Um olhar verde sobre a química 

Cada profissional tem uma maneira própria de olhar para um determinado tema. Ao “olharem” para a água, os químicos focalizam as suas propriedades como solvente e reagente; os biólogos, por sua vez, se interessam pela contaminação microbiológica, enquanto os geólogos estudam as bacias hidrográficas e os ambientalistas se preocupam com os níveis de poluentes nela presentes. Também os políticos têm sua forma de “olhar” para a água. Discute-se, atualmente, a viabilidade da transposição do Rio São Francisco, num projeto que exemplifica uma preocupação de todo governante, seja municipal ou estadual: garantir o abastecimento de água para toda a população.

Há aproximadamente dez anos, profissionais da Química que atuam na indústria, na pesquisa e também na área de ensino começaram a ter uma visão diferente sobre produtos e processos químicos, de modo a contemplar aspectos que levassem em conta a saúde humana e o meio ambiente. Na verdade, os profissionais da indústria química têm tido tal preocupação há muito mais tempo.

Essa nova maneira de olhar a Química foi denominada “Química Verde” e tem como base 12 princípios como, por exemplo, aqueles que propõem o emprego de processos químicos que requeiram condições brandas de operação (tais como temperaturas e pressões moderadas), com a finalidade de reduzir custos com energia e riscos de acidentes.

Tendo em vista o quadro de diminuição das reservas globais de petróleo, gás natural e carvão, bem como o efeito nocivo dos gases provenientes dessas fontes para o meio ambiente (efeito estufa e chuva ácida), a Química Verde propõe a busca por fontes renováveis, tanto para gerar energia quanto para servir de matéria-prima industrial. Neste último caso, basta lembrar que, hoje, a maioria de produtos, dos plásticos aos fármacos de uso comum, é obtida a partir de derivados do petróleo, uma fonte fóssil não renovável.

Outros aspectos importantes dessa nova visão para realizar processos químicos são: (1) a substituição de solventes tóxicos por outros, como o dióxido de carbono ou a água, em condições supercríticas; (2) o desenvolvimento de métodos analíticos sensíveis e seletivos para o monitoramento de substâncias nos processos de produção, nos organismos vivos e no meio ambiente; (3) os produtos oriundos dos processos devem ser projetados para apresentar alto desempenho e serem recicláveis ou de fácil degradação, a fim de minimizar problemas de descarte e acúmulo de lixo.

Um dos verbos mais usados atualmente, em qualquer atividade, é “economizar”. No caso de uma reação química, é possível introduzir modificações que visam a economizar energia e/ou átomos e aumentar o rendimento e a seletividade de um processo. Para ilustrar alguns desses aspectos no contexto da Química Verde, a síntese do ácido adípico é comentada a seguir. Mais de 2,2 milhões de toneladas dessa substância são produzidos anualmente no mundo devido à sua importância como reagente para a produção de poliuretanas (usadas na fabricação de adesivos, tintas e borrachas), lubrificantes, plastificantes e, principalmente, náilon-6, uma fibra sintética de grande importância no nosso dia-a-dia (usada em carpetes, automóveis, roupas e tapeçaria).
 

Analisando a síntese convencional do ácido adípico (esquema I), empregada atualmente em vários processos industriais, pode-se identificar os sérios problemas responsáveis pelo “impacto ambiental do náilon”: (1) o reagente ciclohexano é obtido através da hidrogenação (adição de hidrogênio) do benzeno, que é um derivado do petróleo altamente tóxico; (2) o agente oxidante, ácido nítrico concentrado, é corrosivo; (3) o processo envolve altas temperaturas, várias etapas de síntese, uso de diversos catalisadores (substâncias que aceleram uma reação química) e de substâncias tóxicas (como sais de crômio); (4) no final da reação, há emissão de gases poluentes, que causam destruição da camada de ozônio (N2O) e o efeito estufa (CO2 e N2O).

Uma rota alternativa para obtenção do ácido adípico (esquema II) foi proposta pelo grupo de Ryoji Noyori, da Universidade de Nagoya (Japão), em 1998, visando atender a alguns princípios da Química Verde. A síntese alternativa, um método direto e “limpo”, apresenta vantagens tais como: (1) menor gasto de energia com o uso de temperatura moderada; (2) redução do tempo total de reação – uma só etapa; (3) economia de átomos e maior rendimento; (4) uso de pequena quantidade de catalisador e de um agente oxidante menos agressivo; (5) geração de água (subproduto atóxico). Apesar do peróxido de hidrogênio (um líquido viscoso com densidade maior que a da água) ser um oxidante adequado aos princípios da Química Verde, uma vez que seu produto de reação é a água, seu preço no mercado ainda é alto, o que inviabiliza, no momento, a implantação do processo em escala industrial.
 

Os estudos envolvendo a síntese do ácido adípico não cessam. Há relatos de trabalhos tentando utilizar, como oxidantes, o oxigênio molecular ou o ar (reagente de baixo custo), catalisadores heterogêneos e fontes renováveis de matéria-prima (como o açúcar).

Os princípios da Química Verde pautam-se no bom senso, de modo que vários governos, empresas, pesquisadores e professores já estão mudando o foco e usando lentes verdes em suas atividades e projetos. Mas para que os objetivos sejam atingidos não bastam o conhecimento químico básico e o trabalho de profissionais competentes e criativos. É preciso que haja recursos financeiros para atividades de pesquisa científica e inovação tecnológica, além de incentivos governamentais para empresas, legislação e fiscalização adequadas, educação ambiental e outros requisitos. É possível que, em um futuro próximo, se possa usar uma jaqueta de náilon tecida com fibras oriundas do processo verde.

Os textos e sites sugeridos a seguir tratam mais detalhadamente da Química Verde e abordam casos interessantes de mudanças que vêm ocorrendo em indústrias e universidades que se propuseram a “esverdear” suas atividades:
 

Vera R. Leopoldo Constantino e
Denise de Oliveira Silva
Instituto de Química da USP

Publicado em julho de 2006