Estudantes criam plataforma 3D capaz de despoluir a água dos rios
O objetivo é extrair manganês da água e reutilizá-lo em baterias de íon de lítio
A inspiração para a criação de TINA, uma plataforma impressa em 3D capaz de remover metais pesados de ecossistemas contaminados, surgiu de um caso de envenenamento por mercúrio. Em fevereiro deste ano, o descarrilamento de um trem e o derramamento de óleo em East Palestine, no estado de Ohio, foi manchete nos principais jornais dos EUA.
Mais ou menos no mesmo período, um amigo de Mimi Kigawa, estudante de pós-graduação em design de Harvard, ficou doente devido à contaminação.
o dispositivo criado pela equipe do TINA facilita um processo que, na verdade, ocorre naturalmente.
As consequências do desastre e seu impacto na cidade, junto com os esforços para mitigar a situação, chamaram a atenção de Riad El Soufi, colega de pós-graduação de Kigawa. “Havia muita pesquisa sobre o uso de bactérias para regenerar ambientes, especialmente no caso de derramamentos de petróleo”, diz ele. “Então, transformamos isso em um projeto.”
No programa de mestrado em engenharia de design de Harvard, El Soufi e Kigawa uniram forças com sua colega Connie Wang para desenvolver um projeto de baixa tecnologia que explorasse as capacidades da biorregeneração, um processo orgânico no qual organismos vivos, como bactérias, removem naturalmente e decompõem toxinas em um ecossistema.
A mineração, o escoamento de pesticidas e a poluição industrial levaram à contaminação de cerca de 40% dos rios e lagos em todo o mundo, um problema que vem sendo agravado pelas mudanças climáticas.
Os esforços da equipe resultaram no TINA, que fornece uma plataforma para uma bactéria chamada Pseudomonas Putida MnB1 (ou P. Putida) crescer em condições de laboratório que simulam um estuário. Essa bactéria é capaz de remover manganês de um ecossistema e separar o metal, que pode então ser extraído e reutilizado em baterias de íon de lítio.
Mineração, pesticidas e poluição industrial já contaminaram cerca de 40% dos rios e lagos do mundo.
Com o formato de uma ilha flutuante, plantas nativas e não invasivas repousam sobre o TINA. Parte da vegetação inicia um processo de biorremediação e vive em simbiose com a P. Putida. A bactéria fica alojada dentro da própria estrutura, onde cresce em uma cortina de superfícies mínimas impressas em 3D.
Basicamente, essas estruturas maximizam a área de superfície de um determinado espaço, permitindo que bactérias como a P. Putida cresçam e produzam biofilme.
O biofilme extrai o manganês do ambiente, que é removido por meio de tubulações de sucção assim que atinge um estado máximo para sustentar o crescimento das bactérias. A equipe do TINA explica que o dispositivo apenas facilita um processo que já ocorre naturalmente.
“Pensamos não apenas sobre o design do que estávamos criando, mas também em como [podíamos] usar sistemas naturais que já existem e aproveitá-los para produzir algo regenerativo”, disse Kigawa.
Vale ressaltar que El Soufi, Kigawa e Wang não são cientistas. Eles trabalharam com a equipe do laboratório de meio ambiente de Harvard, acelerando o processo científico clássico para atender a um prazo apertado.
A ideia era que o TINA pudesse ser testado com uma “mentalidade mais voltada para produto e tecnologia... [na qual] estar quase certo é melhor do que estar totalmente errado”, de acordo com Wang.
A equipe queria obter resultados tangíveis ao final do período do projeto, durante o qual tiveram apenas 12 semanas para avaliar a eficácia do TINA. Embora admitam que partes do processo merecem passar por mais testes, eles ressaltam que o sistema que criaram se beneficiou ao ser tratado como um projeto de design, em vez de um experimento científico.
Além disso, apesar de ter sido testada apenas em ambiente de laboratório usando uma determinada cepa de bactéria para remover um único tipo de metal de um ecossistema específico, a plataforma foi projetada para funcionar quando uma ou todas essas variáveis estão presentes.
Existem 70 espécies conhecidas de bactérias, algas e fungos capazes de degradar metais pesados. “Acredito que há muito mais espaço para experimentação em termos de quais cepas e que tipos de metais podem ser os mais adequados para usar em uma plataforma como esta”, afirma Wang.
El Soufi espera que as empresas de mineração incluam esforços de biorregeneração em suas políticas de responsabilidade social. “Os grandes poluidores precisam considerar projetos que vão um pouco além da ideia de apenas plantar árvores para tentar compensar o mal que causaram nos últimos 20 anos”, argumenta.
