a evolução industrial e aquimica verde ou biotecnologia

vAna Cristina Facundo de Brito

Daniel de Lima Pontes

Indstria Qumica e Sociedade

A evoluo industrial ea Qumica Verde ou biotecnologia

Autores

aula

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D I S C I P L I N A

Todos os direitos reservados. Nenhuma parte deste material pode ser utilizada ou reproduzidasem a autorizao expressa da Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)

Diviso de Servios Tcnicos

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Secretaria de Educao a Distncia (SEDIS)

Aula 10 Indstria Qumica e Sociedade

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ApresentaoAtualmente, fala-se muito em Qumica Verde, entretanto, poucos sabem do que se trata

e qual sua importncia. Nesta aula, falaremos um pouco sobre esse assunto, trataremos de sua importncia e relao com a indstria qumica.

ObjetivosCompreender o signi cado e a importncia da Qumica Verde.

Relacionar a Qumica Verde indstria qumica.

Aula 10 Indstria Qumica e Sociedade 2

O que Qumica Verde

O termo revoluo verde muito utilizado na agricultura, sua utilizao iniciou-se logo depois da Segunda Guerra Mundial para identi car a alterao na prtica agrcola que passava a contar com vrios produtos com origem na indstria qumica, como fertilizantes e pesticidas, alm da biologia agrcola que utiliza espcies hibridas. Essa revoluo tinha como objetivo aumentar a produtividade agrcola e, por conseguinte, eliminar a fome no planeta, da vem a origem do seu nome.

Entretanto, essa mesma revoluo resultou em numerosos problemas de poluio, j comentamos na Aula 9 O meio ambiente. Esses problemas ambientais levaram a sociedade a movimentar-se e a exigir soluo para os problemas da poluio. Tal preocupao levou os qumicos a buscar solues e tambm alterar suas prticas, surgindo assim o que chamamos de Qumica Verde (QV).

O termo comeou a ser usado nos Estados Unidos, em 1990, para fazer referncia legislao ambiental de preveno poluio. Desde ento, esse termo vem ganhando fora e cada vez mais adeptos. Muitas indstrias tm buscado aliar a produo com boas prticas de no poluio, estimuladas exatamente pelos qumicos adeptos da Qumica Verde.

A seguir, segue um texto extrado do site da ABIFINA sobre a Qumica Verde, muito interessante contarmos com o ponto de vista da indstria.

Qumica Verde

Leodnio Francisco Schroeder

A necessidade de aderirmos Qumica Verde baseia-se em dois fatos fundamentais: (1) a nave Terra no suporta mais poluio: pelo contrrio, somos obrigados a reduzir os estragos j feitos; (2) as fontes de matrias-primas e energia at agora utilizadas esto se esgotando.

Os princpios da Qumica Verde estimulam a superao desses pontos crticos, por meio das seguintes estratgias e aes.

Preveno da poluio e de acidentes: evitar a formao de substncias txicas, detectando-as antes de sua gerao, a partir de anlises em tempo real e escolher processos e substncias que diminuem os riscos de acidentes, como vazamentos, incndios e exploses. mais barato evitar a formao de resduos txicos do que trat-los depois que eles so gerados.

E cincia atmica: os mtodos desenvolvidos para a obteno de produtos sintticos devem levar em considerao uma otimizao em nvel atmico ao incorporar o maior nmero possvel de tomos dos reagentes no produto nal.

Aula 10 Indstria Qumica e Sociedade 3

Sntese segura: as metodologias sintticas devem utilizar e gerar substncias com pouca ou nenhuma toxicidade para a sade humana e o meio ambiente.

Produtos seguros e degradveis: deve-se buscar o desenvolvimento de produtos que, aps realizarem a funo desejada, sejam degradveis e no causem danos ao ambiente.

E cincia de energia: utilizar processos que ocorram temperatura e presso ambientes, para diminuir signi cativamente os impactos ambientais e econmicos causados pela gerao da energia.

Matria-prima renovvel: o uso de biomassa como matria-prima deve ser priorizado no desenvolvimento de novas tecnologias e processos.

Catlise: Utilizar catalisadores (to seletivos quanto possvel) em substituio aos reagentes estequiomtricos.

A necessidade de adotarmos esses princpios em nossas atividades de ensino, pesquisa e tambm em atividades empresariais urgente, pois, apesar dos esforos j realizados e dos progressos alcanados, ainda pesa sobre a indstria qumica o estigma de estar relacionada com a poluio e a degradao ambiental. Sob o ponto de vista da e cincia atmica e energtica, podemos melhorar muito: enquanto a qumica pesada gera de 1 a 5 kg de subprodutos por quilo de produto nal, na qumica na esse fator de 5 a 50. As oportunidades para otimizao so enormes.

no item matria-prima renovvel que est nossa grande oportunidade para nos inserirmos e liderarmos a Qumica Verde. Temos um enorme potencial e uma alta competitividade para produzir biomassa. No Brasil, um hectare de cana produz 6.800 litros de etanol, enquanto nos Estados Unidos, onde o lcool produzido a partir do milho, cada hectare produz 3.200 litros. No custo de produo, tambm somos imbatveis. Nosso custo de 20 centavos de dlares por litro, ante 47 centavos do lcool de milho norte-americano e 32 centavos do lcool de cana australiano. Em 2005, os negcios com etanol no Brasil movimentaram 6,2 bilhes de dlares, sendo que apenas 19 milhes (0,3%) foram com a venda de lcool como insumo para a indstria qumica.

Com semelhantes potencialidade e competitividade, podemos produzir leos vegetais, celulose, amidos, acares e protenas. No Brasil, um hectare de eucalipto produz 7.000 kg de celulose por ano, podendo essa produtividade ser duplicada. Dend produz at 5.000 kg de leo por hectare-ano. Um hectare de soja produz 1.200 kg de protena e 600 kg de leo. A produo de mamona pode chegar a 4.000 kg por hectare, com 47% de leo. Seremos lderes mundiais na produo de biomassa e bioenergia. Temos em abundncia os insumos bsicos: luz, solo e gua.

Com o petrleo a 70 dlares o barril, essas fontes de matrias-primas devero ser cada vez mais utilizadas, no apenas por serem mais sustentveis, mas tambm por razes econmicas. Nossa qumica ser cada vez menos aromtica, baseada em BTX (benzeno, tolueno e xileno), para se tornar mais doce e verde.

Fonte: . Acesso em: 18 dez. 2009.


Atividade 1

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O que a Qumica verde

Qual a importncia da Qumica Verde para a sociedade

Alguns objetivosda Qumica Verde

Apesar da indstria qumica responder por apenas uma parte de todo o segmento industrial, ela est concentrando esforos para melhorar seus processos e minimizar os prejuzos ambientais.

A Qumica Verde tem como objetivo promover o desenvolvimento e a aplicao de produtos e processos qumicos compatveis com a sade humana e que preservem o meio ambiente. Abaixo, indicamos alguns dos princpios mais importantes que governam a QV:

melhor evitar os rejeitos do que trat-los ou limp-los depois de criados; ao sintetizar novas substncias, o mtodo empregado dever gerar o mnimo de produtos

de rejeitos. As substncias geradas devem possuir pouca ou nenhuma toxicidade sade humana e ao ambiente;

os processos qumicos devem ser desenvolvidos para ser to e ciente em termos de energia quanto possvel, evitando altas temperaturas e presses;

quando possvel, devemos usar catalisadores contendo substncias comuns e seguras; quando for tcnica e economicamente vivel, as matrias-primas usadas para os processos

qumicos devem ser provenientes de estoque com suprimentos renovveis;

as substncias auxiliares, como solventes, devem ser eliminadas ou transformadas em incuas quando possvel.

Algumas reas da qumica so mais fceis de seguir os princpios da QV que outras, entretanto, a preocupao com o meio ambiente deve ser uma constante. A seguir, iremos comentar um pouco sobre algumas dessas reas.


F

F

F

F

CC

n

CH3

H3C

Para-xileno

CHO

O O

C OH

cido tereftico

190 C, 20 atm+ 302

Catalisador

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Solventes e reagentesA principal preocupao nos processos qumicos o uso de compostos orgnicos volteis

como solventes para reaes. O solvente geralmente no consumido na reao, entretanto, existem liberaes para o ambiente dessa substncia. Essa evaporao deve ser extremamente controlada, pois alguns solventes so txicos ou podem se decompor, gerando um rejeito. O uso de uidos supercrticos apresenta-se como uma alternativa de substituio dos solventes convencionais.

A indstria qumica Du Pont um exemplo de investimento na tentativa de substituir solventes txicos, por exemplo, ele utiliza como solvente o CO2, gs no txico presente na nossa atmosfera e poluente, na produo do politetra uoroetileno (conhecido como te on) e copolmeros com tetra uoroetileno. O bene cio da utilizao do gs carbnico o de substituir solventes volteis causadores de prejuzos camada de oznio da Terra, alm de reduzir custos, pois o gs facilmente encontrado na atmosfera.

Figura 1 Estrutura do monmetro do politetra uoroetileno (Te on)

Outro exemplo o de preparao de plsticos e bras de polister de tereftalato de polietileno (PET), em que seu precursor, o cido tereftlico, obtido atravs de altas temperaturas e elevada presso (Figura 2). O catalisador uma mistura de manganscobalto, o oxignio o agente oxidante e o solvente o cido actico (CH3COOH).

Figura 2 Reao entre o para-xileno com o oxignio para produzir o cido tereftlico


Atividade 2

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Um grupo de pesquisadores na Inglaterra desenvolveu uma rota alternativa que utiliza a gua supercrtica como solvente e o perxido de hidrognio (gua sanitria) como oxidante. Essa nova rota tem vrias vantagens como a eliminao da utilizao do cido actico e o uso de um agente oxidante incuo. Se essa rota puder ser substituda em escala industrial, ir proporcionar um enorme bene cio ao meio ambiente.

Em muitos processos importantes da sociedade moderna, so usados reagentes qumicos que no so encontrados na natureza. Na lavagem a seco de roupas, normalmente usam-se solventes orgnicos clorados, como o tetracloroetileno (Cl2C=CCl2), que podem provocar cncer. O uso desses e outros solventes semelhantes na lavagem a seco, limpeza de metais e outros processos industriais tem contaminado a gua do subsolo em algumas reas. Os mtodos de lavagem a seco alternativos que empregam gs carbnico (CO2) supercrtico, como agente de limpeza especial, so atualmente comercializados com sucesso.

As carrocerias metlicas de carro so revestidas cuidadosamente para evitar ou retardar o mximo o processo de corroso. Uma das etapas mais importante a eletrodeposio de uma camada de ons que cria uma interface entre o corpo de veculo e os revestimentos polimricos, servindo como revestimento inferior para a pintura.

Antigamente, utilizava-se o chumbo como metal de escolha para a incluso na mistura de eletrodeposio. Entretanto, o chumbo altamente txico, sendo seu uso em pinturas e revestimento eliminado. Algumas indstrias automotivas de revestimento desenvolveram o hidrxido de trio, que relativamente no txico, visando substituir o chumbo. Quando esse revestimento aquecido, o hidrxido convertido a xido, produzindo assim um revestimento insolvel, muito semelhante cermica.

Discuta como o catalisador pode tornar os processos mais e cientes energeticamente.

Pesquise sobre uidos supercrticos e explique sua utilizao.


Resumo

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Nesta aula, estudamos sobre a Qumica Verde (QV) que tem como objetivo promover o desenvolvimento e a aplicao de produtos e processos qumicos compatveis com a sade humana e que preservam o meio ambiente. As reas em que os princpios da Qumica Verde podem operar para melhorar a qualidade ambiental incluem escolhas de solventes, reagentes para reaes qumicas, desenvolvimento de processos alternativos e melhoramentos nos sistemas e prticas existentes.

AutoavaliaoCite os princpios da Qumica Verde

Por que a Qumica Verde to importante para a humanidade

O que so crditos de carbono e como podem ser utilizados

Quais os principais pontos no tratado de Kyoto

Um dos princpios da QV o de que melhor prevenir a formao de resduos que limp-los depois de formados. Como esses princpios se relacionam, se que se relacionam, com a e cincia energtica


Anotaes

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RefernciasASSOCIAO BRASILEIRA DA INDSTRIA QUMICA ABIQUIM. Disponvel em: . Acesso em: 23 out. 2009.

CARRARA JNIOR, E.; MEIRELLES, H. A indstria qumica e o desenvolvimento do Brasil. So Paulo: Metalivros, 1996.

INSTITUTO ADOLFO LUTZ IAL. Disponvel em: . Acesso em: 17 dez. 2009.

INSTITUTO BRASILEIRO DE GEOGRAFIA E ESTATSTICA IBGE. Dados estatsticos da indstria brasileira. Rio de Janeiro, 2003.

WONGTSCHOWSKI, P. Indstria qumica: riscos e oportunidades. 2. ed. So Paulo: Edgard Blcher, 2002.

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a evolução industrial e aquimica verde ou biotecnologia

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