quimica verde

Prévia do material em texto

1 
 
ESVERDEANDO O CURRÍCULO 
DE QUÍMICA 
 
No final dos anos 60 e começo dos 70, quando o meio ambiente recebeu muita atenção, incluindo a criação 
da Agência de Proteção ao Meio Ambiente (EPA) e a celebração do 1º Dia da Terra, ambos ocorrendo em 1970. 
Desde então, foram aprovadas mais de 100 leis relacionadas ao meio ambiente nos Estados Unidos. Estas incluem 
as doze principais leis, que estão listadas abaixo. 
 
 Lei do Ar Limpo, de 1970. Regula as emissões de poluentes ao ar. 
 Lei da Política Nacional do Meio Ambiente, de 1972. Exige, em parte, que a EPA revise as 
informações sobre o impacto ambiental dos principais projetos federais propostos (exemplos: rodovias, 
edifícios, aeroportos, parques e complexos militares). 
 Lei da Água Limpa, de 1972. Estabelece os programas de subsídios para a construção de estações 
de tratamento da água de esgoto e um programa de regulamentação e cumprimento da lei para o despejo 
de poluentes na água nos EUA. 
 Lei Federal para Inseticidas, Fungicidas e Raticidas, de 1972. Controla a distribuição, venda e uso 
de produtos pesticidas. Todos os pesticidas devem estar registrados (licenciados) pela EPA. 
 Lei para o Descarte de Resíduos nos Oceanos, de 1972. Regula o despejo intencional de materiais 
dentro das águas oceânicas. 
 Lei da Água Potável, de 1974. Estabelece padrões primários para água potável. 
 Lei do Controle de Substâncias Tóxicas, de 1976. Exige a análise, o controle e a proteção de todos 
os produtos químicos produzidos até serem descartados. 
 Lei de Conservação e Recuperação dos Recursos, de 1976. Regula os resíduos sólidos e perigosos 
desde a produção até o descarte. 
 Lei de Pesquisa Ambiental e Demonstração de Desenvolvimento, de 1976. Autoriza todos os 
programas de pesquisa da EPA. 
 Lei Ampla da Resposta Ambiental, Indenização e Responsabilidade, de 1980, mais conhecida como 
Superfundo. Estipula um superfundo federal para limpar locais com resíduos perigosos abandonados, 
vazamentos acidentais e outras emergências, como a emissão de poluentes no meio ambiente. 
 Lei sobre Planos de Emergência e Direito de Saber da Comunidade. Exige que as indústrias 
informem as suas emissões de contaminantes e incentivem as comunidades locais a exigirem um 
planejamento para emergências químicas. 
 Lei de Prevenção à Poluição, de 1990. Busca prevenir a poluição pelo incentivo às empresas para 
reduzir a geração de poluentes através de mudanças economicamente efetivas na produção, operação, e 
uso da matéria-prima. 
 Todas estas leis, com uma exceção, tratam da poluição após ser gerada. Estas leis estão, em geral, 
focadas no tratamento e redução da poluição e tornaram-se conhecidas como leis de “comando e controle”. Em 
muitos casos, estas leis, as quais foram aprovadas no Congresso dos EUA, estabelecem o cumprimento dos limites 
e horários para emissão de poluição, com pouca preocupação com relação à possibilidade de a ciência/tecnologia 
poderem atingir estas metas e com pequena importância dada também aos custos econômicos destas leis. O risco 
associado a um produto tóxico é função apenas do Perigo e da Exposição. As leis “da saída dos canos ou das 
chaminés”, procuram controlar o Risco através da prevenção à exposição aos produtos tóxicos e perigosos. 
Obviamente, na maioria das vezes não se tem conseguido esta prevenção à exposição. 
Risco = f(Perigo, Exposição) 
 Embora estas leis tenham realizado muito em termos de melhoramento do nosso ambiente, pelo controle 
da nossa exposição à substâncias perigosas, nós ainda temos um longo caminho a seguir. Por exemplo, com base 
no Inventário de Substâncias Tóxicas Emitidas (TRI), que é parte Lei sobre Planos de Emergência e Direito de 
Saber da Comunidade (EPCRA), as empresas são obrigadas a relatar o uso e/ou emissão de certas substâncias 
perigosas. Em 1997, as indústrias informaram que 10,8 milhões de toneladas de substâncias perigosas foram 
tratadas, recicladas, usadas para produção de energia, depositadas e/ou lançadas no ambiente. Esta lei inclui 
somente 650 dos 75000 produtos químicos em uso no comércio americano hoje, e somente as empresas que 
fabricam ou processam mais que 11000 kg ou usam mais que 4500 kg de uma substância presente na lista são 
obrigadas a informar. 
2 
 
Tradicionalmente, as empresas têm subestimado as regras para o meio ambiente e as têm considerado como 
uma dificuldade econômica. Para cumprir os regulamentos do meio ambiente está estimado um custo entre 100 e 
150 bilhões de dólares para as indústrias dos EUA. Desde que a EPA foi encarregada da implementação e 
cumprimento destas leis, a relação entre a indústria e a EPA tem sido de adversidade e desconfiança. 
 Na última década, um novo paradigma tem emergido na EPA, anunciado, em parte pela Lei de Prevenção à 
Poluição, de 1990. Esta é a primeira e única lei que está focada na prevenção da poluição, ao invés do típico 
tratamento e remediaçao. A EPA está agora tentando se associar com a indústria para encontrar métodos mais 
flexíveis e economicamente viáveis não somente nas regras já existentes, mas também prevenindo a poluição na 
sua origem. Em 1991, a química verde tornou-se um objetivo formal da EPA (química verde na EPA). A Química 
Verde ou a Química Benéfica ao Meio Ambiente é o desenvolvimento de produtos e processos químicos 
que reduzem ou eliminam o uso e geração de substâncias perigosas.
1
 Desta maneira, em vez de limitar o 
Risco mediante à Exposição prolongada a produtos químicos perigosos, a Química Verde tenta reduzir e, 
preferencialmente, eliminar o Perigo, negando assim a necessidade de controlar a Exposição. O ponto chave está 
no fato de que, se não usarmos ou produzirmos substâncias perigosas, então o Risco é zero, e nós não teríamos 
que nos preocupar com o tratamento das substâncias perigosas ou limitar nossa exposição a elas. 
A Química Verde vem ganhando uma forte base de apoio nas áreas de pesquisa e desenvolvimento, tanto na 
indústria quanto na universidade. Diversas conferências e encontros (ex.: Química Verde e a Conferência de 
Engenharia) são realizados a cada ano com a química/tecnologia verde como seus focos. A Revista Green 
Chemistry, que estreou em 1999, o Green Chemistry Institute foi criado recentemente e os Prêmios Presidenciais 
Desafio em Química Verde foram criados em 1995. 
 
PRÊMIOS PRESIDENCIAIS DESAFIO EM QUÍMICA VERDE 
 Os Prêmios Presidenciais Desafios em Química Verde foram anunciados em 1995 pela administração 
Clinton e os primeiros premiados foram anunciados em 1996. Estes prêmios são um meio de reconhecer as 
realizações que se destacam na química/tecnologia verde aplicada e são os únicos prêmios concedidos a nível 
presidencial. Os indicados para estes prêmios devem demonstrar como seu trabalho contempla ou atende a um ou 
mais dos seguintes critérios: 
 Tornar verde as condições de reação para uma síntese tradicional (ex.: substituição de um solvente 
orgânico por água ou não usar nenhum solvente). 
 Tornar verde uma síntese que empregue uma substância química tradicional (ex.: uma síntese onde 
se use biomassa ao invés de reservas petroquímicas ou o uso de catalisador em vez de reagentes 
estequiométricos). 
 A síntese de um composto que seja menos tóxico, mas tenha as mesmas propriedades desejadas 
do composto já existente (ex.: um novo pesticida que seja tóxico somente para os organismos alvos e que 
biodegrade em substâncias benéficas ao ambiente). 
Os exemplos de química/tecnologia verde que foram desenvolvidos abrangem quase todas as áreas da 
química incluindo química orgânica, bioquímica, química inorgânica, química de polímeros, toxicologia, química 
ambiental, físico-química, química industrial, etc. Alguns exemplos de química/tecnologia verde que ganharam o 
Prêmio Presidencial Desafios em Química Verde são: 
 O conceitode economia de átomos, de Barry Trost que olha para os átomos utilizados e para os 
que viram resíduos em uma reação. 
 Uma nova síntese do ibuprofeno, que é bem melhor em termos de economia de átomos e 
prevenção de poluição. 
 O uso de dióxido de carbono residual como um agente de sopro (que não destrói a camada de 
ozônio, diferentemente dos agentes de sopro tradicionais, como o CFC) para espumar poliestireno. 
 Desenvolvimento de surfactantes para o dióxido de carbono, possibilitando o uso de CO2 como 
solvente (por exemplo em lavagem a seco). 
 Desenvolvimento de ativadores oxidantes para peróxido de hidrogênio. Isto permite, por exemplo, a 
substituição dos branqueadores contendo cloro (que atacam a camada de ozônio) por peróxido de 
hidrogênio, na produção de papel. 
 O desenvolvimento de novos inseticidas, que são mais específicos para os organismos alvos. 
 
 
3 
 
OS DOZE PRINCÍPIOS DA QUÍMICA VERDE1 
 Anastas e Warner desenvolveram os Doze Princípios da Química Verde, para auxiliar na avaliação de quão 
verde é um produto químico, uma reação ou um processo. 
1. É melhor evitar a formação do resíduo do que tratar ou limpar o resíduo depois que ele é formado. 
2. É necessário desenvolver métodos sintéticos que maximizem a incorporação de todos os materiais 
usados no processo ao produto final. 
3. Sempre que praticável, é preciso desenvolver metodologias sintéticas que usem e gerem 
substâncias que possuam pouca ou nenhuma toxicidade à saúde humana e ao ambiente. 
4. É preciso desenvolver produtos químicos que preservem a eficácia da sua função ao mesmo tempo 
em que sua toxicidade é reduzida. 
5. O uso de substâncias auxiliares (p.ex. solventes, agentes de separação, etc.) precisa se tornar 
desnecessário sempre que possível e, quando usados, devem ser inócuos. 
6. A demanda de energia precisa ser reconhecida por seus impactos econômicos e ambientais e deve 
ser minimizada. Os métodos sintéticos devem ser conduzidos à temperatura e pressão ambientes. 
7. Sempre que viável econômica e tecnicamente, deve-se utilizar matéria-prima de fonte renovável. 
8. Deve-se evitar, sempre que possível, derivatizações desnecessárias (grupos bloqueadores, 
proteção/desproteção, modificação temporária de processos físicos/químicos). 
9. Reagentes catalíticos (tão seletivos quanto possível) são superiores aos reagentes 
estequiométricos. 
10. É necessário desenvolver produtos químicos que, ao final de sua função, não persistam ao 
ambiente e se degradem em produtos inócuos. 
11. Será necessário o desenvolvimento de metodologias analíticas que permitam um monitoramento e 
controle em tempo real dentro do processo, antes que substâncias danosas se formem. 
12. Deve-se escolher substâncias e maneira de se utilizá-las em um processo químico de tal forma que 
o potencial para acidentes químicos, incluindo vazamentos, explosões e incêndios, seja minimizado. 
EXPONDO OS ESTUDANTES À QUÍMICA VERDE 
Em 2000, Daryle Busch, presidente da Sociedade Americana de Química disse que “a química verde 
representa os pilares que manterão o nosso futuro sustentável. É imperativo que se ensine o valor da química verde 
para os químicos do amanhã.” 
 É claro que muitas indústrias e pesquisadores de muitas universidades reconhecem o significado da química 
verde. No entanto, muito pouca discussão sobre química verde tem encontrado o seu lugar dentro do currículo da 
química. Embora nós e outros
2
 tenhamos feito somente tentativas isoladas para trazer a química verde para dentro 
das salas de aula, a EPA e a ACS reconheceram a necessidade de fazer um esforço em conjunto e com 
sustentação para esverdear o currículo de tal modo que os futuros químicos sejam ensinados a “pensar verde”. O 
Projeto de Desenvolvimento de Materiais Educativos para Química Verde da EPA/ACS, começou em um workshop 
em outubro de 1998. O objetivo deste projeto é desenvolver materiais que ajudarão na inclusão da Química Verde 
no currículo. Os maiores focos deste projeto são o desenvolvimento de uma Bibliografia Comentada de Química 
Verde, Experimentos Química Verde para o Laboratório, Exemplos de Química Verde do Mundo Real (Real-Word 
Cases in Green Chemistry) e cursos rápidos de química verde. John Warner, da U. Mass. Boston, está encarregado 
dos dois primeiros projetos e o terceiro é um projeto realizado por Michael Cann e Marc Connellly, da Universidade 
de Scranton. 
Real-Word Cases in Green Chemistry foi publicado em março de 2000. Este trabalho, que foi publicado pela 
ACS, é uma tentativa de compilar e editar informação de química verde para que os professores de química 
possam usar esta informação para esverdear o currículo da química em suas instituições. Cada exemplo enfoca um 
ganhador ou indicado ao Prêmio Presidencial Desafio em Química Verde. 
Para poder colorir de verde o currículo de química seguindo etapas lógicas, estamos desenvolvendo módulos 
de química verde para incluí-los em disciplinas específicas de química. Estes módulos estão sendo desenvolvidos 
pelos professores que lecionam estas disciplinas. A introdução à química verde que você está lendo agora é parte 
deste empreendimento. 
 
 
4 
 
QUESTÕES 
1. O que as onze primeiras leis americanas do meio ambiente têm em comum? Como isto contrasta com a Lei 
da Prevenção da Poluição, de 1990? 
2. Quais são os três critérios do Prêmio Presidencial Desafios em Química Verde? 
3. Defina química verde. 
4. Qual(is) dos Doze Princípios da Química Verde trata(m) da economia de átomos? 
5. Em uma reação química, o que quer dizer substância auxiliar? Procure um exemplo de uma reação 
orgânica que você tenha feito e liste as substâncias auxiliares que você usou. 
6. Porque os catalisadores são superiores aos reagentes estequiométricos (em sua resposta é necessário que 
você explique os termos catalítico e estequiométrico)? 
7. O que é o Inventário de Substâncias Tóxicas Emitidas? 
8. Considere um produto ou um processo químico que você conheça. Com os Doze Princípios da Química 
Verde como seu guia, invente formas para fazer este produto ou processo mais verde. 
REFERÊNCIAS 
1. Anastas, Paul T., and Warner, John C. Green Chemistry Theory and Practice, Oxford University Press, New York, 
1998. 
2. a) http://jchemed.chem.wisc.edu/Journal/Issues/1995/Nov/abs965.html 
 b) Teaching green chemistry, Albert Matlack, Green Chemistry, 1999, 1 
 (001), G19-G20