O mês de setembro é marcado por datas diretamente ligadas ao meio ambiente, como o dia da Amazônia (5 de setembro) e o dia da árvore ( 21 de setembro).

Anteriormente, o ser humano utilizou os recursos naturais de maneira inconsciente o que levou a diversos problemas como, a escassez de recursos naturais e os impactos advindos da poluição e degradação ambiental que estamos evidenciando nos dias de hoje.

Diante dessa problemática, diversas leis, regulamentos e normas nacionais e internacionais foram criadas e vêm sendo atualizadas de forma a harmonizar a relação sociedade e ambiente, protegendo assim o ambiente que estamos inseridos.

Logo, com os avanços tecnológicos, é visível a possibilidade de nos desenvolvermos através da produção sustentável. 

O conceito de produção sustentável.

Primeiramente, durante o ciclo de vida de qualquer produto necessitamos de fazer uso dos recursos naturais, seja desde a concepção da matéria prima até o seu descarte. Como assim?

Como o princípio de Lavoisier:

“Nada se perde, nada se cria, tudo se transforma”.

Primeiramente, para que possamos ter um determinado produto, precisamos que as matérias primas, muitas vezes de fontes naturais, sejam transformadas.

E, durante essa transformação, utilizamos, solventes, catalisadores e outros que, se descartados de forma incorreta, podem vir a prejudicar o meio em que este foi descartado.

Por fim, como vivemos fora da idealidade, a conversão da matéria prima nunca é convertida em sua totalidade, gerando assim, resíduos que precisam ser tratados até atingir os limites determinados pelas leis ambientais para que possam ser descartados de forma segura e correta e segura.

Ainda, tem-se a possibilidade de ocorrer reações laterais gerando subprodutos que podem, ou não, possuir valor agregado.

Neste ínterim, a produção sustentável vem com um viés de desenvolver e implantar alternativas para minimizar o impacto ambiental e o risco para a saúde humana, além de aumentar a competição entre as empresas.

Para implementar esse conceito, existem ferramentas que devem estar em equilíbrio entre os polos econômicos, sociais e ambientais. Vamos conhecê-las?

Ferramentas da produção sustentável

Com o passar do tempo, diversas ferramentas foram desenvolvidas a saber:

Prevenção da poluição, P+L, Análise do Ciclo de Vida, Ecodesign, Eficiência Energética, Economia Verde, Logística Verde, Construção Sustentável, Varejo Sustentável, Agricultura Sustentável e Marketing Verde.

Agora, podemos detalhar algumas que são mais aplicadas, diretamente, à engenharia química.

Prevenção da Poluição

Essa ferramenta prevê a modificação de processos industriais quanto a redução da necessidade energética, redução de rejeitos industriais, e redução de desperdícios.

Como exemplos de implementação desta prática podemos citar a utilização da integração energética através da elaboração de uma rede de trocadores de calor para que seja reduzido o número de utilidades.

Agora, na emissão de efluentes, podemos elucidar o beneficiamento do arroz. A casca retirada é queimada para gerar energia (redução de utilidades). As cinzas desse processo de queima são resíduos. Contudo, esse resíduo é rico em sílica, que possui valor agregado e pode ser aplicado na fabricação de fertilizantes, alvejantes, e até materiais de construção.

P+L

A P+L (produção mais limpa) visa deixar de lado as técnicas de fim de tubo. Isso quer dizer, gerar resíduos e depois tratá-los.

Essa ferramenta de produção sustentável se alinha com o descrito na prevenção da poluição, com a redução do consumo de matéria prima e economia de utilidades.

Análise do Ciclo de Vida na sustentabilidade

Esta técnica visa analisar desde a obtenção da matéria prima até a destinação final pelo consumidor.

Logo, após essa análise, são buscados gargalos para que possam ser otimizados processos e produtos.

Ecodesign

De forma ilustrativa, podemos citar como um ganho do ecodesign, o desenvolvimento de plásticos biodegradáveis.

Sendo assim, essa prática de sustentabilidade busca atender a demanda do mercado sem perder sua utilidade e ainda atender os requisitos ambientais.

Em resumo, para que se possa atender o ecodesign, a matéria prima deve ser de baixo impacto ambiental, utilizar a eficiência energética, ou ainda, produzir produtos de melhor qualidade e durabilidade.

Conclusão

Finalmente, fazendo uma análise macro, podemos perceber que a humanidade tem se preocupado mais com o meio ambiente, seja na produção ou no consumo adotando a sustentabilidade como uma prioridade.

Sobretudo, não podemos nos acomodar e parar por aqui, pois, para reparar todos os erros do passado demandará décadas e nunca atingiremos o 100%. Mas, o pontapé inicial foi dado. O ponto mais importante.

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Está pronto? Então vamos!

Em primeiro lugar, você conhece o conceito de sustentabilidade?

Logo, você sabe que esse termo deriva-se do latim sustentare que significa sustentar, defender, favorecer, apoiar, conservar e/ou cuidar. E, atualmente, é rotulada como a sexta onda de inovação.

Ainda, está diretamente relacionado com o termo desenvolvimento sustentável.

Elo entre  o suprimento da demanda atual e a garantia das demandas futuras sem que haja um esgotamento dos recursos naturais.

Sei que estão pensando: “Meu deus quanta definição” . Primeiramente, só queria me certificar de seus conhecimentos.

Onde entra a Engenharia Química?

Ué? Vocês sabem que a engenharia química é a “engenharia da transformação”! Sendo assim, é nosso papel suprir essa demanda populacional. O que seria a sociedade sem remédios, roupas, produtos de higiene, combustíveis…? 

Todas essas necessidades passam por um processo ou tratamento químico para que possam ser utilizados.

Porém, para que se tenha produção, utiliza-se matéria prima, que em alguns casos são recursos naturais, água e energia. Não se esquecendo dos resíduos gerados pela indústria.

Todos esses fatores fazem com que nós da engenharia química busquemos agrupar o conceito de desenvolvimento sustentável com o aspecto econômico, o que entende-se por economia circular.

 Forma de pensamento alternativo que visa o desenvolvimento econômico mais sustentável que é regido por três princípios: Eliminação de resíduos e poluição desde o princípio, contínua utilização de  produtos e materiais e regeneração sistemas naturais”.

Já ouviram falar em “química verde”?

Este ramo da ciência tem a finalidade de buscar a inovação e desenvolvimento de processos para reduzir ou eliminar rejeitos industriais,  consumo de matéria prima das rotas de síntese, a energia gasta para realização do processo, periculosidade, que inclui risco para acidentes e ou geração de produtos tóxicos, e os custos com investimento e manutenção dos processos químicos.

Essa ciência tem por base 12 princípios que o regem (Assunto para outro post).

Podem questionar, “Na teoria tudo é possível, quero ver na prática!”

Vem comigo!

Biocombustível

A produção de biocombustíveis no Brasil teve seu início na década de 70 com a criação de Pró-alcool, programa que deu partida na produção de etanol a partir da cana de açúcar, e vem ganhando força com o passar dos anos com o incentivo do governo. 

Só para ilustrar, analisem a tabela abaixo a previsão de produção de gás natural divulgado pela Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis ANP.

Essa alternativa mais sustentável, não depende do petróleo para ser produzido, não polui o meio ambiente e ainda é renovável, sabe por quê?

A princípio, as matérias primas utilizadas para a produção de biocombustíveis é dependente da rota sintética. 

 Olhem alguns processos abaixo.

Basicamente certas commodities servem de matéria prima, por exemplo: a cana de açúcar, oleaginosas tais como amendoim, grãos como a soja, gordura animal, óleos de fritura, outros materiais graxos, cana de açúcar. 

Estudos mais recentes mostram a utilização de algas como matéria prima.

Lembram de algumas outras ações?

Temos a utilização de lodo do tratamento de água, composto majoritariamente por Si, Fe, Al, como catalisadores para o processo de esterificação. 

Ainda, temos a utilização do bagaço da cana, subproduto da produção de etanol.

Entretanto, a utilização desse tipo de matéria prima, a planta como um todo, requer um tratamento mais “agressivo” para que possa quebrar sua estrutura química.

Nossa! Só falando dos biocombustíveis já quase esgotei o assunto né? Mas, ainda tem mais!

Produção sustentável do Ácido adípico

Já ouviram falar? Não? É um composto químico que tem sua principal utilização na fabricação de polímeros, sendo mais específico o Nylon -6 que está presente em tapetes e em algumas partes do carro.

Na imagem abaixo, temos as rotas sintéticas deste composto, a forma clássica e a forma coolhar na sustentabilidade.

Façamos uma observação apenas nos subprodutos de cada processo. Notaram a diferença? Vamos lá!

Na metodologia sustentável temos a produção de água, por outro lado, no método clássico são gerados N2O e CO2, favorecendo a ocorrência do efeito estufa. 

Apesar de ambos possuírem parte na composição do gás estufa, o N2O possui 300 vezes mais força que o CO2. 

Além disso, em altas concentrações, provoca asfixia.  Os sintomas podem incluir, por exemplo, perda da mobilidade e/ou da consciência. A asfixia pode ocasionar rápida inconsciência inadvertida que a vítima pode não ser capaz de se proteger.

Produto farmacêutico sustentável

Primeiramente, já é um fato  aceito por toda comunidade científica a presença de produtos farmacêuticos em nosso ecossistema .

Por exemplo, o 2-[2-(2,6-dichloroanilino)phenyl]acetic acid. A saber que este é um composto não esteroidal responsável por inibir a síntese da prostaglandina. Em outras palavras, um anti inflamatório .

Se assustou com o nome? Eu entendo!

Não se preocupe pois esse produto é conhecido por nós. É o diclofenaco.

Sabemos que a função dos fármaco é tratar doenças, mas, a exposição a esse produto em quantidades inadequadas podem vir a causar sérios impactos negativos, tais como insuficiência renal ou até mesmo resultar no falecimento do indivíduo ou de espécies.

Entretanto, novas alternativas vêm sendo buscadas para tratar dessa problemática. Novas pesquisas vêm salientando a sustentabilidade com o desenvolvimento de drogas seguras, pensando no uso e no pós uso.

Em suma, no desenvolvimento de outros químicos com maior eficiência e eficácia, redução dos efeitos colaterais, alto grau de biodisponibilidade oral, biodegradabilidade, contemplando os quesitos de sustentabilidade.

Ainda, temos a tentativa de desenvolver biocompostos, produzidos utilizando biotecnologia e matéria-prima de fonte biológica, por exemplo, proteínas.

Sendo assim, hoje em dia temos como uma aplicação na forma de suplementos a saber: Chlorella e Spirulina que tem como matéria prima algas.

Por fim, tratando das conquistas da indústria farmacêutica, temos a ifosfamida utilizada no tratamento anticâncer.

Todavia, essa molécula possui muitos efeitos colaterais. Ao passo que, uma alternativa sustentável, foi sintetizar a molécula  de glufosfamida, uma modificação química a partir da ifosfamida.

Como resultado, obtem-se uma nova molécula mais biodegradável e, ainda, apresenta uma maior biodisponibilidade oral.

Outras aplicações no quesito sustentabilidade poderiam ter sido citadas, contudo, o assunto é muito extenso e não possui limitações para se desenvolver.

Em resumo, rolou química entre a sustentabilidade e a engenharia química?

Semana da sustentabilidade no Blog da Engenharia!

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