O fim do lixo nuclear? Metais auto-reparadores? Estas são as conclusões de dois estudos publicados a semana passada. Parece incrível? Essas descobertas científicas são talvez o símbolo de um futuro mais sustentável no nosso planeta Terra! Deixe-me explicar esses estudos e por que eles são importantes.
Ainda podemos salvar-nos ou nosso tempo neste planeta acabou? Essa pergunta passou-me pela cabeça várias vezes nas últimas semanas, principalmente porque desastres naturais e temperaturas extremas em todo o mundo têm feito parte do meu ruído de fundo. Alguns dias, sinto que estamos todos condenados e é tarde demais para mudar qualquer coisa. Outros, descubro grandes ideias ou pesquisas científicas que me fazem acreditar no contrário. A semana passada, dois estudos me chamaram a atenção. O primeiro, publicado na terça-feira passada, propõe uma solução para o lixo nuclear. O segundo foi divulgado na quarta-feira passada e descobriu que os metais podem regenerar-se. Sei que parece bom demais para ser verdade, mas deixe-me explicar esses resultados primeiro!
O primeiro estudo por uma equipa da Universidade de Houston, no Texas, descobriu cristais moleculares capazes de capturar iodo: um dos produtos mais comuns da fissão radioativa. O que isso significa?
O material usado para gerar calor para alimentar as turbinas da usina nuclear é chamado de combustível nuclear. Depois de usar o combustível nuclear, ele é colocado na água para resfriá-lo e conter a radiação. Após 6 a 10 anos, o combustível pode ser transferido para uma instalação de armazenamento. Segundo a Associação Nuclear Mundial, alguns países como a França, o Japão, a Alemanha, a Bélgica e a Rússia reciclam o combustível nuclear usado. Ainda assim, em 2022, a Agência Internacional de Energia Atômica (IAEA) relatou 146 incidentes. "Nos últimos anos, um número crescente de incidentes envolveu detecções em cadeias de reciclagem de metais e a detecção de produtos manufaturados contaminados com materiais radioativos. Isso indica um problema contínuo para alguns países em garantir e detectar o descarte não autorizado de fontes radioativas. [...] Se esses metais contaminados são usados na produção de artigos domésticos podem causar problemas de saúde aos consumidores" explica a IAEA.
Além das questões de segurança com materiais reciclados, alguns dos subprodutos do combustível nuclear (principalmente produtos de fissão) precisam ser colocados em depósitos. No Canadá, existem 4 usinas nucleares e 16 diferentes locais para gerar os resíduos radioativos. Portanto, mesmo quando o lixo radioativo é imobilizado, ainda é perigoso, e é exatamente por isso que as descobertas da equipa de Houston são interessantes.
O estudo mostra que cristais compostos por átomos de carbono, hidrogênio e oxigênio podem capturar iodo em soluções aquosas e orgânicas e na interface entre os dois. "Este último ponto é particularmente importante porque o iodo capturado nas interfaces pode impedir que o iodo atinja e danifique revestimentos de tinta especializados usados em reatores nucleares e recipientes de contenção de resíduos", diz Ognjen Miljanic, professor de química e autor do artigo detalhando a descoberta em Cell Reports Physical Science. "Quando o material é depositado entre a camada orgânica e aquosa, ele basicamente interrompe a transferência de iodo de uma camada para a outra", acrescenta. Além disso, o iodo capturado pode potencialmente ser movido de uma área para outra. "A ideia é capturá-lo num sítio onde é difícil de controlar e depois soltá-lo num sítio onde é fácil de controlar", explica o professor.
Por enquanto, essas possibilidades ainda precisam ser testadas na prática, levando Ognjen Miljanic a ponderar os próximos passos. "Os cristais são fáceis de fabricar e podem ser produzidos em larga escala a partir de materiais relativamente baratos, sem nenhuma atmosfera protetora especial", diz ele. Eles também podem capturar outras moléculas, como o dióxido de carbono, o que seria mais um grande passo para um mundo mais sustentável. O próximo objetivo é encontrar um sócio que ajude os cientistas a explorar maneiras de comercializar os cristais. Até lá, a equipa vai explorar ainda mais a cinética e o comportamento das estruturas cristalinas para torná-las ainda melhores.
No segundo estudo, uma equipa de pesquisa do Sandia National Laboratories e da Texas A&M University viu pedaços de metal rachar e depois colar novamente sem qualquer intervenção humana. Mas por que é importante ?
Os metais desgastam-se e eventualmente quebram : isso chama-se dano por fadiga. Tensão ou movimento repetido causa a formação de rachas microscópicas e, com o tempo, elas crescem e espalham-se até que o dispositivo quebre. Embora os cientistas tenham criado materiais auto-reparáveis (principalmente plásticos), a noção de metal auto-reparável tem sido amplamente do domínio da ficção científica.
Mas em 2013, Michael Demkowicz, professor da Texas A&M, publicou uma nova teoria, baseada nos resultados de simulações de computador, de que, sob certas condições, o metal deveria ser capaz de unir rachas formadas pelo desgaste. Este ano, a sua teoria concretizou-se nos laboratórios Sandia, quando uma equipa de pesquisadores estava a avaliar como as rachas formavam-se e propagavam-se através de um pedaço de platina em nanoescala. Surpreendentemente, cerca de 40 minutos após o início do experimento, o dano foi revertido. Uma ponta da racha fundiu-se como se estivesse a voltar atrás, sem deixar vestígios da velha ferida.
Embora ainda haja muitas incógnitas sobre o processo de auto-reparação, incluindo se se desenvolverá nas fábricas de metal, "a extensão em que esses resultados são generalizáveis provavelmente será objeto de pesquisas futuras", diz Brad Boyce, um dos cientistas da equipa. "Mostramos que isso ocorre em metais nanocristalinos no vazio. Mas não sabemos se também pode ser induzido em metais convencionais no ar", acrescenta.
Se o fenômeno for explorado, poderá tornar motores, pontes ou aviões mais seguros e duráveis e, a longo prazo, poderá levar a menos extração de metais, menos produção e menos desperdício. Isso é fundamental porque a extração e produção de metais não está apenas associada a efeitos ambientais negativos, incluindo desmatamento e poluição, mas também com impactos sociais negativos, como violência, trabalho infantil, aumento das desigualdades de gênero e saúde.
Globalmente, esses dois estudos não me dão apenas esperança para uma vida mais sustentável, mas também mostram que ainda temos muito a aprender com os minerais, as plantas e os animais do nosso planeta.
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