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terça-feira, 17 de novembro de 2009

Aprisionar o CO2 em rochas?

Uma rocha encontrada principalmente em Omã pode ser usada para reter dióxido de carbono, o que consequentemente reduziria o nivel global de emissão desse gás, segundo cientistas americanos.

Quando o dióxido de carbono entra em contato com a rocha peridotita (composta principalmente de minerais como: silicatos, olivina e piroxênio), o gás reage para formar carbonatos sólidos, como a calcita

O geólogo Peter Kelemen e o geoquímico Juerg Matter disseram que esse processo natural pode ser amplificado artificialmente em 1 milhão de vezes para que minérios subterrâneos possam acumular permanentemente pelo menos 2 bilhões das 30 bilhões de toneladas de dióxido de carbono emitidas anualmente pela humanidade. Esse processo artificial consiste em aquecer as rochas e forçar o CO2 a penetrá-las atravéz de buracos perfurados.

Peridotita pode possuir a habilidade de capturar bilhões de toneladas de CO2 por ano.

O geólogo Peter Kelemen e o geoquímico Juerg Matter disseram que esse processo natural pode ser amplificado artificialmente em 1 milhão de vezes para que minérios subterrâneos possam acumular permanentemente pelo menos 2 bilhões das 30 bilhões de toneladas de dióxido de carbono emitidas anualmente pela humanidade. Esse processo artificial consiste em aquecer as rochas e forçar o CO2 a penetrá-las atravéz de buracos perfurados.

A idéia de sequestar o CO2 na forma de carbonatos dentro de rochas não é exatamente nova. Mas o processo natural de captura é lento, e a maioria dos processos demandam muita energia para extrair estes minerais e espalhá-los na superfície. Então o novo processo de Kelemen e Matter sugere que a peridotita pode ser deixada exatamente onde está, sendo necessário pré-aquecer a rocha e injetar CO2 puro ou na forma de um fluído rico em CO2. Desde que a reação entre os silicatos e o CO2 para formar os carbonatos é exotérmica, este calor liberado mantém a temperatura ótima de 200°C, maximizando a taxa da reação.

Uma segunda abordagem é utilizando técnicas da indústria petroquímica que consiste em perfurar dois buracos profundos em formações rochosas em águas oceânicas baixas, e criar uma fissura subterrânea entre eles. Como a temperatura aumenta gradativamente com a profundidade, em 5km a temperatura deve atingir cerca de 100°C, a água oceânica contendo CO2 seria bombada por dos buracos e uma vez que alcance o fundo, a reação exotérmica irá sustentar as altas temperaturas necessárias para conduzir o processo. A água aquecida acabaria por encontrar um caminho entre as fraturas para chegar ao segundo buraco, e subir até a superfície através da convecção.

O estudo será publicado na próxima edição da revista Proceedings, da Academia de Ciências Naturais dos EUA. Seus autores são ligados ao Observatório Geológico Lamont-Doherty, da Universidade Columbia, em Nova York.

A peridotita é a rocha mais comum do manto terrestre, a camada diretamente abaixo da crosta. Ela também aparece na superfície, particularmente em Omã (Península da Arábia), país convenientemente próximo de uma região que emite quantidades substanciais de dióxido de carbono na produção de combustíveis fósseis.

"Estar perto de toda aquela infra-estrutura do gás e petróleo não é uma coisa ruim", disse Matter em entrevista.

Os cientistas também calcularam o custo de extração da rocha e de seu transporte até usinas poluidoras. Concluíram que, ao menos por enquanto, o processo seria caro demais.

Na experiência-piloto, para a qual há uma patente preliminar, os pesquisadores injetaram água quente contendo CO2 pressurizado dentro da peridotita.

Segundo eles, de 4 a 5 bilhões de toneladas de CO2 poderiam ser armazenadas por ano na peridotita de Omã e arredores, caso seja usada paralelamente uma técnica desenvolvida por Klaus Lackner, da Universidade Columbia, que usa "árvores" sintéticas para extrair o carbono do ar.

Ambas as tecnologias ainda precisam ser mais desenvolvidas antes de chegarem a um estágio comercial.

A peridotita também ocorre nas ilhas de Papua-Nova Guiné e Nova Caledônia (Oceania), na costa do mar Adriático e, em quantidades menores, na Califórnia.

Grandes países emissores de CO2, como EUA, China e Índia, onde não existem superfícies abundantes dessa rocha, teriam de encontrar outras formas de capturar ou reduzir as emissões.


Referências

[1] P B Kelemen and J Matter, Proc. Nat. Acad. Sci., 2008, DOI: 10.1703/pnas.0805794105

segunda-feira, 8 de setembro de 2008

O ciclo de carbono não pára


Hoje o mundo fala em aquecimento global, mas a grande maioria das pessoas não tem a menor idéia da disposição dos átomos de carbono no planeta. Talvez porque o ciclo do carbono seja difícil de se compreender, já que partes dele funcionam em escala microscópica, enquanto outras afetam a totalidade da Terra. Também, algumas partes acontecem em milissegundos, enquanto outras podem levar milhões de anos para surtirem efeito.

Nós podemos ver como o ciclo de carbono funciona analisando um modelo do ciclo (nesse caso, um diagrama) e vendo como as coisas diferentes são produzidas (produtos) juntamente com a maneira que esses produtos são feitos (processos).

Veja abaixo esse interessantíssimo diagrama (inglês), clique para ampliar:

Referências

[1] http://www.rsc.org/education/teachers

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quarta-feira, 27 de agosto de 2008

A maça podre


"Uma única maçã podre pode estragar o cesto inteiro de maçãs". Quem não conhece esse ditado? Que além de retratar a verdade, possui uma interessantíssima explicação bioquímica.

Durante o processo de amadurecimento, a maioria das frutas produzem e liberam lentamente o gás eteno (etileno). Uma maça muito madura irá produzir este gás em pequeno excesso (quantidade relativa, lembre-se que estamos falando aqui de concentrações na ordem das ppm), estimulando todas as outras maçãs a amadurecer mais rápido, aumentando ainda mais a concentração desse gás no ar. Para evitar isso, é comum o armazenamento de frutas em uma atmosfera inerte, e.g. nitrogênio, que é constantemente renovado para a remoção do etileno já produzido.

Estrutura do Eteno.


Bananas são transportadas ainda verdes, em uma atmosfera inerte e refrigerada. E são armazenadas da mesma forma em cilos e armazéns, até que alcance efetivamente ao comércio: no momento de serem comercializadas, são colocadas em um recinto fechado e tratadas com gás eteno durante certo tempo, o que faz com que o amadurecimento ocorra muito mais rapidamente. O processo natural levaria meses e depende das estações do ano.

O eteno não é produzido apenas pelas frutas, mas sim por toda a planta, incluindo folhas, galhos, raizes, flores, mudas, tubérculos e etc. [1]

Mecanismos bioquímicos

A biosíntese desse hormômio começa na conversão do amino ácido metionina para s-adenosil-l-metionina (SAM) em um processo enzimático. SAM é então convertido para o 1-ácido-1-aminociclopropano (ACC) através da enzima ACC sintase (ACS). A ACS é um agente-limitante na produção do eteno, logo, sua regulação é a chave para a biosíntese do etileno. O passo final requer oxigênio e envolve a ação da enzima ACC-oxidase (ACO).

Assim, o etileno produzido e liberado, pode ser novamente captado e "percebido" pela fruta através de proteínas específicas em sua membrana celular.

Esquematizado abaixo, o Ciclo de Yang, ou Ciclo Bioquímico da Metionina (clique para ampliar):

O mito

Realizar pequenas fissuras ou riscos verticais com uma faca na casca das frutas verdes pode induzir o processo de amadurecimento? A resposta é sim! A produção do eteno pode ser estimulado dessa forma, pois há o aumento do contado do vegetal com a atmosfera.

Há também quem embrulhe as frutas em jornal ou em um recipiente fechado, afim de confinar o eteno produzido estimulando ainda mais o amadurecimento das frutas.


Referências

[1] http://en.wikipedia.org/wiki/Ethylene

[2] Revista Brasileira de Fruticultura, Rev. Bras. Frutic. v.25 n.1 Jaboticabal abr. 2003: Link
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