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A energia das cápsulas de algas flutuantes

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    Há uns anos, tentei perceber
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    se havia possibilidade
    de desenvolver biocombustíveis
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    numa escala que pudesse concorrer
    com combustíveis fósseis
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    mas sem concorrer com a agricultura
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    em água, em fertilizantes
    ou em terras.
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    Foi isto que descobri.
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    Imaginem construirmos um recinto
    que colocamos debaixo de água
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    e enchemos com águas residuais
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    e com um certo tipo de microalgas
    que produzem óleo.
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    Será fabricado a partir
    de um material flexível
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    que se movimente debaixo da água,
    com as ondas.
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    Claro que o sistema que vamos construir
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    usará energia solar
    para o cultivo das algas
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    que utilizam o CO2, o que é ótimo.
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    Elas produzem oxigénio
    enquanto crescem.
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    As algas que crescem
    dentro do contentor
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    distribuem o calor pela água circundante
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    e podemos colhê-las
    para fabricar biocombustíveis,
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    cosméticos, fertilizantes
    e rações para animais.
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    Claro que teremos de arranjar
    uma grande área,
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    por isso temos de nos preocupar
    com outros participantes,
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    como os pescadores, os barcos
    e coisas dessas,
  • 0:59 - 1:02
    mas estamos a falar de biocombustíveis
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    e sabemos qual é a importância
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    de obter um combustível
    líquido alternativo.
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    Porque é que falamos de microalgas?
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    Este é um gráfico que mostra
    os diversos tipos de culturas
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    que estão a ser consideradas
    para fazer biocombustíveis.
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    Vemos coisas como a soja,
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    que produz 570 litros
    por hectare, por ano,
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    ou o girassol, a canola,
    a jatrofa ou a palma.
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    Aquela barra alta mostra
    o que as microalgas podem contribuir.
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    Ou seja, as microalgas contribuem
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    com 5000 a 12 500 litros
    por hectare, por ano,
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    em comparação com os 570 litros
    por hectare, por ano, da soja.
  • 1:40 - 1:42
    O que são as microalgas?
  • 1:42 - 1:45
    As microalgas são micro, ou seja,
    são extremamente pequenas,
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    uma imagem de organismos
    unicelulares, como veem,
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    em comparação com um cabelo humano.
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    Estes pequenos organismos
    existem há milhões de anos
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    e há milhares de diferentes espécies
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    de microalgas no mundo.
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    Algumas são as plantas
    de crescimento mais rápido no planeta
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    e produzem, como já mostrei,
    uma enorme quantidade de óleo.
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    Porque é que queremos
    fazer isto ao largo?
  • 2:08 - 2:10
    A razão por que fazemos isto no mar
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    é porque, se olharem para as cidades
    costeiras, não há outra alternativa,
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    porque vamos usar águas residuais,
    como sugeri.
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    Se virmos onde há a maior parte
    de águas residuais,
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    as instalações de tratamento
    estão integradas nas cidades.
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    Esta é a cidade de São Francisco,
  • 2:25 - 2:29
    que tem 1400 km
    de esgotos subterrâneos
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    e liberta as águas residuais
    ao largo, no mar.
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    Outras cidades no mundo tratam
    as águas residuais de outro modo.
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    Algumas cidades tratam-nas.
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    Outras cidades libertam-nas na água.
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    Mas, em todos os casos,
    a água que é libertada
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    é perfeitamente adequada
    para a cultura das microalgas.
  • 2:47 - 2:49
    Vejamos então como seria o sistema.
  • 2:49 - 2:51
    Chamamos-lhe OMEGA,
    que é a sigla para
  • 2:51 - 2:55
    Recintos de Membranas "Offshore"
    para Cultura de Algas.
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    Na NASA, temos de ter boas siglas.
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    Como é que funciona?
    Já mostrei mais ou menos como funciona.
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    Introduzimos águas residuais
    e uma fonte de CO2
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    numa estrutura flutuante
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    e as águas residuais proporcionam
    nutrientes para o crescimento das algas
  • 3:11 - 3:13
    que sequestram o CO2
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    que, de outro modo, iria para a atmosfera,
    como gás com efeitos de estufa.
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    Claro, vão usar a energia solar
    para crescerem
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    e a energia das ondas à superfície
  • 3:21 - 3:23
    fornece a energia para misturar as algas
  • 3:23 - 3:26
    e a temperatura é controlada
    pela temperatura da água envolvente.
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    As algas que crescem produzem oxigénio,
    como já referi,
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    e também produzem biocombustíveis,
    fertilizantes e alimentos
  • 3:33 - 3:36
    e outros produtos de interesse.
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    Este sistema é circunscrito.
    O que é que isso significa?
  • 3:40 - 3:41
    É modular.
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    Digamos que acontece qualquer
    coisa inesperada num dos módulos.
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    Fica furado, se for atingido por um raio.
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    As águas residuais que se escaparem
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    são águas que já existem
    neste ambiente costeiro
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    e as algas que se escaparem
    são biodegradáveis.
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    Como vivem em águas residuais
    são algas de água doce,
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    não podem viver na água salgada,
    portanto, morrem.
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    O plástico da estrutura
    é um tipo de plástico
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    bem conhecido que já conhecemos bem
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    e construímos os nossos módulos
    para poderem ser reutilizados.
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    Portanto, podemos ultrapassa isso,
  • 4:12 - 4:14
    quando pensamos neste sistema
    que estou a mostrar,
  • 4:15 - 4:18
    ou seja, pensar em termos de água doce,
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    que também, de futuro,
    virá a ser um problema.
  • 4:20 - 4:22
    Agora estamos a trabalhar em métodos
  • 4:22 - 4:24
    para recuperação das águas residuais.
  • 4:24 - 4:27
    A outra coisa a considerar
    é a própria estrutura.
  • 4:27 - 4:30
    Constitui uma superfície
    para coisas no oceano.
  • 4:30 - 4:34
    Esta superfície, que fica coberta
    por algas marinhas
  • 4:34 - 4:36
    e outros organismos no oceano,
  • 4:36 - 4:40
    passará a ser um "habitat"
    marinho reforçado
  • 4:40 - 4:42
    portanto, aumenta a biodiversidade.
  • 4:42 - 4:44
    Finalmente, como é
    uma estrutura no mar alto,
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    podemos pensar nela em termos
    de como poderá contribuir
  • 4:47 - 4:50
    para uma atividade de aquacultura
    no mar alto.
  • 4:50 - 4:52
    Provavelmente, estarão a pensar:
  • 4:52 - 4:56
    "Isto parece ser uma boa ideia.
    Como podemos ver se é real?"
  • 4:57 - 5:00
    Eu instalei laboratórios em Santa Cruz
  • 5:00 - 5:03
    nas instalações da
    California Fish and Game.
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    Essas instalações permitem-nos ter
    grandes tanques de água do mar
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    para testar algumas destas ideias.
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    Também fizemos experiências
    em São Francisco
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    numa das três centrais
    de tratamento de águas residuais,
  • 5:14 - 5:16
    de novo uma instalação para testar ideias.
  • 5:16 - 5:20
    Por fim, quisemos ver
    onde podíamos verificar
  • 5:20 - 5:23
    qual seria o impacto desta estrutura
    no ambiente marinho
  • 5:23 - 5:26
    e instalámos um sítio
  • 5:26 - 5:29
    num local chamado
    Moss Landing Marine Lab
  • 5:29 - 5:31
    na Baía de Monterey,
    onde trabalhámos num porto
  • 5:31 - 5:35
    para ver qual o impacto que isto terá
    nos organismos marinhos.
  • 5:36 - 5:39
    O laboratório que instalámos
    em Santa Cruz, foi o nosso Skunk Works.
  • 5:39 - 5:42
    Era um local onde cultivávamos algas
  • 5:42 - 5:44
    e soldávamos plástico
    e criávamos instrumentos
  • 5:44 - 5:46
    e fazíamos imensos erros
  • 5:46 - 5:48
    ou, como disse Edison,
  • 5:48 - 5:51
    encontrávamos as 10 000 razões
    para o sistema não funcionar.
  • 5:52 - 5:54
    Cultivámos algas em águas residuais
  • 5:54 - 5:58
    e criámos instrumentos que nos permitiam
    conhecer a vida das algas
  • 5:58 - 6:01
    de modo a poder acompanhar
    a forma como elas cresciam,
  • 6:01 - 6:03
    o que lhes convinha,
    como adquiríamos a certeza
  • 6:03 - 6:07
    de termos uma cultura
    que sobrevivesse e prosperasse.
  • 6:08 - 6:10
    A característica mais importante
    que era preciso desenvolver
  • 6:10 - 6:13
    eram os chamados FBR,
    os fotobiorreatores.
  • 6:13 - 6:15
    Eram as estruturas
    que iriam flutuar à superfície
  • 6:15 - 6:18
    feitas de um material plástico barato
  • 6:18 - 6:20
    que permitisse que as algas crescessem.
  • 6:20 - 6:23
    Criámos imensos "designs",
    mas a maioria foram terríveis fracassos.
  • 6:23 - 6:26
    Quando, por fim, conseguimos
    um "design" que funcionava,
  • 6:26 - 6:27
    para uns 140 litros,
  • 6:27 - 6:31
    aumentámo-lo para 2000 litros
    em São Francisco.
  • 6:32 - 6:34
    Vou mostrar como funciona o sistema.
  • 6:34 - 6:38
    Metemos lá dentro as águas residuais
    com as algas que escolhermos
  • 6:38 - 6:41
    e circulamos essa água
    pela estrutura flutuante,
  • 6:41 - 6:43
    esta estrutura tubular
    de plástico flexível.
  • 6:43 - 6:45
    A água circula através desta coisa
  • 6:45 - 6:47
    e, claro, apanha a luz solar,
    porque está à superfície.
  • 6:47 - 6:50
    As algas crescem com os nutrientes.
  • 6:50 - 6:52
    Mas isto é como meter a cabeça
    num saco de plástico.
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    As algas não vão sufocar
    por causa do CO2,
  • 6:55 - 6:56
    como nós sufocaríamos.
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    Sufocam porque produzem oxigénio,
  • 6:59 - 7:01
    aliás não sufocam propriamente,
    mas o oxigénio que produzem
  • 7:01 - 7:04
    é problemático e elas consomem
    todo o CO2.
  • 7:04 - 7:08
    Assim, tivemos de imaginar
    como podíamos remover o oxigénio,
  • 7:08 - 7:10
    o que fizemos criando esta coluna
  • 7:10 - 7:12
    que circulava parte da água,
  • 7:12 - 7:13
    e repondo o CO2,
  • 7:13 - 7:17
    o que fizemos, pondo o sistema a borbulhar
    antes de fazer circular a água.
  • 7:17 - 7:19
    Estão a ver aqui o protótipo
  • 7:19 - 7:22
    que foi a primeira tentativa
    de construir este tipo de coluna.
  • 7:23 - 7:25
    A coluna maior que instalámos
    em São Francisco
  • 7:25 - 7:27
    no sistema instalado.
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    A coluna tinha outra característica
    muito interessante.
  • 7:30 - 7:33
    As algas juntavam-se na base da coluna
  • 7:33 - 7:37
    e isso permitia-nos acumular
    a biomassa das algas
  • 7:37 - 7:40
    num contexto em que podíamos
    colhê-las facilmente.
  • 7:40 - 7:42
    Retirávamos as algas
    que se concentravam
  • 7:42 - 7:44
    na parte inferior da coluna
  • 7:44 - 7:47
    e podíamos colhê-las num processo
  • 7:47 - 7:50
    em que púnhamos as algas
    a flutuar à superfície
  • 7:50 - 7:52
    e as apanhávamos com uma rede.
  • 7:53 - 7:55
    Também quisemos investigar
  • 7:55 - 7:59
    qual seria o impacto deste sistema
    no ambiente marinho.
  • 7:59 - 8:03
    Já disse que instalámos
    esta experiência num sítio
  • 8:03 - 8:05
    em Moss Landing Marine Lab.
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    Descobrimos que as algas
    cresciam em grande abundância
  • 8:09 - 8:12
    e precisávamos de criar
    um procedimento de limpeza.
  • 8:12 - 8:15
    Também observámos como as aves
    e os mamíferos marinhos interagiam.
  • 8:15 - 8:17
    Vemos aqui uma lontra-marinha
  • 8:17 - 8:19
    que achou isto muito interessante
  • 8:20 - 8:23
    e, periodicamente, atravessava
    esta pequena cama de água flutuante.
  • 8:23 - 8:26
    Queríamos contratar este sujeitinho
  • 8:26 - 8:28
    ou treiná-lo para limpar a superfície
    destas coisas,
  • 8:28 - 8:30
    mas isso é para o futuro.
  • 8:30 - 8:31
    Agora, o que estamos a fazer
  • 8:31 - 8:33
    estamos a trabalhar em quatro áreas.
  • 8:33 - 8:36
    A nossa investigação cobriu
    a biologia do sistema,
  • 8:36 - 8:38
    que incluiu o estudo da forma
    como as algas crescem
  • 8:38 - 8:41
    e também o que come as algas
    e o que mata as algas.
  • 8:41 - 8:44
    Fizemos estudos para perceber
    o que precisávamos
  • 8:44 - 8:47
    para poder criar esta estrutura,
    não só em pequena escala,
  • 8:47 - 8:49
    mas como podíamos construi-la
  • 8:49 - 8:52
    na enorme escala
    que virá a ser necessária.
  • 8:52 - 8:55
    Já referi que observámos
    aves e mamíferos marinhos
  • 8:55 - 8:58
    e observámos o impacto ambiental
    do sistema.
  • 8:59 - 9:01
    Por fim, estudámos a economia.
  • 9:01 - 9:03
    Quando falo em economia
  • 9:03 - 9:06
    refiro-me à energia necessária
    para manter o sistema a funcionar.
  • 9:06 - 9:09
    Obteremos mais energia do sistema
    do que a que lhe introduzimos
  • 9:09 - 9:11
    para manter o sistema em funcionamento?
  • 9:11 - 9:13
    E quanto aos custos operacionais?
  • 9:13 - 9:15
    E quanto aos custos de capital?
  • 9:15 - 9:18
    E quanto a toda a estrutura económica?
  • 9:19 - 9:21
    Posso dizer-vos que não vai ser fácil
  • 9:21 - 9:24
    e há ainda muito trabalho a fazer
  • 9:24 - 9:27
    nestas quatro áreas,
    para pôr o sistema em funcionamento.
  • 9:28 - 9:30
    Mas não temos muito tempo
    e eu gostava de mostrar
  • 9:30 - 9:34
    a conceção de artista
    sobre qual será o aspeto deste sistema
  • 9:34 - 9:38
    se nos encontrarmos numa baía protegida
    algures no mundo.
  • 9:38 - 9:40
    Temos, ao fundo, nesta imagem,
  • 9:40 - 9:43
    a central de tratamento
    das águas residuais
  • 9:43 - 9:45
    e uma fonte de chaminés
    para o CO2.
  • 9:46 - 9:48
    Mas, quando estudamos a economia
    deste sistema,
  • 9:48 - 9:51
    descobrimos que será difícil
    pô-lo a funcionar.
  • 9:51 - 9:56
    Se não olharmos para o sistema
    como uma forma de tratar águas residuais,
  • 9:56 - 10:00
    de sequestrar o carbono e,
    possivelmente, para painéis fotovoltaicos,
  • 10:00 - 10:03
    ou energia das ondas
    ou mesmo energia eólica.
  • 10:03 - 10:05
    Se começarmos a pensar em termos
    de integrar
  • 10:05 - 10:07
    todas estas diferentes atividades,
  • 10:07 - 10:12
    também podemos incluir
    uma instalação de aquacultura.
  • 10:12 - 10:15
    Assim, teríamos neste sistema
    uma aquacultura de mariscos
  • 10:15 - 10:17
    em que criaríamos mexilhões ou vieiras.
  • 10:17 - 10:20
    Podíamos criar ostras e outras coisas
  • 10:20 - 10:23
    que produzissem produtos
    e alimentos de alto valor
  • 10:23 - 10:26
    e isso seria um incentivo de mercado
    quando construíssemos o sistema
  • 10:26 - 10:28
    a escalas cada vez maiores
  • 10:28 - 10:34
    para vir a ser competitivo com a ideia
    de construí-lo para combustível.
  • 10:35 - 10:37
    Há sempre uma questão que aparece,
  • 10:37 - 10:41
    porque o plástico no oceano
    tem muito má reputação neste momento.
  • 10:41 - 10:44
    Assim, temos pensado, desde o início:
  • 10:44 - 10:46
    O que faremos a todo este plástico
  • 10:46 - 10:49
    que vamos precisar de usar
    no nosso ambiente marinho?
  • 10:49 - 10:51
    Não sei se vocês sabem,
  • 10:51 - 10:54
    mas na Califórnia, usa-se
    uma quantidade enorme de plástico
  • 10:54 - 10:57
    nos campos, como cobertura de plástico.
  • 10:57 - 11:00
    É o plástico que faz
    aquelas pequenas estufas
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    ao longo do solo
  • 11:02 - 11:06
    e permite o aumento da temperatura
    do solo na época do crescimento,
  • 11:06 - 11:08
    permite-nos controlar as ervas daninhas
  • 11:09 - 11:12
    e, claro, torna a rega muito mais eficaz.
  • 11:12 - 11:17
    Portanto, o sistema OMEGA fará parte
    deste tipo de resultado,
  • 11:17 - 11:19
    e, quando deixarmos de o usar
    no ambiente marinho,
  • 11:19 - 11:22
    poderemos usá-lo nos campos.
  • 11:23 - 11:24
    Onde é que vamos colocar isto
  • 11:24 - 11:26
    e que aspeto terá ao largo?
  • 11:26 - 11:30
    Esta é uma imagem do que podemos
    fazer na Baía de São Francisco.
  • 11:30 - 11:33
    São Francisco produz 290 milhões
    de litros por dia, de águas residuais.
  • 11:33 - 11:36
    Se imaginarmos um tempo
    de retenção de cinco dias
  • 11:36 - 11:38
    para este sistema, precisaremos
    de 1500 milhões de litros
  • 11:38 - 11:42
    para acomodar, ou seja,
    cerca de 500 hectares
  • 11:42 - 11:45
    destes módulos OMEGA
    a flutuar na Baía de São Francisco.
  • 11:45 - 11:49
    Bom, isso é menos de 1%
    da área da superfície da baía.
  • 11:49 - 11:52
    A 5000 litros por hectare, por ano,
  • 11:52 - 11:55
    produzirá mais de sete milhões
    de litros de combustível,
  • 11:55 - 11:58
    o que corresponde a cerca
    de 20% do biodiesel
  • 11:58 - 12:01
    ou do diesel que é necessário
    em São Francisco.
  • 12:01 - 12:03
    Isso sem fazer nada
    quanto à eficiência.
  • 12:04 - 12:07
    Onde mais poderíamos colocar
    este sistema?
  • 12:07 - 12:09
    Há muitas possibilidades.
  • 12:09 - 12:12
    Há a Baía de São Francisco,
    como já referi.
  • 12:12 - 12:14
    A Baía de San Diego é outro exemplo.
  • 12:14 - 12:16
    A Baía Mobile ou a Baía Chesapeake,
  • 12:16 - 12:18
    mas, na realidade, com a subida
    do nível do mar,
  • 12:18 - 12:21
    haverá muitas mais oportunidades
    a considerar.
  • 12:21 - 12:23
    (Risos)
  • 12:23 - 12:26
    Estou a falar-vos de um sistema
  • 12:26 - 12:29
    de atividades integradas.
  • 12:29 - 12:33
    A produção de biocombustíveis
    está integrada com energia alternativa,
  • 12:33 - 12:35
    está integrada com aquacultura.
  • 12:35 - 12:39
    Dispus-me a encontrar uma via
  • 12:39 - 12:44
    para uma produção inovadora
    de biocombustíveis sustentáveis
  • 12:44 - 12:48
    e, pelo caminho, descobri
    que o que é exigido
  • 12:48 - 12:53
    para a sustentabilidade é a integração,
    mais do que a inovação.
  • 12:56 - 12:59
    A longo prazo, tenho imensa fé
  • 12:59 - 13:03
    no nosso engenho coletivo e interligado.
  • 13:04 - 13:08
    Penso que quase não há limites
    para o que podemos alcançar
  • 13:08 - 13:11
    se formos radicalmente abertos
  • 13:11 - 13:13
    e não nos importarmos
    com quem fica com os louros.
  • 13:14 - 13:18
    As soluções sustentáveis
    para os nossos problemas futuros
  • 13:18 - 13:20
    vão ser diversas
  • 13:20 - 13:22
    e vão ter de ser muitas.
  • 13:23 - 13:26
    Penso que precisamos
    de as considerar a todas,
  • 13:26 - 13:29
    desde alfa a OMEGA.
  • 13:29 - 13:30
    Obrigado.
  • 13:30 - 13:34
    (Aplausos)
  • 13:38 - 13:41
    Chris Anderson: Jonathan,
    uma pergunta rápida.
  • 13:41 - 13:45
    Este projeto continua a avançar com a NASA
  • 13:45 - 13:48
    ou precisas de
    um financiamento ambicioso
  • 13:48 - 13:51
    de energia verde para o agarrar
    pela garganta?
  • 13:51 - 13:53
    Jonathan Trent:
    Chegámos a uma fase na NASA
  • 13:53 - 13:56
    em que gostaríamos de fazer
    qualquer coisa ao largo.
  • 13:56 - 13:59
    Mas há muitos problemas
    em fazê-lo nos EUA
  • 13:59 - 14:01
    por causa das autorizações limitadas
  • 14:01 - 14:03
    e do tempo necessário
    para obter as licenças
  • 14:03 - 14:04
    para fazer coisas ao largo.
  • 14:04 - 14:07
    Nesta altura, precisamos mesmo
    de pessoas do exterior
  • 14:07 - 14:09
    e estamos totalmente abertos
    com esta tecnologia
  • 14:09 - 14:11
    no sentido de que a vamos lançar
  • 14:11 - 14:13
    para quem quer que esteja interessado
  • 14:13 - 14:15
    em agarrá-la e torná-la real.
  • 14:15 - 14:18
    CA: Isso é interessante.
    Vocês não vão patenteá-la.
  • 14:18 - 14:19
    Vão publicá-la.
  • 14:19 - 14:20
    JT: Exatamente.
  • 14:20 - 14:22
    CA: Ok, muito obrigado.
  • 14:22 - 14:23
    JT: Obrigado.
  • 14:23 - 14:25
    (Aplausos)
Title:
A energia das cápsulas de algas flutuantes
Speaker:
Jonathan Trent
Description:

Chamem-lhes "combustíveis sem fósseis": Jonathan Trent está a trabalhar num plano para cultivar novos biocombustíveis cultivando microalgas que flutuam em cápsulas ao largo e se alimentam das águas residuais das cidades. Oiçam a visão arrojada da sua equipa para o Projeto OMEGA (Recintos de Membranas "Offshore" para Cultivo de Algas) e como ela pode fornecer energia no futuro.

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English
Team:
closed TED
Project:
TEDTalks
Duration:
14:45
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Margarida Ferreira edited Portuguese subtitles for Energy from floating algae pods
Mafalda Ferreira accepted Portuguese subtitles for Energy from floating algae pods
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