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    A equipe desenvolve o elo que faltava para a economia circular enquanto lida com o desperdício global

    Esquema do circuito fechado de produção desenvolvido com base em materiais quitinosos bioinspirados e bioconversão em um ambiente urbano. Crédito:SUTD

    Pesquisadores da Universidade de Tecnologia e Design de Cingapura (SUTD) desenvolveram um processo que permite a produção e degradação de quase qualquer objeto em uma economia circular usando manufatura aditiva e resíduos urbanos, o maior subproduto da civilização.

    Inspirado no modo cíclico de produção e degradação de materiais biológicos por organismos que usam energia limitada e recursos materiais encontrados em condições localizadas, Os pesquisadores, junto com seus colaboradores, focado na tradução desses princípios em ecossistemas urbanos. Isso foi para reduzir sua dependência do transporte intercontinental, processos de fabricação que demandam energia, uso de substâncias químicas nocivas, e dependência de materiais sintéticos feitos pelo homem que requerem procedimentos de recuperação complexos após seu fim de vida.

    Pesquisadores SUTD da mesma equipe desenvolveram anteriormente um material adesivo semelhante a fungos, também conhecido como FLAM, transformando efetivamente a quitina e a celulose, em materiais para manufatura sustentável. Derivado das conchas de crustáceos e insetos, bem como madeira e papel, respectivamente, a quitina e a celulose são os dois polímeros orgânicos mais abundantes na Terra. Apresentado como uma alternativa "verde" ao plástico, FLAM não é apenas biodegradável, flexível, e durável; ele pode ser produzido em massa em grande escala usando a tecnologia de impressão 3-D.

    A celulose pode ser facilmente obtida a partir de resíduos urbanos, como lenços de papel, têxteis, e matéria vegetal. Contudo, apesar da natureza onipresente da quitina, este polímero é principalmente colhido como um produto industrial e agrícola. Por exemplo, a quitina está disponível principalmente como um subproduto sazonal da indústria pesqueira e está limitada às áreas costeiras rurais. Isso significa que a quitina seria necessária para ser transportada por diferentes ecossistemas quando houvesse uma demanda, contribuindo para o transporte de cargas, que é conhecido por ser um dos principais contribuintes para as emissões de dióxido de carbono.

    No estudo, publicado pela Nature's Relatórios Científicos , os pesquisadores desenvolveram uma ligação entre a fabricação bioinspirada e a conversão biológica de resíduos urbanos, permitindo um modo diferente de produção com base em materiais que estão convenientemente disponíveis em qualquer ecossistema regional, reduzindo significativamente a necessidade de transporte.

    Foi determinado que a quitina pode ser produzida dentro de requisitos limitados de energia e reduzir o desperdício de alimentos ao mesmo tempo, facilitando a maior despesa para municípios em todo o mundo, tudo com a ajuda da humilde mosca soldado negro (BSF, Hermetia illucens). O estudo relata extração bem-sucedida de quitina das conchas desses BSFs.

    Ao mesmo tempo, o BSF também é conhecido mundialmente por sua decomposição eficiente de uma ampla variedade de materiais orgânicos, como resíduos de alimentos em proteínas, óleos e outras biomassas, reduzindo assim a quantidade de resíduos enviados para aterros.

    Apesar da popularidade do BSF, a equipe de pesquisa garantiu que seu sistema desenvolvido não dependia do uso de BSF ou de qualquer outra fonte única de materiais, uma vez que a quitina e a celulose estão presentes em uma miríade de organismos em todos os ecossistemas da Terra, como outros insetos, fungos, e vermes. Embora esses organismos também sejam usados ​​para processar resíduos, eles, por sua vez, produzem quitina como subproduto.

    Com as perdas anuais de alimentos descartadas em aterros, estimadas em cerca de um terço da produção total mundial, conversão biológica via insetos, fungos e vermes, não está apenas ganhando popularidade como uma solução eficaz para a gestão de resíduos urbanos, mas também sugere um paradigma emergente de uma ecologia urbana circular, abrangendo desde a produção e manufatura de materiais até a recuperação do fim da vida útil.

    Fabricação com os polímeros biológicos mais abundantes do mundo, ou nas proximidades da fonte de produção e consumo - como a celulose e a quitina usada para FLAM impresso em 3-D - pode não apenas nos permitir abordar os principais desvios decorrentes de nosso modo de vida urbano, mas motivar uma economia e uma sociedade fundamentalmente mais sustentáveis.

    "Este novo desenvolvimento vai transformar a forma como fabricamos, permitindo um modelo alternativo onde os materiais são produzidos e consumidos usando recursos disponíveis localmente. Também, permitirá que qualquer pessoa no mundo se adapte e integre a manufatura geral ao ecossistema circundante, "disse o professor assistente Javier G. Fernandez do SUTD, autor principal do artigo.

    "A proximidade e a integração profunda dos ciclos de produção e consumo inspirados na biologia dentro dos ecossistemas urbanos podem não apenas influenciar a maneira como habitaremos as cidades de amanhã, mas também a visão upstream, projetá-los e construí-los, "acrescentou o Professor Associado Stylianos Dritsas, também do SUTD e co-autor do artigo.


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