Reciclagem de dióxido de carbono
Autor: Gilberto Froes | Publicado: 2011-09-06T10:36:00-03:00






Pesquisadores da Unesp de Presidente Prudente descobrem molécula capaz de capturar o gás atmosférico e convertê-lo em compostos que poderão ser utilizados no futuro por indústrias químicas (reprodução)


A contribuição do excesso de emissão de dióxido de carbono (CO2) para as mudanças climáticas globais tem levado a comunidade científica a buscar formas mais eficientes para estocar e diminuir o lançamento do composto para a atmosfera.Um novo estudo realizado por pesquisadores do Laboratório de Química Orgânica Fina da Universidade Estadual Paulista (Unesp), campus de Presidente Prudente, abre a perspectiva de desenvolvimento de tecnologias que possibilitem capturar quimicamente o gás atmosférico e convertê-lo em produtos que possam ser utilizados pela indústria química para substituir reagentes altamente tóxicos utilizados hoje para fabricação de compostos orgânicos usados como pesticidas e fármacos.Derivadas de um projeto de pesquisa apoiado pela FAPESP por meio do Programa Jovens Pesquisadores em Centros Emergentes, as descobertas do trabalho, intitulado “Estudo da fixação e ativação da molécula de dióxido de carbono com bases nitrogenadas”, foram publicadas na revista Green Chemistry, da The Royal Society of Chemistry.O estudo demonstrou, pela primeira vez, que uma molécula, denominada DBN (uma base orgânica nitrogenada), é capaz de capturar dióxido de carbono, formando compostos (carbamatos) que podem liberar CO2 seletivamente a temperaturas moderadas. Dessa forma, a molécula poderá ser utilizada como modelo para pesquisas sobre a captura seletiva de dióxido de carbono de diversas misturas de gases.“Essa descoberta abre perspectivas sobre como poderemos fazer com que o composto resultante da ligação da DBN com o dióxido de carbono se forme em maior quantidade. Para isso, temos que estudar possíveis modificações em moléculas que apresentem semelhanças estruturais e funcionais com a DBN para que o composto seja mais eficiente”, disse Eduardo René Pérez González, principal autor do estudo, à Agência FAPESP.De acordo com o professor da Unesp, já se sabia que a DBN é capaz de capturar dióxido de carbono na presença de água. Por esse processo, a molécula retira um hidrogênio da água, ganha uma carga positiva (próton) e gera íons hidroxílicos (negativos) que atacam o dióxido de carbono, formando bicarbonatos.Até então, entretanto, não se tinha demonstrado que o composto também é capaz de capturar CO2, formando carbamato, por meio de uma ligação nitrogênio-carbono tipo uretano, que tem relação direta com um processo biológico em que 10% do dióxido de carbono do organismo humano é transportado por moléculas nitrogenadas.Em função disso, o processo também poderia ser utilizado para o tratamento de determinadas doenças relacionadas com a quantidade de CO2 e seu transporte no organismo.“Essa descoberta nos leva a pensar que também poderíamos utilizar esse trabalho para fins bioquímicos, tentando, por exemplo, melhorar esse processo para tratamento de doenças relacionadas à concentração de dióxido de carbono nas células e alguns tecidos, como o pulmonar”, disse González.Já na área industrial, os carbamatos – como, por exemplo, poliuretanas – derivados da captura de dióxido de carbono pela molécula DBN poderiam substituir tecnologias que utilizam reagentes altamente tóxicos, como o fosgênio, para preparação de compostos orgânicos usados como pesticidas e fármacos e em outras aplicações industriais.“A possibilidade de se utilizar o dióxido de carbono para construir ou sintetizar moléculas que contêm o agrupamento carbonílico, sem a necessidade de se usar fosgênio ou isocianatos, representaria uma grande vantagem”, disse o pesquisador.



Por Elton Alisson



Agência FAPESP&nbsp;




Computação, materiais e sustentabilidade&nbsp;



Durante duas semanas, um grupo de 70 estudantes brasileiros e estrangeiros terá o desafio de utilizar métodos computacionais avançados para resolver problemas relacionados aos novos materiais com aplicações nas áreas de energia e meio ambiente.



Entre 5 e 16 de setembro, eles participarão da São Paulo Advanced School on Computational Materials Science for Energy and Environmental Applications, na Universidade Federal do ABC (UFABC), em Santo André (SP).O evento, realizado no âmbito da Escola São Paulo de Ciência Avançada (ESPCA), modalidade de apoio da FAPESP, será organizado pela UFABC em colaboração com o Centro Internacional de Física Teórica Abdus Salam (ICTP, na sigla em inglês) – entidade da Organização das Nações Unidas para a Educação, a Ciência e a Cultura (Unesco), sediada em Trieste (Itália) – e a Academia de Ciências para o Mundo em Desenvolvimento (TWAS).A escola terá a participação de 30 docentes, incluindo alguns dos pesquisadores mais consagrados do mundo na área de desenvolvimento de métodos computacionais avançados, de acordo com Caetano Rodrigues Miranda, coordenador da ESPCA e professor do Centro de Ciências Naturais e Humanas da UFABC.“Existe a necessidade de satisfazer, de forma ambientalmente sustentável, uma enorme demanda mundial para novas fontes limpas e renováveis de energia e para a criação de metodologias para a exploração de combustíveis fósseis alternativos e de biocombustíveis. Um dos focos da escola será o debate sobre como resolver esses problemas a partir da escolha apropriada de materiais ou do desenvolvimento de novos materiais voltados para essas aplicações”, disse Miranda à Agência FAPESP.O evento fornecerá, segundo ele, uma visão geral do uso de métodos computacionais para resolver problemas de materiais aplicados a perspectivas como energia solar, exploração de petróleo, células combustíveis, hidrogênio e biocombustíveis. “Vamos abordar novas tendências para resolver esses problemas a partir da ciência de materiais”, apontou.A área abordada pela Escola é nova, mas se fundamenta em uma tradição bem consolidada. “A área de estrutura eletrônica, ligada à física, tem bastante tradição, mas sempre ficou restrita a problemas particulares da física. A ideia é trazer um pouco dessa tradição para os problemas atuais de energia e meio ambiente, pensando em aplicações industriais. Queremos estabelecer uma ponte entre pesquisa básica e inovação”, explicou.Pela manhã, ao longo das duas semanas, os estudantes participarão de palestras com pesquisadores consagrados sobre aspectos atuais da área. À tarde, terão tutoriais para aplicar na prática os fundamentos debatidos pela manhã, com o objetivo de experimentar como os métodos computacionais podem ser usados efetivamente para resolver problemas relacionados à energia e ao meio ambiente.“A ideia é que, além de refletir sobre os fundamentos, eles possam trabalhar independentemente, mas interagindo de forma intensa, estabelecendo colaborações entre eles e com os docentes participantes”, disse Miranda. Os participantes são alunos de mestrado e doutorado, metade proveniente da Europa, Estados Unidos e África. A outra metade é de alunos brasileiros.O curso será ministrado, segundo o coordenador da Escola, por pesquisadores que se destacaram no contexto internacional pela elaboração de códigos computacionais amplamente utilizados em ciências de materiais, especialmente nos Estados Unidos e na Europa.“Os palestrantes são justamente as pessoas que desenvolveram esses códigos. Trata-se de uma oportunidade única para os participantes – em especial para os estudantes latino-americanos – terem a possibilidade de uma interação intensa com esses pesquisadores”, afirmou.Aplicação industrial Durante o curso, os estudantes terão à disposição dois laboratórios computacionais para aplicar as diversas metodologias que serão debatidas. O perfil do pessoal é bastante interdisciplinar, segundo Miranda.“A maior parte do pessoal é proveniente das áreas de física, química e ciência dos materiais, mas utiliza o computador como ferramenta para resolver problemas relacionados à energia e ao meio ambiente. Eles irão trabalhar em uma ampla gama de vertentes, que vai do nível da mecânica quântica e da escala molecular às simulações de dinâmicas de fluidos em sistemas de grande porte, como oleodutos, por exemplo”, disse.A São Paulo Advanced School on Computational Materials Science for Energy and Environmental Applications incluirá ainda duas mesas-redondas. A primeira tratará das maneiras pelas quais as metodologias computacionais podem ser aplicadas na indústria.“Vamos debater como a interface entre universidade e indústria se dá a partir do nosso tema. Teremos alguns convidados oriundos do setor produtivo e alguns pesquisadores que colaboram estreitamente com a indústria. Queremos debater como explorar essa interface, pois nessa área o diálogo entre indústria e academia é fundamental”, afirmou Miranda.A outra mesa-redonda tratará das oportunidades de atuação em ciência e tecnologia no Estado de São Paulo e no Brasil. “A Escola trará estudantes de outros países e queremos mostrar a eles o campo que teriam para explorar se viessem para cá. Temos grande interesse em atrair esse pessoal”, disse.



Por Fábio de Castro



Agência FAPESPMais informações: http://pesquisa.ufabc.edu.br/ascms&nbsp;



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