Nos últimos anos, a mudança climática causada pela intensificação do efeito estufa vem chamando a atenção da sociedade, empresas e entidades públicas, especialmente pelo seu elevado impacto negativo. Devido aos diversos problemas provenientes das mudanças climáticas já enfrentados pela sociedade atual, há urgência na busca de iniciativas para a mitigação dos impactos e por soluções/alternativas para reduzir a influência da atividade humana no ecossistema. Alguns dos maiores desafios em relação a esse assunto são a descarbonização (desfossilização), que se refere à redução de emissões de gases causadores do efeito estufa na atmosfera e o desenvolvimento de novas fontes de energia renováveis.

Como alguns dos subtópicos deste grande desafio a ser explorado, destaca-se:

• Captura e uso de CO₂: refere-se a processos e tecnologias para o sequestro, armazenamento e conversão eficiente de CO₂ em produtos, permitindo que este possa ser utilizado posteriormente.
• Biocombustíveis: refere-se ao desenvolvimento de tecnologias para a obtenção de combustíveis produzidos a partir de diferentes tipos de biomassa.
• H₂ verde: refere-se à produção de H₂ a partir da eletrólise da água, sua estocagem, distribuição e uso.

Em praticamente todas as atividades industriais ou domésticas é gerado algum tipo de resíduo, desde a produção até o descarte do produto. Bilhões de toneladas de resíduos podem de alguma forma ser tratados e reintroduzidos na economia, com valor agregado. Assim surge a economia circular, que favorece a preservação das matérias-primas e contribui para a diminuição da poluição. Para tal, necessitamos de tecnologias que melhorem o processo de reciclagem, reuso e ressignificação dos diferentes tipos de resíduos.

Atualmente, destacam-se as tecnologias voltadas para os resíduos domésticos, resíduos da área da saúde e os rejeitos industriais. Os subtópicos deste grande desafio foram selecionados de acordo com a sua composição material, conforme a seguir:

• Transformação de resíduos plásticos: A poluição por polímeros tem grande atenção da sociedade atualmente, devido a permanência desse material no meio ambiente por anos. Sua reciclagem é muito desafiadora, com espaço para desenvolvimento e melhorias.
• Transformação de resíduos minerais: Além da modificação de processos de mineração convencional para redução do volume de rejeitos, processos de enriquecimento e/ou novas aplicações dos resíduos precisam ser amplamente explorados para uma economia circular nesse setor. A mineração urbana e a extração de metais do lixo eletrônico também se encaixam nesse desafio.
• Transformação de resíduos de biomassa: Além da maior diversidade e diferentes origens, os resíduos de biomassa ou orgânicos são desafiadores devido a sua complexidade química. Alguns exemplos desse tipo de resíduo são os lignocelulósicos, óleos e graxas vegetais/animais, resíduos alimentícios, entre outros.

A água é um dos recursos fundamentais para a sobrevivência, porém, na maioria das vezes não é utilizada de maneira sustentável, resultando na sua poluição e escassez. A poluição de rios, lagos e lençóis freáticos que acontece por despejo de dejetos residenciais, industriais e agrícolas é um grande problema que vem sendo enfrentado pela sociedade nos dias de hoje.

Dessa forma, considerando esse grande problema ambiental, novas tecnologias devem ser propostas para a resolução dessa situação. Com isso, alguns subtópicos deste desafio são:

• Tratamento de Efluentes Industriais e Domésticos: com os diferentes tipos de indústria, processos de produção e efluentes domésticos, temos uma grande variedade de composição de efluentes gerados. A partir disso, são necessárias tecnologias, em diferentes graus de maturidade, para o seu tratamento.
• Reuso de água: observa-se que problemas como escassez e poluição da água têm se tornado bastante frequentes, tornando cada vez mais necessário o desenvolvimento de tecnologias que permitam o processo de reuso da água.
• Monitoramento da qualidade da água: juntamente com o desenvolvimento de tecnologias para tratamento e reuso da água, é importante monitorar a qualidade da água tratada para garantir a segurança ao se utilizá-la, sendo necessárias novas tecnologias para esse fim.

O desenvolvimento de materiais que tragam impactos positivos pensando no contexto da sustentabilidade e que permitam substituir materiais que são prejudiciais ao meio ambiente é extremamente relevante na nossa sociedade. Para isso, são necessárias inovações e desenvolvimento tecnológico em Hard Science. Assim, existem alguns subtópicos a serem explorados dentro desse desafio, como:

• Materiais renováveis/sustentáveis: está relacionado ao desenvolvimento de novos materiais a partir de fontes renováveis ou que utilizem processos sustentáveis, pensando principalmente na aplicação destes em larga escala.
• Materiais para geração e armazenamento de energia limpa: é de extrema relevância o incentivo a utilização de formas alternativas de obtenção de energia como, por exemplo, a eólica, solar, hídrica, entre outras. Porém ainda se observam desafios a serem superados na aplicação em larga escala dessas tecnologias, como materiais, equipamentos e produtos que permitam a geração e armazenamento desse tipo de energia.
• Materiais baseados em biorrecursos: são aqueles materiais produzidos a partir de recursos biológicos renováveis. Assim, é necessário o desenvolvimento de novos materiais, pensando principalmente na aplicação destes em larga escala.

O agronegócio tem grande importância econômica para o Brasil e iniciativas sustentáveis para a produção de alimentos são cruciais. Tecnologias em Hard Science podem contribuir para a implementação de uma agricultura de baixa emissão de carbono, com responsabilidade na preservação da fauna, flora e recursos naturais em toda cadeia de produção e distribuição.

Alguns subtópicos a serem explorados dentro desse desafio são:

Aproveitamento de recursos naturais na nutrição de plantas e animais: a produção eficiente de alimentos é dependente da nutrição adequada de plantas e animais. Para tal, fertilizantes sustentáveis, fixação de nutrientes e o condicionamento sustentável do solo devem ser implementados. As práticas de plantio com baixa emissão de carbono, de integração Lavoura-Pecuária-Floresta, agricultura orgânica, uso sustentável dos recursos hídricos, e outras iniciativas também contribuem para uma agricultura sustentável e devem ser mais exploradas.

Controle de pragas: Para a eficiência da produção de alimentos, defensores químicos (agrotóxicos) são usados para o controle de pragas. Entretanto, é de conhecimento geral a alta toxicidade de alguns desses produtos. Novos defensores sustentáveis e seguros para o meio ambiente devem ser inseridos no mercado, assim como tecnologias no tratamento de resíduos gerados durante seu uso e no processo de descarte das embalagens. Inovações no controle de pragas sem uso de defensores químicos também têm alto potencial.

Pós-colheita: A colheita envolve força humana e maquinário específico que utilizam combustíveis fósseis. A colheita também gera vários resíduos com potencial de aplicação em outras áreas. Para a distribuição dos alimentos, produtos químicos são usados muitas vezes para garantir a preservação do alimento no transporte. Sendo assim, práticas sustentáveis de colheita, produtos sustentáveis para a preservação e transporte devem ser explorados.

Este desafio tem o objetivo de mapear soluções tecnológicas de hard-science sustentáveis que tenham impacto positivo na sociedade e/ou no ambiente em que se inserem mas que não se enquadram nos demais desafios propostos.

Tecnologias de materiais avançados com aplicações para sustentabilidade.

O GraNioTer/MCTI é um projeto prioritário do Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovações (MCTI) com financiamento da Finep, localizado no Centro de Desenvolvimento da Tecnologia Nuclear (CDTN) em Belo Horizonte/MG, que tem a missão de apoiar pesquisa, desenvolvimento e inovação tecnológica em materiais avançados e minerais estratégicos, a exemplo de grafeno, nióbio e terras raras.

Para este desafio, o Granioter busca tecnologias de materiais avançados, com foco em grafeno, nióbio e terras raras que tenham aplicações relacionadas à sustentabilidade. 

As equipes selecionadas para este desafio serão conectadas ao GRANIOTER e, serão avaliadas individualmente, quanto a possibilidade de terem um apoio econômico de até R$100.000,00 na forma de utilização do espaço físico (laboratórios de materiais) e consultorias com um time especialista na área.

Tecnologias Para a Produção de Biopropano e Biobutano a Partir de Biomassa Nacional

A Supergasbras, empresa integrante do grupo holandês SHV Energy, maior distribuidora de GLP do mundo, vem atuando intensivamente em sua cadeia de valor e produtos para melhoramento energético e redução de emissões de carbono.

Para isso o grupo SHV Energy tem como ambição até 2040 ter um portfólio de produtos 100% de origem renovável. Atualmente sua matriz é majoritariamente de origem fóssil e para alcançar este objetivo a transição energética foi iniciada. 

Na Supergasbras o produto de portfólio é o GLP. O GLP é o Gás Liquefeito de Petróleo, também conhecido popularmente como “gás de cozinha”. O GLP é composto principalmente de propano e butano atualmente obtido a partir do fracionamento do petróleo. Esses mesmos hidrocarbonetos podem também ser obtidos a partir de óleos vegetais como subproduto do processo produtivo de diesel verde. As unidades de negócio na Europa já comercializam o biopropano e biobutano, porém o rendimento de produção desses gases é muito baixo.

Para a Supergasbras atingir o objetivo de uma empresa com um portfólio 100% de origem renovável o desenvolvimento de novas tecnologias que impulsionem a produção do biopropano e biobutano a partir de resíduos e/ou matérias primas renováveis, principalmente levando-se em conta a matriz brasileira.

Para este desafio, a SUPERGASBRAS procura por tecnologias para a produção renovável do biopropano e biobutano.