segunda-feira, 21 de fevereiro de 2011

Química, Tecnologia e Desenvolvimento

Parecem-nos relevantes algumas considerações iniciais. Uma rápida observação do meio que nos cerca possibilita-nos constatar a presença da Química em seus diferentes aspectos e nos mais diversos pontos. Não é abusivo afirmar que ela está presente em tudo. Todos os objetos que estamos usando hoje, aqui mesmo neste ambiente, passaram, de algum modo, por uma apropriação do conhecimento químico. Talvez seja essa onipresença que, por vezes, contribui para fazer a Química mal-amada pelas mídias, amiúde preocupadas mais em focalizar suas manifestações negativas e visíveis: fumaça das fábricas, poluição, etc., deixando de iluminar o universo amplo de seus aspectos positivos.
Um aspecto singular da Química é o fato de ser ela uma ciência na qual, para cada componente, existe seu correspondente na atividade industrial. Tal aspecto faz com que a Química tenha um impacto altamente significativo sobre a vida econômica do país, em razão do setor industrial: volume de produção, número de empregos gerados, etc., indo muito além disso no desempenho de um papel estratégico, dado alimentar, direta ou indiretamente, todas as outras atividades, inclusive as sociais.
Dentro de uma economia que contempla o desenvolvimento industrial como fator de progresso, a manutenção da competitividade das indústrias e seu desenvolvimento estão estreitamente ligados à ciência química e, sobretudo, ao sucesso de sua pesquisa fundamental: única capaz de garantir a geração e o progresso de novos conhecimentos da matéria e suas transformações.
Apenas para que se tenha uma idéia, o setor químico industrial brasileiro movimentou cerca de 40 bilhões de dólares em 2001 [2]. Destes, cerca de 50% devem-se à produção de produtos químicos de uso industrial, isto é, aqueles que irão sofrer transformações em outras indústrias; os produtos farmacêuticos ficaram com aproximadamente 15%; os de higiene pessoal, perfumaria e cosméticos, perto de 8%; adubos e fertilizantes, 7%; sabões e detergentes, ao redor de 5%; defensivos agrícolas, 6%; tintas esmaltes e vernizes, cerca de 4% e, outros, um pouco acima de 4%.
Estes números, mormente quando se considera a economia de um país em desenvolvimento, como o Brasil, ratificam aquilo que vários autores têm lembrado, ou seja: sem os medicamentos, sem as moléculas terapêuticas, a saúde e a vida de nossos concidadãos cairia a níveis alarmantes. Sem tintas, sem pigmentos, sem cremes... a vida seria muito triste, viveríamos praticamente em preto e branco, os objetos teriam pouco brilho e o metais seriam passíveis de fácil corrosão. Como faríamos para obter as formas coloridas e complexas que povoam nosso quotidiano, se não tivéssemos recurso aos polímeros e plásticos? Sem pilhas, sem baterias, a comunicação, com certeza, seria mais difícil. Estes exemplos podem se multiplicar se consideramos que sem a Química nossa alimentação, nossa higiene, nosso vestuário, nossa própria vida seriam radicalmente diferentes.
Dos números apresentados, ressalta ainda um fato: o crescimento que vem experimentando as áreas de higiene pessoal e de sabões e detergentes em relação às áreas tradicionais da indústria química. Tratam-se de áreas nas quais se dá a produção de produtos de alto valor agregado, geralmente caros e sofisticados. Devem também ser destacados os produtos farmacêuticos. O impacto destes é bastante perceptível na sociedade brasileira e, de certo modo, acompanha uma tendência mundial.
Para avaliar os impactos do conhecimento científico sobre a qualidade de vida, sobretudo quando colocamos a questão da expectativa de vida e, conseqüentemente, de seu relacionamento com a população mundial, alguns exemplos afiguram-se-nos como bons. Dois estudiosos, De Meis e Leta, ao comentarem este aspecto, asseveram que foram necessários 19 séculos para que o número de habitantes da terra fosse triplicado e, menos de dois séculos, para que a população sextuplicasse e atingisse hoje o fantástico número de 6 bilhões de habitantes [3]. Estes autores (e outros, ainda,) são de opinião que tal crescimento exponencial deveu-se aos métodos de assepsia, às vacinas, aos antibióticos, aos fertilizantes e às novas técnicas agrícolas, que permitiram um grande aumento (longe, ainda, de ser o suficiente !) da produção de alimentos.
Fica claro que o desenvolvimento da pesquisa química deve se dar de modo estritamente ligado a uns tantos imperativos sócioeconômicos novos, de importância crescente, relacionados à evolução de fenômenos de natureza geopolítica: novas condições econômicas (custo e disponibilidade de matérias-primas e energia) e necessidade do encontro de novas alternativas tecnológicas e industriais. Finalmente, dentro da nova ordem política que estamos vivenciando, este desenvolvimento deve estar direcionado às necessidades sociais ligadas à melhoria da qualidade de vida e do meio ambiente, as quais poderiam ser traduzidas na melhoria da alimentação e das condições de trabalho; na eliminação e/ou utilização dos resíduos industriais; na luta contra a poluição; na proteção ao consumidor; na segurança para utilização dos produtos químicos, para citar apenas algumas.
Este último aspecto, ou seja - segurança para utilização de produtos químicos -, permite-nos explicitar uma preocupação cada vez mais constante em nossas reflexões: a disseminação do conhecimento químico em todos os níveis, acompanhada de uma formação - de qualidade -, de profissionais que possam executar esta tarefa com as responsabilidades a ela inerentes.
Conhecimentos básicos de química, hoje, são importantes mesmo para o cidadão comum. Um fato ilustra bem este aspecto: nos hospitais e prontos-socorros é comum, aliás muito comum, aparecerem cidadãos com problemas de intoxicação, determinados pelo uso de produtos de limpeza incompatíveis como, por exemplo: utilização de produtos à base de cloro, misturados a produtos à base de amoníaco. Não cabe, neste momento, declinarmos as diferentes marcas. Em ocorrências como estas visualiza-se, mais do que nunca, a importância do conhecimento e da informação, neste caso, de Química, na formação das pessoas, até para que possam exercitar a cidadania [1].
O que, até então, aqui foi colocado, de certa forma focaliza o impacto da Química na qualidade de vida. A questão que se põe é: seria possível perspectivar-se quais desenvolvimentos em Química teriam novos e outros impactos sobre a qualidade de vida das populações?
Trata-se de pergunta difícil, mesmo porque, até que as inovações cheguem ao dia-a-dia dos cidadãos, têm lugar uma série de negociações e mediações, tanto de natureza política, quanto econômicas, muitas delas, infelizmente, ditadas pelo poder financeiro e pelo mercado. De qualquer forma, mesmo correndo o risco de cometer erros e omissões, vale levantar alguns pontos.
O primeiro, certamente, passa pela questão ambiental, questão esta que todos admitimos tratar-se de uma das maiores questões das sociedades em desenvolvimento. Quem habita as grandes e médias cidades do Brasil, assim como regiões com forte concentração industrial tem esta questão bem presente. Tudo dever ser feito na direção do encontro de soluções alternativas, procedimentos limpos e viáveis visando não só à despoluição como a gestão do lixo industrial e doméstico. Nesta perspectiva estão questões relacionadas aos metais pesados, os derivados organo-halogenados - responsáveis pelo efeito estufa -, os gases NOx, CO e SO2 contidos nos efluentes líquidos e gasosos e o lixo sólido.
Uma política industrial para o meio ambiente não pode acomodar-se ao uso de certas moléculas, tais como fungicidas, inseticidas ou adubos, e nem a Química - enquanto setor industrial -, acomodar-se a certos procedimentos industriais que conduzem a grandes perdas, rejeitos industriais ou produtos secundários, muitas vezes lançados como efluentes. É importante perseguir uma direção que leve à realização de catalisadores cada vez mais seletivos e com alto rendimento, sínteses de produtos químicos que não dependam do uso de solventes, processos cada vez mais poupadores de matérias-primas e energia, procedimentos limpos e materiais biodegradáveis. Tais colocações têm feito parte do que tem sido chamado de Química Verde [4], cujos impactos sobre a qualidade de vida devem ser significativos.
Um segundo ponto, de importância não menos crucial nesta prospectiva, passa pelos fármacos. Vale lembrar que quase 60% dos medicamentos hoje em uso provêm de substâncias naturais extraídas de plantas, animais, microorganismos e organismos marinhos, etc., com elevada atividade biológica. Certamente este é o alvo da grande cobiça (?!) pela diversidade brasileira, sobretudo da amazônica [5]. Alguns autores estimam que, hoje, no mundo, cerca de 500.000 espécies de plantas ainda são desconhecidas, e que dentre as 300.000 já conhecidas, somente 2.000 estão sendo submetidas à pesquisas visando aplicação médica[6].
Por outro lado, temos a síntese de novas substâncias que, graças a uma ferramenta absolutamente fantástica - a Síntese Combinatória -, permite atualmente a obtenção de extraordinárias bibliotecas de novas substâncias, com centenas ou milhares de exemplares. Em virtude dos meios modernos de multiplicação, robotização e extrapolação, é possível, de maneira cada vez mais rápida, testar as atividades destas moléculas frente ao DNA, enzimas, sistemas de transporte, mediadores neurológicos, etc. Tal situação abre possibilidades importantes para o enfrentamento de velhas e "renovadas" doenças como a tuberculose, malária, esquistossomose, dengue e as "novas" como Aids, Alzheimer, Parkinson, e até mesmo a da vaca-louca. A propósito deste aspecto, em 2001, em conferência proferida na Academia Brasileira de Ciências [7], chamávamos atenção para as palavras de Czarnick, um dos pais da Síntese Combinatória, que estima que tenhamos cerca de 10200 moléculas com peso molecular (soma dos pesos atômicos de todos os átomos que constituem uma molécula) igual ou inferior a 850. Destas, conhecemos talvez menos de 108. Por conseguinte, temos que reconhecer que todas as moléculas registradas nas nossas volumosas publicações não passam de uma pequena fração do universo que podemos estimar.
Os dois aspectos colocados com relação ao uso de substâncias naturais e de síntese permitem que se anteveja a possibilidade de grandes progressos, com concomitante impacto sobre a qualidade de vida, graças não só ao desenvolvimento de novos fármacos mas, também e principalmente, ao acesso de toda população.
Como terceiro ponto temos os materiais. Embora não sendo uma área tradicional da Química, já se coloca como uma das mais ativas e promissoras, com perspectivas de impacto sobre a qualidade e o modo de vida. Isto se deve em grande parte não só às novas demandas de indústrias de diferentes segmentos, mas também da própria sociedade. Tratam-se, muitas vezes, de materiais de substituição, muitas outras, de novos materiais, que devem sujeitar-se a critérios estritos nas relações custo/benefício (qualidade e performance) e reciclagem. Fica cada vez mais claro que os materiais devam ser tratados como um ciclo no qual se observa a gênese, a vida útil, a morte e sua pós-vida (ou nova vida!).
Colocado desta forma, e tendo como base um conhecimento muito bem fundamentado, os fabricantes de automóveis podem escolher seus polímeros, novos tipos de aço, ligas de alumínio, catalisadores automotivos, etc., bem como a construção civil pode se beneficiar de materiais mais apropriados: cimentos, cerâmicas, vidros, revestimentos, polímeros, madeiras e aglomerados... dentre tantos outros. Isto sem falar em colas, adesivos, pinturas e proteções, tecidos, ecomateriais para remediação ambiental de efluentes industriais, etc. De uma imensa lista, não podem ficar fora os chamados materiais funcionais: isolantes, semicondutores, supercondutores, magnéticos e os polímeros condutores, alguns destes, materiais fundamentais para o avanço da indústria eletrônica e microeletrônica, aquela mesma que constrói CDs, chips, memórias para computador, etc.
Vale destacar a mais nova vertente da área, aquela de materiais adaptados para as nanociências, tais como nanotubos, nanopós, nanopartículas, nanoinclusões e a funcionalização química, esta visando a viabilizar circuitos eletrônico-moleculares com a capacidade de realização de operações lógicas. Os impactos destes últimos sobre o modo de vida são, ainda, uma incógnita dependendo de sua produção em larga escala e, especialmente, da assimilação, ou não, de profundas mudanças de paradigma e rupturas tecnológicas.
São, ainda, também uma incógnita, os impactos que ocorrerão sobre o modo e qualidade de vida, relativamente aos mais recentes desenvolvimentos da genética - mais notadamente a genômica -, nos quais a química funciona como um dos parceiros importantes por excelência. O período "pós-genoma" é território da proteômica que, certamente, demandará todo o conhecimento da síntese química clássica ou biotecnológica, perspectivando melhor utilizar os dados estruturais e de reconhecimento molecular visando a atingir o que vem sendo chamado de terapia genômica.
Como palavras finais, fortemente decorrentes de uma reflexão sobre a temática deste evento, somos animados pelo sentimento de que está tendo lugar uma evolução positiva na maneira de pensar dos pesquisadores, não só influenciada pelo ambiente acadêmico, mas também pelos aspectos sociais e econômicos. Há um sensação de que os laboratórios, antes verdadeiras cidadelas, começam a abrir-se, cada vez mais e mais. Começa a surgir uma percepção frente às novas exigências da sociedade, o que faz com que questões como desenvolvimento sustentável, meio ambiente, saúde, educação, emprego, entre outras, estejam agora muito mais vivas do que antes, a despeito das dificuldades de financiamento pelas quais passa a atividade científica em termos nacionais.
Ratificamos, aqui, aquilo que para muitos é bastante claro: somente uma Ciência e Tecnologia, fortemente associadas à Educação - que levem em conta, entre outros, critérios de rentabilidade do investimento público, que proponham uma inovação conseqüente, que acompanhem as mudanças de paradigmas e as rupturas tecnológicas -, terão chance de fazer face a tantos desafios e de impactar, de forma positiva, o modo e a qualidade de vida de nossa sociedade.

sábado, 12 de fevereiro de 2011

A ÁGUA DO MAR

Água do mar
Água do mar é a água de um mar ou oceano. Em média, a água do mar de todo o mundo tem uma salinidade de 35 (3,5% em massa, se considerarmos apenas os sais dissolvido, mas a salinidade não tem unidades[1], o que significa que, para cada litro de água do mar há 35 gramas de sais dissolvidos (a maior parte é cloreto de sódio, NaCl).
A água do mar não tem salinidade uniforme ao redor do globo. A água menos salina do planeta é a do Golfo da Finlândia, no Mar Báltico. O mar mais salino é o Mar Morto, no Médio Oriente, onde o calor aumenta a taxa de evaporação na superfície e há pouca descarga fluvial.
A origem da salinidade do oceano
As teorias científicas para explicar as origens do sal marinho começaram com Edmond Halley, em 1715, que propôs que os sais e outros minerais foram transportados para o mar pelos rios, tendo sido sugado da terra por queda da chuva, lavando as rochas. Ao alcançar os oceanos estes sais seriam retidos e concentrados pelo processo de evaporação (veja Ciclo hidrológico) que removem a água[2]. Halley notou que do pequeno número de lagos no mundo que não têm saídas para o oceano (como o Mar Morto e o Mar Cáspio), a maioria tem alto teor de sais. Halley denominou este processo de "intemperismo continental".
A teoria de Halley estava correta em parte. Ou seja, o sódio foi sugado do fundo do oceano quando os oceanos se formaram. A presença dos outros elementos dominantes como cloreto, resultaram do escape de gases do interior da terra (na forma de ácido clorídrico), por vulcões e fontes hidrotermais. O sódio e o cloreto então se combinaram para formar o constituinte mais abundante da água do mar, o cloreto de sódio.
A salinidade do oceano tem-se mantido estável por milhões de anos, provavelmente como uma conseqüência de um sistema tectônico/químico que recicla o sal. Desde o surgimento do oceano, o sódio não é mais libertado pelo fundo do oceano, mas é capturado de camadas sedimentares que cobrem o leito do oceano. Uma teoria diz que a tectônica de placas faz com que o sal seja forçado para baixo das massas continentais, onde é lentamente trazido de volta à superfície. Outra fonte importante é o que chamamos de Água Juvenil, este material é proveniente do interior da Terra e sai por meio de fenômenos como o vulcanismo. Esta água nunca esteve na superfície da Terra, por isso leva o nome de água juvenil.
Composição química
A ciência que estuda a composição química dos oceanos e as concentrações dos compostos na água do mar se chama oceanografia química. A água do mar tem composição química quase constante. Há um pouco mais de 70 elementos dissolvidos na água do mar, mas apenas seis desses constituem mais de 90% dos sais dissolvidos; todos ocorrem como íons.

Os cientistas estudam principalmente os macronutrientes na água do mar (nitrogênio, fósforo e enxofre), já que são os mais importantes para a vida marinha, principalmente para as plantas, que são a base da produção primária. Mas os micronutrientes também são largamente estudados, uma vez que, devido às suas baixas concentrações, podem tornar-se limitantes para vários tipos de organismos marinhos.
Principais íons salinos da água do mar
Cloreto (Cl-): 55,04 %m (%m significa porcentagem em massa)
Sódio (Na+): 30,61 %m
Sulfato (SO42-): 7,68 %m
Magnésio (Mg2+): 3,69 %m
Cálcio (Ca2+): 1,16 %m
Potássio (K+): 1,10 %m
Gases dissolvidos na água do mar
A água do mar também contém pequenas quantidades de gases dissolvidos, principalmente nitrogênio, oxigênio e dióxido de carbono. A água a uma dada temperatura e salinidade está saturada com gás quando a quantidade de gás que se dissolve na água é igual à quantidade que sai ao mesmo tempo. A água do mar superficial está geralmente saturada com gases atmosféricos, como oxigênio e nitrogênio. A quantidade de gás que pode se dissolver na água do mar é determinada pela temperatura e salinidade da água. Aumentando-se a temperatura ou a salinidade reduz-se a quantidade de gás que pode ser dissolvido.

Uma vez que a água afunda para baixo da superfície oceânica (por exemplo, por se tornar mais densa pela evaporação), os gases dissolvidos não podem mais ser trocados com a atmosfera. A quantidade de gás num dado volume de água permanecerá inalterado, exceto pelo movimento das moléculas de gás através da água, por difusão (processo lento), ou pela mistura da água com outras massas de água que contêm diferentes teores de gases dissolvidos.

Em geral, o nitrogênio e gases raros inertes (argônio, hélio e outros) comportam-se dessa maneira: suas concentrações são conservativas e somente afetadas por processos físicos. Em contraste, alguns gases dissolvidos são não-conservativos e participam ativamente em processos químicos e biológicos que modificam suas concentrações. Exemplos são o oxigênio e o dióxido de carbono que podem ser liberados e usados a variadas taxas nos oceanos, especialmente pelos organismos.

Ciclo do carbono
Os oceanos (pela sua dimensão, mas também as massas de água continentais) têm um papel muito importante no equilíbrio do dióxido de carbono na atmosfera terrestre. Este gás têm a propriedade de reagir com os íons presentes na água para formar íons bicarbonato. Dessa maneira, quando há excesso de dióxido de carbono na atmosfera, ele é "absorvido" pela água que se torna um reservatório de carbono. Quando a biomassa vegetal na água aumenta (por exemplo, por aumento da temperatura ou dos nutrientes), aumenta também a necessidade de dióxido de carbono para essas plantas realizarem a fotossíntese - nessa altura, o bicarbonato pode "transformar-se" de novo em dióxido de carbono para repôr o equilíbrio.
Aspectos culturais
Mesmo num navio ou ilha no meio do oceano pode haver falta de água, isto é, água doce. É um paradoxo, já que uma pessoa cercada de água pode morrer de sede. É que por ser salgada a água do mar não é potável. Muitas nações na África e no Oriente Médio com problemas hídricos aplicam hoje um processo caro, chamado dessalinização, para obterem água potável à partir da água do mar. No futuro este processo pode se tornar muito utilizado, dada a presente poluição intensa dos corpos d'água continentais.

sábado, 5 de fevereiro de 2011

A IMPORTÂNCIA DA QUÍMICA EM NOSSA VIDA

A Química é uma ciência experimental, cujos reflexos se percebem, através de distintas maneiras em nossa vida cotidiana. Essa grande ciência está presente ativamente em vários setores de nossa modernidade. São eles: combustíveis, plásticos, tintas, saúde, alimentos, petroquímica, corantes, adesivos, bebidas, materiais de limpeza, etc. Sabendo aproveitá-la do melhor modo possível, nos trará grandes benefícios, como o a aperfeiçoamento dos confortos humanos, declínio do número de mortes devido a evolução da medicina. Ao contrário, com base na extração inadequada das substâncias químicas existentes na natureza e visando somente interesses políticos e econômicos, sem se preocupar com efeitos indesejáveis e prejudiciais, ocasionarão doenças e morte de vidas aquáticas, tendo como principal causadora a poluição.
Através disso, comprovamos que essa ciência está presente em praticamente tudo que aproveitamos para viver. Basta notarmos embalagens de alimentos, rótulos de produtos de limpeza, etiquetas de roupas, bulas de remédio, os quais indicam que contêm substâncias químicas envolvidas. Muitas empresas ainda querem iludir uma boa parte da população, insistindo em vender alimentos isentos de química, uma grande inverdade, pois tudo que existe no mundo é formado por matéria química.
Observando nossas atividades diárias, verificamos que ao escovarmos os dentes, nos alimentos, quando utilizamos um meio de transporte, quando necessitamos de algum medicamento, ao ouvirmos uma musica, ao usarmos substâncias que permitem a limpeza e higienização de nossos ambientes, quando trajamos roupas, quando vamos ao supermercado, etc. Em tudo que acabamos de mencionar e muito mais, existem produtos com substâncias químicas. Como realizaríamos estas e muitas outras ações mencionadas sem empregar princípios, materiais ou elementos químicos? Certamente seria impossível e esse trajeto inatingível. Não usaríamos o flúor, o bicarbonato de cálcio, componentes do creme dental. Haveria falta de certos nutritivos devido a carência de alguns elementos químicos essenciais. Sem a extração de respectivas substâncias químicas na natureza não teríamos o remédio. Sem as reações químicas que ocorrem na pilha que se transforma em corrente elétrica, nossos eletrônicos não funcionariam. Com a ausência de detergentes, alvejantes, desinfetantes, nossos lares não seriam tão limpos. A confecção de roupas seria irrealizável sem o algodão e a lã. No supermercado, a maioria dos produtos provém de de indústrias químicas, sem estas provavelmente só venderiam produtos adquiridos diretamente da natureza. Em nossas casas existem também muitos materiais químicos, principalmente no tijolo, na areia, no cimento, na madeira, no vidro, etc.
http://www.eurochemicals.com.br/a-importancia-da-quimica-em-nossa-vida.php



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