Aula 8 -  Química Ambiental Verde

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AULA 8 – Química Ambiental 
Verde
Profª/Drª Liliane Garcia
Eng. Ambiental e Segurança no Trabalho
Curso Técnico em Meio Ambiente
QUÍMICA AMBIENTAL
INTRODUÇÃO
A preocupação com gerenciamento adequado das
substâncias tóxicas desde o momento em que
foram produzidas até sua disposição final é uma
tendência
Princípios e ações devem ser aplicados para
prevenir ou reduzir seus efeitos adversos sobre o
ambiente e a saúde humana
Química Verde
●Foram tratados os principais assuntos relacionados à química 
do meio ambiente!
Estudo de origem, efeitos, transporte e destino das espécies 
químicas (antropogênicas ou naturais) no meio ambiente.
Tratar de alguns aspectos da química para o meio ambiente
Uso da química para melhorar o meio ambiente por meio da 
minimização dos níveis de poluentes, especificamente com 
relação aos processos produtivos
INTRODUÇÃO
Química Verde
●O modo como lidamos com a questão da poluição ambiental e 
do impacto humano sobre o meio ambiente mudou ao longo do
tempo
Percepção de que nossas atividades causavam danos à nossa 
saúde e ao nosso habitat levou-nos à tentativa de diminuir ou 
evitar danos
INTRODUÇÃO
Química Verde
●Sistema produtivo: em um primeiro momento adotou medidas 
em que os poluentes (ou seu excesso) eram removidos do fluxo
de resíduos, antes de seu lançamento ao meio ambiente.
Tal abordagem é conhecida como abatimento de “fim-de-
tubo” ou “ponta-de-chaminé”
Órgãos governamentais, centros de pesquisa, universidades e
organizações não-governamentais 
monitoram o correto cumprimento desses limites ou a
necessidade de revisá-los e de estabelecer limites e restrições 
a novas espécies
INTRODUÇÃO
Química Verde
Ao longo de tempo, vem tornando-se cada vez mais clara a necessidade do
uso eficiente dos recursos
Em função da redução 
do custo dos processos
Impacto dos processos
produtivos no meio ambiente
e de sua sustentabilidade em
médio e longo prazos
INTRODUÇÃO
Química Verde
●Na década de 1990: o modo mais eficiente de lidar com essa questão era 
evitar gerar os resíduos em primeiro lugar, em vez de tratá-los ou remediar 
os danos por eles causados
Surgimento da “química sustentável” ou “química verde”
“ A invenção, o desenvolvimento e a aplicação de produtos e processos 
químicos para reduzir ou eliminar o uso e a geração de substâncias
perigosas”
● Substâncias perigosas: aquelas que prejudicam, de algum modo, a saúde
humana ou o meio ambiente
INTRODUÇÃO
Química Verde
a) Materiais de partida e produtos – Reduzindo quantidades e
periculosidade, aumentando degradabilidade e eficiência, usando
materiais renováveis;
b) Reagentes e solventes – Reduzindo quantidades e periculosidade,
reciclando-os e reutilizando-os, usando materiais alternativos ou
eliminando seu uso.
c) Energia – Otimizando seu uso (por intermédio de processos otimizados,
equipamentos eficientes, redução de etapas), ou usando formas mais
eficientes;
d) Subprodutos – Aumentando a seletividade e a eficiência das reações.
ATUAÇÃO	DA	QV
Química Verde
e)Resíduos – Eliminando etapas do processo, aumentando eficiência e
seletividade das reações, reduzindo periculosidade, reciclando e
reutilizando.
f)Processo químico – Reduzindo o número de atapas (de reações químicas e
de operações unitárias necessárias), otimizando condições, usando
equipamentos eficientes, reduzindo periculosidade e riscos inerentes.
ATUAÇÃO	DA	QV
Os 12 princípios da química Verde
●Primeiro Princípio: Prevenir a formação de resíduos (no lugar de seu 
tratamento)
“ Evitar a produção do resíduo é melhor do que tratá-lo ou “limpá-lo” após 
sua geração”.
A avaliação da quantidade de resíduos gerados num determinado processo e
a decisão sobre qual processo é menos impactante, pode não ser uma tarefa
simples.
Uma das maneiras de avaliar a quantidade de resíduos gerados por um
processo é o fator de eficiência (fator E), proposto inicialmente por Roger
Sheldom.
12	PRINCÍPIOS	DA	QV
Os 12 princípios da química Verde
10 – Evitar produção de resíduos;
20 – Maximizar a economia de átomos;
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– Reduzir toxicidade;
– Desenvolver produtos seguros e eficientes;
– Eliminar/melhorar solventes e auxiliares de reação;
– Otimizar uso de energia;
– Usar fontes renováveis;
– Evitar derivados e múltiplas etapas;
90 – Usar catalisadores;
100 – Desenvolver produtos degradáveis;
110 – Monitorar/controlar processos em tempo real; 
120 – Desenvolver processos seguros.
Resumem-se à busca da redução de rejeitos, do uso de materiais e energia, do risco, da 
periculosidade e do custo de processos químicos.
12	PRINCÍPIOS	DA	QV
Os 12 princípios da química Verde
●Segundo Princípio: Economia de Átomos
“ Deve-se procurar desenhar metodologias sintéticas que possam maximizar
a incorporação de todos os materiais de partida no produto final”
Em vez de gerar subprodutos ou produtos secundários
• Pode ser medida pela eficiência atômica: determinada por meio da fração
da massa dos reagentes que foi incorporada ao produto de interesse.
12	PRINCÍPIOS	DA	QV
Os 12 princípios da química Verde
●Terceiro Princípio: Reduzir a toxicidade (de reagentes e produtos)
•Métodos sintéticos e processos devem ser planejados de modo a gerar
apenas substâncias que tenham pouca ou nenhuma toxicidade em organismos
vivos ou efeito no meio ambiente.
●Quarto Princípio: Desenvolver produtos seguros e eficientes
•Produtos que tenham baixa ou nenhuma toxicidade, causem baixo ou
nenhum dano ao serem introduzidos no meio ambiente e tenham uma baixa
persistência, ou seja, elevada degradabilidade.
Exemplo: síntese de pesticida baseado em materiais renováveis (é obtido
por fermentação) que apresenta um modo de ação que atinge
especificamente os insetos sensíveis, com baixa toxicidade ao homem.
12	PRINCÍPIOS	DA	QV
Os 12 princípios da química Verde
●Quinto Princípio: Eliminar ou tornar seguros solventes e outros 
auxiliares de reação
•Deve-se eliminar por completo, reduzir o uso (por meio de otimização,
reuso ou reciclagem) e/ou periculosidade de solventes e outros
auxiliares de reação.
•Solubilizar materiais e reagentes, promover o transporte de massa e
energia, estabilizar espécies químicas intermediárias (muitas vezes
alterando os produtos da reação que seriam obtidos em sua ausência),
entre outros.
•Muitas vezes, sua total eliminação é simplesmente impossível, o que
requer
alternativas mais adequadas.
12	PRINCÍPIOS	DA	QV
Os 12 princípios da química Verde
●Sexto Princípio: Otimizar o uso de energia
•O uso de energia deve ser feito da forma mais eficiente possível, quer 
seja através da otimização de processos (processos catalisados, feitos a 
temperaturas mais baixas e pressões menores), do uso de equipamentos 
mais eficientes ou de formas mais eficazes de energia (usar microondas no 
lugar de aquecimento por calor, por exemplo)
•A energia causa impacto ambiental para ser produzida
Tanto em termos de geração de resíduos quanto de diminuição de recursos 
(danos históricos)
Redução de seu uso irá diminuir os resíduos e impactos do processo
12	PRINCÍPIOS	DA	QV
Os 12 princípios da química Verde
●Sétimo Princípio: Usar fontes renováveis de matérias-primas
•Os recursos renováveis devem sempre ter preferência na escolha de
matérias-primas e reagentes, de modo a possibilitar maios sustentabilidade
do processo.
●Oitavo Princípio: Evitar derivação desnecessária
•O uso de grupos protetores ou o acréscimo de etapas por meio da
produção de derivados devem ser evitados.
É essencial o desenvolvimento de catalisadores mais efetivos, que promova 
maior seletividade das reações
12	PRINCÍPIOS	DA	QV
Os 12 princípios da química Verde
●Nono Princípio: Catálise (catalisadores são preferíveis a reagentes)
•Catalisadores efetivamente reaproveitáveis, preferencialmente
heterogêneos (em virtude da maior facilidade de separação) são preferíveis
a reações feitas sem catálise (mais lentas e com maior consumo de energia)
ou a catalisadores que acabam sendo consumidos no processo durante areação.
Exemplo: na obtenção do biodiesel, o catalisador básico utilizado (NaOH ou
um alcoolato de sódio ou potássio) precisa ser neutralizado com ácido
sulfúrico após a transesterificação
Gerando um volume maior de resíduos (a base e o ácido consumidos, além do
sal formado)
12	PRINCÍPIOS	DA	QV
Os 12 princípios da química Verde
●Décimo Princípio: Desenvolver produtos degradáveis após o término de sua
vida útil
•Os produtos devem ser desenvolvidos para serem ativos e estáveis
durante sua vida útil, mas sofrerem degradação rápida no ambiente após o
término dessa vida útil
É necessário controlar o tempo de persistência de um novo material no 
ambiente, por meio de produtos mais degradáveis
●Décimo Primeiro Princípio: Monitorar/controlar processos em tempo real
•O monitoramento e o controle de processos químicos em tempo real, que
utilizem técnicas analíticas e algoritmos computacionais adequados, é
essencial para a otimização desses processos
12	PRINCÍPIOS	DA	QV
•Evitando, assim, geração de subprodutos indesejáveis, desperdício de 
energia, materiais e outros elementos.
•Décimo Segundo Princípio: Desenvolver processos intrinsecamente seguros
•Processos químicos devem ser desenvolvidos com o objetivo de reduzir seu
risco inerente, de modo a evitar danos extensivos caso haja um acidente ou
problema com o processo.
•Isso inclui:
-O uso de reagentes e solventes seguros, com menor periculosidade e
toxicidade;
-Pressões e temperaturas aceitáveis, bem controladas;
-Equipamento adequado e projetado para o fim específico a que destina;
-Mecanismos de controle e monitoramento do processo, de modo que falhas
ou problemas sejam detectados antes que causem maiores consequências;
12	PRINCÍPIOS	DA	QV
PREVENÇÃO
• Incentivar e promover o uso racional de energia
• Usar combustível com baixos teores de S
• Empregar a reciclagem para reduzir a geração
de resíduos perigosos;
• Reduzir o desperdício nas embalagens de
produtos
• Desenvolver tecnologias alternativas de
produção visando a minimizar a geração de
resíduos sólidos, líquidos e gasosos
PREVENÇÃO
• Minimizar o uso de pesticidas mediante boas
práticas agrícolas e o combate de pragas
• Incentivar a produção de automóveis que para
reduzem a quantidade das emissões
• Viabilizar sistemas adequados de transporte
público p/ reduzir o uso do transporte individual
• Prover legislação e fiscalização para prevenir a
importação de substâncias perigosas que
tenham tido seu uso banido ou severamente
restringido em outros países
REGULAMENTOS,	INCENTIVOS	E	
PADRÕES
Visam proteger a saúde pública e eliminar ou
reduzir a um nível aceitável a exposição a
substâncias químicas tóxicas
Os regulamentos devem ser claros e disciplinar
assuntos como os requerimentos para o
tratamento de efluentes industriais
Os padrões nacionais deve obedecer a um
processo cuidadoso, no qual os riscos à saúde
precisam ser considerados
REGULAMENTOS,	INCENTIVOS	E	
PADRÕES
Visam proteger a saúde pública e eliminar ou
reduzir a um nível aceitável a exposição a
substâncias químicas tóxicas
Os regulamentos devem ser claros e disciplinar
assuntos como os requerimentos para o
tratamento de efluentes industriais
Os padrões nacionais deve obedecer a um
processo cuidadoso, no qual os riscos à saúde
precisam ser considerados
Química Verde
Impacto ambiental/toxicidade de substâncias ou classes de 
substâncias
Limites de
emissão aceitáveis
Legislação
Específica
REGULAMENTOS,	INCENTIVOS	E	
PADRÕES
25FIM DA AULA