During the 20th century, Acid-Base Catalysis played a role in the development of improved oil refining and petrochemical processes. Today, with the climate changes the world is experiencing, Acid Base Catalysis will continue to play an important role, helping the development of more sustainable processes relying on biomass and CO2 processing.

The International Symposia on Acid-Base Catalysis occurs each four years in a different country. The ABC-8 will take place in Brazil, gathering the scientific and industrial community to discuss the advances in the area andforecasts the pathway of Acid-Base Catalysis towards a more sustainable world.

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Projeto de tecnologia limpa é desenvolvido em laboratório de combustíveis na UFMG usando toneladas de resíduos que vão para o lixo e podem se transformar em biodiesel

Uma fórmula de baixo custo, que aproveita cascas de ovos de galinha, pode dar novos rumos à produção de biocombustíveis. Em vez de irem para o lixo, as toneladas de cascas desperdiçadas pela indústria de alimentos, como a de bolos e biscoitos, podem servir para a produção de um catalisador em pó usado na fabricação de biodisel. O novo produto, à base de gliceróxido de cálcio, age em substituição aos catalisadores homogêneos (líquidos), comumente usados na indústria, mas que geram muitos resíduos e impactos no meio ambiente. A proposta de tecnologia limpa foi desenvolvida no Laboratório de Ensaios de Combustíveis (LEC) do Departamento de Química da Universidade Federal de Minas Gerais e financiada com recursos da Financiadora de Estudos e Projetos (Finep) e da Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis (Finep/ANP), por meio de um programa de formação de recursos humanos.

Os catalisadores são substâncias que aceleram uma reação química, por reduzir a energia necessária ao processo e aumentar sua velocidade. Atualmente, as fórmulas líquidas prevalecem na produção de biodisel pela facilidade de se misturarem com os outros componentes – o óleo e o álcool – que se encontram também na fase aquosa. No entanto, pesquisas no mundo inteiro são desenvolvidas com o intuito de chegar a produtos heterogêneos tão eficientes quantos os líquidos e que tenham separação simplificada. Isso porque, ao final da produção, os catalisadores precisam ser retirados do combustível. “Enquanto os produtos homogêneos exigem sucessivos processos de lavagem, que geram grandes volumes de resíduos aquosos, os heterogêneos requerem apenas a filtragem para separação”, explica a professora Vânya Pasa, que realizou a pesquisa com o aluno de graduação Gustavo Pereira dos Reis, do 7º período do curso de química tecnológica.

A produção do catalisador no laboratório da UFMG foi feita com cascas de ovos recolhidas no restaurante universitário do Câmpus Pampulha, em Belo Horizonte. Previamente lavadas, elas permaneceram por 12 horas em estufa a 105 °C, para secagem. Posteriormente, o material constituído predominantemente de carbonato de cálcio foi triturado em moinho de facas e resultou em um pó fino. Depois de tratado a elevadas temperaturas, ele foi acondicionado em dessecador para então ser convertido em gliceróxido de cálcio e ser usado nas reações.

Além da redução do impacto no meio ambiente, o catalisador heterogêneo desenvolvido à base das cascas de ovo sai na frente em relação ao custo. Como explica a pesquisadora, os poucos produtos sólidos existentes no mercado são muito caros, por exigirem metais nobres, como nióbio, ouro e lantânio, em sua produção. Apesar de serem eficientes, eles demandam o uso de temperaturas mais altas durante a reação química para a produção do biodisel. “A tecnologia que desenvolvemos é de baixo custo e fácil aplicação. Eficiente e ecologicamente correta, tem grande importância industrial”, afirma Vânya Pasa.

Diferentemente da maioria dos heterogêneos, o catalisador de casca de ovo se destaca por poder ser usado na mesma temperatura do produto homogêneo, que é torno de 65 °C. “A única desvantagem é o tempo gasto na reação. Enquanto os processos com produtos líquidos exigem uma hora, o novo catalisador precisa do triplo”, acrescenta.

Demanda da indústria
A professora conta que o estudo partiu de uma demanda de um pequeno empresário de Belo Horizonte, dono de uma fábrica de ovo líquido. Na empresa, o produto é batido, filtrado e estilizado para ser vendido à industria de alimentos e as cascas viram toneladas de resíduos que param no lixo. “Ele me alertou para o problema que tinha, e como trabalhamos com o desenvolvimento de tecnologias limpas, fizemos experimentos até chegar ao catalisador heterogêneo”, conta Vânya, lembrando ainda da importância em investir em soluções mais baratas na área de energia. Os biocombustíveis têm sido priorizados como alternativa complementar da matriz energética em vários países e hoje o Brasil é líder na produção de biodisel, embora com o uso de catalisadores homogêneos. “Trabalhamos para que a catálise heterogênea seja efetiva”, ressalta a professora da UFMG, que coordena o LEC, responsável pelo controle de qualidade dos combustíveis comercializados em 550 cidades de Minas Gerais.

Acidez
A possibilidade de reutilização e de uso do catalisador à base de casca de ovoo em óleos de alta acidez, considerados menos nobres para a produção do biodisel, também é ponto alto da pesquisa. “Depois de filtrado, ele pode ser novamente usado sem perda da atividade. Além disso, conseguimos fazer biodiesel de alta pureza, mesmo com óleos brutos, como os residuais de frituras ou aqueles sem refino, que têm alta acidez”, informa o estudante Gustavo Reis. Tanto ele quanto a professora Vânya defendem a importância da pesquisa como desenvolvimento de tecnologias verdes, mas ainda não sabem os rumos que ela vai tomar no mercado. “O estudo é importante porque usa resíduos recicláveis, mas tudo vai depender de como a indústria vai se apropriar da nova tecnologia”, acrescenta Reis. O resultado do estudo será apresentado a empresas do setor de biocombustíveis, segundo Vânya, que defende ainda seu uso pelo pequeno produtor. “Em propriedades que usam máquinas, motores e tratores, o produtor poderá plantar soja para fazer óleo e cana, e, assim, produzir etanol. Com o catalisador de cascas de ovos, ele pode fabricar o próprio biodisel para usar nas máquinas da fazenda e em caminhões”, diz ela.

Fonte: EM

A ciência brasileira vivenciou nas últimas décadas, em todas as áreas do conhecimento, uma grande expansão. Esse crescimento pode ser observado tanto em relação ao número de mestres e doutores formados quanto ao de artigos publicados em revistas indexadas. O desafio agora é melhorar a qualidade e aumentar o impacto acadêmico e socioeconômico dessa produção científica. Caminhos para alcançar esse objetivo foram debatidos por destacados membros do meio acadêmico que, a convite da FAPESP, estiveram reunidos no simpósio “Desafios para a Ciência e Tecnologia no Brasil”.
O evento, realizado no dia 23 de novembro, integrou as comemorações do centenário da Academia Brasileira de Ciências (ABC).

“É uma oportunidade para os cientistas refletirem sobre os 100 anos da Academia e sobre o papel da ciência dentro da sociedade brasileira e da sua vida pessoal”, afirmou José Goldemberg, presidente da FAPESP, durante a cerimônia de abertura (leia mais em http://agencia.fapesp.br/24383).

O professor da Universidade Federal de São Carlos (UFSCar) e coordenador do Centro de Pesquisa, Educação e Inovação em Vidros (CeRTEV), Edgar Dutra Zanotto, apresentou um panorama do campo das Engenharias. Segundo ele, há hoje no Brasil 626 cursos de pós-graduação, considerando todas as subáreas das Engenharias, e cerca de 10% de todos os mestres e doutores formados no país são desse setor.

“O crescimento é notável e não há sinais de saturação. Porém, apenas, 3,4% dos cursos de pós-graduação obtiveram nota máxima [7, considerado nível internacional ] na avaliação da Capes [Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior ]. Mais de 75% dos cursos são considerados regulares ou fracos”, contou Zanotto.

Com cerca de 80 mil artigos publicados entre 1996 e 2015, a engenharia do Brasil ocupa a 18ª posição no ranking mundial de produção científica de acordo com a base de dados Scimago. “No entanto, a média de 5,7 citações por artigo coloca o Brasil na 34ª posição. Publicamos bastante, mas não alcançamos visibilidade. Também não temos gerado conhecimento tecnológico. Estudos indicam que apenas 1,7% das empresas no país têm capacidade de inovação”, acrescentou o professor da UFSCar.

Entre as realizações notáveis da Engenharia brasileira, Zanotto destacou a tecnologia para prospecção e exploração de gás e petróleo em águas profundas, o projeto e a construção do Laboratório Nacional de Luz Síncrotron, em Campinas, bem como de Itaipu e de outras usinas hidrelétricas.

Como áreas promissoras a serem exploradas no futuro, mencionou a busca de aplicações relacionadas à descoberta dos estados exóticos da matéria, premiada com o Nobel de Física em 2016. “Podemos usar descobertas feitas em qualquer lugar do mundo e, com algum esforço, transformar em processos que levem à inovação”, opinou.

Para falar sobre a área de Matemática, o convidado foi José Alberto Cuminato, professor do Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC) da Universidade de São Paulo (USP) e coordenador do Centro de Pesquisa em Matemática Aplicada à Indústria (CeMEAI). Em sua análise, dividiu o campo de conhecimento em: matemática teórica, ensino de matemática e matemática industrial (que não se limita à manufatura, abrangendo qualquer tipo de empreendimento que gera riqueza).

“Nota-se uma estrutura bastante organizada na área de matemática teórica e, em relação ao ensino, temos tentado fazer nossa parte. É na matemática industrial onde estamos mais atrasados. Nossos formandos querem continuar na academia e não vão para o setor produtivo”, avaliou.

Segundo Cuminato, o número de doutores formados na área ainda é insuficiente até mesmo para atender à demanda da academia.

Entre as realizações do campo, o professor da USP destacou a conquista, em 2014, da medalha Fields – uma espécie de Nobel da Matemática – pelo carioca Artur Ávila, do Instituto Nacional de Matemática Pura e Aplicada (Impa). Como principal desafio, está o de criar uma estrutura que promova a utilização das Ciências Matemáticas pelo setor produtivo e transforme conhecimentos em riquezas. Como exemplo, Cuminato citou o caso do Reino Unido, país que deve 16% de seu Produto Interno Bruto (PIB) à riqueza gerada pelas Ciências Matemáticas.

O palestrante seguinte foi o professor do Instituto de Física (IF) da USP Ricardo Magnus Osório Galvão. Ao comentar o estado da arte e as perspectivas em Ciências Físicas, ele destacou a grande interdisciplinaridade do campo, que permeia áreas como Medicina e Computação, entre outras.

Galvão também destacou o forte crescimento na taxa de formação de doutores em Física, que atualmente alcança a média de 250 formandos por ano, mas ainda representa apenas 16% da taxa norte-americana.

A produção científica também aumentou substancialmente nas últimas duas décadas. E, embora represente apenas 2% da produção mundial, está concentrada nas melhores revistas especializadas. “É a única área da ciência brasileira cujas publicações têm impacto maior do que a média mundial”, ressaltou.

Entre as contribuições da área, Galvão destacou o trabalho de Cesar Lattes, descobridor do meson π – passo fundamental na compreensão do mundo subatômico, na década de 1940. Citou ainda a participação do professor Mario Baibich em um trabalho sobre a magnetorresistência gigante, publicado em 1988, que rendeu o Nobel de Física ao autor principal: o francês Albert Fert.

Na área de ciência aplicada, Galvão mencionou o caso de Vladimir Jesus Trava Airoldi, fundador da empresa de inovação na área de diamante CVDVale, que contou com incentivos do Programa Pesquisa Inovativa em Pequenas Empresas (PIPE), da FAPESP.

“Não apenas inovou, como tem alta produção científica. São exemplos que devemos incentivar. E para fomentar a inovação na indústria é necessário grande investimento do governo brasileiro”, afirmou.

Já o professor da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp) Fernando Galembeck, ao apresentar um panorama das Ciências Químicas, avaliou a área como dinâmica, integrada à pesquisa internacional e à vida econômica do país. “Temos um número de mestres e doutores da área trabalhando em empresas que é superior ao dos demais setores. Há uma efetiva transferência de recursos humanos das universidades para as empresas”, disse.

Os artigos da área produzidos exclusivamente por pesquisadores brasileiros e que estão entre os mais citados cobrem temas como química analítica, nanotecnologia, catálise e síntese orgânica. “Todas essas áreas são relevantes e capazes de produzir resultados de impacto social e econômico. Ou seja, existe um alinhamento com o horizonte”, avaliou.

Galembeck destacou ainda que a Química é o setor da indústria de transformação que mais cresce e que os conhecimentos na área poderão ajudar a reduzir as emissões de gases de efeito estufa e a mitigar problemas ambientais.

Outro cientista a abordar questões ambientais em sua apresentação foi Paulo Artaxo. O professor do IF-USP avaliou o campo das Ciências da Terra, que inclui áreas como Química, Física, Geologia, Hidrologia, Oceanografia, Meteorologia e Climatologia, entre outras.

Segundo ele, metade dos 50 cientistas brasileiros mais citados internacionalmente estão nesse campo de atuação, bem como 25 dos 101 novos Institutos Nacionais de Ciência e Tecnologia (INCTs) selecionados na última chamada lançada pelo Ministério da Ciência, Tecnologia, Inovações e Comunicações (MCTIC).

“É uma área em plena expansão. Será necessário enorme conhecimento em Ciências da Terra para prospectar recursos capazes de sustentar de 7 a 10 bilhões de pessoas no planeta – bem como lidar com os efeitos das mudanças climáticas. O escopo de atuação é muito amplo e essencialmente multidisciplinar. Uma das dificuldades para o avanço nesse campo é o fato de o sistema acadêmico brasileiro ainda ser muito disciplinar e engessado”, disse Artaxo.

Ciências Humanas e Sociais

A economia política internacional (EPI) como um novo campo de conhecimento globalizado – que envolve elementos das Ciências Políticas, Relações Internacionais e Economia –, mas ainda em formação no Brasil foi o tema da apresentação da professora Lourdes Sola, da Faculdade de Filosofia, Letras e Ciências Humanas (FFLCH) da USP.

Segundo a pesquisadora, ainda falta “massa crítica” para sua implantação de forma organizada e cooperativa e há uma grande dificuldade de converter o campo em um “hub” a partir do qual se articulam diferentes disciplinas em torno de agendas de pesquisa delimitadas e variáveis.

“O Brasil vive crises econômicas e políticas. Elas são interligadas e é preciso buscar explicação em termos de economia e política no contexto doméstico e no contexto internacional em transformação. Como nós nos situamos diante das mudanças no cenário internacional? Logo vamos ter que nos definir em relação aos efeitos relacionados à eleição do [Donald ] Trump, por exemplo”, avaliou.

Já a análise de Naercio Menezes Filho, professor do Insper Instituto de Ensino e Pesquisa, teve como foco as Ciências Econômicas. Segundo o pesquisador, até o início dos anos 1990 a produção científica na área estava muito voltada para os problemas internos, em decorrência da hiperinflação.

“As melhores cabeças, que vinham de formação no exterior, estavam preocupadas em resolver a inflação e não estavam publicando em revistas internacionais de alto impacto. Isso começou mais recentemente quando os grandes problemas macroeconômicos pareciam resolvidos. Nos últimos 10 anos temos jovens economistas publicando em revistas internacionais sobre temas brasileiros”, disse Menezes Filho.

Uma das explicações para a mudança, segundo o pesquisador, foi a maior valorização no âmbito acadêmico internacional do campo de economia do desenvolvimento. “Há centros fortes nas principais universidades, como o [The Abdul Latif Jameel ] Poverty Action Lab, do MIT [Massachusetts Institute of Technology, nos Estados Unidos]."

Na avaliação de Menezes Filho, ainda há pouca publicação de impacto internacional na área de macroeconomia – que abrange temas de grande relevância para o país como inflação, taxa de juros e taxa de câmbio. Já o campo de economia do meio ambiente responde por 30% dos artigos mais citados. “Isso reflete a preocupação mundial com essa área”, disse.

Entre as questões atuais fundamentais para a pesquisa, o pesquisador destacou temas internacionais, como os efeitos da eleição de Donald Trump e da saída do Reino Unido da União Europeia, bem como questões domésticas, como a avaliação de políticas públicas.

“Num contexto de crise fiscal, não sabemos quais programas sociais funcionam e quais não funcionam. Milhões de trabalhadores passam por programas como Pronatec [Programa Nacional de Acesso ao Ensino Técnico e Emprego] e não sabemos qual é o impacto na vida dessas pessoas”, exemplificou.

Ciências da Vida

No último bloco de apresentações, as chamadas Ciências da Vida foram o tema de discussão. O professor do Instituto de Química (IQ) da USP Walter Colli iniciou a avaliação com as Ciências Biomédicas, onde estão abrangidos campos diversos, como Biologia, Farmacologia, Fisiologia, Biofísica, Imunologia, Parasitologia, Micologia, Microbiologia, Virologia, Bioquímica e Biologia Molecular, Biologia Celular e do Desenvolvimento.

“Todas essas disciplinas cresceram de forma constante. Desde os anos 1990 houve um aumento de cinco a oito vezes no número de trabalhos publicados. Em todos os casos, com exceção da Parasitologia, São Paulo responde por 50% dessa produção”, disse Colli.

Em números absolutos, destacou Colli, o Brasil publicou mais que países como Chile e Argentina em todas as áreas das Ciências Biomédicas. Porém, os trabalhos brasileiros são em média menos citados que os artigos com temas semelhantes publicados pelos países vizinhos. Para o pesquisador da USP, um dos fatores que podem explicar o fenômeno é a maior taxa de colaboração internacional observada entre pesquisadores chilenos e argentinos. “É preciso incentivar ao máximo a colaboração com colegas do exterior, pois isso melhora a qualidade”, avaliou.

Entre as principais contribuições brasileiras, Colli citou o Projeto Genoma, apoiado pela FAPESP, e o trabalho da pesquisadora Bianca Zingales, do IQ-USP, que descobriu marcadores genéticos capazes de diferenciar cinco subtipos de Trypanosoma cruzi –parasita causador da doença de Chagas. Esse conhecimento, segundo Colli, terá de ser considerado nos estudos para desenvolvimento de novos medicamentos.

Incumbido de avaliar as Ciências da Saúde, o professor da Faculdade de Medicina da USP Roger Chammas abordou o tema no contexto do Sistema Único de Saúde (SUS).

“Hoje temos um déficit de mais de US$ 10 bilhões na balança comercial do SUS. Mais de 40% do déficit está relacionado com a compra de insumos farmacêuticos e instrumentos médico-hospitalares. Precisamos aprender a nacionalizar muito daquilo que estamos importando. Isso é uma grande oportunidade para nossa área”, avaliou.

Em seguida, o professor da Unicamp Paulo Arruda destacou que, nas Ciências Agrárias, o Brasil encontra-se em quarto lugar no ranking da produção científica mundial – com 10% de todos os artigos publicados na área. A média brasileira é de apenas 3%.

“Essa produtividade está diretamente relacionada com o impacto econômico das Ciências Agrárias no PIB do país. A agricultura representa um terço do PIB nacional e obviamente isso é devido à quantidade e à qualidade da pesquisa nessa área”, disse Arruda.

Como perspectiva futura, o pesquisador destacou a necessidade de desenvolver tecnologias para superar desafios relacionados às mudanças climáticas, como cultivares resistentes à seca. “Será que o Brasil está preparado para organizar a pesquisa e desenvolvimento para explorar essa oportunidade?”, indagou.

Por último, Aníbal Eugênio Vercesi, da Faculdade de Ciências Médicas (FCM) da Unicamp, apresentou as perspectivas das Ciências Biológicas, que inclui áreas como Botânica, Zoologia, Ecologia e Genética. Segundo o pesquisador, a diversidade de biomas existente no território brasileiro oferece muitas oportunidades de pesquisa.

Também nas Ciências Biológicas o Brasil publica mais que o Chile e a Argentina, porém obtém menor visibilidade internacional. Segundo Vercesi, os estudos na área podem contribuir com políticas públicas voltadas ao reflorestamento e à conservação dos ecossistemas.

Todo o conteúdo apresentado pelos palestrantes do simpósio, bem como as contribuições oriundas do debate com os participantes, será reunido em artigos que abordarão o estado da arte e as perspectivas das diferentes áreas de conhecimento. O material deverá compor uma publicação comemorativa do centenário da ABC, a ser lançada em breve.

Exposição interativa

A história dos 100 anos da Academia Brasileira de Ciências está apresentada na sede da FAPESP por meio de uma exposição interativa. Em cartaz até 29 de novembro, com visitação gratuita, a exposição traça uma de linha do tempo que permite aos visitantes conhecer as principais descobertas da ciência brasileira e mundial e o desenvolvimento das instituições e políticas científicas desde 1916 até os dias atuais.

Traz ainda vídeos e fotos ilustrando os diversos períodos históricos, além de um painel especial apresentando 18 cientistas que contribuíram para o desenvolvimento científico e socioeconômico do país. Entre eles está o sanitarista Carlos Chagas, que durante uma expedição ao interior de Minas Gerais – entre 1908 e 1909 – anunciou a identificação de uma nova doença (então nomeada como mal de Chagas), bem como de seu agente causador (o protozoário Trypanosoma cruzi) e do vetor responsável pela transmissão (o inseto barbeiro).

Mais informações: http://agencia.fapesp.br/24351.

Síntese nanoquímica

Pesquisadores descobriram uma nova forma de acelerar as reações químicas, em uma descoberta que poderá levar a uma indústria química mais limpa e nanotecnologias mais baratas.

A equipe da Espanha e Austrália usou eletricidade estática como catalisador para um processo químico bem conhecido, a reação de Diels-Alder, aumentando a velocidade da reação por um fator de cinco.

Em vez dos tradicionais catalisadores de alto custo, como platina e ródio, Albert Aragonès e seus colegas aplicaram um campo elétrico entre dois nanoeletrodos ligados às moléculas que deviam reagir.

Esta nova abordagem de síntese nanoquímica envolve juntar moléculas individuais para criar novas estruturas moleculares usando blocos fundamentais, o que poderá facilitar a síntese de compostos químicos difíceis de obter e de alto valor agregado.

"A teoria sugere que muitas reações químicas - e não apenas as reações redox [transferência elétrons], como se pensava - podem ser catalisadas pela aplicação de um campo elétrico. Nós fornecemos a evidência experimental para isto pela primeira vez," disse o professor Ismael Díez-Pérez da Universidade de Barcelona.

Catálise eletrostática

A catálise eletrostática - usar campos elétricos como catalisadores - é a forma menos desenvolvida da catálise na química sintética porque os efeitos eletrostáticos são fortemente direcionais.

A equipe superou essa dificuldade manipulando moléculas individuais com um microscópio de tunelamento (STM). "A nossa abordagem com um STM modificado permite registrar assinaturas diretas das moléculas individuais reagindo. Controlar a orientação das moléculas com relação ao campo elétrico acelerou uma reação não-redox pela primeira vez," reafirmou Díez-Pérez.

Embora a técnica seja diretamente aplicável em experimentos em nanoescala e eventualmente no interior de biochips, ainda deverá ser analisada a possibilidade de extensão da técnica de catálise eletrostática para otimizar reações em larga escala.

Fonte: Inovação e Tecnologia