Usando algas para tentar resolver o problema plástico
Por Babetta L. Marrone
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Imagine o nosso mundo sem plásticos – eles estão em toda parte, desde a construção e eletrônica até o transporte e embalagem. A resistência geral e durabilidade tornam o plástico tão útil, mas também fazem do plástico um dos principais contribuintes para a poluição .
De acordo com um estudo do Centro Nacional de Análise e Síntese Ecológica da Universidade da Califórnia-Santa Bárbara, até 13 milhões de toneladas métricas de plástico acabam em oceanos a cada ano. Este estudo também descobriu que cerca da metade dos 300 milhões de toneladas de plástico produzidas anualmente em todo o mundo é usada apenas uma vez. Para colocar esses números em perspectiva, em 2014 os Estados Unidos venderam por si só mais de 100 bilhões de garrafas plásticas de bebidas que representam 14% da poluição dos Estados Unidos, apesar dos esforços de reciclagem.
Os plásticos podem levar até 1.000 anos para se decomporem em aterros sanitários e oceanos. Plásticos mais finos, como os usados para garrafas de água, podem levar mais de 450 anos para se degradarem.
Para resolver este problema, os cientistas do Laboratório Nacional de Los Alamos desenvolveram um método alternativo para fabricar de forma sustentável plástico que não só é durável, mas que é facilmente biodegradável.
Os plásticos de hoje são normalmente feitos usando produtos químicos derivados do petróleo, um recurso insustentável limitado. Os plásticos são sintéticos e normalmente consistem do que são conhecidos como polímeros orgânicos. Tais polímeros são feitos de moléculas menores e idênticas, ligadas entre si. Alguns polímeros ocorrem na natureza (a celulose, por exemplo, é feita de moléculas de açúcar), enquanto outros são feitos artificialmente (como nylon, teflon e cloreto de polivinila, mais comumente conhecido como PVC).
Couro do que usar petróleo para fabricar plásticos sintéticos, Los Alamos está procurando um recurso alternativo, ambientalmente amigável – as algas. Já sendo um recurso energético alternativo viável para combustível, as algas também podem se mostrar úteis como material base para criar polímeros baseados em biologia, comumente conhecidos como biopolímeros, que são fortes e duráveis, mas se decompõem mais rapidamente do que suas contrapartes baseadas em petróleo.
Descobrir qual alga é mais adequada como material base para a fabricação de biopolímeros não é tarefa fácil. Existem muitos tipos de algas, desde as microscópicas (como as algas verdes azuis, ou cianobactérias, assim chamadas devido à sua cor verde azulada) até às grandes algas marinhas que crescem até mais de 100 pés de comprimento. Para restringir qual tipo seria melhor para a fabricação de plásticos biodegradáveis, três equipes de Laboratório estão buscando objetivos separados.
Uma equipe, principalmente de biólogos, está investigando as características biológicas encontradas em cada espécie de algas. Eles estão particularmente interessados na composição genética de cada alga, seu genoma, que contém todas as informações biológicas necessárias para sintetizar os blocos de construção para a fabricação de biopolímeros. A segunda equipa, principalmente químicos, está a verificar os processos químicos necessários para descobrir, desenhar e fabricar novos biopolímeros que são tão fortes e duráveis como os plásticos derivados do petróleo, mas que se degradam muito mais rapidamente.
Combing through such mountains of information could take many decades, so a third team is applying machine-learning analysis to speed up the work. Algoritmos de aprendizado por máquina podem realmente aprender com os dados, identificar padrões e até mesmo tomar decisões, tudo sem a participação humana.
Ao aproveitar a rica e vasta paisagem da biologia das algas e da química dos polímeros, criaremos uma estrutura a partir da qual poderemos projetar uma nova geração de biopolímeros que servirá como base para novos bioplásticos revolucionários. Tais bioplásticos podem deixar de contribuir para problemas como a Grande Mancha de Lixo do Pacífico, ao largo da costa da Califórnia. Este remendo, duas vezes maior do que o tamanho do Texas, tem seis vezes mais plástico do que a vida marinha. Os bioplásticos são uma maneira de continuar usando o plástico, sem poluir a terra e a água por gerações futuras.
Um cientista sênior do grupo de bioenergia e ciências biológicas do Laboratório Nacional de Los Alamos, Babetta L. Marrone é a principal investigadora do novo projeto financiado por Los Alamos, “Biomanufatura com Controle Adaptativo Inteligente (BioManIAC)”. Ela também atua como gerente do programa de biocombustíveis em Los Alamos e supervisiona projetos financiados pelo Escritório de Tecnologias de Bioenergia do Departamento de Energia.
Esta história apareceu pela primeira vez no Novo México de Santa Fé.