Desenvolvida por estudantes da UFPR e de outras universidades brasileiras, floresta dentro de um aquário otimiza fixação de carbono e foi premiada em duas competições internacionais
Uma floresta invisível (ou Invisible Forest, em inglês) foi idealizada para minimizar problemas referentes ao aquecimento global e uniu princípios de biologia e programação para melhorar as taxas de fotossíntese. Como resultado disso, otimiza-se o processo de fixação de gás carbônico e liberação de gás oxigênio. O projeto foi premiado nas competições NASA International Space Apps Challenge 2021, promovida pela Agência Espacial Americana (Nasa), e CSA Space Apps Challenge 2021, realizada pela Agência Espacial Canadense.
A autoria é da equipe Gaia, formada pelos alunos Gustavo Vargas, Gustavo Bahr, Helena Plácido, Lucas Seixas, Luiz Alexandre Rolim e Rafael Oliveira, estudantes da UFPR (Universidade Federal do Paraná), UP (Universidade Positivo), PUCPR (Pontifícia Universidade Católica do Paraná) e Unifor (Universidade de Fortaleza). Os participantes das competições foram desafiados a propor soluções para problemas reais da Terra e do espaço.
O grupo escolheu dois desafios referentes à poluição atmosférica, sendo o da Nasa intitulado “Atenção: as coisas estão esquentando!” (“Warning: things are heating up!”, em inglês), e o da CSA “Aproveitando a Inteligência Artificial/Machine Learning para monitorar, detectar e quantificar a recuperação do ozônio na estratosfera” (“Leveraging Artificial Intelligence (AI)/Machine Learning (ML) to monitor, detect and quantify ozone recovery in the stratosphere”, em inglês). O prazo foi de 48 horas para desenvolver um projeto inovador com potencial para solucionar essa adversidade da contemporaneidade.
Neste desafio, os estudantes tiveram como enfoque o aquecimento global. A graduanda de Ciências Biológicas da UFPR Helena Plácido comenta que iniciaram suas pesquisas buscando formas de otimizar a fixação de carbono de organismos envolvidos na fotossíntese por meio da biologia sintética, um mecanismo de manipulação das funções biológicas. “A Floresta Invisível, como chamamos o nosso projeto, é um biorreator, um protótipo no formato de um ‘aquário’ onde as cianobactérias, que são os principais organismos responsáveis pela fotossíntese, teriam sua expressão genética modificada e personalizada para otimizar a captação de gás carbônico (CO2) e posterior liberação de oxigênio (O2)”, explica a integrante da equipe Gaia.
A otimização da fixação de carbono não é uma tarefa fácil. Sabendo que a biologia sintética exige um ambiente controlado, os estudantes buscaram minimizar as possíveis dificuldades da aplicação. “Sempre devemos considerar a biossegurança de projetos como esse. Por isso, buscamos desenvolver um protótipo controlado que evita o contato dos organismos modificados com os demais ecossistemas, o que impede um prejuízo às espécies naturais”, explica o estudante de Informática Biomédica da UFPR Lucas Seixas.
Além da parte biológica, o projeto também conta com estudos referentes à programação, já que, integrado ao biorreator, foi inserido um dashboard, um software responsável por manter as condições ideais para as cianobactérias, como o controle da temperatura, filtração do ar e disponibilidade de substrato. Os estudantes também utilizaram dados disponibilizados pelos satélites da Nasa, da CSA (Agência Espacial Canadense) e da Agência Europeia para identificar os níveis de gás carbônico das regiões, o grau de comprometimento do aquecimento global e a eficiência do protótipo no local.
A ideia na prática
A competição, realizada como Hackathon em outubro de 2021, teve como objetivo incentivar os estudantes a buscarem, a partir dos dados de agências espaciais, formas inteligentes de solucionar os problemas atuais da sociedade.
A graduanda Helena contou que durante a maratona os integrantes da equipe focaram em áreas específicas de trabalho – biologia, programação, linguística e design -, sendo que, para o embasamento teórico foi necessária uma revisão de artigos científicos atualizados, o que auxiliou a equipe na identificação dos possíveis desafios que a ideia poderia apresentar.
Além disso, os estudantes conversaram com o professor do Departamento de Botânica da UFPR Hugo Fraga, que tirou as dúvidas iniciais e acreditou na efetividade do projeto. Por se tratar de uma maratona de dois dias, as ideias desenvolvidas durante o evento ainda não foram testadas na prática. Entretanto, o estudante Lucas comenta que devido à novidade tecnológica da biologia sintética e o alto orçamento para aplicação a equipe tem planos para negociar a floresta invisível com grandes empresas.
Em ambas as competições, a equipe Gaia saiu vitoriosa e foi reconhecida pelas agências espaciais Nasa e CSA. Ainda neste ano, em 2022, o grupo competirá novamente em um novo desafio e continuará representando os muitos estudantes que movem a ciência brasileira.
Por Louize Lazzarim
Sob orientação de Chirlei Kohls
Parceria Superintendência de Comunicação e Marketing (Sucom) e Agência Escola de Comunicação Pública da UFPR
