Fazer queijo deixa para trás um líquido turvo e aguado que, na maioria dos casos, os produtores têm de pagar para remover. As fábricas de tofu também libertam o seu próprio efluente rico em proteína e grande parte acaba tratada como lixo.
Cientistas de materiais na Suíça olharam para essa proteína descartada e viram potencial. Com o tratamento adequado, mostraram que ela consegue retirar dióxido de carbono diretamente do ar ambiente - e a um custo inferior ao de máquinas concebidas especificamente para esse fim.
Uma solução cara
Reduzir emissões, por si só, não deverá bastar para manter o aquecimento sob controlo. A expectativa dos cientistas é que parte do carbono já acumulado na atmosfera tenha de ser removido e armazenado de forma permanente.
Uma via é a captura direta do ar, que separa dióxido de carbono do ar comum através de filtros químicos. No entanto, segundo uma análise, captar carbono diretamente do céu aberto é a variante mais cara desta tecnologia.
O problema está na diluição: o dióxido de carbono encontra-se tão disperso que as máquinas precisam de deslocar volumes enormes de ar para recolher pouco. Além disso, a etapa que normalmente liberta o gás capturado para o encaminhar para armazenamento costuma depender de calor.
Fibras feitas a partir de sobras
Raffaele Mezzenga, cientista de materiais no Instituto Federal Suíço de Tecnologia em Zurique (ETH Zurique), tem dedicado a carreira a transformar proteínas descartadas em materiais úteis. A sua equipa extraiu proteínas do líquido residual de unidades industriais de lacticínios e de tofu.
A dimensão desse fluxo é difícil de ignorar: a produção de lacticínios e de tofu gera, às toneladas, líquidos ricos em proteína. A maior parte não é reaproveitada e acaba por se tornar desperdício alimentar.
A partir dessas proteínas, os investigadores induzem a formação de filamentos longos, semelhantes a fios, chamados fibrilas amiloides. Depois, revestem esses filamentos com hidróxido de potássio, um químico cáustico, e comprimem o conjunto em pequenas esferas com menos de cerca de 1,3 cm de diâmetro - cheias de poros.
Como prende o carbono
Quando as esferas ficam expostas ao ar livre, a química faz o resto. O hidróxido de potássio no interior reage com o dióxido de carbono que passa, fixando o gás num sólido estável - uma forma de bicarbonato de sódio - retido nos poros.
Em ensaios com ar normal de uma sala, 1 grama do material capturou cerca de 97 miligramas de dióxido de carbono.
Em ensaios com ar normal de uma sala, 1 grama do material capturou cerca de 97 miligramas de dióxido de carbono. Este valor supera muitos materiais convencionais em 10 a 50% e 1 quilograma de esferas poderia reter aproximadamente 100 gramas por ciclo.
A estrutura porosa deverá explicar estes resultados. Distribuído ao longo das fibras, o reagente ganha uma área interna enorme, o que permite que uma esfera pequena contacte muito mais ar do que o seu tamanho sugeriria.
Sem necessidade de calor
Capturar carbono é apenas metade do trabalho. É necessário libertar o gás aprisionado para o armazenar e, nos sistemas convencionais, isso é feito com calor intenso, vácuo forte, ou ambos - a maior fonte de consumo energético do processo.
Aqui, o material evita o aquecimento. Para descarregar o dióxido de carbono, as esferas são nebulizadas com um ácido suave e, depois, com uma base suave durante cerca de 10 minutos à temperatura ambiente, o que quebra as ligações e liberta o gás.
Sem forno, sem bomba de vácuo, e sem a energia que esses equipamentos exigem. Até agora, os investigadores não tinham conseguido libertar dióxido de carbono capturado de forma tão limpa sem recorrer a calor. Além disso, reutilizam o ácido, a base e as próprias esferas ao longo do procedimento.
Feito para durar
Muitos materiais sintéticos para captura degradam-se depressa, perdendo desempenho com o uso repetido. As esferas proteicas resistiram melhor, completando 30 ciclos de captura e libertação no laboratório com pouca perda de capacidade.
"Em contraste, as nossas esferas proteicas mantêm-se estáveis durante muito tempo", disse Zhou Dong, investigador de pós-doutoramento no laboratório de Mezzenga e primeiro autor do estudo.
Após alguns milhares de ciclos, as esferas gastas podem ser compostadas e usadas como fertilizante ou convertidas em biocombustível.
Tudo o que compõe as esferas é orgânico e de qualidade alimentar, suficientemente inócuo para, se necessário, voltar a integrar o sistema alimentar.
Como o desperdício alimentar representa 8–10% das emissões globais de gases com efeito de estufa, um método assente em proteína barata e pouco consumo de energia deixa uma pegada menor do que alternativas concorrentes.
Ainda por demonstrar
Por agora, tudo isto está em pequena escala. O trabalho publicado avaliou apenas alguns gramas de esferas de cada vez, capturando cerca de 50 gramas de dióxido de carbono em condições controladas.
A grande questão é saber se a taxa elevada de captura se mantém quando o processo passar para escala industrial. Mezzenga tem passado quase 20 anos a desenvolver novos materiais a partir de fibras proteicas produzidas com resíduos da indústria alimentar.
Investigação anterior, recorrendo à mesma abordagem, serviu para criar alternativas ao plástico e filtros capazes de remover metais pesados da água.
Mezzenga mostra-se confiante na escalabilidade, sublinhando que o equipamento de pulverização usado para recarregar as esferas se inspira em métodos já comuns na indústria. Dong está agora a testar se o desempenho se confirma em tamanhos maiores.
O que pode mudar
Antes deste estudo, retirar carbono do ar rarefeito implicava máquinas caras e muito calor. Um material feito a partir de restos de queijo e tofu consegue agora a mesma tarefa, capturando mais carbono por grama e durando muito mais, sem necessidade de aquecimento na libertação.
Uma captura mais barata e com menor gasto energético alteraria a equação de uma tecnologia que, hoje, só compensa onde há eletricidade limpa em abundância. Se for ampliado, um fluxo de resíduos que custa dinheiro para descartar poderá, em vez disso, ajudar a limpar o ar.
"A nossa tecnologia é mais barata e mais sustentável porque requer pouca energia", disse Mezzenga, salientando que o resíduo de partida está disponível quase em todo o lado.
O efluente de uma queijaria pode ainda vir a ter um segundo papel na luta contra as alterações climáticas.
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