A Importância da Química Verde para o Futuro (pós Pandemia)
Por: Jéssica Toshie Miyaoka, Leonardo Araujo Ferraz, Luan de Oliveira Silveira e Rafael Winkler Andrade (Acadêmicos de Engenharia Química - UFPR, Estagiários do Núcleo de Pesquisa e Desenvolvimento de Energia Autossustentável - NPDEAS)
O conceito de química verde surgiu com o crescimento do setor secundário. Na sua cadeia produtiva, a indústria gera a partir da matéria prima os produtos que ela objetiva, mas também produz resíduos e poluentes indesejados que são descartados no ambiente. Começou-se a discutir então, que o setor industrial deveria se desenvolver de forma sustentável, a fim de diminuir os danos causados ao meio ambiente e à saúde humana. Os primeiros debates sobre o assunto ocorreram em 1972, ano em que aconteceu a Conferência de Estocolmo. Nesta conferência concebeu-se o documento chamado “Declaração da Conferência das Nações Unidas sobre o Meio Ambiente Humano”, o qual reconhecia o direito do homem a um meio ambiente de qualidade.
“A química verde é o desenvolvimento e a aplicação de produtos e processos químicos para reduzir ou para eliminar o uso e a geração de substâncias perigosas”
No ano de 1991, os Estados Unidos a partir da Environmental Protection Agency (EPA) lançou o programa “Rotas Sintéticas Alternativas para Prevenção de Poluição”. Dois anos depois, houve a expansão desse programa com o acréscimo de novos tópicos. Esses tópicos passaram a ser conhecidos como os 12 princípios elementares que devem ser implantados pela indústria ou pela instituição de pesquisa química.
1. Prevenção da Formação de Resíduos: Evitar a formação de resíduos é melhor do que tratá-los posteriormente.
2. Economia atômica: É um parâmetro utilizado para se medir a cinética de reação. Este conceito foi introduzido em 1991 por Trost. De acordo com ele, a reação ideal é aquela na qual toda a massa dos reagentes se convertem em produtos.
3. Síntese de Compostos de Menor Toxidade: Sempre que possível, escolher por rotas ou processos que gerem ou utilizem substâncias que possuam pouca ou nenhuma toxicidade à saúde humana.
4. Desenho de Produtos Seguros e Eficientes: Os produtos químicos devem ser desenvolvidos para realizarem a função desejada com a menor toxicidade possível.
5. Diminuição de Solventes e Auxiliares: Evitar o uso destas sempre que possível e quando for necessário estas devem estar inócuas.
6. Eficiência Energética: Sempre que possível as reações químicas devem ser realizadas em condições normais, ou seja, em pressão e temperatura ambiente.
7. Uso de Fontes Renováveis de Matéria-Prima: Sempre que viável, tecnicamente e economicamente, deve – se utilizar a matéria prima de fontes renováveis ou até mesmo de fontes recicladas.
8. Evitar a Formação de Derivados: A derivatização desnecessária (uso de grupos bloqueadores, proteção/desproteção, modificação temporária por processos físicos e químicos) deve ser minimizada e, se possível, evitada por necessitar de reagentes ou gerar resíduos adicionais.
9. Catálise e Biocatálise: Reagentes catalíticos (quanto mais seletivo melhor) são melhores que reagentes estequiométricos.
10. Desenho para a Degradação: Os produtos devem ser desenhados para que ao longo do tempo se fragmentem em substâncias inócuas e que não persistam no ambiente.
11. Análise em Tempo Real para a Prevenção da Poluição: Desenvolvimento de técnicas e equipamentos que permitam o monitoramento e controle do processo, para que se evite a formação de poluentes.
12. Química Intrinsecamente Segura para a Prevenção de Acidentes: As substâncias bem como a maneira as quais são utilizadas devem ser escolhidas cuidadosamente, com intuito de minimizar acidentes em caso de vazamentos, explosões e incêndios.
Ações práticas que envolvem a aplicação dos conceitos de química verde devem respeitar seus três pontos principais. Reduzir a produção de resíduos indesejáveis que podem contribuir para a poluição de rios, do solo e do ar, já que o tratamento destes resíduos traz um custo elevado e nem sempre acarreta em solução para o problema. Preferir o uso de matérias-primas que sejam renováveis que além de reduzirem a degradação ambiental ajudam a diminuir a emissão de resíduos gasosos danosos a atmosfera. Tornar o processamento menos tóxico, mais limpo e mais energeticamente eficiente possível.
Atualmente, os países que mais investem em química verde são os países mais industrializados, já que são eles os maiores emissores de poluentes. Portanto países como os Estados Unidos, China e Japão são os que mais possuem pesquisas relacionadas ao tema, sendo os Estados Unidos o mais importante desses. Outros países como: Alemanha, Brasil, Canadá, Espanha, França, Itália, Índia, Inglaterra entre outros também contribuem em pesquisas, procurando alternativas menos agressivas ao meio ambiente.
Os maiores desafios encontrados por todos eles, está em como fazer para implementar essas exigências em uma situação real e em grande escala, tendo em vista a viabilidade econômica de implementação de algumas delas, o tempo gasto em pesquisas e projetos de novas rotas de produção ou instalações, e também pela sempre presente interferência humana nos processos o que os tornam suscetíveis a falhas. Porém, as indústrias químicas e os laboratórios que se preocupam com o meio ambiente devem fazer o que estiver a seu alcance para diminuir ao máximo o impacto ambiental causado por ela, por isso é fundamental conscientizar os empregados e usuários do espaço físico da importância de cada um dos aspectos da química verde a fim de que, mesmo paulatinamente, desenvolva-se uma cultura de preservação e de busca de novas maneiras de se operar que visam este objetivo.
O Núcleo de Pesquisa e Desenvolvimento de Energia Autossustentável (NPDEAS) localizado na Universidade Federal do Paraná, em Curitiba, trabalha com o estudo e produção de microalgas a partir de dejetos orgânicos de animais, procurando auxiliar direta ou indiretamente nos três pontos citados anteriormente. Existe também a possibilidade de usar as microalgas para o tratamento de emissões gasosas que contém dióxido de carbono e outros poluentes, tendo em vista que as microalgas são seres fotossintetizantes e utilizam o CO2 para produção de oxigênio e absorvem os NOx e SOx para atividade metabólica. As microalgas, por sua alta concentração lipídica, também podem ser usadas para a produção de biocombustíveis como o biodiesel, sendo assim, uma opção de energia limpa e renovável.
Alterações em sistemas já consolidados não costumam ser atraentes pelo alto investimento inicial necessário. Entretanto, consegue-se notar a preocupação dos países de melhorar o ambiente em que se vive. O aumento do número de investimentos em química verde pode ser percebido pelo crescimento na quantidade de trabalhos relacionados ao assunto. Segundo o trabalho realizado por Farias (2011) o número de artigos publicados na base integrada do Portal da Capes cujos títulos tivessem a expressão “Química verde” ou “Green Chemistry” entre janeiro e maio de 2010, era de 700 artigos. Hoje, fazendo a mesma análise no Portal da Capes e no mesmo intervalo de 5 meses, entre o período de outubro de 2019 e fevereiro de 2020, encontrou-se 1.916 artigos nos quais os títulos continham as expressões “Green Chemistry” e “Química Verde”.
Considerando o total de artigos publicados, percebe-se que quanto mais desenvolvido é o setor secundário do país mais artigos relacionados aos assuntos eles possuem. Isso é indicado pelos dados divulgados pelo Ministério da Ciência, Tecnologia, Inovações e Comunicações (MCTIC) e pelo Centro de Gestão e Estudos Estratégicos (CGEE) no livro “Química verde no Brasil 2010-2030”. Analisando-se apenas os dados de trabalhos sobre absorção/fixação de CO2 por microalgas, de 258 publicações feitas no período entre 1998-2010, 19,8% são dos Estados Unidos, 13,6% do Japão, 9,3% da Coréia do Sul e 2,7% do Brasil.
Esses dados mostram um avanço significativo nos investimentos em medidas que tendem a reduzir ou prevenir a poluição em processos químicos e em maneiras de tornar as energias renováveis mais atraentes economicamente.
Portanto, diante do progresso da tecnologia, a química verde oferece a única alternativa para a sustentabilidade dos empreendimentos humanos de modo que a nossa estadia no planeta não se torne mais um problema a ser resolvido. Os recursos que antes pareciam infindáveis agora se demonstram poucos para sustentar a imensa demanda de um mundo globalizado e competitivo. A capacidade de criar e extrair da humanidade só é rivalizada hoje pela sua capacidade de produzir lixo, e enquanto esse lixo é desconsiderado e escondido dentro da terra, os recursos do planeta se esvairão até que uma geração futura terá que desenterrar essa dívida.
A química verde nada mais é do que o parcelamento dessa dívida com o planeta, para que todas as gerações possam desfrutar dos benefícios da tecnologia sem arcar com as consequências da escassez.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
BRASIL. Ministério da Ciência e Tecnologia. Centro de Gestão e Estudos Estratégicos. Química verde no Brasil 2010-2030. Brasília, MCT/CGEE, 2010. 433 p.
Farias, Luciana. (2011). Vinte anos de química verde: conquistas e desafios. Química Nova. 34. 10.1590/S0100-40422011000600030.
LENARDAO, Eder João et al . "Green chemistry": os 12 princípios da química verde e sua inserção nas atividades de ensino e pesquisa. Quím. Nova, São Paulo , v. 26, n. 1, p. 123-129, Jan. 2003 . Available from <http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0100-40422003000100020&lng=en&nrm=iso>. access on 18 Mar. 2020. https://doi.org/10.1590/S0100-40422003000100020.
SILVEIRA, A. D. P. Química Verde: Princípios e Aplicações. 2015. Monografia de Trabalho de Conclusão de Curso – Setor de Química, Universidade Federal de São João del-Rei. Disponível em: <https://www.ufsj.edu.br/portal2-repositorio/File/coqui/TCC/Monografia-TCC-Ana_Debora_P_Silveira-20152.pdf>. Acesso em: 16 de março de 2020.
Material produzido pelo Projeto de Extensão Universitária Ciência para Todos (www.bit.ly/cienciaufpr) como iniciativa de divulgação e popularização da Ciência e Tecnologia, sob a orientação do Prof. André Bellin Mariano. O projeto desenvolve a Iniciativa Startup Experience que capacita os alunos para o empreendedorismo e a criação de soluções inovadoras para a sociedade.