ÁREAS DE ATUAÇÃO

Produzida pelo CRQ 4ª Região, a relação abaixo discrimina algumas das várias áreas nas quais o Profissional da Química pode atuar.

  • Abrasivos - são materiais usados no polimento de uma variedade de produtos que abrange desde sapatos até peças de mármore. Lixas, discos de corte e desgaste, rebolos e esponjas são alguns dos produtos das indústrias de abrasivos.

Basicamente, a abrasão consiste na remoção de partículas de uma superfície por meio de atrito com um material mais duro. Antes de 1891, materiais naturais de dureza reconhecida, como o diamante, o corindo, o esmeril, o gamério e o quartzo eram usados para fins de acabamento. O primeiro abrasivo artificial descoberto foi o carbeto de silício, produzido a partir de areia e carvão. Era vendido principalmente para polidores de pedras preciosas sob o nome comercial de carborundum.

Hoje um dos abrasivos mais utilizados é o óxido de alumínio. Ele é obtido pela fusão da bauxita com uma pequena porcentagem de coque, ferro, titânio e óxido de magnésio em fornos elétricos a temperaturas que podem chegar a 2.000ºC. O resfriamento pode durar até uma semana.

De acordo com a indústria a que se destina o abrasivo, os profissionais da química podem modificar o processo de obtenção do óxido de alumínio ou combiná-lo com outras substâncias a fim de conseguir um melhor rendimento. Para desbaste pesado em metais e madeiras, por exemplo, é utilizado o oxido de alumínio zirconado (que contém óxido de zircônio).

Outro abrasivo sintético é o carbeto de cálcio (carbureto), usado na fabricação da cianamida, importante na indústria de polímeros, por combinação com o nitrogênio, e na obtenção do acetileno pela reação com água.

Alguns materiais extremamente duros ainda exigem o diamante para a abrasão. São os casos de alguns metais, do vidro, da cerâmica, das pedras preciosas e semipreciosas.

As ferramentas abrasivas têm enorme importância na fabricação de instrumentos metálicos de precisão, automóveis, aviões, armas, canhões e outros produtos industriais. Os metalurgistas têm desenvolvido ligas cada vez mais duras e muitas delas recebem o acabamento final dos abrasivos artificiais.

  • Alimentos - A indústria de alimentos compreende duas áreas: alimentos naturais e industrializados. Os primeiros envolvem aqueles que não passam por transformações ou sofrem apenas pequenas modificações, como os concentrados, secos, desidratados, resfriados e congelados. Os industrializados, por sua vez, sofrem grandes modificações – como os pasteurizados, esterilizados, salgados e defumados –, ou são transformados – como os fermentados, balas e caramelos, bebidas estimulantes, bebidas fermentadas, chocolates, condimentos e temperos, gelados comestíveis, gomas de mascar, derivados do leite, massas, óleos e gorduras, e produtos de confeitaria.

Nesta área, os conhecimentos de ciências exatas (matemática aplicada, físico-química, termodinâmica, operações unitárias) estão mesclados com os das ciências biológicas (bioquímica, microbiologia e nutrição). A matéria-prima utilizada pode ser de origem animal (carnes, leite, pescados, mel, ovos), mineral (água e sal) ou vegetal (cereais, hortaliças, frutas, sementes oleaginosas, sacarínicas, plantas aromáticas e especiarias).

A indústria de alimentos teve um grande avanço após a Segunda Guerra Mundial (1939-45), com o advento dos produtos industrializados instantâneos. Essa expansão só foi possível por causa do aprimoramento e desenvolvimento de técnicas de desidratação, congelamento e higienização, entre outras tantas, necessárias ao correto processo de industrialização dos alimentos. Nesse sentido, a criação de novas embalagens também teve papel fundamental para garantir os prazos de validade cada vez mais longos. Isso sem falar das técnicas de embalagem a vácuo que permitem conservar muitos alimentos industrializados sem refrigeração.

Atualmente, há em todo o mundo um crescente interesse pelo papel desempenhado na saúde por alimentos contendo componentes que influenciam em atividades fisiológicas ou metabólicas. Também tem aumentado a procura pelos chamados alimentos funcionais, que são produtos enriquecidos com substâncias isoladas que melhoram o desempenho daquelas atividades.

Os compostos químicos que conferem qualidades a esses alimentos são os fitoquímicos, como os encontrados em plantas (carotenóides, licopenos, xantenos, isotiocianatos, entre outros). Alimentos tais como tomate, aveia, soja e brócolis, para citar apenas alguns, contêm centenas de compostos biologicamente ativos, sendo que alguns deles têm demonstrado possuir propriedades funcionais. Também se enquadram nesse grupo os chamados probióticos, alimentos que contém microorganismos vivos que controlam a flora bacteriana intestinal.

Existem cinco principais mercados para os alimentos funcionais industrializados: bebidas e produtos lácteos, produtos de confeitaria, produtos de panificação e cereais matinais. A partir da década de 90, tais alimentos ganharam um grande destaque. Em 1998, só nos Estados Unidos, eles movimentaram 16,7 bilhões de dólares, o que correspondeu a um crescimento de 10,9% em relação ao ano anterior. Essa evolução é atribuída à imagem positiva que os alimentos funcionais possuem em relação ao impacto na saúde e bem-estar, o que os tornaram tão populares.

  • Bebidas - Fermentadas ou destiladas, as bebidas alcoólicas são fabricadas há centenas de anos e figuram em algumas passagens da história da humanidade. Ainda que tenham sido produzidas artesanalmente durante séculos, hoje elas são obtidas por meio de processos industriais conduzidos por profissionais da química.

O trabalho de um profissional conhecedor das reações químicas que ocorrem durante a produção das bebidas é fundamental para aprimorar a qualidade e impedir o aparecimento de problemas. É necessário um controle técnico rigoroso da qualidade e da quantidade das matérias-primas, além do tempo de fervura, para evitar alterações na cor, no sabor e até na espumação, no caso das cervejas.

As bebidas alcoólicas são geralmente classificadas em dois grandes grupos: fermentadas e destiladas. As primeiras são produzidas com o auxilio de microorganismos que se alimentam dos açúcares da matéria-prima (por exemplo, a uva), liberando álcool e gás carbônico. As destiladas, por sua vez, são obtidas depois de passar pela evaporação e posterior condensação do líquido que vai dar origem à bebida, processo no qual são eliminadas as impurezas.

A legislação brasileira faz ainda uma classificação mista das bebidas alcoólicas: fermentadas, por mistura e fermento-destilado, sendo estas últimas ainda subdivididas em destiladas e destilo-retificadas.

Alguns exemplos:

• fermentadas: cerveja, vinho, jeropiga, vinho de frutas;

• por mistura: licor, amargo e aperitivo, aguardente composta e bebidas mistas;

• destiladas: aguardente de cana ou caninha, aguardente de melaço ou cachaça, rum, uísque, arak (de arroz), conhaque, graspa ou bagaceira, pisco, aguardente de frutas, tequila e tiquira;

• destilo-retificadas: vodca, genebra, gim, steinhaeger, aquavit.

Cervejas - A cerveja é obtida pela fermentação alcoólica de cereal maltado, geralmente malte de cevada, cujo teor alcoólico é baixo – de 3% a 8%. A matérias-primas essenciais para sua fabricação são: água, malte, complementos de malte, levedura e lúpulo. Outros componentes podem ser utilizados, de acordo com o tipo, a tradição ou a preferência local, mas o que diferencia os vários tipos de cerveja encontrados no comércio é a maneira como são processadas as matérias-primas, a quantidade em que são utilizadas, a duração das etapas de fabricação e o processo tecnológico empregado.

A fermentação da cerveja é complexa devido ao número de produtos que são originados, alguns por reações químicas, outros pela ação de microorganismos. Entre estes últimos produtos predominam o etanol e o gás carbônico, além de glicerol, ácido acético e álcoois. A cerveja contém de 8% a 15% de sólidos, dos quais a maior parte procede diretamente de componentes residuais do caldo em fermentação e de interações entre estes nas diversas etapas da fabricação.

Vinhos - O vinho é um produto da transformação de matéria vegetal viva – a uva - por microrganismos vivos. Desta forma, sua composição, bem como sua evolução, são diretamente ligadas aos fenômenos bioquímicos. Essa definição permite compreender a extrema complexidade de sua composição química e define ainda o valor alimentar do vinho: provindo de células vivas, contém em pequenas quantidades de elementos importantes à vida.

Os vinhos classificam-se em naturais (álcool entre 7% e 14%) ou fortificados (álcool entre 14% e 30%), secos ou doces, suaves ou espumantes. Sua coloração depende, em grande parte, da natureza das uvas e do fato de as cascas serem prensadas ou não antes da fermentação.

Bebidas por mistura - O licor é obtido pela mistura ou redestilação do álcool etílico (que pode ser substituído por cachaça) com substâncias de origem animal (leite, mel) ou vegetal (frutas, ervas) adicionadas a açúcar ou afins.

  • Biocombustíveis - O Brasil é um país reconhecido mundialmente pela sua gama de biocombustíveis. O mais popular é o álcool extraído da cana-de-açúcar, que apresenta a vantagem de ser menos poluente tanto durante sua produção quanto na combustão nos motores. Os biocombustíveis podem ser sólidos (biomassa), líquidos ou gasosos (biogás).

Biomassa - Proveniente de matérias encontradas em abundância em todo o País, a biomassa é uma fonte limpa de energia que não polui e não se esgota. Ao contrário, a energia obtida a partir dela reduz a poluição ambiental, pois utiliza lixo orgânico _ resíduos da pecuária, da agricultura, da agroindústria, aparas de madeira, etc. A Agência Internacional de Energia calcula que, dentro de 20 anos, cerca de 30% de toda a energia consumida no mundo será proveniente de biomassa.

De maneira geral, a produção de energia a partir da biomassa requer uma área significativamente menor que a exigida para a construção de uma usina hidrelétrica, por exemplo. Além disso, incentiva atividades econômicas locais, como a agroindústria, reduzindo custos, fixando as comunidades em suas áreas de origem e possibilitando o acesso de pessoas isoladas à eletricidade.

Várias comunidades na Amazônia já geram energia a partir da queima controlada dos restos de madeira de pequenas serrarias. Cerca de 50% de cada árvore cortada era perdida em forma de serragem, lascas ou aparas das cascas, antes abandonadas ao apodrecimento.

Por sua vez, a casca de arroz deixou de ser um problema ambiental para a indústria de beneficiamento gaúcha e virou um insumo gerador de energia. Além disso, o subproduto da queima desse material pode ainda ser recuperado como matéria-prima para as indústrias eletrônicas, as de cerâmica e as de vidro.

Já o bagaço da cana-de-açúcar, considerado um estorvo há pouco tempo, hoje é queimado de modo controlado, produzindo calor para a destilação do álcool e vapor para a geração de eletricidade.

Biocombustíveis líquidos:

Álcool Combustível - O etanol brasileiro produzido a partir da cana-de-açúcar é, sem dúvida, o caso de maior sucesso de substituição dos combustíveis fósseis, haja vista o bom desempenho de vendas dos carros bicombustíveis. Com tecnologia 100% nacional, consegue-se obter aproveitamento praticamente total da matéria-prima, convertendo inclusive o bagaço da cana em energia. Isso confere ao nosso álcool um balanço energético altíssimo: cerca de quatro vezes superior ao dos álcoois produzidos nos outros países.

Óleos vegetais in natura - Óleos vegetais in natura, ou seja, sem a mistura de produtos químicos, têm sido utilizados na Europa para mover carros, caminhões e até mesmo locomotivas. Esses óleos vêm de canola, amendoim, soja, girassol e outros produtos bastante conhecidos, o que tem despertado o interesse por tal tecnologia aqui no Brasil.

Com determinados cuidados, como a escolha das plantas oleaginosas a serem exploradas, o tamanho e a localização das plantações, além do controle dos gases resultantes da combustão nos motores, os biocombustíveis representam uma série de oportunidades para o País. Como exemplo, podemos citar os novos investimentos em infra-estrutura produtiva capazes de gerar empregos e renda. Além disso, os óleos são produzidos a partir de insumos abundantes no território brasileiro, o que faz deles produtos 100% verde-amarelos.

Biodiesel - O biodiesel é fabricado pela transesterificação (um tipo de reação química) de óleos vegetais com álcool, geralmente o metanol. No Brasil, há vários grupos de pesquisa estudando maneiras de obter o biodisel a partir do etanol e dos óleos de variadas oleaginosas _ por exemplo, a mamona, o dendê, e plantas da Amazônia, como o buriti. O biodiesel possui muitas vantagens em relação aos derivados do petróleo. Em algumas regiões, já se começa a adicionar pequenas quantidades desses óleos vegetais ao diesel comum, reduzindo-se a nossa dependência do combustível fóssil.

Biogás - Toda matéria orgânica, como restos agrícolas, esterco e lixo, sofre decomposição por bactérias microscópicas. Durante o processo, elas retiram dessa biomassa aquilo de que necessitam para sua sobrevivência, lançando gases e calor na atmosfera.

O biogás é resultante da decomposição controlada do lixo doméstico, em aterros sanitários, ou do esterco de gado, em recipientes especiais conhecidos como biodigestores. O esgoto das nossas cidades recolhido às estações de tratamento também é uma fonte de biogás, que pode ser utilizado para movimentar ônibus e caminhões ou para produzir eletricidade e calor em co-geradores.

Uma política de geração e aproveitamento do biogás possibilitaria a regularização de milhares de lixões que existem no País, pois para operá-los de maneira controlada seria necessário investir em infra-estrutura, drenagem, segurança e mão-de-obra especializada. Do mesmo modo, o esgoto, que atualmente é jogado em córregos e valas, teria de ser canalizado para estações de tratamento, resultando em ganhos ambientais, sociais e de saúde pública. A boa notícia é que já contamos com aterros sanitários funcionando regularmente e gerando biogás de lixo em cidades como Salvador, São Paulo, Rio de Janeiro e Goiânia.

Outra iniciativa muito importante seria estimular a adoção de biodigestores em áreas rurais, gerando, por exemplo, gás para cocção (cozimento), aquecimento de água ou climatização das maternidades das criações de suínos, a partir dos dejetos destes animais, como já acontece em milhões de propriedades rurais na China e Índia.

Catalisadores - Catalisadores são substâncias produzidas pelas indústrias químicas, que afetam a velocidade de uma reação, promovendo um caminho molecular (mecanismo) diferente para ela. O hidrogênio e o oxigênio gasosos, por exemplo, são virtualmente inertes à temperatura ambiente, mas reagem rapidamente quando expostos à platina _ o catalisador da reação.

O desenvolvimento e o uso de catalisadores são parte importante da constante busca por novas formas de aumentar o rendimento e a seletividade de produtos, a partir de reações químicas. As primeiras menções dessas substâncias datam de 2 mil anos atrás, quando os fabricantes de vinhos, pães e queijos descobriram que era necessário adicionar uma pequena quantidade da partida anterior para fazer um novo lote de um desses produtos.

Todavia, foi somente em 1835 que começaram a ser reunidas as observações de antigos químicos e sugeriu-se que pequenas quantidades de uma origem externa poderiam afetar significativamente o curso de reações químicas. Esta força misteriosa atribuída à substância foi chamada catalítica. Em 1894, expandiu-se a explicação anterior com a afirmação de que catalisadores eram substâncias que aceleravam a velocidade de reações químicas, sem serem consumidas. Em mais de 150 anos desde os trabalhos de 1935, elas têm desempenhado um importante papel econômico no mercado mundial.

Alguns exemplos de catalisadores:

A alumina (Al2O3) é utilizada na desidratação de álcoois.

Elementos como prata (Ag), cobre (Cu), platina (Pt), ferro (Fe), níquel (Ni) e seus óxidos, bem como o dióxido de manganês (MnO2), são utilizados em reações de oxidação.

O fosfato de níquel, o cálcio e o óxido de crômio catalisam a desidrogenação de um derivado de petróleo chamado butano. Esse processo é usado na formação do butadieno industrial que, por sua vez, é empregado na produção de borracha sintética.

*Conversão feita com base na cotação do dólar em 02/02/2006.

Saiba mais:

Abiquim - Associação Brasileira da Indústria Química

Abifina - Associação Brasileira das Indústrias de Química Fina

  • Celulose e Papel - indústria de celulose e papel envolve não só as empresas que fabricam produtos usados para escrita e impressão, mas também as que produzem papéis para fins sanitários, fotográficos, papel-cartão e papel para embalagem (ondulado). O setor está entre os maiores clientes da indústria química, por consumir anualmente milhões de toneladas de seus produtos. Embora as fibras também possam vir de folhas e frutos, é do tronco que se extrai a celulose usada na fabricação do papel. Logo que chega às fábricas, a madeira é cortada e submetida a processos químicos em reatores chamados de digestores para se obter uma polpa marrom, a polpa de celulose.

Dependendo do seu destino, ela ainda passa por operações de lavagem, peneiramento e branqueamento. Se a própria indústria que extraiu a celulose fabrica o papel, ela pode dispensar a secagem e usar um sistema de tubulação para conduzir a massa celulósica diretamente para a refinação. Nos casos em que a celulose é vendida para outras empresas produzirem o papel, no entanto, serão imprescindíveis a secagem e o enfardamento.

As propriedades do papel são resultantes de interações de um grande número de fatores, tais como: fibras ou misturas de fibras usadas; processo de obtenção da pasta celulósica; matérias-primas não fibrosas; tratamento térmico; preparação da massa e processo de formação da folha. Estas variáveis devem ser ajustadas por um profissional qualificado para que se obtenha um produto com as propriedades desejadas.

Certas características do papel, como, por exemplo, a resistência à umidade, só podem ser obtidas com a adição de aditivos químicos. Estas propriedades são afetadas tanto com a incorporação dos aditivos na massa quanto na aplicação do produto no revestimento.

Cerâmicas - Os materiais cerâmicos são conhecidos desde os tempos mais remotos. Eles têm seu nome derivado da palavra grega “keramus”, que significa barro queimado, pois os utensílios feitos desse material, como panelas e vasilhames de água, eram obtidos à partir da argila moldada e submetida à queima. Atualmente, este termo se refere também a todo material inorgânico não metálico obtido após tratamento térmico a altas temperaturas, por exemplo: pisos, louças para banheiro, vidros, fibras óticas, utensílios culinários, combustível nuclear, implantes ósseos e dentários, entre outros. Esta classe de materiais apresenta propriedades específicas como alta estabilidade química, resistência à corrosão e ao calor, entre outras.

Na indústria cerâmica, o trabalho dos químicos não se limita apenas às áreas clássicas, como o controle de qualidade de matérias-primas, de processos ou de efluentes. As pesquisas e o desenvolvimento tecnológico, bem como o estudo da microestrutura aliada ao processamento, possibilitam, a cada dia, a obtenção de cerâmicas com propriedades especiais, para os mais diversos tipos de aplicação.

Os processos cerâmicos podem ser classificados em “cerâmica tradicional” e “cerâmica avançada” (cerâmica fina ou cerâmica de alta tecnologia). Na cerâmica tradicional, as matérias-primas geralmente são utilizadas após beneficiamento, ou seja, separação de impurezas por processos físicos. De modo geral, não são submetidas a reações químicas, portanto, considera-se que a matéria-prima é natural. Já no caso das cerâmicas avançadas, normalmente, trabalha-se com matérias-primas sintéticas, ou seja, obtidas por meio de reações químicas.

A cerâmica tradicional engloba a maior parte da produção cerâmica, pois utiliza matérias-primas de baixo custo e abundantes na natureza, como argilas, feldspatos, calcários e outros minerais cristalinos inorgânicos não metálicos. Envolve os processos de fabricação de cerâmica estrutural, tais como: tijolos, telhas e blocos; revestimentos, como pisos e azulejos; cerâmica branca, como louça sanitária, de mesa ou artística, entre outros.

As cerâmicas avançadas, por sua vez, são utilizadas nas mais diversas áreas, tais como:

bioquímica: em implantes dentários e substituição de ossos;

eletroeletrônica: em sensores, sonares, supercondutores e capacitores;

mecânica: em ferramentas de corte, membranas;

ótica: em fibras óticas, material fluorescente;

térmica: como substratos;

nucleares: nos combustíveis.

Os abrasivos, o cimento e a cal também são considerados segmentos do setor cerâmico, assim com os corantes, os vidros e as fritas. Estas últimas nada mais são do que vidro moído obtido à partir da fusão de uma mistura de várias matérias primas e aplicado na superfície do material cerâmico. Após a queima, adquirem aspecto vítreo e conferem à peça melhor aparência, impermeabilidade e aumento da resistência mecânica.

O grupo dos materiais cerâmicos inclui ainda os refratários, materiais que apresentam resistência mecânica, a temperaturas elevadas, a variações bruscas de temperatura, etc. Em termos de processamento de matérias-primas e custo final, ocupam uma posição intermediária entre as cerâmicas tradicionais e as avançadas. São obtidos à partir de matérias-primas como sílica, aluminas, mulita, carbeto de silício, grafita, carbono, espinélio e outros, tendo sido utilizados em fornos, churrasqueiras, lareiras, e também como isolantes térmicos.

Colas e adesivos A indústria química desenvolve e produz diferentes tipos de colas (também chamadas de adesivos). Por exemplo, se os objetos que necessitam ser colados são porosos, como a madeira, é possível utilizar uma cola à base de celulose e acetona. Neste caso, o solvente evapora através dos poros, permitindo a secagem e o endurecimento da cola. No entanto, quando se trabalha com superfícies não porosas como chapas metálicas, por exemplo, recorre-se às colas à base de epóxi, que não precisam de evaporação para secarem. Elas possuem um catalisador e uma resina que, combinados, passam facilmente da consistência pastosa para a sólida.

Já para a colagem de vidros triplex, foram desenvolvidas as colas derivadas de celulose e as acrílicas, que são transparentes.

Para que uma substância possa ser usada como cola, deve satisfazer aos seguintes requisitos gerais:

Aderir bem às superfícies a serem unidas, quase como se executasse uma “fusão química” sobre os materiais;

Completar os seus processos de endurecimento num tempo razoável, sem exigir a aplicação de temperaturas e pressões excessivas;

Manter os materiais unidos, mesmo sob esforços mecânicos.

Antes do surgimento da indústria química e das colas sintéticas, o homem já utilizava colas naturais: cera de abelha, resina, borracha e goma-laca (produzida por insetos parasitas que vivem em árvores). Acredita-se que os marceneiros egípicios tenham sido os primeiros a produzir uma cola, a partir de restos de animais, como espinhas de peixe, cascos, chifres, ossos, peles e tendões. As colas vegetais feitas de goma liberada por certas árvores e plantas, as colas à base de látex da borracha e as colas obtidas a partir do amido também possuem origem antiga.

Alguns desses produtos naturais continuam sendo usados, principalmente nas marcenarias, mas as colas sintéticas à base de resinas acrílidas, vinílica,epoxi etc dominam o mercado atual. Têm aplicações em diversos seguimentos industriais, desde celulose e papel até automóveis e aviões.

  • Cosméticos - A classificação internacional da ONU e a classificação feita pelo IBGE aqui no Brasil incluem as fábricas de produtos de higiene pessoal, cosméticos e perfumes entre as indústrias químicas. Nessas empresas, os químicos atuam tanto na formulação quanto no controle de qualidade das matérias-primas e do produto final.

Com seu conhecimento sobre as propriedades das substâncias, os profissionais da química contribuem com a indústria coméstica, indicando quais delas devem ser usadas para cada tipo de produto. Assim, descobriu-se que as características fundamentais dos produtos esfoliantes podem ser obtidas com o emprego da sílica; as das maquiagens, com sais de boro; as dos protetores solares, com dióxido de titânio; as dos produtos para tratamento de acne, com óxido de zinco.

O trabalho dos químicos na indústria cosmética não se limita a aplicar fórmulas, mas consiste também em pesquisar e desenvolver novos produtos, essenciais para garantir o espaço da empresa no mercado.

Outra função vital do químico nas indústrias do setor é o controle de qualidade da água, sua matéria-prima principal, tanto do ponto de vista químico quanto microbiológico. Para a produção de cosméticos, é necessária a avaliação diária do pH, condutividade e teor da substância antimicrobiana utilizada na sua descontaminação. Se houver um descuido no controle de qualidade, a água pode chegar à linha de produção com altas concentrações de cálcio, magnésio, ferro e zinco, entre outros. Em loções pós-barba, por exemplo, tais substâncias podem provocar a formação de resíduos que comprometem a qualidade do produto.

  • Defensivos agrícolas - Defensivos agrícolas são produtos químicos utilizados para combater pragas e doenças que comprometem a produtividade da lavoura e provocam até mesmo a morte de plantas. Inseticidas, fungicidas e acaricidas são alguns dos produtos mais utilizados para proteger as plantações.

Como os medicamentos, os defensivos agrícolas também são produzidos a partir de princípios ativos. Assim, com seu conhecimento sobre as características dos elementos, os profissionais da química conseguem desenvolver novas moléculas que se tornam ingredientes ativos de defensivos. Além disso, formulam o produto final, determinando as substâncias que serão adicionadas ao princípio ativo (solventes, por exemplo) para que ele se torne aplicável. Determinam ainda os cuidados para manuseio e disposição final de resíduos e embalagens, elaboram os rótulos e as fichas de segurança de produto químico.

Alguns dos produtos formulados são obtidos por simples mistura dos componentes; outros passam por reações químicas. Para conduzir esses processos, as indústrias de defensivos agrícolas precisam contar com profissionais da química. A presença deles também é imprescindível no controle de qualidade dos produtos – que envolve análises químicas e físico-químicas – e no tratamento de resíduos para evitar a contaminação do meio ambiente.

Até mesmo na agricultura orgânica são empregados defensivos agrícolas. A aplicação de caldas bordalesa e sulfocálcica são os principais métodos empregados pelo agricultores adeptos desse sistema de produção para combater pragas e doenças. Embora essas caldas possam ser produzidas pelo próprio agricultor, foi preciso conhecimento químico para chegar às suas fórmulações.

A calda bordalesa, por exemplo, surgiu no final do século XIX, quando um agricultor francês percebeu que a aplicação de água com cal nas parreiras evitava que as uvas fossem acometidas por uma doença chamada antracnose. Estudando a composição química da mistura criada pelo vinicultor, pesquisadores descobriram que seu efeito estava associado ao fato de ela ser produzida em tachos de cobre. A partir daí, chegou-se à formula da calda bordalesa: água + cal + sulfato de cobre.

  • Essências - Essências são matérias-primas usadas para conferir aroma a alimentos, cosméticos, produtos de limpeza, brinquedos entre outros. Têm como fonte os óleos essenciais extraídos de plantas, flores, frutas e animais, embora também possam ser produzidas sinteticamente.

O profissional da química que atua nas indústrias de essências precisa de ter um conhecimento profundo do seu trabalho e do setor que empregará a matéria-prima que está produzindo. Geralmente, quem desenvolve essências para cosméticos/perfumes se especializa nesse segmento e dificilmente desenvolverá produtos para alimentos, por exemplo.

O principal trabalho dos químicos nas indústrias de essências é a obtenção do óleo essencial e sua transformação em essência. Isso é feito basicamente por processos de separação de misturas, o que pode ser uma tarefa bastante minuciosa, se considerarmos que alguns óleos chegam a conter mais de 30 substâncias diferentes. Além disso, desenvolvem formulações que originam novos aromas.

Para obtenção dos óleos, os profissionais da química usam técnicas de separação diferentes, de acordo com o material do qual se pretende extrair a essência. O mais antigo é a destilação, que pode ser simples ou por arraste de vapor, uma técnica que permite melhores resultados.

A prensagem, também conhecida como extração por espremedura, é ideal para extrair o óleo essencial armazenado em cascas de frutas cítricas. Já o processo de enfloragem, que se baseia na propriedade das gorduras e dos óleos de absorver e reter princípios aromáticos sem alterá-los, é usado para obter essências a partir das flores.

Outra técnica é a maceração, que consiste em submeter um corpo sólido qualquer à ação de um líquido (água ou álcool etílico) com o qual se deixa em contato durante um tempo mais ou menos prolongado a fim de que ele dissolva alguns princípios aromáticos do corpo sólido. Esse processo é utilizado para obter várias matérias-primas importantes para a indústria de perfumes, como os bálsamos, as gomas e os óleos-resinas, produtos que geralmente possuem odor agradável, suave e persistente.

Atualmente, utilizando técnicas sofisticadas de separação de misturas, é possível identificar todos os componentes de um óleo essencial, mesmo aqueles que estão presentes em quantidades muito pequenas. Uma vez identificados os componentes, é possível fabricar o óleo essencial sintético que é geralmente mais barato e, muitas vezes, mais fácil de obter.

Explosivos - Propelentes, fogos de artifícios, artefatos pirotécnicos e de salvatagem são todos materiais considerados explosivos. Eles nos possibilitam visualizar a ocorrência de uma das mais fantásticas reações químicas, tanto pela energia liberada quanto pela velocidade da reação. Pode-se dizer que uma explosão é um verdadeiro espetáculo artístico, pois pode desenvolver sensações causadas pelo som intenso, pelo deslocamento do ar e, às vezes, pelo clarão com cores diversas.

Após sua fabricação, os explosivos apresentam uma estabilidade relativa, ou seja, são estáveis dentro de determinadas condições de temperatura, impacto, atrito, corrente e diferença de potencial elétrico.

No entanto, sua fabricação requer rígido controle das condições do processo de manutenção preventiva dos equipamentos, pois um evento explosivo não esperado ou não controlado é quase uma catástrofe para os equipamentos e para o pessoal afetado. Portanto, uma indústria de explosivos deve selecionar profissionais extremamente conscientes dos riscos e zelosos pela rígida observância das normas. Rotinas de trabalho devem ser seguidas à risca, pois elas foram forjadas levando em consideração a correção dos erros ocorridos que levaram ou não a acidentes.

Os profissionais da química numa indústria de explosivos desempenham funções em cadeia produtiva, isto é, no recebimento e seleção da matéria-prima, no processo de fabricação, no controle de qualidade, na supervisão dos processos, no desenvolvimento de novos produtos, na assistência ao consumidor, no armazenamento e no apoio ao transporte.

Aplicabilidade:

Mineração – desmonte de rochas.

Engenharia – implosões de edifícios, abertura de valas, canais e estradas.

Siderurgia – ruptura do selo do cadinho para o escoamento do aço fundido.

Indústria espacial – propelente sólido de foguetes e nos geradores de gases de satélites.

Automotiva – nos air-bags e nos cintos de segurança.

Indústria de defesa – foguetes, mísseis, munições e acessórios.

Indústria de sinalizadores – dispositivos de cores e som para marcação de pontos enfim materiais de salvatagem.

Indústria de fogos de artifício – fogos de estampido, cores, cascatas, chuvas de cores. É um espetáculo! Vide a passagem de 31 dezembro a 1º janeiro.

Indústria farmacêutica - a nitroglicerina é utilizada (ppm) como um eficiente vasodilatador.

Segurança contra incêndios – em pequenas cápsulas que, ao sentirem a presença de fogo, explodem liberando a passagem de água nos espargidores “sprinklers”.

Farmoquímicos - são substâncias e produtos químicos que se transformam em medicamentos. Seu processo de produção começa com a identificação de substâncias orgânicas extraídas de plantas por métodos físico-químicos e testes para verificar sua atividade no combate a muitos tipos de doenças. Após os testes, elas são selecionadas e isoladas. As mais eficientes podem se transformar em matérias-primas da indústria farmacêutica, quando passam a ser chamadas de princípios ativos ou fármacos.

Assim, a produção de medicamentos em escala industrial por meio da preparação de misturas medicamentosas é apenas a fase final de um processo que teve início com a pesquisa e síntese, em laboratório, dos princípios ativos. Sua produção caracteriza-se como um processamento químico de síntese orgânica, a partir de compostos químicos como os carboquímicos, petroquímicos, etc. As indústrias responsáveis por sua fabricação – as farmoquímicas – integram o setor chamado de “química fina” e é um dos que exigem pessoal mais especializado e equipamentos com tecnologia de ponta.

Historicamente, os profissionais da química de vários países vêm dando grande contribuição para o segmento farmacêutico, por meio da pesquisa, desenvolvimento e síntese de substâncias capazes de promover a cura de várias doenças. Como exemplo, podemos citar os ganhadores dos Prêmios Nobel de Química de 2001 e 2002, premiados com trabalhos direcionados ao desenvolvimento e controle de novos fármacos. Vale também mencionar a contribuição dada pelos químicos à “Farmacopéia Brasileira”.

Mesmo na indústria farmacêutica, onde o princípio ativo é apenas combinado com algumas substâncias que o tornam próprio para consumo, o profissional da química tem várias funções. Afinal, para o desenvolvimento de medicamentos são necessários conhecimentos de estrutura molecular, propriedades físico-químicas e síntese orgânica dos fármacos. Além disso, o controle de qualidade é realizado basicamente por meio de análises químicas, físico-químicas e microbiológicas, entre as quais podemos citar: teor de princípio ativo, teor de pureza, índice de acidez, teor de álcool, pH, contagem de microorganismos patogênicos.

O profissional da química, devido à sua formação técnico-científica, possui habilitação para ocupar cargos de responsabilidade na indústria farmacêutica, em setores como produção, controle de qualidade físico-químico e microbiológico, garantia da qualidade.

A origem dos fármacos:

Antes de 1850, alcalóides como a morfina, a quinina, a estriquinina, a brucina, a piperina, a cafeína, a colchicina, a coniina, a codeína, a atropina e a papaverina já eram extraídas de plantas para fins terapêuticos. A coniina foi o primeiro alcalóide a ter sua estrutura determinada, em 1870, e a primeira preparada em laboratório.

Um outro princípio ativo extraído de plantas é o ácido salicílico. Após sua síntese, foi obtido em laboratório o ácido acetil-salicílico, que ficou conhecido como aspirina, o mais conhecido e familiar dos medicamentos.

Muitas outras substâncias extraídas de plantas se transformaram depois em drogas terapêuticas.

Alguns exemplos:

Medicamentos para o coração: digitoxina.

Medicamentos para a hipertensão: hidralazina, reserpina, hidroclorotiazida, losartan e derivados de N-benzil-imidazol.

  • Fertilizantes - As plantas encontram no ar o carbono e o oxigênio necessários ao seu crescimento. O mesmo, contudo, não ocorre com o nitrogênio, o potássio, o fósforo e outros elementos. Para suprir a necessidade desses nutrientes e aumentar a produção agrícola, foram desenvolvidos os fertizantes. Além de fornecer aqueles elementos, eles podem conter produtos que corrigem o índice de acidez do solo, outro fator que influi bastante no crescimento dos vegetais.

Os fertilizantes são classificados em dois grupos: orgânicos, também conhecidos como adubos (vêm de fontes animais e vegetais), e químicos (fosfatados, potássicos e nitrogenados). Podem ser aplicados no solo ou nas folhas, neste último caso por meio de pulverização ou via irrigação. Antes de utilizar qualquer tipo de fertilizante ou corretivo, contudo, é necessário fazer uma análise química do solo para que não haja desperdícios, compras desnecessárias, muito menos perda da fertilidade.

O trabalho dos químicos é fundamental na produção de fertilizantes. O nitrogênio, por exemplo, é encontrado em abundância na natureza, mas, na forma como se apresenta, as plantas não conseguem absorvê-lo. Por isso, foram desenvolvidos compostos químicos que passaram a ser a principal forma de fixar o Nitrogênio e torná-lo disponível para os vegetais.

O mesmo ocorre com os fertilizantes fosfatados. Na maioria dos casos, sua matéria-prima – a rocha fosfática – precisa ser tratada para aumentar o teor de minério. O superfosfato, um fertilizante bastante usado, por exemplo, é obtido a partir de reações químicas que, além do concentrado de fósforo, usam os ácidos sulfúrico ou fosfórico.

A matéria-prima dos fertilizantes potássicos, a silvinita, também passa por processos químicos para obtenção do minério de potássio. Os mais usados são os métodos de separação de misturas como a flotação, a separação por meios densos e a dissolução-cristalização.

Até mesmo os fertilizantes orgânicos passam por processos químicos, embora também possam ser utilizados in natura. A compostagem – uma fermentação controlada –, é freqüentemente usada em resíduos vegetais (folhas, ramos) para obter produtos mais estáveis. Outra possibilidade é, depois da compostagem, enriquecer o fertilizante orgânico com nutrientes como os que já citamos.

Vários materiais podem ser usados como fertilizantes orgânicos: estercos de aves, suínos e bovinos; resíduos da indústria alimentícia e de óleos, além dos resíduos vegetais. Até mesmo o lixo e o lodo dos esgotos domésticos já podem ser transformados em adubo.

Utilizando processos de compostagem e maturação, a Embrapa (Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária) conseguiu transformar o lodo, combinado com resíduos vegetais, num adubo orgânico que não agride o meio ambiente. Para chegar nesse material, houve um acompanhamento de processo através de análises químicas convencionais e técnicas laboratoriais avançadas, que utilizam campos magnéticos e radiofreqüência, entre outras. Com a produção desse fertilizante, encontrou-se uma alternativa para o problema da geração de lodo doméstico.

  • Gases industriais - Os gases industriais desempenham funções essenciais em diversos tipos de indústrias. Alguns são matérias-primas para a fabricação de outros produtos, como é o caso do oxigênio, do nitrogênio e do hidrogênio. Este último, por exemplo, é usado na produção de amoníaco e na hidrogenação de óleos comestíveis, além de ser um importante ingrediente para as indústrias química e petroquímica. O nitrogênio, por sua vez, é empregado na preservação do sabor dos alimentos embalados, evitando a oxidação. Já o gás carbônico é usado na refrigeração de sorvetes, carnes e outros alimentos.

Na forma líquida ou sólida, alguns gases são usados para a produção de frio. É o caso, por exemplo, do gás carbônico líquido ou como gelo seco. A criogenia, uma nova área da engenharia, é usada na indústria moderna para produzir temperaturas abaixo de -100ºC. O hidrogênio, o oxigênio e o flúor líquidos são utilizados como criogênicos em mísseis e projetos espaciais ou militares.

A criogenia tem aplicações na propulsão de foguetes, no processamento eletrônico de dados, na fotóptica a infravermelho, no campo dos materiais magnéticos e no bombeamento a alto vácuo. Na indústria química, emprega-se a criogenia para a obtenção de nitrogênio e oxigênio; na metalurgia, para a produção do aço.

Outros gases industriais importantes: amônia, hélio, acetileno, dióxido de enxofre, óxido nitroso e monóxido de carbono.

  • Metais - Os metais são encontrados na natureza geralmente sob a forma de compostos. Estes, quando passíveis de exploração econômica, são denominados minérios e, tratados adequadamente, fornecem a maioria dos metais que o homem utiliza. O tratamento de tais minérios para extração dos metais é realizado em escala industrial, embora também seja possível produzi-los para estudo em escala experimental. A metalurgia designa um conjunto de procedimentos e técnicas para mineração (extração), fabricação (fundição), tratamentos superficiais e tratamentos térmicos dos metais.

Para produção de objetos, ornamentos, utensílios domésticos, muitas vezes é necessário separar os componentes de uma mistura para obtenção das substâncias puras. Outras vezes, é preciso fazer misturas de substâncias para obter alguns materiais. Quando nessas misturas um dos componentes é um metal, forma-se uma liga metálica. Estas apresentam características diferentes dos metais puros e, por isso, podem ser utilizadas com maiores vantagens. As ligas de cobre e cromio, por exemplo, são usadas em resistências elétricas como a de chuveiro porque provocam a diminuição da condutividade elétrica Em outras ligas, ocorre o aumento da resistência mecânica, da resistência à corrosão, da maleabilidade, etc.

Confira, abaixo, os componentes, as características e os usos das principais ligas metálicas:

Liga

Componentes

Características

Usos

latão

cobre e zinco

resistência à corrosão

navios, tubos

bronze

cobre e estanho

resistência à corrosão

moedas, sinos

aço

ferro e carbono

resistência à corrosão

navios, utensilios domésticos

aço inoxidável

aço e cromo

resistência à corrosão

talheres, utensílios domésticos

aço níquel

aço e níquel

resistência mecânica

canhões, material de blindagem

aço tugstênio

aço e tugstênio

alta dureza

brocas, pontas de caneta

alnico

aço, alumíni, níquel e cobalto

propriedades magnéticas

fabricação de imãs

amálgama

mercúrio, prata e estanho

resistência a desgaste

restauração de dentes

ouro 18 quilates

ouro e cobre

alta ductilidade e maleabilidade

jóias

prata da lei

prata e cobre

aumento da dureza

utensílios domésticos, ornamentos

eléctron liga de magnésio

magnésio, alumínio, manganês e zinco

resistência mecânica e térmica 

peças muitos leves

Os metais apresentam algumas propriedades que variam conforme sua natureza e fazem com que eles sejam úteis para variadas aplicações . Os de maior brilho, são usados em joalherias e na fabricação de moedas; os que apresentam dureza e densidade são empregados também em instrumentos e aparelhos de implantes cirúrgicos; outra propriedade a ser considerada é a condutibilidade elétrica cujos diferentes graus são muito importantes para várias funções.

Embora o plástico e as cerâmicas venham sendo largamente utilizados, não são capazes de substituir os metais em certas atividades. É por essa razão que eles ainda ocupam lugar de destaque no cenário mundial.

  • Meio Ambiente - O trabalho dos profissionais da química nessa área é bastante diversificado, começando pela análise da qualidade da água, do ar e do solo, passando pela elaboração e implementação de programas de gestão ambiental que garantam o desenvolvimento sustentável e, em situações mais críticas, desenvolvendo projetos de recuperação do meio ambiente.

Até pouco tempo, não havia preocupação com o desperdício de matérias-primas, água e energia. Isso gerava prejuízos para as próprias indústrias e para o meio ambiente, provocando o que vemos hoje: um quadro dramático de geração de resíduos.

Hoje, as empresas são obrigada pela legislação e pressionadas pelos padrões internacionais de gestão ambiental a adotar políticas de “uso racional” de matérias-primas, água e energia. Para tanto, estão incorporando programas de gerenciamento integrado, que nada mais são do que conjuntos de ações para reduzir a geração dos resíduos e dar destino correto àqueles que não se consegue eliminar do processo produtivo.

Existem muitas ferramentas disponíveis para o gerenciamento de resíduos, sendo que a ordem de prioridades de medidas a serem adotadas para que se obtenham resultados é a seguinte:

Prevenção da poluição;

Reutilização;

Reciclagem;

Recuperação de energia;

Controle de poluição;

Disposição: descarte em aterros, incineração, etc;

Remediação: reparação de danos causados ao meio ambiente.

A poluição do ar atmosférico e também do solo, causada pelos produtos químicos usados na agricultura, pelos resíduos industriais e domésticos faz com que a degradação do meio ambiente seja visível e que os efeitos sejam sentidos por todos os seres vivos.

Podemos dividir o meio ambiente em três áreas: água, ar e solo. Em todos eles, os profissionais da química são os responsáveis pelo gerenciamento e controle ambiental, executando os tratamentos de água, ar, efluentes líquidos e resíduos sólidos. Também cabe a eles a caracterização fisico-química e a destinação dos poluentes, através de análises laboratoriais, o desenvolvimento de projetos destinados a reduzir a emissão de agentes químicos agressivos ao meio ambiente, bem como para a evolução dos métodos de remediação e biorremediação ambiental.

  • Petroquímica - O petróleo é inegavelmente uma das matérias-primas mais importantes do planeta, usada numa imensa lista de produtos que vão de medicamentos a pneus. Em estado natural, é composto principalmente por moléculas formadas por átomos de carbono e hidrogênio. De acordo com o modo como tais moléculas se combinam, o óleo ganha certas características que nos permitem classificá-lo em: parafínico, naftênico, aromático ou misto.

O primeiro trabalho dos químicos numa indústria petroquímica é, portanto, identificar a composição do petróleo que se pretende refinar e indicar quais derivados podem ser dele obtidos. No refino, ele passa por uma destilação primária que o separa em frações que vão dar origem à gasolina, ao óleo diesel, a solventes e querosenes, ao GLP (gás de cozinha) e à nafta, uma importante substância que serve de matéria-prima para uma grande variedade de produtos. Os resíduos desse processo passam por uma nova destilação, desta vez a vácuo, por meio da qual se obtém mais substâncias que serão usadas na composição do óleo diesel, dos lubrificantes, do GLP e do asfalto.

O petróleo e o gás natural são fontes, por excelência, das indústrias petroquímicas, as quais produzem matérias-primas que, muitas vezes, passam por segundos e terceiros processos de transformação antes de serem empregadas na fabricação do produto final. Por isso mesmo, o setor é dividido nos seguintes segmentos:

• Indústrias de 1ª geração: as que utilizam as matérias-primas (nafta, gás natural, GLP etc.) para gerar os produtos ou matérias-primas básicas.
• Indústrias de 2ª geração: aquelas que, a partir de matérias-primas básicas, produzem intermediários que serão matérias-primas para outras indústrias, embora também já possam ter uma aplicação final nesta fase.
• Indústrias de 3° geração: aquelas que constituem o setor de manufaturados.
• Indústrias de 4° geração. as chamadas indústrias de ponta, que utilizam os manufaturados como componentes de suas montagens industriais ou para itens bem especializados de suas atividades, bem como para as especialidades químicas (matérias-primas para indústrias como a cosmética, a farmacêutica e a veterinária).

Um bom exemplo de como os derivados do petróleo percorrem todas essas indústrias antes de se transformarem em produtos finais é a fabricação do PVC (cloreto de polivinila). Na cadeia de transformação dele, as duas matérias-primas iniciais, o eteno e o cloro (1ª geração) primeiramente dão origem ao dicloroetano-DCE (2ª geração), que constitui matéria-prima para a produção do monômero de cloreto de vinila-MVC (3ª geração), que, por sua vez é usado na fabricação do PVC (4ª geração).

Pode-se afirmar que a indústria petroquímica propriamente dita está contida na primeira e na segunda gerações; a terceira e a quarta constituem os seus mercados. A tabela abaixo traz, de forma bem resumida, uma relação das matérias-primas da indústria petroquímica e suas transformações em produtos acabados, que podem ser aproveitados diretamente ou passar por outros processos de transformação, dando origem à imensa variedade de substâncias utilizadas na indústria.

1ª Geração

2ª Geração

3ª Geração

4ª Geração

gás natural

gás de síntese de amônia: H2(g), N2(g), CO(g) e CO2(g)

amoníaco e uréia

fertilizantes

resinas aminopláticas

etanolaminas

gás de síntese de metanol: H2(g) e CO(g)

metanol e formaldeído

resinas

síntese baseada em reações de oxidação

álcoois

aldeídeos

cetonas

gás de síntese do ácido cianídrico: NH3(g) e CH4(g)

acrilonitrila

borracha sintética

fibras sintéticas

gás de refinaria

acetileno C2H2(g)

tetracloroetano

solventes

vinilacetileno

cloropreno

etileno: C2H4(g)

óxido de etileno

etilenoglicol

álcool etílico

ácido acético

dicloroetileno

resinas vinílicas

tricloroetileno

solventes

cloreto de etila

chumbo-tetraetila

fluroetanos

fluidos frigoríficos

aerossol

 

polietileno

gás liquefeito de petróleo (GLP)

propileno: C3H6(g)

álcool isopropílico

acetona

glicerina

explosivos

 

polpropileno

butilenos: C4H8(g)

 

borracha butila

butadieno: C4H6(g)

 

borracha sintética


A formação do petróleo

O nome petróleo significa óleo de pedra, porque o petróleo é encontrado, normalmente, impregnado em determinadas rochas porosas denominadas arenito, em camadas geológicas sedimentares, situadas na maior parte das vezes abaixo do fundo do mar.
A teoria mais aceita sobre a origem do petróleo afirma que se trata de um produto da decomposição lenta de pequenos seres marinhos – em geral animais e vegetais unicelulares -, soterrados há pelo menos 10 milhões de anos, que sofreram nesse período a ação de bactérias, do calor e da pressão.

Saiba mais: WWW.PETROBRAS.COM.BR

  • Pilhas e baterias - Reações químicas podem converter a energia química em energia elétrica, se ocorrerem em dispositivos especialmente projetados para este fim. Tais dispositivos são chamados de pilhas ou baterias.

As pilhas ou baterias são classificadas em: primárias (não-recarregáveis) e secundárias (recarregáveis). As primeiras produzem eletricidade por meio de reações químicas que não são fáceis de se reverter e, por isso, as substâncias químicas devem ser renovadas depois das reações. As secundárias, ao contrário, baseiam-se em reações reversíveis e não necessitam de renovação dos componentes químicos.

A chamada pilha seca é a mais comum. Seus eletrodos são constituídos por um recipiente de zinco e uma barra de carvão. Deles saem cargas positivas e negativas conduzidas por uma solução aquosa de cloreto de amônio e cloreto de zinco em amido misturada com dióxido de manganês. Justamente porque consegue conduzir a eletricidade, essa solução desempenha a função de eletrólito.

A pilha ou bateria secundária mais importante é o acumulador de chumbo. Seu eletrodo positivo (cátodo) é de peróxido de chumbo e o eletrodo negativo (ânodo) é de chumbo. Ambos são mergulhados em ácido sulfúrico diluído. Quando as reações ocorrem nos eletrodos, há geração de energia elétrica.

A bateria usada em automóveis, por exemplo, é constituída por placas de chumbo, na forma de grade perfurada. O peróxido de chumbo constitui a placa positiva e o chumbo esponjoso a placa negativa, quando a bateria está carregada. As chapas são isoladas por separadores que podem ser de vidro. A bateria fica cheia como ácido sulfúrico.

Como se observa, por envolver substâncias e reações químicas, a fabricação de pilhas e baterias precisa ser conduzida por profissionais da química.

  • Polímeros - Os plásticos e as borrachas são as formas mais conhecidas dos polímeros. São usados pelas indústrias, principalmente a automobilística, a eletroeletrônica e a da construção civil, para substituir vidros, cerâmicas, metais, entre outros, por apresentarem custo reduzido e propriedades vantajosas.

Tempos atrás, um carro era totalmente fabricado com metais. Com o desenvolvimento de novos polímeros, muitas peças puderam ser substituídas por plásticos, o que reduziu o custo de produção.

Em alguns casos, mais do que para baratear produtos, os polímeros serviram para melhorá-los. Geladeiras antigas, por exemplo, mantinham suas temperaturas baixas com espessas camadas de lã de vidro que eram colocadas no interior das grossas paredes do aparelho. Com a substituição da lã de vidro por um polímero chamado poliuretano, foi possível melhorar o isolamento térmico, o que fez cair o consumo de energia elétrica e, ao mesmo tempo, diminuir a espessura das paredes, liberando mais espaço dentro da geladeira para o armazenamento de alimentos.

Polímeros também são encontrados em móveis, tecidos, paredes e numa imensa gama de produtos sintéticos. Também são adicionados a outros materiais para conferir-lhes características especiais. Os cabos de madeira dos talheres só podem ser lavados sem estragar porque uma resina polimérica os impermeabiliza.

Mas, afinal, o que são polímeros? São compostos formados pela repetição constante de uma mesma molécula. Dependendo dos átomos que a constituem e da maneira como eles estão ligados, definem-se as características de cada tipo de polímero. São essas características que os diferenciam e possibilitam que sejam usados em diferentes aplicações, desde uma simples borracha escolar até paredes pré-moldadas.

Profissionais preparados para trabalhar com átomos e moléculas, os químicos são necessários nas indústrias que produzem polímeros e em parte das que utilizam esse material na fabricação de seus produtos. Com os polímeros sendo utilizados em um número cada vez maior de bens de consumo, cresce a sua indústria e, conseqüentemente, as oportunidades de trabalho para os químicos neste setor.

Hoje, um dos grandes desafios para a comunidade científica química é criar soluções para o descarte dos polímeros, uma vez que, devido à sua decomposição lenta, eles acabam provocando sérios problemas ambientais. Por isso, estão se desenvolvendo pesquisas no campo da reciclagem e criando-se produtos biodegradáveis. Esses trabalhos estão sendo desenvolvidos por profissionais da química e devem contribuir para que produtos e subprodutos industriais de todos os tipos voltem ao ciclo da natureza, com conseqüente renovação das fontes de matéria-prima.

  • Prestação de serviços - O setor de serviços vem ganhando cada vez mais espaço no mercado e, na área química, não poderia ser diferente. Assim como outros profissionais liberais, os profissionais da química podem atuar como autônomos ou vinculados a empresas prestadoras de serviços. São diversos os segmentos de mercado em que a participação deles é imprescindível e, em certos casos, obrigatória.

Alguns exemplos:

  • Serviços de consultoria técnica nas diversas áreas da indústria - atua em atividades como o desenvolvimento de produtos e de processos, controle de qualidade, assistência técnica a clientes, controle ambiental, tratamentos de água, assuntos regulatórios/ documentação técnica;

  • Serviços de consultoria ambiental relacionados com a química do meio ambiente, tais como: caracterização, tratamento e destinação de resíduos líquidos, sólidos e gasosos; reciclagem de resíduos, análises de solo para determinação da composição química e contaminantes; análises de risco ambiental; gerenciamento de programas de monitoramento e controle ambiental; avaliação do ambiente da empresa no que diz respeito à segurança do trabalhador entre outros;

  • Serviços laboratoriais - realiza pesquisas e desenvolve produtos e análises químicas, físico-químicas, químico-biológicas, bromatológicas (de alimentos), toxicológicas e sanitárias, entre outras.

  • Serviços de limpeza, higienização e controle de pragas – especifica os produtos químicos utilizados nos serviços e controla o seu manuseio e aplicação;

  • Armazenagem e transporte de produtos químicos - acondiciona adequadamente os produtos, indica os procedimentos de segurança e o que fazer em caso de acidentes, a fim de evitar danos ao meio ambiente e à saúde pública;

  • Serviços ligados ao ensino e à pesquisa.



  • Produtos químicos industriais - A chamada indústria química de base é responsável pela fabricação de insumos – produtos químicos – que serão usados pelas indústrias de transformação para gerar os mais variados produtos: borrachas, fertilizantes, plásticos, tecidos, tintas etc. Em 2004, o faturamento líquido das empresas do setor que atuam no Brasil foi de 33 bilhões de dólares (aproximadamente R$ 73 bilhões*). Somadas aos fabricantes de produtos farmacêuticos, tintas, defensivos agrícolas, produtos de limpeza, higiene pessoal e cosméticos, elas são o segundo setor com maior participação no PIB das indústrias de transformação brasileiras.

No mundo, são produzidos aproximadamente 70 mil produtos químicos. Alguns deles são padronizados e usados na fabricação de uma vasta gama de produtos, como é caso da amônia, empregada tanto para a produção de produtos de limpeza quanto para cosméticos. Outros são mais elaborados e visam atender um determinado setor de produção. Como exemplo temos as resinas termoplásticas, usadas exclusivamente pela indústria de tintas.

Existem ainda os produtos da chamada química fina, que exigem o trabalho de profissionais altamente capacitados. É o caso dos fármacos que contém os princípios ativos de medicamentos e dos aromatizantes da indústria alimentícia.

As empresas e os profissionais que trabalham com este segmento da química têm alta responsabilidade justamente porque produzem insumos para alimentos e medicamentos. Os equipamentos que utilizam são de alta precisão, uma vez que é necessário ter controle total de todas as etapas do processo produtivo.

Catalisadores - Catalisadores são substâncias produzidas pelas indústrias químicas, que afetam a velocidade de uma reação, promovendo um caminho molecular (mecanismo) diferente para ela. O hidrogênio e o oxigênio gasosos, por exemplo, são virtualmente inertes à temperatura ambiente, mas reagem rapidamente quando expostos à platina _ o catalisador da reação.

O desenvolvimento e o uso de catalisadores são parte importante da constante busca por novas formas de aumentar o rendimento e a seletividade de produtos, a partir de reações químicas. As primeiras menções dessas substâncias datam de 2 mil anos atrás, quando os fabricantes de vinhos, pães e queijos descobriram que era necessário adicionar uma pequena quantidade da partida anterior para fazer um novo lote de um desses produtos.

Todavia, foi somente em 1835 que começaram a ser reunidas as observações de antigos químicos e sugeriu-se que pequenas quantidades de uma origem externa poderiam afetar significativamente o curso de reações químicas. Esta força misteriosa atribuída à substância foi chamada catalítica. Em 1894, expandiu-se a explicação anterior com a afirmação de que catalisadores eram substâncias que aceleravam a velocidade de reações químicas, sem serem consumidas. Em mais de 150 anos desde os trabalhos de 1935, elas têm desempenhado um importante papel econômico no mercado mundial.

Alguns exemplos de catalisadores:

A alumina (Al2O3) é utilizada na desidratação de álcoois.

Elementos como prata (Ag), cobre (Cu), platina (Pt), ferro (Fe), níquel (Ni) e seus óxidos, bem como o dióxido de manganês (MnO2), são utilizados em reações de oxidação.

O fosfato de níquel, o cálcio e o óxido de crômio catalisam a desidrogenação de um derivado de petróleo chamado butano. Esse processo é usado na formação do butadieno industrial que, por sua vez, é empregado na produção de borracha sintética.

*Conversão feita com base na cotação do dólar em 02/02/2006.

  • Saneantes (produtos de limpeza) - De acordo com a definição da Agência Nacional de Vigilância Sanitária (Anvisa), produtos saneantes são substâncias ou preparações destinadas à higienização, desinfecção ou desinfestação domiciliar, em ambientes coletivos e/ou públicos, em lugares de uso comum e no tratamento de água. Dentre os mais utilizados em nosso dia a dia estão os sabões e os detergentes, termo originado do latim “detergere” e que significa limpar, fazer desaparecer.

Como definição, detergentes e seus congêneres são as substâncias que apresentam como finalidade a limpeza e a conservação, como por exemplo: detergentes; amaciantes de tecidos; antiferruginosos; ceras; desincrustantes ácidos e alcalinos; limpa-móveis, plásticos, pneus, vidros; polidores de sapato, superfícies metálicas; removedores; sabões; saponáceos e outros.

Por se tratarem de produtos químicos que podem causar impacto à saúde e ao meio ambiente, a necessidade de desenvolvimento de produtos cada vez mais seguros e a conseqüente busca por substâncias químicas alternativas que garantam essa segurança com qualidade e eficiência é um grande desafio para o profissional da química.

A história do sabão

A fabricação de sabão é, sem dúvida, uma das atividades industriais mais antigas de nossa civilização. Sua origem remonta a um período anterior ao século XXV a.C.. Nesses mais de 4500 anos de existência, a indústria saboeira evoluiu acumulando enorme experiência prática, além de estudos teóricos desenvolvidos por pesquisadores.

Tecnicamente, a indústria do sabão nasceu muito simples e os primeiros processos exigiam muito mais paciência do que perícia. Tudo o que tinham a fazer, segundo a história, era misturar dois ingredientes: cinza vegetal, rica em carbonato de potássio, e gordura animal. Então, era esperar por um longo tempo até que eles reagissem entre si. O que ainda não se sabia era que se tratava de uma reação química de saponificação.

O sabão, na verdade, nunca foi “descoberto”, mas surgiu gradualmente de misturas de materiais alcalinos e matérias graxas (alto teor de gordura). Os primeiros aperfeiçoamentos no processo de fabricação foram obtidos substituindo as cinzas de madeira pela lixívia rica em hidróxido de potássio, obtida passando água através de uma mistura de cinzas e cal. Porém, foi somente a partir do século XIII que o sabão passou a ser produzido em quantidades suficientes para ser considerado uma indústria.

Até os princípios do século XIX, pensava-se que o sabão fosse uma mistura mecânica de gordura e álcali. Foi quando Chevreul, um químico francês, mostrou que a formação do sabão era na realidade uma reação química. Nessa época, Domier completou estas pesquisas, recuperando a glicerina das misturas da saponificação.

Durante 2.000 anos, os processos básicos de fabricação de sabões permaneceram praticamente imutáveis. As modificações maiores ocorreram no pré-tratamento das gorduras e dos óleos, na obtenção de novas e melhores matérias-primas, no processo de fabricação e no acabamento do sabão, por exemplo, na secagem por atomização para obtenção do sabão em pó.

  • Têxtil - Tecidos são formados pelo entrelaçamento de fios, que podem vir de fibras naturais (seda, algodão), artificiais (viscose, acetato) ou sintéticas (poliéster, poliamida-nylon). Nas indústrias têxteis, o trabalho dos químicos começa no tratamento da água que será empregada na fabricação. Por utilizá-la em grande volume, principalmente nas etapas de acabamento, a maioria das empresas opta por captar água diretamente dos rios e de outras fontes naturais, razão pela qual precisam submetê-la a processos, chamados físico-químicos, para eliminar impurezas.

Mesmo quando a água utilizada é proveniente da rede pública, há necessidade de submetê-la a tratamento para eliminar impurezas e excessos de produtos do tratamento, como o cloro, que podem prejudicar o processo de acabamento do tecido.

Os profissionais da química também atuam na fiação e tecelagem, de modo especial no desenvolvimento das fibras sintéticas. Suas atividades, no entanto, concentram-se na fase de acabamento, quando são usadas enzimas, soda cáustica e uma série de outros produtos e processos químicos.

Dependendo das condições em que os fios saem da tecelagem e do destino que lhes será dado, os profissionais da química desenvolvem tratamentos para que eles adquiram as características desejadas. Um deles é a desengomagem que, como sugere o nome, é usada para eliminar engomantes adicionados aos fios durante o tecimento para aumentar sua resistência. Depois de formado o tecido, no entanto, esses engomantes precisam ser eliminados, uma vez que formam uma camada sobre o tecido que impede a penetração de produtos usados nos banhos para acabamento. A desengomagem é feita com enzimas, num processo no qual a temperatura, o pH e a concentração dos produtos utilizados precisam ser rigorosamente controlados. Daí a importância do acompanhamento constante de um profissional da química.

Tal como os engomantes, resíduos que aderem ao tecido durante sua fabricação, tais como poeiras, óleos e graxas, também dificultam os processos de acabamento. Por isso, eles são removidos num processo de limpeza conhecido como purga, que envolve produtos químicos como alvejantes, desengraxantes, detergentes e solventes.

Feitos estes e outros pré-tratamentos que forem necessários, parte-se para o tingimento. Esta é uma etapa que requer acompanhamento constante, quer no controle das matérias-primas utilizadas, tais como alvejantes, amaciantes, pigmentos e resinas, quer no controle dos parâmetros do processo de tingimento em si.

Se além de cor, for necessário aplicar uma estampa ao tecido desenvolve-se uma tinta em forma de pasta, combinando solventes, pigmentos e outros produtos. Essa combinação deve ser feita por um químico, que avaliará quais elementos e em que quantidade devem ser empregados para se obter o efeito desejado.

Outra função importante do profissional da química nas indústrias têxteis é o tratamento dos efluentes gerados no processo produtivo. Para evitar que ocorram danos ao meio ambiente, a água que será descartada passa por análises para controlar, principalmente, o pH, a concentração de pigmentos e a temperatura. De acordo com as conclusões das análises, serão usados processos de clarificação, neutralização e resfriamento, entre outros, de modo que a água a ser eliminada não polua o meio ambiente.

  • Tintas - A formulação de tintas e vernizes consiste em definir a proporção adequada dos seus constituintes, de modo a obtê-la com as características e as propriedades desejadas. Por isso, o formulador deve ser um profissional da química de elevado grau de conhecimento sobre os veículos, solventes, pigmentos e aditivos, bem como sobre a influência de cada um deles no desempenho final da produto.

De acordo com o uso, as tintas podem ser brilhantes ou foscas, transparentes ou opacas, coloridas ou incolores. Também podem apresentar resistência a determinados tipos de agentes agressivos, tais como: água, sol, oxidação pelo ar, ácidos, bases, solventes e gases, dentre outros. Para obter o produto desejado, o químico pode usar na formulação diferentes tipos de: resinas, solventes, pigmentos, corantes, fillers, aditivos, plastificantes, secantes, antimofos e antiespumantes, etc.

As fases da fabricação são as seguintes:

Pesagem das matérias-primas de acordo com a formulação;pré-mistura, que consiste na formação de pastas do veículo e do pigmento (dispersão);

Moagem, que consiste na passagem da pré-mistura em moinhos, em especial moinhos de areia;

Completagem, a etapa de adição e ajuste dos constituintes, especialmente solvente, até a proporção desejada;

Acertos finais: consistem no acréscimo de aditivos, acertos de cores e outros necessários para definição do produto final.

Para execução destas operações, uma fábrica de tintas é, em geral, constituída de tanques de armazenagem de matérias-primas, tanques de mistura, moinhos para dispersão de pigmentos no veículo, tanques de completagem e ajustes finais, além da unidade de enlatamento e embalagem.

A diferença entre a tinta e o verniz é a pigmentação, presente no primeiro e ausente no segundo. Temos ainda o esmalte que é transparente como o verniz, mas apresenta coloração. Todos eles são usados com dois objetivos básicos: proteção e embelezamento. Codificação, sinalização, identificação e propaganda são aplicações secundárias das tintas e principalmente dos vernizes.

Você já se perguntou como a tinta se fixa na parede? A grande responsável é a resina termoplástica, produto obtido a partir do petróleo que compõe as tintas. Quando em contato com a superfície, ela se solidifica, formando uma película que se fixa à parede ou objeto pintado.

O controle da qualidade de tintas também é feito por químicos e consiste na execução de ensaios físico-químicos para verificar abrasão(resistência ao atrito), aderência, brilho, viscosidade, etc.


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