Há grande preocupação com a preservação do meio ambiente por diversos motivos, um deles é que as árvores e algas marinhas são os pulmões do nosso planeta: sua fotossíntese mantém o nível de oxigênio ideal para a manutenção da vida terrestre. Para produzir o gás, consomem dióxido de carbono (CO2), que hoje existe em excesso na atmosfera e contribui para o aumento indesejado do efeito estufa. Uma nova descoberta científica pode auxiliar os seres clorofilados nessa tarefa de grande responsabilidade – a fotossíntese artificial, possibilitada pelo recente desenvolvimento de um material compatível com o processo. Continue reading Produção energética por fotossíntese artificial poderá ajudar o meio ambiente
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Mercúrio: aplicações e impactos ambientais
No mês de maio de 2018 o Ibama realizou a maior apreensão de mercúrio ilegal de sua história. A carga de 1,7 tonelada chegou ao porto de Itajaí em março/2018 e seria destinada a garimpos ilegais na Amazônia. Em 02 de maio, a Receita Federal determinou que o carregamento fosse devolvido à Turquia, país de origem, no prazo de 30 dias. Desde agosto de 2017, o Brasil é um dos signatários da Convenção de Minamata, da Organização das Nações Unidas (ONU), que restringe o uso do mercúrio. Os próximos parágrafos retratam alguns dos usos atuais da substância, bem como seus impactos no meio ambiente. Continue reading Mercúrio: aplicações e impactos ambientais
Fonte inesgotável de energia em sua própria casa? Saiba como
Já pensou se as paredes e telhado de sua casa pudessem produzir energia elétrica infinitamente? Pode ser que isso esteja próximo da realidade com a nova descoberta da Royal Melbourne Institute of Technology, na qual foi desenvolvida uma tinta capaz de absorver o vapor d’água do ar na presença de luz solar e quebrá-lo em hidrogênio. O gás é conhecido por ser uma fonte de energia limpa e tecnicamente inesgotável.
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Uma nova forma de encarar a metalurgia
A maior parte dos materiais metálicos é produzida por meio de fundição, na qual há o fornecimento de uma grande quantidade de energia e posterior derretimento do minério que irá dar origem ao metal em questão. Até que elevados graus de pureza sejam atingidos, o material deve passar por mais e mais processos que irão elevando significativamente seu preço final. Além disso, durante o processo há a eliminação para o ambiente de diversos gases que contribuem para o efeito estufa. E se houvesse um processo que dispensasse os gastos energéticos elevados de uma fundição, não produzisse gases de efeito estufa e em uma única etapa transformasse a matéria-prima mineral em metal de elevada pureza?
Reciclagem de isopor: mito ou verdade?
O popular isopor é o nome comercial de dois tipos de polímeros, o EPS (poliestireno expandido) e o XPS (poliestireno extrudado), os quais estão muito presentes em nosso dia a dia. O EPS é comumente utilizado como embalagens protetoras de equipamentos, isolante acústico e em brinquedos, por exemplo no preenchimento de ursos de pelúcia. Já o XPS, uma espuma mais rígida, é mais utilizado na indústria alimentícia, especialmente para a fabricação de bandejas e copos. Apesar do contato diário com este material, apenas 7% dos brasileiros sabem que o isopor é 100% reciclável, mostram os dados da empresa paulista Meiwa. Isso faz com que a maior parte das aproximadamente 60 mil toneladas anuais que são produzidas no Brasil seja enviada aos aterros sanitários. Imagine o quão leve é um isopor e tente mensurar o volume que todo esse material irá ocupar nos aterros! Uma dica? Aproximadamente 25% do volume total desses locais!
Se o material causa tamanho impacto ambiental e é reciclável, por que então sua reciclagem ainda não é consolidada?
Conheça os cimentos emissores de luz
Vivenciamos atualmente uma procura crescente por economia de recursos, de energia, por sustentabilidade em geral, de forma que muitas são as pesquisas, nas mais diversas áreas, que possuem algum desses objetivos. Já vimos por aqui como funciona a reciclagem de vidros, alguns exemplos de inovações ecológicas na indústria têxtil, como por exemplo a elaboração de roupas a partir de PET reciclado ou plantas. Abordamos a substituição de polímeros derivados de petróleo por polímeros que derivem de cogumelos ou vegetais em geral, assim como o desenvolvimento de materiais com maior resistência específica, isto é, maior resistência mecânica para uma mesma massa de material, permitindo diminuir a quantidade de matéria prima necessária para desenvolver produtos e economizando na hora de transportá-los, devido à menor massa. Exemplos desses materiais são os aços com efeito TRIP, as ligas de titânio e as ligas leves. A indústria de construção civil, uma das que mais cresce em todo o mundo, vem seguindo a mesma tendência e desenvolvendo produtos como concretos sustentáveis e ecocimentos, os quais conseguem diminuir gasto energético, a emissão de CO2, utilizam matérias-primas mais ecológicas, como bactérias ou resíduos, etc. É nessa mesma área que os cimentos emissores de luz, ideia de que falaremos hoje, se enquadram.
A madeira transparente
Pense rapidamente em 5 locais ou estruturas onde a madeira pode ser utilizada.
Pensou?
Algumas ideias comuns são usar madeira para construir uma casa, fazer uma escultura, um estilingue, escadas, brinquedos, lápis ou diversas outras coisas.. Mas fazer células fotovoltaicas, janelas ou qualquer outra coisa transparente? Isso provavelmente é algo inimaginável para você, assim como era pra mim antes desse post. Continue reading A madeira transparente
O biodegradável pode não ser tão sustentável assim
Os materiais biodegradáveis são aqueles que se decompõem mais rapidamente na natureza e por consequência disso geram um menor impacto ambiental, pois evitam a contaminação do solo e dos rios, por exemplo. Como sustentabilidade hoje é um assunto muito recorrente, a produção e pesquisas relacionadas com esses materiais se tornou mais frequente nos últimos anos. Uma aplicação desses materiais é no reforço por fibras de materiais compósitos com matriz polimérica. Continue reading O biodegradável pode não ser tão sustentável assim
Fibras “al dente” revolucionam o mundo das fibras de elevado desempenho
É importante que materiais de elevada responsabilidade, tais como coletes à prova de balas, fios cirúrgicos ou cordas para escalada sejam bastante resistentes mecanicamente, uma vez que podem colocar muitas vidas em risco se não apresentarem o desempenho necessário. Por essa razão, esses componentes são comumente feitos a partir de fibras poliméricas de alta performance, as quais possuem elevado módulo de elasticidade e limite de resistência, provenientes de alongamento e orientação das cadeias poliméricas na direção do comprimento da fibra.
Uma das principais maneiras de obter essas fibras é por meio de gel spinning, processo parecido com o air gap wet spinning utilizado para obtenção das fibras de Kevlar para coletes à prova de balas, que já mostramos em outra publicação. O processo de gel spinning trabalha com o polímero no estado de gel, obtido pela solubilização de uma pequena concentração deste material em solvente, o qual geralmente é inflamável. O solvente, após o processamento do polímero, deve ser recuperado e purificado. Este tratamento, bem como o próprio solvente utilizado, normalmente são extremamente danosos à saúde e ao meio ambiente. Considerando que para cada 10kg de fibra são utilizados 90kg de solvente, observa-se que o processo de gel spinning é bastante impactante, considerando sua grande demanda de solvente. Ainda assim, apesar de não parecer atrativo econômica e ambientalmente, o processo permite que fibras de elevado desempenho sejam desenvolvidas em escala comercial, uma vez que destaca-se entre os demais processos de spinning no que diz respeito à obtenção de fibras com propriedades especiais.
Assim, tendo em vista os inúmeros benefícios e contra-indicações do processo de gel spinning para obtenção de fibras de elevado desempenho, pesquisadores do departamento de materiais da universidade suíça ETH Zürich propuseram a utilização de novos solventes que tornassem o processo mais correto ambientalmente e não danoso à saúde dos operadores. Para isso, os cientistas utilizaram gorduras naturais provenientes de frutas e sementes para a obtenção de fibras de polietileno de ultra alto peso molecular, como por exemplo azeite de oliva e óleo de amendoim. Devido à conexão existente destes óleos com a culinária, as fibras foram denominadas fibras al dente.
Fibras al dente produzidas a partir de mistura com azeite de oliva por 10 minutos a 230°C, seguida de extrusão e resfriamento ao ar. Fonte: Schaller et al (2015)
Com o uso destes óleos naturais, foi possível aumentar a concentração de polímero presente na mistura a ser processada, o que diminui os custos associados com a recuperação do solvente. No caso dos solventes inflamáveis isto não era possível, pois uma concentração elevada de polímero levava a uma diminuição das propriedades mecânicas, o que não é aceitável considerando a função de elevada responsabilidade que desempenharão os componentes produzidos a partir destas fibras de elevado desempenho. Há também, obviamente, uma vantagem do ponto de vista ambiental e de bem-estar social associada ao uso de uma substância mais natural, não agressiva e não inflamável. Não bastassem todos estes benefícios, as fibras al dente ainda apresentaram um melhor desempenho, sendo 2x mais fortes do que as fibras obtidas pelo processamento com solvente inflamável e sua produção, 250% mais eficiente do que o processamento convencional.
Um agradecimento especial à leitora Sara Tatiana Roldan Velásquez, que sugeriu o tema desta publicação, nos mostrando que assim como a culinária, a engenharia é uma arte!
Referências:
SCHALLER, R. et al. High-Performance Polyethylene Fibers “Al Dente”: Improved Gel-Spinning of Ultrahigh Molecular Weight Polyethylene Using Vegetable Oils. Macromolecules, 2015.
‘Al dente’ fibers could make bulletproof vests stronger and ‘greener’ – American Chemical Society.
Como é feita e qual a importância da reciclagem do vidro
Se olharmos quanto tempo um vidro demora para se decompor em comparação com um plástico, vemos que sua vida é estimada pelo dobro de tempo da do polímero, mas então por que é muito mais sustentável utilizar vidros?
Fonte imagem: Anavidro
Pelo simples fato dos vidros serem 100% recicláveis! Os polímeros não são totalmente recicláveis, além disso para recicla-los não podemos misturar dois tipos diferentes e também é muito difícil de identificar rapidamente qual o tipo que foi utilizado. Já garrafas de vidro com cores diferentes por exemplo podem passar pelo processo juntas sem nenhum problema químico, mas com a mistura de cores a cor resultante do vidro não possui grande valor agregado. Vidros com diferentes colocações misturados não causam um grande problema porque sua composição química é muito semelhante, o que muda nas composições é a porcentagem em massa ou ausência de alguns óxidos, os quais chamamos de cromóforos. À medida que temos um aumento da porcentagem de óxido de ferro, o vidro passará do transparente para o marrom, por exemplo. Vale lembrar também que vidros de espelhos, de lâmpadas, de carros ou do tipo pirex não podem ser misturados com os vidros de embalagens, que geralmente são do tipo sódio-cálcico.
A maior parte dos resíduos vítreos produzidos na Europa já são reciclados, mas infelizmente essa ainda não é a realidade do Brasil! Aqui menos de 50% são reciclados e 7 toneladas de vidro são descartados todos os meses em São Paulo, ou seja, quilos e mais quilos de matéria-prima para novos produtos são simplesmente jogados no lixo todos os dias. Ainda, a reciclagem de 1 tonelada evita que 1300 Kg de areia sejam extraídas. É um desperdício e tanto, né? Sem contar que a extração de areia causa muitos problemas ambientais, como por exemplo a rápida degradação dos rios.
Uma das principais vantagens do reprocessamento do vidro, além da questão ambiental, é que esse processo economiza grande quantidade de energia. Para produzir 1 kg de vidro novo são necessários 4500 kJ, enquanto que para produzir 1 kg de vidro reciclado necessita-se de 500 kJ!
Além disso o processo de reciclagem é muito simples: Quando o material chega na empresa ele passa por um processo de lavagem, para retirar os resíduos. Logo em seguida o vidro passa por um processo de trituração e então é refundido. As temperaturas ideais para a fabricação de um vidro novo ficam por volta de 1500 a 1600°C, já a refusão do material pode ser realizada por volta dos 1000°C, como comentado anteriormente irá reduzir muito os gastos com energia. Com isso, os vidros novamente são transformados em produtos, como embalagens e espumas vítreas, sem nenhuma diferença de desempenho em relação ao vidro produzido pela primeira vez.
Se a logistica de recolhimento de resíduos fosse melhor no nosso país e a população como um todo fosse conscientizada, com certeza a porcentagem de materiais reciclados no Brasil, não só vidro, seria muito maior. Outro fator é que os empresários do ramo de reciclagem preferem reciclar alumínio, que é um material com valor agregado bem maior, então gerará lucros bem maiores!