correntes elétricas suficientes para alimentar pequenos eletrônicos, como os usados na internet das coisas.

 A quitina é o segundo polímero orgânico mais abundante na natureza - depois da celulose - e faz parte de todos os ecossistemas, podendo ser obtido de forma rápida e sustentável de vários organismos ou mesmo de resíduos urbanos.

"A quitina é usada para muitas funções complexas na natureza, desde a composição das asas dos insetos até a formação das conchas protetoras duras dos moluscos, e tem aplicação direta na engenharia. Nossa capacidade de entender e usar a quitina em sua forma nativa é fundamental para permitir novas aplicações de engenharia e desenvolvê-las dentro de um paradigma de integração ecológica e baixo consumo de energia," concluiu Fernandez.

Retirado e adaptado de: INOVAÇÃO TECNOLÓGICA. Asas de borboleta inspiram músculos artificiais e produzem eletricidade. Inovação tecnológica. Disponível em: inaaviraamusscuooariicaa-produz -eeerciddadee&&d==0100116023080444 o=quitina-vira-musculo-artificial-produz-eletricidade&id=010160230804 Acesso em: 08 ago., 2023.