Bambu para toda obra

O Brasil não fabrica máquinas capazes de processar o bambu. [Imagem: Juliana Cortez Barbosa]

Olhos para o bambu

Para muitos agricultores brasileiros, deparar-se com uma moita de bambu no seu terreno costuma ser má notícia. A planta da subfamília Bambusoideae é conhecida pela capacidade de se espalhar rapidamente, assim como por sua resistência ao roçado.

Mas é possível que, nos próximos anos, a má-fama dê lugar a uma imagem favorável. É que estudos sobre o uso comercial do bambu estão se multiplicando no mundo todo. É o caso das pesquisas desenvolvidas pela professora Juliana Cortez Barbosa, da Unesp (Universidade Estadual Paulista).

Juliana acaba de receber a patente para um método que aproveita o bambu para reforçar placas feitas de outras madeiras, o que permite seu uso para fazer pisos e móveis.

Painéis EGP com bambu

A pesquisa permitiu a produção de um compósito - um material feito a partir da combinação de diferentes elementos - que alia o bambu à madeira reflorestada de pinus.

O pinus é abundante e comumente usado na confecção de painéis do tipo EGP (Edge Glued Panel). Também conhecido como painel de colagem lateral ou painel de sarrafo, o EGP é feito de lâminas coladas lateralmente, e bastante utilizado em projetos arquitetônicos e na fabricação de móveis.

O pinus tem pouquíssima resistência mecânica, mas os testes mostraram o poder da sua combinação com o bambu.

"Os resultados mostraram que a resistência mecânica do EGP cresceu entre 100% e 200%," conta Juliana. Também houve uma grande melhoria na propriedade conhecida como rigidez superficial: dos cerca de 50 g/cm2 que são comumente encontrados no pinus, chegou-se a cerca de 90 g/cm2.

Esta casa totalmente feita de bambu foi construída por pesquisadores norte-americanos para demonstrar o potencial do material. [Imagem: USC]

Só para comparar, a densidade obtida pela dupla pinus-bambu é semelhante àquela encontrada em madeiras de lei como a tatajuba e a garapa, utilizadas em marcenarias, na construção naval e na fabricação de itens de construção civil como vigas, caibros e assoalhos.

O segredo para tamanha solidez é a proporção entre pinus e bambu. "Na verdade o compósito patenteado é quase todo de bambu", diz Juliana. "Só que uma parte dele está em lâminas, e outra é feita de material particulado."

Pisos de bambu

Hoje, já existem pisos de bambu disponíveis no mercado brasileiro. São tão valorizados por sua beleza e resistência que custam até R$ 250 por m2, e são importados.

O que não deixa de ser paradoxal, uma vez que no sudoeste da Amazônia existem 160 mil km2 de florestas conhecidas como tabocais, onde a ocorrência da planta é grande. Só no Acre, os tabocais recobrem 38% de todo o território.

Em países como a China e a Colômbia, erguem-se casas e até edifícios de vários andares usando o bambu na estrutura. Mas Brasil ainda carece até mesmo de maquinário especializado para lidar com o bambu.

"Não há oferta comercial de máquinas. As duas que usamos na universidade foram produzidas especialmente para nossos projetos," conta Juliana, acrescentando que o ideal seria também contar com plantios específicos, que forneçam bambu apenas para atividade econômica.

Brasil e Alemanha acertam plano sobre terras-raras

O Brasil e a Alemanha começaram a definir os parâmetros de uma parceria entre os dois países para a utilização dos minerais de terras-raras.

O governo brasileiro elencou como prioritário o desenvolvimento conjunto de ímãs, catalisadores e ligas de aço ou ferro com base em terras-raras.

"Também destacamos a recuperação ambiental de áreas mineradas, com o fechamento de minas; a geologia marinha, para aproveitar recursos minerais de origem oceânica; e a formação, capacitação, treinamento e intercâmbio de pesquisadores especializados nesses elementos", afirmou Elzivir Guerra, do Ministério de Minas e Energia.

"Com esse trabalho já iniciado, esperamos que, em novembro, mesmo que seja por videoconferência, nos encontremos com mais dados e informações, a fim de finalizar a primeira etapa, porque o entendimento entre a presidente Dilma Rousseff e a chanceler Angela Merkel foi de que desenvolvamos essa parceria o mais rápido e da forma mais frutífera possível," disse a secretária executiva do MCTI, Emília Ribeiro.

O Brasil tem uma das maiores reservas de terras raras do mundo. O país já domina diversas tecnologias na área, como a fabricação de materiais luminescentes e a reciclagem das terras raras das lâmpadas fluorescentes - mas a produção nacional das terras raras depende de uma indústria de alta tecnologia que o país não detém.

Ímãs de neodímio

O representante alemão no encontro, Lothar Mennicken, reforçou que a cooperação necessita de "um impulso constante" para dar agilidade ao processo.

"A delegação alemã veio conhecer projetos em andamento na área de terras-raras. E, para facilitar a interação com pesquisadores alemães, a ideia é oferecer um instrumento que financie atividades de mobilidade, intercâmbio e colaboração," disse Mennicken.

Serão concentrados na Embrapii os esforços rumo à produção em escala industrial de ímãs de alta capacidade, como os baseados em neodímio, usados em discos rígidos e turbinas eólicas.

Descoberto no Brasil mineral "tecnologicamente fantástico"

  07/04/2016

Amostras da melcherita foram depositadas no Museu de Geociências da USP e no Museu Mineralógico da Universidade do Arizona, nos EUA. [Imagem: Divulgação/ICAM/IFSC]

Melcherita
Pesquisadores da USP descobriram um novo mineral cujas propriedades físicas e estruturais o habilitam para importantes aplicações tecnológicas.
O novo mineral foi encontrado em uma cavidade muito pequena de uma rocha de carbonatito, que é rica em calcita e dolomita, na mina de fosfato (carbonatito) de Jacupiranga, no município de Cajati (SP). Nesse tipo de cavidade se encontram os minerais mais raros.
O mineral, batizado de melcherita, foi descoberto pelo engenheiro de minas Luiz Alberto Dias Menezes Filho (1950-2014) e caracterizado pela equipe do professor Daniel Atencio, do Instituto de Física da USP em São Carlos (SP). O nome melcherita é uma homenagem ao falecido professor Geraldo Conrado Melcher (1924-2011).
A fórmula química do mineral é Ba₂Na₂Mg[Nb₆O₁₉]·6H₂O.
Mineral de nióbio
"A estrutura da melcherita é muito versátil. E até pouco tempo só havíamos encontrado essa estrutura em compostos produzidos em laboratório, e não na natureza", explicou o pesquisador Marcelo Barbosa de Andrade.
Contudo, ao contrário dos compostos sintéticos, ou seja, aqueles produzidos em laboratório, a melcherita contém nióbio (Nb), substância bastante utilizada na fabricação de aços especiais, mas também em materiais supercondutores, novas gerações de discos rígidos para computadores e até reatores de fusão nuclear.
Por ter características diferentes dos compostos sintéticos, segundo Marcelo, a "possibilidade de aplicação tecnológica desse mineral é fantástica".
Há poucas semanas se descobriu que o nióbio se autoestrutura para formar um supercondutor. Da mesma forma, o nióbio pode originar octaedros - estruturas que contêm oito faces - que se unem formando um "super-octaedro".
O pesquisador explica que já existem estudos envolvendo o aprisionamento de substâncias por essas estruturas formadas pelo nióbio, como vírus e compostos químicos letais, como o gás sarin.
Muitas novidades
Por se tratar de um mineral recém-descoberto, ainda serão feitas análises com foco nas propriedades físicas do mineral a fim de analisar outras possíveis aplicações da melcherita, mesmo porque esse mineral ainda não foi encontrado em nenhuma outra região do mundo, a não ser em Cajati.
"A pesquisa ainda está em desenvolvimento. E, em razão de podermos substituir os elementos que existem no mineral, alterando suas propriedades físicas, esperamos apresentar muitas novidades", afirma Marcelo.
Devido à sua raridade, amostras da melcherita foram depositadas no Museu de Geociências da USP e no Museu Mineralógico da Universidade do Arizona, nos EUA, onde estarão acessíveis aos pesquisadores interessados em desenvolver novos estudos com o mineral recém-descoberto.

Carbono torcido miniaturiza bobinas, solenoides e motores

As estruturas criam-se naturalmente conforme as folhas de carbono ajustam-se aos seus próprios defeitos. [Imagem: Yakobson Research Group/Rice Universit]

Deslocamentos em parafuso
Um solenoide - basicamente um fio enrolado em espiral, ao redor de um núcleo metálico ou não - é um componente eletromecânico fundamental, por exemplo, transformando a eletricidade em movimento mecânico - é difícil pensar em equipamentos nos quais essas bobinas não estejam presentes.
Solenoides, bobinas, eletroímãs e motores têm suas diferenças, mas são componentes estreitamente associados quanto à exploração dos fenômenos eletromagnéticos. Mas, assim como miniaturizar motores é um problema, os solenoides vinham resistindo a todas as tentativas de redução de seu tamanho.
Fangbo Xu, da Universidade Rice, nos EUA, descobriu agora que a solução para miniaturizar esses componentes pode ser encontrada na própria natureza.
Ocorre que compostos de carbono, como o grafite e o carvão, geram naturalmente estruturas em espiral conforme se cristalizam - são os chamados deslocamentos em parafuso.
Parafuso de Arquimedes
Pelos cálculos da equipe, quando uma tensão é aplicada à estrutura, a corrente elétrica irá fluir ao redor do parafuso, gerando um campo magnético, exatamente como ocorre nos solenoides e nas bobinas.
"Pode-se comparar a estrutura a um prédio de estacionamento para elétrons - mas sem as vagas de estacionamento, de forma que os elétrons vão simplesmente continuar subindo," explicou o professor Boris Yakobson, cuja equipe já previra a existência do carbino e do diamano, também materiais à base de carbono.
"Ou você pode dizer que eles lembram o parafuso de Arquimedes, que gira a fim de bombear coisas para cima - só que [neste caso] cheio de eletricidade," adicionou Yakobson.

Em um dos exemplos analisados, uma bobina teve seu desempenho alcançado por um componente 10 milhões de vezes menor. [Imagem: Xu et al. - 10.1021/acs.nanolett.5b02430]

O pesquisador acredita também que pode ser possível inverter o processo. Se uma corrente elétrica for bombeada pela estrutura, ela pode simplesmente começar a girar, criando um micromotor - ou uma microturbina.
Se puderem ser fabricados de forma prática, esses nanossolenoides permitirão uma grande onda de miniaturização dos dispositivos eletromecânicos, incluindo robôs, MEMS e NEMS, além de todas as placas de circuito impresso onde se podem ver bobinas, que têm dimensões descomunais em comparação, por exemplo, com os transistores.
Superfície de Riemann
Os modelos em computador desenvolvidos pela equipe mostraram nanossolenoides capazes de gerar campos magnéticos de cerca de 1 Tesla, a mesma magnitude do campo gerado por alto falantes.
Em um dos exemplos analisados, uma bobina de 205 micrômetros de diâmetro teve seu desempenho alcançado por um nanossolenoide de 70 nanômetros de diâmetro - cerca de 10.000.000 vezes menor.
Os pesquisadores explicam que a forma em espiral é um "truque topológico" das folhas de grafeno que formam o grafite e o carvão.
Como o grafeno é formado por arranjos hexagonais de átomos de carbono, hexágonos defeituosos forçam o grafeno e se torcer, formando o que os físicos chamam de uma "superfície de Riemann".

Quanto ouro se pode extrair de celulares reciclados?

Há muito se fala na chamada"mineração urbana", que pode substituir o minério extraído das jazidas pelas "toneladas" de ouro e prata que vão parar no lixodepois que os equipamentos eletrônicos chegam ao fim de sua breve vida útil.

"Há ouro no lixo - literalmente. É preciso uma tonelada de minério para se obter 1 grama de ouro. Mas você pode obter a mesma quantidade reciclando os materiais em 41 telefones celulares," garante Janez Potocnik, da Comissão Europeia para o Meio Ambiente.

Contudo, ainda são incertas as quantidades - tanto as quantidades de ouro e outros metais que realmente estão nos aparelhos, quanto as quantidades que se pode recuperar deles de forma economicamente viável.

Ouro dos celulares

As minas em funcionamento hoje no mundo conseguem de 1 a 2 gramas de ouro por tonelada de minério extraído.

As estimativas sobre a quantidade de ouro em cada celular - essa quantidade é diferente de um modelo para outro - variam, com especialistas falando em extrair 1 grama de ouro de alguma coisa entre 35 e 41 telefones celulares.

Se isto for colocado de outra forma, para permitir uma comparação com a mineração tradicional, o resultado é que uma tonelada de "minério urbano" - telefones celulares velhos - poderia render até 300 gramas de ouro.

Contudo, para que seja possível recuperar todo esse ouro, especialistas afirmam que é necessário prever a reciclagem dos metais preciosos dos aparelhos eletrônicos desde o projeto dos equipamentos.

Só assim seria possível a migração para uma "economia circular" - uma economia sem lixo, onde os produtos velhos são reutilizados na fabricação de novos.

Mas nem tudo é tão simples quanto parece.

Garimpo urbano

Dave Holwell, um especialista em economia mineral da Universidade de Leicester, no Reino Unido, afirma que não se pode comparar o setor mineral tradicional com a extração de metais de aparelhos reciclados.

Segundo ele, a mineração tradicional produz anualmente cerca de 2.700 toneladas de ouro - cerca de 7,4 toneladas por dia. Para fazer o mesmo a partir de celulares reciclados seria necessário extrair todo o ouro de 300 milhões deles. E, se fizéssemos isso todos os dias, os cerca de sete bilhões de celulares ativos no mundo iriam acabar em 23 dias.

Assim, apelar unicamente para os aspectos econômicos da necessária reciclagem dos aparelhos eletrônicos pode não ser o melhor negócio, mesmo se forem levados em conta os computadores.

De fato, as promessas de ouro fácil têm atraído a atenção de muitos empresários, mas alguns deles perderam o entusiasmo rapidamente, afirmando que não conseguem lucrar com o negócio.

Talvez por isso, até agora o que tem florescido não é exatamente uma mineração urbana, mas um garimpo urbano, com a reciclagem do lixo eletrônico ficando a cargo de pequenas empresas em países com mão de obra muito barata, com sérios riscos à saúde desses trabalhadores e de mais contaminação do meio ambiente.

Como é urgente dar uma destinação ao lixo eletrônico, tenha ele ouro suficiente ou não, a busca por tecnologias que barateiem e facilitem a reciclagem é uma necessidade premente. E esse esforço passa necessariamente pelo projeto "reciclavelmente amigável" dos novos aparelhos.