Usina produz hidrogênio limpo com energia solar e biomassa

Fonte: inovacaotecnologica.com.br

Hidrogênio cinza

Na corrida global para escapar dos combustíveis fósseis e reduzir as emissões de carbono, o hidrogênio é considerado a opção mais limpa dentre todas.

Contudo, embora o hidrogênio queime de forma limpa, liberando apenas água como subproduto, ainda não conseguimos viabilizar o chamado hidrogênio solar, de forma que a maneira atual de produzir hidrogênio é intensiva em energia e carbono - em outras palavras, o hidrogênio é limpo - mas processo de produzi-lo nem sempre é.

Assim, em termos práticos e atuais, sejam as moléculas de água quebradas usando eletricidade ou o hidrogênio sendo liberado a partir do metano ou de outras fontes de hidrocarbonetos, cada passo adiante na produção de hidrogênio é acompanhado por pelo menos dois passos atrás em termos de emissões de CO2 associadas.

Em alguns processos industriais, cada quilograma de hidrogênio é acompanhado por quase 30 quilogramas de CO2.

"A energia solar é o candidato óbvio para alimentar qualquer produção de hidrogênio, mas o problema tem sido que a luz solar é muito intermitente," comentou o professor Shutaro Takeda, da Universidade de Kyoto, no Japão.

Proposta para uso do novo processo em uma usina industrial de hidrogênio.

[Imagem: KyotoU/Shutaro Takeda]

Usina de hidrogênio por gaseificação de biomassa

A novidade é que a equipe liderada por Takeda desenvolveu um novo projeto de usina de hidrogênio que se baseia em recursos totalmente renováveis, produzindo a menor quantidade de CO2 associada alcançada até hoje.

A nova abordagem usa a energia solar diretamente, para aquecimento. Essa energia termossolar é usada para gaseificar biomassa (madeira cultivada), um processo que mostrou ser a combinação mais eficaz e prática para produzir hidrogênio com baixa pegada de carbono.

Essa combinação de dois sistemas diferentes cria um novo tipo de instalação de hidrogênio que a equipe chama de usina de produção de hidrogênio por gaseificação indireta de biomassa movida a energia solar, ou usina SABI-Hydrogen.

Primeiro, para capturar efetivamente a luz do Sol, eles escolheram um arranjo de espelhos especiais, chamados heliostatos, que focalizam a luz em um receptor no topo de uma torre. Sob essas condições, um material de transferência de calor no receptor pode atingir temperaturas de até 1.000 graus Celsius.

A seguir, esse calor é transferido do receptor para a parte gaseificadora do sistema, onde um recipiente contendo cavacos de madeira como biomassa é aquecido intensamente na ausência de oxigênio. Em vez de queimar por combustão, os cavacos de madeira são convertidos em uma mistura de gases contendo uma grande proporção de hidrogênio - essa mistura é conhecida como gasogênio, ou gás de síntese.

Alternativamente, na ausência do aquecimento solar, como durante a noite ou em dias de chuva, o gaseificador também pode ser aquecido convencionalmente pela queima de biocombustível para fornecer calor ao sistema.

Detalhamento da planta.

 A usina de produção de hidrogênio por gaseificação indireta de biomassa avançada movida a energia solar: SABI-hidrogênio (pelos autores).

[Imagem: Shutaro Takeda et al. - 10.1016/j.ijhydene.2021.11.203]

Hidrogênio sem CO2

A equipe fez questão de avaliar o impacto ambiental geral do seu projeto, com base em um método de avaliação de impacto padrão internacional, chamado ReCiPe2016.

O resultado mostrou que o sistema SABI-Hydrogen emitiria apenas 1,04 kg de CO2 por kg de hidrogênio produzido, o menor valor entre todos os métodos de produção de hidrogênio existentes.

"Nossa modelagem mostra que o uso de energia solar e recursos de biomassa de florestas manejadas pode nos permitir produzir hidrogênio de forma sustentável e com baixo impacto ambiental," concluiu Takeda.

Bibliografia:

Artigo: Low-carbon energy transition with the sun and forest: Solar-driven hydrogen production from biomass

Autores: Shutaro Takeda, Hoseok Nam, Andrew Chapman

Revista: International Journal of Hydrogen Energy

DOI: 10.1016/j.ijhydene.2021.11.203

Confira o Artigo Científico - AQUI

 

A China recrutou agressivamente cientistas estrangeiros. Agora, evita falar sobre esses programas

Por Dennis Normile (Science)

ERHUI1979/ISTOCKPHOTO; PETERPENCIL/ISTOCKPHOTO; WEEPEOPLE/PROPUBLICA (CC BY-NC-ND 3.0 US), ADAPTADO POR M. ATAROD/ SCIENCE

As acusações criminais contra o químico Charles Lieber da Universidade de Harvard – e dezenas de outros presos na Iniciativa China do Departamento de Justiça dos EUA – destacaram o Programa de Mil Talentos (TTP), um esforço do governo chinês que trouxe Lieber e outros cientistas do exterior para universidades e institutos de pesquisa da China. As autoridades dos EUA retrataram o programa como um esforço para roubar know-how e inovação, uma afirmação que muitos cientistas contestam. Mas à medida que o escrutínio do TTP crescia, o programa sumia de vista.

As menções oficiais do TTP desapareceram e as listas de premiados do TTP, uma vez postadas em sites governamentais e universitários, não estão mais disponíveis. Mas especialistas dizem que o TTP simplesmente foi incorporado a outros programas, e o recrutamento continua. Mais do que nunca, o esforço se concentra em cientistas de origem chinesa, e as nomeações de meio período do tipo que Lieber tinha se tornaram raras.

A China lançou o TTP em 2008, com o objetivo de aumentar a produção e a qualidade da pesquisa do país. Na época, mais de 90% dos chineses que obtiveram doutorado nos Estados Unidos permaneceram lá por pelo menos 5 anos após concluir seus estudos, de acordo com um relatório de maio de 2020 de David Zweig e Siqin Kang, da Universidade de Ciências de Hong Kong. e Tecnologia. O TTP ofereceu aos retornados – e pesquisadores estrangeiros dispostos a se mudar – salários competitivos e financiamento para estabelecer laboratórios. Embora algumas nomeações de meio período fossem permitidas, o programa era voltado para pesquisadores em tempo integral.

Havia poucos compradores. Assim, em 2010, a opção de meio período foi expandida, permitindo que os recrutas mantivessem seus empregos no exterior se passassem pelo menos parte do ano na China. Em 2011, cerca de 75% dos 500 acadêmicos do TTP identificados por Zweig e Kang estavam em acordos de meio período. (Um relatório do Senado dos EUA de 2019 afirma que o TTP atraiu mais de 7.000 “profissionais de ponta” até 2017, mas não especificou quantos eram de meio período.)

O programa valeu a pena para a China. Um estudo de 2020 de Cong Cao, especialista em política científica da China no campus da Universidade de Nottingham em Ningbo, China, mostrou que acadêmicos na China com experiência no exterior publicaram mais artigos e com maior impacto do que colegas que ficam em casa. As universidades também se beneficiaram da associação com cientistas estelares. A presença de Lieber, por exemplo, pode ter ajudado a pouco conhecida Universidade de Tecnologia de Wuhan (WUT) a atrair futuros alunos, diz Futao Huang, acadêmico de ensino superior da Universidade de Hiroshima.

Mas opções de meio período, como a de Lieber, também facilitaram o “double dipping”, diz Zweig, onde pesquisadores com cargos em tempo integral no exterior também estavam sendo bem pagos pelo tempo supostamente gasto na China. O contrato de Lieber, por exemplo, exigia que ele trabalhasse “no ou para” WUT “pelo menos nove meses por ano”, de acordo com a acusação contra ele, em troca de uma taxa mensal de até US$ 50.000 e US$ 1,7 milhão para um laboratório na WUT. Alguns acadêmicos chineses reclamaram que os cientistas não residentes recebiam grandes salários e apoio à pesquisa por pouco em troca. Em 2017, o governo esclareceu que os funcionários de meio período deveriam estar na China “por não menos de 2 meses por ano”, diz Huang.

As autoridades norte-americanas tiveram uma visão negativa dos negócios por diferentes razões. “A China paga cientistas de universidades americanas para trazer secretamente nosso conhecimento e inovação de volta à China”, disse o então diretor do FBI, Christopher Wray, em um discurso em julho de 2020 no Hudson Institute em Washington, DC

Tais alegações são “simplesmente erradas e falsas”, disse Yigong Shi, biólogo molecular que deixou a Universidade de Princeton em 2008 para chefiar o departamento de ciências da vida da Universidade de Tsinghua, à Science em 2020. “O TTP recrutou pessoas para construir programas acadêmicos, não para roube ideias”, diz Jay Siegel, um químico americano que deixou a Universidade de Zurique em 2013 para chefiar um novo programa de farmácia na Universidade de Tianjin com apoio do TTP. Dos 23 acadêmicos visados ​​pela Iniciativa da China , apenas dois foram acusados ​​de roubo de propriedade intelectual. Lieber foi considerado culpado de mentir às autoridades federais sobre seus laços com a China e não informar a renda resultante.

A China respondeu às críticas como costuma fazer: tornando-se cada vez mais reservada. As informações sobre os programas de talentos “pareciam começar a desaparecer na época em que a China Initiative foi lançada” em 2018, diz Emily Weinstein, analista do Centro de Segurança e Tecnologia Emergente (CSET) da Universidade de Georgetown. Em 2019, o TTP e seus derivados foram absorvidos por um Plano de Recrutamento de Especialistas Estrangeiros de Alto Nível, um dos 27 planos nacionais atualmente ativos, de acordo com o CSET, que coleta as informações de menções fugazes em sites chineses. (Ministérios e agências têm seus próprios programas especializados.) “Nenhuma estatística relevante” está disponível publicamente sobre o sucesso do recrutamento, diz Lu Miao, analista de políticas do Centro para a China e Globalização, um think tank de Pequim.

Ainda assim, a continuidade dos programas “indica sua utilidade para o país”, diz Cao. Embora a maioria dos programas esteja aberta a não-chineses, o número de mudanças para a China “provavelmente ainda é insignificante”, acrescenta.

Siegel, agora consultor educacional com sede na Suíça, diz que os programas de talentos da China receberam tanta publicidade ruim que as universidades americanas “se tornaram relutantes em trabalhar com qualquer pessoa que tenha alguma conexão com o TTP”. Fazer isso também pode se tornar ilegal: o Congresso dos EUA está considerando uma legislação que proíbe pesquisadores financiados pelo governo federal de participar dos programas de talentos da China. Siegel e muitos outros acham que tal passo seria equivocado. A participação dos americanos “trouxe muita influência dos EUA para a China e a compreensão chinesa de volta para os EUA”, diz Siegel.

 

CO2 é convertido instantaneamente em carbono sólido, pronto para reúso

Fonte: www.inovacaotecnologica.com.br

Protótipo de demonstração, com a coluna de metal líquido inserida dentro de um aquecedor. À direita, a coluna já preenchida com o carbono sólido.

[Imagem: RMIT University]

Carvão de CO2

Pesquisadores australianos desenvolveram uma nova maneira de capturar dióxido de carbono (CO2) e convertê-lo em carbono sólido, eliminando um dos maiores problemas das tecnologias de sequestro e armazenamento de carbono.

Além disso, tecnologia de conversão direta do CO2 de gás para sólido foi projetada para ser integrada aos processos industriais existentes, já de olho na descarbonização das indústrias pesadas.

A descarbonização é um desafio técnico imenso para indústrias como as de cimento e aço, que não só consomem muita energia, mas também emitem diretamente CO2 na atmosfera como parte do seu processo de produção.

Metal líquido

A nova tecnologia oferece um caminho para converter instantaneamente o dióxido de carbono, à medida que ele é produzido, e bloqueá-lo permanentemente em estado sólido, mantendo o gás de efeito estufa fora da atmosfera.

O trabalho se baseou em uma abordagem experimental anterior da mesma equipe, que usou um metal líquido como catalisador.

"Nosso novo método ainda aproveita o poder dos metais líquidos, mas o design foi modificado para uma integração mais suave em processos industriais padrão," disse o professor, Torben Daeneke, da Universidade RMIT. "Além de ser mais simples de escalonar, a nova tecnologia é radicalmente mais eficiente e pode decompor o CO2 em carbono em um instante."

O princípio é simples, permitindo que o processo use o gás que sairia pelas chaminés da indústria.

[Imagem: Karma Zuraiqi et al. - 10.1039/d1ee03283f]

Conversão de CO2 de gás para sólido

A técnica funciona dentro de uma coluna, na qual o metal líquido é inicialmente mantido em uma temperatura entre 100 e 120 ºC.

O dióxido de carbono é injetado na parte de baixo da coluna, subindo pelo metal líquido como bolhas em uma taça de champanhe.

À medida que as bolhas se movem através do metal líquido, a molécula do gás se divide, formando flocos de carbono sólido, em uma reação química que leva apenas uma fração de segundo.

"É a extraordinária velocidade da reação química que alcançamos que torna nossa tecnologia comercialmente viável, onde tantas abordagens alternativas têm tido problemas," disse o professor Ken Chiang.

Uso industrial

A próxima etapa da pesquisa será ampliar a prova de conceito, em escala de laboratório, para um protótipo modular do tamanho de um contêiner. Para isso, a equipe já atraiu a atenção de um parceiro industrial, que pretende usar o processo na fabricação de cimento.

A equipe também está investigando possíveis aplicações para o carbono convertido, sobretudo em materiais de construção.

"Idealmente, o carbono que produzimos poderia ser transformado em um produto de valor agregado, contribuindo para a economia circular e permitindo que a tecnologia de captura e armazenamento de carbono se pague ao longo do tempo," disse Daeneke.

Bibliografia:

Artigo: Direct Conversion of CO2 to Solid Carbon by Liquid Metals

Autores: Karma Zuraiqi, Ali Zavabeti, Jonathan Clarke-Hannaford, Billy James Murdoch, Kalpit Shah, Michelle J. S. Spencer, Chris F. McConville, Torben Daeneke, Ken Chiang

Revista: Energy & Environmental Science

DOI: 10.1039/d1ee03283f

 

O Brasil está em crise hídrica e precisa de um plano de combate a escassez de água

Para evitar quebras de safras e aumento dos custos de energia, o Brasil precisa diversificar as fontes, monitorar a umidade do solo, modelar a dinâmica hidroclimática local e tratar a água como prioridade de segurança nacional.

Fonte: NATURE /  doi: https://doi.org/10.1038/d41586-021-03625-w

Pesquisadores: Augusto Getirana, Renata Libonati e Márcio Cataldi

COMENTÁRIO CO2Energia: O Art. 6º da vigente Constituição Federal brasileira dispõe: "São direitos sociais a educação, a saúde, a alimentação, o trabalho, a moradia, o transporte, o lazer, a segurança, a previdência social, a proteção à maternidade e à infância, a assistência aos desamparados, na forma desta Constituição". O Blog concorda com a relevância da questão hídrica e propõe uma REFLEXÃO para inserir a ÁGUA como direito social e de relevante importância econômica no texto constitucional.

A barragem do Jaguari faz parte do sistema Cantareira que fornece água para São Paulo, Brasil. Crédito: Paulo Fridman/Bloomberg/Getty

O Brasil possui a maior quantidade de água doce do mundo. Dois terços do que flui no rio Amazonas sozinhos poderiam suprir a demanda mundial. No entanto, grande parte da nação agora enfrenta a seca.

É o pior em muitas décadas em uma nação que cultiva mais de um terço das plantações de açúcar do mundo e produz quase 15% da carne bovina do mundo.

Este ano, entre março e maio, o clima seco na região centro-sul do Brasil levou a uma escassez de 267 km3 de água retida em rios, lagos, solo e aquíferos, em comparação com a média sazonal dos últimos 20 anos (ver 'Brasil seca out' e 'Marca d'água baixa'). O resultado? Muitos reservatórios importantes atingiram menos de 20% da capacidade. A agricultura e a geração de energia foram atingidas. Desde julho, os preços do café subiram 30% – o Brasil responde por um terço das exportações globais. Os preços da soja subiram 67% de junho de 2020 a maio deste ano. E as contas de eletricidade subiram 130%. Muitas cidades enfrentam um iminente racionamento de água.

Fonte: H. Save et al. J. Geophys. Res. Terra Sólida 121 , 7547–7569 (2016)

Como isso aconteceu? E o que precisa ser feito?

As mudanças climáticas em todo o mundo estão tornando as secas mais intensas e frequentes. O desmatamento na Amazônia é um contribuinte local e global. O hidroclima na região centro-sul - o motor de 70% do produto interno bruto (PIB) do Brasil - é parcialmente controlado pela transferência de umidade da floresta tropical. Os fluxos atmosféricos causados ​​pela transpiração das árvores – também conhecidos como “rios voadores” – podem contribuir com tanta água por dia nas chuvas quanto o próprio rio Amazonas carrega. Cortar essas árvores reduz a precipitação nessas áreas, além de erodir um crucial sumidouro global de carbono.

Durante décadas houve uma falha governamental em reconhecer a seca como uma questão de segurança nacional e internacional. A crise hídrica do Brasil é uma crise mundial. O que é necessário é um plano nacional coordenado de mitigação da seca elaborado por pesquisadores, formuladores de políticas, indústria, setor público e sociedade civil. Aqui estão alguns pontos-chave que esse plano deve abordar; esses pontos são apoiados por 95 cientistas brasileiros e internacionais de água e clima (veja informações complementares para lista de co-signatários).

Vastas reservas

Cerca de 20% de toda a água continental global que flui para os oceanos é gerada em território brasileiro 1 . Isso alimenta o bem-estar do país e o crescimento econômico. Cerca de 85% das necessidades de água doce do país são supridas por águas superficiais — rios e lagos 2 . Nos Estados Unidos, esse número é de 75%; na Índia, é de 60%.

O Brasil tem a segunda maior capacidade hidrelétrica instalada do mundo, com 107,4 gigawatts (GW); produz 65% da eletricidade do país. Dois quintos disso são gerados na Bacia do Rio Paraná, onde as descargas dos rios caíram para seus níveis mais baixos em 91 anos. O país teve que voltar a queimar combustíveis fósseis e biocombustíveis, repassando os custos mais altos para os consumidores. A energia térmica produziu 13,2% da eletricidade do país em julho de 2021, a maior de sua história.

Em uma nação que depende da agricultura por quase um quarto de seu PIB, culturas como soja, café e cana-de-açúcar e gado usam grande parte da água. A irrigação alimenta cerca de 13% da terra cultivada 3 , reduzindo 68% do consumo total de água – cerca de 68,4 bilhões de litros por dia 4 .

Mas a água não está igualmente disponível em todo o país, nem ao longo do tempo.

Fonte: H. Save et al. J. Geophys. Res. Terra Sólida 121 , 7547–7569 (2016)

Diferentes secas

As crises hídricas podem ter origem em vários tipos de seca: meteorológicas, hidrológicas, agrícolas e socioeconómicas.

As secas meteorológicas são padrões de clima seco devido a períodos de pouca chuva ou altas temperaturas, que aumentam as taxas de evaporação. Estes podem causar secas hidrológicas, escassez de água em superfícies terrestres, como rios e lagos.

As secas agrícolas – um declínio nos níveis de umidade do solo – podem resultar. Estes podem comprometer o rendimento das culturas e aumentar a insegurança alimentar. A escassez de abastecimento doméstico e industrial – secas socioeconômicas – também pode ocorrer. Isso pode levar ao racionamento, doenças, conflitos e migração. Também poderia interromper processos com uso intensivo de água, como a produção de concreto e aço.

Essas diferentes secas podem interagir de maneiras complexas e não lineares. As secas hidrológicas, por exemplo, são intensificadas quando períodos prolongados de baixa umidade do solo começam a secar aquíferos rasos. Isso pode diminuir seus níveis abaixo das elevações do leito do rio, interrompendo a conectividade rio-água subterrânea. Rios ou lagos esgotados podem então ter um efeito indireto nos níveis dos reservatórios, desencadeando uma seca socioeconômica.

Impressão digital humana

O relatório do Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (IPCC) de 2021 destacou que as mudanças inabaláveis ​​na cobertura da terra e o aquecimento global estão causando uma cascata de condições secas persistentes em todo o mundo 5 . Estudos sugerem uma estação seca prolongada na maior parte da região central da América do Sul sob um cenário extremo, mas não improvável 6 .

Décadas de desmatamento da Amazônia levaram a vastos efeitos indiretos. A derrubada de árvores, bem como a redução da quantidade de umidade transportada da floresta tropical para o centro-sul do Brasil 7 , é o principal causador do fogo 8 . O material particulado liberado no ar superior altera a formação de nuvens de chuva 9 .

O uso inadequado da terra também pode piorar as secas e até fazer com que os rios sequem. A pecuária intensiva leva a terras sem vegetação e solos compactados. Além de diminuir a quantidade de umidade liberada pelas plantas, limita a capacidade do solo de reter água e recarregar os aquíferos.

Mas as secas por si só não explicam a recorrência das crises hídricas no Brasil. A falta de tratamento da água como um recurso nacional essencial levou o Brasil a uma longa história de má gestão. O negacionismo da ciência agora é promovido nos níveis mais altos em todo o país 10 , 11 . E as políticas nacionais têm impulsionado a ocupação cada vez mais errática da terra por interesses do agronegócio e mineração , aumentando o desmatamento e os incêndios florestais e minando a mitigação climática 12 – 14 .

Como o país mergulhou em grave escassez de água em 2014 e 2015, a Academia Brasileira de Ciências censurou as autoridades estaduais por não tomarem ações rápidas e ousadas e pela falta de transparência sobre a gravidade da situação 15 .

Seis anos se passaram e pouca coisa mudou. Desta vez, a economia do país está se recuperando para níveis pré-pandemia. O crescimento econômico requer energia extra para a produção de energia. Com a atual situação hidrelétrica, essa demanda pode ter que ser atendida pela queima de biocombustível ou combustível fóssil.

Prioridades de pesquisa

O monitoramento das águas subterrâneas e meteorológicas do país é escasso e insuficiente para rastrear adequadamente a variabilidade e a disponibilidade da água em todo o país. O Brasil monitora as águas subterrâneas em 409 locais em todo o país; para colocar isso em perspectiva, as redes norte-americana e indiana têm mais de 16.000 e 22.000 sites, respectivamente. Não existem sistemas nacionais para rastrear a umidade do solo no Brasil, e o monitoramento do uso da água é irregular.

A governança dessas redes deve ser fortalecida e é necessária uma orientação mais eficaz sobre como responder a futuras crises. Atualmente, as redes de monitoramento são operadas em diferentes agências e departamentos nacionais, muitas vezes levando a esforços duplicados e acesso ineficiente a dados. Iniciativas de monitoramento de seca desenvolvidas no Brasil por meio de parcerias internacionais, como o Monitor de Secas, vêm surgindo nos últimos anos. No entanto, reduzir os atrasos na disponibilidade de dados e melhorar a precisão e a inacessibilidade para usuários finais, como agricultores e departamentos de água locais, tornaria essas iniciativas mais úteis.

É preciso haver mais investimento em dados de alta qualidade e prontamente disponíveis e poder de computação - os principais ingredientes para a pesquisa multidisciplinar sobre secas. Tupã — O supercomputador mais poderoso do Brasil no Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE) está chegando ao fim de sua vida útil. Fundos das Nações Unidas forneceram acesso temporário a computadores alternativos, mas estes não são poderosos o suficiente para realizar previsões hidrometeorológicas e previsões climáticas. US$ 20 milhões de fundos federais devem ser reservados para um novo supercomputador. Em vez disso, o orçamento do ministério de ciência e tecnologia para 2022 foi reduzido em 87% (ver Nature https://doi.org/g77w; 2021 ).

Muitos processos que afetam a disponibilidade hídrica do centro-sul do Brasil não são bem compreendidos. Estes precisam de mais pesquisas para melhor informar as políticas. Eles incluem:

Feedbacks climáticos. Desmatamento, uso da terra, queima de biomassa e aquecimento global interagem para determinar a disponibilidade de água. Novas abordagens devem explorar o conhecimento emergente e as ferramentas computacionais para incorporar melhor os processos de pequena escala e rápidos, como vegetação, cobertura do solo, nuvens e efeitos de feedback de aerossóis em modelos climáticos. Isso exigirá simulações de alta resolução, mais poder computacional e observações confiáveis in situ e baseadas em satélite.

Eventos compostos. Perigos como secas, ondas de calor e incêndios podem ter impactos devastadores além de uma área relacionada a um evento isolado. As abordagens de avaliação de risco devem considerar como a co-ocorrência de perigos múltiplos e dependentes afeta os modelos. Cientistas climáticos, de saúde e sociais, bem como engenheiros e modeladores, devem trabalhar para melhorar as previsões.

Lençóis freáticos. O bombeamento intensivo, especialmente combinado com secas, levou ao esgotamento severo em regiões como o oeste e centro dos Estados Unidos, norte da Índia e Oriente Médio 16 . Mais pesquisas, juntamente com o monitoramento das águas subterrâneas e da umidade do solo, são necessárias para entender como os aquíferos brasileiros respondem ao bombeamento, bem como a variabilidade e as mudanças climáticas.

Migração e saúde. As mudanças climáticas podem intensificar a migração do Nordeste, a região mais seca e pobre do Brasil, para o Sudeste. Outros movimentos de pessoas podem ser desencadeados em todo o país à medida que surgem secas mais longas, mais frequentes e severas. As massivas migrações climáticas podem resultar no aumento da insegurança hídrica, bem como no desemprego e na pobreza nas principais cidades brasileiras. Cientistas sociais, políticos e econômicos devem trabalhar para identificar os impulsionadores da migração climática para orientar a formulação de políticas. As iniciativas de pesquisa também devem considerar os efeitos de longo prazo da seca na saúde humana, como desnutrição e saúde mental.

Diversifique as fontes

É necessário um investimento estável e de longo prazo para atualizar o sistema de água e energia do país. A energia hidrelétrica tem uma pequena pegada de carbono uma vez instalada, apesar de seus altos impactos ambientais e sociais iniciais. Quando não há água suficiente para gerar eletricidade, no entanto, a energia térmica baseada em combustível fóssil cara e mais poluente atualmente compensa.

Em vez disso, o Brasil poderia diversificar ampliando a capacidade eólica e solar. Isso poderia ser apoiado por um sistema existente de leilões de contratos, fornecendo um mecanismo para arrecadar fundos para energia limpa. O sucesso de tal mecanismo no Brasil é demonstrado por investimentos recentes que totalizaram quase US$ 8 bilhões nos últimos 5 anos, principalmente do setor privado. Estima-se que 300 GW possam ser gerados a partir de fontes de energia limpa até 2050 — 3 vezes a demanda atual do país 17 .

O Brasil encontra-se em grandes aquíferos – recursos valiosos e subutilizados. O setor agrícola deve construir resiliência climática usando essas águas subterrâneas, especialmente durante secas hidrológicas extremas. Isso precisa ser feito de forma sustentável, para evitar o esgotamento experimentado por outros países 16 . Uma imagem clara da distribuição espacial e da variabilidade temporal dos aquíferos pode orientar os agricultores para locais e taxas de extração apropriados.

Em novembro, o Brasil prometeu acabar com o desmatamento ilegal e reduzir as emissões dos níveis de 2005 em 50% até 2030 na Conferência das Nações Unidas sobre Mudanças Climáticas (COP26) de 2021 em Glasgow, Reino Unido. No entanto, tais medidas não são suficientemente ambiciosas e não alinhariam o país com as políticas verdes, como o Pacto Verde Europeu e o New Deal Verde dos EUA.

Pode haver danos econômicos de curto prazo decorrentes do desmatamento, especialmente entre agricultores e proprietários de terras. Mas os custos de não fazer nada são extremos demais para serem ignorados. O Fórum Econômico Mundial classificou as crises hídricas como um dos principais riscos globais, devido ao seu impacto na produção de alimentos, saúde humana, conflito, função do ecossistema e clima extremo (consulte go.nature.com/3lwow7x ).

O Brasil tem expertise e motivação para mitigar esse risco. A comunidade de pesquisa deve trabalhar com os governos para elaborar leis, políticas e investimentos que imponham a prática ideal da água — preventiva e adaptativa. Com força de vontade política, financiamento e infraestrutura à altura, o país pode se tornar um líder mundial em resiliência hidroclimática.

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