Visão global

Os principais desafios contemporâneos da química não se restringem aos laboratórios.

São questões globais que envolvem toda a sociedade, como as mudanças climáticas, o desenvolvimento sustentável e a produção de energia.

Para enfrentá-los, as sociedades científicas de diversos países precisam integrar suas ações – e o Ano Internacional da Química (AIQ-2011) representa uma oportunidade única para isso.

Essa avaliação foi feita nesta quarta-feira por representantes de organizações científicas da área de Química, durante a 34ª Reunião Anual da Sociedade Brasileira de Química (SBQ), em Florianópolis.

Ciência benéfica para a sociedade

Durante o simpósio “Soluções integradas para o futuro – O papel das sociedades científicas”, Martyn Poliakoff, professor da Universidade de Nottingham e diretor da Royal Society, no Reino Unido, afirmou que, com a mobilização em torno do AIQ-2011, a integração de ações entre as sociedades científicas de diversos países – e de diversas áreas – começou a dar seus primeiros passos.

“Pela primeira vez as sociedades de química começam a agir em conjunto. Isso é fundamental, porque precisamos ter uma mensagem bem definida para passar aos formuladores de políticas públicas, se quisermos que a ciência se transforme em benefício para a sociedade”, afirmou.

Segundo Poliakoff, todos os países estão enfrentando imensos problemas locais, que têm características distintas, e os cientistas de cada país precisam encontrar soluções específicas para eles.

“Mas os políticos de todos os países têm uma coisa em comum: eles nunca acreditam no que os cientistas dizem. Isso só mudará quando perceberem que em todos os países para onde vão a mensagem é a mesma. Por isso é importante coordenar nossas ações”, afirmou.

Questões globais

Terry Renner, diretor executivo da União Internacional de Química Pura e Aplicada (Iupac, na sigla em inglês), afirmou que o foco das ações da instituição – que é responsável pela organização do AIQ-2011 – divide-se em cinco tópicos: “água”, “alimentos e nutrição”, “saúde”, “energia” e “química verde”.

“São cinco questões de alcance global. Para que a discussão em torno desses tópicos seja efetiva, temos que envolver toda a sociedade e, em particular, três setores: os formuladores de políticas públicas; a indústria e outros responsáveis pela aplicação da ciência; e a própria comunidade de cientistas, em especial por meio das sociedades científicas”, afirmou.

Segundo Renner, o objetivo central do AIQ-2011 é aproximar a química da sociedade, mostrando que a ciência será responsável por trazer soluções para os principais desafios globais. A imagem pública da química, no entanto, ainda permanece negativa.

“A sociedade vê a química como algo obscuro, como causa de problemas e não como oportunidade de solução. Reconhecemos que temos muita dificuldade em relação à comunicação com a sociedade. Ainda não conseguimos mostrar às pessoas que a química contribui diariamente para melhorar suas vidas”, afirmou.

Química no imaginário popular

David Phillips, presidente da Royal Society of Chemistry (RSC), do Reino Unido, destacou que o lugar da química no imaginário das pessoas não corresponde à importância dessa área de pesquisa no mundo da academia e da economia.

“A RSC é a maior sociedade científica da Inglaterra. A enorme produção científica relacionada a essa área se reflete de forma inequívoca na economia do país. Mais de 21% do PIB da Inglaterra é proveniente de atividades ligadas às diversas áreas da química. Pode-se fazer uma correlação direta do PIB de um país com a sua produção científica em química”, declarou.

A internacionalização das ações das sociedades científicas também foi destacada por Phillips, que citou os acordos da RSC com instituições de diversos países.

“Alguns dos principais desafios abordados nesses acordos são temas como produção agrícola, conservação de recursos naturais, conversão de biomassa, segurança alimentar, diagnósticos para saúde humana e qualidade da água potável. Estamos investindo especialmente na área de química verde, visando à preservação ambiental e design de produtos sustentáveis”, afirmou.

Mundo sustentável

Vanderlan da Silva Bolzani, professora da Universidade Estadual Paulista (Unesp) em Araraquara (SP) e ex-presidente da SBQ, afirmou que o AIQ-2011 permite destacar a importância da química para um mundo sustentável, ilustrando o papel da ciência para desafios globais como as mudanças climáticas, a questão energética e a saúde.

“A comunidade científica brasileira está vendo o AIQ-2011 como uma oportunidade excelente para celebrar a contribuição das mulheres de todo o planeta para a química, enfatizar os benefícios das colaborações internacionais e estimular o interesse das jovens gerações para um futuro criativo na área”, disse a professora, que coordena as atividades do AIQ-2011 no Brasil e também é membro da coordenação do programa BIOTA-FAPESP.

Segundo Vanderlan, o Brasil está fazendo sua parte ao investir em um grande esforço em áreas como mudanças climáticas e biocombustíveis, em especial com os programas da FAPESP de Pesquisa em Bioenergia (BIOEN) e de Pesquisa sobre Mudanças Climáticas Globais (PFPMCG) e com as iniciativas dos Institutos Nacionais de Ciência e Tecnologia (INCTs), programa do Ministério da Ciência e Tecnologia (MCT) e das fundações estaduais de amparo à pesquisa.

“Isso mostra que estamos trabalhando para o futuro. Queremos que as conquistas desses programas para a sociedade ajudem a aumentar a percepção pública da importância da química em relação às nossas necessidades cotidianas. No âmbito do AIQ-2011, estamos também promovendo ações para melhorar a educação em química nas escolas públicas, envolvendo professores e alunos”, disse.

Fonte: http://www.inovacaotecnologica.com.br

O evento abriu o ciclo promovido pela FAPESP e pela Sociedade Brasileira de Química (SBQ) cujo objetivo é celebrar o Ano Internacional da Química (AIQ-2011).

Segundo Vanderlan da Silva Bolzani, professora Unesp, o ciclo tem o objetivo de incentivar uma mudança na percepção que o público tem da química.

Química do bem

De acordo com a pesquisadora, fora dos meios acadêmicos, a química é geralmente associada a malefícios como poluição ambiental, alimentação artificial e acidentes radioativos, por exemplo.

“O AIQ-2011 tem o objetivo de enfatizar, em nível global, que a química é uma ciência que tem muito a contribuir com a sustentabilidade do planeta e com o bem-estar das pessoas, possibilitando o desenvolvimento de novos medicamentos, alimentos, produção industrial com impactos ambientais mais baixos e novas fontes de energia limpa”, disse.

“A ideia é que o ciclo promova discussões inteligentes em torno de questões centrais que a química proporciona, levando em conta a ciência básica de qualidade, mas também o desenvolvimento sustentável e o desenvolvimento socioeconômico do país”, disse.

A química, segundo a professora, dará uma contribuição especialmente estratégica para o Brasil na área de energia, mudanças climáticas e saúde.

“Não é possível pensar em novas alternativas de energia e em sustentabilidade energética em um mundo com tamanha densidade populacional sem um desenvolvimento fundamentado em uma química inteligente. Nosso grande desafio é fazer com que a química seja uma ciência atraente para a nova geração de cientistas”, afirmou.

A química, segundo ela, tem potencial para ajudar a solucionar os grandes desafios globais – em especial as questões da energia, das mudanças climáticas e da saúde. “Esses três desafios envolvem praticamente todos os ramos da ciência, da medicina à física, da biologia às humanas. Mas a química permeia todos eles”, disse.

Balanço de nitrogênio

Segundo Arnaldo Alves Cardoso, professor da Unesp de Araraquara (SP), o papel da química na questão das fontes alternativas de energia e das mudanças climáticas tem relação com o grave problema do balanço de nitrogênio no planeta.

Os fertilizantes baseados em nitrogênio foram um avanço que permitiu a revolução verde, que garantiu a sobrevivência de bilhões de pessoas. Mas isso alterou o balanço de nitrogênio na Terra. “Em 1990, o homem já produzia tanto nitrogênio quanto a própria natureza. Com o uso dos fertilizantes, grande parte desse nitrogênio acaba no meio ambiente”, disse.

Na cana-de-açúcar, base do etanol, que é a principal alternativa de combustível limpo no Brasil – com um papel importante na mitigação das mudanças climáticas -, o uso de fertilizantes é pequeno, segundo Cardoso.

“Mas, no caso do etanol, o nitrogênio volta praticamente em sua totalidade ao meio ambiente. Depois, a combustão ainda gera muito mais nitrogênio. Os biocombustíveis são aparentemente corretos do ponto de vista ambiental, mas sua produção gasta água e gera um excesso de nitrogênio que vai acabar nos oceanos e nas águas interiores, podendo provocar excesso de algas e, consequentemente, morte de peixes, perda de biodiversidade e emissões de aerossóis”, disse.

De acordo com Cardoso, a química terá muitos problemas para resolver no contexto das mudanças climáticas. Os combustíveis fósseis geram gases de efeito estufa, enquanto os biocombustíveis dependem de terra, água e fertilizantes. O tratamento dos esgotos também gera nitrogênio reativo.

“Será preciso buscar inovações para minimizar o enxofre nos combustíveis fósseis e produzir fertilizantes inteligentes. No caso dos biocombustíveis, a química terá a missão de obter alternativas produzidas por biomassa vegetal, a partir de plantas que usam menos terra, água e fertilizante. Será importante também desenvolver algas para consumir o nitrogênio reativo, além de melhorar a eficiência de catalisadores dos automóveis”, afirmou.

Antropoceno

Carlos Nobre, pesquisador do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais, afirmou que o impacto profundo das atividades humanas no sistema terrestre já leva muitos cientistas a defender que o planeta entrou em uma nova era geológica depois do Holoceno – o Antropoceno, caracterizado pela aceleração vertiginosa da população, das emissões de carbono e da elevação da temperatura, entre outros itens.

“Hoje estima-se que o mundo ganhe cerca de 9 mil pessoas por hora. A população já cresceu 8,4 vezes desde 1920, aumentando o uso de energia em 26 vezes. Nos últimos anos, houve uma dramática degradação do capital natural do planeta. As curvas das emissões de carbono, nitrogênio e de aumento da temperatura também são exponenciais”, disse.

Essas curvas, no entanto, não poderão manter um crescimento exponencial por muito tempo, segundo Nobre. “Essas curvas serão reguladas, no futuro, por políticas públicas que devem começar a ser implementadas agora, ou por um colapso do sistema terrestre”, afirmou.

De acordo com Nobre, as técnicas disponíveis atualmente para retirar o dióxido de carbono da atmosfera são proibitivas do ponto de vista energético, além de permitirem apenas um sequestro de carbono em ritmo muito lento.

“Desenvolver uma solução para isso não traria uma resposta imediata – mesmo se parássemos completamente de emitir carbono, os problemas não seriam revertidos tão cedo -, mas conseguir essa solução poderá se tornar algo muito importante no futuro”, afirmou.

Além do efeito estufa, as emissões de dióxido de carbono também causam problemas no mar, segundo Nobre. Dos 10 bilhões de toneladas do gás que são lançados na atmosfera por ação humana, cerca de 2 bilhões são absorvidos pelos oceanos, tornando-os mais ácidos.

“Por 25 milhões de anos, o pH dos oceanos variou entre 8,3 e 8, mas a absorção do CO2 está tornando a água mais ácida. A estimativa é que, se o pH chegar a 7,8, isso impossibilitará a formação de aragonita, um mineral essencial para a formação das conchas. Isso poderá ameaçar 40% de todos os organismos marinhos. Esse é um problema essencialmente químico”, disse.

Hidrogênio, energia solar e água

Para Jailson de Andrade, professor do Instituto de Química da Universidade Federal da Bahia, a energia, os alimentos e a água serão os principais desafios para a humanidade no século 21, com impacto nas questões do meio ambiente, da pobreza, da população, das doenças, da educação e da democracia.

“No desafio energético, a alternativa nuclear tem grandes limitações: além de ser inviável para aplicação nos transportes, há o problema complexo do manejo dos resíduos. Quanto à célula combustível a hidrogênio  – embora resolva o problema dos resíduos -, apresenta um grande obstáculo tecnológico relacionado à geração, estocagem e transporte de hidrogênio.

“O custo, além disso, é elevado. A energia solar é uma alternativa que precisa ser mais explorada. O desafio é que as células fotovoltaicas convertem no máximo 30% da luz solar em eletricidade e a captação em grande escala é complexa”, disse.

A questão da água, segundo Andrade, se relaciona principalmente à disponibilidade, já que 97% da água do planeta é salgada e só 1% está acessível. De acordo com ele, existem 1 bilhão de pessoas hoje sem acesso à água de qualidade. Quanto aos alimentos, o problema é que 4 bilhões de pessoas vivem em cidades e não produzem comida, apenas consomem.

“A química terá um papel importante na solução desses problemas. Será preciso aprimorar a captura de energia solar e as baterias recarregáveis, melhorar a célula combustível a hidrogênio e criar catalisadores para que o carvão seja usado de forma mais limpa. O uso da biomassa para energia precisará avançar”, afirmou.

Para manter o nível de gases de efeito estufa estabilizado em 550 partes por milhão até 2050 – meta necessária para que a temperatura não suba mais que 2º C, causando mudanças irreversíveis no planeta -, será preciso produzir 20 terawatts a mais de energia sem carbono, segundo Andrade. “Isso é mais que todo o consumo atual de energia. Acredito que só a energia solar poderá prover essa quantidade de energia limpa”, afirmou.

Etanol e biodiesel

Gláucia Mendes Souza, professora do Instituto de Química da Universidade de São Paulo, traçou um panorama histórico das pesquisas relacionadas ao etanol no Brasil.

“O BIOEN, que envolve 314 pesquisadores de 11 países, teve 55 projetos aprovados em seis chamadas, já investiu cerca de R$ 57 milhões e aprovou 118 bolsas de estudo. Pelo menos um terço dos projetos, segundo ela, trata de temas relacionados à química”, disse.

Segundo ela, o programa herdou os dados do projeto Sucest – que envolveu 240 pesquisadores de mais de 40 instituições, sendo 17 delas do exterior – e avaliou o transcriptoma da cana, montando um vasto banco de dados sobre o material genético da planta. Para isso foram sequenciados fragmentos de genes denominados ESTs (etiquetas de sequência expressa).

“O maior desafio da genômica atualmente é o sequenciamento do genoma da cana-de-açúcar, que é extremamente complexo, com mais de 10 bilhões de pares de bases e muitos trechos repetidos. Utilizando uma tecnologia conhecida como shotgun, conseguimos obter 11 milhões de corridas leituras, em seis meses, com cerca de 70% de cobertura de regiões ricas em genes”, disse.

Biocombustível de terceira geração

Luiz Ramos, da Universidade Federal do Paraná, falou na conferência sobre as pesquisas brasileiras relacionadas ao biodiesel.

Segundo ele, além do biodiesel produzido comercialmente, de primeira geração, os cientistas trabalham em escala piloto com o biodiesel de segunda geração, com base em materiais lignocelulósicos, e pesquisam o combustível de terceira geração, com base em processos fermentativos.

“As principais matérias-primas utilizadas hoje no biodiesel de primeira geração são o óleo de soja (75%), a gordura bovina (20,5%) e o óleo de algodão (2,4%). Mesmo no biodiesel de primeira geração temos problemas com a estabilidade oxidativa e com as propriedades de fluxo a frio”, disse.

Existem várias alternativas de matérias-primas para a segunda e terceira geração, segundo ele, incluindo o óleo de dendê, o pinhão-manso, a graxa de caixas de gordura e as algas e microalgas.

“Nesses casos, no entanto, os problemas são mais graves. As algas e microalgas, em especial, são grandes oportunidades, com múltiplas possibilidades na indústria de transformação. Os principais gargalos são a logística de produção em larga escala, o alto custo da produção de micronutrientes e a ampliação de escala dos fotobiorreatores”, afirmou.

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O agente resolve um problema antigo ao ser capaz de dissolver sem alterar a composição química da substância.

A dissolução é um passo essencial para a análise de amostras, usada para avaliações de controle de qualidade ou da presença de componentes inorgânicos ou orgânicos, tóxicos ou não.

Os autores da descoberta são os professores Claudio Luis Donnici e José Bento Borba da Silva, do Departamento de Química da UFMG.

A substância, registrada com a marca Universol, está pronta para ser aplicada e ter sua tecnologia transferida a empresas que desejem produzir e comercializar o produto em larga escala.

Solvente universal

Segundo Donnici, o Universol é útil, por exemplo, para mostrar se um cosmético ou um alimento contém metal pesado, ou se a casca de uma árvore a ser utilizada para produzir um medicamento está contaminada com metais ou substâncias tóxicas.

“Ele também dissolve rapidamente carnes, unha, cabelo, pele, sementes, cereais ou qualquer outra matéria orgânica”, comenta o professor.

Segundo Donnici, o composto é um agente solubilizante simples, eficiente e reprodutível, que dissolve praticamente qualquer tipo de amostra em um tempo que varia de um a 30 minutos. “Por isso pode ser considerado um agente solubilizante praticamente universal”.

Outra vantagem do solvente é promover a solubilização à temperatura ambiente e, em quase todos os casos, sem necessidade de uso de métodos adicionais, como ultrassom e micro-ondas.

“Apesar do seu enorme poder solubilizante, o Universol é um reagente seguro, que pode ser manipulado sem complicações em qualquer laboratório e com a utilização de frascos de vidro ou de plástico (tipo eppendorf) comuns”, informa.

Solubilização rápida

Claudio Donnici ressalta que outros agentes conhecidos de solubilização demoram cerca de 12 horas para dissolver, por exemplo, amostras de unhas ou de fios de cabelo, enquanto o Universol realiza essa solubilização em cerca de 30 minutos.

“Com o desenvolvimento desse método, mais simples e adequado para preparação de amostras, evitam-se dissoluções ácidas, extrações e outras dificuldades para o uso de técnicas espectrométricas de análise química, tornando-o mais viável para análises de grande quantidade de qualquer tipo de amostras para avaliação da sua composição química, especialmente quanto aos componentes inorgânicos”, explica.

A equipe realizou testes com diversos materiais e demonstrou a eficácia do agente em alimentos, desde bebidas a cereais a sementes; em qualquer tecido animal ou vegetal; amostras minerais e inorgânicas ou biológicas, a exemplo de cogumelos, insetos e microrganismos, bem como em resíduos biológicos e materiais petroquímicos da área de cosméticos, o que possibilitou a realização de testes cromatográficos e espectrométricos, para análises das mais diversas.

“O grande trabalho foi mostrar o escopo e a confiabilidade da técnica para os mais variados tipos de amostra”, informa Donnici.

Simplicidade impressionante

Donnici conta que os estudos foram patrocinados por um programa da Fundação de Amparo à Pesquisa de Minas Gerais (Fapemig), cujo objetivo era consolidar estudos ambientais avançados.

“A intenção era estabelecer novas tecnologias científicas e computacionais para o monitoramento ambiental e análise de poluentes. Dentre as várias descobertas realizadas nesses anos de pesquisas, destacamos o desenvolvimento do Universol”, comenta.

“O problema preliminar de análise química orgânica ou inorgânica dos mais diversos materiais é obter a total dissolução das amostras, com a formação de soluções homogêneas, de modo a não alterar sua composição química”, esclarece.

Donnici revela que a equipe ficou impressionada com o que descobriu, uma vez que a composição é relativamente simples e barata, “de alta eficiência e rapidez e de escopo e aplicabilidade enormes”.

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