{"id":23678,"date":"2015-06-29T10:41:40","date_gmt":"2015-06-29T10:41:40","guid":{"rendered":"https:\/\/espacoecologico.com.br\/arquivo\/?p=23678"},"modified":"2015-06-29T10:41:40","modified_gmt":"2015-06-29T10:41:40","slug":"sistema-aproveita-bacteria-sensivel-a-umidade-para-gerar-energia","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/espacoecologico.com.br\/arquivo\/sistema-aproveita-bacteria-sensivel-a-umidade-para-gerar-energia\/","title":{"rendered":"Sistema aproveita bact\u00e9ria sens\u00edvel \u00e0 umidade para gerar energia"},"content":{"rendered":"
\"\"<\/a>A luz do sol s\u00f3 est\u00e1 presente durante o dia, e o vento pode perder a for\u00e7a. Mas h\u00e1 uma fonte de energia renov\u00e1vel em potencial que pode ser usada em qualquer lugar, a qualquer hora: a umidade do ar. Cientistas norte-americanos descobriram uma forma de gerar for\u00e7a a partir da evapora\u00e7\u00e3o natural da \u00e1gua, usando apenas um recipiente do l\u00edquido ou simplesmente papel molhado. A t\u00e9cnica, usada para mover um pequeno carrinho de brinquedo e acender uma l\u00e2mpada de LED, \u00e9 relativamente barata e foi descrita na revista Nature Communications.<\/div>\n

O m\u00e9todo \u00e9 baseado em um sistema que os cientistas chamam de m\u00fasculos artificiais movidos a hidroscopia (Hydra, na sigla em ingl\u00eas), que tira proveito da capacidade de alguns micro-organismos de absorver umidade do ambiente. Quando entra num tipo de estado dormente, a bact\u00e9ria Bacillus subtilis assume o formato de um esporo, que \u00e9 muito sens\u00edvel \u00e0 presen\u00e7a de \u00e1gua. Se colocados em um ambiente \u00famido, esses esporos rapidamente acumulam o l\u00edquido em nanocavidades e seu volume aumenta em at\u00e9 6%.<\/p>\n

Na nova t\u00e9cnica, esses seres min\u00fasculos s\u00e3o colocados estrategicamente sobre a tira curva de um pol\u00edmero com apenas oito nan\u00f4metros de espessura. Gra\u00e7as aos micro-organismos, a tira pl\u00e1stica sofre uma grande press\u00e3o na presen\u00e7a de umidade e acaba mudando de forma. Colocando-se v\u00e1rias dessas tiras em sequ\u00eancia, \u00e9 poss\u00edvel criar o m\u00fasculo artificial que pode ser contra\u00eddo ou relaxado com a simples aproxima\u00e7\u00e3o de um copo d\u2019\u00e1gua, sem o uso de qualquer combust\u00edvel. Uma simples mudan\u00e7a da umidade de 30% para 80% \u00e9 suficiente para quadruplicar o comprimento das tiras de pl\u00e1stico, e at\u00e9 mesmo levantar objetos com massa at\u00e9 50 vezes superior \u00e0 dos pr\u00f3prios m\u00fasculos.<\/p>\n

A din\u00e2mica foi testada em alguns mecanismos que tiram proveito da propriedade absorvente dos esporos. O potencial do sistema Hydra pode ser visto em um pequeno moinho de pl\u00e1stico, cujas p\u00e1s s\u00e3o feitas do pol\u00edmero encurvado coberto dos micro-organismos. Enquanto metade dos esporos fica pr\u00f3xima a um papel toalha molhado, a outra metade fica exposta ao ar. A resposta dos m\u00fasculos artificiais \u00e0 umidade do papel faz com que eles se abram, criando uma leve diferen\u00e7a de equil\u00edbrio do sistema, e fazendo a roda girar. Isso coloca os outros esporos pr\u00f3ximos ao papel molhado, que acabam reagindo e mantendo um ciclo que mant\u00e9m o moinho se movendo enquanto a toalha estiver \u00famida. Quando combinado a uma estrutura com rodas, o sistema foi capaz de mover um pequeno carro de pl\u00e1stico de 100g.<\/p>\n

Cada tira usa uma camada muito fina de bact\u00e9ria, de apenas cinco esporos de espessura. Esse design torna os m\u00fasculos artificiais mais sens\u00edveis \u00e0 mudan\u00e7a de umidade e pode reduzir o tempo de resposta do mecanismo para at\u00e9 tr\u00eas segundos. Os pesquisadores ainda usaram o pol\u00edmero coberto de bact\u00e9rias para produzir um pequeno gerador que pode acender uma l\u00e2mpadade\u00a0 LED e um sistema de persianas que se abrem e se fecham, controlando a evapora\u00e7\u00e3o de uma tigela cheia d\u2019\u00e1gua. Nos experimentos, uma superf\u00edcie de 8cm\u00b2 de \u00e1gua produziu uma m\u00e9dia de 2 microwatts de energia, com picos de at\u00e9 60 microwatts.<\/p>\n

Ineditismo<\/strong><\/p>\n

Esse \u00e9 um dos primeiros experimentos a mostrar que a umidade pode ser usada para gerar energia. \u201cA evapora\u00e7\u00e3o est\u00e1 indiretamente envolvida em v\u00e1rios processos de energia. Usinas usam a evapora\u00e7\u00e3o para resfriamento, o que aumenta a efici\u00eancia. No entanto, at\u00e9 onde eu sei, n\u00e3o houve tentativas deliberadas na comunidade cient\u00edfica para dominar a evapora\u00e7\u00e3o no ambiente\u201d, acredita Ozgur Sahin, pesquisador da Universidade de Columbia e principal autor do trabalho.<\/p>\n

Por ser bastante resistente e benigna \u00e0 sa\u00fade, essa bact\u00e9ria j\u00e1 \u00e9 usada h\u00e1 muito tempo pelos cientistas como um modelo para estudar o comportamento de c\u00e9lulas. Os esporos s\u00e3o a forma mais dur\u00e1vel desse micro-organismo. \u201cA esporula\u00e7\u00e3o \u00e9 a situa\u00e7\u00e3o em que essa bact\u00e9ria se encontra em um ambiente onde n\u00e3o h\u00e1 tantos nutrientes. \u00c9 a forma de ela se proteger. Quando ela faz isso, ela muda o divisomo da regi\u00e3o central para um dos polos da c\u00e9lula, a\u00ed ela fica protegida, quase dormente\u201d, explica Jos\u00e9 Roberto Tavares, professor de bioqu\u00edmica na Universidade Federal de Mato Grosso (UFMT).<\/p>\n

Os esporos da Bacillus subtilis podem durar v\u00e1rios meses, uma situa\u00e7\u00e3o ideal para a constru\u00e7\u00e3o de um sistema gerador de energia. Bastaria manter o mecanismo pr\u00f3ximo \u00e0 \u00e1gua para que ele funcionasse por um longo per\u00edodo, sem a necessidade de reabastec\u00ea-lo. O processo j\u00e1 foi testado pelos criadores por mais de 1 milh\u00e3o de ciclos, com praticamente nenhuma perda da performance. \u201cEssa \u00e9 uma bact\u00e9ria fant\u00e1stica, e seu uso como fonte de energia \u00e9 bem promissor. Com certeza, h\u00e1 a necessidade de mais estudos, mas \u00e9 um potencial bem grande\u201d, acredita Tavares.<\/p>\n

Aplica\u00e7\u00f5es<\/strong><\/p>\n

Os autores ressaltam que a t\u00e9cnica ainda \u00e9 experimental, mas que ela poderia ser usada, futuramente, na cria\u00e7\u00e3o de pr\u00f3teses, baterias, geradores ou at\u00e9 mesmo roupas inteligentes feitas de tecidos que sejam movidos a suor. Os pesquisadores estimam que fitas feitas a partir de diferentes materiais podem gerar mais energia por \u00e1rea do que uma fazenda e\u00f3lica. A tecnologia poderia ser aplicada, ainda, em comunidades sem acesso \u00e0 energia el\u00e9trica ou qualquer tipo de infraestrutura tradicional. \u201cA umidade relativa \u00e9 uma coisa boa para sistemas de energia baseados na evapora\u00e7\u00e3o. Isso aumentaria a pot\u00eancia. No entanto, isso ainda funcionaria em S\u00e3o Paulo, por exemplo, ou em outros lugares \u00famidos, com um bom custo\/benef\u00edcio\u201d, compara Sahin.<\/p>\n

A maior vantagem do sistema \u00e9 que ele praticamente n\u00e3o consome a \u00e1gua e n\u00e3o exige que o l\u00edquido passe por qualquer tipo de tratamento. \u201cA evapora\u00e7\u00e3o \u00e9 t\u00e3o especial porque est\u00e1 em toda parte. Temos 70% da superf\u00edcie da terra coberta com \u00e1gua, e cada superf\u00edcie est\u00e1 evaporando para o ar\u201d, ressalta, em um v\u00eddeo, Davis Goodnight, estudante do laborat\u00f3rio coordenado por Sahin na Universidade de Columbia. \u201cPara mim, esse projeto abriu formas completamente novas de se pensar sobre a biologia. Voc\u00ea pode levar isso para muitas dire\u00e7\u00f5es e pensar em v\u00e1rias ideias novas.\u201d<\/p>\n

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