Química verde

A química verde (ou química sustentável) é um ramo da química e da engenharia química focado no desenvolvimento de produtos e processos que minimizem a geração e o uso de substâncias perigosas. Nesse sentido, essa abordagem busca não apenas proteger o meio ambiente, mas também melhorar a eficiência econômica e a segurança humana, reduzindo o desperdício e evitando a poluição desde o início do processo de produção.

Portanto, um dos seus fundamentos é o uso de matérias-primas renováveis, como plantas e biomassa, a fim de substituir os recursos fósseis não renováveis. Além disso, a economia de energia é um ponto crucial, com a busca por processos que operem em condições menos extremas de temperatura e pressão, reduzindo o consumo de energia e as emissões de gases de efeito estufa.

Leia também: O que é a química ambiental?

Resumo sobre química verde

• A química verde é uma abordagem sustentável que visa reduzir resíduos, minimizar o uso de produtos tóxicos e promover processos mais eficientes e ambientalmente amigáveis.
• Desenvolve produtos e tecnologias para atender às necessidades atuais sem comprometer as futuras.
• Incentiva o uso de matérias-primas renováveis.
• Busca melhorar a eficiência energética.
• Promove a segurança dos trabalhadores e do meio ambiente.
• Estimula a inovação e competitividade na indústria.
• Contribui para a preservação dos recursos naturais.
• Possui 12 princípios que norteiam suas práticas, sendo eles:

1. prevenção de resíduos;
2. economia atômica;
3. síntese de produtos químicos mais seguros;
4. design de produtos menos tóxicos;
5. solventes e auxiliares mais seguros;
6. energia eficiente;
7. matérias-primas renováveis;
8. redução de derivados;
9. catálise;
10. design para degradação;
11. análise em tempo real para prevenção da poluição;
12. prevenção de acidentes.

• Algumas de suas vantagens são redução de resíduos e poluição, estímulo à inovação e à competitividade e contribuição para o desenvolvimento sustentável.
• Algumas de suas desvantagens são custos iniciais mais altos, limitações de desempenho e falta de padronização e certificação.

O que é química verde?

A química verde é uma abordagem sustentável para a indústria química que busca reduzir ou eliminar o uso de substâncias tóxicas e perigosas para o meio ambiente e para a saúde humana, além de minimizar a geração de resíduos e promover o uso mais eficiente de recursos naturais e energia. Posto isso, ela se baseia em princípios como a prevenção de resíduos, o uso de matérias-primas renováveis e o desenvolvimento de produtos químicos mais biodegradáveis.

Exemplos:

• Desenvolvimento de biocombustíveis a partir de fontes renováveis, como o etanol produzido a partir de cana-de-açúcar e o biodiesel produzido a partir de fontes renováveis, como óleos vegetais ou gorduras animais.

• Utilização de solventes mais seguros e menos tóxicos em processos de limpeza e síntese química, como substituir o uso de clorofórmio por solventes mais benignos.
• Produção de plásticos biodegradáveis, como os feitos a partir de amido de milho ou cana-de-açúcar, em substituição aos plásticos convencionais derivados do petróleo.
• Desenvolvimento de processos catalíticos mais eficientes que reduzam a quantidade de reagentes necessários e minimizem a formação de subprodutos indesejados.
• Síntese de produtos farmacêuticos por vias mais limpas e eficientes, visando reduzir o uso de reagentes e solventes tóxicos e aumentar o rendimento da reação.

Objetivos da química verde

Os objetivos da química verde são orientados para a sustentabilidade ambiental e para a redução dos impactos negativos da indústria química na saúde humana e no meio ambiente. Diante disso, podemos numerá-los da seguinte forma:

1. Minimizar a geração de resíduos durante os processos químicos.
2. Promover o uso de fontes sustentáveis de matéria-prima.
3. Criar produtos menos tóxicos e prejudiciais.
4. Promover o uso mais eficiente de energia.
5. Incentivar o uso de solventes menos tóxicos.
6. Criar catalisadores que reduzam a formação de subprodutos.
7. Desenvolver processos químicos mais seguros para trabalhadores e ambiente.
8. Promover a conscientização sobre práticas sustentáveis.

Em vista disso, o cumprimento desses objetivos é fundamental para promover um desenvolvimento mais sustentável e responsável na obtenção de produtos químicos.

Princípios da química verde

Os princípios da química verde são um conjunto de diretrizes e conceitos que visam cumprir com os objetivos da química verde, citados anteriormente. Nesse contexto, os 12 princípios da química verde foram estabelecidos pelo cientista Paul Anastas e pelo acadêmico John Warner em 1998, em uma conferência realizada em Nova York, e desde então têm sido amplamente adotados e desenvolvidos pela comunidade científica e pela indústria. São eles:

1. Prevenção de resíduos: É melhor prevenir a formação de resíduos do que tratá-los ou eliminá-los após a formação;
2. Economia atômica: Métodos sintéticos devem ser projetados para maximizar a incorporação de todos os materiais utilizados no processo final do produto;
3. Síntese de produtos químicos mais seguros: Deve-se projetar métodos sintéticos para minimizar a formação de substâncias com toxicidade para humanos e para o meio ambiente;
4. Design de produtos menos tóxicos: Deve-se projetar produtos químicos para serem eficazes, mas com pouco ou nenhum impacto na saúde humana e no meio ambiente;
5. Solventes e auxiliares mais seguros: A seleção de solventes e outros auxiliares deve ser minimizada ou eliminada, sempre que possível;
6. Energia eficiente: Os processos devem ser conduzidos de forma a minimizar o consumo de energia e materiais;
7. Matérias-primas renováveis: Matérias-primas renováveis devem ser preferidas a recursos não renováveis, sempre que possível;
8. Redução de derivados: Derivados desnecessários (por exemplo, bloqueadores de proteção, desproteção, ativação, desativação) devem ser evitados, sempre que possível;
9. Catálise: A catálise é preferível a reagentes estequiométricos;
10. Design para degradação: Os produtos devem ser projetados para degradar após o fim de sua função, a fim de evitar a acumulação no meio ambiente;
11. Análise em tempo real para prevenção da poluição: Métodos analíticos em tempo real devem ser desenvolvidos para permitir monitoramento em tempo real e controle do processo antes que a poluição seja formada;
12. Prevenção de acidentes: As substâncias e os métodos de síntese mais seguros possíveis devem ser utilizados para minimizar os riscos de acidentes químicos.

Aplicações da química verde

As aplicações da química verde são amplas, tendo como alvo não apenas os processos industriais mais limpos, mas também o cumprimento dos seus princípios em setores como agricultura, energia, materiais e saúde. Posto isso, enquanto na agricultura são desenvolvidos fertilizantes e pesticidas mais seguros e eficientes, no setor de energia, a química verde contribui para o desenvolvimento de tecnologias renováveis, como células solares e biocombustíveis. Já na indústria de materiais, busca-se criar produtos mais sustentáveis, como plásticos biodegradáveis e tintas menos tóxicas, além de compósitos mais leves e duráveis.

Seguindo essa linha, na área de limpeza e higiene, ela é aplicada no desenvolvimento de produtos como detergentes biodegradáveis e desinfetantes mais suaves, além de métodos de reciclagem mais eficientes e no tratamento de resíduos perigosos. Por fim, pode ser utilizada também na saúde, no desenvolvimento de medicamentos mais eficazes e menos tóxicos.

Acesse também: Para que serve a química de alimentos?

Vantagens e desvantagens da química verde

A química verde oferece uma série de vantagens significativas em comparação com os métodos químicos convencionais. No entanto, ainda podemos considerar algumas desvantagens sobre os processos que envolvem essa área. Sendo assim, veja no quadro as suas principais vantagens e desvantagens:

Vale ressaltar que apesar dessas desvantagens, a química verde é amplamente considerada como um caminho essencial para a sustentabilidade e a preservação do meio ambiente em longo prazo. Logo, o desenvolvimento contínuo de novas tecnologias e abordagens nesta área podem ajudar a superar muitos desses desafios e acelerar a transição para uma economia mais sustentável.

Importância da química verde

A importância da química verde é intrínseca à suas vantagens frente aos métodos convencionais, que são mais poluentes e mais tóxicos, pois promove o uso mais eficiente de matérias-primas e energia, contribuindo para a conservação de recursos naturais e para a redução dos custos associados à sua extração e processamento. Nesse sentido, isso é fundamental para garantir a saúde e o bem-estar das pessoas, bem como para reduzir os impactos negativos sobre os ecossistemas naturais.

Além disso, adotá-la pode estimular a inovação e a competitividade das empresas, levando ao desenvolvimento de novos produtos e mercados, pois ela desempenha um papel crucial no cumprimento das regulamentações ambientais cada vez mais rigorosas. Sem contar que ao promover uma imagem corporativa mais sustentável ela pode melhorar a reputação das empresas e atrair consumidores e investidores preocupados com a responsabilidade ambiental.

Logo, no contexto mais amplo do desenvolvimento sustentável, a química verde é essencial para avançar em direção a uma economia que atenda às necessidades das gerações presentes sem comprometer a capacidade das gerações futuras de atenderem às suas próprias necessidades.

Desafios da química verde

Embora a química verde ofereça muitos benefícios e promova práticas mais sustentáveis na indústria química, ela também enfrenta diversos desafios que precisam ser superados para sua plena implementação.

Seus principais desafios estão ligados às suas desvantagens. Por exemplo, os custos iniciais elevados representam um obstáculo, especialmente para empresas pequenas e médias, que podem ter recursos limitados. Outro ponto é a complexidade técnica de algumas abordagens da química verde, como o design de processos mais eficientes e a síntese de produtos químicos por vias mais limpas, os quais podem exigir expertise especializada e a superação de obstáculos técnicos.

Outro desafio é a limitação de desempenho de produtos químicos desenvolvidos por métodos verdes, que podem não oferecer a mesma eficácia que os produtos convencionais, limitando sua aceitação no mercado. Além disso, a compatibilidade com a legislação ambiental também é um desafio, exigindo adaptação e conformidade com regulamentações complexas e custosas. Em meio a isso, a transição gradual da indústria química para práticas mais sustentáveis é um processo que demanda tempo, especialmente em setores com alta dependência de tecnologias estabelecidas.

A resistência do mercado, acostumado com produtos e processos convencionais, também é um desafio, sendo necessário educar e conscientizar sobre os benefícios da química verde. Por fim, a falta de padronização e certificação dificulta a identificação e seleção de produtos sustentáveis, prejudicando a transparência e a confiança no mercado.

Logo, superar esses desafios exigirá um esforço coordenado entre governos, indústria, academia e sociedade civil para promover a inovação, investimento e adoção de práticas mais sustentáveis na indústria química.

Crédito de imagem

^[1] Rajat Goyal / Archana Sharma / Vijay Kumar Thakur / Monika Ola /Prabodh Chander Sharma / Wikimedia Commons (Imagem editada: Textos foram traduzidos.)

Fontes

ANASTAS, P.; EGHBALI, N. Green Chemistry: Principles and Practice. Chemical Society Reviews, v. 39, n. 1, p. 301–312, 2010.

ANASTAS, P. T.; KIRCHHOFF, M. M. Origins, Current Status, and Future Challenges of Green Chemistry. Accounts of Chemical Research, v. 35, n. 9, p. 686–694, 1 set. 2002.

ANASTAS, P. T.; ZIMMERMAN, J. B. The periodic table of the elements of green and sustainable chemistry. Green Chemistry, 2019. Disponível em: http://xlink.rsc.org/?DOI=C9GC01293A.

BALLESTEROS VIVAS, D. et al. Química verde aplicada a la fitoquímica. Revista Productos Naturales, v. 5, n. 2, p. 9–11, 2022.

CLARK, J. H. Green chemistry: challenges and opportunities. Green Chemistry, v. 1, n. 1, p. 1–8, 1999.

COLBERG, J.; PIPER, J. L.; WONG, J. W. Green chemistry. In: Practical Synthetic Organic Chemistry: Reactions, Principles, and Techniques. [s.l: s.n.]. p. 705–727.

MARCO, B. A. et al. Evolution of green chemistry and its multidimensional impacts: A review. Saudi Pharmaceutical Journal, 2019.

GOMES, R. N. et al. Desenvolvimento da química verde no cenário industrial brasileiro. Revista Fitos, v. 12, n. E, p. 80, 20 set. 2018.

HASSAN, A. I.; SALEH, H. M. Principles of Green Chemistry. In: Materials Horizons: From Nature to Nanomaterials. [s.l: s.n.]. p. 15–32.

LINTHORST, J. A. An overview: Origins and development of green chemistry. Foundations of Chemistry, v. 12, n. 1, p. 55–68, 2010.

MARTÍNEZ, J.; CORTÉS, J. F.; MIRANDA, R. Green Chemistry Metrics, A Review. Processes, v. 10, n. 7, p. 1274, 28 jun. 2022.

MELÉNDEZ, L.; RAMÍREZ-MONROY, A. La química verde y el desarrollo sustentable. RIDE Revista Iberoamericana para la Investigación y el Desarrollo Educativo, v. 5, n. 9, 2007.

MICHAEL MCCOY. The challenge of green chemistry. C&EN Global Enterprise, v. 101, n. 23, p. 2–2, 2023.

MOHAMMAD, A.; INAMUDDIN. Green Solvents I. Dordrecht: Springer Netherlands, 2012.

NÁRAY-SZABÓ, G.; MIKA, L. T. Conservative evolution and industrial metabolism in Green Chemistry. Green Chemistry, 2018.

PÁJARO CASTRO, N. P.; OLIVERO VERBEL, J. T. Química verde: Un nuevo reto. Ciencia e Ingeniería Neogranadina, v. 21, n. 2, p. 169, 2011.

RAŽIĆ, S. et al. Greener chemistry in analytical sciences: from green solvents to applications in complex matrices. Current challenges and future perspectives: a critical review. Analyst, 2023.

SALEH, H. M.; HASSAN, A. I. Introduction to Green Chemistry. In: Materials Horizons: From Nature to Nanomaterials. [s.l: s.n.]. p. 1–14.

SHELDON, R. A.; NORTON, M. Green chemistry and the plastic pollution challenge: Towards a circular economy. Green Chemistry, 2020.

WALE, T. et al. Review on Green Chemistry. Journal of Drug Delivery and Therapeutics, v. 13, n. 7, p. 190–193, 2023.