What I'm going to do is, I'm going to explain to you an extreme green concept that was developed at NASA's Glenn Research Center in Cleveland, Ohio. But before I do that, we have to go over the definition of what green is, 'cause a lot of us have a different definition of it. Green. The product is created through environmentally and socially conscious means. There's plenty of things that are being called green now. What does it actually mean? We use three metrics to determine green. The first metric is: Is it sustainable? Which means, are you preserving what you are doing for future use or for future generations? Is it alternative? Is it different than what is being used today, or does it have a lower carbon footprint than what's used conventionally? And three: Is it renewable? Does it come from Earth's natural replenishing resources, such as sun, wind and water?
O que vou fazer é explicar para vocês um conceito de verde extremo que foi desenvolvido no Centro de Pesquisa Glenn, da NASA, em Cleveland, Ohio. Mas antes disso, temos que rever a definição de verde, pois alguns de nós tem definições diferentes. Um produto verde é criado de forma ambiental e socialmente consciente. Há muitas coisas sendo chamadas de verde hoje. O que isso realmente significa? Usamos três métricas para definir verde. A primeira métrica: é sustentável? Ou seja, vocês estão preservando o que fazem para o uso futuro ou para gerações futuras? É alternativo? É diferente daquilo que é usado hoje, ou possui menor emissão de carbono do que é utilizado convencionalmente? E três: é renovável? É derivado de recursos naturais renováveis, como o sol, vento e água?
Now, my task at NASA is to develop the next generation of aviation fuels. Extreme green. Why aviation? The field of aviation uses more fuel than just about every other combined. We need to find an alternative. Also it's a national aeronautics directive. One of the national aeronautics goals is to develop the next generation of fuels, biofuels, using domestic and safe, friendly resources. Now, combating that challenge we have to also meet the big three metric — Actually, extreme green for us is all three together; that's why you see the plus there. I was told to say that. So it has to be the big three at GRC. That's another metric. Ninety-seven percent of the world's water is saltwater. How about we use that? Combine that with number three. Do not use arable land. Because crops are already growing on that land that's very scarce around the world. Number two: Don't compete with food crops. That's already a well established entity, they don't need another entry. And lastly the most precious resource we have on this Earth is fresh water. Don't use fresh water. If 97.5 percent of the world's water is saltwater, 2.5 percent is fresh water. Less than a half percent of that is accessible for human use. But 60 percent of the population lives within that one percent.
A minha tarefa na NASA é desenvolver a próxima geração de combustíveis para a aviação. Verde extremo. Mas por que a aviação? O campo da aviação usa mais combustível que todos os outros meios somados. Precisamos de uma alternativa. Além disso, é uma diretiva da aeronáutica americana. Uma das metas da aeronáutica é desenvolver a próxima geração de combustíveis, biocombustíveis, usando recursos locais, seguros e amigáveis. Para alcançar esse desafio também temos que alcançar o "grande trio" de métricas. De fato, o verde extremo, para nós, é a combinação das três. Por isso tem o sinal de "mais" ali. Mandaram eu dizer isso. Então, no CPG temos "o grande trio". Essa é outra métrica. 97% da água do mundo é salgada. E se nós a usássemos? Combine isso com o item três. Não use terra arável. Porque já há plantações nessa terra, que é muito escassa no mundo. Número dois: não competir com plantações de alimento. Esse ponto já está bem estabelecido, não merece mais discussões. E, por último, o recurso mais precioso da Terra: água doce. Não utilizem água doce. Se 97,5% da água do mundo é salgada, 2,5% são água doce. Menos de 0,5% desse total está acessível ao consumo humano. Mas 60% da população mundial vive com esse 1%.
So, combating my problem was, now I have to be extreme green and meet the big three. Ladies and gentlemen, welcome to the GreenLab Research Facility. This is a facility dedicated to the next generation of aviation fuels using halophytes. A halophyte is a salt-tolerating plant. Most plants don't like salt, but halophytes tolerate salt. We also are using weeds and we are also using algae. The good thing about our lab is, we've had 3,600 visitors in the last two years. Why do you think that's so? Because we are on to something special.
Então, para resolver o problema, preciso ser verde extremo e atender ao grande trio. Senhoras e senhores, bem-vindos à Instalação de Pesquisas GreenLab. Essa é uma instalação dedicada à próxima geração de combustíveis de aviação utilizando halófitas. Uma halófita é uma planta que tolera sal. A maioria das plantas não gosta de sal, mas as halófitas o toleram. Nós também utilizamos ervas daninhas e algas. A coisa boa do nosso laboratório, é que tivemos 3.600 visitas nos últimos 2 anos. Por que será? É porque estamos fazendo algo especial. Então, na parte de baixo está o GreenLab, claro,
So, in the lower you see the GreenLab obviously, and on the right hand side you'll see algae. If you are into the business of the next generation of aviation fuels, algae is a viable option, there's a lot of funding right now, and we have an algae to fuels program. There's two types of algae growing. One is a closed photobioreactor that you see here, and what you see on the other side is our species — we are currently using a species called Scenedesmus dimorphus. Our job at NASA is to take the experimental and computational and make a better mixing for the closed photobioreactors. Now the problems with closed photobioreactors are: They are quite expensive, they are automated, and it's very difficult to get them in large scale. So on large scale what do they use? We use open pond systems. Now, around the world they are growing algae, with this racetrack design that you see here. Looks like an oval with a paddle wheel and mixes really well, but when it gets around the last turn, which I call turn four — it's stagnant. We actually have a solution for that. In the GreenLab in our open pond system we use something that happens in nature: waves. We actually use wave technology on our open pond systems. We have 95 percent mixing and our lipid content is higher than a closed photobioreactor system, which we think is significant.
e à direita estão as algas. No negócio de combustíveis de aviação da próxima geração, algas são opções viáveis. Há bastante financiamento agora, e temos um programa de algas para combustíveis. Cultivamos dois tipos de alga: uma está nos fotobiorreatores fechados, que vemos aqui, e do outro lado está nossa espécie: atualmente usamos uma espécie chamada <i>Scenedesmus Dimorphus</i>. Nosso trabalho na NASA é pegar os dados experimentais e computacionais e criar uma mistura melhor para os fotobiorreatores fechados. Mas os problemas dos fotobiorreatores fechados são: eles são caros, são automatizados, e é difícil consegui-los em larga escala. Então, em larga escala o que utilizamos? Usamos sistemas de tanques abertos. Ao redor do mundo, estão cultivando algas, com esse desenho em "pista de corrida" que vemos aqui. Parece um circuito oval, com uma roda de pás, e mistura muito bem, mas quando chega na quarta e última etapa, ela fica estagnada. Nós temos uma solução para isso. No sistema de tanques abertos do GreenLab, utilizamos um fenômeno natural: ondas. Nós utilizamos a tecnologia de ondas em nossos sistemas de tanques abertos. Temos uma taxa de mistura de 95% e nosso conteúdo de lipídios é maior do que num sistema fotobiorreator fechado, o que consideramos significativo.
There is a drawback to algae, however: It's very expensive. Is there a way to produce algae inexpensively? And the answer is: yes. We do the same thing we do with halophytes, and that is: climatic adaptation. In our GreenLab we have six primary ecosystems that range from freshwater all the way to saltwater. What we do: We take a potential species, we start at freshwater, we add a little bit more salt, when the second tank here will be the same ecosystem as Brazil — right next to the sugar cane fields you can have our plants — the next tank represents Africa, the next tank represents Arizona, the next tank represents Florida, and the next tank represents California or the open ocean. What we are trying to do is to come up with a single species that can survive anywhere in the world, where there's barren desert. We are being very successful so far.
Mas há um problema em trabalhar com algas: é bastante caro. Há um meio de produzir algas de forma econômica? A resposta é: sim. Usamos o mesmo que fazemos com as halófitas, e isso é: adaptação climática. No GreenLab, temos seis ecossistemas primários que vão da água doce até a salgada. O que fazemos: pegamos uma espécie em potencial, começamos com água doce, e adicionamos um pouco mais de sal; e esse segundo tanque terá o mesmo ecossistema do Brasil, nossas plantas ficarão vizinhas às plantações de cana-de-açúcar. O próximo tanque representa a África, o próximo, o Arizona, o próximo tanque representa a Flórida, e o próximo a Califórnia, ou o oceano aberto. O que estamos tentando é desenvolver uma única espécie que sobreviva em qualquer lugar no mundo onde haja deserto. Até agora, fomos muito bem-sucedidos.
Now, here's one of the problems. If you are a farmer, you need five things to be successful: You need seeds, you need soil, you need water and you need sun, and the last thing that you need is fertilizer. Most people use chemical fertilizers. But guess what? We do not use chemical fertilizer. Wait a second! I just saw lots of greenery in your GreenLab. You have to use fertilizer. Believe it or not, in our analysis of our saltwater ecosystems 80 percent of what we need are in these tanks themselves. The 20 percent that's missing is nitrogen and phosphorous. We have a natural solution: fish. No we don't cut up the fish and put them in there. Fish waste is what we use. As a matter of fact we use freshwater mollies, that we've used our climatic adaptation technique from freshwater all the way to seawater. Freshwater mollies: cheap, they love to make babies, and they love to go to the bathroom. And the more they go to the bathroom, the more fertilizer we get, the better off we are, believe it or not. It should be noted that we use sand as our soil, regular beach sand. Fossilized coral.
Mas há alguns problemas: um fazendeiro, precisa de cinco coisas para ter sucesso: precisa de sementes, precisa de solo, de água, de sol e, por último, de fertilizante. A maioria das pessoas usa fertilizantes químicos, mas adivinhem? Nós não utilizamos fertilizantes químicos. Esperem um segundo! Eu vi muitas plantas no GreenLab. Vocês têm que usar fertilizante! Acreditem se quiserem, na análise dos nossos sistemas de água salgada, 80% do que precisamos já estão nos próprios tanques. Os 20% que faltam são nitrogênio e fósforo. Temos uma solução natural: peixes. Não, não cortamos os peixes e jogamos lá. Nós utilizamos resíduos de peixes. Utilizamos molinésias de água doce, que adaptamos com nossa técnica da água doce para água do mar. Molinésias de água doce: baratas, adoram fazer bebês, e adoram ir ao banheiro. E quanto mais vão ao banheiro, mais fertilizante temos, e melhor para nós; acreditem se quiserem. Notem que utilizamos areia como solo, areia de praia comum. Coral fossilizado.
So a lot of people ask me, "How did you get started?" Well, we got started in what we call the indoor biofuels lab. It's a seedling lab. We have 26 different species of halophytes, and five are winners. What we do here is — actually it should be called a death lab, 'cause we try to kill the seedlings, make them rough — and then we come to the GreenLab. What you see in the lower corner is a wastewater treatment plant experiment that we are growing, a macro-algae that I'll talk about in a minute. And lastly, it's me actually working in the lab to prove to you I do work, I don't just talk about what I do. Here's the plant species. Salicornia virginica. It's a wonderful plant. I love that plant. Everywhere we go we see it. It's all over the place, from Maine all the way to California. We love that plant. Second is Salicornia bigelovii. Very difficult to get around the world. It is the highest lipid content that we have, but it has a shortcoming: It's short. Now you take europaea, which is the largest or the tallest plant that we have. And what we are trying to do with natural selection or adaptive biology — combine all three to make a high-growth, high-lipid plant. Next, when a hurricane decimated the Delaware Bay — soybean fields gone — we came up with an idea: Can you have a plant that has a land reclamation positive in Delaware? And the answer is yes. It's called seashore mallow. Kosteletzkya virginica — say that five times fast if you can. This is a 100 percent usable plant. The seeds: biofuels. The rest: cattle feed. It's there for 10 years; it's working very well. Now we get to Chaetomorpha. This is a macro-algae that loves excess nutrients. If you are in the aquarium industry you know we use it to clean up dirty tanks. This species is so significant to us. The properties are very close to plastic. We are trying right now to convert this macro-algae into a bioplastic. If we are successful, we will revolutionize the plastics industry.
Muita gente me pergunta: "como vocês começaram"? Bem, começamos no que chamamos de laboratório interno de biocombustíveis. É um laboratório de sementes. Temos 26 espécies diferentes de halófitas, e cinco foram vencedoras. O que fazemos aqui, de fato deveria ser chamado de "laboratório da morte", porque tentamos matar as plantinhas, torná-las resistentes, e então chegamos no GreenLab. O que vocês veem no canto inferior é uma usina de tratamento de esgoto experimental onde estamos cultivando uma macroalga, sobre a qual falarei em um minuto. Por último, esse sou eu no laboratório, para provar que trabalho mesmo, e não fico só falando do que faço. Aqui está a espécie de planta. Salicornia virginica. É uma planta maravilhosa. Eu amo essa planta. É encontrada em todo lugar aonde vamos, está em toda parte, desde o Maine até a Califórnia. Amamos essa planta. A segunda é a Salicornia Bigelovii. Muito difícil de achar ao redor do mundo. É a planta com maior teor de lipídios que temos, mas ela tem um probleminha: ela é pequena. Aqui temos a Europaea, a maior ou mais alta planta que temos. E, o que estamos tentando fazer com seleção natural ou biologia adaptativa, é combinar as três para criar uma planta de alto crescimento e teor de lipídios. Quando um furacão devastou a baía de Delaware, os campos de soja sumiram. Tivemos uma ideia: será que há uma planta que consiga recuperar as terras em Delaware? A resposta é "sim". Ela se chama malva da costa, ou Kosteletzkya Virginica. Digam isso cinco vezes bem rápido, se puderem. Essa é uma planta 100% reutilizável. Sementes: biocombustíveis. O resto: ração de gado. Está lá há 10 anos e funciona muito bem. Agora, vamos à Chaetomorpha. Essa é uma macroalga que adora o excesso de nutrientes. A indústria de aquários sabe que ela é usada para limpar tanques sujos. Essa espécie é muito importante para nós. Suas propriedades são semelhantes às dos plásticos. Agora mesmo, estamos tentando converter essa macroalga em bioplástico. Se conseguirmos, revolucionaremos a indústria de plásticos.
So, we have a seed to fuel program. We have to do something with this biomass that we have. And so we do G.C. extraction, lipid optimization, so on and so forth, because our goal really is to come up with the next generation of aviation fuels, aviation specifics, so on and so forth. So far we talked about water and fuel, but along the way we found out something interesting about Salicornia: It's a food product. So we talk about ideas worth spreading, right? How about this: In sub-Saharan Africa, next to the sea, saltwater, barren desert, how about we take that plant, plant it, half use for food, half use for fuel. We can make that happen, inexpensively. You can see there's a greenhouse in Germany that sells it as a health food product. This is harvested, and in the middle here is a shrimp dish, and it's being pickled. So I have to tell you a joke. Salicornia is known as sea beans, saltwater asparagus and pickle weed. So we are pickling pickle weed in the middle. Oh, I thought it was funny. (Laughter) And at the bottom is seaman's mustard. It does make sense, this is a logical snack. You have mustard, you are a seaman, you see the halophyte, you mix it together, it's a great snack with some crackers. And last, garlic with Salicornia, which is what I like. So, water, fuel and food.
Então, temos um programa de sementes para biocombustíveis. Precisamos fazer algo com essa biomassa que temos. Então, fazemos extração de CG, otimização de lipídios, e assim por diante, porque nossa meta é desenvolver a próxima geração de combustíveis de aviação, especificamente itens de aviação, etc. Até agora, falamos sobre água e combustível, mas, ao longo do caminho, descobrimos uma coisa interessante sobre a Salicornia: É um produto alimentício. Estamos falando de ideias que merecem ser divulgadas, certo? Que tal isso: na África Subsaariana, próxima ao mar, água salgada, um deserto; que tal se pegássemos essa planta, a plantássemos, e usássemos metade como comida, metade como combustível? Podemos fazer isso acontecer, a baixo custo. Há uma estufa na Alemanha que vende a planta como produto alimentício natural. Aqui já colhida, e no meio tem um prato de camarão com ela em picles. Tenho que contar uma piada: a Salicórnia é conhecida como feijão do mar, aspargo do mar e picles de erva. Então, estamos picando picles. (Risos) Ah, eu achei engraçado. (Risos) Ali no fundo tem mostarda de marinheiro. E faz sentido. Esse é um petisco lógico. Tem-se mostarda, um marinheiro pega a halófita e mistura tudo; é um ótimo petisco com biscoitos salgados. E, por último, alho com salicórnia, que é o que eu gosto. Então, água, combustível, comida.
None of this is possible without the GreenLab team. Just like the Miami Heat has the big three, we have the big three at NASA GRC. That's myself, professor Bob Hendricks, our fearless leader, and Dr. Arnon Chait. The backbone of the GreenLab is students. Over the last two years we've had 35 different students from around the world working at GreenLab. As a matter fact my division chief says a lot, "You have a green university." I say, "I'm okay with that, 'cause we are nurturing the next generation of extreme green thinkers, which is significant."
Nada disso seria possível sem a equipe GreenLab. Assim como o Miami Heat tem o grande trio, nós temos o grande trio no CPG da NASA. Aquele sou eu, o professor Bob Hendricks, nosso corajoso líder, e Dr. Arnon Chait. A espinha dorsal do GreenLab são os estudantes. Nos últimos dois anos, tivemos 35 estudantes de todo o mundo trabalhando no GreenLab. Aliás, o meu chefe de departamento sempre diz: "Vocês têm uma universidade verde". Eu respondo: "Fico feliz com isso porque estamos formando
So, in first summary I presented to you what we think is a global solution for food, fuel and water. There's something missing to be complete. Clearly we use electricity. We have a solution for you — We're using clean energy sources here. So, we have two wind turbines connected to the GreenLab, we have four or five more hopefully coming soon. We are also using something that is quite interesting — there is a solar array field at NASA's Glenn Research Center, hasn't been used for 15 years. Along with some of my electrical engineering colleagues, we realized that they are still viable, so we are refurbishing them right now. In about 30 days or so they'll be connected to the GreenLab.
a próxima geração de pensadores verde extremo, o que é significativo". Então, em resumo, apresentei a vocês o que pensamos ser a solução global para comida, combustível e água. Falta algo para que isso esteja completo. Claramente usamos eletricidade. Temos uma solução para vocês: estamos usando fontes limpas de energia aqui. Temos duas turbinas de vento conectadas ao GreenLab, e instalaremos mais quatro ou cinco em breve. Nós também estamos usando algo bem interessante: há um conjunto de painéis solares no CPG da NASA que não é utilizado há quinze anos. Junto com alguns colegas engenheiros elétricos, percebemos que os painéis ainda são viáveis. Então, estamos consertando-os agora. Em cerca de 30 dias, eles serão ligados ao GreenLab.
And the reason why you see red, red and yellow, is a lot of people think NASA employees don't work on Saturday — This is a picture taken on Saturday. There are no cars around, but you see my truck in yellow. I work on Saturday. (Laughter) This is a proof to you that I'm working. 'Cause we do what it takes to get the job done, most people know that. Here's a concept with this: We are using the GreenLab for a micro-grid test bed for the smart grid concept in Ohio. We have the ability to do that, and I think it's going to work. So, GreenLab Research Facility. A self-sustainable renewable energy ecosystem was presented today. We really, really hope this concept catches on worldwide. We think we have a solution for food, water, fuel and now energy. Complete. It's extreme green, it's sustainable, alternative and renewable and it meets the big three at GRC: Don't use arable land, don't compete with food crops, and most of all, don't use fresh water.
E a razão pela qual estão vendo vermelho e amarelo é que muitas pessoas acham que os empregados da NASA não trabalham aos sábados. Essa é uma foto tirada no sábado. Não há carros perto, mas dá para ver minha caminhonete amarela. Eu trabalho no sábabo. (Risos) Isso é uma prova de que estou trabalhando. Fazemos o que é preciso para terminar o trabalho. A maioria das pessoas sabe disso. Aqui vai um conceito: estamos utilizando o GreenLab como um teste em pequena escala para o de rede elétrica inteligente de Ohio, em grande escala. Temos capacidade para fazer isso, e acho que vai dar certo. Então, Centro de Pesquisas GreenLab. Um ecossistema energético autossustentável foi apresentado hoje. Nós esperamos mesmo que esse conceito "pegue" ao redor do mundo. Acreditamos ter uma solução para comida, água, combustível, e agora, energia, uma solução completa. É verde extremo, sustentável, alternativo e renovável e atende ao grande trio do CPG: não utilizar terra arável, não competir com plantações de alimentos,
So I get a lot of questions about, "What are you doing in that lab?" And I usually say, "None of your business, that's what I'm doing in the lab." (Laughter) And believe it or not, my number one goal for working on this project is I want to help save the world.
e o mais importante: não utilizar água doce. Então, me perguntam bastante: "O que vocês fazem naquele laboratório"? E eu geralmente digo: "Não é da sua conta, é isso que faço lá". (Risos) Acreditem ou não, a minha meta número um ao trabalhar nesse projeto é: