Sobre o reconhecimento da investigadora portuguesa Mara Freire como 'cientista influente 2019' pela revista americana I&EC Research




"Mara Freire e a sua equipa de investigação têm trabalho na interface da Engenharia Química, Química Verde e Biotecnologia no desenvolvimento de técnicas de separação mais eficientes, sustentáveis (grande parte delas resumindo-se a uma única etapa) e idealmente aplicáveis à escala industrial para uma vasta gama de produtos de valor acrescentado, grande parte deles com capacidade terapêutica.

Para além de estudos aplicados, grande parte da sua carreira científica foi dedicada ao estudo fundamental dos mecanismos moleculares que regem alguns processos de separação.

Foi graças ao desenvolvimento de trabalhos nestas áreas, multidisciplinaridade e trabalho de equipa que Mara Freire foi reconhecida pelo jornal Industrial & Engineering Chemistry Research da Sociedade Americana de Química, um dos jornais mais relevantes na área da Engenharia Química,  como uma cientista influente (2019 Class of Influential Researchers).

Fonte: Universidade de Aveiro


O trabalho destacado pela  I&EC Research :

Os sistemas bifásicos aquosos constituídos por líquidos iónicos (ABSs baseados em IL) são uma meta de investigação na separação de biomoléculas de alto valor. No entanto, a identificação dos mecanismos  que regem o desempenho de extração e formação de duas fases desses sistemas a nível molecular é crucial para o dimensionamento bem-sucedido de processos de separação eficazes.


Fonte: D.C.V. Belchior, M.R. Almeida, T.E. Sintra, S.P.M. Ventura, I.F. Duarte, M.G. Freire,  Odd–Even Effect in the Formation and Extraction Performance of Ionic-Liquid-Based Aqueous Biphasic Systems, Ind. Eng. Chem. Res.58-19 (2019) 8323-8331


Mais sobre o reconhecimento feito pela I&EC Research 

A Industrial & Engineering Chemistry Research anuncia anualmente a sua "Class of Influential Researchers". A equipa global de editores e membros do conselho consultivo editorial identifica um conjunto de investigadores influentes e iniciantes na carreira (aqueles com cerca de 10 anos de carreira independente em investigação) com base na qualidade e no impacto do seu trabalho.

A I&EC Research está na vanguarda da pesquisa em engenharia química desde 1909, e continua hoje como a maior e mais citada revista geral de pesquisa em engenharia química do mundo. 

Fonte:  I&EC Research 

Coluna 'Ver para Crer' (BEQ.2019.26): a diferença entre o leste e o oeste europeu em matéria de qualidade do ar


Fonte: Julian Popov + Quartz

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Corroborando a máxima de que uma imagem vale mais que mil palavras, a coluna 'Ver para Crer' BEQ tem por objetivo divulgar conteúdos multimédia cativantes que possam elucidar dos diferentes fenómenos e contextos em que a engenharia química tenha uma palavra a dizer, seja de forma direta ou meramente simbólica.

Sobre um promissor equipamento de refrigeração à base de ar e água, o ciclo de Joule inverso, e a mudança de paradigma que se avizinha neste domínio

Mirai Cold 15 O / A 


Uma promissora solução de refrigeração à base de ar e água


O Mirai Cola 15 O / A é um equipamento de refrigeração com ciclo de ar capaz de arrefecer até -130 ° C (-202 ° F). É produzido pela Mirai, sediada em Brno-Tuřany (República Checa), que o descreve como uma solução "extremamente confiável e durável".

Este equipamento opera em ciclo aberto (arrefecimento direto pelo ar) graças ao ciclo de Joule inverso. Utiliza ar ambiente, que é gratuito, abundante, ecológico, não tóxico e não inflamável, pelo  não é necessita de reabastecimento.

Segundo o fabricante, o Mirai Cold 15 O / A é "particularmente eficiente" na produção de temperaturas de -40 ° C a -110 ° C, acrescentando que, para atingir essas temperaturas, os sistemas tradicionais precisam usar azoto líquido ou várias cascatas recorrendo a hidrofluorocarbonetos (HFC) como refrigerantes.

O sistema possui um turboexpansor e compressor localizados no mesmo eixo, o que permite reduções de consumo de energia de até 30%.  O equipamento usa rolamentos de ar, o que elimina a necessidade de sistemas de gestão de óleo, recargas e despesas de serviço associadas a óleo. Isso também torna este sistema "em geral numa solução mais segura e confiável".

Um dispositivo de extração de humidade está também acoplado, impedindo a acumulação de gelo e eliminando a necessidade de degelo.

Movidos pela necessidade do mercado de uma solução de refrigeração eficiente que minimize o impacto ambiental, a Mirai decidiu enfrentar este desafio projetando cada componente com vista a otimizar a eficiência e a confiabilidade.


O ciclo de Joule inverso


Ciclo de Joule inverso.


O ar ambiente é aspirado para o compressor no estado 1 e comprimido para o estado 2, tipicamente ao dobro da pressão atmosférica. O ar comprimido quente entra num permutador de calor onde é arrefecido até o estado 3, fornecendo calor à água que circula no radiador (e / ou ao sistema de água quente). Finalmente, o ar é expandido através do expansor alternativo para a pressão atmosférica e sai para a atmosfera no estado 4. As peças T1 - T4 representam perdas de pressão nas válvulas de entrada e saída do compressor e expansor, e no permutador de calor e na tubulação.

Fonte: A.J. White,Applied Energy, 86 (2009) 2443-2450


Mudança de paradigma: refrigeração superará aquecimento



Uma pesquisa da Agência de Avaliação Ambiental da Holanda prevê que, por volta de 2060, a quantidade de energia usada em todo o mundo para fins de arrefecimento ultrapassará a energia usada para fins de aquecimento.

Segundo Richard Williams, da Universidade Heriot-Watt, "No ocidente, a preocupação tradicional tem sido mais em capturar e reutilizar o calor com eficiência. A fonte de frio tem sido principalmente a eletricidade convencional, ou diesel. Demoramos muito a perceber o quão importante o frio se tornou para nossos estilos de vida. ”

Fonte: Guardian

Sobre a dimensão económica e física da bioeconomia na Europa, os recursos ao dispor, e a evolução projetada para o setor


A bioeconomia compreende qualquer cadeia de valor que utilize biomateriais e produtos agrícolas, aquáticos ou fontes florestais como ponto de partida. A mudança de recursos não renováveis ​​para biomateriais é um importante aspecto da inovação da agenda da economia circular. A bioeconomia e a economia circular estão assim conceptualmente vinculadas.

(...) A bioeconomia da União Europeia (UE) representou cerca de 9% da economia total em termos de emprego e receitas em 2014 (Ronzon et al., 2017), enquanto a biomassa foi responsável por mais de 25% do fluxo total de material (extração na UE e importações tomadas em conjunto). Assim, a base física da bioeconomia atual é relativamente grande em comparação com a sua produção económica.

A figura abaixo fornece uma visão mais detalhada dos aspectos económicos e dimensões físicas da bioeconomia atual da Europa. Em termos económicos, a produção de alimentos é a maior contribuinte, seguida pela produção de biomateriais, nomeadamente têxteis, produtos de madeira, papel e cartão, plásticos e produtos químicos. De entre os que estão empregados na bioeconomia, pouco mais da metade trabalha em agricultura, 24% na produção de alimentos e 20% na produção de biomateriais. A bioenergia apenas desempenha um papel menor, tanto em termos de receita como em termos de emprego.

Em termos físicos, a agricultura constitui cerca de 63% da oferta total de biomassa na UE, 36% é de origem florestal e as pescas menos de 1% (Gurria et al., 2017). Alimentos e rações representam 62% da utilização de biomassa na UE, enquanto que materiais e energia representam cada um cerca de 19%.  A biomassa para aplicações em materiais provém quase inteiramente de florestas, havendo menos de 0,1% da biomassa agrícola a ser usada para biomateriais. Já a produção de biocombustível utiliza cerca de 2% da biomassa agrícola, o que corresponde a 18 vezes mais que a quantidade usada na produção de biomateriais (Gurria et al., 2017).

Dimensão Económica e Física da Bioeconomia na Europa - 2014


Recursos produzidos e não produzidos na UE:

No que diz respeito a alimentos, a UE é uma grande produtora e exportadora de vinho, azeite, tomate, cereais, laticínios e carne. Quanto à produção animal, a produção de aves, vitela e suínos está a aumentar, em oposição à produção de carne de vaca, ovina e caprina. 

As principais importações são frutas tropicais, café, chá, cacau, produtos de soja e óleo de palma, bem como marisco e produtos de peixe. Para além do impacto na população mundial de peixes, o consumo europeu tem um efeito global através da dependência (importações) da pecuária intensiva e a aquacultura . Aproximadamente 11 milhões de hectares (principalmente na América do Sul) foram necessários em 2011 para a produção de soja que foi importada (EEA, 2017b). Quanto aos biomateriais, materiais à base de madeira, polímeros, têxteis e fibras naturais ou fibras de madeira misturadas com polímeros em materiais compósitos são os quatro principais biomateriais utilizados na UE.



A inovação e evolução da bioeconomia na UE:

A inovação e o mercado da bioeconomia estão a evoluir rapidamente, especialmente nas áreas bioplásticos e biocompósitos, como refletido pela cobertura de novas tecnologias e produtos de base biológica no espaço mediático. O foco da inovação é principalmente a substituição de fontes fósseis (plásticos commodity), funções novas ou aprimoradas (compósitos), e biodegradabilidade para aplicações como cobertura de solo na agricultura ou para aplicações de alto volume incluindo sacolas e embalagens descartáveis. Os esforços de investigação e desenvolvimento (I&D) estão cada vez mais voltados para a produção de bioplásticos a partir de biomassa e resíduos biológicos não comestíveis.

Revista semanal de imprensa (BEQ.2019.24): papeleiras investem contra incêndios, azeite adulterado, derrame no Nordeste, e homenagem a professor de EQ da UFC




João Castelo Branco, da Navigator, falou à Lusa sobre os investimentos da indústria na prevenção de incêndios, o uso dos bio-resíduos gerados pela atividade papeleira e a neutralidade carbónica.


Em julho deste ano, órgão já havia proibido a venda de outros seis rótulos pelo mesmo motivo. Saiba como identificar um produto adulterado. (...) A maior parte das fraudes foi feita com a mistura com óleo de soja e óleos de origem desconhecida. Houve redução na comparação com a ação feita em 2018, quando a fraude envolveu 46 marcas.


"A grande questão é agir rápido, resolver o problema, não ficar buscando culpados. Isso pode ser feito depois", afirmou Márcio Nele, professor de Engenharia Química do Programa de Pós-Graduação da Coppe, da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ). "Depois que a mancha se espalha, o problema aumenta muito, o óleo se mistura com a água do mar e com areia e fica mais viscoso, mais difícil de ser dispersado. Se chegar à praia, a situação é ainda mais grave."


O Prof. Célio Loureiro Cavalcante Junior, do Departamento de Engenharia Química da Universidade Federal do Ceará, será homenageado em sessão especial do dia 11 de novembro durante o encontro anual do Instituto Americano de Engenheiros Químicos (AICHE).

Coluna 'Ver para Crer' (BEQ.2019.25): a ignição de um isqueiro vista em câmera lenta e com zoom


Corroborando a máxima de que uma imagem vale mais que mil palavras, a coluna 'Ver para Crer' BEQ tem por objetivo divulgar conteúdos multimédia cativantes que possam elucidar dos diferentes fenómenos e contextos em que a engenharia química tenha uma palavra a dizer, seja de forma direta ou meramente simbólica.



Sobre a atribuição do Prémio Nobel de Química 2019 aos três investigadores que inventaram as baterias de iões de lítio




A Real Academia Sueca de Ciências decidiu conceder o Prémio Nobel de Química 2019 a:

  • John B. Goodenough (Universidade do Texas em Austin, EUA);
  • Stanley Whittingham (Universidade de Binghamton, Universidade Estadual de Nova York, EUA);
  • Akira Yoshino (Asahi Kasei Corporation, Tóquio, Japão, e Universidade Meijo, Nagoya, Japão).


“Pelo desenvolvimento de baterias de iões de lítio”




Eles criaram um mundo recarregável

O Prémio Nobel de Química 2019 recompensa o desenvolvimento da bateria de iões de lítio. Esta bateria leve, recarregável e poderosa é atualmente usada em tudo, desde telemóveis a laptops e veículos elétricos. Também pode armazenar quantidades significativas de energia da energia solar e eólica, possibilitando uma sociedade livre de combustível fóssil.

As baterias de iões de lítio são usadas globalmente para alimentar os produtos eletrónicos portáteis que usamos para comunicar, trabalhar, estudar, ouvir música e buscar conhecimento. As baterias de lítio também permitiram o desenvolvimento de carros elétricos de longo alcance e o armazenamento de energia de fontes renováveis, como energia solar e eólica.

A fundação da bateria de iões de lítio foi lançada durante a crise do petróleo na década de 1970. Stanley Whittingham trabalhou no desenvolvimento de métodos que poderiam levar a tecnologias de energia sem combustível fóssil. Ele começou a pesquisar supercondutores e descobriu um material extremamente rico em energia, que usou para criar um cátodo inovador numa bateria de lítio. Isso foi feito a partir de dissulfeto de titânio (TiS2) que, a nível molecular, possui espaços que podem abrigar - intercalar - iões de lítio.

O ânodo da bateria era parcialmente feito de lítio metálico, que possui um forte capacidade para libertar elétrões. Daí resultou uma bateria que literalmente tinha um grande potencial, pouco mais de dois volts. No entanto, o lítio metálico é reativo e a bateria era demasiado explosiva para ser viável.


Primeira bateria comercialmente viável de iões de lítio
 criada por Akira Yoshino em 1985 


John Goodenough previu que o cátodo teria um potencial ainda maior se fosse fabricado usando um óxido de metal em vez de um sulfeto de metal. Após uma pesquisa sistemática, em 1980, ele demonstrou que o óxido de cobalto com iões de lítio intercalados pode produzir até quatro volts. Este foi um avanço importante e levaria a baterias muito mais poderosas.

Com o cátodo de Goodenough como base, Akira Yoshino criou a primeira bateria comercialmente viável de iões de lítio em 1985. Em vez de usar lítio reativo no ânodo, ele usou coque de petróleo, um material de carbono que, como o óxido de cobalto do cátodo, pode intercalar iões de lítio .

O resultado foi uma bateria leve e resistente que poderia ser carregada centenas de vezes antes que seu desempenho se deteriorasse. A vantagem das baterias de iões de lítio é que elas não são baseadas em reações químicas que quebram os eletrodos, mas em iões de lítio que fluem para frente e para trás entre o ânodo e o cátodo.

As baterias de iões de lítio revolucionaram as nossas vidas desde que entraram no mercado em 1991. Elas lançaram as bases de uma sociedade sem fios e livre de combustível fóssil e são um grande benefício para a humanidade.

Sobre a separação química ser uma alternativa à reação química no contexto da biorrefinaria e economia circular, e a molécula (+)-perseanol como 'case study'

A formação em engenharia química pressupõe a aquisição de conhecimentos ao nível da reação química mas também da separação química. A função da reação química e da separação química é muitas vezes tida como complementar, sobretudo quando estas etapas são combinadas em sequência, tal como no caso de uma coluna destilação colocada a jusante de um reator, ou de uma etapa de filtração após uma etapa reacional.

Acontece que existem contextos em que a separação pode ser vista como uma alternativa à reação química. Em matéria de produtos naturais, muitos com potencial farmacêutico ou de outro tipo, há fundamentalmente dois caminhos: apostar espécies naturais que produzam os compostos-chave de interesse e centrar o processo em métodos de separação capazes de os isolar, ou então desenvolver protocolos de síntese que permitam chegar aos compostos-chave desejados a partir de precursores químicos. 

* * *



Vem isto a propósito da publicação na reputada revista Nature (Setembro de 2019) de uma estratégia para a síntese da molécula conhecida como (+)-perseanol, que se sabe possuir uma potente atividade inseticida e inibidora de insetos (antifeedant). Esta molécula foi descoberta na segunda metade do século passado em folhas do arbusto da espécie Persea indica, existente no arquipélago das Canárias. 

Trata-se de um diterpeno da classe rianodano (ryanodane), que pertence à categoria dos metabolitos secundários, ou seja, compostos não essenciais à vida da planta, biossintetizados pela planta a partir de aminoácidos, enzimas, e compostos intermediários. Os metabolitos secundários são as 'invenções químicas' que as diferentes espécies de plantas fizeram a título evolutivo para combater predadores, atrair polinizadores, proteger da radiação, em suma, tratar dos problemas e necessidades com se confrontam nos seus ecossistemas.

Muitas das moléculas que a indústria farmacêutica tem comercializado ao longo da sua existência, provém de descobertas destes compostos naturais. Exemplos disso são a molécula anti-malária Artemisinina, ou as sapogeninas a partir das batatas silvestres mexicanas (de onde se inventou a pílula anticoncecional).


Implicações de obter (+)-perseanol por reação ou separação:

A síntese reportada na Nature compreende um total de 16 passos, partindo de uma molécula que já é também ela uma especialidade química: (R)-(+)-Pulegona. Combinando os rendimentos reportados para cada sequência, o rendimento ao fim de 16 etapas reacionais é de ~2 % (massa, wt.), e a pureza final não é reportada. Há seguramente mérito no mapeamento do processo de síntese, mas a complexidade é substancial, e o rendimento ainda assim diminuto. Com tantas etapas de reação com rendimentos compreendidos entre 44-93 %, é expectável que esta síntese deixe para trás um 'mar' de efluentes e resíduos para tratar, desde logo solventes, reagentes e produtos indesejados.

Confrontemos o referido trabalho com os resultados publicados em 1997 na revista Journal of Natural Products, onde os autores mostram que é possível obter a mesma molécula com um rendimento de ~1 % (massa, wt.), a partir da extração de folhas de Persea indica. Para isto recorrem a três etapas de separação: extração com etanol (1), extração com acetato de etilo (2), e cromatografia de coluna seca (DCC). A figura abaixo esquematiza as diferentes de abordagens.



O que é preferível então: reação ou separação?

Não é possível responder a esta questão de forma definitiva. Depende de várias coisas, tais como: o tipo de aplicação final pretendida (cosmética, farmacêutica, agricultura, etc), a abundância dos recursos necessários (folhas de P. indica, reagentes, catalisadores), o custo de produção de ambos os processos, o custo de tratamento dos resíduos gerados, ou o valor de mercado do produto final obtido por um ou outro processo.

Uma das dificuldades ao avaliar processos de produção assentes em extratos naturais é o valor de mercado destes produtos, sobretudo se os compostos-chave estiverem longe de atingir graus de pureza elevados. Outra dificuldade é o grau de variabilidade que é possível encontrar no processo, desde logo entre exemplares de planta, localização, épocas do ano etc. Porém, a abordagem reacional muitas vezes conduz à produção de produtos indesejados que depois precisam de ser cuidadosamente eliminados, inclusivamente enantiómeros, para que o produto não tenha contaminantes contraproducentes ao efeito desejado.

Em qualquer caso, serve esta publicação sinalizar que existem contextos em que operações unitárias de separação podem concorrer com operações unitárias de reação para o mesmo fim. Tendências como a biorrefinaria economia circular estão repletas desses casos, desde logo porque os diferentes seres vivos sobre os quais a economia de base natural pode assentar (animais, vegetais, algas, microrganismos, etc) têm a sua própria capacidade de (bio)síntese de compostos, podendo substuir-nos nessa questão.

Sobre o material à base cortiça premiado, com patente pendente, made in Portugal B.Cork™, e a inovação têxtil portuguesa nos Globos de Ouro 2019




A malha inovadora da Tintex Textiles brilhou na edição 2019 dos Globos de Ouro, os troféus atribuídos anualmente em Portugal (desde 1996) a profissionais em várias áreas da arte e entretenimento no país, desde o teatro ao desporto, passando pelo cinema, moda e música.

Este novo produto surgiu no seguimento do projeto Cork.a.Tex-Yarn, o fio com elevada incorporação de cortiça cofinanciado pelo COMPETE 2020 - PO Competitividade e Internacionalização.

O projeto “Cork.a.Tex-Yarn: Fio Revestido com Aditivos de Cortiça” resulta de um longo caminho já percorrido pela Sedacor (promotor líder), Têxteis Penedo, CITEVE e Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto (através do Laboratório Associado LSRE-LCM), sob o desígnio de desenvolver produtos inovadores e de elevada performance que incorporem, em simultâneo, as propriedades dos substratos têxteis ao nível do conforto, toque e aspeto e as mais-valias funcionais da cortiça. Fonte: Compete 2020

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Cristina Ferreira usando vestido com B.Cork™  
nos Globos de Ouro 2019


O ousado vestido lilás da apresentadora Cristina Ferreira na noite dos Globos de Ouro consagrou também a inovação têxtil e o design nacional. Desenhado por Micaela Oliveira, o vestido foi concebido a partir de uma malha inovadora e sustentável da Tintex Textiles, que utiliza espuma de cortiça e lhe confere características únicas e especiais.

Depois de vários prémios internacionais, as inovadoras malhas B.Cork da têxtil de Vila Nova de Cerveira estão a ser utilizadas por designers e fabricantes tanto em colecções de vestuário como de calçado. Micaela Oliveira colocou-a agora também nos grandes palcos do glamour. Fonte: Jornal T



Um material premiado, com patente pendente, e made in Portugal:


Em Janeiro de 2018, a ISPO de Munique, a maior feira de negócios da indústria do esporte, reconheceu a  Tintex Textiles pela malha excepcional texturizada com cortiça. Assim, foi concedida à empresa  o Prémio de Melhor Produto na categoria Equipamentos Soft TexTrends, para a coleção outono / inverno 2019/2020.

Tintex Textiles cria este revestimento exclusivo a partir de cortiça certificada para pré-consumo do produtor Sedacor, a partir de uma economia circular. No cerne do prémio está a tecnologia B.Cork ™, que proporciona um apelo visual e um toque fantástico que também é à prova de água e duradouro.

Esse processo de laminação de alta tecnologia (com patente pendente) utiliza um revestimento à base de água, formaldeído e sem solvente, que é respirável e natural. A tecnologia B.Cork ™ pode ser aplicada a malhas e tecidos e funciona com todas as atuais bases de fibra inteligente da Tintex Textiles.


Coluna 'Ver para Crer' (BEQ.2019.24): demonstração da conversão de energia térmica em energia mecânica, e por sua vez esta última em energia electromagnética



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Corroborando a máxima de que uma imagem vale mais que mil palavras, a coluna 'Ver para Crer' BEQ tem por objetivo divulgar conteúdos multimédia cativantes que possam elucidar dos diferentes fenómenos e contextos em que a engenharia química tenha uma palavra a dizer, seja de forma direta ou meramente simbólica.
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