quarta-feira, 2 de dezembro de 2009

A cal em questão


Setor da cal ganha selo de responsabilidade socioambiental


Giuliana Capello
Revista Arquitetura & Construção – 11/2009


Integrante da cesta básica de materiais de construção, a cal entra na composição de argamassas e misturas para pintura. O material provém da extração do calcário, atividade mineradora que requer licenças, gerenciamento e mitigação de impactos ambientais. Há 15anos, o grande desafio do setor era aumentar a qualidade dos produtos. Em 1995, quando teve início o Programa Brasileiro da Qualidade e Produtividade do Habitat (PBQP-H), o índice de não conformidade beirava os 90%. De lá para cá, caiu para 15%. Agora, grandes consumidores passaram a exigir mais: compromisso com boas práticas de produção, gestão ambiental e saúde do trabalhador.

Por isso, este ano a Associação Brasileira dos Produtores de Cal (ABPC) e o Instituto Totum lançaram o Programa Selo ABPC de Responsabilidade Socioambiental. “Vamos valorizar as empresas que atendem a esses critérios e incentivar outras a incorporá-los”, diz Mauro Adamo Seabra, secretário executivo da entidade. “É uma medida útil, que ajuda o consumidor”, avalia Vanderley John, do Conselho Brasileiro de Construção Sustentável (CBCS).

ACERTE NA COMPRA
O Brasil tem mais de 200 empresas produtoras de cal. “A maioria não renova sua tecnologia há mais de um século”, afirma Vanderley John. Por isso, na hora da compra, vale a pena observar:

- Se o produto possui o selo de qualidade da ABPC, que segue os parâmetros do PBQP-H. Ele atesta que a cal passou nos testes que verificam sua composição físico-química e a veracidade dos dados da embalagem.

- Se o fabricante está no Programa Selo ABPC de Responsabilidade Socioambiental, concedido aos produtores com habilitação e idoneidade jurídica, compromisso com boas práticas de produção, saúde ambiental e do trabalhador e responsabilidade social. Nove marcas já estão em processo de certificação. Até dezembro, a relação deve estar no site da ABPC.

Fonte:
http://planetasustentavel.abril.com.br/noticia/desenvolvimento/construcao-sustentavel-responsabilidade-socioambiental-selo-cal-514881.shtml

Reduzir, reutilizar, reciclar



Uma pessoa produz 1,5 kg de lixo por dia. Para baixar esse índice, reduza, reutilize e recicle.


Especial Casa Sustentável* – 08/2009


Embalagens, copinhos de café, sacolas plásticas e restos de alimento são apenas parte dos rastros que deixamos para trás todos os dias. O peso, para o qual ainda estamos longe de encontrar a solução definitiva, recai sobre o planeta: cada pessoa produz em média 1,5 kg de resíduos por dia. Essa engrenagem é,parcialmente, movida pelo desejo. Compramos, consumimos e descartamos em ritmo frenético.

A dica, portanto, é dar preferência a produtos de vida longa, um dos princípios do ecodesign. A prática dos três Rs – reduzir a quantidade de resíduos, reutilizar materiais e reciclar por meio da coleta seletiva – é a melhor maneira de diminuir o impactodo seu lixo na natureza.

E OS ORGÂNICOS?
Restos de comida, folhas e podas de jardim. Nas cidades, o lixo orgânico representa até 60% do total de resíduos. Esse número reflete um desperdício: no Brasil, um terço dos alimentos vai para o lixo. Planejar as compras e aproveitar sobras em sopas, bolinhos e geleias são bons caminhos para combatê-lo.

Trituradores de lixo não são recomendados, pois obstruem a rede de esgotos, aumentam a carga orgânica e contribuem para a poluição da água nas cidades onde o esgoto não é tratado. Sem falar no aumento no consumo de energia. Prefira a compostagem (transformação do lixo orgânico em adubo), que pode ser adotada até em apartamentos.

Fonte:
http://planetasustentavel.abril.com.br/noticia/lixo/reduzir-reutilizar-reciclar-495966.shtml

A cartilha do bota-fora


Papéis sujos e amassados, plásticos laminados e fraldas não são recicláveis. Copos descartáveis, frascos de remédio e escovas de dentes usadas podem, sim, ser reaproveitados. Confira a seguir o que fazer com seu lixo

Daniel Nunes Gonçalves
Revista Veja São Paulo – 05/08/2009

RESTOS DE COMIDA
O lixo orgânico representa 57% dos rejeitos paulistanos. Quem quiser transformar cascas de frutas e legumes em adubo para plantas pode montar ou comprar uma composteira. Também chamados de minhocários caseiros, esses sistemas têm minhocas vivas que transformam os restos de alimento em compostos orgânicos. Estão à venda nos sites moradadafloresta, lixeiraviva, composteira e minhocasa.

ÓLEO DE COZINHA
Jogado no ralo, 1 litro de óleo de cozinha usado contamina até 20 000 litros de água. Para transformá-lo em sabão, coloque-o em garrafas plásticas e leve para os supermercados Pão de Açúcar. Condomínios podem fazer o mesmo com os galões de 50 litros vendidos, por 30 reais, pela ONG Trevo.

MÓVEIS E ENTULHO
Resíduos de reformas, móveis velhos e restos de poda de árvores com volume de até 1 metro cúbico, que não são grandes a ponto de justificar o aluguel de uma caçamba, devem ser levados a um dos 37 Ecopontos da cidade. A lista completa está no site da Limpurb.

CELULARES, BATERIAS E CARREGADORES
Com a sanção da lei estadual que institui normas para reciclagem e destinação final do lixo eletrônico em São Paulo, as lojas de celulares passaram a ser obrigadas a receber aparelhos usados. Baterias, por exemplo, contêm metais pesados perigosos que não devem ir para aterros. Só as lojas da Vivo reciclaram, no primeiro semestre de 2009, mais de 74 000 itens. As 376 agências dos bancos Real e Santander na cidade, que recolhem celulares, pilhas e baterias, reciclaram 17,8 toneladas no mesmo período.

REMÉDIOS E SERINGAS
Os vidrinhos vazios e bem lavados podem ir para o cesto comum, mas remédios vencidos e seringas usadas devem ser encaminhados para incineração em hospitais e postos de saúde. Para evitar acidentes com os coletores, guarde as seringas em caixas ou embalagens rígidas.

PILHAS E BATERIAS
A coleta de pilhas e baterias começou a ser feita nas lojas da Drogaria São Paulo em 2004. Tudo é reciclado pela empresa Suzaquim, de Suzano. Dois anos depois, surgiu o Programa Papa-Pilhas, dos bancos Real e Santander, que já coletou 56,7 toneladas de pilhas, baterias e celulares.

LÂMPADAS USADAS
Como contêm mercúrio, um veneno perigoso, em sua composição química, as lâmpadas fluorescentes exigem cuidados especiais ao ser descartadas. Poucas empresas fazem a reciclagem – uma delas é a Apliquim.Tratado, seu vidro pode ser usado em pastilhas e materiais de construção. Caso a lâmpada se quebre, é preciso evitar inalar a substância de seu interior ou tocar nela. Já as lâmpadas incandescentes convencionais podem ir para o fundo dos aterros comuns.

ELETROELETRÔNICOS
Com destino ainda indefinido, computadores, televisores e outros equipamentos quebrados não têm um caminho seguro fora dos aterros sanitários. O site lixoeletronico.org lista empresas que aceitam doaçõe dos que funcionam e outras que cobram para reciclar os quebrados.

PNEUS VELHOS
Todos os meses, 12 000 toneladas de pneus sem possibilidade de recauchutagem são coletados para reciclagem na cidade. O Programa de Coleta e Destinação de Pneus Inservíveis da Reciclanip, uma entidade formada pelos fabricantes, transforma-os em materiais como solado de sapato e borracha de vedação. Há uma lista de pontos de coleta no site reciclanip.com.br.

ISOPORES
Embora ainda tenham baixo valor de mercado e sejam desprezados em algumas cooperativas, os isopores podem ser reutilizados. Inclua-os junto com os plásticos. O tipo EPS (poliestireno expandido), comum em embalagens de eletrônicos, é mais aceito que o XPS (poliestireno extrudado), usado em bandejinhas de alimentos.

Links:

http://www.moradadafloresta.org/
http://www.lixeiraviva.blogspot.com/
http://www.composteira.com.br/
http://www.minhocasa.com/
http://www.trevo.org.br/
http://portal.prefeitura.sp.gov.br/secretarias/servicoseobras/limpurb/
http://www.bancoreal.com.br/index_internas.htm?stUrl=/sustentabilidadenobancoreal/praticasdegestao/Paginas/papapilhas.aspx
http://www.apliquim.com.br/
http://lixoeletronico.org/
http://www.reciclanip.com.br/?cont=press_release&tipo=interno&id=364
http://www.reciclanip.com.br/

Fonte:
http://planetasustentavel.abril.com.br/noticia/lixo/reciclagem-lixo-bota-fora-489791.shtml

Poluição cano abaixo

Coleta de óleo de cozinha alcança 1,3 milhão de litros por mês, mas isso representa apenas 5% do que é descartado


Simone Costa
Revista Veja São Paulo


A cada seis meses, a administradora de empresas aposentada Ana Maria Cantarella, síndica de um condomínio residencial na Vila Mariana, precisava mandar desentupir os canos de sua rede de esgoto. Essa situação mudou há um ano, quando ela implantou a coleta de óleo de cozinha. “Todo mês, recolhemos cerca de 20 litros” , conta Ana Maria. “Parece pouco, mas já deu resultado.” Quando vai pelo ralo, a gordura causa estragos.

“Ela funciona como uma cola entre outros dejetos, formando pedras que obstruem a rede”, explica o engenheiro químico Marcelo Morgado, assessor de Meio Ambiente da Sabesp. Apenas 1 litro desse resíduo pode contaminar 25 000 litros de água. Como o condomínio de Ana Maria, cerca de 4 000 prédios recolhem óleo usado atualmente na cidade. Há três anos, eram 400. Apesar do crescimento, esse número ainda é pequeno: estima-se que 1,3 milhão de litros de óleo sejam coletados todo mês na Grande São Paulo, o que corresponde a apenas 5% do total descartado.

Uma das pioneiras na coleta de óleo em São Paulo é a Sociedade dos Amigos e Moradores do Bairro de Cerqueira César (Samorcc). Em 2006, a presidente Célia Marcondes procurou a ONG Trevo, que recolhia o resíduo em estabelecimentos comerciais desde 1992, para implantar a coleta em sua região. “Contamos com o apoio da Sabesp e da prefeitura, mas o poder público deveria ser mais atuante, fazendo campanhas de conscientização”, afirma Célia, que neste ano criou a ONG Ecóleo.

De acordo com Rose Marie Inojosa, diretora da Umapaz, instituição de educação ambiental ligada à Secretaria Municipal do Verde e do Meio Ambiente, é preciso agora mostrar à indústria a importância do óleo de cozinha. “ Esse resíduo tem valor comercial. Serve, por exemplo, para a fabricação de sabão, de massa de vidraceiro e de biodiesel”.

Coordenador do Laboratório de Desenvolvimento de Tecnologias Limpas (Ladetel) da USP de Ribeirão Preto, o professor Miguel Dabdoub considera que o melhor destino para o resíduo é sua transformação em biodiesel, já que a demanda é crescente. Por lei, o diesel comercializado nos postos deve ter a adição de um porcentual de biodiesel, que a partir de 2010 será de 5%. “O maior problema é que a indústria não está preparada para trabalhar com o material usado, que requer mais conhecimento técnico”, diz.

Atualmente, o Ladetel recolhe cerca de 200 000 litros de óleo por mês, que são transformados em biodiesel destinado à frota do laboratório. A equipe de Dabdoub conseguiu desenvolver um método que transforma 1 litro de óleo residual em 1 litro de biodiesel. Na indústria, a eficiência de transformação é de cerca de 85%. Isso significa que 1 litro de óleo descartado resulta em 850 mililitros de biodiesel.

Ainda assim, se a coleta é feita em larga escala, torna-se viável. ' E engana-se quem pensa que é suficiente descartar o óleo no lixo comum, em garrafas plásticas, no lugar de jogá-lo cano abaixo. Em caso de vazamento, pode haver a contaminação do solo e do lençol freático. Uma boa notícia: em julho, o Sindicato da Indústria de Panificação e Confeitaria de São Paulo (Sindipan) lançou uma campanha para que as padarias da cidade deixassem à disposição dos clientes um contêiner para o descarte de óleo. Até agora, 82 desses estabelecimentos aderiram.

ONDE DESCARTAR
Quem mora em casa deve procurar o ecoponto - local para despejo gratuito de dejetos - mais próximo.
Para condomínios, a ONG Trevo vende por 30 reais um recipiente de 50 litros e faz a coleta assim que ela fica cheia.


Fonte:
http://planetasustentavel.abril.com.br/noticia/lixo/poluicao-cano-abaixo-511102.shtml

Faço sabão com óleo usado


O que iria para o ralo ganha nova utilidade. Com 25 litros faço 120 barras por mês*

Kátia Kazedani
Revista Sou Mais Eu! - 26/03/2009

*Eliana Parisi, 54 anos, professora, São Paulo, SP

Uma palestra foi o suficiente para eu mudar minha forma de pensar. Há três anos, ouvi que 1 litro de óleo de cozinha poderia contaminar 1 milhão de litros de água. Eu fiquei muito impressionada com essa informação e decidi fazer algo para contribuir com o meio ambiente. Pra começar, pesquisei muito na internet e descobri que o óleo, que é tão poluente, poderia virar sabão. Daí em diante não perdi tempo. Comecei a agir no meu prédio.
Fiz uma carta para esclarecer os danos que o óleo causa quando é descartado no ralo da pia e distribuí a todos. Mas o resultado não foi bom. Apenas quatro pessoas me doaram gordura para fazer sabão no primeiro mês. Mesmo assim, eu não desisti.
Distribuo as barras aos doadores e a instituições
Para me ajudar nesta causa, contei com uma amiga. Juntas passamos a divulgar essa iniciativa e botar a mão na massa. Hoje, pegamos um fim de semana por mês para fazer barras de sabão com o óleo que recebemos. Conseguimos coletar cerca de 25 litros todo mês, o que é suficiente para fazer 120 barras de sabão. Tudo o que reaproveitamos é devolvido a quem nos doou ou doado para asilos, creches e escolas. No entanto, também dá para ganhar dinheiro com o sabão. Gastamos cerca de R$ 0,50 por barra, que pode ser vendida a R$ 1. Sei que o que eu faço pode parecer pouco diante de tantos problemas ambientais. Mas, se cada um fizer a sua parte, podemos melhorar o mundo, sim.


Fonte:
http://planetasustentavel.abril.com.br/noticia/atitude/conteudo_430425.shtml

Nada se perde, tudo se transforma


Conheça iniciativas que facilitam a vida do consumidor que quer reciclar o lixo que produzimos dentro de casa

Mariana Lacerda
Revista Vida Simples – 08/2009

Tudo bem, você já sabe direitinho o que fazer com o lixo: reciclagem. Ato trivial, mas que deve ser simplificado. Essa é a ideia do site Rota da Reciclagem. Digite seu endereço que o site indica o local mais próximo de você para recebimento ou compra do plástico, vidro, papel e metal descartados. Já o lixo orgânico pode ser transformado em adubo por meio de uma composteira.

A empresa Menos Lixo, de São Paulo, ensina como escolas, empresas, associações e moradores de condomínios podem se organizar para fazer composteiras comunitárias. Mas, se o problema for espaço, a Minhocasa, de Brasília, oferece um kit de três caixas plásticas (R$ 215 ou R$ 315, em dois tamanhos, sem o frete), ótimo para apartamentos ou casas sem quintal. Nas caixas, as minhocas se alimentam do lixo orgânico e produzem, ali, o húmus que vai para a horta ou jardim.

Contudo, vale o alerta: "A reciclagem não dá conta da imensa quantidade de resíduos que geramos", diz Patríca Blauth, bióloga e diretora da Menos Lixo. Sendo assim, consciência na hora do consumo. "É mais interessante trocarmos os filtros de papel de coar café por coadores de pano", diz Patrícia, citando um exemplo de consumo sustentável.

Fonte:
http://planetasustentavel.abril.com.br/noticia/lixo/lixo-reciclagem-composteira-adubo-minhoca-494791.shtml

quarta-feira, 9 de setembro de 2009

A química dos adoçantes

A química ajuda a entender e estudar a composição dos alimentos em geral e, em particular, a dos adoçantes dietéticos, para avaliar sua qualidade e estabelecer um controle nutricional e toxicológico. Assim, consegue-se atender às exigências de normas e legislações específicas, preservando a saúde dos consumidores.
Os adoçantes dietéticos de mesa são consumidos não somente por obesos ou diabéticos, mas também por um número crescente de pessoas preocupadas em manter a forma física e restringir o nível calórico de sua alimentação. Contudo, seu principal emprego é como coadjuvantes no controle do Diabetes Mellitus, uma vez que a substituição da sacarose pelos adoçantes dietéticos facilita a terapia nutricional instituída ao paciente.

De acordo com a legislação brasileira em vigor – Portaria da Secretaria de Vigilância Sanitária (SVS) nº29 de 13/01/98 –, adoçantes de mesa são os produtos especificamente formulados para conferir o sabor doce aos alimentos e bebidas.


O Codex Alimentarius, um forum internacional para normatização de alimentos, classificou os substitutos da sacarose em dois grupos:

Edulcorantes intensos ou não-nutritivos: fornecem somente doçura acentuada, não desempenham nenhuma outra função tecnológica no produto final. São pouco calóricos e utilizados em quantidades muito pequenas.


Agentes de corpo: fornecem energia e textura aos adoçantes, geralmente contêm o mesmo valor calórico da sacarose e são utilizados em quantidades que facilitam medição e o consumo do adoçante dietético.

Os adoçantes podem conter e ser formulados à base de edulcorantes naturais e/ou artificiais e seus respectivos veículos permitidos na legislação, tais como: água, álcool etílico, amido, amido modificado, dextrinas, dextrose, fruto-oligossacarídeos, frutose, glicerina ou glicerol, isomalte, lactose, maltitol e seu xarope, maltodextrina, manitol, polide
xtrose, polietileno glicol, propileno glicol, sacarose, sorbitol em pó ou solução.

Os edulcorantes são substâncias artificiais ou naturais geralmente centenas de vezes mais doces do que o açúcar de cana. Conferem o sabor doce no adoçante e não são calóricos, exceção feita ao aspartame, embora seu poder de adoçamento torne suas calorias desprezíveis. Os edulcorantes aprovados no Brasil para uso em adoçantes dietéticos são: sacarina, ciclamato, aspartame, esteviosídeo, acessulfame-K e sucralose. Na tabela 1, são mostrados os principais edulcorantes que compõem os adoçantes dietéticos pesquisados, suas características, a dose diária aceitável (IDA), o poder de adoçamento, a metabolização, a sensibilidade ao calor e ao meio ácido, as calorias por unidade e o ano de sua descoberta.

* IDA – Ingestão Diária Aceitável em miligramas de edulcorante por quilograma de massa corpórea.


A sacarina (C7H4OSO2NH) foi descoberta em 1878 por Ira Remesen e C. Fahiberg na Universidade John Hopkins - NY. Foi aprovada no Brasil como edulcorante em 1965. Apresenta sabor residual amargo em altas concentrações. É o único edulcorante estável sob aquecimento e em meio ácido. Em humanos, a sacarina é rapidamente absorvida e excretada na urina. A segurança de seu uso é investigada há 50 anos e seu uso foi permitido em 90 países.


O ciclamato (C6H13NO3S) foi descoberto em 1937, por Michael Sveda. Sua patente tornou-se propriedade dos laboratórios Abbot, que o introduziram no mercado americano depois de aprovado como edulcorante pelo FDA(o Departamento de Alimentos e Medicamntos dos Estados Unidos), em 1949, e no Brasil, em 1965. É estável durante prolongados períodos de aquecimento.

O aspartame (C14H18N2O5) foi descoberto acidentalmente em 1965 por Jim Schalatter nos laboratórios da Searle, numa época em que pesavam sobre a sacarina as suspeitas de possíveis efeitos cancerígenos e o ciclamato estava proibido nos EUA. No Brasil, o aspartame foi liberado em 1981.
O acessulfame-K (C4H4N2O4SK) foi descoberto, em 1967, na Alemanha, por Karl Clauss e Henry Jensen, acidentalmente, quando trabalhavam no desenvolvimento de novos produtos e encontraram um composto de sabor doce. Apresenta estrutura semelhante à da sacarina.

A sucralose (C12H22O12Cl2) foi descoberta em 1976 por pesquisadores da Tate & Lyle Specialty Sweeteners, na Inglaterra. É obtida pela cloração seletiva dos grupos hidroxílicos das posições 4 e 6 da sacarose. Seu dulçor é dependente de pH e temperatura, apresentando boa estabilidade.


Figura 1: Fórmulas químicas dos principais edulcorantes. Nas figuras de cima, da esquerda para a direita, aspartame, ciclamato e sacarina; nas de baixo, acessulfame e sucralose.

Em estudo realizado para a determinação de macro, micronutrientes e contaminantes em 26 amostras de adoçantes (líquido e em pó), nenhuma delas excedeu o valor recomendado para o somatório dos contaminantes inorgânicos (ASPARTAME<10 mg g-1 e SACARINA < 20 mg g-1). O consumo de adoçante dietético em pó pode interferir na digestão dos nutrientes ferro (14,2% da IDR) e magnésio (17,8% IDR). Já o consumo de adoçantes dietéticos líquidos não interfere significativamente na ingestão de nenhum dos nutrientes analisados. O valor do resíduo de cinzas nas amostras de adoçantes dietéticos sólidos analisadas está adequado à legislação, ou seja, é menor do que 4%.

Então, frente a tantas opções, como podemos responder a uma pergunta tão simples: açúcar ou adoçante?

Os nutrientes chegam ao organismo através da alimentação. Assim, a utilização dos adoçantes dietéticos soluciona algumas questões, como a diminuição da digestão calórica de pessoas que necessitam do controle da glicemia. Porém intuitivamente, ao preparar um alimento adicionando um adoçante dietético ou substituindo totalmente o açúcar por este, a dona-de-casa percebe que algumas das propriedades do alimento serão modificadas (textura, umidade, sabor, etc). Dessa forma, como garantia para o consumidor, o governo deve manter departamentos ou agências relacionadas à segurança alimentar que contemplem a agricultura, a produção e o comércio. A indústria alimentícia, independentemente do tamanho ou da origem, tem a responsabilidade fundamental de produzir alimentos seguros ao consumo.

Algumas dicas para consumir adoçantes:

Evite ingerir um excesso de produtos dietéticos (gelatinas, pudins, refrigerantes).

Consuma vários tipos de adoçantes (rodízio), inclusive os que são novos no mercado, desde que autorizados pela legislação. Se possível, utilizá-los combinados, já que assim eles possuem maior doçura, o que permite reduzir a quantidade utilizada.

Evite usar aspartame em alimentos quentes, pois, além de haver uma perda da doçura, é possível que ele seja decomposto em outras substâncias.

O uso de qualquer adoçante dietético deve ser proibido às mulheres grávidas e lactantes. Para crianças obesas, use com moderação.

Lembre-se de que todo excesso traz prejuízos à saúde. Assim, adoçantes dietéticos não fogem à regra e, portanto, devem ser consumidos com moderação.


REFERÊNCIAS:

1. MIYAGISHIMA, K. MOY,G.,MIYAGAWA, S. MOTARJEMI, Y., KÄFERSTEIN, F.K., Food Safety and Public Healyh. Food Control. 6, 5, 253-259 (1995).

2. PALAEZ V. A dinâmica Econômica da inovação no campo dos edulcorantes sintéticos. Cadernos de Ciência e Tecnologia. Brasília, 10, 1/3, 93-117 (1993).

3. BRASIL, Portaria SVS no. 29 Secretaria de Vigilância Sanitária. Diário Oficial da União de 13 de janeiro de 1998.

4. NORMAS ANALÍTICAS DO INSTITUTO ADOLFO LUTZ. Vol 1 Métodos Químicos e Físicos para analises de Alimentos.

5. FOOD AND AGRICULTURE ORGANIZATION OF THE UNITED NATIONS/ WORLD HEALTH ORGANIZATION. Codex Alimentarius Comission. Codex guidelines on nutrition labelling. CAC/GL 2-1985. Rome, 33-41 (1985).

6. LAWRANCE, J.F. Enciclopaedia of Food Science Food Technology and Nutrition , Academic Press, 3951-3952 (1993).

7. BARUFFALDI, R.; TABILE, M.N.O. Tecnologia de Alimentos Dietéticos. Módulo I: Edulcorantes, Universidade de São Paulo. Faculdade de Ciências Farmacêuticas, 57-62 (1991).
8. AGER, D. J.; PANTALEONE, D. P.; HENDENSON, S. A.;KATRITZKY,A. R.; PRAKASH,I.; WALTERS, D.E. Commercial, Synthetic Nonnutritive Sweeteners. Angew. Chem. Int., 37,1802-1817 (1998).

9. FRANZ, M. et al. Position of the American Dietetic Association : use of nutritive and nonnutritive sweeteners. Journal of The American Dietetic Association, 93, 7, 816-821 (1993). 10. CÂNDIDO, L. M. B.; CAMPOS, A M. Alimentos para Fins Especiais: Dietéticos. São Paulo: Livraria Varela, 1995.

11. PORFÍRIO, D.M. Determinação de Metais em Adoçantes Dietéticos por ICP OES, Dissertação de Mestrado, Instituto de Química, USP, 2004.Darilena Monteiro PorfírioCentro de Ciências Exatas e Naturais - UFPaElizabeth de OliveiraInstituto de Química - USP.

A química na produção de alimentos orgânicos


A ciência e a indústria químicas produzem conhecimento e insumos também para a agricultura orgânica. Embora alguns materiais publicitários e até mesmo jornalísticos a definam como sistema de produção que prescinde de química, esta se faz presente em quase todas as etapas da produção: desde o preparo do solo até a análise do produto final para verificar a ausência de fertilizantes e defensivos não permitidos nesse tipo de cultivo.
Na opinião do engenheiro agrônomo e professor emérito da Universidade Federal de Lavras, Alfredo Scheid Lopes, classificar os alimentos em orgânicos e químicos é um erro conceitual. “A própria química divide-se em dois grupos: a Química Orgânica, que estuda o carbono, o hidrogênio e o oxigênio, seus compostos e reações, e a Química Inorgânica que estuda os demais elementos. Portanto, produtos orgânicos são também químicos”, conclui Lopes.
Tanto esse tipo de produção não prescinde de química que um dos membros do grupo de insumos da Câmara Setorial de Agricultura Orgânica – órgão do Ministério da Agricultura – é o bacharel em química Wagner Polito, professor do Instituto de Química de São Carlos da USP. “Por conhecer a composição química dos materiais, o profissional dessa área pode opinar sobre o que deve ou não ser usado na agricultura orgânica”, esclarece Polito.Análises químicas de solo e folhas são constantemente utilizadas por agricultores que buscam a certificação de seus produtos orgânicos. A principal certificadora do país, o Instituto Biodinâmico (IBD), usa os laudos dessas análises para autorizar ou não o uso de determinadas substâncias bem como para verificar se o manejo da cultura foi feito de modo correto.
Os resultados de análises são usados também para determinar o tempo que o produtor levará para obter a certificação de seu produto, o que pode variar de um a cinco anos. Tão logo o agricultor decida converter sua produção convencional em orgânica, “faz-se uma análise do solo para verificar níveis de resíduos e, a partir disso, e em função de todo o levantamento da área, você faz o planejamento para conversão”, explica o engenheiro agrônomo Paulo Stringheta, professor da Universidade Federal de Viçosa.
De acordo com Stringheta, “o princípio da agricultura orgânica é cuidar do solo”. Para melhorar seu desempenho, o principal recurso é justamente a incorporação de matéria orgânica, especialmente restos vegetais e estercos. No caso destes últimos, é preciso submetê-los a um processo de compostagem para eliminar microorganismos patogênicos.
O composto é feito com camadas intercaladas de restos vegetais e esterco regadas com água. De acordo com o engenheiro agrônomo José Pedro Santiago, presidente da Câmara Setorial de Agricultura Orgânica e consultor do IBD, o esterco precisa ficar pelo menos três meses em compostagem. Durante esse período, ocorrem processos bioquímicos e a matéria orgânica é decomposta.
Polito diz que a compostagem tem ainda uma segunda função: fazer com que seja liberado carbono na forma de gás, de modo que, quando o adubo for incorporado ao solo, a relação carbono-nitrogênio na planta esteja equilibrada.Santiago explica que, para promover a fertilidade do solo, “podem também ser usados os chamados micronutrientes, que são produtos químicos”. Esse micronutrientes são combinados com matéria orgânica em insumos denominados biofertilizantes. Um deles é o Supermagro, recomendado pela Embrapa para a produção de café orgânico. Em sua composição, há água, leite e esterco bovino, e também produtos químicos como os sulfatos de cobalto e manganês e o termofosfato silício-magnesiano. Ingredientes semelhantes compõem o Agrobio, um outro biofertilizante bastante utilizado, desenvolvido pela Empresa de Pesquisa Agropecuária do Estado do Rio de Janeiro (Pesagro-Rio).
Santiago, contudo, faz uma ressalva sobre o emprego dos micronutrientes: “Eles podem ser usados até certa quantidade e, no caso de algumas certificadoras, é preciso justificar o uso”.
De acordo com os adeptos da produção orgânica, além de levar nutrientes às plantas, os compostos e os biofertilizantes fazem com que elas criem mecanismos próprios de defesa contra pragas e doenças, o que reduz a necessidade de usar defensivos. “O princípio da agricultura orgânica é o seguinte: tenha um solo sadio, que você vai ter uma planta sadia”, resume o presidente da Câmara Setorial.
Nos casos em que ainda assim houver pragas ameaçando a produtividade da lavoura, recorre-se a produtos como a calda sulfocálcica. Composta de polissulfetos de cálcio, ela combate ácaros, fungos e insetos. Como fungicida, também pode ser usada a calda bordalesa, preparada com cal hidratada e sulfeto de cobre. Tal como no caso dos biofertilizantes, algumas certificadoras exigem justificativa técnica acompanhada de análises de solo e folhas para autorizar o uso desses produtos.
O controle também pode ser feito com extratos de plantas como dente-de-leão, urtiga e neen. Para o professor da USP, desenvolver mecanismos que otimizem a extração e o aproveitamento desse extratos é uma função do profissional da química. “Será que o dente-de-leão não tem alguma substância que possa ser usada de modo mais rápido?”, exemplifica.
Polito também chama a atenção para a necessidade de criar meios de concentrar os princípios ativos e de desenvolver veículos eficientes para os insumos usados na agricultura orgânica. Nesse sentido, o profissional da química tem nesse tipo de produção a mesma função que exerce na convencional: criar meios de reduzir custos e aumentar a eficiência dos insumos. “Eu diria que esse campo é uma avenida aberta para pesquisa que os químicos não perceberam ainda”, opina o professor.
Escrito pela jornalista Vivian Chies, da Assessoria de Comunicação do Conselho, este texto foi publicado originalmente no Informativo CRQ-IV referente ao bimestre Julho/Agosto de 2006. A mesma edição traz outrasreportagens sobre a contribuição da química na agricultura.


Fonte: http://www.crq4.org.br/default.php?p=texto.php&c=quimica_viva__a_quimica_na_producao_de_alimentos_o

quarta-feira, 19 de agosto de 2009

A Química do Chocolate



Ele pode ser calórico e provocar espinhas, mas encontrar alguém que diga não a um chocolate sem demonstrar tristeza é coisa rara. Estudos mostram que a sensação de bem-estar que ele causa está ligada ao estímulo da produção de substâncias químicas do corpo humano como a serotonina. Mas o papel da Química no fascínio de tanta gente por essa iguaria começa bem antes da embalagem ser aberta.

Existem numerosos fatores que influenciam a qualidade e o sabor do chocolate, tais como: a escolha da variedade genética do cacau, o clima e as condições do solo onde é cultivado, bem como as técnicas de fabricação empregadas. O desenvolvimento do sabor do chocolate começa já na etapa de fermentação dos grãos, processo este ainda rudimentar, mas importantíssimo na produção de aminoácidos, monosacarídeos, peptídeos, flavonóides, metilxantinas, entre outros, substâncias estas que serão os precursores do sabor e aroma do chocolate.

O aroma total do chocolate é formado na etapa de torrefação, na qual os grãos, fermentados e secos, são cuidadosamente aquecidos a temperaturas que variam de 110° C a 140°C. Foram identificadas 500 substâncias responsáveis pelo sabor do chocolate. Entre elas, podemos citar os compostos carbonílicos como os álcoois, aldeídos, cetonas, e os heterocíclicos. Estas substâncias são produtos de um fenômeno químico conhecido como Reação de Maillard.

Após moagem dos grãos já torrados, obtém-se o “liquor de cacau” ou pasta de cacau que será combinado com açúcar, leite em pó (no caso de chocolate ao leite), manteiga de cacau, emulsificante e opcionalmente um aromatizante. Esta mistura segue para a etapa chamada conchagem na qual a massa será aquecida sob agitação por várias horas, objetivando a obtenção de uma pasta fluida e a eliminação de substâncias voláteis que poderiam interferir no sabor final do chocolate. A função do emulsificante, normalmente lecitina de soja, é a de reduzir a tensão superficial entre a manteiga de cacau, a gordura do leite e os outros componentes presentes, bem como diminuir a viscosidade da mistura.

Usa-se combinar liquor de cacau de procedências diferentes, obtendo-se desta forma um produto com características de aroma e sabor diferenciados.

Outro procedimento importante na produção do chocolate é a “temperagem”, que consiste no resfriamento controlado da massa após a conchagem, objetivando a solidificação do chocolate pela cristalização da manteiga de cacau presente na sua forma mais estável. A manteiga de cacau pode cristalizar em várias formas polimórficas. Algumas delas são instáveis e, com o passar do tempo, poderão se recristalizar na forma mais estável. Isto resultará na perda de brilho e na formação de cristais acinzentados na superfície do chocolate, defeito conhecido como fat-bloom. Este problema também ocorre quando, no armazenamento, a temperatura do chocolate sofre variações.

Também no armazenamento, as mudanças bruscas de temperatura, das áreas frias para as áreas quentes, fazem com que haja condensação de umidade na superfície do chocolate. As moléculas de água formadas durante a condensação dissolvem o açúcar do chocolate formando um xarope e, posteriormente, quando são novamente evaporadas pelo aquecimento (aumento da temperatura ambiente), deixam o açúcar depositado na superfície na forma de cristais grossos e irregulares, que conferem ao produto um aspecto desagradável. Este defeito, conhecido como sugar-bloom, é facilmente identificado, pois se caracteriza pela apresentação de uma camada de cor acinzentada, rugosa e irregular na superfície do chocolate. Portanto, para garantir sua qualidade, padronização e a conservação de suas características, o produto precisa ser armazenado sob rigoroso controle de temperatura, entre 18ºC e 25ºC, e umidade relativa do ar de no máximo 70%.

A obtenção de diferentes tipos de chocolate depende principalmente da proporção dos ingredientes e das variações do processo. As diferenças básicas entre o chocolate ao leite e o amargo estão na formulação: o primeiro tem leite e o segundo não. Além disso, o amargo possui uma concentração maior de pasta de cacau e menor de açúcar. Mas a cor e o sabor resultam também da Reação de Maillard, que é acelerada a altas temperaturas. Como já citamos anteriormente, ela ocorre antes mesmo da fabricação do chocolate, no processo de obtenção da sua principal matéria-prima: a pasta de cacau. Graças a esse fenômeno químico, a pasta de cacau tem uma coloração marrom escura, quase preta e, por isso, não é empregada na formulação do chocolate branco. Neste caso, é usada apenas a manteiga de cacau. Na conchagem do chocolate branco, a temperatura precisa ser mais baixa que a dos chocolates escuros para que a Reação de Maillard não ocorra e escureça o produto.

Como em vários outros tipos de indústria, na de chocolates a Química também é fundamental para o controle da qualidade. Tanto as matérias-primas como o produto final passam por testes químicos que avaliam, por exemplo: teor de gordura, umidade, atividade de água, proteína e iodo. Sem elas, as indústrias teriam problemas na padronização e identificação de insumos e produtos finais. Com essas análises feitas internamente em um laboratório químico, o tempo de resposta aos problemas de produção e insumos é bem menor, favorecendo assim a agilidade das decisões e possíveis ações corretivas a serem tomadas. Algumas não conformidades que podem ser evitadas são: irregularidade no ponto de quebra, falta de consistência, perda de sabor e brilho, crescimento microbiano, redução da vida de prateleira do chocolate, entre outros.

Até na higienização da fábrica e de seus equipamentos, o conhecimento químico é necessário. Ela é dividida em duas etapas: limpeza e desinfecção. Na limpeza, ocorre a remoção física dos resíduos. Utilizam-se detergentes inodoros específicos para remoção do material orgânico e sujidades presentes nos equipamentos e utensílios, com o intuito principal de remover a gordura, o maior resíduo gerado em uma indústria de chocolate. Após a limpeza, é realizada a desinfecção. Esta é uma operação de redução, por meio de agentes químicos, do número de microorganismos a um nível que não comprometa a segurança do alimento. Normalmente, são utilizados sais à base de biguanida, quaternário de amônio e também ácido peracético. Para a aplicação desses agentes químicos, os operadores devem estar bem instruídos e protegidos com os Equipamentos de Proteção Individual (EPIs) necessários. É muito importante a utilização de produtos específicos para indústrias de alimentos, pois, além de ser necessária a verificação de sua eficácia e garantir que não restarão resíduos após sua aplicação, estes produtos químicos não podem exalar odores fortes que possam vir a contaminar o chocolate, que é um produto muito sensível à absorção de odores.

Tudo isso é tecnologia química desenvolvida pelos profissionais da área nas universidades, no dia-a-dia das indústrias e nos seus centros de pesquisas. No caso do chocolate, essa tecnologia não está só no processo descrito acima, mas também é fundamental para a fabricação de aditivos como a lecitina de soja, a obtenção da pasta e da manteiga de cacau e o cultivo do cacaueiro, que emprega fertilizantes e defensivos agrícolas. Isso sem contar o desenvolvimento das embalagens que tornam o produto, já tão atraente, ainda mais irresistível.


Fonte: A Engenheira de Alimentos Karina Chahade Fernandes (kacf@hotmail.com), Responsável Técnica pela Kopenhagen, forneceu informações para a produção deste texto, pelas quais a Comissão de Divulgação do CRQ-IV agradece.


Reação de Maillard

A cor, o aroma e o sabor de muitos alimentos depois de cozidos ou assados é resultado de uma reação química entre um carboidrato e um aminoácido (proteína) que ficou conhecida pelo nome do médico e químico francês que a descreveu em 1912, Louis-Camille Maillard. Após várias etapas dessa reação, formam-se compostos escuros chamados melanoidinas, que conferem cor à carne assada e ao doce de leite, por exemplo. Dependo do tipo de açúcar e proteína do alimento, o processo produz cores, sabores e aromas diferentes. Importante ressalvar, contudo, que essa reação é diferente do que ocorre nos processos de tostamento e caramelização.

Acredita-se que a Reação de Maillard seja também responsável pelo envelhecimento do corpo humano.

Serotonina

A serotonina é uma molécula sintetizada a partir de uma proteína chamada triptofano, que desempenha no corpo humano a função de neurotransmissor. Isso quer dizer que ela trabalha na comunicação entre as células nervosas (neurônios). Por isso, afeta nosso humor, sono e apetite. Além do sistema nervoso central, a serotonina está presente no trato intestinal e nas plaquetas sanguíneas. Quimicamente, recebe o nome 5-hidroxitriptamina e é representada pela fórmula molecular N2OC10H12.

Um olhar verde sobre a Química


Cada profissional tem uma maneira própria de olhar para um determinado tema. Ao “olharem” para a água, os químicos focalizam as suas propriedades como solvente e reagente; os biólogos, por sua vez, se interessam pela contaminação microbiológica, enquanto os geólogos estudam as bacias hidrográficas e os ambientalistas se preocupam com os níveis de poluentes nela presentes. Também os políticos têm sua forma de “olhar” para a água. Discute-se, atualmente, a viabilidade da transposição do Rio São Francisco, num projeto que exemplifica uma preocupação de todo governante, seja municipal ou estadual: garantir o abastecimento de água para toda a população.

Há aproximadamente dez anos, profissionais da Química que atuam na indústria, na pesquisa e também na área de ensino começaram a ter uma visão diferente sobre produtos e processos químicos, de modo a contemplar aspectos que levassem em conta a saúde humana e o meio ambiente. Na verdade, os profissionais da indústria química têm tido tal preocupação há muito mais tempo.
Essa nova maneira de olhar a Química foi denominada “Química Verde” e tem como base 12 princípios como, por exemplo, aqueles que propõem o emprego de processos químicos que requeiram condições brandas de operação (tais como temperaturas e pressões moderadas), com a finalidade de reduzir custos com energia e riscos de acidentes.
Tendo em vista o quadro de diminuição das reservas globais de petróleo, gás natural e carvão, bem como o efeito nocivo dos gases provenientes dessas fontes para o meio ambiente (efeito estufa e chuva ácida), a Química Verde propõe a busca por fontes renováveis, tanto para gerar energia quanto para servir de matéria-prima industrial. Neste último caso, basta lembrar que, hoje, a maioria de produtos, dos plásticos aos fármacos de uso comum, é obtida a partir de derivados do petróleo, uma fonte fóssil não renovável.

Outros aspectos importantes dessa nova visão para realizar processos químicos são: (1) a substituição de solventes tóxicos por outros, como o dióxido de carbono ou a água, em condições supercríticas; (2) o desenvolvimento de métodos analíticos sensíveis e seletivos para o monitoramento de substâncias nos processos de produção, nos organismos vivos e no meio ambiente; (3) os produtos oriundos dos processos devem ser projetados para apresentar alto desempenho e serem recicláveis ou de fácil degradação, a fim de minimizar problemas de descarte e acúmulo de lixo.

Um dos verbos mais usados atualmente, em qualquer atividade, é “economizar”. No caso de uma reação química, é possível introduzir modificações que visam a economizar energia e/ou átomos e aumentar o rendimento e a seletividade de um processo. Para ilustrar alguns desses aspectos no contexto da Química Verde, a síntese do ácido adípico é comentada a seguir. Mais de 2,2 milhões de toneladas dessa substância são produzidos anualmente no mundo devido à sua importância como reagente para a produção de poliuretanas (usadas na fabricação de adesivos, tintas e borrachas), lubrificantes, plastificantes e, principalmente, náilon-6, uma fibra sintética de grande importância no nosso dia-a-dia (usada em carpetes, automóveis, roupas e tapeçaria).


Analisando a síntese convencional do ácido adípico (esquema I), empregada atualmente em vários processos industriais, pode-se identificar os sérios problemas responsáveis pelo “impacto ambiental do náilon”: (1) o reagente ciclohexano é obtido através da hidrogenação (adição de hidrogênio) do benzeno, que é um derivado do petróleo altamente tóxico; (2) o agente oxidante, ácido nítrico concentrado, é corrosivo; (3) o processo envolve altas temperaturas, várias etapas de síntese, uso de diversos catalisadores (substâncias que aceleram uma reação química) e de substâncias tóxicas (como sais de crômio); (4) no final da reação, há emissão de gases poluentes, que causam destruição da camada de ozônio (N2O) e o efeito estufa (CO2 e N2O).

Uma rota alternativa para obtenção do ácido adípico (esquema II) foi proposta pelo grupo de Ryoji Noyori, da Universidade de Nagoya (Japão), em 1998, visando atender a alguns princípios da Química Verde. A síntese alternativa, um método direto e “limpo”, apresenta vantagens tais como: (1) menor gasto de energia com o uso de temperatura moderada; (2) redução do tempo total de reação – uma só etapa; (3) economia de átomos e maior rendimento; (4) uso de pequena quantidade de catalisador e de um agente oxidante menos agressivo; (5) geração de água (subproduto atóxico). Apesar do peróxido de hidrogênio (um líquido viscoso com densidade maior que a da água) ser um oxidante adequado aos princípios da Química Verde, uma vez que seu produto de reação é a água, seu preço no mercado ainda é alto, o que inviabiliza, no momento, a implantação do processo em escala industrial.



Os estudos envolvendo a síntese do ácido adípico não cessam. Há relatos de trabalhos tentando utilizar, como oxidantes, o oxigênio molecular ou o ar (reagente de baixo custo), catalisadores heterogêneos e fontes renováveis de matéria-prima (como o açúcar).

Os princípios da Química Verde pautam-se no bom senso, de modo que vários governos, empresas, pesquisadores e professores já estão mudando o foco e usando lentes verdes em suas atividades e projetos. Mas para que os objetivos sejam atingidos não bastam o conhecimento químico básico e o trabalho de profissionais competentes e criativos. É preciso que haja recursos financeiros para atividades de pesquisa científica e inovação tecnológica, além de incentivos governamentais para empresas, legislação e fiscalização adequadas, educação ambiental e outros requisitos. É possível que, em um futuro próximo, se possa usar uma jaqueta de náilon tecida com fibras oriundas do processo verde.

Os textos e sites sugeridos a seguir tratam mais detalhadamente da Química Verde e abordam casos interessantes de mudanças que vêm ocorrendo em indústrias e universidades que se propuseram a “esverdear” suas atividades:

1. M. Lancaster, “Green Chemistry: an introductory text”, Royal Society of Chemistry, 2002.
2. K. Sato, M. Aoki, R. Noyori, A “Green” Route to Adipic Acid: Direct Oxidation of Cyclohexenes with 30 Percent Hydrogen Peroxide, Science, 281 (1998) 1646.
3. Y. Deng, Z. Ma, K. Wang, J. Chen, Clean synthesis of adipic acid by direct oxidation of cyclohexene with H2O2 over peroxytungstate–organic complex catalysts, Green Chemistry, (1999) 275.
4. http://www.ufpel.tche.br/iqg/wwverde
5. http//www.acs.org

Vera R. Leopoldo Constantino e Denise de Oliveira Silva
Instituto de Química da USP

Nanotecnologia: o potencial das pequenas coisas

Nanotecnologia é uma ciência que permite ao homem lidar com átomos, moléculas e sistemas muito pequenos para criar novos processos industriais, produtos e materiais de alto desempenho. Todos os processos de produção e conversão de energia em nossas vidas envolvem passagem de elétrons: a respiração, a fotossíntese, a combustão em máquinas e motores e o funcionamento das baterias e das células fotovoltaicas. Hoje essa questão já chegou ao mundo nanométrico, onde a unidade básica é 1 nanômetro (1nm), que significa 1 bilionésimo de metro. Nano é um prefixo de origem grega e quer dizer “anão”.

Nesse mundo, só é possível ver e manipular átomos e moléculas por meio de equipamentos especiais e que são muito mais potentes que os microscópios, inclusive os eletrônicos. Tais equipamentos, que fazem a chamada varredura de sonda, possibilitam aos cientistas ver como se comporta uma única molécula e como um elétron passa através dela.

Antigamente, isto é, há menos de cinqüenta anos, a maioria dos instrumentos eletrônicos ainda funcionava com válvulas, parecidas com lâmpadas, geralmente barulhentas e cheias de problemas. A introdução do transistor ajudou muito, mas mesmo assim, nos anos 1970 os computadores ainda eram imensos: ocupavam salas inteiras e ninguém pensava em ter um em sua casa. Hoje, além de caberem na palma da mão, são muito mais possantes e confiáveis. Com a redução de tamanho e avanços na integração, um processador convencional, como o Pentium IV, já trabalha com 40 milhões de transistores.
E isso ainda continua evoluindo. Os processadores já começam a entrar na escala nanométrica e a previsão do físico Richard Feynman, feita em 1959, de que seria possível colocar todo o conteúdo da Enciclopédia Britânica no espaço de uma cabeça de alfinete já não é ficção. Pode parecer impressionante, mas alguém poderia dizer que mesmo com tanto progresso, um bit de informação ainda representa um desperdício de espaço ao utilizar nada menos que alguns bilhões de átomos! É verdade. No final de 2004, a IBM anunciou o Millipede, um dispositivo que utiliza milhares de sondas de microscopia para gravar e ler informações em escala nanométrica. Então, você consegue imaginar agora o que poderá acontecer quando a eletrônica passar a utilizar átomos e moléculas isoladamente? Dispositivos milhões de vezes menores? Como seria isso?

Não é preciso pensar muito para responder. De fato, esse dispositivo já existe e está dentro de você. É o seu cérebro que, sem dúvida, ainda é o melhor computador existente. Ele é capaz de executar 1.017 operações por segundo, superando em mil vezes o Blue Gene/L que a IBM acaba de anunciar como o computador mais possante já construído pelo homem. O cérebro é um computador "molhado", que trabalha com neurônios, células que recebem os impulsos químicos de moléculas de neurotransmissores, como a dopamina, convertendo-os em sinais elétricos. Estes se deslocam a longas distâncias pelos axônios até chegar à região da sinapse, onde disparam novamente os mecanismos de comunicação celular, liberando neurotransmissores para as células vizinhas.Além da nossa capacidade de trabalhar com moléculas, temos a vantagem de dispor do melhor software possível: a nossa consciência. Ele é o único capaz de comandar as ações do cérebro e de exercitar a própria inteligência através da aprendizagem e da auto-aprendizagem. E o mais incrível é saber que tudo isso é pura Química!

A pergunta a ser feita agora é: será que conseguiremos manipular átomos e moléculas ao ponto de construirmos máquinas mais evoluídas e sistemas auto-adaptáveis e inteligentes? Medicamentos programados para atingir um alvo ou para serem liberados de acordo com as necessidades? Sistemas químicos integrados em um chip para fazer diagnóstico clínico ou monitorar a qualidade de vida? Dispositivos de iluminação e jornais eletrônicos com a espessura de uma folha de papel? Janelas que dispensam limpeza ou adaptam suas tonalidades, ou que transformam a luz do sol em energia elétrica? Tecidos com capacidade de reconhecer e neutralizar agentes agressivos ou de suportar condições extremas de temperatura, impacto ou corrosão? Estes são apenas alguns exemplos de assuntos que já estão estimulando enormes investimentos financeiros para a nanotecnologia no mundo inteiro.

Trabalhar com moléculas é exatamente o que a Química faz. Observe, porém, que apenas uma pequena parte das reações químicas gera os resultados esperados. Por exemplo, quando colocamos os reagentes em um tubo de ensaio, estes passarão a reagir através dos incessantes eventos colisionais promovidos pela energia térmica. Apenas algumas das colisões serão produtivas e resultarão na espécie química desejada; a maioria será improdutiva, pois o processo é caótico. Não há muito que fazer para evitar isso, a não ser esperar o suficiente para que o produto se acumule e o rendimento aumente.

Então, o que aconteceria se colocássemos as moléculas biológicas envolvidas na fotossíntese, isto é, clorofilas, quinonas, citocromos, ferredoxinas, ATP sintase, entre outras, em um tubo de ensaio e irradiássemos com luz? Ocorreria a fotossíntese? De jeito algum! Na realidade, os processos biológicos só funcionam porque os componentes moleculares estão devidamente organizados no espaço e no tempo. As ações que se processam acabam transcendendo o plano da molécula. Esse é o conceito mais genuíno da Química Supramolecular: a química além da molécula. É justamente essa Química que torna possível a vida e que oferece a grande estratégia na Nanotecnologia Molecular.

Assim, para começar, é importante aprender essa nova linguagem. Na Química Supramolecular, um átomo equivale a uma letra, uma molécula constitui uma palavra e um conjunto de moléculas organizadas compõe uma sentença. Portanto, é preciso trabalhar a Química com essa nova linguagem, que paradoxalmente a natureza já conhece e pratica há muito tempo. Ao fazermos isso, estaremos perseguindo os limites da evolução dos materiais moleculares, tomando como referência a própria natureza.

Mas o que tudo isso quer dizer em termos químicos? Para que duas moléculas possam atuar cooperativamente, é necessário que elas interajam de forma associativa, com algum grau de reconhecimento mútuo capaz de conferir a necessária organização estrutural. Esse mecanismo é típico do reconhecimento molecular, e um bom exemplo é proporcionado pela interação entre as bases nucleicas, que pode ser vista na estrutura do DNA. Se modificarmos as moléculas com bases desse tipo, elas passarão a se associar espontaneamente através do reconhecimento molecular e isso poderá ser usado para promover a automontagem de novas estruturas supramoleculares voltadas para aplicações em nanotecnologia molecular.

Na realidade, existem várias outras maneiras de se trabalhar com moléculas para produzir estruturas organizadas. Sua exploração é um assunto estratégico atualmente. Uma das aplicações disso a maioria já conhece: são os cristais líquidos. Utilizando a propriedade de orientação das moléculas, é possível formar os pixels de imagem em sua tela de computador. Existe uma diversidade muito grande de dispositivos moleculares, como os sensores químicos e biológicos, dispositivos "orgânicos" emissores de luz (OLEDs), células fotovoltaicas e fotoeletroquímicas, células a combustível, painéis eletrocrômicos, memórias, chaveadores de sinal, portas lógicas, atuadores e componentes eletrônicos.

O desenvolvimento de sensores químicos e biológicos é outra das grandes possibilidades na nanotecnologia, principalmente pela enorme diversidade de opções e aplicações. Os sensores podem ser baseados em filmes moleculares que mudam suas propriedades ópticas quando expostos às radiações ou aos agentes químicos ou biológicos. Tais filmes ainda podem sinalizar o reconhecimento das espécies através de respostas elétricas ou eletroquímicas e têm sido usados no desenvolvimento de sensores de gases para prevenir incêndios ou alertar sobre vazamentos, bem como de dispositivos sensoriais como nariz e língua eletrônicos, e de analisadores de conservantes químicos em alimentos e bebidas.

Nanopartículas também podem ser alteradas quimicamente para reconhecer outras espécies, sinalizando tal ação através de mudanças de cor ou luminescência. Além disso, é possível incorporar propriedades magnéticas, gerando nanopartículas que podem ser atraídas por imãs para serem utilizadas para transportar drogas, liberar espécies ativas de oxigênio de forma localizada em terapia fotodinâmica ou promover a redução da temperatura (hipertermia) numa determinada região do corpo, mediante aplicação de campos elétricos alternados, visando à destruição de células cancerosas.

A redescoberta também faz parte da Nanotecnologia. Intuitivamente, o homem aprendeu que a adição de nanopartículas de carbono (negro de fumo) à borracha melhorava em muito suas propriedades mecânicas e o resultado disso foi o pneu. A insuperável tinta nanquim nada mais é que uma suspensão de nanopartículas de carbono em goma arábica. As nanopartículas já fazem parte do mundo dos plásticos, entrando na fabricação de produtos mais resistentes, com melhores propriedades isolantes e menor permeabilidade a gases.

Entretanto, não é só tecnologia. Também existe a Ciência e esse é o lado mais interessante do mundo nanométrico. Realmente, nessa dimensão o raciocínio em termos dos fenômenos clássicos não mais se aplica e os desafios científicos são imensos. Surgem novos fenômenos, principalmente associados à redução da dimensão dos materiais.

Um exemplo simples: veja o que acontece quando um feixe de luz incide sobre orifícios micrométricos em um filme de ouro. Normalmente passa pouca luz através dos orifícios. Se esses orifícios forem nanométricos deveria sair menos luz ainda, não é verdade? Mas não é isso o que acontece. Na realidade, a luz, ao interagir com a rugosidade atômica das bordas dos orifícios nanométricos, entra em ressonância com os elétrons de superfície, levando a um gigantesco efeito de amplificação. Assim, ela consegue sair mais intensa do que era. Mas para o que serve essa descoberta? São muitas as aplicações que poderão surgir: novas telas eletrônicas, dispositivos para amplificação da luz etc.

Mas o assunto mais desafiador na Nanotecnologia ainda continua sendo a própria vida. Hoje, as moléculas começam a ser exploradas como nanomáquinas e nanodispositivos, a exemplo das enzimas, do DNA e do complexo neuronal. Desvendando as nanomáquinas biológicas, poderemos reproduzir vários processos que sustentam a vida e dessa forma contribuir para a solução dos problemas e melhorar a qualidade do meio ambiente.

Estratégia

A Nanotecnologia se configura como assunto estratégico e de máxima prioridade nos países desenvolvidos e também em países em desenvolvimento acelerado, como a China e a Coréia do Sul. O investimento global situa-se na faixa de três bilhões de dólares/ano, só no nível governamental. Tal investimento vem sendo crescente, alimentado pela expectativa de que em dez anos a Nanotecnologia deverá movimentar mais de um trilhão de dólares na economia mundial.

No Brasil, os investimentos ainda são muito modestos, mas mesmo assim já foram feitos avanços importantes na estruturação de quatro redes nacionais em Nanotecnologia, além de várias sub-redes temáticas e três Institutos do Milênio, mobilizando mais de 300 pesquisadores e 600 pós-graduandos em todo o país.

Na opinião deste autor, os químicos e empresários brasileiros do setor ainda vêm tendo uma atuação bastante tímida nessa área. Muitos ainda não perceberam que a Nanotecnologia é um poderoso instrumento de capacitação, que além de promover a inovação tecnológica, também pode melhorar a qualidade dos produtos através da assimilação de recursos e procedimentos mais inteligentes, modernos e evoluídos.

Finalmente, é importante destacar que a Nanotecnologia ainda se apresenta como uma área de prospecção aberta e isso oferece uma grande oportunidade a ser aproveitada pelo Brasil. Nesse sentido, é imperativo que novos nichos tecnológicos sejam identificados e consolidados. Disso, o governo já está ciente; mas o setor empresarial não pode permanecer indiferente. Tem sido dito com freqüência que o país perdeu o bonde da microtecnologia. Será que também irá perder o bonde da Nanotecnologia?

Henrique Eisi Toma
Laboratório de Química Supramolecular
do Instituto de Química da USP

sexta-feira, 24 de julho de 2009

Óxido nítrico: quando a química tem tudo a ver com o amor


Em 1980, os cientistas ingleses Salvador Moncada e Richard Palmer estavam estudando o relaxamento muscular. Havia interesse específico nos músculos das paredes das artérias, que são parcialmente responsáveis pelo controle da pressão sangüínea. Quando o corpo humano sente necessidade, ele produz substâncias como a acetilcolina, que entra na corrente sangüínea e sinaliza para os músculos do corpo relaxarem. Até recentemente, considerava-se que ela agia diretamente nos músculos, mas verificou-se, posteriormente, que não era bem isso o que ocorria.

A acetilcolina atua dentro das células da parte interna das artérias (células endoteliais), que produzem uma outra substância que dá o sinal para o relaxamento muscular. Foi uma surpresa para os dois cientistas descobrirem que a substância produzida pelas células endoteliais era um gás muito simples, o óxido nítrico, de fórmula NO ( um átomo de nitrogênio ligado a um átomo de oxigênio). Ele é considerado um poluidor da atmosfera junto com outros gases de nitrogênio como o N2O e o NO2.

O óxido nítrico pode ser obtido facilmente em laboratório pela reação de ácido nítrico com raspas de cobre metálico. É um gás incolor que reage instantaneamente com o oxigênio do ar para dar o NO2, que é um dos responsáveis pela “chuva ácida”. No nosso corpo, contudo, o óxido nítrico é usado como molécula-mensageira, o que é muito engenhoso: por ser pequena, ela consegue se disseminar rapidamente do endotélio até as células dos músculos. Essa molécula é estável no corpo humano e só reage em certas circunstâncias.

A ação mais importante do óxido nítrico em nosso corpo é ligar-se facilmente aos átomos de ferro da enzima sintase, formando o complexo NO-Fe- sintase. Esse complexo consegue liberar o NO, que produz o relaxamento muscular e permite a entrada do sangue nos corpos cavernosos (tecidos que se assemelham a espumas, presentes em orgãos como o pênis). Mas a História do óxido nítrico não termina aí.

Após a descoberta da função do NO no corpo humano, surgiram inúmeros trabalhos de pesquisa relacionados a este gás. Um deles trata dos mecanismos de defesa do nosso organismo para eliminar bactérias invasoras que causam doenças. As células que produzem o NO, os macrófagos, têm a capacidade de injetá-lo dentro desses microorganismos para matá-los. Após a eliminação das bactérias, o óxido nítrico é oxidado a nitrito (NO2-) e nitrato (NO3-). Assim, o NO tem dois papéis fundamentais em nosso corpo: como molécula-mensageira, é o responsável pelo relaxamento da musculatura vascular; como agente antimicrobiano, defende-nos contra as bactérias que causam doenças.

A descoberta do papel essencial desempenhado pelo NO no controle da pressão sangüínea explica porque um medicamento como a nitroglicerina tem sido indicado pelos médicos, há muito tempo, para o tratamento de angina - um estreitamento das artérias do coração. Quando a nitroglicerina se transforma em NO, provoca um relaxamento muscular e, conseqüentemente, alarga as artérias. Acontece que aquela substância é um poderoso explosivo (já viram no cinema a explosão provocada por uma gota que cai no chão?).Portanto, não é um medicamento conveniente para as pessoas carregarem.

Um fato digno de ser lembrado é a descoberta, por Alfred Nobel, da dinamite, cujo principal componente é a nitroglicerina.Nobel ficou tão rico com a descoberta da dinamite, patenteada em 1867, que instituiu o famoso prêmio que leva seu nome. Em 1896, alguns meses antes de sua morte, Nobel, que tinha angina, não aceitou tomar a nitroglicerina, recomendada pelos médicos.

Em 1998, pouco mais de cem anos após a morte do cientista, o prêmio Nobel foi dado a três pesquisadores que trabalharam nos mecanismos de ação de moléculas mensageiras como o NO. Eles explicaram como um produto químico explosivo pode também aliviar a dor causada por uma doença cardiovascular, como a angina. Os três pesquisadores dos EUA que receberam o prêmio Nobel foram: Robert Furchgott, Louis Ignarro e Ferid Murad. É importante registrar que um dos pioneiros da pesquisa com NO, Salvador Moncada, também foi indicado para receber o Nobel. Mas, como o prêmio só pode ser dado a três pesquisadores, no máximo, ele foi excluído. Conhecendo o mecanismo de atuação da nitroglicerina, os cientistas passaram a pensar em novas drogas menos perigosas para o tratamento da angina.

Uma outra surpresa relacionada ao NO foi a descoberta de John Craithwaite, de Liverpool (Inglaterra). Estudando o cérebro humano, ele observou que uma molécula-mensageira, um neurotransmissor, tinha exatamente as mesmas características do NO produzido pelas células epiteliais. Sob estímulo, as células nervosas do cérebro liberam, então, o NO, momentaneamente. Acredita-se que ele seja responsável pela memória e pelo conhecimento armazenado no cérebro humano. O esclarecimento do seu papel no cérebro foi considerado uma das mais sensacionais descobertas da Medicina. Não é sem razão que o NO foi considerado a “molécula do ano”, em 1992.

O acontecimento mais instigante mesmo, relativo ao NO, foi a descoberta do Viagra, que é o nome comercial do sildenafil citrato. A droga, que vem sendo usada no tratamento da impotência sexual masculina, consegue dilatar os vasos sanguíneos, o que provoca a ereção.

Em março de 1998, a FDA (Food and Drug Administration) aprovou o uso do Viagra para tratamento da impotência nos EUA, onde existem mais de 30 milhões de homens com algum tipo de disfunção erétil. Após a descoberta das excitantes funções do óxido nítrico, inúmeros artigos surgiram na literatura científica internacional. São muitos os sites que tratam dessa fantástica molécula.

Antonio Carlos MassabniInstituto de Química – Araraquara - UNESP

Fonte: http://www.crq4.org.br/default.php?p=texto.php&c=quimica_viva__oxido_nitrico

Lítio: um metal pequeno e leve, mas eficiente na pesquisa


O lítio é um elemento químico do grupo dos metais alcalinos. É o átomo de menor tamanho e o mais leve, não só entre os alcalinos mas também entre todos os metais da tabela periódica. Menores que o lítio, só há o hidrogênio e o hélio, que são gases. Além do lítio, o sódio e o potássio, metais essenciais no corpo humano, também pertencem à família dos metais alcalinos, mas só o lítio tem propriedades físicas e químicas peculiares.

Acontece que esse pequeno átomo metálico, na forma de íon, é considerado hoje o mais simples e o mais eficiente agente terapêutico da Psiquiatria.

O lítio vem sendo utilizado na Medicina há mais de cem anos. Tudo começou com um tratamento de "gota e reumatismo", em 1859, já que o urato de lítio é o sal mais solúvel do ácido úrico. O lítio foi, algum tempo depois, detectado nas águas de várias estações hidrominerais européias, o que levou muita gente a atribuir-lhe a eficácia dos tratamentos em spas que possuíam essas águas. Depois disto, o lítio foi utilizado em alguns casos de distúrbios mentais, porém, sem uso clínico sistemático. Há relatos médicos do emprego do brometo de lítio, já em 1873, para o tratamento de doenças agudas do sistema nervoso. Em 1914, o citrato de lítio foi indicado para o tratamento de "gota", em doses que variavam de 1 a 2 gramas por dia. Nessa época, observou-se que, em doses maiores ( 4 a 8 gramas por dia), o cloreto de lítio poderia provocar fraqueza muscular e distúrbios mentais.

Na década de 30, observou-se que pacientes com hipertensão e problemas cardíacos não deveriam ingerir alimentos com cloreto de sódio, principal componente do sal de cozinha, o que levou os médicos da época a sugerirem o uso de cloreto de lítio. O lítio, que é muito parecido com o sódio, deveria, então, ser misturado com ácido cítrico e pequenas quantidades de iodeto de potássio para substituir o cloreto de sódio na culinária. Depois de vários testes e experiências, a mistura com cloreto de lítio foi liberada para uso geral. Nessa época, alguns efeitos secundários começaram a aparecer em pessoas que utilizavam o lítio em excesso na alimentação ou nos tratamentos. Em 1949, o lítio foi introduzido na prática psiquiátrica e o carbonato de lítio se tornou a mais importante droga da Psiquiatria moderna.
Desde 1975 este medicamento tem sido utilizado na prevenção de várias doenças maníaco-depressivas por cerca de 1% da população do mundo todo. O lítio tem se mostrado muito eficiente no tratamento de casos de depressão, podendo ser utilizado junto com outros anti-depressivos.
Alguns distúrbios psíquicos ocorrem com mais freqüência em mulheres após a menopausa. Estima-se que cerca de 60% dos pacientes em geral melhoram com o uso do lítio. A dose diária, recomendada pelo médico, depende do sexo, da idade, do peso e da eficiência dos rins do paciente. É comum o uso de 1 a 2 gramas de carbonato de lítio por dia, em várias doses. Em doses elevadas, por outro lado, podem ocorrer efeitos secundários, entre os quais, alergia de pele, arritmia cardíaca, hipotireoidismo e até convulsões.

O tratamento com lítio em geral é longo e deve ser sempre supervisionado e monitorado por especialistas. Um teste com a saliva já indica a quantidade de lítio que circula no fluido cérebro-espinhal, o que evita exames de sangue constantes. Em cerca de 15% dos pacientes tratados com lítio pode se desenvolver o hipotireoidismo, que é controlado com pequenas doses de tiroxina. Alguns trabalhos de pesquisa demonstram que o lítio interfere em processos que dependem de outro metal, o magnésio, presente no sangue humano.
Mesmo com ampla utilização do lítio em Psiquiatria, não há consenso sobre seu mecanismo de ação no corpo humano. Em artigo publicado recentemente, R. Williams e A. Harwood, da University College de Londres, discutem os possíveis mecanismos de ação do lítio no cérebro humano. Entre os mecanismos propostos, dois deles, seriam controlados por enzimas.
Novos experimentos e o desenvolvimento da Biologia Molecular e da genética poderão esclarecer, no futuro, o mecanismo de ação desse notável pequeno íon, o lítio, na terapêutica de doenças psiquiátricas, que podem originar-se de informações transmitidas pelos genes.
Antonio Carlos MassabniInstituto de Química – Araraquara - UNESP

Aspirina: um velho medicamento com novos usos


A aspirina é uma substância sólida conhecida há mais de 100 anos. Seu nome químico é ácido acetilsalicílico (AAS) e, provavelmente, é o medicamento mais conhecido e mais vendido no mundo. Milhões de pessoas já se utilizaram da aspirina para diminuir dores e baixar a febre. Acontece que, nos últimos trinta anos, muitas pesquisas foram realizadas com a aspirina, tendo sido encontrados novos usos para esta droga centenária.

A história da aspirina começou há cerca de um século, quando o químico alemão Felix Hoffman pesquisava um medicamento para ser usado no tratamento da artrite, doença de seu pai. O objetivo dele era encontrar uma droga para substituir o salicilato de sódio, medicamento usado naquela época, mas que exigia grandes doses diárias e provocava irritação e fortes dores estomacais nos pacientes. Hoffman conseguiu preparar o ácido acetilsalicílico, que veio depois a ser chamado de aspirina. A nova droga tinha as mesmas propriedades do salicilato de sódio, conseguia melhorar a qualidade de vida dos portadores de artrite e gerava menos efeitos colaterais. Hoffman trabalhava na Bayer da Alemanha e seus superiores não aceitaram de imediato substituir o salicilato de sódio pela aspirina. Eles achavam inclusive que o novo medicamento não teria futuro.

Mas não foi o que aconteceu. No caso da artrite, a aspirina tornou-se rapidamente o medicamento mais usado no tratamento dessa doença, que ataca as juntas e o tecido conectivo do corpo humano, e se apresenta sob mais de 100 diferentes formas. A aspirina é o medicamento mais barato para combater este mal, inclusive em suas formas mais comuns: a osteoartrite e a artrite reumatóide.

Nos anos 1970, o cientista britânico John Vane observou que alguns tipos de ferimento eram acompanhados da liberação em nosso corpo de substâncias chamadas de prostaglandinas. Ele também percebeu que dois grupos delas provocavam febre e vermelhidão no local do ferimento (sinais de inflamação). Vane e colaboradores descobriram que a aspirina bloqueava a síntese de prostaglandinas, evitando a formação de plaquetas, que depois se transformavam em coágulos de sangue no corpo humano. Esses coágulos eram responsáveis pelo bloqueio do fluxo de sangue para o coração, resultando no ataque cardíaco. Assim, a aspirina evita a formação de coágulos e, portanto, pode impedir o infarto do miocárdio. A descoberta foi sensacional, uma vez que só nos EUA mais de um milhão de pessoas sofrem ataques cardíacos por ano e quase 50% delas acabam morrendo.

Muitos estudos foram realizados com a aspirina nos últimos 30 anos, envolvendo grupos de pessoas que pertenciam a três categorias: pessoas com doenças cardiovasculares ou cerebrovasculares, pessoas em fase aguda de infarto e pessoas sadias. Nessas pesquisas, o uso da aspirina se mostrou de enorme importância na prevenção e tratamento de doenças cardiovasculares. Houve uma sensível diminuição no número de mortes e de infartos nos grupos considerados de risco.

Como a aspirina é um anticoagulante, há muitos trabalhos de pesquisa demonstrando que ela reduz o risco de trombose e de derrame cerebral. Como se sabe, a forma mais comum deste último ocorre quando os vasos sangüíneos que irrigam o cérebro com oxigênio e nutrientes são bloqueados por coágulos.

Alguns trabalhos mais recentes tentam comprovar que a aspirina inibe o crescimento de vários tipos de tumores: endometrial, esofágico, gástrico, pulmonar e colorretal. Há também perspectivas do uso de aspirina para prevenção e tratamento de doenças que atacam o cérebro como é o caso do mal de Alzheimer e de outras enfermidades degenerativas.

A FDA (Food and Drug Administration) dos EUA aprovou, em outubro de 1998, novas orientações para o uso da aspirina em pacientes com problemas reumáticos, cardiovasculares e cerebrovasculares. Ela é recomendada, em doses adequadas, para tratamento de homens e mulheres com isquemia cerebral, derrame cerebral, angina, infarto agudo de miocárdio e doenças reumáticas e vasculares em geral.

É importante observar, no entanto, que a aspirina pode gerar efeitos colaterais indesejáveis. Muitas pessoas não toleram a droga mesmo em baixas doses. A aspirina pode provocar dores estomacais, úlceras gástricas, diarréias, náuseas, sangramentos e hemorragias internas. Seu uso não é recomendado para quem possui problemas gástricos, renais ou biliares. Deve-se evitar também o uso indiscriminado, sem a devida prescrição médica.


Antonio Carlos Massabni
Instituto de Química – Araraquara - UNESP