O objetivo de desenvolvimento sustentável 12

O Objetivo de Desenvolvimento Sustentável 12 (ODS 12) trata do consumo (uso de recursos) e da produção (criação de materiais) feitos de forma responsável. O objetivo do ODS 12 é que todos os países do mundo se comprometam a cuidar do nosso planeta. Reduzir a quantidade de resíduos produzidos pelos humanos é bom para o meio ambiente e também ajuda a economizar recursos importantes, como plantas, alimentos e energia. Se não os conservarmos, os recursos irão se esgotar e não estarão disponíveis para as gerações futuras. É aqui que entra o ODS 12: para nos ajudar a encontrar a sustentabilidade, que é um objetivo comum para que as pessoas possam coexistir na Terra por um longo período de tempo. Ele leva em conta as necessidades das gerações futuras. Materiais como a madeira e a energia solar podem nos ajudar a manter o planeta bonito e saudável para o futuro.

Existem várias maneiras importantes de alcançar o ODS 12 (Figura 1) [1]. A reciclagem, que consiste em retirar resíduos, como garrafas de água vazias, para serem processados, limpos e consertados para serem usados ​​novamente, é talvez a forma mais conhecida. Por exemplo, podemos descartar materiais recicláveis ​​em lixeiras especiais em vez de jogá-los no lixo. Esses materiais vão então para uma fábrica onde são destruídos e transformados em novas versões do mesmo material (ou muito semelhante). Por exemplo, garrafas de vidro podem ser transformadas em novas garrafas ou potes de vidro.

Outras fábricas usam ainda mais conhecimento científico para transformar materiais residuais em bens bastante diferentes do material original, o que é chamado de upcycling – transformar materiais antigos para fazer coisas novas e interessantes de maior valor. Por exemplo, transformar uma escada velha e insegura em uma estante sofisticada. No upcycling, um material que não é mais necessário é usado para criar algo útil, com valor superior ao material original. Por exemplo, se você pegar uma camiseta de que não precisa mais e transformá-la em uma sacola, isso é upcycling: você transformou por completo a camiseta em algo novo e útil! Tanto a reciclagem como a upcycling ajudam a alcançar o ODS 12, pois as coisas que jogamos fora tornam-se produtos utilizáveis.

Materiais que se decompõem naturalmente

Você já percebeu que as sacolas de compras costumavam ser feitas de plástico prejudicial, mas algumas lojas substituíram essas sacolas por sacolas de papel ou por novos tipos de plástico que podem se decompor naturalmente no meio ambiente? Quando os sacos plásticos mais antigos são jogados no lixo, eles poluem a terra e os oceanos e permanecem por séculos. Mas os novos sacos são feitos de um material natural chamado biomassa (partes residuais de plantas e animais que podem ser renovadas ou cultivadas novamente). A biomassa pode ser usada para fazer coisas novas e úteis e ela é biodegradável, o que significa que seus resíduos são decompostos na natureza. Biodegradação significa que esses sacos fazem parte de um ciclo natural – eles se decompõem no meio ambiente e se tornam parte de novas plantas.

A biodegradação é um bom método de decomposição de materiais. A forma como atualmente lidamos com a maior parte do nosso lixo não é muito boa para o meio ambiente. Os aterros sanitários estão ficando cheios porque há muitos resíduos e, à medida que os aterros crescem, eles têm efeitos negativos sobre as pessoas e os animais próximos. Os cientistas estão procurando maneiras de gerenciar melhor todo o lixo. Estão tentando criar produtos que utilizem menos energia e causem menos problemas para proteger o nosso planeta e continuar a trabalhar em prol do ODS 12 e de outros objetivos ambientais [2].

O que é a biomassa?

A biomassa é uma mistura muito legal de materiais feitos por organismos vivos, como plantas e animais. Por exemplo, resíduos agrícolas, incluindo folhas de plantas de milho ou tamareiras, e resíduos animais, como ossos ou gordura, são tipos de biomassa. Esses materiais estarão sempre disponíveis porque são produzidos constantemente e são compatíveis com os ciclos naturais. Um material que nunca se esgota é chamado de renovável. Os recursos renováveis ​​se reabastecem na mesma proporção em que são usados, enquanto os recursos não renováveis ​​se esgotam continuamente e têm oferta limitada. Assim, materiais renováveis nunca vão acabar, então também estarão disponíveis para as pessoas do futuro.

A biomassa é um grande negócio na ciência e na engenharia devido às suas boas propriedades. Está disponível em todo o mundo e não produz resíduos químicos, o que é ótimo para a natureza. Quando terminarmos de usar produtos feitos a partir de biomassa, podemos facilmente nos livrar deles porque eles não contêm nenhum material nocivo que possa prejudicar o meio ambiente quando se decompõem.

As membranas (folhas finas com orifícios que permite a passagem de algumas coisas, mas não de outras, geralmente dependendo do tamanho), são uma classe de coisas úteis que podem ser feitas de biomassa. Uma membrana é uma camada fina que pode atuar como uma parede para separar objetos de acordo com seus tamanhos. A Figura 2 mostra exemplos de membranas, algumas das quais são úteis na nossa vida quotidiana. Atualmente, muitas membranas são feitas de produtos químicos de origem fóssil.

Membranas com orifícios extremamente pequenos podem ser usadas para separar coisas que não são visíveis aos olhos: por exemplo, para remover produtos químicos venenosos da água ou de medicamentos. Para isso, os cientistas fazem membranas com pequenos orifícios, chamadas de membranas de nanofiltração, para processos de separação de moléculas muito pequenas que não podem ser vistas a olho nu. Estas membranas são muitas vezes construídas a partir de blocos de construção microscópicos, semelhantes às peças Lego®. Você consegue se lembrar de outras membranas que viu em casa ou na escola?

Aplicações de membranas

Nossa equipe, chamada Grupo de Pesquisa em Engenharia de Separação Sustentável, concentra-se no uso de materiais da natureza para fabricar membranas que podem ser usadas para tornar nossa vida cotidiana mais conveniente e agradável. A Figura 3 mostra três exemplos de biomassa que reciclamos com sucesso em membranas de nanofiltração.

A Arábia Saudita e o Médio Oriente são conhecidos pelas suas tâmaras deliciosas. Quando você come uma tâmara, há uma semente no meio que geralmente é jogada fora. Nossa pesquisa na KAUST utiliza essas sementes para fazer membranas. O processo envolve a moagem das sementes em um material pulverulento que é então limpo e processado. Por fim, o material passa por uma máquina que transforma as sementes de tâmara em pó em uma camada fina e plana de membrana. Este é um processo muito interessante e ajuda a trabalhar em direção ao ODS 12, pois é um exemplo de upcycling [3].

Outro método interessante de fabricação de membranas utiliza cascas de camarão. Quando as pessoas comem camarão, geralmente se livram das cascas. Nossa equipe de cientistas remove uma substância especial chamada quitina das cascas dos camarões. A quitina pode ser usada para muitas coisas, incluindo curativos, medicamentos e como suplemento nutricional. Membranas podem ser feitas com quitina também.

As algas são outra fonte interessante de biomassa que pode ser usada para fazer membranas. As algas são organismos semelhantes a plantas que variam em tamanho, desde algas microscópicas até algas gigantes, vivendo principalmente na água e usando a luz solar para produzir seus alimentos, semelhantes às plantas terrestres. Um produto químico dentro da alga é recuperado e misturado ao líquido, depois passa por uma máquina na qual é produzida uma fina camada de membrana. Imagine cultivar uma hortaliça em sua horta e, uma vez que ela cresça, você a colhe e limpa para fazer o seu jantar. Bem, esta é a mesma ideia, mas, com a ajuda da ciência, algas são usadas para fazer membranas [4].

Fazer membranas a partir de sementes de tâmaras, cascas de camarão e algas são exemplos de reciclagem de resíduos e de como ajudar o mundo a alcançar o ODS 12.

Do Lixo ao Luxo

Agora você viu como coisas da natureza, como a biomassa, podem ser usadas para fazer membranas – e têm potencial para substituir os materiais não-sustentáveis ​​que são usados ​​atualmente. O ODS 12 visa alertar-nos sobre como criamos e usamos materiais e como nos livramos dos materiais após o uso. Ao encontrarmos meios criativos para usar a biomassa, podemos criar materiais menos tóxicos e reduzir a quantidade de produtos químicos nocivos necessários para produzir coisas úteis. Além disso, a utilização de biomassa pode reduzir a quantidade total de resíduos que criamos.

A ciência está fazendo grandes avanços para ajudar o nosso planeta, reduzindo a quantidade de resíduos que vão parar em aterros sanitários. Você também pode ajudar, fazendo coisas como reciclar em casa, continuando a aprender como tornar o mundo melhor reduzindo o desperdício e compartilhando seu conhecimento sobre a reciclagem de biomassa com as pessoas que você conhece. Lembre-se de que todas estas ações nos ajudam a cumprir o ODS 12 — e todos podemos desempenhar um papel.

Glossário

Sustentabilidade: É um objetivo comum para que as pessoas possam coexistir na Terra por um longo tempo. Leva em conta as necessidades das gerações futuras.

Reciclagem: Levar resíduos, como garrafas de água vazias, para serem processados, limpos e consertados para serem reutilizados.

Upcycling: Transformar materiais antigos para fazer coisas novas e interessantes de maior valor. Por exemplo, transformar uma escada velha e insegura em uma estante sofisticada.

Biomassa: Resíduos de plantas e animais que podem ser renovados ou regenerados. A biomassa pode ser usada para fazer coisas novas e úteis.

Biodegradação: Quando os resíduos, muitas vezes feitos de biomassa, são decompostos na natureza.

Renovável: Os recursos renováveis ​​se reabastecem na mesma proporção em que são usados, enquanto os recursos não renováveis ​​se esgotam continuamente e têm oferta limitada.

Membrana: Uma folha fina com orifícios que permite a passagem de algumas coisas, mas não de outras, geralmente dependendo do tamanho.

Nanofiltração: Processo de separação de moléculas muito pequenas que não podem ser vistas a olho nu.

Agradecimentos

Gostaríamos de agradecer a Nicki Talbot da KAUST pelo seu apoio inestimável durante o processo de revisão, sem o qual esta coleção não teria sido possível. Gostaríamos também de estender a nossa gratidão ao Gabinete de Sustentabilidade e à equipe do PNUD-Arábia Saudita pela sua dedicação na sensibilização para a importância dos ODS da ONU na nossa jornada rumo à luta por um mundo mais sustentável. As figuras foram criadas por Ana Bigio, ilustradora científica da KAUST.

Referências

[1] SDG 12 Hub. 2023. What Is SDG 12? Disponível online em: https://sdg12hub.org/sdg-12-hub/what-is-sdg-12 (acessado em 07 de Novembro de 2023).

[2] United Nations. 2015. The 2030 Agenda for Sustainable Development. Disponível online atem: https://sdgs.un.org/sites/default/files/publications/21252030%20Agenda%20for%20Sustainable%20Development%20web.pdf (acessado em 28 de Abril de 2024).

[3] Alammar, A., Hardian, R., and Szekely, G. 2022. Upcycling agricultural waste into membranes: from date seed biomass to oil and solvent-resistant nanofiltration. Green Chem. 24:365–74. doi: 10.1039/D1GC03410C

[4] Yang, C., Cavalcante, J., Bastos de Freitas, B., Lauersen, K. J., e Szekely, G. 2023. Crude algal biomass for the generation of thin-film composite solvent-resistant nanofiltration membranes. Chem. Eng. J. 470:144153. doi: 10.1016/j.cej.2023.144153

Citação

Bader L and Szekely G (2024) Towards SDG12: Upcycling Biomass and Waste to Valuable Products. Front. Young Minds. 12:1391572. doi: 10.3389/frym.2024.1391572

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