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Agência FAPESP

Notícias

Em busca de vacina mais eficaz, cientistas monitoram mutações do vírus da gripe em amostras de esgoto

por jornalismo-analytica 18 de setembro de 2024
escrito por jornalismo-analytica

O Institut Pasteur de São Paulo (IPSP) criou em julho um grupo de pesquisas para monitorar o surgimento e o avanço de novas cepas do vírus influenza, causador da gripe, na capital paulista. 

Coletas periódicas de amostras de esgoto permitem identificar quais cepas entraram em circulação e quais podem trazer risco à saúde humana e animal. Também é possível prever o início e o pico de sua transmissão, além da dinâmica de circulação no ambiente urbano. As informações serão repassadas às autoridades de saúde pública e ajudarão no desenvolvimento de uma vacina mais eficaz e rápida contra a doença. 

O projeto no IPSP tem previsão de durar de quatro a cinco anos e conta com financiamento da FAPESP. 

Atualmente, os imunizantes distribuídos pelo Ministério da Saúde protegem contra os três tipos de cepas do vírus influenza que mais circularam nos hemisférios Norte e Sul. O problema é que nem sempre os vírus em circulação são os mesmos que compõem a vacina. Além de serem diversos, o influenza muta rapidamente. Estima-se que a eficácia da vacina em uma campanha varie de 40% a 60%, devido à adequação do imunizante às cepas em circulação e adaptação às especificidades de cada uma. 

“Esse problema pode ser diminuído com a nova forma de vigilância e uma tecnologia que possibilite atualizar a vacina com mais rapidez, que é o objetivo do nosso grupo de pesquisa”, disse à Assessoria de Imprensa do IPSP o virologista e biomédico Rúbens Alves, coordenador do grupo de pesquisa Survivax: Laboratório de Vigilância Genômica e Inovação em Vacinas. 

Segundo Alves, a proposta de fazer a vigilância por meio de amostras de águas residuais do saneamento básico é uma estratégia que se mostrou muito eficaz na pandemia da COVID-19 e que foi utilizada por mais de cem países e 293 universidades. 

“Agora, estaremos na vanguarda da implementação dessa tecnologia para a influenza. No caso do coronavírus, foi possível observar os picos de transmissão em determinada região com duas semanas de antecedência – uma informação que foi muito útil para a tomada de decisões na saúde pública”, afirmou. 

Atualmente, a vigilância dos vírus da gripe é feita pela Rede Global de Vigilância de Influenza da Organização Mundial da Saúde (OMS), composta por laboratórios espalhados pelo mundo. Eles são responsáveis por monitorar os vírus circulantes e potencialmente pandêmicos, com base em análises laboratoriais. A partir disso, todos os anos, a OMS divulga com seis a oito meses de antecedência quais são as cepas que devem ser usadas na produção das vacinas para o hemisfério Sul, para uso no ano seguinte. 

“Boa parte dos monitoramentos inseridos nessa rede depende da testagem de casos suspeitos da doença. O monitoramento por esgoto permite uma cobertura mais representativa da população, porque inclui pessoas que não têm acesso a cuidados de saúde ou que optam por não ir ao hospital, o que o faz também ser menos caro, pois depende de menos exames clínicos. Além disso, é um sistema que permite um monitoramento contínuo, não apenas na sazonalidade de maior circulação do vírus, isso ajuda na avaliação de tendências a longo prazo e em um rastreamento em tempo real. Sem contar que pelo esgoto é possível monitorar não só o influenza como outros patógenos”, complementou Alves. 

Vacina inovadora 

No projeto do IPSP, a proposta é criar uma plataforma de vacina baseada em RNA autorreplicativo. Essa tecnologia imita um mecanismo existente em alguns vírus, como o chikungunya e outros alfavírus, no qual a sequência codificadora da proteína vacinal alvo introduzida é replicada múltiplas vezes por mecanismos inseridos no próprio RNA da vacina. 

“A vantagem dela é o fato de necessitar de uma menor quantidade de RNA e de criar respostas imunológicas mais prolongadas, o que resulta em um aumento da eficácia do imunizante e redução dos efeitos colaterais. Há também um aumento da velocidade para que a vacina possa ser produzida. Muitas das vacinas atuais contra a gripe dependem da reprodução de ovos para obtenção dos vetores dos vírus”, explicou o biomédico. 

“Essa é uma plataforma que aprendi a dominar e fui responsável por implementar durante meus quatro anos de pós-doutorado, concluído em junho deste ano no La Jolla Institute for Immunology, em San Diego, nos Estados Unidos. Lá, desenvolvi novas vacinas contra a COVID-19, dengue, zika, entre outros flavivírus, utilizando essa tecnologia”, contou. 

De acordo com Alves, a maior preocupação é com os subtipos potencialmente pandêmicos: “Hoje é com a gripe aviária, do tipo A, subtipo H5N1. Nos Estados Unidos está ocorrendo um surto da doença em rebanhos de gado e já foram identificados os primeiros casos em humanos, da mesma forma foi identificada a circulação do vírus nos esgotos. Assim, o vírus está fazendo spillover [transbordamento], contaminando outras espécies além das aves. Mas, fazendo uma vigilância eficiente e desenvolvendo imunizantes mais eficazes, podemos evitar que ele se torne pandêmico”. 

Matéria – Agência FAPESP   

18 de setembro de 2024 0 comentários
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Notícias

Método desenvolvido na USP permite estudar impacto de níveis elevados de CO2 atmosféricos na saúde

por jornalismo-analytica 12 de setembro de 2024
escrito por jornalismo-analytica

Níveis elevados de dióxido de carbono (CO2) na atmosfera podem alterar não só o clima do planeta como também o funcionamento das células humanas. Isso porque o gás interage com o peróxido de hidrogênio (H2O2), molécula naturalmente presente no corpo, onde desempenha diversas funções, dando origem a um composto oxidante conhecido como peroximonocarbonato. 

“Acumulam-se evidências de que o peroximonocarbonato é importante tanto nas respostas adaptativas das células [sinalização redox] quanto nas disfunções celulares. Também há evidências epidemiológicas de que os níveis de CO2 que estão perto de ser atingidos nas sociedades contemporâneas urbanas causam uma série de problemas fisiológicos. E os mecanismos de toxicidade do CO2 ainda são pouco conhecidos”, conta Ohara Augusto, professora do Instituto de Química da Universidade de São Paulo (IQ-USP). 

A pesquisadora coordenou um estudo, publicado na revista Chemical Research in Toxicology, no qual é descrito um novo método para detectar peroximonocarbonato em células baseado no uso de sondas moleculares fluorescentes. Trata-se da primeira vez que a substância foi detectada em células. A pesquisa foi conduzida no âmbito do Centro de Pesquisa de Processos Redox em Biomedicina (Redoxoma), um Centro de Pesquisa, Inovação e Difusão (CEPID) financiado pela FAPESP. 

“Esse trabalho é importante não apenas por fornecer um método para mostrar que o peroximonocarbonato está sendo produzido numa série de condições, inclusive celulares, mas também para discuti-lo, considerando a pouca atenção que o CO2 tem recebido na área redox”, afirma Augusto. 

Medidas de fluorescência 

Para detectar o peroximonocarbonato, os pesquisadores usaram medidas de fluorescência com sondas de boronato. Primeiramente, eles geraram numa reação enzimática concentrações fisiológicas de peróxido de hidrogênio em estado estacionário, em produção constante, e mediram a fluorescência de uma sonda de boronato na presença e na ausência de CO2. Os boronatos são usados para detectar oxidantes como peróxido de hidrogênio, peroxinitrito, ácido hipocloroso e peroximonocarbonato, que reagem com eles em velocidades e intensidades diferentes, permitindo a identificação desses oxidantes. 

O estudo em células foi feito com macrófagos ativados para gerar peróxido de hidrogênio. Macrófagos são células do sistema imune que, dependendo do tipo de ativação, geram diferentes oxidantes. 

Os pesquisadores fizeram vários controles para concluir que as células não estavam gerando nem peroxinitrito nem ácido hipocloroso, mas sim peroximonocarbonato quando em presença de CO2. 

“Esse é um método relativamente simples para detectar o peroximonocarbonato em concentrações fisiológicas de peróxido de hidrogênio e CO2. Antes isso era impossível, mas hoje pesquisadores podem considerar que alguns efeitos que eles observam em células, como maior oxidação de determinadas proteínas ou respostas celulares, se devem ao peroximonocarbonato e eles vão poder testar isso”, comenta a professora do IQ-USP. 

Embora seja um oxidante conhecido dos químicos desde a década de 1960 e tenha aplicações tecnológicas como desinfetante e branqueador, não se considerava que o peroximonocarbonato pudesse ser formado em células, devido às baixas concentrações de seus precursores e à sua velocidade de formação. Augusto conta que só a partir dos anos 2000 o oxidante começou a ser investigado em sistemas biológicos, sendo que, inicialmente, o foco era no dano oxidativo. 

Sinalização redox e CO2 

A sinalização redox é uma resposta adaptativa. “Quando há um ligeiro aumento de estresse, a célula se adapta. A formação de oxidantes pode, por exemplo, fazer com que genes de enzimas antioxidantes sejam expressos para responder, no caso, ao estresse oxidativo. E muitas vias que levam a respostas celulares envolvem tiol proteínas, as quais o peroximonocarbonato oxida mais rápido que o peróxido de hidrogênio”, explica Augusto, acrescentando que o dano celular irreversível só ocorre quando a formação de oxidantes é muito grande. 

O dióxido de carbono é um dos precursores do peroximonocarbonato junto com o peróxido de hidrogênio. O gás está naturalmente presente na atmosfera e é um constituinte normal do corpo humano, que exala cerca de um quilo de CO2 por dia como produto do metabolismo. 

Do ponto de vista redox, o CO2 modula a reatividade tanto do peróxido de hidrogênio quanto do peroxinitrito, dois importantes metabólitos do oxigênio molecular. Além disso, ele altera a expressão de genes, inclusive daqueles envolvidos em inflamação, e está envolvido na nitração de proteínas via peroxinitrito e na carbamilação de proteínas, outra modificação pós-tradução que pode alterar a função biológica das proteínas. 

Embora sejam necessárias mais evidências de seu papel como oxidante biológico, o peroximonocarbonato aparece como um dos possíveis intermediários dos efeitos danosos de níveis aumentados de dióxido de carbono no organismo humano. A pesquisadora destaca que o CO2 também age por mecanismos não redox. 

O artigo Production of Peroxymonocarbonate by Steady-State Micromolar H2O2 and Activated Macrophages in the Presence of CO2/HCO3– Evidenced by Boronate Probes pode ser lido em: https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.chemrestox.4c00059. 

* Com informações do Redoxoma. 

Matéria – Agência FAPESP* 

Imagem – Para detectar o peroximonocarbonato, os pesquisadores usaram medidas de fluorescência com sondas de boronato (figura: Chem. Res. Toxicol 2024) 

12 de setembro de 2024 0 comentários
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Notícias

O polêmico uso de geoengenharia solar no combate ao aquecimento global é tema de Pesquisa FAPESP

por jornalismo-analytica 10 de setembro de 2024
escrito por jornalismo-analytica

A injeção de aerossóis na atmosfera terrestre é uma das estratégias aventadas para o combate às mudanças climáticas. Tal medida diminuiria a quantidade de luz solar que chega ao planeta, mas seus efeitos colaterais negativos poderiam ser maiores do que os positivos. Como explica a reportagem de capa da edição de setembro de Pesquisa FAPESP, o tema é tão controverso que alguns cientistas são contra até que se faça pesquisa sobre as técnicas de geoengenharia solar. Isso porque elas não têm impacto na redução das emissões de gases de efeito estufa, que causam o aumento da temperatura da Terra. Ainda que se mostrem relativamente seguras e eficientes em esfriar temporariamente o planeta, seriam, no máximo, paliativas. 

Outro tema abordado é a cobertura vacinal entre crianças de até 2 anos de idade. Após seis anos consecutivos de queda, a taxa de vacinação voltou a subir em 2022. Especialistas atribuem retomada a ações dos municípios e de outras esferas de governo, entre elas a busca ativa pelas crianças. Entretanto, nenhum dos imunizantes voltou aos patamares de 2015, quando a cobertura de praticamente todos alcançava os valores recomendados internacionalmente. 

O entrevistado do mês é Adalberto Val, biólogo paulista que desvendou os mecanismos de adaptação biológica dos peixes da Amazônia. Nos últimos anos, diante das mudanças na região, como a expansão populacional, a poluição e o desmatamento, agravadas pelo aquecimento global, ele começou a ver se os peixes poderiam sobreviver a outra reviravolta ambiental, como as que passaram ao longo de milhões de anos. Descobriu que algumas espécies são mais resistentes que outras, mas de modo geral os organismos aquáticos são bastante sensíveis a variações de temperatura. Essa descoberta explica a mortandade de peixes e botos durante a seca que atingiu a Amazônia em 2023, quando a água chegou a 40,9°C. 

A edição traz ainda reportagens sobre estudos que ressaltam personagens anônimos da Guerra do Paraguai; novas técnicas de cultivo de citros que procuram conter o avanço do greening; a morte de leões-­marinhos em Santa Catarina em decorrência da gripe aviária; e o agravamento de conflitos causados pela mineração e influenciados por demandas da transição energética. 

Esses e outros conteúdos podem ser encontrados em: https://mailchi.mp/fapesp/um-filtro-solar-para-a-terra. 

 

Matéria: Agência FAPESP 

Imagem – Ainda que se mostrem relativamente seguras e eficientes em esfriar temporariamente o planeta, medidas seriam, no máximo, paliativas (imagem: Cadan Cummings / Jacobs / JETS / NASA-JSC)

10 de setembro de 2024 0 comentários
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Notícias

Setor agrícola é estratégico nas ações de mitigação das mudanças climáticas, diz cientista da Nasa

por jornalismo-analytica 5 de setembro de 2024
escrito por jornalismo-analytica

As tendências atuais são incompatíveis com um mundo sustentável e equitativo; os sistemas alimentares continuam vulneráveis aos riscos climáticos; e as projeções de mudanças climáticas indicam desafios crescentes: estes foram os principais alertas feitos por Alex Ruane na 7ª Conferência FAPESP 2024, cujo tema foi “Mudanças Climáticas e Segurança Alimentar”. 

Ruane é pesquisador da Nasa, a agência espacial norte-americana, onde codirige o Grupo de Impactos Climáticos, e cientista associado do Centro de Pesquisa de Sistemas Climáticos da Universidade Columbia, em Nova York. Foi também o autor principal do capítulo 12 do 6º Relatório de Avaliação do Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (IPCC AR6), da Organização das Nações Unidas (ONU), com informações sobre riscos climáticos. 

Reiterando o que havia dito em entrevista concedida à Agência FAPESP, o pesquisador enfatizou a necessidade de proatividade no processo de mitigação e adaptação, para o qual as escolhas feitas agora e nos próximos dez anos são cruciais. E disse que “os modelos agrícolas podem nos ajudar a começar a habilitar e implementar ações de adaptação e mitigação que sejam viáveis, equitativas e justas”. 

Neste contexto, afirmou, “o mundo está pedindo ao setor agrícola que assuma um desafio quádruplo: aumentar a produção de forma sustentável para fornecer alimentos saudáveis para populações em crescimento e desenvolvimento; adaptar-se às mudanças climáticas e aos extremos climáticos em andamento; mitigar as emissões de terras agrícolas; manter incentivos financeiros para a agricultura”. 

O cientista apresentou dados, mostrando que os dez anos compreendidos entre 2011 e 2020 foram, na média, 1,1°C mais quentes do que o período entre 1850 e 1900. Se a tendência atual não for modificada, o mundo poderá ultrapassar na próxima década o limiar de 1,5°C, a partir do qual lidar com a crise climática se tornará excepcionalmente mais difícil. Cinco cenários se apresentam, então, indo do mais favorável, caso o aquecimento fique abaixo de 1,5°C, ao calamitoso, caso a temperatura média global aumente 4°C ou mais. 

No pior cenário, a frequência de eventos extremos de calor poderá aumentar até 40 vezes, com incrementos de temperatura superiores a 5°C, e chuvas extremas tenderão a ocorrer 2,7 vezes mais, com acréscimo de precipitação de até mais de 30%. 

O pesquisador destacou que não é apenas o aumento médio da temperatura global que afeta a produção agrícola e a segurança alimentar. Mas também os eventos extremos suscitados pela crise climática, que exercem um impacto direto sobre as plantações. 

Ruane reiterou o papel vital dos modelos climáticos e agrícolas no planejamento para o futuro: “Esses modelos permitem que os governos e outras partes interessadas desenvolvam estratégias de mitigação”. E discorreu sobre o projeto Agricultural Model Intercomparison and Improvement Project (AgMIP), que ele coordena e cuja missão é melhorar significativamente os modelos agrícolas e as capacidades científicas e tecnológicas, para avaliar os impactos da variabilidade e mudança climática e outras forças motrizes na agricultura, segurança alimentar e pobreza em escalas locais e globais. 

Um dado importante, que o pesquisador já havia assinalado na entrevista, é o fato de que as adaptações necessárias para enfrentar as mudanças climáticas exigem investimentos de longo prazo. Por isso, os formuladores de políticas e os investidores precisam começar a planejar agora para garantir que as infraestruturas e tecnologias necessárias estejam disponíveis no futuro. 

A palestra também abordou a questão da justiça social no contexto das mudanças climáticas. Ruane argumentou que as soluções para os desafios climáticos e de segurança alimentar “devem ser justas e equitativas, garantindo que as populações mais vulneráveis, que são as mais afetadas pelas mudanças climáticas, recebam o apoio necessário”. E destacou que a justiça social não é apenas uma questão ética, mas também uma necessidade prática para garantir a sustentabilidade das soluções implementadas. 

O palestrante concluiu reafirmando a urgência de agir. Destacou que as escolhas que fizermos nas próximas décadas serão cruciais para determinar o futuro do nosso planeta e das gerações vindouras. E encorajou os participantes a pensar em soluções inovadoras e a trabalhar juntos para enfrentar os desafios impostos pelas mudanças climáticas e pela insegurança alimentar, sublinhando a necessidade de colaboração entre governos, setor privado, sociedade civil e comunidade científica. 

A conferência contou com a presença de Marcio de Castro Silva Filho, diretor científico da FAPESP, e Carlos Alfredo Joly, membro da coordenação do Ciclo de Conferências FAPESP 2024. A moderação foi de Jurandir Zullo Junior, do Centro de Pesquisas Meteorológicas e Climáticas Aplicadas à Agricultura da Universidade Estadual de Campinas (Cepagri-Unicamp). 

Na abertura do evento, Silva Filho informou que, apesar de o Brasil ser o terceiro produtor mundial de alimentos, apenas atrás dos Estados Unidos e da China, 20% da população do Estado de São Paulo, o mais rico do país, apresentam algum nível de insegurança alimentar. E que 3% padecem de insegurança grave. A boa notícia trazida pelo diretor científico foi que a FAPESP está elaborando um novo programa, focado em segurança alimentar, que deverá se desenvolver em sinergia com outras iniciativas existentes. 

A 7ª Conferência FAPESP 2024 – “Mudanças Climáticas e Segurança Alimentar” pode ser assistida na íntegra em: www.youtube.com/live/gsnWaibumWo. 

Matéria – José Tadeu Arantes | Agência FAPESP 

Imagem – Conferência foi apresentada na FAPESP na sexta-feira (foto: Phelipe Janning/Agência FAPESP) 

5 de setembro de 2024 0 comentários
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Notícias

Desertificação na Caatinga reduz em mais de 50% a funcionalidade do solo

por jornalismo-analytica 30 de agosto de 2024
escrito por jornalismo-analytica

Estudo publicado na revista Applied Soil Ecology analisou o impacto da desertificação da Caatinga e constatou que a degradação reduz em mais de 50% a funcionalidade do solo, reduzindo a capacidade de sustentar o crescimento das plantas e promover bem-estar humano e animal. Outra consequência apontada no artigo é a diminuição do sequestro de carbono.

A investigação foi conduzida por cientistas da Universidade Federal do Ceará (UFC) e do Centro de Pesquisa para Inovação em Gases de Efeito Estufa (RCGI) da Universidade de São Paulo (USP).

Foram analisadas 54 amostras de terra obtidas em temporadas de seca e de chuva, em três diferentes territórios do Núcleo de Desertificação de Irauçuba, no norte do Ceará, sendo que cada um deles conta com áreas de vegetação nativa, degradada e restaurada.

A redução de mais de 50% na funcionalidade do solo foi calculada por meio de diversas análises físicas, biológicas e químicas em áreas degradadas pela ação humana. Do ponto de vista físico, observou-se um solo bastante comprometido, principalmente pela compactação causada pelo pisoteio dos animais.

“Esse fenômeno reduz a porosidade, impedindo a infiltração de água e, consequentemente, acaba acelerando o processo de erosão do solo”, explica Antonio Yan Viana Lima, doutorando na Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz (Esalq) da USP, pesquisador do RCGI e primeiro autor do artigo.

“Do ponto de vista biológico, os indicadores de composição microbiana, teores de carbono e atividade enzimática mostraram-se favoráveis para o crescimento da vegetação e para o sequestro de carbono”, detalha Lima. “Mas vimos pouca variação dos indicadores químicos entre as áreas estudadas, inclusive entre aquelas restauradas e degradadas. Isso demonstra que os componentes biológicos são importantes indicadores de saúde do solo, porque prontamente respondem a perturbações humanas”, complementa.

“Nas áreas restauradas, constatamos que, ao impedir a ação do homem, é possível atingir índices físicos, químicos e biológicos próximos de sua composição original”, conta Arthur Pereira, professor da UFC e coordenador do estudo.

As áreas restauradas, segundo ele, são campos que há mais de duas décadas foram totalmente cercados no intuito de impedir a ação do homem e a circulação de animais. Nesses campos, não foi plantada nenhuma espécie, porque a proposta era verificar como e se a vegetação conseguiria se regenerar naturalmente sem essas interferências.

“O interessante é que os resultados das análises nessas áreas, em todos os aspectos, foram muito próximos do que se viu nas áreas de vegetação nativa. Assim, ao longo de duas décadas, está sendo possível recuperar a saúde do solo, o que pode ser promissor ainda para o sequestro de carbono, uma vez que essas terras registraram maiores valores de estoques de carbono total e microbiano”, afirma Pereira.

Metodologia

O estudo utilizou a ferramenta Soil Management Assessment Framework (SMAF) no semiárido. Usada para avaliar a saúde do solo, essa ferramenta se baseia em cálculos, realizados por algoritmos, que colocam os resultados dos fatores analisados em uma escala de 0 a 100, sendo 100 o mais positivo. E, a partir disso, chega a um número final que corresponde a um índice de saúde do solo.

O grupo de pesquisadores está agora expandindo a análise para os três outros núcleos de desertificação do semiárido, para verificar, com auxílio da SMAF, se a situação observada em Irauçuba representa toda a Caatinga e se há outras técnicas de recuperação de solos degradados.

Essas novas empreitadas estão sendo desenvolvidas no âmbito do projeto Caatinga Microbiome Initiative (CMI), uma iniciativa interinstitucional, criada em 2022, que envolve mais de 20 professores e pesquisadores do Brasil e do exterior, com o objetivo de estudar o microbioma da Caatinga e sua relação com a saúde do solo.

A pesquisa está inserida no escopo de vários projetos do programa Nature Based Solution do RCGI, que é um Centro de Pesquisa em Engenharia (CPE) constituído por FAPESP e Shell, com apoio de diversas empresas. Dentre as iniciativas do centro está o projeto 53, que desenvolve sistemas agrícolas integrados, uma estratégia de criar em uma mesma área uma variedade de produções, respeitando a sazonalidade de cada uma das culturas.

O artigo Grazing exclusion restores soil health in Brazilian drylands under desertification process pode ser lido em: www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0929139323003050.

* Com informações do RCGI.

Matéria – Agência FAPESP*
Imagem – Outra consequência apontada no artigo é a diminuição do sequestro de carbono (foto: arquivo/Agência Brasil)

30 de agosto de 2024 0 comentários
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FAPESP e Claro vão apoiar centro de pesquisa com foco em conexão 5G e IA generativa

por jornalismo-analytica 29 de agosto de 2024
escrito por jornalismo-analytica

FAPESP e Claro lançaram ontem (21/08) uma chamada de propostas para a criação de um Centro de Pesquisa em Engenharia/Centro de Pesquisa Aplicada (CPE/CPA) voltado ao desenvolvimento de soluções em conexão 5G e inteligência artificial (IA) generativa para três áreas: Smart Cities, Indústria 4.0 e Agro.

O programa CPE/CPA prevê a constituição de centros apoiados pela Fundação em parceria com empresas ou entidades do governo, com a finalidade de promover financiamento de longo prazo e executar projetos de pesquisa complexos, na fronteira do conhecimento, orientados a problemas e à busca de resultados bem definidos e que colaborem para a formação de um centro de pesquisa de classe mundial durante sua existência. Adicionalmente, o centro deve desenvolver meios efetivos de transferência de tecnologia, educação e disseminação do conhecimento.

“Trata-se do maior programa de cooperação em pesquisa entre a academia e empresas do país. Para a FAPESP, é importante ter a Claro como parceira nessa iniciativa para, assim, garantir financiamento de longo prazo a um CPE com pesquisas voltadas ao desenvolvimento de soluções em temas como Smart Cities, Indústria 4.0 e Agro”, destacou Marco Antonio Zago, presidente da Fundação.

Rodrigo Duclos, diretor de Inovação e Digital da Claro, ressaltou que a empresa é uma grande incentivadora do trabalho conjunto entre os diversos agentes do ecossistema de inovação. “A conexão entre os recursos tecnológicos e o conhecimento técnico que a empresa dispõe com o capital humano e de pesquisa que a academia pode proporcionar é fundamental para o desenvolvimento de soluções que efetivamente consigam desbloquear o potencial das tecnologias emergentes para o benefício dos negócios e da sociedade.”

Propostas em inglês serão recebidas pelo Sistema de Apoio à Gestão (SAGe) até 18 de novembro. O novo centro deverá estar sediado em uma ou mais instituições de ensino superior e/ou pesquisa – públicas ou particulares sem fins lucrativos – no Estado de São Paulo. A instituição-sede deve assumir compromissos com a guarda e o acesso a materiais e equipamentos e com apoio institucional ao projeto de pesquisa.

Participará do centro um cientista indicado pela Claro, que terá prerrogativas de um pesquisador visitante na instituição-sede e atuará como vice-diretor do CPE. Espera-se que o centro contribua com transferência de conhecimento para a Claro e para a sociedade e que as pesquisas desenvolvidas em seu âmbito possam subsidiar a realização de projetos em parceria com órgãos responsáveis por políticas públicas, a interação com o sistema educacional e a geração de pequenas empresas.

O plano do CPE selecionado deverá incluir pesquisa internacionalmente competitiva nas três áreas da chamada – Smart Cities, Indústria 4.0 e Agro – explorando o máximo possível as sinergias e complementaridades entre os tópicos listados.

Na vertical Smart Cities, espera-se que o novo centro busque pesquisas que visem disseminar a aplicação da conectividade em toda a infraestrutura urbana de forma a habilitar o planejamento, a operação e a otimização dos serviços públicos baseados em dados com coleta e transmissão em tempo real, tendo como foco três principais frentes: mobilidade, segurança e sustentabilidade.

Quanto à vertical Agro, deverão ser conduzidas pesquisas que acelerem a disponibilidade de conectividade no campo para habilitar a comunicação e o monitoramento ativo de toda a cadeia de produção agropecuária.

E, na vertical Indústria 4.0, o propósito principal será desenvolver soluções e aplicações de baixo custo que possam otimizar processos, aumentar a eficiência, reduzir custos e melhorar a produtividade das indústrias.

O apoio da FAPESP e da Claro ao centro será de até R$ 4 milhões ao ano, sendo 50% provenientes da FAPESP e 50% da Claro. A duração será de cinco anos, com possibilidade de prorrogação por até dez anos, totalizando um investimento máximo de R$ 40 milhões.

Espera-se que o centro selecionado, além do financiamento da FAPESP e da Claro, busque outras fontes para o seu financiamento, sendo este considerado um fator que valoriza a proposta no processo de seleção.

A chamada está disponível em: fapesp.br/16941.

Matéria – Agência FAPESP
Imagem – Propostas em inglês serão recebidas até 18 de novembro (imagem: Freepik*)

29 de agosto de 2024 0 comentários
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Notícias

Cientistas usam cinzas geradas pela queima do bagaço da cana para recuperar nutrientes da vinhaça

por jornalismo-analytica 28 de agosto de 2024
escrito por jornalismo-analytica

O Brasil é responsável por 8% do consumo mundial de fertilizantes, sendo o potássio o principal nutriente aplicado nas lavouras. Cerca de 96% do potássio que o país consome é importado, segundo dados recentes do governo federal. Entretanto, é possível obter esse mineral a partir de resíduos da indústria sucroenergética, como a vinhaça.

“Em 150 metros cúbicos de vinhaça encontramos, em média, 340 quilos de potássio. Importamos esse insumo, sobretudo nitrato de potássio, enquanto jogamos fora uma imensa quantidade dele. Além do desperdício, é uma situação que nos deixa vulneráveis, até mesmo a conflitos, como, por exemplo, a guerra da Ucrânia, país que tradicionalmente nos fornece o fertilizante”, resume a química Roselena Faez, professora titular da Universidade Federal de São Carlos (UFSCar), campus de Araras.

Com seus orientandos do Programa de Pós-Graduação em Agricultura e Ambiente, Faez vem tentando encontrar meios de reutilizar o potássio e o nitrogênio da vinhaça, gerada em enormes quantidades pela indústria da cana. Para cada litro de etanol produzido são gerados de 12 a 18 litros de vinhaça.

Em um dos trabalhos, Faez e sua orientanda de mestrado Milena Maria Antonio usaram as cinzas resultantes da queima do bagaço da cana para retirar esses nutrientes da vinhaça. O estudo foi publicado no Journal of Environmental Management e contou com o apoio da FAPESP.

Cinzas

O bagaço da cana-de-açúcar é fonte de energia para a indústria, que queima o material. A cientista ressalta que essa combustão acontece em altos-fornos, sem parâmetros controlados, e gera basicamente dois resíduos: fuligem e cinzas. “O interessante das cinzas é que elas têm material carbonáceo, consistindo em uma parte de carbono e também sílica. Trata-se de um material poroso, que ajuda no processo de adsorção. Existem vários projetos para uso desse resíduo, principalmente como aditivo para material cerâmico, tijolo, asfalto. Mas utilizar as cinzas não modificadas para recuperar nutrientes da vinhaça é algo inédito.”

Ela explica que as cinzas, com um perfil heterogêneo, compreendem vários tipos de partículas, do ponto de vista estrutural. Podem ser irregulares, esféricas, tubulares fibrosas ou prismáticas. As tubulares fibrosas apresentam maior porção carbonácea, as angulosas irregulares têm grande proporção de sílica. “Além de grande porosidade, essas partículas têm grupos hidroxilas e grupos carbonilas com cargas negativas que interagem com as cargas positivas dos íons em que estamos interessados [de potássio e nitrogênio]. Assim, além das interações físicas proporcionadas pela porosidade [adsorção], há também interações químicas [absorção].”

De acordo com Faez, muitas pessoas trabalham para melhorar a capacidade de sorção (adsorção e/ou absorção) das cinzas com modificação superficial das partículas ricas em sílica. “É possível adicionar outros grupos químicos ali, mas esse trabalho adicional não era desejável. A intenção era pegar dois resíduos brutos e saber o que a gente conseguiria fazer com eles, num processo com o menor gasto energético possível e que gerasse dois produtos interessantes. Assim, usamos as cinzas após simples lavagem e secagem. Partimos do princípio de que, quanto menos processamento for necessário, mais fácil será convencer a indústria sucroalcooleira a inserir essa nova etapa no processo produtivo.”

Vinhaça

O rejeito representa um problema por demandar muito oxigênio para decompor a matéria orgânica, tanto quimicamente quanto bioquimicamente (com a ajuda de microrganismos). Muito rica em potássio (aproximadamente 4 mil partes por milhão a cada 100 mililitros), além de fósforo e nitrogênio, é comumente usada como fertilizante, sendo jogada diretamente no solo, às vezes diluída. “Colocada diretamente no campo, que é o que geralmente se faz, pode provocar acidificação e salinização do solo.”

As normativas existentes exigem que a vinhaça seja tratada antes de empregada para tal finalidade. No Estado de São Paulo, maior produtor brasileiro de cana-de-açúcar, a aplicação da vinhaça no solo agrícola foi regulamentada pela Norma Técnica P 4.231, editada pela Companhia Ambiental do Estado de São Paulo (Cetesb) em 2005.

“Entre os cientistas, já existe muita gente pensando na vinhaça, sempre no sentido de diminuir sua demanda bioquímica. Entretanto, não encontramos nenhum trabalho com o objetivo de reutilizar seus nutrientes”, garante Faez.

Segundo ela, a vinhaça é a continuação do processo de destilação e contém muitos compostos que vão gerando ácidos orgânicos ao longo do caminho. “Assim, no processo de sorção, certamente também estamos retirando outros componentes da vinhaça.”

As cientistas conseguiram não somente recuperar os nutrientes desejados, mas melhorar a própria vinhaça. “Melhoramos a sua acidez, deixando-a com o pH neutro, próximo a 7, graças ao caráter alcalino das cinzas. Além disso, demonstramos com sucesso o potencial das cinzas como sorvente de nutrientes eficazes para o tratamento da vinhaça.”

Elas começaram identificando as condições ideais de sorção usando, para isso, uma solução que simulava a vinhaça. As cinzas, mergulhadas no líquido, foram deixadas em uma mesa de agitação. Chegaram à proporção de 2,5 gramas (g) de cinzas e 6 horas (h) de tempo de contato entre as cinzas e o líquido.

Após a identificação das condições ideais de sorção, dois testes foram realizados com a vinhaça in natura. Primeiro, 2,5 g de cinzas e 100 mL de vinhaça foram misturados em condições predeterminadas por 6 e 24 horas. O segundo teste foi um processo de três etapas que totalizou 72 horas, com as cinzas sendo substituídas a cada etapa.

“No primeiro, usamos a menor quantidade possível de cinzas no tempo mais curto possível para avaliar a concentração dos íons de interesse. E vimos que, se deixássemos as mesmas cinzas na vinhaça por um período longo, como 24 horas, o processo não se mostrava eficiente. Então, fizemos um segundo teste, de 72 horas, em bateladas, trocando as cinzas a cada 24 horas.”

As cinzas ricas em potássio e nitrogênio resultantes do processo podem ser usadas como fertilizante, enquanto da vinhaça foi retirado seu caráter ácido, o que deve reduzir o impacto negativo para o solo. “Outra aluna está começando a avaliar o uso da vinhaça tratada no solo e seu efeito em comparação à não tratada”, adianta Faez.

Segundo a cientista, a ideia de sustentabilidade deu início a um processo revolucionário, no qual os ciclos produtivos não podem mais ficar abertos, devendo se fechar sem deixar pegadas. “Mas isso é histórico: a história da química é assim. Hoje, nosso grande problema é minimizar o uso de recursos minerais. E os fertilizantes que usamos são obtidos por mineração. Além disso, o uso excessivo desses compostos tem impacto. Não podemos perder mais nada, não existe mais resíduo. Aliás, essa palavra é imprópria. Resíduo é oportunidade e não problema.”

O artigo Unlocking Agronutrient Resources: Sorption Strategies for sugar-energy industry waste pode ser lido em: www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0301479724006200?via%3Dihub.

Matéria – Karina Ninni | Agência FAPESP
Imagem – As cinzas foram mergulhadas em um líquido que simula a vinhaça para a avaliação da metodologia (foto: Milena Maria Antonio)

28 de agosto de 2024 0 comentários
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Notícias

Sistemas agropecuários sustentáveis ajudam a reduzir as emissões de gases de efeito estufa

por jornalismo-analytica 26 de agosto de 2024
escrito por jornalismo-analytica

Estudo conduzido na Universidade de São Paulo (USP) buscou avaliar em que medida a adoção de práticas da chamada “agricultura climaticamente inteligente” (CSA, na sigla em inglês) é capaz de mitigar as emissões de gases de efeito estufa no Brasil. Esse conjunto de métodos busca transformar e reorientar a agricultura de modo a alcançar maior sustentabilidade e resiliência econômica, social e ambiental.

Para responder à questão, cientistas do Centro de Energia Nuclear na Agricultura (Cena-USP) e da Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz (Esalq-USP) fizeram uma revisão sistemática de artigos já publicados com medições desses gases no campo. Os resultados foram divulgados no Journal of Cleaner Production.

A investigação foi conduzida no âmbito do Centro de Estudos de Carbono em Agricultura Tropical (CCARBON) e do Centro de Pesquisa para Inovação em Gases de Efeito Estufa (RCGI). O CCARBON é um Centro de Pesquisa, Inovação e Difusão (CEPID) da FAPESP sediado na Esalq-USP. O RCGI é um Centro de Pesquisa em Engenharia (CPE) constituído na Escola Politécnica da USP por FAPESP e Shell, com apoio de diversas empresas.

De acordo com Wanderlei Bieluczyk, bolsista de pós-doutorado da FAPESP no Cena-USP e primeiro autor do artigo, constatou-se que “converter áreas de pastagens degradadas e de agricultura convencional para práticas de CSA, especialmente para sistemas integrados de produção, tem elevado potencial para mitigar a emissão de gases. Isso graças a uma redução das emissões de metano [CH4] entérico por produto [por quilograma de carne produzido, por exemplo] e ao funcionamento do solo como um dreno de CH4”.

Em entrevista à Divisão de Comunicação da Esalq-USP, Bieluczyk destacou ainda que há poucos dados sobre emissões de gases do efeito estufa medidas em campo no Brasil, “dificultando extrapolações para todos os biomas brasileiros”.

O artigo revelou que há poucos pesquisadores e instituições atuando nessa área em importantes regiões do país, como Norte e Nordeste, evidenciando a necessidade de apoio à infraestrutura e de recursos para aumentar o número de estudos nesses locais.

Também enfatizou a busca por aprimoramentos metodológicos e oportunidades de pesquisa, incluindo a urgência de priorizar medições frequentes de dióxido de carbono (CO2), metano e óxido nitroso (N2O) em múltiplos sistemas de CSA ao longo de vários anos.

“Isso permitirá cálculos confiáveis de balanço de carbono e removerá barreiras decorrentes da falta de resultados abrangentes para implementar programas de certificação, possibilitando incluir sistemas de CSA no mercado de carbono e em outros mecanismos de finanças verdes”, avaliou Maurício Roberto Cherubin, professor da Esalq e vice-diretor do CCARBON.

Os autores finalizam reforçando que os resultados são importantes para refinar o inventário nacional de gases do efeito estufa, servem de evidência científica sobre o potencial de soluções baseadas na natureza e para apoiar novas políticas, projetos e investimentos no Brasil.

O artigo Greenhouse gas fluxes in brazilian climate-smart agricultural and livestock systems: A systematic and critical overview pode ser lido em: www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S095965262402230.

 

Estudo buscou avaliar em que medida a adoção de práticas da agricultura climaticamente inteligente é capaz de mitigar as emissões no Brasil(imagem: CCARBON)

Matéria – Agência FAPESP

26 de agosto de 2024 0 comentários
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Notícias

Novo estudo questiona a validade do modelo-padrão de explosões solares

por jornalismo-analytica 23 de agosto de 2024
escrito por jornalismo-analytica

Explosões solares são eventos extremamente intensos que ocorrem na atmosfera do Sol com durações que variam de minutos a algumas horas. Segundo o modelo-padrão, a energia que desencadeia tais fenômenos é transportada por elétrons acelerados que se precipitam da região de reconexão magnética na coroa para a cromosfera. Por meio de colisões, esses elétrons depositam a energia na cromosfera, causando aquecimento e ionização do plasma e intensa radiação em várias faixas do espectro eletromagnético. As regiões de deposição da energia são chamadas de “pés” dos arcos da explosão e normalmente aparecem em pares magneticamente conectados.

Para testar a validade do modelo-padrão, um estudo recente comparou resultados de simulações computacionais baseadas no modelo com dados de observação fornecidos pelo telescópio McMath-Pierce durante a erupção SOL2014-09-24T17:50. O foco do estudo foi medir o lapso temporal na emissão de radiação em infravermelho (IR) de duas fontes cromosféricas pareadas. O trabalho foi publicado no periódico Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

“Encontramos uma importante diferença entre o dado fornecido pela observação telescópica e o comportamento previsto pelo modelo. Na observação telescópica, os pés de arco pareados aparecem como duas regiões intensamente luminosas na cromosfera solar. Como os elétrons incidentes partem da mesma região da coroa e percorrem trajetórias semelhantes, seria de esperar, com base no modelo, que as duas manchas brilhassem quase que simultaneamente na cromosfera. Não foi isso, porém, que a observação telescópica mostrou. Houve um atraso de 0,75 segundo entre um brilho e outro”, diz Paulo José de Aguiar Simões, professor da Escola de Engenharia da Universidade Presbiteriana Mackenzie, pesquisador do Centro de Radioastronomia e Astrofísica Mackenzie e primeiro autor do artigo.

Um atraso de 0,75 segundo talvez pareça irrelevante, mas, considerando todas as configurações geométricas possíveis, os pesquisadores constataram que, com base no modelo, o atraso máximo seria de 0,42 segundo. O número real é expressivamente maior. “Utilizamos uma técnica estatística sofisticada para inferir as diferenças de tempo das emissões dos pés de arcos, e o chamado Método Monte Carlo para estimar as incertezas desses valores. Além disso, os resultados foram testados por simulações de transportes de elétrons e por simulações radiativo-hidrodinâmicas. Por meio de todos esses recursos, pudemos construir diferentes cenários para o tempo de voo dos elétrons da coroa até a cromosfera e o tempo de produção da radiação no infravermelho. Todos os cenários baseados nas simulações apresentaram diferenças de tempo muito menores do que as obtidas pela observação telescópica”, informa Simões.

Um dos cenários testados foi o de espiralização e aprisionamento magnético dos elétrons na coroa. “Usando simulações de transportes de elétrons, exploramos cenários de assimetria magnética entre os pés dos arcos. A expectativa era a de que, quanto maior fosse a diferença das intensidades dos campos magnéticos entre os pés de arcos, maior seria o atraso de tempo na penetração dos elétrons na cromosfera. Isso deveria causar também maior discrepância na quantidade de elétrons que atingissem a cromosfera, devido ao efeito de aprisionamento magnético. Porém, a análise dos dados observacionais em raios X mostrou intensidades muito semelhantes originadas nos pés dos arcos, indicando quantidades parecidas de deposição de elétrons nessas regiões. Portanto, não estava aí a causa do atraso observado nas emissões”, afirma o pesquisador.

As simulações radiativo-hidrodinâmicas também mostraram que os tempos de ionização e recombinação na cromosfera são rápidos demais para explicar o atraso. “Simulamos o tempo de geração das emissões no infravermelho. Além de calcular o transporte dos elétrons até a cromosfera, também calculamos suas deposições de energia e as consequências que produzem no plasma: aquecimento; expansão; ionização e recombinação de átomos de hidrogênio e hélio; radiação produzida no local, que tem o efeito de liberar o excesso de energia. A radiação no infravermelho é produzida como resultado do aumento da densidade de elétrons no meio cromosférico, uma consequência da ionização do hidrogênio, originalmente em estado neutro no plasma. O resultado das simulações mostrou que, com a penetração dos elétrons acelerados, a ionização e geração da emissão no infravermelho são quase instantâneas e, portanto, incapazes de explicar o atraso de 0,75 segundo entre as emissões dos pés de arco”, detalha Simões.

Em resumo, nenhum dos processos simulados a partir do modelo deu conta de explicar o dado observado. Diante disso, a conclusão dos pesquisadores foi até certo ponto óbvia: é preciso reformular o modelo-padrão. Pois é assim que a ciência procede. “O atraso temporal observado entre as fontes cromosféricas desafia o modelo-padrão de transporte de energia por feixes de elétrons. A existência de um atraso maior sugere que outros mecanismos de transporte de energia podem estar em jogo. Mecanismos como ondas magnetossônicas, transporte condutivo ou outras formas de transporte de energia podem ser necessários para explicar o atraso observado. Esses mecanismos adicionais precisam ser considerados para uma compreensão completa das erupções solares”, sintetiza o artigo.

O estudo recebeu apoio da FAPESP por meio de dois projetos (13/24155-3 e 22/15700-7).

O artigo Precise timing of solar flare footpoint sources from mid-infrared observations pode ser acessado em: https://academic.oup.com/mnras/article/532/1/705/7699879?utm_source=advanceaccess&utm_campaign=mnras&utm_medium=email.

Matéria – José Tadeu Arantes | Agência FAPESP
Imagem – Evolução temporal de explosão solar observada em 24/09/14: a) à esquerda só aparece uma das manchas brilhantes; b) à direita começa a aparecer a segunda mancha. Essas regiões não marcam os pés da explosão analisados no estudo (crédito: Simões et al., 2024/Solar Dynamics Observatory)

23 de agosto de 2024 0 comentários
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