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domingo, 4 de outubro de 2015

Metanol verde: convertendo lixo em combustível!

A produção de BioDiesel envolve a hidrólise dos ésteres de ácido graxo – produzindo toneladas de glicerol, o lixo que vem se tornando um transtorno nas indústrias: o que fazer com tanto 1,2,3-propanotriol?

Um trabalho publicado na Nature Chemistry desta semana mostra uma estratégia ecológica para o fim do glicerol: sua conversão catalítica em metanol, que pode então ser usado como combustível.

O meio reacional é totalmente verde: reação é feita em água e com uma grande economia atômica; vários outros subprodutos igualmente úteis. O artigo mostra como transformar um lixo industrial em diversos produtos de interesse acadêmico e comercial.

Veja artigo em

Canal Fala Química

sábado, 9 de maio de 2015

Enzima extraída da folha da palmeira auxilia na quebra da biomassa para a obtenção de biocombustível

Por Rui Sintra, do IFSC / Agência USP de Notícias

Pesquisadores do Grupo de Biotecnologia Molecular (Biotechmol), do Instituto de Física de São Carlos (IFSC) da USP, têm realizado análises estruturais da peroxidase, uma enzima extraída da folha da palmeira que pode auxiliar no processo da quebra da biomassa para a obtenção de biocombustível. Ele é uma fonte de energia limpa e renovável, cujas principais matérias-primas são cana-de-açúcar, soja, resíduos agrícolas, semente de girassol, entre outras.
Peroxidase é uma enzima extraída da folha da palmeira

Embora a peroxidase também possa ser encontrada em outros organismos – tais como fungos ou bactérias -, a pesquisadora Amanda Bernardes Muniz, principal autora desse estudo supervisionado pelo professor Igor Polikarpov, ambos do IFSC, diz que existem pesquisas que comprovam uma maior eficiência dessa enzima quando retirada da folha da palmeira ou de outras plantas.

“A peroxidase extraída das folhas de plantas é mais estável e isso permite que consigamos trabalhar com temperaturas mais altas e pHs mais ácidos e básicos, o que é muito bom para o processo de produção de biocombustível porque facilita a quebra da biomassa”, explica.

Durante o processo da quebra do material vegetal, essa enzima auxiliar, que para o estudo foi cedida por colaboradores espanhóis, é capaz de degradar a lignina (polímero), tornando a biomassa mais acessível às outras enzimas que são capazes de transformar o açúcar em etanol. Adicionalmente, ela oxida compostos que inibem as demais enzimas. Com isso, a peroxidase, além de tornar a matéria-prima mais acessível, atua em sinergismo com as enzimas catalíticas, melhorando o processo de produção de açúcares fermentescíveis.

Os pesquisadores concluíram que a peroxidase é mais estável que outras enzimas por possuir diversas peculiaridades, tal como a formação de dímeros, moléculas responsáveis por ajudarem na estabilidade global da estrutura da enzima, além de outros elementos moleculares específicos.

Segundo o professor João Renato Carvalho Muniz, do IFSC, coautor do artigo científico, uma das principais ideias da pesquisa e desse campo de estudo é encontrar uma solução que permita degradar a biomassa de forma eficiente, rápida e economicamente viável, para obter moléculas de glicose que podem ser fermentadas e transformadas em biocombustíveis, além da produção de outros produtos biotecnológicos.

A Peroxidase e as suas diversas aplicações

Os estudos realizados com a peroxidase também têm revelado diversas áreas em que essa enzima pode ser aplicada, como, por exemplo, na obtenção de etanol através do bagaço da cana, cuja porcentagem de descarte é alta, sendo que o açúcar encontrado nesse composto também pode ser transformado em etanol.

A indústria de alimentos é outra beneficiada pela peroxidase. Quando os alimentos se estragam, produzem compostos fenólicos que são detectados pela enzima. Segundo Amanda Muniz, a peroxidase também pode ser utilizada no âmbito do controle e tratamento da poluição ambiental, uma vez que é capaz de indicar a presença e modificar os compostos tóxicos comumente liberados no meio ambiente, através de procedimentos industriais.

Um pôster relativo à pesquisa do IFSC, baseado em artigo publicado em fevereiro deste ano na revista científica Biochimie, foi apresentado pela pesquisadora Amanda Muniz em um congresso científico que ocorreu no mês de abril, em San Diego, nos Estados Unidos.

A participação comprova o reconhecimento internacional do estudo e o interesse dos especialistas nas pesquisas desenvolvidos na área de biocombustíveis. O professor João Renato ressalta a importância da pesquisa básica e o desdobramento que ela provoca, originando novas pesquisas, tanto na área em questão, como em outras vertentes, sejam elas nacionais ou internacionais.

“Quando fazemos esse tipo de estudo, descobrimos novas portas que dão acesso a realização de outros tipos de estudos”, finaliza ele.

Foto Divulgação IFSC

Publicado no Portal EcoDebate, 08/05/2015

quinta-feira, 15 de janeiro de 2015

Projeto da Embrapa quer valorizar cadeia produtiva do dendê

O projeto tem as vertentes de estudar a genética da planta e desenvolver soluções para os produtos do fruto
Projeto valoriza o dendê. Foto: Daniela Collares

A planta do dendê, chamada de palma-de-óleo, é considerada a com maior potencial entre as fontes de óleo para a produção de biodiesel, além de abastecer a indústria de alimentos. No entanto, a disponibilidade de sementes de qualidade, o aumento do número de variedades disponíveis e a valorização econômica de todos os coprodutos do processamento ainda são desafios para estimular investimentos.

Por este motivo, a Embrapa Agroenergia de Brasília (DF), com uma rede de parceiros em várias regiões do país, está liderando um projeto de pesquisa em rede com duas vertentes: estudar a genética da planta do dendê e desenvolver soluções para os coprodutos do processamento industrial dos frutos.

O dendezeiro, como é conhecida a palma-de-óleo, gera cachos grandes e pesados repletos de pequenos frutos vermelhos, dos quais são extraídos dois óleos. Da polpa, vem o óleo de dendê propriamente dito, de cor alaranjada; da castanha, sai o chamado óleo de palmiste.

O primeiro é utilizado na produção alimentícia (margarinas, pães e sorvetes) e em outras aplicações industriais (sabões, detergentes, corantes naturais). O segundo também é empregado na fabricação de alimentos, especialmente os especiais, como biscoitos e chocolates, além de atender ao mercado de cosméticos.

Para falar sobre o assunto, o programa Nossa Terra entrevistou a pesquisadora da Embrapa Agroenergia Simone Mendonça, que falou aos ouvintes da Rádio Nacional da Amazônia sobre o principal objetivo do projeto e quais os benefícios que a planta do dendê pode trazer à saúde humana, se utilizada em correta fabricação dos produtos derivados.

Simone Mendonça explicou que o governo brasileiro já tem feito ações para estimular a agricultura familiar no plantio da palma, já que o país é insuficiente na produção do dendê, essencial para a indústria de alimentos. Segundo ela, o Brasil importa mais de 50% do óleo de países do Sudeste Asiático, como Indonésia e Malásia.

A pesquisadora da Embrapa Agroenergia contou que está prevista no Brasil uma grande expansão da área plantada do fruto do dendê, principalmente na região Norte do país. Podem ser produzidos 200 quilos de óleo utilizando-se uma tonelada dos cachos do fruto. Os cachos vazios (depois de retirados os frutos) também têm podem ter utilidade na indústria, como a fabricação de móveis, por exemplo.

*Com informações da Embrapa Agroenergia de Brasília (DF).

Publicado no Portal EcoDebate, 15/01/2015

segunda-feira, 27 de outubro de 2014

Economia verde ganha mais um produto: a acetona

12/06/2014

Elena Mandarim

Divulgação
Lucia Appel coordena projeto que desenvolve catalisadores para gerar acetona sustentável 

Cada vez mais, a palavra de ordem é "verde". Alinhado às premissas do Programa das Nações Unidas para o Meio Ambiente (Pnuma), o conceito de "ser verde" nada mais é do que manter o compromisso de promover o desenvolvimento econômico, reduzindo ao mesmo tempo riscos ambientais e mantendo a biodiversidade local. Busca-se tornar verdes a empresa, os processos produtivos e até a química. O tema, que a cada dia ganha mais força e relevância, é também a base para o trabalho que a engenheira química Lucia Gorenstin Appel vem desenvolvendo juntamente com Clarissa Perdomo Rodrigues, Priscila C. Zonetti, Alexandre B. Gaspar e todos os pesquisadores do Laboratório de Catálise do Instituto Nacional de Tecnologia (INT). Formada e doutorada pela Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), Lucia conta também com a dedicação de alunos e jovens pesquisadores e com a colaboração de quatro renomadas instituições cariocas: a Pontifícia Universidade Católica (PUC-Rio), a Universidade Federal Fluminense (UFF), a Universidade do Estado do Rio de Janeiro (Uerj) e o Instituto Militar de Engenharia (IME).

À frente de um projeto que busca gerar "acetona verde" a partir do etanol, ela busca desenvolver uma nova tecnologia que engloba duas vantagens: permitir que o Brasil se torne autossuficiente na obtenção de acetona, um produto de extrema importância para a indústria e que hoje é largamente importado; e que essa produção seja feita a partir de uma matéria-prima renovável, já que o etanol é obtido principalmente da cana-de-açúcar. "Esta é uma excelente oportunidade, já que em breve a oferta do etanol deve crescer no País com a entrada em operação das unidades geradoras deste álcool, via celulose", anima-se Lucia, cujo projeto foi contemplado no edital Apoio à Pesquisa Científica e Tecnológica em Química Verde, da FAPERJ.

A pesquisadora explica que atualmente a acetona é obtida a partir do "processo do cumeno" que emprega benzeno e propeno como insumos. Nesse caso, a acetona é gerada juntamente com o fenol, o que nem sempre é positivo do ponto de vista da comercialização. E as matérias-primas empregadas também são de origem fóssil. "Vale destacar que 'ser verde' atualmente agrega valor a produtos químicos e por isso há um crescente interesse das empresas em investir em negócios sustentáveis do ponto de vista econômico, ambiental e social. Nessa perspectiva, a alcoolquímica, ou, no caso, a etanolquímica se mostra como uma proposta promissora", esclarece a pesquisadora.

Divulgação
Acetona é utilizada em vários processos industriais, como na síntese de fármacos e na produção de tecidos e plásticos 

O projeto visa desenvolver catalisadores que possibilitem a obtenção de acetona a partir de etanol. Trocando em miúdos, os catalisadores são substâncias que aceleram reações químicas, promovendo a formação de produtos de interesse em detrimento de outros menos relevantes. "Já conseguimos desenvolver catalisadores com êxito e estamos em processo de patente", comemora a pesquisadora.

Segundo Lucia, o etanol – ou simplesmente álcool, como é comumente conhecido pela população – é uma molécula plataforma porque a partir dela pode-se gerar uma série de produtos e intermediários químicos, usados na indústria em geral. "A acetona e também o 1-butanol, o acetato de etila, o ácido acético, o isobutanol, os butenos, o 1,3 butadieno são outros exemplos de compostos de ampla utilização, gerados via etanol", enumera a pesquisadora.

A acetona também é empregada como solvente e entra largamente na síntese de fármacos e polímeros. Segundo a pesquisadora, a acetona poderia ser ainda utilizada para produzir propeno, e consequentemente polipropileno, produto amplamente empregado na produção de tecidos e plásticos. "Ao criarmos um processo mais simples, estamos também favorecendo a linha de produção de vários outros produtos. É realmente uma vantagem", conclui a pesquisadora.

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sábado, 31 de maio de 2014

Um possível caminho para os carros verdes

Por Da Redação - agenusp@usp.br
Publicado em 30/maio/2014

Da Assessoria de Comunicação do IFSC
rsintra@gmail.com
Desafio é quebrar a molécula de etanol para que ela alcance eficiência máxima

No Instituto de Física de São Carlos (IFSC) da USP, um estudo investiga um novo método capaz de tornar o funcionamento dos motores de automóveis veículos menos poluentes e mais eficientes.

Trata-se de uma metodologia de pesquisa que está na interface entre a química e que vem sendo estudado pelo docente do IFSC, Paulo Barbeitas Miranda, numa parceria de estudos com a pesquisadora do Instituto de Química de São Carlos (IQSC), Janaína Fernandes Gomes.

O método utiliza uma célula a combustível (etanol, por exemplo) que gera energia elétrica com a produção de pouco calor. Esta, por sua vez, alimenta um motor elétrico, que usualmente perde pouca energia na forma de calor, tornando o funcionamento do automóvel mais eficiente e, principalmente, limpo.

Sendo esse o objetivo final do estudo (um carro com motor elétrico que consuma menos combustível e funcione de maneira mais limpa), alguns problemas se colocam à frente para concretização de tal projeto: durante a reação de quebra da molécula de etanol para produção de energia elétrica, que ocorre na superfície de um eletrodo metálico, há muita perda de energia. “Atualmente, o grande desafio é conseguir quebrar completamente a molécula de etanol para que ela alcance eficiência máxima. Porém, essa reação ainda gera muitos subprodutos, tendo-se uma reação parcial e o não aproveitamento de toda energia da molécula”, explica Paulo Miranda.

Também durante a quebra da molécula de etanol na célula a combustível, ocorre outro problema: o chamado “envenenamento do eletrodo”, quando o monóxido de carbono, resultante da reação parcial, fica grudado na superfície do eletrodo, atrapalhando sua eficiência. “São moléculas difíceis de remover e que bloqueiam a reação”, elucida o docente.

O trabalho principal dos pesquisadores do IFSC e IQSC, portanto, foi buscar o entendimento sobre como ocorre o envenenamento do eletrodo, tentando descobrir quais são as outras moléculas “grudadas” na superfície do metal, que são produtos intermediários da reação de oxidação do etanol no eletrodo.

O eletrodo estudado foi o de platina, o mais investigado e promissor (embora muito caro) para a fabricação de células a combustível. No caso do IFSC, os pesquisadores utilizaram a técnica de espectroscopia não-linear de interfaces, na qual são utilizados lasers de alta intensidade para se obter o espectro de vibração das moléculas que estão na superfície. “Na situação experimental temos um filme com uma solução composta por etanol e eletrólito, e com isso conseguimos estudar as moléculas que estão na superfície do eletrodo”, conta Paulo.

Sobre o filme fino, são disparados dois tipos de laser: um infravermelho e outro verde. Tal diferencial oferece a seguinte vantagem: a combinação das duas cores, produzindo luz azul, permite investigar apenas as moléculas que se encontram na superfície. “Nesse caso específico, saber o que se encontra na solução não é de nosso interesse, pois muitos pesquisadores podem fazer isso rotineiramente. A técnica que utilizamos é, entretanto, muito mais sensível ao que ocorre na superfície do eletrodo, deixando de lado o que se encontra na solução”.

Depois de aplicada a técnica na superfície do eletrodo metálico, os pesquisadores encontraram um espectro complexo, com muitas vibrações em frequências próximas, e visualizaram “impressões digitais” de várias moléculas, o que foi a grande novidade da pesquisa em questão. “A dificuldade é saber a quem pertencem essas ‘impressões digitais’, uma vez que encontramos uma média de 15 frequências diferentes. Tivemos que buscar dados na literatura e fazer comparações com diversos espectros já conhecidos para identificar a quais moléculas elas pudessem pertencer”, explica Paulo.

Após diversas análises e comparações, os pesquisadores chegaram a uma proposta de possíveis candidatos – a certeza só existirá quando forem feitas novas simulações computacionais bem mais complexas. “O ideal, mesmo, seria fazer uma simulação do que ocorre com uma molécula de etanol quando ela chega a uma superfície metálica e se quebra em diversas outras”, comenta Paulo.

Outra surpresa durante o estudo foi a descoberta de que o eletrodo de platina é extremamente ativo para reação de quebra da molécula de etanol, pois, de acordo com Paulo, outras moléculas menores, que resultam dessa reação, podem se juntar novamente para formar moléculas novas. “Isso mostra que o caminho dessa reação é muito mais complicado do que se imaginava. No entanto, ao se utilizar diferentes combustíveis, a reação pode ser diferente, bem como os produtos e a eficiência da reação”, explica Paulo.

Obviamente, os próximos passos da pesquisa caminham em direção à descoberta exata das moléculas que estão “grudadas” na superfície do eletrodo e também como ocorre, exatamente, a reação nessa superfície.

Foto: Pedro Bolle / USP Imagens

Mais informações: (16) 3373-9825 ou emailmiranda@ifsc.usp.br, com o professor Paulo Miranda
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terça-feira, 8 de outubro de 2013

Biocombustibles y bioenergía en aumento: Biodiversidad en peligro

Los biocombustibles a escala industrial y la bioenergía, con sus nuevas demandas de madera, productos agrícolas y otros tipos de biomasa vegetal, están teniendo efectos graves e irreversibles en la biodiversidad, especialmente de los bosques. Con el impulso de la inversión extranjera, grandes extensiones de tierra se están destinando a la producción de materias primas para bioenergía en el sur global, socavando así los derechos de los Pueblos Indígenas, la soberanía alimentaria, la reforma agraria y los derechos sobre la tierra. El lenguaje de la CDB “para promover los efectos positivos y minimizar los impactos negativos de la producción de biocombustibles” debe ser reemplazado por un llamado a poner fin a todos los incentivos perversos que promueven la expansión de la producción de bioenergía industrial.
¿Que está en peligro?

Las industrias se unen para formar la nueva bioeconomía

Los biocombustibles y la bioenergía en general se están convirtiendo en la base energética de la “bioeconomía basada en el conocimiento (KBBE)”, basada en la idea de sustituir los combustibles fósiles como fuente de energía y otros productos con la biomasa. Las principales industrias, incluida la biotecnología y dentro de ella la ingeniería genética, la agroindustria, el petróleo, la madera y las industrias de pulpa y papel, todas ven un potencial de ganancias en la “nueva bioeconomía” y el desarrollo de la química a base de vegetales. La UE y los EE.UU. continuarán promoviendo la bioeconomía, mientras que la India, Brasil y China se encuentran entre aquellos que los están explorando. La expansión de la industria de la bioenergía (biocombustibles y biomasa) a gran escala es parte de una agenda política que aduce hacer frente al cambio climático y la seguridad energética pero que compromete seriamente a los usos tradicionales a pequeña escala.

Los objetivos sólo de los EE.UU. y la UE en materia de bioenergía están aumentando la demanda de manera tan drástica que grandes regiones del sur global ya se están convirtiendo en monocultivos industriales y con fines energéticos para la exportación. Si bien esto se hace en nombre de la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero, la contabilidad del ciclo de vida en la mayoría de los procesos de bioenergía, incluidos los combustibles para transporte y la combustión para electricidad, indica un aumento neto de las emisiones.

La promoción de biochar (conversión de la biomasa en carbón vegetal) para supuestamente “secuestrar carbono” y por lo tanto proporcionar compensaciones para las emisiones, aumentaría aún más la demanda de biomasa.

La producción industrial no es sostenible

Los sistemas industriales de producción de los productos básicos han llegado a un punto de inflexión de la insostenibilidad. En contraste con los sistemas biodiversos, los sistemas industriales son a gran escala, dependientes de combustibles fósiles y de agroquímicos ,y utilizan un rango estrecho y en gran medida uniforme de las variedades vegetales, razas animales y especies de peces, incluidos los OGM. Los rendimientos se han estancado, la resistencia a las plagas es endémica, y la contaminación del agua, el suelo y el aire es cada vez mayor. Los acuerdos comerciales contribuyen a la erosión de la diversidad biológica mediante la promoción de estos sistemas industriales. Los cultivos para agrocombustibles de los sistemas de monocultivo dependentes de las subvenciones y de combustibles fósiles para su producción, también alimentan la pérdida de la diversidad que sustenta la adaptación al cambio climático.

Impactos sobre la biodiversidad

Desde la última Conferencia de las Partes de la CDB en 2008, varios informes han esclarecido y documentado aún más el impacto de la bioenergía industrial. Entre éstos figuran:

(1) En la medida que aumenta la demanda de bioenergía subvencionada, se destruye la biodiversidad

La demanda de bioenergía está provocando una mayor conversión de los ecosistemas naturales en plantaciones industriales, y también tiene un impacto significativo sobre los recursos hídricos, en la contaminación química y con pesticidas, y sobre los bosques.

En la UE y los EE.UU., las nuevas instalaciones a escala industrial de combustión de leña están creando una nueva fuente importante de demanda de madera, que compromete seriamente las políticas de conservación y restauración de la diversidad biológica forestal.

(2) La bioenergía industrial compite con la producción de alimentos y agrava el hambre

La bioenergía industrial compite con la producción de alimentos tanto por el cultivo en si, como por el agua y la tierra. Sin embargo, el cambio hacia “cultivos” para energía sigue aumentando, desplazando a otros cultivos para sustituir a la biodiversidad y a los bosques en otros lugares. Los promotores de la bioenergía industrial aducen que las tecnologías del futuro que aprovechan la celulosa, plantas no alimenticias y árboles, evitan este conflicto. Pero los requerimientos en materia de tierra, suelo y agua persisten. Los cultivos que son fuente de biocombustibles y de alimento para animales, como es el caso de la soja y el maíz, se suman a las presiones. Además, los estudios han demostrado que no hay suficiente tierra para la producción de biocombustibles que satisfaga la demanda actual de energía

(3) La bioenergía industrial está promoviendo la especulación y la inversión mundial en la tierra, dando lugar a una nueva era de colonización y “apropiación de tierras”

Los inversores se están apoderando de grandes extensiones de tierras en todo el mundo, para satisfacer la creciente demanda de cultivos alimentarios y para bioenergía. Según el International Food Policy Research Institute (IFPRI), los inversionistas extranjeros están negociando ofertas de hasta 20 millones de hectáreas (49 millones de acres) de tierras en África, Asia y América Latina.

Con frecuencia se afirma que esas tierras son “marginales, abandonadas y degradadas”, mientras que de hecho pueden ser utilizadas por los pastores, los pequeños productores de alimentos, los Pueblos Indígenas y las comunidades locales. Los efectos son claros: las personas son expulsadas de sus tierras y su alimentación se torna insegura, las mujeres y sus familias pierden el acceso a la bioenergía radicional para uso local, los ecosistemas se degradan, se fragmentan y pierden su resiliencia y capacidad de regeneración, los suministros de agua se deterioran y agotan, la biodiversidad se pierde y las plantaciones para bioenergía impiden la regeneración de los ecosistemas nativos en esas tierras.

(4) La bioenergía industrial está aumentando el desarrollo y el uso de nuevos cultivos y tecnologías potencialmente peligrosas

Los cultivos y los árboles genéticamente modificados se proponen como soluciones a todo, desde el aumento en la velocidad de crecimiento, hasta lograr que los cultivos y los árboles resulten más fáciles de procesar para la producción de energía. Eucaliptos, álamos y otras variedades de árboles están siendo desarrolladas y probadas para crecer más rápidamente y contener menos lignina (un material estructural de la madera que interfiere con el procesamiento), y recientemente se han diseñado variedades de maíz para que tanto los cereales como los tallos se puedan convertir en etanol, entre muchos otros ejemplos. Los árboles y cultivos modificados tienen el potencial de contaminar los parientes silvestres y amenazan gravemente la biodiversidad. La biología sintética promete la construcción de microbios “sintéticos” para ayudar en la digestión de la celulosa de las plantas industriales de refinación y conversión a biocombustibles y “productos biológicos”. Sin embargo, la biología sintética en gran medida no está reglamentada y se desconoce por completo las consecuencias de la liberación de organismos sintéticos en los ecosistemas.

Las especies invasoras: se sabe que muchos de los cultivos para biocombustible son especies invasoras, por ejemplo: pasto varilla, miscanthus, jatrofa, marango, eucalipto, sauce. Sin embargo, el cultivo de estas plantas está siendo ampliamente fomentado y apoyado.

¡La biodiversidad agrícola alimenta al mundo!

La biodiversidad agrícola es vital para la producción sostenible de alimentos. Es el resultado de sistemas de agricultura ecológica biodiversos y con capacidad de resiliencia, desarrollados por los conocimientos de mujeres y hombres quienes, a pequeña escalas , producen o cosechan los alimentos en los ecosistemas terrestres, acuáticos y marinos. Su selección dinámica, desarrollo y intercambio de semillas y otros materiales de las plantas, así como el ganado y otras especies alimenticias – recursos genéticos para la alimentación y la agricultura – han creado la biodiversidad agrícola que, literalmente, alimenta al mundo. Esta provisión de alimentos a pequeña escala alimenta al menos el 70% de la población mundial.

La biodiversidad agrícola necesita del cuidado humano, la sabiduría y el conocimiento para sobrevivir, desarrollarse y adaptarse a los ecosistemas locales, culturas y necesidades. La Biodiversidad de las semillas, razas de animales locales y especies acuáticas, y sus conocimientos tradicionales asociados, han sobrevivido porque son continuamente utilizados, mejorados y transmitidos a las generaciones sucesivas e intercambiados libremente dentro y entre comunidades, países y continentes. Ecoportal.net

ETC Group


Matéria no Ecoportal.net, reproduzida pelo EcoDebate, 08/10/2013

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sábado, 5 de outubro de 2013

New Metabolic Pathway to More Efficiently Convert Sugars Into Biofuels

Sep. 30, 2013 — UCLA chemical engineering researchers have created a new synthetic metabolic pathway for breaking down glucose that could lead to a 50 percent increase in the production of biofuels.

The new pathway is intended to replace the natural metabolic pathway known as glycolysis, a series of chemical reactions that nearly all organisms use to convert sugars into the molecular precursors that cells need. Glycolysis converts four of the six carbon atoms found in glucose into two-carbon molecules known acetyl-CoA, a precursor to biofuels like ethanol and butanol, as well as fatty acids, amino acids and pharmaceuticals. However, the two remaining glucose carbons are lost as carbon dioxide.

Glycolysis is currently used in biorefinies to convert sugars derived from plant biomass into biofuels, but the loss of two carbon atoms for every six that are input is seen as a major gap in the efficiency of the process. The UCLA research team's synthetic glycolytic pathway converts all six glucose carbon atoms into three molecules of acetyl-CoA without losing any as carbon dioxide.

The research is published online Sept. 29 in the peer-reviewed journal Nature.

The principal investigator on the research is James Liao, UCLA's Ralph M. Parsons Foundation Professor of Chemical Engineering and chair of the chemical and biomolecular engineering department. Igor Bogorad, a graduate student in Liao's laboratory, is the lead author.

"This pathway solved one of the most significant limitations in biofuel production and biorefining: losing one-third of carbon from carbohydrate raw materials," Liao said. "This limitation was previously thought to be insurmountable because of the way glycolysis evolved."

This synthetic pathway uses enzymes found in several distinct pathways in nature.

The team first tested and confirmed that the new pathway worked in vitro. Then, they genetically engineered E. coli bacteria to use the synthetic pathway and demonstrated complete carbon conservation. The resulting acetyl-CoA molecules can be used to produce a desired chemical with higher carbon efficiency. The researchers dubbed their new hybrid pathway non-oxidative glycolysis, or NOG.

"This is a fundamentally new cycle," Bogorad said. "We rerouted the most central metabolic pathway and found a way to increase the production of acetyl-CoA. Instead of losing carbon atoms to CO2, you can now conserve them and improve your yields and produce even more product."

The researchers also noted that this new synthetic pathway could be used with many kinds of sugars, which in each case have different numbers of carbon atoms per molecule, and no carbon would be wasted.

"For biorefining, a 50 percent improvement in yield would be a huge increase," Bogorad said. "NOG can be a nice platform with different sugars for a 100 percent conversion to acetyl-CoA. We envision that NOG will have wide-reaching applications and will open up many new possibilities because of the way we can conserve carbon."

The researchers also suggest this new pathway could be used in biofuel production using photosynthetic microbes.

The paper's other author is Tzu-Shyang Lin, who recently received a bachelor's degree from UCLA in chemical engineering.

Journal Reference:
Igor W. Bogorad, Tzu-Shyang Lin, James C. Liao. Synthetic non-oxidative glycolysis enables complete carbon conservation. Nature, 2013; DOI: 10.1038/nature12575

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quarta-feira, 2 de outubro de 2013

New Metabolic Pathway to More Efficiently Convert Sugars Into Biofuels

Sep. 30, 2013 — UCLA chemical engineering researchers have created a new synthetic metabolic pathway for breaking down glucose that could lead to a 50 percent increase in the production of biofuels.

The new pathway is intended to replace the natural metabolic pathway known as glycolysis, a series of chemical reactions that nearly all organisms use to convert sugars into the molecular precursors that cells need. Glycolysis converts four of the six carbon atoms found in glucose into two-carbon molecules known acetyl-CoA, a precursor to biofuels like ethanol and butanol, as well as fatty acids, amino acids and pharmaceuticals. However, the two remaining glucose carbons are lost as carbon dioxide.

Glycolysis is currently used in biorefinies to convert sugars derived from plant biomass into biofuels, but the loss of two carbon atoms for every six that are input is seen as a major gap in the efficiency of the process. The UCLA research team's synthetic glycolytic pathway converts all six glucose carbon atoms into three molecules of acetyl-CoA without losing any as carbon dioxide.

The research is published online Sept. 29 in the peer-reviewed journal Nature.

The principal investigator on the research is James Liao, UCLA's Ralph M. Parsons Foundation Professor of Chemical Engineering and chair of the chemical and biomolecular engineering department. Igor Bogorad, a graduate student in Liao's laboratory, is the lead author.

"This pathway solved one of the most significant limitations in biofuel production and biorefining: losing one-third of carbon from carbohydrate raw materials," Liao said. "This limitation was previously thought to be insurmountable because of the way glycolysis evolved."

This synthetic pathway uses enzymes found in several distinct pathways in nature.

The team first tested and confirmed that the new pathway worked in vitro. Then, they genetically engineered E. coli bacteria to use the synthetic pathway and demonstrated complete carbon conservation. The resulting acetyl-CoA molecules can be used to produce a desired chemical with higher carbon efficiency. The researchers dubbed their new hybrid pathway non-oxidative glycolysis, or NOG.

"This is a fundamentally new cycle," Bogorad said. "We rerouted the most central metabolic pathway and found a way to increase the production of acetyl-CoA. Instead of losing carbon atoms to CO2, you can now conserve them and improve your yields and produce even more product."

The researchers also noted that this new synthetic pathway could be used with many kinds of sugars, which in each case have different numbers of carbon atoms per molecule, and no carbon would be wasted.

"For biorefining, a 50 percent improvement in yield would be a huge increase," Bogorad said. "NOG can be a nice platform with different sugars for a 100 percent conversion to acetyl-CoA. We envision that NOG will have wide-reaching applications and will open up many new possibilities because of the way we can conserve carbon."

The researchers also suggest this new pathway could be used in biofuel production using photosynthetic microbes.

The paper's other author is Tzu-Shyang Lin, who recently received a bachelor's degree from UCLA in chemical engineering.

Journal Reference:
Igor W. Bogorad, Tzu-Shyang Lin, James C. Liao. Synthetic non-oxidative glycolysis enables complete carbon conservation. Nature, 2013; DOI: 10.1038/nature12575

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terça-feira, 9 de julho de 2013

Biocombustíveis e a submissão econômica. Entrevista com Sérgio Schlesinger

“Não se leva em consideração que a produção de alimento está, sim, sendo prejudicada pela expansão dos biocombustíveis”, adverte o economista.
Foto de http://www.coasul.com.br/

Confira a entrevista.

A proposta do governo federal, de tornar o Brasil um grande exportador de etanol, deve ser entendida como um “problema” para o país, diz Sérgio Schlesinger (foto abaixo) à IHU On-Line, em entrevista concedida por telefone. Na avaliação dele, “o país está mais uma vez sendo submetido a um modelo baseado na produção e exportação de commodities, o que não é recomendado do ponto de vista econômico”.

Na entrevista a seguir, ele assinala as implicações socioambientais da expansão da soja no Mato Grasso e critica os investimentos no desenvolvimento de monocultivos. “Esse caminho de investir no agronegócio é prejudicial do ponto de vista social, porque não gera empregos. De certo modo, os problemas sociais nas grandes metrópoles são ocasionados por conta das migrações do campo, porque os agricultores não têm mais o que produzir, não têm mais terras e essas grandes monoculturas empregam pouca gente”.

Sérgio Schlesinger é economista e consultor da Fundação de Atendimento Socioeducativo – Fase. É autor de Dois casos sérios no Mato Grosso. A soja em Lucas do Rio Verde e a cana-de-açúcar em Barra do Bugres.

Confira a entrevista.
Foto de www.svb.org.br

IHU On-Line – Que percentual da região mato-grossense é ocupada pelas lavouras de soja? E por quais razões a expansão dos monocultivos avança nessa região?

Sérgio Schlesinger – Não tenho esse dado de qual é o percentual, mas sabe-se que o Mato Grosso, até o final da década, representará 40% da soja plantada no Brasil. O Cerrado é a maior área de expansão prevista, até no zoneamento da cana-de-açúcar, feito pelo governo em 2009. A preocupação com a cana-de-açúcar no Cerrado é que 80% das usinas no Mato Grosso estão instaladas na Bacia do Alto Paraguai, onde a expansão foi proibida justamente porque essa bacia é parte importante da recarga de água do Pantanal. Então, toda a contaminação da cana-de-açúcar, além dos agrotóxicos, acaba por ameaçar a sobrevivência do Pantanal também.

IHU On-Line – Quais os desequilíbrios socioambientais causados pela expansão das lavouras de cana-de-açúcar e soja?

Sérgio Schlesinger – Nunca dá para separar a questão social da ambiental. Os agrotóxicos, por exemplo, matam a vida dos rios, as espécies marinhas. Então, há um impacto ambiental da redução da biodiversidade e, ao mesmo tempo, populações de pescadores e de indígenas, que vivem da pesca, passam a não produzir mais. Esse é um problema seríssimo na região mato-grossense, porque é onde nascem os mais importantes rios e as bacias brasileiras, os quais abastecem a Amazônia, o Sudeste, o Sul e até outros países, que estão sendo destruídos. Não há mais peixes; uma parcela equivalente a 90% dos alimentos consumidos na região vem de fora, do Paraná, de São Paulo. Então, só se produz alimentos para exportação, alimentos para a ração animal, como o milho e a soja, frango para a exportação. Isso gera outros problemas como o de a população ter de pagar muito mais caro pelos alimentos, outros ficam sem terra, sem possibilidade de produzir, porque a sua produção é destruída por agrotóxico ou contaminada.

IHU On-Line – Como o senhor vê a aprovação do Projeto de Lei 626/2011 pela Comissão de Meio Ambiente, Defesa do Consumidor, Fiscalização e Controle do Senado, que revê o zoneamento agroecológico da cana-de-açúcar e autoriza seu plantio em áreas alteradas e nos biomas Cerrado e Campos Gerais na Amazônia Legal, para estimular a produção de biocombustíveis no país?

Sérgio Schlesinger – É um perigo. Tanto na Câmara de Deputados quanto no Senado há projetos de lei tramitando e eles vão no sentido contrário do zoneamento da cana-de-açúcar editado em 2009 como decreto e como projeto de lei. Estão tentando modificá-lo e isso é perigosíssimo. Toda monocultura é prejudicial do ponto de vista socioambiental e, portanto, deve ser contida. O país deve produzir alimentos de maneira saudável, sem a utilização de agrotóxicos, que é obrigatória nas monoculturas e, sobretudo, na Amazônia, na Bacia do Alto Paraguai, pelas razões que eu já falei.

IHU On-Line – Qual é o cenário atual da produção de combustíveis renováveis no Brasil, em particular de etanol e biodiesel? Economicamente, a conta é viável?

Sérgio Schlesinger – A produção de biodiesel é um projeto da Associação Brasileira das Indústrias de Óleos Vegetais – ABIOVE, na qual atuam as grandes multinacionais e algumas empresas nacionais menores. O Ministério de Desenvolvimento Agrário procurou incluir a agricultura familiar nesse projeto para gerar rendimento. Mas o que aconteceu? Hoje, mais de 80% do biodiesel é produzido com óleo de soja, um produto da cesta básica. Então, quando pensamos na viabilidade econômica, é preciso lembrar que essa produção é subsidiada pelo governo, e que a agricultura familiar quase não participa desse projeto.

Depois do óleo de soja, a matéria-prima mais importante para a produção de biodiesel é a gordura animal, que também é comprada de grandes empresas, como a Friboi e a Brasil Foods, processo que acaba gerando a renda concentrada. Falar em viabilidade econômica significa falar em distribuição de renda. Por enquanto, o país tem feito o contrário quando desenvolve esse tipo de modelo.

IHU On-Line – No caso específico da produção de etanol, há um discurso de que se tem uma preocupação ambiental por causa das mudanças climáticas. Essa justificativa justifica a produção?

Sérgio Schlesinger – É claro que ele é menos nocivo do que o petróleo em termos de emissão de gases de efeito estufa, mas não é neutro, porque não se leva em consideração, por exemplo, que é utilizada uma quantidade enorme de agrotóxicos, e que esses agrotóxicos são produzidos com petróleo. Também não se leva em consideração que a produção de alimento está, sim, sendo prejudicada pela expansão dos biocombustíveis. Quando se fala em resolver o problema do aquecimento global, temos de falar em redução de consumo primeiramente. Nós temos de ter – e esse é um bom momento para falar isso – transporte público bom, precisamos ter menos automóveis, mudar nossos hábitos de consumo, além de buscar, é claro, tecnologias de produção novas e que sejam menos impactantes. Isso porque esses agrocombustíveis consomem recursos naturais importantes; eles contribuem para destruir áreas ainda preservadas e causam uma série de problemas, inclusive de emissões.

IHU On-Line – Como vê a proposta do governo de tornar o Brasil um grande exportador de etanol?

Sérgio Schlesinger – Esse é outro grande problema para o Brasil. O país está mais uma vez sendo submetido a um modelo baseado na produção e exportação de commodities, o que não é recomendado do ponto de vista econômico. Basta ver as trocas desiguais às quais o Brasil vem sendo submetido. Para a China, por exemplo, o país exporta basicamente soja, minerais de ferro e importa tudo o que contém tecnologia e conhecimento humano, que é o que efetivamente dá valor ao que se produz. A indústria brasileira está encolhendo. Nas décadas de 1960 e 1970, os vagões das locomotivas brasileiras eram todos produzidos no Brasil; hoje, os novos são importados da China.

Então, esse caminho de investir no agronegócio é prejudicial do ponto de vista social, porque não gera empregos. De certo modo, os problemas sociais nas grandes metrópoles são ocasionados por conta das migrações do campo, porque os agricultores não têm mais o que produzir, não têm mais terras e essas grandes monoculturas empregam pouca gente.

IHU On-Line – Quais são as alternativas econômicas e produtivas mais adequadas e adaptadas à Amazônia, ao Cerrado e à região mato-grossense?

Sérgio Schlesinger – Investir no campo extrativista, agroecológico, e em tipos de produtos que gerem renda nas populações locais, que preservem o meio ambiente, em vez de fazer do campo um local para equilibrar a balança comercial, porque isso tem um custo muito elevado para nós e para as gerações futuras.

(Ecodebate, 09/07/2013) publicado pela IHU On-line, parceira estratégica do EcoDebate na socialização da informação.

[IHU On-line é publicada pelo Instituto Humanitas Unisinos - IHU, da Universidade do Vale do Rio dos Sinos – Unisinos, em São Leopoldo, RS.]

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