Tornando-se verde: o próximo passo em energia sustentável e renovável

À medida que assistimos a um rápido progresso no desenvolvimento tecnológico na última década, começam a surgir cada vez mais ideias e tentativas para combater os efeitos das alterações climáticas. Os académicos e as indústrias, por exemplo, tornaram-se cada vez mais conscientes de que os combustíveis fósseis estão a tornar-se menos viáveis ​​e, portanto, tentaram encontrar várias soluções energéticas alternativas que sejam ao mesmo tempo mais sustentáveis ​​e renováveis. Tal esforço – como você pode pensar – nunca teria sido um processo fácil, mas o resultado no final vale a pena. Dois grupos diferentes criaram com sucesso invenções potencialmente transformadoras em relação à criação de energia, que você pode ler em detalhes abaixo.

Como observação lateral, antes de prosseguirmos, é importante ter em mente que as ideias de energia sustentável e renovável – embora partilhem algumas semelhanças – nos núcleos são, na verdade, distintas umas das outras. Energia sustentável é qualquer forma de energia que pode ser criada e utilizada sem impactar negativamente as gerações futuras. Por outro lado, a energia renovável é a energia que não se esgota quando é utilizada ou que pode ser facilmente regenerada após ser utilizada. Ambos os tipos são ecologicamente corretos, mas a energia sustentável pode ser totalmente consumida se não for conservada ou monitorada adequadamente.

Parque Eólico Movido a Kite do Google

Do criador do motor de busca mais popular do mundo surge uma nova fonte de energia sustentável. Desde a compra da Makani Power – uma start-up dedicada à pesquisa de energia eólica – em 2013, o Google X tem trabalhado no seu mais novo projeto apropriadamente denominado Projeto Makani. O Projeto Makani é uma grande pipa energética de 7.3 m de comprimento que pode gerar mais energia do que uma turbina eólica comum. Astro Teller, chefe do Google X, acredita que “[se] funcionar como planejado, aceleraria significativamente a mudança global para energias renováveis”.

Existem quatro componentes principais do Projeto Makani. A primeira é a pipa, que tem aparência de avião e abriga 8 rotores. Esses rotores ajudam a tirar a pipa do solo e a atingir sua altitude operacional ideal. Na altura correta, os rotores serão desligados e o arrasto criado pelos ventos que se movem através dos rotores começará a gerar energia rotacional. Essa energia é então convertida em eletricidade. A pipa voa de forma concêntrica por causa da corda, que a mantém conectada à estação terrestre.

O próximo componente é a própria corda. Além de apenas segurar a pipa no chão, a corda também transfere a eletricidade gerada para a estação terrestre, ao mesmo tempo em que transmite informações de comunicação para a pipa. A corda é feita de um fio condutor de alumínio envolto em fibra de carbono, tornando-a flexível e forte.

Em seguida vem a estação terrestre. Ele atua tanto como ponto de amarração durante o voo da pipa quanto como local de descanso quando a pipa não está em uso. Este componente também ocupa menos espaço do que uma turbina eólica convencional, ao mesmo tempo que é portátil, podendo deslocar-se de um local para outro onde os ventos são mais fortes.

A peça final do Projeto Makani é o sistema de computador. Consiste em GPS e outros sensores que mantêm a pipa em seu caminho. Esses sensores garantem que a pipa esteja em áreas com ventos fortes e constantes.

As condições ideais para a pipa Makani do Google X estão em altitudes de aproximadamente entre 140 m (459.3 pés) a 310 m (1017.1 pés) acima do nível do solo e em velocidades de vento de cerca de 11.5 m/s (37.7 pés/s) (embora possa realmente começar a gerar potência quando a velocidade do vento é de pelo menos 4 m/s (13.1 pés/s)). Quando a pipa está nessas condições ideais, ela tem um raio circular de 145 m (475.7 pés).

O Projeto Makani é sugerido como substituto das turbinas eólicas convencionais por ser mais prático e também poder atingir ventos mais fortes, geralmente mais fortes e constantes do que aqueles mais próximos do nível do solo. Embora infelizmente ao contrário das turbinas eólicas convencionais, não podem ser colocados em áreas próximas a vias públicas ou linhas de energia, e devem ser colocados mais afastados uns dos outros para evitar colisão entre as pipas.

O Projeto Makani foi testado pela primeira vez em Pescadero, Califórnia, uma área que tem ventos muito imprevisíveis e incrivelmente fortes. O Google X veio muito preparado e até “queria” que pelo menos cinco pipas caíssem em seus testes. Mas em mais de 100 horas de voo registradas, eles não conseguiram derrubar uma única pipa, o que o Google acredita não ser exatamente uma coisa boa. Teller, por exemplo, admitiu que eles estavam bastante “em conflito” com o resultado, “Não queríamos que isso falhasse, mas também sentimos que falhamos de alguma forma. Há magia em todos acreditarem que podemos ter falhado porque não falhamos.” Esta observação possivelmente faria mais sentido se considerarmos que as pessoas, incluindo o Google, podem realmente aprender mais com falhas e erros.

Bactérias Conversoras de Energia Solar

A segunda invenção vem de uma colaboração entre a Faculdade de Artes e Ciências da Universidade de Harvard, a Escola Médica de Harvard e o Instituto Wyss de Engenharia Biologicamente Inspirada, que resultou no que é chamado de "folha biônica". Esta nova invenção usa tecnologias e ideias previamente descobertas, juntamente com alguns novos ajustes. O principal objetivo da folha biônica é transformar hidrogênio e dióxido de carbono em isopropanol com a ajuda da energia solar e de uma bactéria chamada Ralstonia eutropha – um resultado desejado, uma vez que o isopropanol pode ser usado como combustível líquido, tal como o etanol.

Inicialmente, a invenção resultou do sucesso de Daniel Nocera, da Universidade de Harvard, no desenvolvimento de um catalisador de fosfato de cobalto que utiliza eletricidade para dividir a água em hidrogénio e oxigénio. Mas como o hidrogénio ainda não se tornou um combustível alternativo, Nocera decidiu juntar-se a Pamela Silver e Joseph Torella, da Harvard Medical School, para descobrir uma nova abordagem.

Eventualmente, a equipe teve a ideia acima mencionada de usar uma versão geneticamente modificada do Ralstonia eutropha que pode transformar hidrogênio e dióxido de carbono em isopropanol. Durante a pesquisa, descobriu-se também que diferentes tipos de bactérias também poderiam ser usados ​​para criar outra variedade de produtos, incluindo produtos farmacêuticos.

Posteriormente, Nocera e Silver conseguiram construir um biorreator completo com o novo catalisador, as bactérias e as células solares para produzir o combustível líquido. O catalisador pode dividir qualquer água, mesmo que esteja altamente poluída; as bactérias podem utilizar os resíduos do consumo de combustíveis fósseis; e as células solares recebem um fluxo constante de energia enquanto houver sol. Tudo combinado, o resultado é uma forma de combustível mais verde que causa poucos gases de efeito estufa.

então, como funciona esta invenção na verdade é bem simples. Primeiro, os cientistas precisam garantir que o ambiente no biorreator esteja livre de quaisquer nutrientes que as bactérias possam consumir para produzir produtos indesejados. Após esta condição ser estabelecida, as células solares e o catalisador podem então começar a dividir a água em hidrogênio e oxigênio. Em seguida, o frasco é agitado para estimular as bactérias a partir do seu estágio normal de crescimento. Isto induz as bactérias a se alimentarem do hidrogênio recém-produzido e, finalmente, o isopropanol é liberado como resíduo das bactérias.

Torella tinha isto a dizer sobre o seu projecto e outros tipos de recursos sustentáveis: “O petróleo e o gás não são fontes sustentáveis ​​de combustível, plástico, fertilizante ou a miríade de outros produtos químicos produzidos com eles. A próxima melhor resposta depois do petróleo e do gás é a biologia, que em números globais produz 100 vezes mais carbono por ano através da fotossíntese do que os humanos consomem do petróleo.”