Descoberta na Amazônia enzima para fabricar etanol de segunda geração

Descoberta na Amazônia enzima-chave para obtenção do etanol de segunda geração, ou etanol celulósico.[Imagem: Beta-Glucosidase Amazônica]

Etanol de celulose

A produção do etanol de segunda geração, ou etanol celulósico, obtido a partir da palha e do bagaço da cana-de-açúcar, pode aumentar em até 50% a produção brasileira de álcool.

Nosso país possui a melhor biomassa do planeta, a capacidade industrial instalada, a engenharia especializada e a levedura adequada.

Mas ainda falta completar a composição do coquetel enzimático capaz de viabilizar o processo de sacarificação, por meio do qual os açúcares complexos (polissacarídeos) são despolimerizados e decompostos em açúcares simples. Compor uma plataforma microbiana industrial para a produção do conjunto de enzimas necessárias é o alvo de todas as pesquisas na área.

Um importante resultado acaba de ser alcançado com a descoberta de microrganismos naturais capazes de produzir uma enzima crítica para o êxito do empreendimento. A descoberta foi feita no lago Poraquê, no município de Coari (Amazonas), próximo do Terminal Solimões da Petrobras.

O estudo contou com a participação de pesquisadores do Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM), da Petrobras, da Universidade de São Paulo (USP) e da Universidade Federal de São Carlos (UFSCar).

Enzima para fabricar etanol

Isolada, caracterizada e produzida, a enzima mostrou-se compatível com duas fases essenciais da produção do etanol de segunda geração: a fermentação e a sacarificação. A realização simultânea dessas duas etapas oferece a perspectiva de uma grande redução de custos para a indústria sucroalcooleira, uma vez que as reações podem ocorrer em um único reator e com economia de reagentes.

"A sacarificação é a etapa mais cara do processo. De 30% a 50% do custo do etanol celulósico é despendido com as enzimas necessárias para transformar os açúcares complexos em açúcares simples. E, atualmente, a eficiência da conversão realizada por essas enzimas está entre 50% e 65%. Isso significa que de 50% a 35% do açúcar disponível na biomassa é 'perdido' durante a sacarificação. O grande propósito do nosso estudo foi encontrar biocatalisadores capazes de contribuir para o aumento da eficiência", disse Mário Tyago Murakami, um dos coordenadores da pesquisa.

Segundo o pesquisador, no arsenal de enzimas necessárias, atuando de maneira sinérgica, as beta-glucosidases têm importância fundamental, porque respondem pela última fase da cascata de sacarificação da celulose.

"Sabemos que, à medida que aumenta o percentual do produto da sacarificação, a taxa do processo de sacarificação cai porque a presença do produto inibe a atuação das enzimas. Isso é uma espécie de regra geral. No caso específico, a glicose gerada restringe a atuação das beta-glucosidases. Esse gargalo tecnológico tem sido objeto de estudos exaustivos. Para aumentar a eficiência da sacarificação, é preciso que as beta-glucosidases sejam altamente tolerantes à presença da glicose", disse Murakami.

Devido a especificidades genéticas, decorrentes de diferenças no processo evolutivo, enzimas homólogas podem apresentar variados graus de resistência à inibição pelo produto.

Por isso os pesquisadores partiram para um esforço de bioprospecção, procurando as beta-glucosidases mais adaptadas à biomassa existente no território brasileiro. Para isso, foram investigados os processos naturais que ocorrem em diferentes biomas do país, tanto na Floresta Amazônica como no Cerrado.

Alimentação de celulose

O achado mais promissor ocorreu no lago Poraquê, onde amostras da comunidade microbiana não cultivável local apresentaram genes codificadores de beta-glucosidases com o potencial industrial procurado.

"Em um habitat como o lago Poraquê os microrganismos adaptaram-se a uma alimentação muito rica em polissacarídeos, constituída por resíduos de madeira, folhas de plantas e etc. A enzima beta-glucosidase presente nesses microrganismos é distinta de enzimas homólogas resultantes de pressões evolutivas diferentes", disse Murakami.

O próximo passo será fazer estudos de combinação dessa enzima com os coquetéis enzimáticos fúngicos já existentes, visando o ganho de eficiência no aumento da sacarificação.

"Uma vez extraído o gene de interesse, a partir de bibliotecas gênicas de microrganismos não cultiváveis e de possíveis modificações racionais baseadas no conhecimento da estrutura para aumento de termoestabilidade, ele é transferido para outros hospedeiros por meio de técnicas de biologia molecular. O hospedeiro em questão é o trichoderma, um fungo filamentoso que já possui um arsenal de enzimas ativas sobre carboidratos. Com a adição da beta-glucosidase amazônica, ele terá seu potencial aumentado. Trata-se de potencializar uma plataforma microbiana industrial já existente", disse Murakami.

Fonte:  Agência Fapesp

Tecnologia inédita de monitoramento da Amazônia começa a funcionar

Tecnologia inédita faz primeiro registro de monitoramento de animais na Amazônia.[Imagem: Instituto Mamirauá]

Monitoramento automático

Com o filhote a tiracolo, uma fêmea de macaco-prego faz seu caminho pela floresta até subir numa árvore em busca de alimento. Este pode até parecer um registro comum, mas a cena ganha contornos inéditos por representar um importante passo no conhecimento sobre a Amazônia.

Trata-se do primeiro registro feito por um sistema pioneiro para monitorar a biodiversidade em tempo real. Em abril, os pesquisadores concluíram os testes para o funcionamento da tecnologia, que deverá ajudar na conservação das espécies na Amazônia.

O projeto Providence, colaboração científica internacional liderada no Brasil pelo Instituto Mamirauá, é formado por uma rede de sensores instalada na floresta amazônica. Os equipamentos foram colocados numa área de 3,5 milhões de hectares onde estão as reservas Mamirauá e Amanã - duas das maiores unidades de conservação do país.

Os módulos da tecnologia Providence são equipados com câmeras e microfones, que vão captar, 24 horas por dia, o movimento e o comportamento da vida que habita o interior da floresta.

Transmissão automática

O grande avanço trazido pela tecnologia é a sua capacidade de identificar espécies de animais por imagem e som e transmitir essas informações automaticamente, por satélite, WiFi ou 3G. A ideia é criar um observatório da biodiversidade da Amazônia de fácil acesso para a sociedade.

Segundo o pesquisador Emiliano Ramalho, do Instituto Mamirauá, na próxima fase, o projeto Providence terá uma plataforma online para acesso livre e gratuito à informação gerada a partir da tecnologia.

"Queremos que essas informações sejam úteis para outros pesquisadores, para que a ciência avance. Que o sistema seja usado como ferramenta de educação, de manejo de recursos naturais e conservação pelas comunidades locais e gestores de unidades e, de maneira geral, ser usado para enviar uma mensagem para todo o mundo sobre o que está acontecendo com a biodiversidade na Amazônia", afirmou Ramalho.

Projeto Providence

O Providence é composto por dois módulos de imagem e som que operam em conjunto para gravar e identificar espécies da fauna. Graças ao clima quente e úmido da Amazônia, o sistema é alimentado com painéis de energia solar. Para evitar consumo desnecessário, parte dos dispositivos funciona em estado semidormente, ou seja, é ativada somente quando um animal se aproxima. Completando a estrutura, antenas transmitem os dados - fotos e áudios - para o banco de dados do projeto.

Para a comunicação ser bem-sucedida, as antenas da tecnologia foram instaladas em pontos altos da floresta, em geral, árvores de grande porte, a exemplo da urucurana e do apuí. "Um módulo sonoro também foi implantado dentro de um lago para registrar sons de espécies subaquáticas, como o boto cor-de-rosa e o tucuxi," explica o pesquisador Michel André, do Laboratório de Aplicações Bioacústinas da Universidade Politécnica da Catalunha, que integra a colaboração.

André lembra que as tecnologias de som são um valioso recurso de monitoramento uma vez que conseguem alcançar distâncias maiores de captação do que os dispositivos de imagem. "Então, mesmo que não tenhamos a imagem do animal, seremos capazes de identificá-lo pelo som que ele emite."

Os módulos de som do Providence têm dois microfones - um para frequências sonoras audíveis por seres humanos e outro para sons que escapam aos nossos ouvidos, como os produzidos por morcegos.

Já os módulos de imagem são "os olhos" do sistema e estão habilitados para filmar à luz do dia, na escuridão da mata à noite (com o auxílio de lentes infravermelho) e mesmo em condições climáticas adversas, como em temporais. "Com os testes feitos ao longo do ano passado até o momento, conseguimos adaptar os equipamentos às condições desafiadoras da Amazônia," ressalta o cientista Paulo Borges, da organização científica CSIRO, da Austrália.

A identificação das espécies é feita por um sistema de inteligência artificial desenvolvido pelo Instituto de Computação da Universidade Federal do Amazonas. O sistema, de acordo com a pesquisadora Eulanda Santos, está sendo treinado para reconhecer espécies de animais característicos da Amazônia, como a onça-pintada e o mutum.

Fonte:  Site Inovação Tecnológica 

Água ferve instantaneamente e vira plasma

  22/05/2018

Simulação do movimento das moléculas e átomos de água nos primeiros 70 femtossegundos do pulso de raios X. [Imagem: Carl Caleman/CFEL/DESY/Uppsala University]

Aquecedor mais rápido do mundo

Você não encontrará nenhuma dupla fogão/chaleira que consiga bater o experimento realizado por Kenneth Beyerlein e colegas da Universidade de Uppsala, na Suécia, e do síncrotron DESY, na Alemanha.

Eles transformam um poderoso laser de raios X no aquecedor mais rápido do mundo, alcançando 100.000º C em menos de um décimo de picossegundo, que é um milionésimo de milionésimo de segundo.

Se você prefere em números, aí vai: 100.000 graus Celsius em 0,000 000 000 000 075 segundo - ou 75 femtossegundos. É definitivamente o aquecedor mais rápido da Terra.

Beyerlein não queria ferver água para fazer café, é claro: a ideia era criar um estado exótico da matéria que permita estudar a água de uma forma inédita, em busca de decifrar as propriedades inusitadas do líquido mais importante da Terra - as chamadas anomalias da água.

Plasma de água

É fácil prever que a água não ferveu da maneira normal. No nível molecular, quando a água ferve em uma chaleira o calor é movimento - quanto mais rápido o movimento das moléculas, mais quente estará a água.

"Nosso aquecimento é fundamentalmente diferente," explicou o professor Carl Caleman. "Os raios X energéticos arrancam os elétrons das moléculas de água, destruindo assim o equilíbrio das cargas elétricas. Então, repentinamente, os átomos sentem uma forte força repulsiva e começam a se mover violentamente."

Os dados experimentais foram utilizados para validar a modelagem teórica da dinâmica - aqui são vistas as rotas dos átomos no plasma. [Imagem: Carl Caleman/CFEL/DESY/Uppsala University]

A água passa então por uma transição de fase de líquido para plasma - um plasma é um estado da matéria onde os elétrons foram removidos dos átomos, levando a uma espécie de gás eletricamente carregado.

"Mas, mesmo quando a água se transforma de líquido em plasma, ela permanece na densidade da água líquida, já que os átomos não tiveram tempo de se mover significativamente ainda," detalhou Olof Jönsson, membro da equipe.

Mais quente do que o núcleo da Terra

Esse exótico plasma de água é diferente de qualquer coisa que possa ser encontrada naturalmente na Terra. "Isso tem características semelhantes com alguns plasmas no Sol e no gigante gasoso Júpiter, mas tem uma densidade menor. Ao mesmo tempo, é mais quente do que o núcleo da Terra," acrescentou Olof.

"Além do seu significado fundamental, o estudo também tem significado prático imediato. Os lasers de raios X são frequentemente usados para investigar a estrutura atômica de pequenas amostras. É importante para qualquer experimento envolvendo líquidos em lasers de raios X," disse Kenneth Beyerlein. "Na verdade, qualquer amostra que você colocar no feixe de raios X será destruída da maneira que observamos. Se você analisar qualquer coisa que não seja um cristal, você deve levar isso em conta."

Fonte:  Inovação Tecnológica

Diamante: uma gema singular

Entre as muitas pedras preciosas, o diamante destaca-se por várias razões e tem características que o tornam único, daí se dividir as gemas em dois grupos: diamante e gemas de cor.

A denominação gemas de cor é muito inadequada, porque há diamantes que são bem coloridos (e com as modernas técnicas de tratamento de gemas eles são cada vez mais comuns) e há muitas gemas que podem ser incolores. Mas essa divisão está consagrada e é amplamente usada e aceita no meio gemológico, pois a diferença entre o diamante e as demais gemas, como veremos, é muito mais que uma questão de cor.

A importância do diamante é ressaltada também nos manuais de gemologia. Neles a descrição das gemas costuma iniciar pelo diamante, vindo a seguir as demais pedras preciosas.

Vejamos, então, quais são as características que tornam o diamante uma gema singular.


Dureza
A substância mais dura que se conhece é o diamante. Ele tem dureza 10 na Escala de Mohs, que vai de 1 a 10. O rubi e a safira têm dureza 9, mas o diamante é na verdade 150 vezes mais duro que eles. Isso tem a vantagem de permitir um excelente polimento, mas traz uma desvantagem: é bem mais difícil serrar, facetar e polir um diamante do que qualquer outra gema. Como nada é mais duro que ele, para polir o diamante é preciso usar pó do próprio diamante e contar com o conhecimento de um lapidador especializado - que, aliás, tem um nome especial: polidor de diamantes.


Aproveitamento Integral
Em matéria de diamante nada se perde. Mesmo as pedras de qualidade muito ruim são muito úteis e valiosas, pois podem ser empregadas em ferramentas de corte ou perfuração. E até mesmo o pó do diamante tem valor, pois, como vimos, ele é usado para polir o próprio diamante.

Diamantes coloridos

Cor
Como regra, quanto mais escura a cor de uma gema, mais valiosa ela é. Acontece, porém, que 99,9% dos diamantes são incolores ou levemente amarelados. Com isso, quanto menos cor o diamante tiver, mais valioso ele será, a menos que tenha uma cor bem definida (como os da figura ao lado), caso em que o preço poderá ser altíssimo. É por isso que a classificação de diamantes lapidados adotada e recomendada pela Associação Brasileira de Normas Técnicas - ABNT possui as categorias: absolutamente incolor, excepcionalmente incolor, nitidamente incolor e aparentemente incolor.


Classificação
Existem várias maneiras de classificar as gemas em termos de qualidade de cor e de pureza, e cada país, ou mesmo cada produtor, emprega o seu. O diamante, porém, é a única gema que possui um sistema de classificação reconhecido internacionalmente. Na verdade existe mais de um, mas hoje em dia praticamente se usa apenas o do Gemological Institute of América - GIA. O sistema adotado pela ABNT é o mesmo, apenas com tradução para o português (conforme tabelas abaixo). Isso facilita muito a comercialização da gema, pois a definição dos preços é muito menos subjetiva.

Fonte: CPRM

Autoriza Arpad Szuecs a comprar pedras preciosas.

Autoriza Arpad Szuecs a comprar pedras preciosas.

Senado Federal

Secretaria-Geral da Mesa

Secretaria de Informação Legislativa

Este texto não substitui o original publicado no Diário Oficial.

DECRETO Nº 37.352, DE 17 DE MAIO DE 1955.

Autoriza Arpad Szuecs a comprar pedras preciosas.

O PRESIDENTE DA REPÚBLICA, usando da atribuição que lhe confere o art. 87, número I, da Constituição, e tendo em vista o Decreto-lei nº 466, de 4 de junho de 1938,

DECRETA:

Artigo único. Fica autorizado Arpad Szuecs, de nacionalidade Húngara e residente em Belo Horizonte, Capital do Estado de Minas Gerais, a comprar pedras preciosas nos têrmos do Decreto-lei nº 466, de 4 de junho de 1938, constituindo título desta autorização uma via autêntica do presente decreto.

Rio de Janeiro, em 17 de maio de 1955; 134º da Independência e 67º da República.

JOÃO CAFÉ FILHO

J.M. Whitaker