A cidade francesa que quer usar organismos vivos para se iluminar

Em uma sala do centro de vacinação contra covid-19, em Rambouillet, uma pequena cidade francesa a sudoeste de Paris, uma luz azul suave emanava de uma fileira de tubos cilíndricos.

Ao tomarem a vacina no ano passado, as pessoas se banhavam nesse brilho por alguns minutos, enquanto permaneciam em observação após serem imunizadas.

Em breve, o mesmo brilho azul iluminará a arborizada Praça André Thomé et Jacqueline Thomé-Patenôtre, localizada nas redondezas, à noite.

Esses experimentos etéreos também estão em andamento em outras partes da França, inclusive no aeroporto Charles de Gaulle, em Paris.

Diferentemente dos postes de iluminação padrão, que geralmente emitem um brilho intenso e precisam estar conectados à rede elétrica, essas luzes são alimentadas por organismos vivos por meio de um processo conhecido como bioluminescência, em que reações químicas dentro do corpo de um organismo produzem luz — o que pode ser observado em muitos lugares na natureza.

Organismos tão diversos quanto vaga-lumes, fungos e peixes têm a capacidade de brilhar por meio da bioluminescência, habilidade presente em 76% das criaturas do fundo do mar.

Já o brilho azul turquesa que banha a sala de espera em Rambouillet vem de uma bactéria marinha coletada na costa da França chamada Aliivibrio fischeri.

As bactérias são armazenadas dentro de tubos cheios de água salgada, permitindo que circulem em uma espécie de aquário luminoso.

Como a luz é gerada por meio de processos bioquímicos internos que fazem parte do metabolismo normal do organismo, seu funcionamento não requer quase nenhuma energia além da necessária para produzir os alimentos que as bactérias consomem.

Uma mistura de nutrientes básicos é adicionada, e bombeia-se ar na água para fornecer oxigênio.

Os defensores do projeto argumentam que a bioluminescência produzida por bactérias pode ser uma forma eficiente e sustentável de energia para iluminar nossas vidas.

A forma como produzimos luz atualmente mudou pouco desde que a primeira lâmpada foi desenvolvida em 1879. Mesmo a lâmpada LED, dos anos de 1960, não reduziu significativamente os custos de funcionamento da iluminação, pois ainda depende de eletricidade, que é em grande parte produzida pela queima de combustíveis fósseis.

Fundada em 2014, a Glowee está desenvolvendo uma matéria-prima líquida — em teoria, infinitamente renovável — feita de micro-organismos bioluminescentes

Embora a iluminação da Glowee esteja disponível atualmente apenas em tubos padrão para eventos, a empresa planeja produzir em breve vários tipos de mobiliário urbano, como bancos para áreas externas, com iluminação embutida.

Em 2019, a prefeitura de Rambouillet fechou uma parceria com a Glowee e investiu 100 mil euros (cerca de R$ 522 mil) para transformar a cidade em “um laboratório de bioluminescência em grande escala”. “Trata-se de uma cidade do amanhã”, diz Guillaume Douet, chefe de espaços públicos de Rambouillet.

Mas a iluminação bioluminescente não é nova. Por volta de 350 a.C., o filósofo grego Aristóteles descreveu a bioluminescência em vaga-lumes como um tipo de luz “fria”. Mineradores de carvão levavam vaga-lumes dentro de frascos evitando o perigo de velas ou lampiões.

E fungos brilhantes são usados ​​há anos por tribos na Índia para iluminar florestas fechadas. No entanto, a Glowee é a primeira empresa do mundo a atingir esse nível de experimentação, e já está negociando com 40 cidades na França, Bélgica, Suíça e Portugal.

A ERDF, uma empresa majoritariamente estatal que administra a rede elétrica da França, está entre os apoiadores da Glowee. A Comissão Europeia forneceu 1,7 milhão de euros de financiamento, e o Instituto Nacional de Saúde e Pesquisa Médica da França (Inserm) prestou assistência técnica.

No entanto, Carl Johnson, professor de ciências biológicas da Universidade Vanderbilt, nos EUA, acredita que ainda há sérios desafios pela frente até que a bioluminescência consiga obter sinal verde para implementação em larga escala. “Primeiro, você precisa alimentar as bactérias e diluí-las à medida que crescem. Isso não é tão fácil”, diz ele.

Até agora, a Glowee diz que suas bactérias podem produzir uma luminosidade de 15 lúmens por metro quadrado, aquém, mas não muito distante, do mínimo de 25 por metro quadrado necessário para a iluminação pública em parques e jardins.

Para efeito de comparação, uma lâmpada LED doméstica de 220 lúmens pode produzir cerca de 111 lúmens por metro quadrado de piso.

Catrin Williams, professora da Escola de Biociências da Universidade de Cardiff, no País de Gales, que estudou bioluminescência em bactérias, concorda que é “difícil” manter culturas bacterianas vivas a longo prazo devido à necessidade de fornecimento de nutrientes.”

Mas, a enzima responsável pela bioluminescência, a luciferase, pode, em teoria, ser extraída das bactérias e usada para produzir luz por conta própria. “Acho que a abordagem da Glowee é extremamente nova e inovadora e pode ser fantástica”, diz Catrin.

Outras iniciativas em todo o mundo estão proporcionando mais lampejos de esperança.

O Nyoka Design Labs, com sede em Vancouver, está desenvolvendo uma alternativa biodegradável aos tubos luminosos usando enzimas não vivas e livres de células, que os criadores dizem ser muito mais fáceis de manter do que bactérias vivas.

Uma vez usados, os tubos luminosos não podem ser reciclados devido à mistura de produtos químicos que contêm.

Em um grande avanço nesse aspecto, um estudo publicado em abril de 2020 revelou que uma equipe de bioengenheiros russos, trabalhando com uma startup de biotecnologia com sede em Moscou, criou um método para manter a bioluminescência em plantas.

Eles afirmam que foram capazes de fazer as plantas brilharem 10 vezes mais e por mais tempo do que nos esforços anteriores — produzindo mais de 10 bilhões de fótons por minuto — por bioengenharia de genes bioluminescentes de fungos nas plantas.

A nova pesquisa se baseou em descobertas que identificaram uma versão fúngica da luciferina, um dos únicos compostos necessários para a bioluminescência, junto às enzimas luciferase ou fotoproteína.

Keith Wood, um cientista que há 30 anos criou a primeira planta luminescente usando um gene de vaga-lume, diz que a tecnologia poderia substituir em parte a iluminação artificial como LED.

Ele descobriu que alterando a estrutura genética de uma luciferase encontrada no camarão de águas profundas, o Oplophorus gracilirostris, seu brilho poderia ser aumentado em 2,5 milhões de vezes. A enzima resultante, que os pesquisadores chamaram de NanoLuc, também era 150 vezes mais brilhante do que as luciferases encontradas nos vaga-lumes.

Mas ainda não se sabe exatamente como essas plantas bioluminescentes transgênicas podem ser usadas no futuro.

Um grupo de designers em Atenas, liderado por Olympia Ardavani, da Hellenic Open University, apresentou a ideia de usar plantas bioluminescentes ao longo das estradas.

Eles estimaram que, se uma planta pudesse ser produzida emitindo cerca de 57 lúmens cada, seriam necessárias 40 plantas a cada 30 m, de cada lado da rua, para atender ao requerimento mínimo de iluminação pública necessária nas vias usadas por pedestres na Europa. “Pode criar um ambiente que nos torne cidadãos mais respeitosos com o meio ambiente e com a biodiversidade”, diz Olympia Ardavani

Fonte: Carbono Zero

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