O planeta está em perigo. Os seres humanos estão causando e lutando contra o desmatamento, acidificação oceânica e escalada da temperatura, para citar alguns de nossos legados menos benignos.
Os fatos são complexos, mas as tendências não são facilmente disputadas. E ainda assim, o tema do perigo global é um dos que mais se levantam nos dias de hoje, e que pode não colocar um leitor numa postura defensiva. Talvez seja porque estamos com o pior de tudo e raramente podemos nos divertir em soluções.
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Sem controvérsia, portanto, talvez a idéia de que a tecnologia tem um papel a desempenhar para tornar o nosso planeta um lugar mais confortável e sustentável para os seres humanos continuarem a se arrastar. Viver até ao alto título desta peça com uma lista definitiva de 10 tecnologias que ajudarão o nosso planeta a sobreviver é provavelmente uma proposta perdida. É provável que você não tenha problemas com algum aspecto desta lista. Tudo bem. É para isso que serve a seção de comentários; eu adoraria ouvir de você.
Também vale a pena notar que algumas destas tecnologias vêm com os seus próprios riscos. Na verdade, a nossa melhor aposta número um para ajudar o nosso planeta também poderia significar a desgraça para a nossa espécie.
Mas, ao olhar para a paisagem de ameaças, bem como para as ferramentas em desenvolvimento para ajudar, algum optimismo não pode deixar de se infiltrar. Aqui estão as minhas escolhas para 10 tecnologias mais susceptíveis de ajudar a salvar a Terra.
Vidro solar
E se cada janela de um arranha-céus pudesse gerar energia? Essa é a promessa do vidro solar, uma tecnologia emergente que está recebendo muito burburinho nos círculos de design e sustentabilidade. Assim como parece, o vidro solar é material de janela adequadamente transparente, mas também capta a energia do sol e a converte em eletricidade.
O grande obstáculo tem sido a eficiência. As células solares de alto desempenho podem atingir 25% de eficiência ou mais, mas manter a transparência significa sacrificar a eficiência com que a luz é convertida em electricidade. Mas uma equipe da Universidade de Michigan está desenvolvendo um produto de vidro solar que oferece 15% de eficiência e escalada ao mesmo tempo em que permite a passagem de 50% da luz. De acordo com projeções do estado vizinho de Michigan, existem de 5 a 7 bilhões de metros quadrados de espaço útil em janelas, o suficiente para alimentar 40% das necessidades energéticas dos EUA com um produto de vidro solar.
Graphene
Mais forte que o aço, mais fino que o papel, mais condutor que o cobre, o grafeno é verdadeiramente um material milagroso – e até recentemente um material completamente teórico. O grafeno é uma camada ultrafina de grafite que foi descoberta pela primeira vez em 2004, na Universidade de Manchester. É agora objecto de intensa pesquisa e especulação, com muitos a preverem que será o próximo na linha a seguir ao bronze, ferro, aço e silício na promulgação da evolução cultural e tecnológica da nossa espécie.
Um mero átomo de espessura, o grafeno é flexível, transparente e altamente condutivo, tornando-o adequado para uma enorme gama de aplicações de cura de planetas. Estas incluem filtração de água, supercondutores capazes de transferir energia através de grandes distâncias com perdas mínimas, e usos fotovoltaicos, para citar alguns. Ao aumentar enormemente a eficiência sobre os materiais actuais, o grafeno pode revelar-se uma pedra angular no nosso renascimento verde.
8. Plástico de base vegetal
Temos de pôr um fim aos plásticos de uso único. Já estão em curso iniciativas em todos os Estados Unidos para proibir ou limitar severamente o seu uso. Onde eu moro, em Los Angeles, as palhinhas plásticas só são distribuídas a pedido e as sacolas plásticas de uso único desapareceram das mercearias. Mas o problema está profundamente enraizado e profundamente enraizado em nossa economia de consumo. Eu vivo perto do oceano, e a quantidade de lixo plástico que é visível em um dia médio é devastadora.
Plásticos de base vegetal que biodegradam são uma solução palatável, pois poderiam, em teoria, substituir muitos dos produtos plásticos já em circulação. Uma empresa indonésia chamada Avani Eco tem feito bio-plástico a partir da mandioca desde 2014. Como a carne falsa e o vidro solar, este deve se tornar um setor em expansão nos próximos anos. Mas tenha cuidado: Nem todos os bioplásticos se biodegradam, e o mérito de algumas técnicas de produção é debatido. Parte de se tornar um consumidor responsável na próxima década será conhecer o ciclo de vida dos produtos que escolhemos para comprar, da criação à entropia.
Fake meat
Dear carnívoros, eu tenho boas e más notícias. Primeiro as más: A produção de carne é absolutamente atroz para o planeta. Em 2017, mais de 15.000 cientistas do mundo assinaram um Aviso à Humanidade apelando, entre outras coisas, para diminuir drasticamente o nosso consumo per capita de carne. Uma questão é o uso da terra. A produção de carne bovina depende de 164 metros quadrados de pastagem por 100 gramas de carne e é uma das principais causas do desmatamento na América Central e do Sul, levando a uma liberação sem precedentes de carbono na atmosfera. A Food and Agriculture Organization acredita que a pecuária é responsável por cerca de 14,5% das emissões antropogênicas de gases de efeito estufa. Os animais também utilizam enormes quantidades de água doce, enquanto o escoamento contaminado das operações de pecuária industrial polui os cursos d’água locais.
As boas notícias? A carne falsa é finalmente boa. Realmente boa. Empresas como Beyond Meat e Impossible Foods estão a oferecer deliciosas alternativas à carne que são substitutos bastante decentes para a verdadeira. Tanto quanto a conquista tecnológica e a ciência alimentar avançada, o verdadeiro triunfo dessas empresas é que elas fizeram a carne falsa culturalmente na moda. Agora você pode pedir hambúrgueres sem carne na Burger King e comprar um taco sem carne na Del Taco.
> 6. Pilhas
A potência é o factor limitante que impede a utilização de muitas tecnologias verdes. A energia eólica e solar, por exemplo, são capazes de gerar grandes quantidades de electricidade, mas a adopção das tecnologias tem sido estrangulada por uma grande falha: Às vezes não é ventoso ou ensolarado. Os carros elétricos, do mesmo modo, estão fazendo enormes progressos, mas até que o alcance aumente e os tempos de carregamento diminuam, os combustíveis fósseis vão dominar.
A tecnologia de bateria existente não a corta. Para começar, é demasiado caro. Segundo a Força Tarefa do Ar Limpo, para que a Califórnia atinja metas ambiciosas de se alimentar apenas com energias renováveis, o estado precisaria gastar US$360 bilhões em sistemas de armazenamento de energia. Uma empresa chamada Form Energy está desenvolvendo as chamadas baterias de fluxo de enxofre aquoso que custarão entre US$ 1 e US$ 10 por quilowatt-hora, em comparação com os US$ 200 por quilowatt-hora de lítio. O tempo de armazenamento também deve aumentar, talvez durando meses. A solução da Form poderia ajudar a Califórnia a atingir suas metas energéticas antes de meados do século, fornecendo um roteiro para o resto do mundo.
Sensores ambientais
Para curar o planeta, precisamos de o medir. Os sensores distribuídos são uma das tecnologias que não são conhecidas e a propagação contínua do ambiente de sensores em rede será uma das tecnologias subjacentes a quase todos os esforços de sustentabilidade imagináveis.
Queres um exemplo? Na década de 1980, as chaminés mais altas ajudaram a reduzir a poluição do ar local na costa leste. O problema era que as chaminés estavam correlacionadas a uma maior taxa de chuva ácida, o que estava levando a um vasto desmatamento. Como foi estabelecida a ligação? Os primeiros sensores de poluição em rede.
A tecnologia, é claro, avançou desde então. Sensores em rede tão pequenos quanto um centavo já estão monitorando a qualidade do ar e da água, identificando poluentes, rastreando acidificação e capturando dados em tempo real sobre fenômenos que são cruciais para o nosso bem-estar social e econômico. Sensores de qualidade do ar viáveis estão a caminho, e redes de sensores localizados que monitorizam o uso de energia e água em edifícios estão a reduzir o desperdício. A maior proliferação destes sensores terá um impacto dramático na forma como vivemos.
4. Smart Grids
A forma como a nossa infra-estrutura energética – colectivamente conhecida como a rede – funciona agora é um preocupante holdover dos séculos XIX e XX. A produção de energia é ainda largamente centralizada e distribuída a jusante, acabando por chegar aos utilizadores finais. O problema é que estas redes são altamente sensíveis a flutuações no uso e na produção. Para que funcionem de forma confiável, elas exigem uma superprodução de energia. Elas são propensas a atacar, e tendem a depender de fontes de energia poluentes.
Smart Grids já estão sendo instaladas em bancos de ensaio nos EUA e internacionalmente. O conceito não é tanto uma tecnologia única como a implantação de numerosas tecnologias de energia, distribuição, redes, automação e detecção para projetar uma nova rede para o século 21. As redes inteligentes permitirão a produção local de energia até o nível doméstico, que pode ser alimentada de volta para a rede a montante. A tecnologia de sensoriamento e modelos de previsão mais precisos irão afinar a produção de energia para evitar a produção excessiva, e uma melhor tecnologia de bateria (ver nº 7 nesta lista) irá permitir o armazenamento de energia de fontes renováveis. O conceito vai até além da tomada de luz. À medida que os aparelhos se tornam mais inteligentes, a rede pode começar a sinalizá-los automaticamente para se desligarem para conservar energia. Tudo isto pode significar uma enorme mudança na forma como a nossa infra-estrutura energética funciona. De acordo com um estudo do Electric Power Research Institute, até 2030, as tecnologias Smart Grid podem nos ajudar a reduzir as emissões de carbono em 58% em comparação com os níveis de dez anos atrás.
3. captura de carbono
Existe demasiado dióxido de carbono no ar, e está a aquecer o nosso planeta. E se pudéssemos capturá-lo e sequestrá-lo?
Esta é a premissa da Captura e Armazenamento de Carbono (CAC), uma classe emergente de tecnologias que estão preparadas para desempenhar um papel importante na saúde do nosso planeta nas próximas décadas. Segundo a Associação CCS, as tecnologias de captura permitem a separação do dióxido de carbono dos gases produzidos na geração de eletricidade e nos processos industriais por um dos três métodos: captura pré-combustão, captura pós-combustão e combustão de oxicorte. O carbono é transportado por gasoduto e armazenado em formações rochosas muito abaixo do solo.
Em 2017, a primeira instalação de captura de CO2 do mundo entrou em funcionamento na Suíça. Startups nos EUA e Canadá desenvolveram suas próprias usinas de captura de carbono. Em escala, a tecnologia pode ajudar a reverter uma das tendências ambientais mais alarmantes do nosso tempo.
2. Fusão nuclear
O nosso sol é alimentado pela fusão de núcleos de hidrogénio, formando hélio. Durante décadas, os cientistas têm trabalhado no aproveitamento do mesmo processo para criar energia terrestre sustentável. O esforço é extremamente convincente do ponto de vista ecológico, pois representa uma forma de energia com emissões zero de carbono. Ao contrário da fissão nuclear, o processo que alimenta as usinas nucleares atuais, a fusão não resulta na produção de resíduos nucleares radioativos de longa duração.
O problema é o calor. Para gerar energia positiva líquida quando duas partículas se fundem, a reação tem que ocorrer a milhões de graus Celsius, e isso significa que qualquer recipiente que você esteja usando para fazer a fusão irá, bem, derreter. A resposta é suspender a reação em um plasma flutuante para que o calor extremo não toque a câmara, um processo que os pesquisadores acreditam que pode ser alcançado usando ímãs de alta potência. A linha do tempo típica oferecida para a energia de fusão é de 30 anos, mas uma equipe do MIT trabalhando com uma nova classe de ímãs acredita que ela pode obter energia de fusão na rede em apenas 15 anos, o que seria uma grande vantagem na luta para retardar a tendência de aquecimento do planeta.
Inteligência artificial
Seguramente, pode condenar-nos a todos através de qualquer número de instalações de ficção científica (aniquilação nuclear, erradicação de espécies estratégicas, a ascensão dos robôs) mas a inteligência artificial também pode ser a nossa melhor aposta computando-nos fora do estado grave em que nos encontramos.
O programa AI para a Terra da Microsoft é um esforço em curso para aproveitar o potencial da IA para o bem do planeta. O programa já concedeu mais de 200 bolsas de pesquisa a equipes que aplicam tecnologias de IA à saúde planetária em uma das quatro áreas: biodiversidade, clima, água e agricultura. Algoritmos primitivos de IA e aprendizagem de máquinas estão atualmente analisando superfícies geladas para medir mudanças ao longo do tempo, ajudando pesquisadores a plantar novas florestas com layouts precisos para maximizar o seqüestro de carbono, e possibilitando sistemas de alerta para ajudar a conter a proliferação de algas destrutivas.
AI está tendo um impacto nas práticas agrícolas e logo transformará a forma como a agricultura é feita nas nações industrializadas, reduzindo nossa dependência de pesticidas e diminuindo drasticamente o consumo de água. A IA tornará os veículos autônomos mais eficientes na navegação, diminuindo a poluição do ar. A IA está sendo implantada por cientistas de materiais para desenvolver substitutos biodegradáveis para os plásticos e desenvolver estratégias para limpar nossos oceanos, que recebem cerca de oito milhões de toneladas métricas de plásticos anualmente.
Fundamentalmente, a IA será a base dos nossos esforços futuros para desfazer os danos já causados ao planeta, enquanto descobrimos soluções escaláveis para sustentar as necessidades de energia, alimentos e água da nossa espécie.
Isso, ou será provavelmente a merecida anulação da nossa espécie.