Minhocário

MINHOCÁRIO 

A criação de minhocas, além de lucrativa é uma atividade com baixo investimento inicial. As instalações requerem poucas despesas e para sua alimentação não se necessita de grandes investimentos de dinheiro,são excelentes reestruturadoras canalizadoras e refertilizadoras do solo.

A minhoca é considerada como uma importante aliada nos bioprocessos já que pode alimentar-se de resíduos que se fossem jogados diretamente no meio seriam altamente poluidores, como lodo de esgoto, lixo domiciliar ou agroindustrial.

Existem, no mundo, já classificadas, em torno de 3100 espécies de minhocas. Ela vive cerca de oito anos, é prolífera e suas dejetos constituem adubo 100% orgânico, rico em flora bacteriana, macro e micronutrientes benéficos para os mais variados tipos de culturas agrícolas. As minhocas se alimentam de resíduos orgânicos e restos vegetais em decomposição, portanto, elas não comem raízes vivas, é um dos poucos seres vivos que não tem, não hospedam, nem transmitem qualquer tipo de doença .

O alimento que passa pelo intestino da minhoca, ao ser expelido, apresenta elevados teores de matéria orgânica e de elementos minerais, como o cálcio, que são facilmente assimiláveis pelas plantas apresentando uma boa produtividade agrícola

A minhoca é citada pela literatura internacional como fonte de propriedades medicinais no tratamento de bronquite, pedras na vesícula, febre, hemorróida, impotência, doenças da pele, reumatismo, paralisia cerebral e até mesmo do câncer. Sendo 60% do peso corporal da minhoca composto de proteína pura.

• Charles Darwin , naturalista inglês, afirmou que é verdadeiramente extraordinário que toda camada superficial do solo vegetal tenha passado, em alguns anos, pelos corpos das minhocas. 

Minhoca 

Para a minhocultura a espécie mais utilizada é a Vermelha da Califórnia, Eisenia Foetida, devido a sua taxa elevada de multiplicação e viverem em montes de esterco e resíduos orgânicos, são fáceis de se adaptarem ao canteiro de criação.




As minhocas possuem 5 pares de corações e 1 par de rins. Sua respiração é feita através da pele, pelas ramificações capilares (respiração cutânea), daí a necessidade de umidade suficiente no substrato. É fotofóbica, tendo, portanto, horror ao sol, à luz natural ou artificial. Exposta ao sol por alguns minutos, ela morrerá. Não possuem visão nem audição, mas são sensíveis ao tato. Quando seccionada na parte dianteira até o nono anel, a minhoca tem a capacidade de auto-regenerar-se. Cada minhoca, em condições ideais, pode deixar de 100 a 140 descendentes em um ano. Levando em consideração que as filhas e as netas também procriarão, podemos afirmar com absoluta convicção que, em um ano, uma minhoca pode ter até 1.500 descendentes. Quando nascem, as minhocas são brancas, tomando a cor de seus pais à medida que forem se alimentando.

Embora a minhoca seja frágil, ela pode remover material (terra) em quantidade de até 60 vezes o seu próprio peso. Esse movimento torna o solo mais poroso, permeável, macio, arejado, solto e leve, e melhora fisicamente a sua estrutura e a sua composição, tornando mais fácil o seu manejo para cultivo. Nesse solo, a penetração das raízes e da água é facilitada, o que possibilita um desenvolvimento maior das plantas, com melhores safras e com mais altos índices de produtividade.

O tempo estimado para a produção de húmus vai depender da quantidade de minhocas, da qualidade do composto, do ambiente, em suma, das condições do canteiro. Uma estimativa razoável é de em média 3.000 minhocas Califórnia p/metro cúbico, com uma temperatura por volta de 20 graus e uma umidade em torno de 50 %, podemos ter em 40 dias o canteiro totalmente transformado em húmus. Mantidas as condições ideais neste mesmo canteiro a população dobra em mais 40 dias.

Vantagens na Utilização do Húmus

O húmus é inodoro, asséptico (não contém, inclusive, sementes de ervas daninhas), rico em matéria orgânica, nitrogênio, fósforo, potássio, nitratos, cálcio, magnésio, minerais e microelementos assimiláveis pelas raízes das plantas. Não é tóxico para as plantas, animais e crianças, podendo ser utilizado em interiores.

O adubo químico pode ser utilizado concomitantemente com o húmus, melhorando a qualidade da terra quanto à sua acidez, ao mesmo tempo em que aumenta substancialmente a resistência das plantas às doenças e às pragas, dando-lhes imunidade natural, e, ao mesmo tempo, corrigindo a salinização provocada pelo emprego do adubo químico.

O húmus de minhocas é um produto da mais alta qualidade, enriquecido com alguns tipos de pó de rochas e outros elementos naturais.

Usado também com sucesso na agricultura em geral, plantios diversos, cultura de ervas aromáticas, canteiros de hortaliças, sementeiras, viveiros, reflorestamento, floricultura, fruticultura, não se dispersando no solo com água, tão facilmente quanto os demais adubos. Os vegetais ficam mais resistentes à ação de pragas e doenças. É de grande importância para o solo porque trata a terra e a planta simultaneamente, enquanto que a adubação química atinge apenas a planta.

A criação de minhocas (vermicompostagem), é uma alternativa para aproveitamento de resíduos tanto de origem vegetal como animal, tais como o esterco animal, lodo de esgoto doméstico e material em decomposição.

Quando se estoca húmus produzido por minhocas, no sítio ou na fazenda, com o objetivo de utilizá-lo mais tarde, é bom lembrar que o produto tem microrganismos vivos, úteis para o solo. Por isso, o prazo máximo considerado suportável de armazenagem é de seis meses. Depois desse prazo, ele começa a perder eficiência.


 

Composição do Húmus

Matéria orgânica	30 a 55%
Nitrogênio	1,0 a 3,0%
Fósforo	1,5 a 5,0%
Potássio	0,5 a 2,0%
Carbono	1,5 a 3,0%
Cálcio	2,0 a 5,5%
Microelemento	1,00%
Umidade	40 a 50%
pH	5,0 a 7,0%

Minhocário 

Deve ser construído em terreno seco, bem drenado, acima do nível do solo, plano ou ligeiramente inclinado, no sentido da curva de nível, para se evitar a erosão e para evitar o acúmulo de água por ocasião das chuvas. 

O comprimento do canteiro pode variar de acordo com a necessidade do minhocultor e a condição física do terreno. Os mais usados medem 10 metros de comprimento, 1 metro de largura e 30 a 35 centímetros de altura. Existem os de 10, 15, 20, 50 a 100 metros. No entanto, canteiros muito extensos dificultam a movimentação no seu interior. O ideal mesmo, e mais prático é o canteiro com 10 metros de comprimento. 

Se o minhocário não produzir o próprio esterco, deverá ter fornecedores nas proximidades para se evitar o custo alto do transporte. Para se evitar problemas com os órgãos sanitários, deve-se evitar a construção do minhocário perto de residências. 

Benefícios

Com o uso de técnicas apropriadas e também de elementos que realmente atuem positivamente sobre o solo, como é o caso do húmus de minhocas, é possível promover o incremento da agricultura e da produtividade.

As minhocas representam ferramentas bioprocessadoras de matérias orgânicas indispensáveis, sendo de grande valor ambiental e econômico tanto para os minhocultores como para, principalmente, os agricultores que se beneficiam do húmus produzido pelas minhocas, optimizando sua produção.

A minhocultura tem por objetivo principal a abreviação da reciclagem dos rejeitos domiciliar e agro-industrial, contribuindo para a preservação do meio ambiente e propiciando a recuperação das propriedades físicas, químicas e biológicas do solo.

Fontes consultadas:

Darwin, Charles; Formação da camada vegetal sob a ação das minhocas; 1881; Inglaterra; Londres. 

http://www.salvaplantas.com.br 

http://www.herbario.com.br 

http://www.tribunademinas.com.br 

http://www.florestasite.com.br 

Almeida, Paulo Cézar Carrazedo de; Minhocultura: tudo o que você precisa saber; Ed. SEBRAE/MT; Cuiabá; 1996. 

Schorr, Maria Helena Abraão; et. al.; Criação de minhocas, Técnica Mercosul de Instalação de Minhocários; Ed. Feplan; Porto Alegre; 1996.

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Postado em: Desenvolvimento Sustentável,Saúde Ambiental

Poluição das Águas - Esgoto Urbano

Poluição das Águas - Esgoto Urbano

A legislação (Decreto n.º 73.030/73, art. 13, § 1º) classifica como poluição da água qualquer alteração de suas propriedades físicas, químicas ou biológicas, que possa importar em prejuízo à saúde, à segurança e ao bem estar das populações, causar dano à flora e à fauna ou comprometer o seu uso para fins sociais e econômicos. As águas podem ser tanto superficiais quanto subterrâneas.

Uma das principais fontes de poluição das águas são os resíduos urbanos provenientes de fontes industriais e rurais, que são despejados com concientização ambiental ou não. Metais pesados (mercúrio e chumbo por exemplo) e pesticidas despejados frequentemente nas águas geram perigos à saúde e ao meio ambiente. Bem como a contaminação provocada por fosfatos, onde o seu excesso na água provoca eutrofização, e este excesso de alimento gera como resultado um crescimento explosivo de algas que consumem o oxigênio da água, produzindo a morte de peixes e o empobrecimento do sistema ecológico.

Outra grande fonte de contaminação é o esgoto urbano, já que uma grande quantidade das cidades do Brasil não possuem sistemas de tratamento de esgoto, fazendo com que este seja despejado in natura ou semitratado nos corpos d'água.

Esgotos

A disposição adequada dos esgotos é essencial para a proteção da saúde pública, já que diversas doenças como cólera, disenteria, hepatite infecciosa e verminose podem ser transmitidas pela disposição inadequada de esgotos, e são responsáveis por elevados índices de mortalidade em países de terceiro mundo. Além, é claro, dos danos ambientais associado ao despejo do esgoto no ambiente.

Esgoto Urbano = Esgoto Doméstico + Esgoto Comercial + Esgoto Industrial

Composição geral do esgoto: proteínas, gorduras, hidratos de carbono, fenóis, detergentes e defensivos agrícolas, nitrogênio, fósforo, enxofre, metais pesados e compostos tóxicos.

Os grupos de substâncias orgânicas nos esgotos são constituídos principalmente de:

Compostos de proteínas – 40 a 60 %

Carboidratos – 25 a 50 %

Gorduras e óleos – 10 %

Uréia, surfactantes, fenóis, pesticidas e papéis – 2 a 5 %

Tratamento do Esgoto

O objetivo do tratamento de esgotos é remover as impurezas físicas, químicas e biológicas, principalmente os organismos patogênicos. Os processos utilizados para tratamento de esgotos, devem levar em conta as características do esgoto a ser tratado, bem como o grau de recepção do corpo d’agua onde o mesmo será lançado.

Esses tratamentos podem ser classificados em função do tipo de impurezas retiradas e o do seu grau de remoção:

Tratamento Preliminar

Tratamento Primário ou Físico-Químico

Tratamento Secundário ou Biológico

Tratamento Terciário ou Avançado

Tratamento e disposição do lodo

Geralmente são utilizados vários processos em sequencia para que possa ser obtido o resultado desejado.

Tratamento Preliminar

Remove o material mais grosseiro como os sólidos suspensos: trapos, escovas de dente, tocos de cigarro, excretas; e os sólidos decantáveis como areia e gordura. Dentre os processos mais utilizados, podem ser citados:

a) Gradeamento: remoção de sólidos grosseiros e flutuantes.

b) Peneiras: remoção de sólidos finos ou fibrosos que escapam ao gradeamento.

c) Caixas de Areia: remoção de areia e outros detritos pesados inertes.

d) Trituradores: redução de sólidos grosseiros a pequenas dimensões.

e) Caixas de Gordura: remoção de sólidos e gorduras.

Tratamento Primário

Tem por objetivo remover o material em suspensão, não grosseiro, que flutue ou decante, mas que requer o emprego de equipamentos com tempo de retenção maior que no tratamento preliminar: decantadores e flotadores que produzem o lodo primário ou cru que deve ser tratado antes de sua disposição, ou seja, otimizar o efluente ou esgoto doméstico para o tratamento biológico, através da remoção de grande parte da carga poluidora.

1 - Processos Físicos

a) Tanque de Equalização

b) Sedimentação: decantação de partículas sólidas por ação da gravidade.

c) Flotação: separação de partículas líquidas ou sólidas de maior densidade.

2 - Processos Químicos

a) Coagulação e floculação: adição de substâncias químicas que aumentam a massa da partícula, tornando-a mais pesada e maior, passível de sedimentar mais rapidamente.

Tratamento Secundário

O esgoto contém sólidos dissolvidos e finos sólidos suspensos que não decantam, para remove-los pode-se utilizar microrganismos que se alimentam dessa matéria orgânica suspensa ou solúvel, transformando-a em sais minerais e novos micro-organismos.

O tratamento secundário gera algumas vezes um lodo que precisa ser convenientemente manuseado, cujo tratamento e disposição devem ser encarados com atenção, pois, muitas vezes, essas operações tornam-se mais complicadas e dispendiosas do que o próprio tratamento de esgotos.

a) Fossas Sépticas: tanque de escoamento do esgoto de maneira contínua e horizontal.

b) Lagoas de Estabilização: sistemas de tratamento biológico por oxidação microbiológica e ação fotossintética das algas.

c) Digestores Anaeróbios de Fluxo Ascendente: tanque com decantador e defletor.

d) Lodos Ativados: flocos produzidos num esgoto bruto ou decantado pelo crescimento de bactérias ou outros organismos, na presença de oxigênio dissolvido.

Tratamento Terciário

É utilizado quando se deseja um esgoto tratado de qualidade superior. Nesse tratamento pode-se remover nutrientes, que normalmente não são retirados nos tratamentos anteriores, além da matéria orgânica, sólidos suspensos e patogênicos em um grau ainda maior que no tratamento secundário.

Portanto, todos os esforços para manter a integridade do meio ambiente e da saúde humana são válidos, sempre buscando conciliar desenvolvimento econômico e social com qualidade de vida e manutenção da natureza. Avançadas tecnologias e boas ideias não faltam para que se consiga alcançar a otimização dos processos e resultados.

Fontes consultadas

[1] http://www.aultimaarcadenoe.com.br - [2] http://www.terravista.pt - [3] http://www1.ceit.es - [4] http://www.fcapital.com.ar - [5]http://www.mundodoquimico.hpg.ig.com.br - [6] http://www.uniagua.org.br - [7] http://inorgan221.iq.unesp.br - [8] http://www.quimioambiental.com.br - [9] http://www.scielo.br

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Postado em: Saúde Ambiental

Transgênicos no Brasil e no Mundo

TRANSGÊNICOS

Biotecnologia
Define-se biotecnologia como sendo um conjunto de técnicas que utilizam organismos vivos ou partes destes para produzir ou modificar produtos, melhorar geneticamente plantas ou animais, ou ainda desenvolver microorganismos para fins específicos. 
A biotecnologia teve início antes mesmo de o ser humano existir. Alguns animais como os macacos já consumiam certos produtos, resultantes da fermentação de vegetais por microrganismos. 
O termo biotecnologia que é relativamente recente, surgiu, após a utilização em larga escala das fermentações industriais, especialmente na fabricação de antibióticos, tendo como carro-chefe a penicilina produzida por um fungo filamentoso.
A biotecnologia adquiriu uma nova roupagem, quando poderosas tecnologias foram sendo introduzidas especialmente a chamada Tecnologia do DNA Recombinante, popularrnente conhecida como Engenharia Genética. 
A rápida evolução da biotecnologia trouxe ilimitadas possibilidades ao melhoramento de plantas. Isto porque, a biotecnologia possui ferramentas (como por exemplo, os marcadores moleculares) que dão maior rapidez, agilidade e segurança em programas de melhoramento de plantas, uma vez que tem a capacidade de identificar genes de interesse e inseri-los em plantas cultivadas sem a necessidade de número excessivamente grande de esquemas de cruzamento e seleção.

Anos 80
Pesquisadores aperfeiçoaram técnicas que eram capazes de transferir fragmentos de informação genética (os genes) de um organismo para outro.
1982: Insulina humana - transferência do gene que produz a insulina para uma bactéria específica.
1983: Primeira planta trasngênica desenvolvida com a introdução de um gene de bactéria, sendo que, a partir desta data já foram desenvolvidas plantas transgênicas em diversas espécies de interesse agronômico.
O que caracteriza plantas transgênicas é a inserção em uma planta de um gene exógeno (transgene) originado em outra planta, outro organismo ou ainda sintetizado em laboratório. 
Na China em 1994 já era comercializado variedades de fumo resistentes ao vírus TMV (Tobacco Mosaic Virus). Hoje pode-se encontrar genes de resistência em várias culturas como: soja, milho, canola, batata e algodão.

Brasil
Em 1995, foi criado o mecanismo legal para regulamentar as atividades ligadas a este setor, com a aprovação da ‘Lei de Biossegurança’ e criação da CTNBio (Comissão Técnica Nacional de Biossegurança). 
A primeira importação de uma planta geneticamente modificada no Brasil foi a soja transgênica tolerante ao glyphosate (Roundup ReadyTM), efetuada pela ‘Monsanto do Brasil’.
Na pesquisa básica, os organismos transgênicos fornecem excelentes modelos para o estudo de processos celulares básicos. Já o desenvolvimento da tecnologia do DNA recombinante, por si só, causou um enorme impacto no diagnóstico médico de doenças hereditárias e na oncologia. 

Biotecnologia aplicada
Bactérias, fungos, plantas ou animais geneticamente melhorados pela introdução artificial de determinadas características, podem funcionar como biorreatores para a produção de proteínas valiosas ou para propósitos industriais.
Exemplos de substâncias que têm sido produzidos por meio da biotecnologia moderna:
• Interferon humano; 
• Insulina humana; 
• Hormônios de crescimento humano;
Outro uso importante da biotecnologia implica na produção de bactérias, utilizadas para biodegradação de vazamentos de óleos ou lixos tóxicos.

Plantas transgênicas
São plantas em que foram introduzidos um ou mais genes vindos de um outro organismo (outra espécie de planta, animal, bactéria, etc...), pelas técnicas da engenharia genética. São conhecidas também como organismos geneticamente modificados (OGMs), sendo que este termo aplica-se também a animais e bactérias transgênicas. Por enquanto, o objetivo de se obter plantas transgênicas tem sido o de diminuir os custos de produção (plantas resistentes a pragas, doenças ou herbicidas) ou de aumentar a qualidade nutricional do produto (melhorando sua aparência, conteúdo nutricional, etc...).
Organismos geneticamente modificados (OGMs) são obtidos utilizando-se a biotecnologia, mas é importante reconhecer que OGM e biotecnologia não são a mesma coisa. O termo "biotecnologia" engloba um grande campo de pesquisa, onde a obtenção de OGMs é apenas uma parte. 


LEGISLAÇÃO DE TRANSGÊNICOS NO BRASIL

LEI Nº 8.974, DE 05 DE JANEIRO DE 1995.
Estabelece normas para o uso das técnicas de engenharia genética e liberação no meio ambiente de organismos geneticamente modificados, autoriza o Poder Executivo a criar, no âmbito da Presidência da República, a Comissão Técnica Nacional de Biossegurança, e dá outras providências.

Decreto nº 4.680, de 24 de Abril de 2003
Tanto nos produtos embalados como nos vendidos a granel ou in natura, o rótulo da embalagem ou do recipiente em que estão contidos deverá constar, em destaque, no painel principal e em conjunto com o símbolo a ser definido mediante ato do Ministério da Justiça, uma das seguintes expressões, dependendo do caso: "(nome do produto) transgênico", "contém (nome do ingrediente ou ingredientes) transgênico(s)" ou "produto produzido a partir de (nome do produto) transgênico".
Os alimentos e ingredientes produzidos a partir de animais alimentados com ração contendo ingredientes transgênicos deverão trazer no painel principal, em tamanho e destaque previstos no art. 2º, a seguinte expressão: "(nome do animal) alimentado com ração contendo ingrediente transgênico" ou "(nome do ingrediente) produzido a partir de animal alimentado com ração contendo ingrediente transgênico".
Aos alimentos e ingredientes alimentares que não contenham nem sejam produzidos a partir de organismos geneticamente modificados será facultada a rotulagem "(nome do produto ou ingrediente) livre de transgênicos", desde que tenham similares transgênicos no mercado brasileiro.

PORTARIA No 2.658, DE 22 DE DEZEMBRO DE 2003
Regulamenta o emprego do símbolo transgênico.
   

AVALIAÇÃO DOS IMPACTOS DOS TRANSGÊNICOS NA SAÚDE E NO MEIO AMBIENTE

Polêmica
As plantas geneticamente modificadas são as mais polêmicas devido à indefinição dos seus impactos na saúde e no meio ambiente.
Os caracteres introduzidos mais freqüentemente, através da engenharia genética, no mundo são:

• Qualidade do produto;
• Tolerância à herbicida;
• Resistência a vírus;
• Resistência a insetos;
• Resistência a fungos.

Além da introdução de características agronômicas, a engenharia genética permite que as plantas sejam empregadas como biofábricas de proteínas animais como vacinas, polímeros naturais biodegradáveis, hormônios de mamíferos, etc.
Outro exemplo benéfico da transgenia foi a utilização de genes obtidos do narciso (flor) e de uma bactéria que foram introduzidos no arroz, criando o arroz dourado, rico em beta-caroteno.
As principais vantagens do emprego de biofábricas vegetais para proteínas e hormônios animais são:
i) Alto rendimento;
ii) Facilidade de produção devido ao rendimento elevado de biomassa vegetal;
iii) Facilidade de extração e purificação;
iv) Redução da presença de contaminantes – sistemas vegetais e animais não possuem patógenos comuns.
As plantas transgênicas também podem ser empregadas na detoxificação de metais pesados do ambiente, como: chumbo, cádmio e mercúrio.


Desafios
Segundo Leite (2000) são três os níveis de desafio a serem enfrentados simultaneamente pela divulgação científica, representados por três patamares de ignorância pública acerca dessa força cada vez mais produtiva da realidade social:

• A ignorância de base – É preciso um esforço considerável para esclarecer mesmo os conceitos mais basilares da biologia e da genética, principiando com células, cromossomos, mitose e meiose, etc., pois eles são ignorados mesmo entre intelectuais.
• A ignorância sobre o que está acontecendo – A pesquisa genética é um dos campos mais produtivos da ciência tecnológica, com publicação copiosa de trabalhos. É fundamental acompanhá-la e cobri-la, jornalisticamente, o que equivale dizer: com critério, hierarquizando e noticiando com destaque somente o que de fato for importante.
• A ignorância das implicações – Investigar e expor as conseqüências éticas, jurídicas e sociais das biotecnologias, do monopólio da produção de sementes à patente de seres vivos, da nova eugenia à discriminação genética no emprego e por seguradoras. É talvez a mais complexa de resolver, pois dela padecem até mesmo os jornalistas que cobrem ciência.

CONSULTAS
Hobbelink, Henk; Más allá de la Revolución Verde – Las nuevas tecnologias genéticas para la agricultura: desafio o desastre?; Lerna/ICDA, Barcelona, 1987.
LEITE, M. Os alimentos transgênicos. São Paulo, Publifolha, 2000 (Folha Explica).
LEITE, M. “Os genes da discórdia – Alimentos transgênicos no Brasil”. Política Externa. São Paulo, Paz e Terra, v.8, n.2, set. 1999, p.3-14.
Serafini, Luciana Atti et al.; Biotecnologia na Agricultura e na Agroindústria. Guaíba: Agropecuária, 2001.
http://www.anbio.org.br/noticias/biotechcropsbenefit.pdf
http://www.biotecnologia.com.br
http://www2.uol.com.br/cienciahoje/chmais/pass/ch203/ogm.pdf
http://acd.ufrj.br/consumo/legislacao/ng.htm
http://www.abrabi.org.br
http://www.agrisustentavel.com/ogm/t090101.htm
http://www.hojeemdia.com.br/hojedia.cgi?funcao=L&codigo=e001&data=0109
http://www.eca.usp.br/nucleos/njr/voxscientiae/patricia4.html

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Postado em: Saúde Humana,Transgênicos

Bioinorgânica: Metais em Sistemas Biológicos

Mercúrio

A química bioinorgânica propõe-se investigar a ação biológica dos elementos da tabela periódica que usualmente não fazem parte dos ciclos biológicos conhecidos.

O estudo de elementos como os metais pesados é de suma importância, por exemplo, em 1956 no Japão, verificou-se um lamentável acidente ambiental e humanitário provocado por uma intoxicação com mercúrio. Durante décadas, o mercúrio fora lançado na baía de Minamata pela companhia Chissa, uma multinacional produtora de plásticos (PVC) e acetaldeído. O mercúrio acumulado nos sedimentos da baía foi sendo transformado por ação bacteriana em metil-mercúrio (composto lipossolúvel e altamente tóxico), daqui à sua introdução na cadeia alimentar foi um pequeno passo. Os pescadores alimentando-se dos peixes desta região acumularam este metal no seu organismo provocando sintomas de envenenamento e morte, inclusive (a revista Environment referiu, em Abril de 1978, que o número de vítimas ascendia a 1046).

É atentando em situações catastróficas como esta que se compreende a crucialidade das investigações relativas a estes elementos.

Existem elementos que ocorrem irregularmente nos tecidos vivos e podem ser acumulados por certas espécies de plantas ou animais. Entre estes encontram-se o alumínio, bário, chumbo e lítio, considerando-se que estas espécies são adquiridas pelo contato com o ambiente, seja por processos físicos (partículas inaladas, contaminação de pele, cabelo ou unhas por fumo ou pó, etc.) ou por processos químicos.

Estes elementos entram em competição com as espécies de reatividade semelhante podendo ocupar o lugar destas últimas. Uma das teorias de evolução afirma mesmo que o uso dos elementos apenas depende das condições externas ao organismo. Na condição de ocorrer uma mudança ambiental, o ser deve conseguir adaptar-se e passar a utilizar o elemento mais abundante e disponível em detrimento de qualquer outro até aquele ponto usado (crê-se que o uso do oxigênio começou precisamente por um processo idêntico).

Os elementos ditos pesados são de rara ocorrência natural em biologia. Desta forma, a sua presença no organismo humano não é assinalável. Não obstante, estes elementos podem ter potencialidades como por exemplo, na forma de medicamentos.

O funcionamento das células, assim como a sua estrutura, pode ser influenciada de várias formas com o aumento da concentração de um determinado elemento tóxico, como por exemplo o cádmio, chumbo e mercúrio. Consequentemente, poderão ocorrer as seguintes manifestações:

• inibição de enzimas por ação de metais pesados (no centro ativo);
• ligação a outros radicais das enzimas alterando a sua conformação e reatividade;
• substituição de determinados grupos nas moléculas biológicas;
• formação de precipitados com metais das enzimas ou outros grupos envolvidos no metabolismo;
• catálise da decomposição de metabolitos alterando a sua permeabilidade;
• substituição dos elementos com funções eletroquímicas;

Em relação à localização intracelular dos elementos metálicos, quer se trate de animais ou de plantas que vivem em ambientes naturais ou artificialmente poluídos, verifica-se que enquanto nos animais o sistema lisossomal desempenha um papel fundamental no sequestro desses poluentes, a nível vegetal a localização pode ocorrer a nível da parede celular do núcleo das células não diferenciadas ou simplesmente dos vacúolos.

Um efeito comum que advém da intoxicação por metais pesados é a alteração do tamanho e da forma da célula e a consequente interferência com a divisão celular, nomeadamente para os organismos unicelulares. Podemos referir outras alterações, como por exemplo a desintegração dos cloroplastos por ação do Hg (mercúrio), a alteração do sistema lamelar dos cloroplastos por ação do Pb (chumbo), a alteração das cristas mitocondriais pela ação do Cd (cádmio).

Um dos exemplos mais conhecidos do perigo dos metais pesados é o que relembra o Chapeleiro Maluco, personagem criada por Lewis Carroll para o seu livro Alice no País das Maravilhas. Os sintomas de desordem psíquica dever-se-ão ao envenenamento por mercúrio o qual era comum nos artesãos devido ao uso de soluções de compostos de mercúrio como agentes depilatórios na preparação das peles para o fabrico de chapéus.^[2]

Num campo oposto, encontramos os metais pesados como aplicações medicinais. Neste caso, duas importantes drogas farmacêuticas baseadas em metais sem função biológica conhecida são a cis-platina (Pt) e a aurofina (Au), que são amplamente usadas no tratamento de tumores cancerígenos e na artrite reumatoide, respectivamente. Além do mais, compostos de íons metálicos radioativos como o ^99mTc e complexos de metais paramagnéticos como o Gd (III) – gadolínio- são usados cotidianamente como agentes de diagnóstico de doenças.

Houve tempos, ainda, nos quais se usaram placas de prata como estruturas de suporte em operações cirúrgicas (placas para ossos partidos).

Alguns Elementos Não Biológicos

Alumínio (Al)

Não é muito tóxico em níveis normais, embora não seja considerado como essencial. Investigações recentes implicam a presença e atuação do alumínio na doença de Alzheimer e outras síndromes cerebrais e de senilidade, não há indicação de carcinogenicidade para o alumínio. Sabe-se ainda, que este metal pode reduzir os níveis de vitaminas ou ligar-se ao DNA.^[1]

Arsênio (Ar)

Existe naturalmente em pequena quantidade em vários alimentos: camarão (19 ppm – partes por milhão), milho (0,4 ppm). O arsênio e os metais pesados devem a sua toxicidade à sua capacidade de reagir e inibir sistemas enzimáticos de sulfidrila (-SH), tais como as envolvidas na produção de energia celular.^[1]

A toxicidade do arsênio depende do seu estado químico. Enquanto o arsênio metálico e o sulfureto de arsênio são praticamente inertes, o gás AsH₃ é extremamente tóxico. De um modo geral, os compostos de arsênio são perigosos, principalmente devido aos seus efeitos irritantes na pele. A toxicidade destes compostos é principalmente devido à ingestão e não à inalação embora deva haver cuidados de ventilação em ambientes industriais que usem compostos de arsênio.^[3]

Chumbo (Pb)

É uma neurotoxina, sendo disseminada pela corrente sanguínea. Parte deste metal é armazenado no fígado e tecidos moles, sendo geralmente transportada para os ossos, desalojando o cálcio. Face a isto não é de estranhar que a concentração de chumbo no corpo aumente com a idade.

Em sistemas aquáticos, o comportamento de compostos de chumbo é determinado principalmente pela hidrossolubilidade. Concentrações de chumbo acima de 0,1mg/L inibem a oxidação bioquímica de substâncias orgânicas, e são prejudiciais para os organismos aquáticos inferiores. Concentrações de chumbo entre 0,2 e 0,5mg/L empobrecem a fauna, e a partir de 0,5mg/L a nitrificação é inibida na água.^[3]

Cobre (Cu)

As fontes de cobre para o meio ambiente incluem corrosão de tubulações de latão por águas ácidas, efluentes de estações de tratamento de esgotos, uso de compostos de cobre como algicidas aquáticos, escoamento superficial e contaminação da água subterrânea a partir de usos agrícolas do cobre como fungicida e pesticida no tratamento de solos e efluentes, além de precipitação atmosférica de fontes industriais.
As principais fontes industriais são as indústrias de mineração, fundição, refinaria de petróleo e têxtil. No homem, a ingestão de doses excessivamente altas pode acarretar em irritação e corrosão da mucosa, danos capilares generalizados, problemas hepáticos e renais e irritação do sistema nervoso central seguido de depressão.^[3]

Ferro (Fe)

O ferro, em quantidade adequada, é essencial ao sistema bioquímico das águas, podendo, em grandes quantidades, se tornar nocivo, dando sabor e cor desagradáveis à água, além de elevar a dureza, tornando-a inadequada ao uso doméstico e industrial.

Magnésio (Mg)

É um elemento essencial para a vida animal e vegetal. A atividade fotossintética da maior parte das plantas é baseada na absorção da energia da luz solar, para transformar água e dióxido de carbono em hidratos de carbono e oxigênio. Esta reação só é possível devido à presença de clorofila, cujos pigmentos contêm um composto rico em magnésio.
A falta de magnésio no corpo humano, pode provocar diarreia ou vômitos bem como hiperirritabilidade ou uma ligeira calcificação nos tecidos. O excesso de magnésio é prontamente eliminado pelo corpo.^[3]

Complexos metálicos radioativos

Complexos metálicos com núcleos radioativos têm muitas aplicações em medicina para visualizar tecidos como tumores e órgãos. Idealmente, os radioisótopos usados para propósitos de diagnósticos deverão ser de vida curta e emitindo fótons gama de baixa energia.^[1]

A química bioinorgânica busca conhecer as propriedades e funções dos metais nos sistemas biológicos, estando estes envolvidos direta ou indiretamente nos processos bioquímicos.
Essa é uma ciência que utiliza compostos inorgânicos na medicina desde os tempos da alquimia, e cujo crescimento está relacionado à nossa necessidade de conhecermos melhor os nossos próprios processos biológicos, e os processos que ocorrem na natureza em geral.
Nesses nossos tempos de desenvolvimento do conhecimento genético e da biotecnologia associada, a bioinorgânica passará a ter um valor agregado ainda maior.
Finalmente, é indispensável uma melhor compreensão daqueles processos bioinorgânicos envolvendo metais que não ocorrem nos seres vivos, mas que podem (e alguns deles o são) utilizados farmacologicamente para o tratamento de moléstias, e daqueles que são simplesmente tóxicos e cuja intoxicação poderá ser controlada e revertida, e ainda daqueles elementos-traço cujas funções vitais ao homem e ao meio ambiente vivo são ainda desconhecidas. O trabalho dos bioquímicos inorgânicos certamente é imenso, mas suas recompensas certamente serão proporcionais.

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Fonte de consulta:

[1] Pedro Costa e Pedro Sousa; Faculdade de Ciências de Lisboa; 1999.

http://www.terravista.pt/enseada/5002/inorganica/elementos/biologia.htm

[2] Baird, Colin; Química Ambiental; 2ª Ed.; Porto Alegre; Editora Bookman; 2002; Cap.7, pág.412.

[3] http://www.igam.mg.gov.br/aguas/htmls/param_quimicos.htm

[4] R.J.P.Williams, J.R.R.F.da Silva, New Trends in Bioinorganic Chemistry, Academic Press, 1978

[5] http://chemcases.com/cisplat/index.htm

[6]http://inorgan221.iq.unesp.br/quimgeral/respostas/bioinorgan.html

[7] Henry, John Bernard; Clinical Diagnosis & Management by Laboratory Methods; 9ª edição; 2001; Editora Interamericana.

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Energia Solar Térmica e Fotovoltaica

Energia Solar Térmica e Fotovoltaica

            Energia é definida como a capacidade de realizar trabalho. Quando usamos uma força sobre um objeto e o deslocamos de um ponto a outro estamos realizando um trabalho. A força pode ser, por exemplo:

• dos ventos: energia eólica;
• dos mares: energia maremotriz;
• da queda d’água em uma cachoeira: energia hidráulica;
• da expansão de um material sólido, líquido ou gasoso quando aquecido: energia térmica;
• da luz: energia luminosa ou radiante;
• da luz e do calor do sol: energia solar.
• dos vulcões e das fontes de água térmica: energia geotérmica;
• da existente nos seres vivos: energia vital.

            As fontes de energia podem ser classificadas em primárias, secundárias, renováveis e não-renováveis.

• Fontes primárias são aquelas cujos combustíveis são substâncias naturais, como o petróleo, o carvão mineral, o gás natural e a lenha.
• Fontes secundárias são aquelas que trabalham com combustíveis derivados de outros combustíveis, como o óleo diesel e a gasolina (derivados do petróleo).
• Fontes renováveis são aquelas que têm seus combustíveis inesgotáveis ou que suas reposições são realizadas em curto prazo. O sol é uma fonte de energia renovável porque é considerada inesgotável. A lenha, o bagaço de cana e o álcool são fontes renováveis para as usinas termelétricas porque são produzidos e repostos em curto prazo. Os lagos são fontes renováveis porque a água é rapidamente reposta pelas chuvas.
• Fontes não-renováveis são aquelas que têm seus combustíveis renovados em séculos ou milênios, como o petróleo e o gás natural.

           

Até então, a humanidade tem usado, de uma forma geral, as fontes não-renováveis. Essas fontes podem se esgotar em algumas dezenas ou centenas de anos. Assim, o momento é muito propício para se pensar no uso de outras fontes. Alguns países estão investindo em fontes renováveis. O Brasil está aproveitando o aquecimento solar e começa a investir também na energia eólica, na queima do bagaço de cana e no biodiesel.

           Quando se trata de encontrar soluções para o problema de abastecimento de energia no mundo, a energia solar pode ser a principal delas. O interesse pela utilização da radiação solar como fonte de energia alternativa cresceu muito na duas últimas décadas, por razões econômicas, principalmente após a crise do petróleo de 1973, quando os estudos nessa área receberam grande impulso nos Estados Unidos e na Europa. Hoje, esse interesse está adquirindo maior dimensão, abrangendo não só o aproveitamento dessa radiação como fonte de energia limpa e renovável, mas também o conhecimento do clima e de suas mudanças -- uma questão crucial, que envolve a própria manutenção da vida na Terra.

Energia solar térmica e fotovoltaica

          Segundo a Lei da conservação da energia: “A energia não pode ser criada nem destruída, mas apenas transformada.” Valendo-se deste princípio, temos que, parte da energia solar que aquece o nosso planeta transforma-se em energia térmica e esta cria os ventos, que passam a uma energia eólica, que por sua vez pode ser transformada em energia elétrica.

            As aplicações mais comuns da energia solar são a conversão da radiação solar em energia térmica, para o aquecimento de água, secagem de produtos agrícolas, geração de vapor e elétrica ou fotovoltaica para a refrigeração, bombeamentos e iluminação.

No sistema termossolar é indispensável o uso do coletor solar, equipamento responsável pela absorção e transferência da radiação do sol para um fluido (nem sempre é a água). O coletor solar plano é uma caixa retangular rasa, de material metálico ou plástico, coberta de vidro ou plástico transparentes. Dentro dele encontra-se a serpentina - de cobre, devido à sua alta condutividade térmica - por onde o fluido escoa. A placa absorvedora ou aleta, de cobre ou alumínio, envolve a serpentina e é pintada de preto para facilitar a absorção de calor. A água fria, ao passar pelos canos se aquece, completando o ciclo.

O aproveitamento da energia solar é um projeto viável, tanto em termos técnicos quanto econômicos. O elevado custo, principal obstáculo para sua utilização em escala comercial, já está sendo vencido. Especialistas nessa tecnologia prevêem uma queda de até seis vezes no preço do quilowatt (kW) obtido a partir de energia solar até o ano 2015. Mas o uso dessa energia ainda enfrenta dois grandes problemas: a intermitência, pois depende do ciclo diurno e de variações aleatórias de insolação (causadas principalmente por nuvens), e o baixo rendimento de energia por unidade de superfície.

           Nos sistemas fotovoltaicos a radiação solar é convertida em energia elétrica por intermédio dos chamados semicondutores, que são configurados em elementos denominados células fotovoltaicas.      

        Os semicondutores feitos de silício são os mais usados na construção das células e o seu rendimento possível razoável é, atualmente, de cerca de 25-30%. Uma vez que cada célula produz uma corrente contínua de intensidade relativamente fraca, procede-se à sua associação para obter, após encapsulamento, um conjunto denominado módulo fotovoltaico. O agrupamento de módulos, colocados numa mesma estrutura de suporte, forma um painel. Quando incide luz solar com energia suficiente sobre estas estruturas, produz-se uma corrente de eletrons, obtendo-se assim energia elétrica utilizável.

          Já o painel fotovoltaico - utilizado para converter a energia solar em eletricidade - não depende de calor. A conversão da energia é realizada pelas células solares, através do efeito fotovoltaico: os fótons (carga elétrica nula) incidentes e os átomos de certos materiais provocam um deslocamento dos elétrons, carregados negativamente, e geram uma corrente elétrica. Portanto, a energia solar fotovoltaica é apropriada também para regiões de pequena incidência dos raios solares. É uma boa solução para localidades de difícil acesso, que inviabilizam a instalação das linhas de transmissão de energia elétrica.

As principais vantagens atribuídas aos sistemas fotovoltaicos são:

ñ A facilidade de manutenção (apenas é necessário proceder-se periodicamente à sua limpeza);

ñ A possibilidade de armazenar a eletricidade gerada em baterias;

ñ Os impactos relativamente reduzidos, principalmente na fase de operação e a contribuição para a redução da dependência externa, em termos de importação de combustíveis fósseis.

 Em relação às desvantagens referem-se:

ñ Os custos de implementação associados;

ñ As condicionantes inerentes à natureza da energia solar são as alterações de luz ao longo das 24 horas, a presença de condições climatéricas desfavoráveis (chuva, nuvens) e o sombreamento causado por árvores ou edifícios é que reduzem a eficiência do sistema;

ñ A necessidade de manutenção e substituição de baterias e os impactos negativos durante as fases de produção, construção e desmantelamento.

Impactos Ambientais

          Embora não poluentes, as energias alternativas não estão isentas de impactos negativos na natureza. Em termos de produção de eletricidade, os painéis fotovoltaicos devolvem a energia empregada na sua construção em cerca de três anos, e emitem, relativamente a uma central térmica convencional, cerca de 20% menos CO² para a mesma quantidade de eletricidade produzida.
         Os impactos ambientais mais importantes ocorrem nas fases de produção, construção e desmantelamento dos sistemas. Na construção de células fotovoltaicas utilizam-se diversos materiais perigosos para o ambiente e saúde e é consumida uma quantidade apreciável de energia, a que está ligada a emissão de poluentes atmosféricos, nomeadamente de gases de estufa. Alguns tipos de células (ex: CdTe e CIS) utilizam matérias-primas raras, o que, em caso do fabrico em grande escala, pode contribuir para a depleção de recursos naturais. São ainda produzidos resíduos sólidos, alguns dos quais perigosos, requerendo um manuseamento e deposição controlados.
          A magnitude dos impactos associados à implementação deste tipo de sistemas depende de fatores como a sua dimensão, eficiência e natureza da área de implantação. Um dos principais impactos da instalação de grandes parques fotovoltaicos resulta da ocupação de solo e das alterações causadas aos ecossistemas presentes e à paisagem em termos visuais. Os sistemas de pequena dimensão, sobretudo quando instalados em telhados ou fachadas, têm impactos visuais reduzidos.
     O desmantelamento dos painéis fotovoltaicos pode representar um risco para o ambiente, devido à periculosidade dos materiais que os constituem.

           

       Neste contexto, parece que no futuro a solução para o problema da energia, terá que passar não pela exploração de um método perfeito, mas sim da procura de um equilíbrio entre os diferentes métodos aplicados a diferentes realidades. Ainda mais importante que procurar novas formas de obter energia, de a aproveitar ou armazenar, é sem dúvida conseguir reduzir os seus custos.

Vantagens e desvantagens de diferentes energias:

Fonte	Vantagens	Desvantagens
Carvão	Barato Fácil de recuperar.	Requer controles de alto custo de poluição do ar (mercúrio, dióxido de enxofre). Contribuinte significativo à chuva ácida e a aquecimento global. Requer sistema extensivo de transporte.
Nuclear	O combustível é barato. É a fonte mais concentrada de geração de energia. O resíduo é o mais compacto de toda as fontes. Base científica extensiva para todo o ciclo. Fácil de transportar como novo combustível. Nenhum efeito estufa ou chuva ácida.	É a fonte de maior custo por causa dos sistemas de emergência, de contenção, de resíduo radioativo e de estocagem. Requer uma solução a longo prazo para os resíduos armazenados em alto nível na maioria dos países. Proliferação nuclear potencial. Produção de plutônio.
Hidrelétrica	Muito barato após a represa ser construída. Investimentos promovidos por governos na maioria das vezes.	Fonte muito limitada pois depende da elevação da água. O colapso da represa conduz geralmente à perda de vidas. As represas afetam a desova e a migração dos peixes. Danos ambientais para as áreas inundadas (acima da represa) e rio abaixo.
Marés	Uma vez construída a barragem a força das marés é gratuita. Não produz gases do efeito estufa ou outros poluentes. Manutenção barata. Marés são previsíveis e energia elétrica é confiável.	Construção cara. Afeta uma extensa área a montante e jusante, interferindo no ciclo de alimentação de pássaros marinhos. Energia é gerada por aproximadamente 10 horas, quando há movimento de marés. Não há muitos locais apropriados para uma estação desta natureza.
Gás/Óleo	Bom sistema de distribuição para os níveis de uso atuais. Fácil de obter. Melhor fonte de energia para o aquecimento de espaços.	Disponibilidade muito limitada como mostrado por faltas durante o inverno nos países frios. Poderia ser o contribuinte principal do aquecimento global. Caro para geração de energia. A grande oscilação dos preços conforme a oferta e a demanda. Reservas concentradas geograficamente em área de turbulência política.
Vento	O vento é grátis, se disponível. Boa fonte para suprir a demanda de bombeamento periódico de água nas fazendas, como já visto em vários países no início do século.	Necessita de 3 vezes a quantidade de geração instalada para atingir à demanda. Limitado a poucas áreas. O equipamento é caro de se manter. Necessita de armazenamento de energia de alto custo (baterias). Altamente dependente do clima - o vento pode danificá-lo durante fortes ventanias ou não girar durante dias, conforme a estação do ano. Pode afetar a rota de voo de pássaros e morcegos.
Sol	A luz solar é grátis, quando disponível.	Limitado às áreas ensolaradas do mundo (muita demanda quando está pouco disponível, por exemplo no aquecimento solar). Requer materiais especiais para espelhos/painéis que pode afetar o meio ambiente. Requer quantidades grandes de terra para quantidades pequenas de geração da energia.
Biomassa	Baixo custo. Renovável.	Ineficiente se forem usadas plantas pequenas. Poderia ser um contribuinte significativo para o aquecimento global pois o combustível tem baixo índice de contenção de calor.
Combustível a partir de resíduos	O combustível pode ter baixo custo. Poderia criar empregos pois plantas menores poderiam ser usadas. Emissões baixas de dióxido de enxofre.	Ineficiente se forem usadas plantas pequenas. Poderia ser um contribuinte significativo para o aquecimento global pois o combustível tem baixo índice de contenção de calor. As cinzas podem conter metais como o cádmio e chumbo. Libera no ar e nas cinzas substâncias tóxicas como dioxinas.
Fusão	O hidrogênio e o trítio poderiam ser usados como fonte de combustível. Geração mais elevada de energia por unidade de massa do que na fissão. Níveis mais baixos de radiação associados ao processo do que em reatores baseados em fissão.	O ponto rentabilidade ainda não foi alcançado após aproximadamente 40 anos de pesquisa de alto custo e as plantas comercialmente viáveis são esperadas para daqui a 35 anos.

Fontes de consulta:
www.aondevamos.eng.br/galeria/html/energiasolar.htm
www.netwaybbs.com.br/arnaldo/
www.sfv.de/sstartp.htm
www.sun-consult.de/portugues.html
http://www.sbpe.org.br/v8n2/v8n2a2.htm
http://www.aondevamos.eng.br/galeria/artigos.htm
http://www.ebanataw.com.br/roberto/energia/ener7.htm
http://www.terravista.pt/enseada/4804/Mainsolar.htm
http://www.ecen.com/eee17/emisterm.htm
http://www.ufpa.br/numa/numainforma/energia_sol.htm
http://www.cresesb.cepel.br

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