Em setembro do ano passado, o Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia dos EUA (The US National Institute of Standards and Technology -NIST), anunciou planos para direcionar US$ 500.000 do Programa de Concessão NIST TIPC a cinco universidades, a serem gastos em três anos. A Universidade Estadual do Arizona (Arizona State University – ASU) foi uma das contempladas, tendo em seus planos utilizar os recursos para criar sete módulos curriculares, que podem ser usados para apoiar um novo certificado ou graduação em materiais macromoleculares sustentáveis e manufatura. Hoje, a ASU divulgou detalhes sobre nova estrutura curricular. Confira a seguir na íntegra.
Os plásticos, tecnicamente chamados de polímeros, tornaram-se vitais para o funcionamento da sociedade moderna. No entanto, à medida que as imagens de criaturas marinhas presas em plásticos, ilhas de lixo à deriva nos oceanos e microplásticos no meio ambiente se tornam virais, o impacto dos plásticos no ecossistema está se tornando mais visível e a preocupação com os danos ambientais causados por plásticos não degradáveis está aumentando.
Como parte da solução para o problema, alguns pesquisadores querem ajudar a desenvolver o que chamam de economia circular do plástico – uma economia na qual os materiais retêm seu valor por meio de reutilização, reparo e reciclagem repetidos, e são descartados apenas como último recurso.
A Arizona State University é uma das cinco universidades premiadas com US$ 500.000 pelo Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia, ou NIST, dentro do Departamento de Comércio dos EUA para desenvolver novos currículos sobre essa economia para estudantes interessados em ajudar a reduzir o desperdício de plástico.
O Programa de Concessão de Circularidade de Treinamento para Melhorar Plásticos visa ajudar a preparar a futura força de trabalho necessária para desenvolver uma economia circular para plásticos. Uma economia circular requer novos métodos de fabricação, processos químicos e recursos de separação, bem como novas abordagens para otimizar o ciclo dos plásticos na cadeia de suprimentos industrial.
Uma equipe multidisciplinar de pesquisadores das Escolas de Engenharia Ira A. Fulton e Escola de Negócios W. P. Carey da ASU, juntamente com um colaborador da Virginia Tech, estão assumindo o desafio de desenvolver um curso para treinar a próxima geração de líderes de sustentabilidade ambiental.
Aprendizagem modular para diversas aplicações
Para cobrir a ampla variedade de tópicos essenciais à circularidade econômica, o curso de um ano consiste em módulos ministrados por especialistas em diversas áreas.
A equipe é liderada por Tim Long, professor de engenharia química na Escola de Engenharia de Matéria, Transporte e Energia, parte das Escolas Fulton, e diretor do Centro de Biodesign da ASU para Materiais e Manufatura Macromoleculares Sustentáveis, ou SM3. Ele também é nomeado conjuntamente na ASU School of Molecular Sciences.
Kevin Dooley, professor ilustre de gerenciamento da cadeia de suprimentos na W. P. Carey School of Business, conduzirá um módulo sobre gerenciamento da cadeia de suprimentos, usando sua experiência de trabalho com mais de 100 dos maiores varejistas e fabricantes do mundo para desenvolver ferramentas que medem e acompanham o progresso em desafios críticos de sustentabilidade do produto.
Jennifer Russell, professora assistente na divisão de Biomateriais Sustentáveis da Virginia Tech, é especialista em fluxo de materiais em sistemas econômicos de consumo e produção. Seu módulo fornecerá aos alunos estratégias para integrar sistemas econômicos circulares e práticas em biomateriais sustentáveis.
Jay Oswald, professor associado de engenharia mecânica da Fulton Schools, usará sua experiência em modelagem computacional da mecânica dos materiais para ministrar um módulo focado na otimização de processos de fabricação sustentáveis.
A equipe é completada por um grupo de engenheiros químicos da ASU, incluindo o professor associado Matthew Green e os professores assistentes Renxuan Xie, Chris Muhich, Eileen Seo e Kailong Jin.
Em preparação para ministrar seu módulo do curso, Seo se juntou à bolsa de estudos Engineering for One Planet, uma iniciativa para melhor informar os educadores sobre as formas de incorporar a sustentabilidade em seu currículo. A seção do curso de Seo explorará estratégias para desenvolver materiais compostos capazes de usar propriedades de mudança de fase para degradar materiais como o plástico.
“Tenho usado essa estrutura para projetar meu módulo de curso para incluir pensamento crítico, design e seleção de materiais – tudo o que tem a ver com sustentabilidade”, diz Seo. “Portanto, em vez de pensar em como podemos lidar com um material já feito, vamos nos concentrar em como projetamos materiais com a sustentabilidade em mente desde o início.”
Jin, que tem experiência em materiais de película fina, apresentará aos alunos estratégias para desenvolver embalagens plásticas degradáveis projetadas com propriedades de barreira a gases.
“Parte de nossa missão é desenvolver o que chamamos de currículo transportável”, diz Long. “Um currículo que pode ser compartilhado com uma faculdade comunitária, uma universidade em uma área rural ou uma universidade em uma área urbana. Queremos desenvolver esses módulos do curso e disponibilizá-los como modelo para outras universidades adotarem. Essa adoção representaria um grande sucesso para o programa. Qualquer um dos módulos pode ser retirado do currículo e inserido em seus próprios programas.”
Os módulos começarão com um foco de palestra e, em seguida, farão a transição para o trabalho de laboratório, dando aos alunos de graduação e pós-graduação oportunidades práticas de trabalhar com a tecnologia mais recente para ajudá-los a entender as ferramentas de última geração que podem usar para catalisar uma economia plástica circular.
Tecnologias não convencionais: pensar fora da caixa
Uma parte do financiamento do projeto será usada para instalar novas instrumentações, denominadas ferramentas de sustentabilidade, no centro SM3 do Biodesign Institute da ASU, onde o curso será baseado.
Long enfatiza a importância da acessibilidade às tecnologias usadas para melhorar a circularidade.
“Nosso objetivo é treinar os próximos líderes de sustentabilidade na força de trabalho”, diz Long. “Para fazer isso, precisamos de novas ferramentas, ferramentas que você normalmente não esperaria. Queremos desenvolver uma ferramenta acessível que possa chegar a um aterro sanitário municipal ou a uma universidade que não tenha recursos para comprar instrumentos mais sofisticados e caros.
“Parte do objetivo não é apenas colocar ferramentas não convencionais ao lado de ferramentas convencionais, mas também projetar novas ferramentas que sejam transportáveis e mais inclusivas em termos de impacto.”
Os alunos ajudarão a desenvolver essas ferramentas e experimentos para medir propriedades como taxas de degradação, permeabilidade a gases e separações de fluxo de resíduos. Eles também aprenderão a analisar e apresentar seus resultados.
“Também podemos usar esses instrumentos para nossa própria pesquisa”, diz Jin. “Portanto, é uma vitória para a pesquisa e a educação.”
A próxima geração de profissionais de sustentabilidade
Desenvolver uma economia circular é essencial para a saúde do planeta, e o interesse público pressionou a indústria a desenvolver soluções. Jin aponta que empresas e universidades estão buscando especialistas em sustentabilidade por vários motivos.
“No momento, a sustentabilidade é um foco real de muitas empresas. Muitos estão estabelecendo metas para serem neutros em carbono até uma determinada data, e a circularidade do plástico é certamente um dos critérios”, diz Jin. “Quando os alunos de pós-graduação concluem seu doutorado ou mestrado, espera-se que eles entrem e se juntem à equipe de pesquisa e desenvolvimento de uma empresa. Eles são o futuro da empresa, impulsionando a inovação de materiais.”
Como o desafio de desenvolver uma economia circular exige mudanças em cada etapa da fabricação, Long vê este curso como adequado para um aluno de qualquer disciplina acadêmica interessado em sustentabilidade.
“Eventualmente, qualquer aluno da universidade poderia fazer este curso, como alunos da escola de negócios que são especialistas em análise da cadeia de suprimentos, economia circular, análise do ciclo de vida e análise tecnoeconômica”, diz Long. “Precisamos desse tipo de aluno trabalhando ao lado de engenheiros. Também precisamos de cientistas sociais envolvidos no curso para fomentar discussões e parcerias tão importantes para alcançar uma economia circular do plástico. Não consigo pensar em nenhum aluno que não seja bem-vindo ao curso.”
O desenvolvimento do curso substitui a proposta do grupo National Science Foundation Research Traineeship Program com foco no desenvolvimento sustentável de polímeros. O programa é dedicado ao treinamento efetivo de estudantes de graduação e pós-graduação em STEM em áreas de pesquisa interdisciplinares ou convergentes e fornece financiamento para desenvolver um modelo de estágio inovador que atenda às necessidades futuras de força de trabalho e pesquisa.
Esta oportunidade de estágio permite que os alunos de pós-graduação conduzam pesquisas interdisciplinares em um ambiente aplicado para criar soluções tangíveis e eficientes.
Long vê este curso financiado pelo NIST como apenas o começo para expandir as ofertas de graduação dentro do Biodesign Institute para estudantes de qualquer disciplina.
“Nossa visão é criar um novo modelo educacional. Primeiro, desenvolvendo o currículo, garantindo que nossos cursos façam o que esperamos que façam e, em seguida, avançando para um certificado de polímero sustentável. Então, finalmente, movendo-se em direção a um programa de graduação”, diz Long.
“Esse é o nosso objetivo: criar oportunidades para os alunos estudarem isso agora, tanto presencial quanto virtualmente, para que sejamos o mais inclusivos possível. Acho que a ASU emergirá rapidamente como uma das cinco principais universidades em ciência e engenharia macromolecular sustentável.”
Fonte: Arizona State University (ASU) News | Charting the course to a circular plastic economy