Classificações de tratamentos

No tratamento secundário de efluentes podemos caracterizá-los de duas formas.  Primeiramente, podemos ter os processos em função da aeração, por exemplo, aeróbios e anaeróbios.

Nos processos aeróbios, a reação ocorre com a presença de oxigênio. Como produto, temos a formação de CO2, lodo e efluente.

Em contrapartida, nos processos anaeróbios, não contamos com a presença de oxigênio. É de se esperar que também tenhamos como produto lodo e efluente. Mas e o CO2?

Neste caso, ao invés de produzirmos CO2, temos a produção de biogás. Por outro lado, podemos classificar, também, os processos da forma como ocorre o crescimento microbiano, isso quer dizer que, o crescimento pode ocorrer disperso no líquido ou aderido em um suporte.

Vamos destrinchar um pouco mais esses processos!?

Processos Aeróbicos no tratamento de efluentes

Como vimos anteriormente, os processos além de poderem ser aeróbios, também podem ser com crescimento disperso ou aderido. Com o crescimento disperso, estes processos ocorrem em lagoas de estabilização.

Em lagoas de aeração facultativa temos a ocorrência tanto do processo aeróbio, quanto do anaeróbio. Como assim?

Neste tipo de lagoa, a aeração, quando de forma natural, o oxigênio é fornecido por difusão atmosférica e ou fotossíntese. De forma artificial, temos o emprego de turbinas para facilitar a entrada de oxigênio, o que gera turbilhonamento na água. Além disso, ocorre apenas na superfície.

Já no fundo, temos a ocorrência do processo anaeróbio.  Em consequência, as zonas intermediárias podem realizar o processo de ambas as formas, sendo assim, dizemos que a aeração é facultativa.

Sobretudo, temos que ter a ocorrência de reações, não? E neste caso, ocorre mais de uma.  O material carbonáceo presente na superfície dos efluentes sofre oxidação enquanto o de fundo sofre fermentação anaeróbica.

Já o material nitrogenado sofre nitrificação.

Por fim, se tratando de lagoas aeradas, temos a mistura completa. Seu mecanismo de funcionamento visa manter sólidos e biomassa suspensos e dispersos no líquido, além de fornecer oxigênio. 

Comparando com os exemplos anteriores, temos um menor espaço de instalação e tempo de permanência. Todavia, os gastos com energia são maiores.

Em conclusão, o último processo aerado ocorre com o emprego de biodisco. Neste caso, o biofilme se adere nos discos e a medida que ocorre a rotação, a matéria orgânica e o ar entram em contato com a biomassa.

Processos anaeróbios no tratamento de efluentes

Os processos anaeróbios ocorrem por fases. 

Primeiramente, temos a ocorrência da hidrólise de moléculas grandes pela ação das enzimas que são liberadas pelas bactérias.

Na segunda fase, as bactérias produzem álcoois, ácidos, amônia e CO2 através da transformação dos macronutrientes presentes na matéria orgânica. Designamos essa fase como fase ácida.

Por fim, a fase metanogênica é onde ocorre realmente a formação do biogás , composto majoritariamente por metano, pela reação do dióxido de carbono com o hidrogênio. No decorrer da reação, verifica-se uma queda na velocidade de reação por conta do “isolamento” bacteriano pela formação de bolhas.

Esses equipamentos, conhecidos como biodigestores, podem funcionar tanto em bateladas como em operação contínua. Em suma, qual processo utilizar?

Essa resposta dependerá da sua matriz efluente, bem como teríamos que avaliar o processo com melhor custo benefício.

Acompanhem o blog da engenharia para ficarem por dentro dos próximos tópicos.

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De forma a fazer com que os atletas, em todos os esportes, compitam de forma justa e igualitária, foi criado um sistema de controle, o que chamamos de exame antidoping.

Em 1999, foi fundada a World Anti Doping Agency (WADA), organização responsável por regular e realizar a detecção de substâncias e técnicas proibidas nos jogos ao redor do mundo.

Com certeza você já ouviu falar que determinado atleta foi pego no exame antidoping, mas, sabe como ele é realizado? Ainda, o que a química tem a ver nessa história toda? 

O antidoping nos jogos olímpicos

O exame antidoping se constitui em fases, sendo elas: seleção do atleta, coleta de sangue e ou urina, transporte para um laboratório, análise da amostra e divulgação do resultado.

Porque sangue e ou urina? Os medicamentos após serem ministrados entram na corrente sanguínea e este sangue é filtrado nos rins. Diante disso, parte das substâncias tóxicas são excretadas na urina.

Na fase de seleção do atleta, alguns atletas e obviamente, o primeiro colocado, são escolhidos de forma aleatória e são notificados para serem submetidos ao exame.

Coleta

Nessa fase o atleta pode ceder seu sangue e ou sua urina, de tal sorte que a quantidade seja suficiente para produzir a prova e a contraprova. 

Sobretudo, a coleta das amostras podem ser feitas em três períodos distintos e de forma inopinada, de forma a não permitir que o atleta se planeje quanto a utilização de substâncias que possam lhe propiciar uma melhor performance.

Essas podem ser realizadas em competição, ou seja, durante a ocorrência dos jogos olímpicos, ou melhor, após uma prova ou partida.  Já no período fora de competição são buscadas a utilização de esteroides anabolizantes. Em contrapartida, tem aquele que visa a preservação da vida e da saúde do atleta. Geralmente realizado minutos ou horas antes da competição.

Transporte

O transporte do material coletado é enviado para algum laboratório credenciado pela Agência Mundial. Sendo somente este autorizado a realizar os procedimentos.

Análise e resultados

Sendo assim, o laboratório lança mão de técnicas químicas e analíticas para a realização da coleta. Por fim, o resultado é lacrado e encaminhado à agência para julgamento e liberação do mesmo.

A química e o antidoping

Agora, começamos a falar de química! Durante a análise das amostras, utiliza-se métodos analíticos qualitativos e quantitativos.

A metodologia qualitativa visa determinar qual a substância está presente na amostra. Por outro lado, a análise quantitativa, visa informar em que quantidade a substância está presente. Duas das técnicas utilizadas são a espectrometria de massa e a cromatografia gasosa.

Primeiramente, as substâncias são separadas ao serem inseridas no cromatógrafo. Em seguida, as moléculas são fragmentadas, quantificadas, rearranjadas e submetidas a comparação com as substâncias definidas como proibidas. Caso o resultado seja positivo, é feito uma análise da contraprova com os mesmos parâmetros utilizados anteriormente.

A regra é clara

A WADA considera e classifica as substâncias buscadas nos exames antidoping em quatro grandes grupos. Essa classificação é a classe de esteroides, narcóticos, diuréticos e estimulantes. Entretanto, dentro desses grupos, possuímos subgrupos.

De antemão, os esteróides podem ser subdivididos em anabólicos, endógenos e de desenho ou projetados. Todo ano, a agência libera uma listagem das substâncias que não podem ser utilizadas pelos atletas que acusam no exame antidoping.

Nessa lista,  existem aquelas que não podem para todos os atletas e aquelas que servem para determinada modalidade. Por exemplo, um atleta que tenha que “bater peso” utilizar diuréticos para eliminação de líquido. Ou, ainda, um atleta de endurance utilizar uma substância para controlar a dor durante uma prova muito longa.

Agora, que demos alguns exemplos da utilização de alguns medicamentos que já foram detectadas nos jogos olímpicos… Vamos aprender um pouco do mecanismo de ação das drogas no organismo?

Em contrapartida, a agência também criou uma lista das substâncias que são permitidas e que são utilizadas pelos atletas para fins terapêuticos.

As drogas proibidas

Cada classe de substâncias citadas anteriormente possuem uma finalidade específica. Sendo assim, vamos conhecer um pouco mais sobre elas e descobrir como elas são detectadas e como agem no corpo.

Esteroides

Primeiramente, temos a classe dos esteróides anabólicos. 

Essas substâncias são compostos derivados da testosterona e são produzidos sinteticamente em laboratórios. Seu uso clínico é primordialmente indicado para o tratamento de hipogonadismo, em terapia de reposição de testosterona, tratamento de queimaduras, pós cirurgia, dentre outras.

Entretanto, os EAA’s vêm sendo utilizados por atletas com a finalidade de aumentar o desempenho durante as sessões de treinamento para os jogos olímpicos Seu controle é realizado por técnicas extremamente sensíveis capazes de detectar níveis de 2 a 10 ng/mL nas amostras, por exemplo, a cromatografia gasosa de alta resolução e a espectroscopia de massas.

Narcóticos

Já os narcóticos são utilizados por atletas nos jogos olímpicos visando mascarar dores e lesões. Comumente, as substâncias designadas dessa categoria são derivadas, por exemplo: ópio, morfina, dentre outros.

Diuréticos

Conforme foi exemplificado anteriormente, os diuréticos são mais utilizados por atletas que estão em categorias que têm a necessidade de bater peso.

Esses medicamentos agem no controle e balanceamento de fluido entre as células e o tecido muscular, de forma a eliminar o excesso. Sendo assim, há um aumento do volume urinário.

Ainda, os diuréticos são utilizados com a finalidade de diluir a urina de forma a mascarar a utilização de outros agentes dopantes, e, por fim, atuar no ajuste do pH.

Estimulantes

Por fim, os estimulantes classificam a cocaína e as  moléculas conhecidas como amina simpatomiméticas (efedrina, anfetamina, outros). Essas agem diretamente no sistema nervoso central e promovem a aceleração do metabolismo resultando no emagrecimento, redução da sensação de fadiga e aumento do estado de alerta. 

Deve estar se perguntando…

A cafeína não tem esse intuito? Exatamente.

Contudo, essas drogas são muito mais potentes. Em alguns suplementos termogênicos, já foram encontradas substâncias estimulantes como o sulfato de efedrina (derivado da anfetamina). Outras drogas como o ecstasy, e o MDMA, são, também derivadas da anfetamina e já foram identificadas pela utilização dos atletas.

“O pódio” – Conclusão

Em conclusão, atualmente diversos casos de doping vem sendo desmascarados e, em praticamente todos os jogos olímpicos temos casos de atletas que são reprovados neste exame. Com isso, são punidos pela federação e perdem seus títulos e medalhas.

Todavia, muitos atletas justificam o resultado do exame positivo devido a ingestão indireta dessas substâncias. Como assim? Através de contaminação alimentar. Tendo em vista esses casos, o comitê dos jogos olímpicos deixa claro em suas regras  que a responsabilidade é do atleta. Isso quer dizer, é injustificável.

O artigo foi elaborado com o intuito de mostrar como funciona o exame antidoping nos jogos olímpicos e porque determinadas substâncias são utilizadas. 

NÃO AS UTILIZEM PARA OS FINS QUE FORAM ABORDADOS AQUI.

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Atualmente, vivemos em uma era em que as questões relacionadas ao meio ambiente vem se tornando cada vez mais importantes à medida que os problemas ambientais se agravam.

Sendo assim, os governos e órgãos reguladores estão tendendo a criar leis, regulamentos e normas de conformidade ambiental, para que, de certa forma, as empresas busquem investir em energias renováveis, tecnologias limpas, processos que agridam pouco ou nem agridam o meio ambiente.

Mas será que todo profissional está apto a avaliar se a empresa está em conformidade com esses regulamentos? Ou faz-se necessário a contratação de um consultor?

Enfim… a consultoria ambiental se baseia na utilização de conceitos biológicos, químicos, físicos dentre outras áreas para a realização de perícias e análises ambientais.

Quando falamos em conformidade ambiental temos que definir metas para que possamos atingir nossos objetivos.

Mas, o que seriam metas ambientais?

Meta ambiental

A meta ambiental é nada mais que um objetivo traçado, isso quer dizer, o quanto de energia eu quero reduzir? Quais e o quanto de área degradada eu quero recuperar? O quanto de efluente eu quero recuperar visando não despejar no meio ambiente?

As empresas que oferecem esse tipo de consultoria, utilizam, como uma das ferramentas, o ciclo PDCA.

Vale a pena contratar uma consultoria ambiental?

Quando falamos em estar em conformidade com leis e normas ambientais temos que avaliar se temos profissionais com essa aptidão, pois, com o passar do tempo essas leis ficam mais rigorosas.

O que seria mais econômico? Contratar uma consultoria ambiental ou pagar uma multa milionária?

Além disso, se o tempo é dinheiro, com essa expertise, esses profissionais têm a capacidade de executar a análise e gerar relatórios com uma maior rapidez, eficiência, clareza e o mais importante, segurança na análise. Isso quer dizer, uma análise mal feita pode gerar sérias implicações econômicas e sociais se o planejamento e a ação não atenderem os requisitos ambientais.

Contudo, sempre que pensamos em uma consultoria, temos que avaliar se a empresa ou profissional contratado suprirá sua demanda.

Sendo assim, estude… pesquise…

E como fazer isso? Segue aí! Pegue um papel e uma caneta e anote essas dicas incríveis.

Processo para escolha de um consultor 

Defina um objetivo baseado em suas necessidades

Antes de tudo, você precisa avaliar em qual área você pretende aplicar essa política ambiental, pois cada consultor ambiental é especializado em determinada área.

Além disso, você precisa definir seus prazos e claro, definir um orçamento.

Analise o histórico do consultor 

Não contrate apenas pela descrição que você viu no anúncio.

É de extrema importância, para garantir a qualidade no serviço, realizar uma entrevista com o consultor ambiental para saber se qual a expertise do consultor na área, conhecer os projetos em que ele já atuou, dentre outros. 

Verifique as credenciais

Sobretudo, antes de fechar o contrato, verifique se a empresa possui consultores aptos a atuarem em áreas contaminadas. Para isso, solicite um portfólio.

O consultor ambiental, além de conhecimento técnico, deve ter amplo conhecimento jurídico

Já possui um escopo?

Não? Então, descreva de forma bem detalhada o trabalho que você está requisitando. Dessa forma, poderá realizar uma nova reunião com a equipe de consultoria ambiental para que não haja uma má interpretação e que as dúvidas possam ser sanadas.

Caso necessite de ajuda, peça ajuda ao consultor para definir esse escopo.

Conheça as normas ambientais

Do mesmo modo, o consultor tem por dever lhe apresentar a lista de requisitos para que você possa estar em conformidade com a norma ambiental. O dever dele, é guiá-lo para que você atinja sua meta.

Em suma, espero ter ajudado com essas pequenas dicas sobre consultoria ambiental. E claro, o assunto vai muito mais além. 

Continuem acompanhando o blog da engenharia! Curtam! Compartilhem!

Afinal, nosso time possui profissionais com experiência na área ambiental.

Bem como, não deixar de interagir!!!! Digam quais assuntos gostaria de saber! Teremos o prazer de nos aprofundarmos e compartilharmos nosso conhecimento e experiência de forma mais descontraída e descomplicada.

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Novamente, PARABÉNS!! e MUITO OBRIGADO ! FELIZ 18 de junho!

A ORIGEM

Em 18 de junho de 1956 o até então presidente Juscelino Kubitschek, promulgou a lei Nr 2800/56, quer dizer, Lei Mater dos químicos, que passou a reconhecer essa área de estudo.

Além disso, através da lei foi determinado no que a profissão se baseava e deu a liberdade para que pudesse ela mesma fiscalizar a atuação dos profissionais atuantes. Sendo assim, foram criados, o Conselho Federal de Química e o Conselho Regional de Química, órgão responsável por tal fiscalização.

Desde então, o dia 18 de junho é marcado como o dia do químico. Okay! Os conselhos servem para monitorar e fiscalizar a atuação profissional, mas estão se questionando, no que atuam? Vamos descobrir !

Atuação do químico

A química por si só trata-se do estudo da matéria com análise comportamental, energia e forma. Esse estudo visa entender como podemos criar outros elementos/substâncias através da inter-relação entre eles.

A área química subdivide-se em várias vertentes, por exemplo: química analítica, bioquímica, química orgânica, química inorgânica, físico-química,  e lógico, a área acadêmica. 

Vamos destrinchar um pouco?

• A analítica estuda a identificação (qualitativa) e a quantificação (quantitativa) de uma determinada espécie ou elemento químico em um meio, através de métodos clássicos ou experimentais.
• A bioquímica é a aplicação da química no estudo dos processos químicos que acontecem nos organismos vivos.
• A química orgânica estuda os compostos que são formados por átomos de carbono. Por isso são carinhosamente apelidadas de química do carbono.
• Em oposição, a inorgânica estuda os compostos que não possuem, de maneira obrigatória, átomos de carbono em sua composição.
• A físico-química estuda a química por um olhar dos princípios físicos. Um olhar mais macro.
• Por fim, na área acadêmica, temos o desenvolvimento do ensino  e da pesquisa.

Diante disso, vemos os químicos (bacharéis) atuando nas diferentes indústrias… química, petroquímica, cosméticos, fármacos, bebidas e alimentos, limpezas e muito mais.

Ainda, na academia, temos a divisão entre químico dito teórico e experimental. O químico teórico atuando na criação e explicação de leis matematicamente em boa parte do tempo. Em contrapartida, os químicos experimentais, lógico, analisando se na prática a teoria é válida.

Mas pera, qual seria a diferença entre a química e a engenharia química?

Round 1 – química vs engenharia química.

Diálogo

A: O que você estuda?

B: Engenharia química!

A: Ah sim! Química.

B: Não ! É ENGENHARIA QUÍMICA!!

(Risos)

Não vamos negar, todos nós já passamos por isso. E sentimos uma raiva muito grande por isso. Mas químicos… não é nada pessoal nem preconceito. Sabemos que somos melhores (Brincadeira a parte).

Primeiramente, na minha humilde opinião (Paulo), o químico cria o problema! Por outro lado, o engenheiro químico resolve o problema. Ainda, podemos pensar que o químico trabalha em escala de bancada, isso quer dizer, laboratorial.

Em contrapartida, o engenheiro químico atua a partir dessa escala tentando reproduzir o feito em escalas industriais.

Em suma, deixo para que vocês tirem suas próprias conclusões.

Até breve !

Não se esqueçam de acompanhar o blog da engenharia, a coluna de engenharia química nas redes sociais !!! Curtam e compartilhem!

Enfim, a coluna de engenharia química faz um convite a todos. O que acham de interagirmos mais? Tem interesse em algum assunto?

Comentem os stories, as publicações. Ficaremos felizes em buscarmos a informação pra vocês e transmiti-la da melhor forma possível.

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Propriedade 1 : Atividade de um catalisador

Essa propriedade avalia quanto de reagente foi transformado por tempo e massa ou área de catalisador. Normalmente, podemos calcular essa atividade através do reagente transformado por centro ativo.

Sendo assim, expressamos essa atividade através do número de mols reagidos por sítio e tempo, em uma determinada temperatura, pressão, composição e conversão. Esse cálculo é definido como número de Turnover.

Essa temperatura é aquela na qual obtemos a mesma velocidade reacional. Ou seja, temperatura isocinética. Analisando apenas a temperatura, qual catalisador apresenta maior atividade? O que possui menor temperatura atinge a velocidade desejada.

Já a conversão é definida como a quantidade de reagente convertido pela quantidade de reagente total alimentado no reator.

Propriedade 2: Seletividade de um catalisador

A seletividade de um catalisador diz respeito ao favorecimento de uma determinada reação diante de um leque de possibilidades. Sendo assim, calculamos a seletividade através da razão entre a quantidade de reagente que foi convertido em uma determinada espécie e todo reagente convertido.

Contudo, além de não podermos confundir os conceitos de conversão e seletividade, não podemos associar uma maior atividade com uma maior seletividade.

Propriedade 3: Estabilidade de um catalisador.

Ao se trabalhar com catalisadores, temos sempre que buscar que o mesmo possui estabilidade química, térmica, textural e estrutural.

Propriedade 4: Regenerabilidade de um catalisador

A produção de um catalisador agrega custo ao processo, sendo assim, não podemos sempre que um catalisador perde a seletividade e a atividade, utilizar um catalisador novo. Logo, faz-se necessário que o material passe por uma espécie de tratamento para recuperar suas propriedades.

Analogamente, temos esse tratamento quando há perda de cristalinidade e porosidade. Todavia, nem sempre conseguimos regenerá-los 100%.

Propriedade 5: Propriedades térmicas e mecânicas de um catalisador.

Essa propriedade diz respeito tanto a capacidade calorífica e condutividade térmica, bem como a resistência ao esmagamento e ao atrito quando trabalhamos com leito fluidizado.

Propriedade 6: Custo

Sempre que possível devemos buscar catalisadores de baixo custo, seja na sua matéria prima como na sua produção.

Tipos de desativação

1.  Envenenamento

Esse tipo de problema é oriundo da adsorção forte e irreversível de uma determinada substância pelo catalisador onde dissocia-se por toda sua superfície. Como resultado, boa parte da superfície catalítica do metal é coberta, o que impede que este desempenhe sua função.

Por exemplo, em processos que envolvem o enxofre, tais como hidrogenação, reforma a vapor, dentre outros. Contudo, essa problemática pode ser reduzida através da aditivos como Molibdênio e Boro, que adsorvem seletivamente o enxofre.

2. Fouling

Essa desativação ocorre devido ao bloqueio sofrido pelos reagentes de entrarem em contato com a superfície catalítica do catalisador.

Em escala industrial o reator tem seus espaços vazios bloqueados gerando uma perda de carga.

E, como ocorre o fouling?

Podemos ter essa ocorrência por dois processos de acordo com a origem do material: Coqueificação – oriunda da decomposição ou condensação de hidrocarbonetos;  e Deposição de carbono – oriunda do desproporcionamento de CO. 

3. Redução da área específica

A perda de área catalítica no catalisador pela indução térmica é chamada de sinterização. Neste processo temos o crescimento do cristal da fase catalítica.

Além disso, podemos citar o colapso do suporte catalítico.

4. Perda de espécies ativa

A perda da referida espécie se dá em atmosferas contendo NO, O2, CO, H2S e halogênios. Isso se dá pela formação de compostos como carbonilas, óxidos e sulfetos.

Analogamente, temos a volatização direta de metais catalíticos como por exemplo em processos em que as temperaturas chegam a ser superiores a 1000 ºC.  Todavia, esse processo de perda não é um fator comum.

Em suma, continuem acompanhando o blog da engenharia no site e nas redes sociais para não perderem nenhum conteúdo.

Vejo vocês no próximo episódio da série tudo sobre catálise.

Até breve!

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# série / filme: Breaking Bad

Antes de mais nada, quem nunca ouviu aquela pergunta?

Então… Você sabe fazer drogas? hahaha.

Todo estudante de Engenharia Química já ouviu essa pergunta.

Uma série que retrata bem a produção de drogas é a série Breaking Bad.

Nessa trama, Walter White , é um professor de química de uma escola no Novo México. Por sua vez, o professor vive numa situação com muitas dívidas, sua esposa está grávida e ainda seu filho sofre de paralisia cerebral.

Nesse meio tempo, Walter é diagnosticado com câncer no pulmão. 

Diante disso, ele esperando sua morte próxima, visa utilizar seus últimos dias de vida para promover uma vida digna à sua família.

Nesse sentido, não satisfeito com sua remuneração como professor, e , sabendo que esse salário não cumpriria com seu propósito, Walter (se apresentando como Heisenberg) inicia sua produção de Metanfetamina para comercializar.

#  série: Sherlock Holmes

Elementar minha cara Watson

Agora, esta série se trata de um detetive que utiliza da química para desvendar os crimes que vinham acontecendo.

Embora a série ser tratada como investigativa , o detetive utiliza substâncias químicas para realizar a análise de amostras de impressões digitais, balística e rastreamento tais como marcas de sapato e pneu. 

Acima de tudo, as ciências forenses são uma das vertentes da Engenharia Química, no qual, o profissional pode trabalhar como perito.

# série: Crime Scene Investigation (CSI)

Boa parte do drama se passa em um laboratório de criminalística onde os protagonistas representam bem o dia a dia de um Perito Criminal.

Nessa série, vemos a utilização de diversos reagentes e solventes para desvendar diversos crimes.

O Engenheiro Químico possui capacidade para atuar nessa área. Como fazer?

Normalmente, no Brasil, podemos nos tornar um CSI através de concursos para a Polícia Federal e Civil.

Contudo, a área de perícia não precisa somente criminal, temos também, por exemplo, a área de perícia ambiental e judicial.

# filme: Uma mulher de talento

Neste filme, Julia Roberts, trabalha em um escritório de advocacia e se depara com a disseminação de doenças na cidade devido a contaminação da água devido a eliminação de rejeitos de uma indústria química sem que estes passassem por um pré-tratamento.

Essa contaminação foi oriunda do despejo do Cromio (VI). Afinal, este é um metal cancerígeno.

Analogamente, vamos falar não apenas de entretenimento, mas sobre história. Fatos que marcaram a humanidade e que foram registrados na forma de documentários.

# filme: Marie Curie (2004)

Esse filme conta a história da extraordinária cientista Marie Curie. 

De antemão, ela foi a primeira mulher a ser laureada com o prêmio Nobel, melhor ainda, dois prêmios e em áreas distintas.

O primeiro foi o Nobel de Física devido a suas pesquisas sobre a fenomenologia da radiação.

Em contrapartida, o segundo, foi na área da Química, devido à descoberta de dois elementos químicos, o rádio, do isolamento do rádio e do estudo da natureza e dos compostos desse elemento.

Por fim, veio sua morte, devido à exposição excessiva à radioatividade.

Do mesmo modo, o filme também passa a vida e a contribuição de Marie na Primeira Grande Guerra .

Diversos outros registros biográficos foram feitos. Vejam!

Por exemplo, Marie Curie foi tema de vários filmes biográficos:

Madame Curie, com base em sua vida (Indicado ao Oscar de 1943)

Les Palmes de M. Schutz (1997) 

Marie Curie: The Courage of Knowledge (2016)

Radioactive (2019).

# Documentário: Césio 137 – O pesadelo de Goiânia

Difícil não lembrar e não saber dessa história que marcou a vida de muitos brasileiros. Neste documentário / filme é retratado o acidente radioativo com um cápsula de césio que ocorreu em Goiânia no ano de 1987.

Antes que, tivéssemos digerido o que havia acontecido em Chernobyl, veio esse acidente.

Em um instituto de radiologia abandonado, fora deixado uma cápsula de césio. Neste ínterim, em busca de sucatas, catadores de papel encontraram o material e o levaram para casa. O rompimento do invólucro, aparentemente blindado, fez com que boa parte da população da cidade fosse exposta ao isótopo resultando em várias alterações genéticas e até morte.

# Documentário: O Desastre de Chernobyl

Este documentário retrata o acidente ocorrido em uma usina nuclear na Rússia em 1986. 

Agora, o acidente, resultado da explosão de um reator, foi ocasionado por uma falha humana devido a um descumprimento dos protocolos de segurança.

O material contido no reator era Urânio-235. Em síntese, esse material radioativo foi espalhado pela ação do vento.

Como resultado, a volta da habitação humana na região demoraria no mínimo 20 mil anos, segundo a estimativa de alguns cientistas.

Conclusão

Em suma, vamos relaxar e continuar aprendendo. As indicações são as que eu mais me identifiquei. Ou seja, faço questão de, sempre que posso, assistir novamente.

Contudo, outros filmes e séries mostram as atividades executadas pelos engenheiros e as características que o mercado espera dos engenheiros de uma maneira geral.

Seja um filme, série ou documentário, o importante é estar aprendendo sempre.

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Estamos acostumados a definir mistura como a junção de duas ou mais substâncias que podem ser solúveis uma nas outras ou não. Logo, classificamos as misturas como homogêneas, quando não há separação de fases, em oposição, heterogênea, quando vemos separação de fases.

Mas todas as misturas são iguais? Vamos descobrir !

Tipos de misturas

As misturas podem ser classificadas em três tipos: soluções, suspensões e coloides. Vamos compreendê-la dando exemplos do dia a dia.

Primeiramente, vamos analisar três sistemas, um chá com açúcar, um suco de laranja e um copo de leite. Em todos os casos temos uma mistura, porém, com características diferentes.

Antes de mais nada, pegue um papel e uma caneta e tenta conectar os sistemas com os tipos de misturas.

Terminou? Então, vamos prosseguir!

No primeiro caso, quando dissolvemos açúcar em um chá, sem que este esteja supersaturado, não vemos a decantação do açúcar. Teste você mesmo! 

Se você passar o chá no filtro (desses que você coa café), o chá deixará de ficar doce? A esse tipo de mistura chamamos de solução.

Agora, vamos experimentar o suco de laranja. Faça um suco de laranja e não coe. Aparentemente, o suco está homogêneo, você classificaria-o como uma solução? Aguarde por um tempo e olhe o suco novamente. O que mudou? 

Certamente houve uma sedimentação no interior do copo, que ocorreu devido a força da gravidade. A esse tipo de mistura chamamos de suspensão. Por fim, pense agora no copo de leite. Primeiramente, coloque-o em um copo e aguarde-o por um tempo. Sedimentou?

Não né? Agora passe-o em um filtro. E aí? Esse tipo de mistura conseguimos separar em filtros muito finos. Sendo assim, denominamo-la soluções coloidais. Mas como definimos um coloide?

O que são coloides? 

Os coloides são definidos como mistura heterogênea de duas ou mais substâncias que não separam por ação da gravidade. Ainda, estas partículas possuem dimensões de 1 a 1000 nanômetros e estão dispersas uniformemente em um meio contínuo. 

Sendo assim, denominamos essas partículas como fase dispersa, e o meio como fase de dispersão.  Olhem a imagem abaixo, a diferenciação das misturas que fizemos anteriormente quanto ao tamanho de partículas.

Propriedades dos coloides

Você parou e pensou…. Por que os coloides não sofrem ação da gravidade?  Seria pelo tamanho das partículas?

Nesses sistemas coloidais as partículas estão em constante movimento. Contudo, esses movimentos são aleatórios e em alta velocidade que são oriundos das colisões que ocorrem na solução.

Portanto, definimos esse efeito como movimento browniano. Ao mesmo tempo, essas soluções ainda sofrem outro efeito. O efeito Tyndall. Imagina o que é? Vamos trabalhar um pouco nossa imaginação!

Pense em uma manhã ensolarada com um pouco de névoa. Nós conseguimos “ver” os feixes de raios solares, não é? O que está ocorrendo é o tal do efeito Tyndall.

E porque ele ocorre? Os coloides dispersam a luz pois as partículas possuem o mesmo comprimento de onda da luz visível. E sim, as gotículas de água dispersas no ar são um coloide.

Pegue dois copos e em um coloque um copo de água e no outro coloque leite. Em seguida, enfileire os copos e com o auxílio de uma lanterna ou laser coloque luz, fazendo com que ela passe dentro dos copos. Veja o que acontece! Interessante não?

Exemplo e classificação dos coloides

Sobretudo, será que as soluções coloidais são todas iguais? Esse tipo de mistura pode ser classificada por três aspectos. Ou seja, seu aspecto físico, sua natureza e seu comportamento termodinâmico. Vamos nos aprofundar!?

Aspecto físico

Os coloides seguem uma combinação binária entre os três estados da matéria e cada combinação possui uma denominação diferente, podendo ser exemplificado pela imagem abaixo.

Natureza

Quando separamos os coloides quanto sua natureza, estamos nos referindo se este é micelar, molecular ou iônico. Caso este seja micelar, a fase dispersa é composta por átomos, moléculas ou íons, por exemplo, enxofre em água. (Não teste em casa!)

Em contrapartida, quando molecular temos a mistura de macromoléculas unidas por ligações covalentes, por exemplo amido em água. Um exemplo prático (você pode fazer em casa). Lembram do vídeo onde as pessoas conseguiam andar por cima de uma “gosma” branca, a famosa areia movediça? É isso.

Por fim, a iônica é quando temos a fase dispersa apresentando densidade superficial de carga elétrica, por exemplo, proteínas e sais.

Estabilidade termodinâmica

Nesta classificação teríamos uma explicação mais teórica que não vem ao caso no momento. Contudo, em sóis e emulsões podemos classificar essa estabilidade mais facilmente sem o rigor teórico e com nomenclaturas que já conhecemos.

Logo, caracterizamos esses tipos de coloides em liofílicos, liofóbicos. Nos liofílicos temos a atração entre as partículas e o solvente. Em contrapartida, nos liofóbicos, temos a repulsão das fases. Em comparação, podemos classificá-los com hidrofílicos ou hidrofóbicos, quando o solvente for água.

Reflexão final  

Viram como os coloides estão presentes 24h em nossas vidas e nunca nos foi dito que essas mistura são chamadas COLÓIDES? Em suma, façam os experimentos em casa, aprendam na prática.  De preferência, se tiver uma criança por perto, mostre-a e veja qual a reação dela.

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Teremos muito mais teorias e práticas. Já que não podemos estar em um laboratório, vamos fazer de nossa casa um. E claro: SEM RISCOS !

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A princípio, conheceremos os desafios que você enfrentará em sua graduação, como atua o profissional dessa área e o mercado de trabalho. Além disso, abordaremos sobre as oportunidades e, o mais importante, o salário (Rs).

A engenharia bioquímica

O graduado que se forma em engenharia bioquímica possui conhecimento sólido nas matérias de biologia, física, química e matemática.

Contudo, esses conhecimentos são utilizados na pesquisa e na aplicação de processos que envolvem organismos vivos e biomoléculas para desenvolvimento e produção de produtos de valor agregado. 

Logo, esses profissionais estão aptos a exercerem a profissão na indústria farmacêutica, alimentícia, cosméticos, agrícola, instituições de pesquisa e muito mais. Essas características, aplicadas de maneira mais aprofundada, diferenciam o engenheiro bioquímico do engenheiro químico.

A engenharia bioquímica na graduação.

Assim como toda engenharia, essa também é dividida em ciclos, por exemplo:

No ciclo básico, o estudante irá formar sua base para aplicações mais específicas no ciclo profissional.  Nesse sentido, o ciclo profissional, onde as disciplinas irão variar de acordo com a ênfase dada pela instituição de ensino.

Contudo, um exemplo de matriz curricular pode ser ilustrado conforme a figura abaixo.

Salário do engenheiro bioquímico

Através de buscas em sites de emprego, pode-se fazer um levantamento da média salarial de um engenheiro bioquímico atualmente.

Porém, para fazer jus a essa remuneração, o engenheiro precisa desenvolver bem suas atribuições.  Mas, você sabe como esse profissional atua nas mais diversas áreas? Vamos descobrir!

Mercado de trabalho e atuação profissional.

Quando uma indústria deseja trabalhar no desenvolvimento de  processos que envolvam células vivas, processos enzimáticos e fermentativos, inevitavelmente há uma procura pelos profissionais da área da engenharia bioquímica.

Como resultado disso, vemos que esses profissionais possuem um mercado de trabalho bastante amplo, podendo ser empregados na Indústria de Alimentos, indústria farmacêutica, agroindústria, área médica e até de saneamento. E quais seriam as atuações?

Primeiramente, na indústria de alimentos e bebidas estes atuam, em boa parte do tempo, em processos fermentativos, podendo destacar a fabricação de leites e iogurtes, bebidas alcoólicas etc.

Na indústria farmacêutica, vemos os bioquímicos na produção e desenvolvimento de vacinas, insulinas e antibióticos, sem deixar de mencionar o controle e monitoramento da produção dos medicamentos.

Já agroindústria, temos a produção de bioinseticidas e outros produtos biológicos para fins de aplicação na área florestal e pecuária.

Em saneamento, isso quer dizer, na área ambiental, os bioquímicos atuam no tratamento de efluentes industriais, controle de poluição do ar e da água aplicando tratamentos biológicos.

De maneira idêntica as outras engenharias, dentro dessas indústrias ou não, o  engenheiro bioquímico pode trabalhar na área de vendas, projetos e pesquisa, consultoria e controle de qualidade.

Temos, ainda, que diferenciar a bioquímica e bioquímica industrial da engenharia bioquímica. Nesse interim, analisem a imagem abaixo.

Overview

Fazendo um overview, podemos notar uma enorme semelhança entre a engenharia bioquímica e a química. Mas não se engane! São diferentes.  Analogamente a engenharia química, você também verá a relação com as demais engenharias.

Então, depois desse resumão dessa incrível área. Conseguiu se decidir?

Em síntese, prontos para desbravar esse mundo micro?

Eu e todos do Blog da Engenharia esperamos contribuir para sua escolha!

Desejamos sucesso e que, após ingressar na faculdade, dê-nos um feedback positivo e que também venha fazer parte do nosso time de colunistas na área bioquímica.

Ah, e não se esqueça!

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Sábio é aquele que compartilha conhecimento com o outro e o torna consciente do mundo e do seu papel na vida.” – Desconhecido.

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Sendo assim, entende-se por atividade sustentável o uso eficiente de matéria prima, redução na produção de efluentes, uso adequado de água e utilização de uma menor quantidade de energia. Por sua vez, tem ligação direta com a emissão de gases estufa.

Continue lendo para compreender as premissas, etapas e características de um  desenvolvimento de processos químicos.

Estruturação de um processo químico

De forma geral, os processos químicos são divididos em etapas, que posteriormente são interligadas de tal sorte a formar um processo por completo. Ainda, cada uma dessas etapas possui um propósito específico. Podem ser citadas as seguintes etapas: reacionais, separação, aquecimento e resfriamento, mistura, mudança de pressão, redução ou aumento do tamanho das partículas.

Vamos conhecer um pouco melhor essas etapas?

Primeiramente, temos o estoque da matéria prima. Devida atenção deve ser tomada nessa etapa pois precisamos garantir a qualidade da matéria prima e garantir o fornecimento contínuo. Do que adianta parar um processo no meio do caminho por falta de material?

A segunda etapa visa a preparação da matéria prima antes da alimentação na etapa reacional. Nesta, ocorrem as devidas transformações para que possamos conseguir um máximo de transformação das matérias primas em produtos. Como assim?

Simples,! Temos que verificar se algum composto presente pode causar envenenamento do catalisador, sendo necessário passar por um pré tratamento.

E se sua reação ocorrer em fase gasosa e sua matéria prima estiver na fase líquida?

Qual a pressão e a quantidade de matéria prima?

Por fim, o quinto estágio trata-se da embalagem, estocagem e transporte da matéria prima até o comprador. Como devem ser feitas, depende da natureza do produto, isso quer dizer, se é sólido, líquido ou gasoso.

Sendo assim, podemos denominar essas etapas de operações unitárias.

Faz parte dessa formulação, a forma como os equipamentos estão interligados. Qual a ordem? Por onde a matéria prima sai?

Para isso, faz-se necessário uma representação gráfica deste processo durante o design de processo químico. Tema para outro artigo.

Etapas de um design de processos

Primeiramente, ao pensarmos em um desenvolvimento temos que ter como base três pilares que irão reger o todo.

Esses pilares são:

Ter um objetivo claramente definido, ter um projeto base e realizar o design propriamente dito.

Vamos destrinchar essas etapas?

Definindo objetivos

O mercado onde é pretendido comercializar um determinado produto influencia diretamente no design de processo. Um aspecto a se considerar é que os produtos químicos são divididos em classes, por exemplo: commodities, química fina e químicos funcionais.

Para tal, os projetos podem ser: para realizar um Revamp que se trata da modificação ou um Retrofit, uma modernização.

Este projeto visa tornar a planta apta para uma determinada modificação de matéria prima, reduzir custos, aumento da capacidade, estar em conformidade com as leis de segurança e ambientais.

Por outro lado, temos o projeto de novas plantas.

Definindo a base do projeto.

Neste ramo, não se faz nada do zero. Nesse ínterim, definido o produto que desejamos obter, fazemos uma coleta de dados do estado da arte, rotas de produção, custo, utilidades utilizadas, produtos e subprodutos gerados dentre outros.

Antes de mais nada, alguns fatores devem ser observados para poder estreitar o espaço amostral durante o design dos projetos, por exemplo: temos que observar seja existe alguma tecnologia registrada.  Ou seja, tem alguma patente?

Respeita os critérios de segurança? Respeita os critérios ambientais? Esse processo é amplamente difundido? Apresenta alguma dificuldade de implantação? Fácil de se implementar? Apresenta problemas operacionais? Bora responder tudo isso!

Design do processo 

O design do processo químico, propriamente dito pode ser dividido em três etapas, a saber:

A primeira etapa é a síntese do processo, isso quer dizer, a etapa de criação. Nesta etapa é definida como as operações unitárias serão interconectadas, a estratégia de controle a ser adotada e as condições operacionais do processo.

Essa etapa é documentada através de um fluxograma de processo, por exemplo: BFD, PFD e P&ID.

Atualmente, fazemos a representação gráfica de um processo químico através de recursos computacionais. O mais utilizado, tanto pela indústria quanto pela academia, é o AutoCad 2D.

A segunda etapa trata-se da análise do processo, se este, por sua vez, é exequível ou não. 

Através de modelos matemáticos, métodos computacionais é possível prever e avaliar o desempenho dos equipamentos e por fim de todo equipamento. Essa etapa, é validada através da aplicação em plantas piloto.

Em conclusão, temos a terceira etapa, que se trata da otimização. Sendo assim, dado um conjunto de possibilidades, qual a melhor solução? Ou seja, qual a melhor solução ótima?

Nessa abordagem, definimos uma função objetivo, que pode ser maximizada ou minimizada e podem ser problemas mono ou multi objetivos.

Como assim?

Problemas mono e multi objetivos

Em mono objetivos, tentamos maximizar o lucro ou reduzir os custos.

Em contrapartida, em problemas multi objetivos, quais são as condições ótimas para aumentar o lucro e reduzir a emissão de dióxido de carbono?

Esta etapa não é trivial, e possui duas metodologias:

1. Criação de uma estrutura irredutível: essa metodologia segue a lógica do anel de cebola, na qual as decisões são baseadas localmente, isso quer dizer, escolhe-se o reator, otimizando-o. Qual obteve o melhor rendimento? E assim sucessivamente. Como ponto positivo temos o controle de decisões, já a desvantagem é não ter a garantia que será a melhor decisão;
2. Criação de uma superestrutura: nesse ínterim são impostas várias possibilidades de alocação das operações unitárias, e, através de modelos matemáticos e técnicas de otimização de processos são justificados a existência ou não de um equipamento, por exemplo. Como vantagem temos o grande número de opções, já como desvantagem temos que a solução ótima só será obtida se for incluída na análise, tornando esta bastante complexa.

Em suma, 

A tarefa não é fácil!  Design de processos requer prática e muito conhecimento teórico. 

Continue acompanhando o blog da engenharia nas redes sociais! Temos muita coisa para aprender, inclusive sobre processos químicos, cargo chefe da nossa profissão.

Já temos um artigo sobre classificação de processos químicos.
Muitos outros assuntos relacionados ao tema de processos químicos serão abordados, por exemplo: Representação gráfica, análise econômica, escolha do reator, classificação de área, estratégia de controle, etc…

Fiquem ligados !

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A cafeína é um composto químico da família dos alcalóides, por sua vez, tem efeito direto no sistema nervoso central, ou seja, uma droga psicotrópica. Além disso, atua no metabolismo basal, favorecendo o emagrecimento, aumento da produção de suco gástrico melhorando a digestão, dentre outras funções.

Por incrível que pareça, a cafeína é uma das drogas mais consumidas no mundo todo, pois está presente em uma série de alimentos, suplementos, chocolate, guaraná, refrigerantes, e claro, no nosso querido e delicioso café.

Mas, as perguntas que nos deixam de cabelo em pé!

Faz mal? Ou seja, tem efeitos colaterais? Tem dosagem recomendada? Como ela age no organismo? Calma! Uma coisa de cada vez! Continue lendo para obter suas respostas e ter o senso crítico e o discernimento para saber se deve tomar ou não, quanto, e quando.

A origem

Conforme dito anteriormente, a cafeína está presente em vários alimentos, isso quer dizer, em espécies vegetais.

As plantas, produzem esse metabólito de forma a afastar seus predadores. Contudo, ao se tratar da fabricação de fármacos, a cafeína é extraída primordialmente do café.

Uma das descobertas de algumas espécies que possuíam esse composto e que possui efeito estimulante foi ao acaso. Onde foi observado, que um rebanho ao consumir as folhas de uma determinada espécie de plantas entrava em estado de agitação.

Todavia, apenas em 1820, a cafeína foi descoberta a partir do café.

Ação da cafeína

Ao realizarmos a ingestão de alimentos que possuem  cafeína, seu processamento já se inicia pela boca, contudo, a molécula é metabolizada e liberada no organismo através do fígado.

Apesar disso, após fazermos seu consumo, o pico de concentração sarcoplasmática de cafeína se dá após 1h que foi realizada a ingestão. Ainda, pode demorar até 40h para ser eliminada completamente pelo organismo.

Devido a longa presença da molécula no organismo, recomenda-se a não ingestão de alimentos, bebidas, e ou suplementos durante o período noturno, pois, essa ingestão pode deixar o indivíduo em estado de alerta e fazer com que o mesmo perca o sono durante a noite. 

Obs: Por isso tomamos tanto café e energéticos! rs

Ah! Eu tomo café à noite e mesmo assim consigo dormir!

Sim! A cafeína irá reagir de maneira diferenciada de indivíduo para indivíduo, que depende de alguns fatores, por exemplo: idade, genética, peso, dentre outros.

Contudo, mesmo que você não perceba, ela irá prejudicar sua noite de sono. Por que? A cafeína por ser uma molécula muito parecida com a adenosina, esta última que indica que estamos cansados e necessitamos dormir, “rouba” o lugar nos receptores. Em consequência, temos a falsa sensação de bem estar, quando na verdade nosso corpo pede descanso.

Quando os níveis de cafeína caem sofremos o feedback negativo, sentimo-nos mais cansados, irritados, perda na concentração, dentre outros efeitos. Sinal que a adenosina está novamente se ligando aos receptores

Por isso que, uma pessoa que está cansada, e toma café pra se manter acordada, toma café durante todo o dia.

A ação acima é produzida no cérebro. Ainda, no cérebro, a cafeína atrapalha a regulagem de dopamina (um hormônio da felicidade) e atuam na liberação de adrenalina.

O lado bom e o lado ruim da cafeína.

A cafeína, assim como toda substância, traz não só benefícios quanto malefícios para o ser humano, a depender da dosagem e do tempo de uso.

Como benefícios, podemos citar, por exemplo: aumenta o estado de alerta, melhoram a utilização do glicogênio pelo músculo, reduz inflamações, previne doenças, melhora dos reflexos, estimulam o metabolismo, retardam a fadiga, colabora com a queima de gordura corporal pela termogênese, etc.

Ainda existem estudos que provam que a cafeína pode trazer alguns efeitos terapêuticos. Como no tratamento de problemas respiratórios devido a dilatação dos brônquios, regulam o intestino e a bexiga.

Ah! E a cafeína não causa problemas cardiovasculares, pelo contrário, reduz o risco cardiovascular. Essa falsa sensação é devido ao efeito de vasoconstrição causado pela molécula que, após sua metabolização, tem-se o relaxamento das artérias. Como resultado, temos um fluxo de sangue melhor.

Como malefícios, podemos citar a insônia, dor de cabeça por abstinência, irritabilidade, nervosismo e tremores. 

Reitero, depende da dosagem!

Considerações finais !

O uso de cafeína, seja através de suplementos, alimentos ou outros produtos, é uma prática bem utilizada pela sociedade. 

Pelos engenheiros então… Nem se fala.

Como foi explicado acima, tomar café ou consumir outro produto que possua cafeína não irá lhe causar problemas de saúde. Claro, se usar com moderação.

As doses recomendadas de cafeína diária giram em torno de 300 mg – 500 mg.

Em suma…

Podem tomar seus cafezinhos! 

Beba com moderação!

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