2ª Série:
Celina Souza Bitencourt
André Carlos Fraile Júnior
Cristina Schultz
Mariana Faulin Foresto
Eurico de Carvalho Filho
Bruna Affonso Madaloso
Laís de Oliveira Souza
Thaíse Costa Macedo
Julio César Ducatti de Oliveira
Denise Peixoto de Araújo
Suzana M. de Morais
Carla Passos Yoshida
De Volta Aos Carros-De-Boi
A cada dia, em nossas vidas,
nos resta menos tempo entre uma atividade e outra. Imagine se não
pudéssemos usufruir de alguns dos benefícios que nos auxiliam
nesse aspecto como, por exemplo, os automóveis. Daqui a algum
tempo, muitos automóveis poderão não fazer parte de
nosso cotidiano, pois muitos materiais utilizados na fabricação
dos carros não são renováveis, como o petróleo
e o carvão mineral, utilizados para a produção dos
polímeros.
Os polímeros são
macromoléculas formadas por milhares de unidades moleculares
menores que se repetem, chamadas de monômeros. Estes geralmente são
obtidos a partir do petróleo ou gás natural, pois estes materiais
barateiam a sua produção. O baixo custo e a durabilidade
são uns dos motivos que fizeram com que os polímeros fossem
utilizados no lugar de diversos materiais. Algumas das outras razões
são: leveza, resistência ao impacto e à abrasão,
baixa temperatura de processamento, baixas condutividades elétrica
e térmica, maior resistência à corrosão, porosidade
e a facilidade de ser moldado.
Podem ser classificados
de vários modos, e um deles é a classificação
pelas características mecânicas. Assim, podem ser termoplásticos,
termorrígidos ou elastômeros. Os termoplásticos podem
ser moldados com facilidade ao serem aquecidos, o que facilita sua reciclagem
e beneficia o meio ambiente, enquanto que os termorrígidos não
podem ser fundidos e remodelados após a sua fabricação,
dificultando sua reciclagem. Os elastômeros são obtidos através
de um processo de emaranhamento das cadeias lineares à baixa tensão.
Ao fazer desaparecer a tensão, eles retornam a sua forma primitiva
e podem ser esticados até um certo comprimento sem se romperem.
Os elastômeros têm uma reciclagem complicada devido à
sua incapacidade de fusão.
Outra maneira de classificá-los
é de acordo com a reação que lhes deu origem. Esta
reação é denominada polimerização, na
qual o monômero é aquecido na presença de um catalisador
adequado. O polímero de adição é formado por
uma reação de monômeros que possuem uma ou várias
duplas ligações, na qual o polímero é o único
produto. Quando, na reação de adição, se utilizam
moléculas de um só monômero, forma-se um homopolímero;
quando utilizamos mais de um monômero, forma-se um copolímero.
Já o polímero de condensação é formado
por uma reação de monômeros que possuem mais de um
grupo funcional. Nesta reação ocorre a eliminação
de pequenas moléculas como a água ou algum ácido.
Se olharmos ao nosso redor,
veremos todos os tipos de polímeros. Nos automóveis, por
exemplo, encontramos polímeros no painel, nos pára-choques,
nos estofamentos, nos tapetes, nas lanternas, nos acabamentos das laterais,
no teto e, provavelmente, no futuro serão utilizados em outros locais.
Assim, percebemos que não haveria automóveis nem velocidade
sem os polímeros.
Muitas peças de carroceria
são feitas com o polímero termoplástico acrilonitrila-butadieno-estireno,
que torna o carro mais leve e, conseqüentemente, mais econômico
e menos poluente. O polímero de adição polipropileno
é utilizado na fabricação dos pára-choques
dos automóveis, pois possui moléculas que se atraem com muita
intensidade formando um material com alta resistência térmica.
Os pneus são constituídos por mais de um tipo de polímero:
a banda de rolagem é feita de poli(estireno-butadieno-estireno);
as laterais são feitas de poliisopreno; seu revestimento interior
é feito de poliisobutileno e, além disso, os pneus são
reforçados com cordonéis que podem ser feitos de kevlar,
que, por ser um dos materiais mais resistentes já vistos, também
é utilizado na fabricação de coletes à prova
de bala. Um polímero transparente muito resistente e de excelentes
propriedades ópticas utilizado em algumas janelas é o plexiglass
(polimetilmetacrilato).
Outras peças bem
menores e, muitas vezes, quase esquecidas também são constituídas
de polímeros. O limpador de pára-brisas é feito de
uma borracha chamada poliisopreno, enquanto que as lentes das lanternas
dos automóveis são feitas de policarbonato, um material que
é transparente e muito resistente. As mangueiras são feitas
da borracha polibutadieno, que suporta baixas temperaturas e possui preço
acessível. Os filtros de ar contêm papel espesso, que é
feito de um polímero natural que vem da glicose vegetal, a celulose.
Ainda nos filtros de ar, o revestimento é feito da borracha poliisopreno.
Os tapetes dos carros podem ser feitos de nylon, que possui grande resistência
à tração e ao desgaste e queima com dificuldade; ou
de Orlon (poliacrilonitrila), uma fibra acrílica amplamente utilizada
na fabricação de mantas, cobertores e tapetes; ou de polipropileno.
Um revestimento plástico, o chamado "couro sintético", é
usado em estofamentos automotivos.
Pequenos amassados na carroceria
podem ser corrigidos com uma massa feita de argila e poliéster,
um material sintético impermeável. Outro poliéster
que resiste a altas temperaturas, a resina alquídica, é utilizado
no acabamento da lataria dos automóveis. Silicones, polímeros
compostos por silício e oxigênio, são utilizados em
ceras para polimento da carroceria e líquidos para conservar e dar
brilho aos pára-choques e painéis. Os estofamentos dos bancos
são fabricados com espuma de poliuretana, que é obtida juntando-se
água e isocianato, liberando gás carbônico que forma
as bolhas no interior dessa flexível espuma. Um material que vem
sendo cada vez mais utilizado na fabricação de automóveis
é o compósito obtido de um poliéster reforçado
com fibras de vidro.
Alguns dos acessórios
que possuímos em nossos automóveis que tornam nosso dia apressado
um pouco mais relaxante também possuem polímeros. Os gabinetes
de alguns toca-CDs são feitos de poliestireno, utilizado na fabricação
de isopor. As placas de circuito impresso são feitas de resina epóxi,
que é um bom isolante de alta inércia química, ou
seja, dificuldade de reagir com outros materiais.
Para um futuro não
muito distante, estão sendo projetados carros que auxiliem o meio
ambiente, mas que também forneçam mais conforto e praticidade.
O veículo precisa ser econômico, prático, seguro, confortável
e menos poluente, sendo ultraleve, muito eficiente e, na maior parte, reciclável.
Para completar o desafio, deve ter um preço acessível comparado
com os atuais. Em um projeto americano, o “super-carro” utiliza plásticos
reforçados, controles computadorizados e tem um sistema de propulsão
híbrida.
O segredo de um carro econômico
e que polua menos é a redução de seu peso. Têm
sido analisadas as propostas de substituição do aço
pelo alumínio ou por alguns polímeros reforçados com
fibras de carbono ou de vidro. Neste caso, os polímeros seriam mais
vantajosos, pois pesam duas vezes menos do que o alumínio. Já
foi elaborado um automóvel com carroceria formada por compostos
plásticos com fibra de carbono, porém este carro não
possui espaço para os essenciais dispositivos de segurança.
Além da carroceria mais leve, poderão ser elaboradas espumas
mais leves do que o ar.
Para reduzir o peso dos
motores, serão utilizadas estruturas de cerâmica, que tornam
a fricção menor e o desempenho térmico maior; além
disso, serão modificadas as estruturas dos freios para que se reaproveite
a energia que seria desperdiçada, economizando-se, assim, combustível.
Também estão sendo planejadas mudanças nas células
de combustível. Os polímeros podem passar a ser utilizados
em outros locais além da carroceria, como, por exemplo, no lugar
dos vidros. Neste caso, haveria vantagens, como a redução
do peso; um centro de gravidade mais baixo, o que oferece mais segurança
e a deformabilidade em caso de acidente, o que também é mais
seguro. Alguns plásticos inteligentes podem ser utilizados nos espelhos
retrovisores externos de alguns carros, pois reagem de modos diferentes
às diversas intensidades da luz. Outra utilização
possível de polímeros é a utilização
de tintas de poliuretano com solvente à base de água, que
poderá tornar o automóvel mais leve.
O poliuretano, que sempre
auxilia na redução de ruídos, também será
utilizado no revestimento interno do carro, entre as paredes, no teto e
até nos pára-choques, o que diminuiria o impacto de pequenos
choques com pedestres. Alguns materiais poliméricos possuem características
que farão com que eles sejam mais aproveitados no futuro. Não
só existem polímeros para a isolação elétrica,
como o polietileno, o politetrafluoretileno, o policloreto de vinila e
compósitos de polietileno com negro de fumo; como também
existem polímeros condutores, da família dos polímeros
conjugados e cuja condutividade elétrica chega quase aos valores
dos metais, como ocorre com o poliacetileno. Estes plásticos condutores
levarão às baterias muito leves, sem a presença do
chumbo, que tornarão o transporte mais econômico. Outras grandes
descobertas são o Nomex, que resiste a altas temperaturas, e o policarbonato,
que é resistente ao impacto.
Uma preocupação
que se torna cada vez mais necessária é com o meio ambiente,
afinal, em continentes desenvolvidos como o europeu, um carro dura apenas
dez anos e são descartados doze milhões de carros por ano.
Todos sabemos que a matéria-prima dos polímeros não
é renovável e que, a esse problema, junta-se outro: o agravamento
da crise energética. Por estes motivos, têm sido analisados
os métodos de reciclagem, as vantagens e desvantagens dos polímeros
biodegradáveis e a possível reutilização, na
área automobilística, de pára-choques e outras peças
grandes.
Estão sendo considerados
os processos de reciclagem porque, como os automóveis consomem mais
da metade do petróleo extraído no mundo, através da
reciclagem, reduziremos a extração de recursos naturais e
o acúmulo de resíduos na natureza. Além disso, daqui
a poucos anos, se tornará obrigatória a reciclagem de uma
grande porcentagem dos componentes automotivos.
Podemos acreditar que a
reciclagem é um processo simples, mas não é bem assim.
Quanto aos polímeros que são utilizados na fabricação
dos automóveis, sua reciclagem varia de acordo com suas características
mecânicas. Os termoplásticos são moídos, derretidos
e remodelados, enquanto que os termorrígidos possuem poucas formas
de serem reciclados, como, por exemplo, sua incineração como
fonte energética, a recuperação do poliol ou sua moagem
e reaproveitamento. Outro item que prejudica a reciclagem dos termorrígidos
é que alguns deles, ao serem aquecidos, sofrem carbonização
antes de derreter; é por isso que algumas montadoras pretendem eliminar
os termorrígidos dos automóveis. Os elastômeros também
não oferecem facilidade de reciclagem devido à sua dificuldade
de fusão.
Outro problema com relação
à reciclagem é que os polímeros que se encontram no
lixo não pertencem aos mesmos tipos. Devem ser previamente separados,
pois,
se forem derretidos juntos, darão origem a um material de poucas
utilizações. Por este motivo, os fabricantes colocam símbolos
nas embalagens. Além deste problema, existe outro que faz com que
os polímeros sejam um material que não pode ser reciclado
infinitamente. Na sua fabricação, são adicionados
aditivos, como os antioxidantes, aromatizantes, biocidas, plastificantes
e outros, para aperfeiçoar suas qualidades. Estes aditivos, ao serem
derretidos juntamente com os polímeros, os contaminam. Por estes
dois motivos, procura-se utilizar materiais mais uniformes, criando um
conceito de monomaterial, utilizando-se um tipo de polímero com
várias aplicações.
Outra solução,
além da reciclagem, é a criação de polímeros
que possuam uma estrutura que permita sua degradação natural.
Afinal, sabemos que muitos polímeros permanecem na natureza durante
séculos, pois os organismos decompositores não podem promover
sua decomposição. Os principais polímeros biodegradáveis
derivam-se do amido ou são poliésteres que vêm dos
ácidos hidróxi-carbônicos. Os produtos derivados de
amido são valorizados devido ao baixo custo, enquanto que o benefício
dos ácidos carbônicos e hidróxi-poliésteres
é o fato de serem produzidos por fermentação. Entre
os polímeros biodegradáveis que existem, o polihidroxibutirato
é o mais famoso, no entanto, seu preço é relativamente
alto. Um plástico biodegradável que se esfarela com a ação
dos decompositores é originado do polietileno com o amido. Um polímero
fotodegradável é o polietileno com monóxido de carbono,
que se decompõe através da ação da luz ultravioleta.
Nos Estados Unidos, está
sendo fabricado um polímero biodegradável feito de amido
de milho, enquanto que, no Brasil, desenvolve-se um polímero biodegradável
constituído de um poliéster produzido por um microorganismo
encontrado nas plantações de cana-de-açúcar.
Se continuarmos neste caminho, o Brasil pode tornar-se o maior produtor
deste polímero, pois nosso açúcar é o mais
barato do mundo.
Independentemente do modo
através do qual reaproveitaremos os polímeros, o importante
é que acabemos com o desperdício de materiais e com o esgotamento
das fontes naturais, além da poluição que temos provocado,
sempre pensando em como todos estes itens são fundamentais. Afinal,
os polímeros que revolucionaram o mundo, agora são descartáveis,
embora saibamos que, sem eles, ainda estaríamos sendo transportados
por veículos como as carroças.
Bibliografia
CANTO, Eduardo Leite do. Plástico: Bem supérfluo ou mal necessário? 2ª ed. São Paulo, Moderna, 1995.
CARVALHO, Geraldo Camargo de. Química Moderna. 1ª ed. São Paulo, Scipione, 1997. Capítulos 37, Volume único
FELTRE, Ricardo. Fundamentos da Químcia. 2ª ed. São Paulo, Moderna, 1998. Capítulo 26, Volume único
HARTWIG, Dácio Rodney . . . et alii. Química Orgânica. 1ª ed. São Paulo, Scipione, 1999. Capítulo 22, Volume 3.
HELENE, Maria Elisa Marcondes. Ciência e Tecnologia. De mãos dadas com o Poder. 4a ed. São Paulo, Moderna, 2001.
PERUZZO, Francisco Miragaia & CANTO, Eduardo Leite do. Química na Abordagem do Cotidiano. 2ª ed. São Paulo, Moderna, 1999. Capítulo 15, Volume 3.
RODRIGUES, Francisco Luiz & CAVINATTO, Vilma Maria. Lixo. De onde vem? Para onde vai? 1ª ed. São Paulo, Moderna, 1997.
USBERCO, João & SALVADOR, Edgard. Química Orgânica. 5a ed. São Paulo, Saraiva, 1999. Capítulos 26 e 27, Volume 3.
Polímeros em Automóveis: Presente e Futuro
Atualmente o mundo sofre
aquilo que podemos considerar como “a diminuição do espaço
pelo tempo”. Este fato é o resultado de uma série de revoluções
culturais, econômicas e tecnológicas ocorrido ao longo dos
séculos. Tal processo conseguiu encurtar o tempo necessário
para percorrer longas distâncias, valorizando e conseqüentemente
abrindo um espaço para a ascensão dos automóveis.
Portanto, aquele que dispuser desse bem estará apto para vencer
os desafios impostos pela modernidade. Verificamos a utilização
desses objetos no trabalho, nos afazeres do cotidiano e até mesmo
no lazer, de forma que milhões de pessoas usufruem diretamente ou
não desses objetos, sem no entanto saber ou buscar o verdadeiro
significado, a procedência, e o impacto ambiental envolvidos na produção
desses métodos. Nosso estudo se volta para esclarecer questões
como essas.
A origem de cada peça
desses veículos motorizados envolve uma série de reações
químicas como qualquer outro produto de fabricação
industrial, entre as quais a polimerização. Para entender
melhor esse complexo processo, precisa-se, no entanto definir primeiramente
polímeros. Essa palavra vem do grego polly=muitos, meros=partes,
e pode ser entendida como uma grande molécula constituída
por outras, porém pequenas e iguais, conhecidas por monômeros,
ligados por ligações covalentes. Este fenômeno ocorre
basicamente de duas maneiras: por adição, quando um intenso
número de moléculas diminuto se junta ou por condensação,
onde moléculas longas formadas por dois monômeros diferentes
e disfuncionais reagem entre si, eliminando pequenas moléculas como
a água.
Assim, os polímeros
estão presentes em nossas vidas de um modo surpreendente: plásticos,
borracha e náilon são apenas alguns exemplos dessas substâncias.
Pensemos num automóvel, um carro, por exemplo. Os pneus são
polímeros derivados da borracha, cuja origem natural, a árvore
seringueira, é conhecida há décadas. Diariamente esse
vegetal produz cerca de trinta gramas de látex que contém
35% de borracha em suspensão coloidal. Outro material que pode servir
de base para essas rodas é a borracha sintética como a SBR,também
conhecida como estireno,excelente para cordonéis visto que resistem
melhor aos desgastes. Outro utilizado na construção de carros
é o neopreno. Ele é encontrado no local das mangueiras de
gasolina já que borrachas naturais são rapidamente deterioradas
por óleos e graxas. Por isso a preferência por essa sintética.
Esta é apenas uma pequena amostra do valor comercial da borracha.
Podemos ainda destacar outros
polímeros com importância relevante: o náilon, uma
poliamida que apresenta alta resistência e facilidade para a moldagem,
vinculado na fabricação de engrenagens e o silicone, polímero
que contém longas cadeias de silício e oxigênio intercalados
muito utilizado para encerar veículos. Caminhando para outra área
de utilização polimérica temos os plásticos.
Já imaginou sua vida sem eles? Ela seria perfeitamente possível,
mas não existiria uma série de comodidades da vida
moderna tais como o telefone, aparelhos eletrônicos e outros
supérfluos. No caso dos carros atuais não haveria quase todos
os seus componentes como verificaremos mais adiante.
Plástico significa
“que pode ser moldado”, e é um polímero artificial subdividido
em dois tipos: os termoplásticos, cujo aquecimento provoca maleabilidade
e os termofixos que quando aquecidos não amolecem e no caso do processo
continuar de forma progressiva começará a decompor-se. Enquadra-se
nessa divisão a baquelite,um polifenol cuja resistência a
impactos é vinculada à produção de revestimento
de freios. Outro material resistente é o propileno, um plástico
usado geralmente na produção dos pára-choques.Tal
resistividade decorre da presença do grupo metil “pendurado” na
estrutura da molécula. As interações em seu interior
fazem com que elas (radicais metila) se atraiam de um modo intenso. Outros
componentes automobilísticos constituídos por plásticos:
painel, estofado, carpetes, lanterna, acabamento de lanterna e teto.
Portanto, o intenso uso
desse material justifica o crescente volume da produção nacional
dos materiais poliméricos sintéticos: só em 1988 o
Brasil produziu cerca de 3 milhões de toneladas. Apesar de
grande, esse número ainda é baixo perto da produção
dos países desenvolvidos, tal como podemos verificar em dados relativos
do ano de 1987: nos países de primeiro mundo o consumo per capita
é cerca de 50 Kg de termoplásticos(? da produção
nacional) em oposição aos escassos 10 Kg das do brasileiro.
O homem sempre retirou da
natureza materiais úteis para sua sobrevivência e conforto.
Com o passar do tempo ele passou a processar certos artefatos, dando-lhes
características novas para suprir suas necessidades. É o
caso do papel e do ferro. O plástico apesar de sua origem não
-natural também é o resultado de uma série de intervenções
químicas efetuadas pelo ser humano.E infelizmente, do ponto de vista
ambiental é considerado um mal necessário.
Muito mais resistente, barato
e leve do que materiais biodegradáveis (cujas reservas na natureza
estão acabando) o plástico logo alcançou popularidade
em todo planeta e como já visto se tornou útil para inimagináveis
funções. É claro que é mais prático
utilizar esse material no lugar das perecíveis madeiras ou dos pesadíssimos
ferros. Mas valerá a pena comprometer o planeta a um futuro incerto,
onde áreas gigantescas podem vir a ser tomadas para servir de aterros
sanitários, a toneladas desse material (que leva séculos
para se decompor) somente para manejar materiais bem-acabados, bonitos
e de boa qualidade?Teria a comodidade humana o direito de descartar um
futuro saudável para nossos descendentes? De qualquer forma, medidas
para a reciclagem do plástico já vêm sendo tomadas.
O que é considerado lixo por nós é reaproveitado mediante
seu derretimento e depois sua moldagem.Apesar das dificuldades envolvidas
como a “baixa incompatibilidade entre os vários tipos de polímeros,
que não podem ser derretidos conjuntamente” como descreveu E.B.Mano,
pesquisas e avanços nessa área vêm sendo desenvolvidas.
Contudo, projeções positivas dos ambientalistas quanto ao
desuso gradativo do plástico vem se distanciando com o sucesso de
planos voltados justamente para a expansão destes.
Um desses planos está
no carro do futuro. Este é um projeto que consiste em desenvolver
um automóvel econômico, que usaria um combustível produzido
por ele mesmo diminuindo significativamente as taxas de poluentes atmosféricos.
Plásticos condutores de eletricidade (em fase de aprimoramento)
poderiam levar a baterias superleves, onde os eletrodos de chumbo seriam
substituídos por esses materiais. “Que tal lhe parece um carro movimentado
por sua própria energia, com a carcaça de um plástico
tão resistente quanto o usual aço, porém com apenas
15% ou 20% de seu peso?”, nas palavras de Eduardo Leite do Canto.
Como conclusão para
tal redação, gostaria de fazer uma referência ao polímero
não só como o componente essencial para a produção
dos automóveis, mas também como o provedor do desenvolvimento
cultural e econômico de uma sociedade, estimulada pela comunicação
e pelo contato (na forma de eletrodomésticos (televisão,rádios
e fax), carros,aviões e outros). Os polímeros foram
e ainda são um progresso sem o qual o homem nunca teria chegado
ao seu estágio atual de evolução. Trata-se da “tecnologia
á serviço do homem”.
Bibliografia
Polímeros como materiais de engenharia-E.B Mano
Plástico:Bem supérfluo ou mal necessário- Eduardo Leite do Canto
Química geral -John B.Russell
Química moderna -Curso programado.Editora Renes
Química na abordagem do cotidiano- Tito e Canto
Polímeros: problema ou solução?
Das carroças movidas a cavalo,
aos navios que nos oceanos viajam.
Do surgimento da indústria:
origem das máquinas fumaceiras,
e até daquelas que passeiam lá nos céus.
Mas o que realmente me interessa agora,
é saber como são os automóveis.
De que “DNA” nascem,
como desenvolvidos são.
E para começar, preciso saber o que é,
por isso recorro à enciclopédia das palavras.
Automóvel: “veículo movido a motor de explosão”.
Posso chegar então à conclusão,
de que carros são os principais representantes
desses automóveis que vou falar.
Eis a minha missão:
analisar a composição desses carros.
Metal, vidro ou... polímero???
Mas o que seria isso? Diz a orgânica:
molécula gigante,
formada de pedacinhos todos iguais
é o que a gente chama de polímero.
Se você ainda não entendeu,
basta isso saber:
que o plástico é um bom exemplo,
agora sim você os pode reconhecer.
Metais, nem preciso te dizer.
Motor e toda lataria que tem, é tudo metal.
Pode ter várias formas,
mas muito pesado ele é.
Da natureza retirado
e para as indústrias levado,
a fim de poder ser transformado,
pois encontrado puro ele não pode ser.
Tem também o vidro,
merecedor de uma salva de palmas.
Mas muito cuidado, que frágil ele é.
No entanto, se quebrar ele não liga,
remodelado sabe que pode ser.
Agora chego na parte mais importante
da qual eu vou te dizer.
Polímeros! Polímeros! Polímeros!
Apenas eles poderiam ser.
Da adição de isoprenos, o poliisopreno.
Mas oh! Que nome mais feio!
Porém não importa,
preste atenção na utilidade que ele tem:
isopreno mais isopreno: olhem só o pneu.
Aparece também quando a água sobe lá em cima
e na volta para cá...
Poliisopreno nelas!
É o limpador de pára-brisa entrando em ação!
Como forma uma harmonia com o vidro!
Seca, limpa e não risca!
No escuro ele brilha, adivinhem quem é.
De noite, o policarbonato posso achar
sempre na forma de lanterninha,
para nos guiar!
Muito bem ela se esconde.
A poliamida, nylon é seu apelido.
Do tapete às engrenagens,
presente no tecido dos bancos
ela também está.
Ainda tem o ABS,
não esqueçam por favor:
Carrocerias leves, só com ABS!
Recuse qualquer metal.
Só por aí já deu pra ver,
as poucas mil utilidades
que esses polímeros podem ter.
Chego até me perguntar
se um dia em um mundo apenas de polímeros
nós iremos morar.
Mas isso novidade não é,
pois carro de PVC a gente já pode ter.
Leves e menos poluentes,
olhem só as vantagens.
É quando surge problema!
Baratos, de longa duração
e de fácil obtenção eles são.
Mas então, onde está a questão?!
“Socorro!” diz a natureza
ela chora por todo mundo
se é que em algum lugar está.
Ah! Uma coisa esqueci de te dizer:
se jogados fora,
os polímeros decompostos não podem ser.
E assim matando a natureza eles vão.
Mas outra coisa tenho a colocar:
colocar os polímeros para reutilizar.
Na reciclagem e na remodelagem,
lá os termoplásticos vêm.
Mas como toda regra tem exceção,
olhem só os problemas da família:
são os termofixos.
Teimosos, não querem em nada mudar.
Não gostam de se fundir
e plástica não querem fazer.
Se forçados, que coisa,
preferem até se destruir.
Mas pensando bem...
Muita coisa a gente pode fazer,
para o nosso futuro melhorar
e a terra não piorar.
Cuidar bem e reciclar,
usar mas não desperdiçar.
Seguindo apenas esses quatro passinhos,
a natureza a gente pode salvar.
Dessa maneira, a natureza
brigar com os polímeros não precisará
E olhem só, podem até se casar!
Bibliografia
www.geocities.com/SiliconValley/Lab/9043/quimica
www.plastivida.org.br, acessado em Outubro de 2002.
www.psrc.usm.edu/portug/auto.htm, acessado em Outubro de 2002.
Polímeros: Dr. Carbono explica
Nunca tinha me sentido
tão livre como agora. A sensação de poder ir aonde
quiser sem ter outras moléculas o impedindo é ótima.
Aliás, a vista aqui de cima é linda! Oh, desculpem a falta
de educação, esqueci de me apresentar. Sou o Carbono. Atualmente
estou namorando uma molécula de Oxigênio, e nosso relacionamento
é bem estável. Desde que começamos a namorar, chamam-nos
de gás carbônico, mas quando eu era solteiro e vivia com outros
sete Carbonos e dezoito Hidrogênios, nos chamavam de gasolina.
Como deu para perceber,
sou muito versátil, e me ligo a vários tipos de elementos
muito facilmente. Tamanha é minha importância que, se não
fosse por mim, a vida não teria surgido. Sirvo até para determinar
a idade de fósseis, acredita? Mas para que você entenda o
porquê disso, explicarei como tudo começa. Sou um átomo
que possui quatro elétrons na camada eletrônica mais afastada
de meu núcleo. E para ficar estável, preciso de oito desses
elétrons na última camada. Por essa razão é
que sou amigável com os outros elementos químicos, já
que dessa forma posso compartilhar meus elétrons com esses elementos,
e eles podem compartilhar seus elétrons comigo, para que possamos
todos ficar com a última camada completa. Esse acordo que fazemos
chama-se ligação covalente, e quando me ligo a outro átomo,
juntos formamos uma molécula. Posso ligar-me dessa maneira com até
quatro elementos químicos ao mesmo tempo, inclusive com outros carbonos.
Quando isso ocorre, há a formação de uma cadeia carbônica,
característica principal da molécula orgânica, ou seja,
que deriva de algo que outrora já foi um ser vivo. Se meu acordo
for feito com outros elementos diferentes do carbono, serei classificado
como uma molécula inorgânica.
Agora que você
entendeu o que é uma molécula orgânica, tentarei aprofundar-me
um pouco mais no assunto. Uma molécula orgânica tem como "base"
a cadeia de carbonos, mas pendurados nessa cadeia estão outros elementos
quaisquer. Mas há um fato curioso que por vezes ocorre com essas
moléculas, que nesse caso especial chamam-se monômeros. Eles
sofrem uma reação química e começam a se ligar
a trechinhos iguais a eles, formando moléculas orgânicas gigantescas,
macromoléculas, as quais passamos a chamar de polímeros.
O homem começou
a utilizar os polímeros pela necessidade de materiais que substituíssem
outros ou que tivessem as propriedades por ele desejadas. Mas na verdade,
os polímeros estão presentes em sua vida desde que o homem
se entende por gente, ou até antes disso! Como? Ora, os polímeros
estão em praticamente tudo o que está à sua volta!
Por exemplo, esta folha de papel que você agora está segurando
é um polímero. Seu computador é feito de polímero.
Sua roupa é feita de polímero. Vários alimentos têm
polímeros em sua composição. Seu próprio DNA
é um polímero! Agora acredita em mim? Mas como você
pôde perceber, não se pode classificar um copo de plástico
e um DNA do mesmo modo. E é por isso que se dividem os polímeros
em dois grandes grupos: o dos polímeros naturais e o dos polímeros
sintéticos.
Os polímeros
naturais são aqueles nos quais o homem não teve nenhuma participação
em sua produção. Eles estão presentes tanto nas proteínas
que constituem seu corpo (sem elas você não teria anticorpos,
hormônios, unhas, pele e nem cabelo!) como no DNA, e são muito
importantes em sua alimentação. Não se espante! Você
come polímeros sim, e aposto que adora, quer ver? Sabe o chocolate?
Ele possui carboidratos, e o arroz e feijão que você come
todo dia no almoço possuem amido.
Já os polímeros
sintéticos... Espera aí! Você viu o que eu vi? Que
belezoca de molécula de água! Bem que podíamos ver
se temos algo em comum... Espere só um instante que eu já
volto para continuarmos nossa conversa!
Não, não...
uma pena. Não temos muito em comum. Nosso relacionamento seria muito
instável. Prefiro ficar em forma de gás carbônico e
ela em forma de água. O ácido carbônico não
seria uma união duradoura. Mas esqueçamos esse assunto, deixe-me
continuar falando sobre os polímeros. Onde eu estava? Ah, sim, nos
polímeros sintéticos. Muito bem. Os polímeros sintéticos
são mais fáceis de se ver por aí no dia-a-dia. E é
nesse grupo que encaixaremos os tais copinhos de plástico, assim
como todos os outros plásticos encontrados por aí. Só
que novamente esse grupo se divide. Dentro do grupo dos polímeros
sintéticos podemos encontrar os polímeros termoplásticos,
os termorrígidos e os elastômeros.
Para não me
estender muito nesses detalhes, direi apenas que os termoplásticos
têm como principal característica (e vantagem) serem recicláveis.
Eles podem ser novamente aquecidos e moldados sem perder suas propriedades
iniciais, ao contrário dos termorrígidos, que, se aquecidos
novamente após estarem prontos, acabam se decompondo. Os elastômeros
estão entre os termoplásticos e os termorrígidos.
Apesar de não poderem ser fundidos novamente, são mais maleáveis
que os termorrígidos e possuem bastante elasticidade.
A substituição
de outros materiais por polímeros é tão vantajosa
que ela é realizada até na indústria automobilística.
Os carros hoje em dia são fabricados quase que por inteiro apenas
com polímeros. Não acredita? Então, ouça o
que tenho pra dizer e tire suas próprias conclusões.
Uma das vantagens
dos polímeros é que você pode produzi-los de acordo
com suas necessidades e com as características desejadas. E o exemplo
mais interessante da utilização de polímeros nos automóveis
são os vidros blindados.
Sabe-se que um impacto
muito forte sobre os vidros comuns (mesmo os mais grossos) podem fazer
com que ele se estilhace. A função do polímero utilizado
nesse caso, o policarbonato, é absorver toda a energia desse impacto
impedindo que o motorista do automóvel seja ferido com os estilhaços
do vidro. Os vidros blindados são preparados com camadas intercaladas
de vidro e policarbonato, ficando geralmente mais grossos que os comuns.
O policarbonato pode ser encontrado também nas lanternas de seu
carro.
Aliás, você
já reparou que hoje em dia os carros não enferrujam mais?
Isso ocorre graças a um banho que a carcaça do carro toma
durante sua produção. Esse banho, chamado banho cataforético,
serve para revestir as chapas de aço do carro com um polímero
anticorrosivo, o que impede que ele enferruje com o tempo. Há, porém,
algumas carrocerias já feitas com polímeros, o que é
muito mais vantajoso, pois confere aos automóveis um peso menor,
fazendo com que eles precisem de menos gasolina, o que contribui para o
meio ambiente.
O que também
impede a ferrugem e ao mesmo tempo garante que as peças do carro
realmente estejam fixas neste são os adesivos. Não os adesivos
comuns que você vê por aí todo dia, mas os que, na verdade
são massas feitas de polímeros que uma vez endurecidas nunca
mais podem ser remodeladas ou reutilizadas. Para você ter noção
do quão resistentes são esses adesivos, eles são utilizados
para colar também partes de navios e até de aviões.
Outra parte muito importante do carro que contém polímero,
e eu quase ia me esquecendo de falar sobre eles, são os pneus. Em
apenas um pneu pode haver vários tipos de polímeros, mas
o que nos interessa é saber que eles possuem ótima resistência
mecânica, não se deformando com facilidade.
Deixando de lado a
parte externa do carro, falemos agora das geringonças que você
vê quando abre o capô. Grande parte delas são feitas
de polímeros e, como você já supõe, a vantagem
que têm sobre outros materiais são várias. As diversas
válvulas, dutos e engrenagens, além das pastilhas de freio,
possuem excelentes resistência térmica, química e mecânica,
podendo suportar altíssimas temperaturas e não serem corroídas
pelas diferentes substâncias que passam por elas. E, além
de todas essas características, a maioria dessas partes ainda é
bem flexível e se adapta com facilidade a vários locais.
É por essa razão que você não poderia utilizar,
por exemplo, metais para fabricação dessas peças,
pois elas poderiam entortar, enferrujar, ser corroídas, esquentar
demais e acabar transferindo calor para outras peças perto delas,
podendo danificá-las.
Deixe-me lembrar o
que mais em um automóvel é feito de polímero... ah!
Claro, todo o estofamento e o piso são feitos de polímero
e provavelmente você já ouviu falar de alguns deles. Aquela
espuma flexível e confortável encontrada no banco dos carros
é feita de poliuretano, polímero que resiste fortemente à
abrasão e ao rasgamento. O tecido que recobre essa espuma é
o poli(cloreto de vinila), conhecido pelos íntimos como PVC. Por
último, os tapetes do carro podem ser feitos de uma fibra chamada
náilon, um polímero que você com certeza conhece e
provavelmente deve ter roupa ou meias feitas desse material. As vantagens
do náilon sobre os outros tecidos são, além das mesmas
do poliuretano, a facilidade que ele apresenta em se ligar a diversos pigmentos,
o que facilita seu tingimento, além de não ser inflamável.
Como você pôde
ver, os polímeros estão por toda parte e as vantagens de
sua utilização são inúmeras, mas devo alertá-lo
de que as conseqüências dessa utilização nem sempre
são as melhores.
A desvantagem da utilização
de todos esses polímeros sintéticos é que, em sua
maioria, eles não são biodegradáveis e são
termorrígidos, ou seja, além de não poderem ser reciclados,
não se decompõem no meio ambiente, colaborando para o agravamento
do problema do lixo no mundo todo.
Hoje em dia, há
muita pesquisa em torno disso, tanto que até existem alguns polímeros
sintéticos biodegradáveis, mas eles não são
muito utilizados, já que é difícil obter um polímero
biodegradável com as mesmas propriedades dos ''tradicionais''. Quando
os polímeros biodegradáveis começarem a ser utilizados
em larga escala, com certeza muitos problemas de poluição
serão resolvidos, e você poderá viver em um lugar menos
sujo.
Espero que tenha gostado
e aprendido bastante com essa nossa conversa, que mais pareceu um monólogo.
Desculpe, mas como você percebeu, eu sou bem ativo e adoro falar!
Infelizmente não posso mais ficar parado, já que, como toda
molécula, tenho muita energia dentro de mim. Talvez eu até
encontre uma outra molécula com quem minha união seja mais
estável, apesar de eu achar difícil que isso aconteça.
Tchau!
Bibliografia
MANO, Eloisa Biasotto; MENDES, Luís Cláudio - Introdução a Polímeros, 2ª Edição, Ed. Edgard Blücher LTDA
FELTRE, Ricardo - Química, Vol. 3, Química Orgânica, 5ª Edição, Ed. Moderna
Recursos Básicos sobre Plásticos e Polímeros - http://www.gorni.hpg.ig.com.br/textpol.htm
Tempra Web Site - http://www.tempra.ws.nom.br/fiatnews-blind.html
Polímero - http://www.geocities.com/obraaberta/polimero.htm
The Macrogalleria - http://www.psrc.usm.edu/macrog/index.htm
Aulas de Laboratório de Química
A Arte Imita a Vida
Na sociedade, vários
são os avanços tecnológicos em todos os campos da
ciência. O homem sempre teve a necessidade de buscar artifícios
que facilitassem sua vida. E um dos instrumentos mais amplamente utilizados
para isso é a Química. Essa ciência tem uma importância
fundamental na vida das pessoas. Mais do que uma ciência, a Química
é uma arte. Diversas são as áreas em que se aplica
como, por exemplo, na fabricação de remédios, produtos
de limpeza, alimentos, além de outras inúmeras citações.
E uma das grandes descobertas nessa arte foi a dos polímeros, comumente
conhecidos como plásticos.
A história
dos plásticos teve seu início, provavelmente, em 1855 com
a descoberta do colódio, hoje usado na medicina, mais especificamente
no tratamento de certos tipos de ferimentos. Posteriormente, em 1869, o
norte-americano John Hyatt inventou o celulóide, um material leve,
insolúvel em água e lavável, cujo único problema
era sua fácil combustão. Mesmo assim, foi amplamente utilizado
em brinquedos, colarinhos de camisas, filmes e outros pequenos objetos.
Contudo, esses materiais
não foram considerados polímeros sintéticos já
que derivavam da celulose, um polímero natural. A invenção
de um polímero inteiramente sintético foi outorgada a Leo
Hendrik Baekeland, químico belga naturalizado norte-americano. No
ano de 1909, ele criou um polímero que foi denominado baquelite,
devido ao nome do químico, Baekeland. Esse material é empregado
em tintas, vernizes e cola de madeira, bem como na fabricação
de plugues, pinos e tomadas, devido às suas propriedades de isolante
térmico e elétrico, e na confecção de fórmica
e cabos para panelas.
No início do
século XX, o homem prosseguiu imitando a natureza quando começou
a fabricar polímeros que podiam ser usados como tecidos. Sem dúvida,
a mais famosa fibra sintética é o nylon, que foi confeccionado
pelo professor de química orgânica e pesquisador Wallace Hume
Carothers, nos Estados Unidos em 1934. Suave e maleável, o nylon
espalhou a moda dos tecidos sintéticos por todo o planeta. Ao contrário
do que pensa a maioria das pessoas, “nylon” é uma sigla e não
uma palavra. A primeira utilização dessa fibra sintética
foi na produção de meias para mulheres, as quais fizeram
um sucesso estrondoso, inicialmente, em duas cidades: Nova Iorque e Londres.
Por isso a sigla “nylon”; “ny” pela cidade “New York” e “lon”, por “London”.
Ao longo da história,
o homem sempre desenvolveu e aperfeiçoou técnicas para facilitar
sua vida. Desde os primórdios, ele modela a natureza segundo seus
propósitos, buscando atingir ao máximo a perfeição.
Porém, tantos avanços tecnológicos não seriam
possíveis se não existissem pessoas que observassem os fenômenos
naturais e tentassem aplicá-los ao cotidiano.
Como exemplo, pode-se
acompanhar a evolução dos polímeros. Importantes aliados
da praticidade, eles invadiram a sociedade e hoje seria impossível
imaginar a vida sem estes materiais. Mas o que são?
Elementos como a borracha,
as fibras naturais, o amido, a celulose e as proteínas são
considerados polímeros naturais. Do grego, “poli”, que significa
muitos e “meros”, que corresponde a partículas ou partes, os polímeros
são macromoléculas, isto é, moléculas muito
grandes obtidas pelo encadeamento em larga escala de estruturas menores
denominadas monômeros, no processo da polimeralização.
Plástico é
todo o material que tem a propriedade de adquirir diferentes formas, pela
ação de uma força exterior. E é devido à
facilidade com a qual as moléculas se rearranjam que eles podem
ser moldados sem dificuldade.
Foi no século
XIX que as descobertas na área da química orgânica
se fizeram verdadeiramente evidentes. Diversos cientistas buscavam obter,
pelos procedimentos químicos, polímeros que foram nomeados
posteriormente como artificiais ou sintéticos.
Os polímeros
são classificados de diversas maneiras. Quimicamente, podem ser
separados quanto à reação de preparação:
polímeros de adição, quando todas as moléculas
são iguais entre si, tendo como exemplos o PVC, o isopor, o teflon®,
a borracha fria e a natural; copolímeros, obtidos a partir de dois
ou mais monômeros diferentes como a baquelite e o nylon; e, por último,
os polímeros de condensação, na qual a reação
é composta de dois ou mais monômeros, iguais ou diferentes,
com a eliminação da substância mais simples, exemplificando-se
o silicone e a celulose. Ainda pela química, podem
classificar-se quanto à sua estrutura: lineares ou termoplásticos,
que podem ser aquecidos ou resfriados repetidas vezes sem perderem suas
propriedades e os tridimensionais ou termofixos que, uma vez preparados,
não podem ser remoldados, sob pena de decomposição.
Além disso,
os polímeros também podem ser classificados industrialmente,
no que diz respeito às duas aplicações práticas:
são elastômeros quando manifestam “propriedades elásticas”
acentuadas, como nas borrachas sintéticas; plásticos, quando
não estão no estado sólido, podendo ser ou não
rígidos, como no caso do polietileno; e, por fim, são fibras
se forem bastante resistentes à tração mecânica,
como o nylon.
As aplicações
dos plásticos são determinadas a partir de suas propriedades.
Pode-se tomar vários exemplos disso como os polímeros usados
em automóveis: o polipropileno é utilizado, em geral, para
a fabricação de pára-choques de veículos, devido
à sua estrutura molecular, na qual as moléculas são
atraídas com grande intensidade, formando um material altamente
resistente, ideal para constituir essa peça do automóvel.
Outros polímeros,
como o polibutadieno e as bunas, são amplamente utilizados na confecção
de mangueiras de combustíveis e em tampas para o compartimento de
óleo do motor dos automóveis, já que essas borrachas
não são corroídas pela ação do petróleo
e seus derivados. Um pneu também é constituído por
um tipo de borracha, denominada elastômero, que pode ser natural
ou artificial e ainda outros componentes como o pó de carbono grafite,
que além de conferir à peça uma cor escura e negra
aumenta também a resistência à abrasão, ou seja,
o pneu torna-se mais resistente ao fogo e à queima. Pode-se encontrar
ainda na constituição química de um pneu o enxofre,
que atua na vulcanização e outros aditivos em pequenas quantidades.
Muitas outras aplicações
dos polímeros nos automóveis ainda podem ser citadas como
no acabamento da lataria dos veículos onde a resina alquídica,
que é um tipo de poliéster, é usada na pintura destes
automóveis. Já em outro plástico, denominado kevlar,
que apresenta suas moléculas arranjadas paralelamente, de modo a
tornar o material muito resistente, é usado na fabricação
de peças automotivas em geral.
No futuro, estima-se que
haja uma maior reciclagem dos plásticos. Segundo alguns especialistas,
este século, o XXI, será a era da reciclagem. E não
é para menos, afinal ela se faz necessária, já que
a quantidade de plásticos produzidos é muito grande e, futuramente,
não haverá espaço suficiente para armazená-los.
Já foi provado que cerca de 90% dos polímeros sintéticos
são renováveis e, por isso, reaproveitáveis. As garrafas
de refrigerante, por exemplo, após a coleta e lavagem são
picadas, podendo ser reutilizáveis. Além disso, há
os plásticos biodegradáveis, feitos de glicose, os quais
podem ser decompostos.
Além da reciclagem
há a expectativa da elaboração de adaptações
dos materiais já existentes como o desenvolvimento de espumas mais
leves e plásticos condutores de eletricidade, os quais fariam reais
as possibilidades de meios de transporte mais econômicos. Dessa forma
as peças feitas de chumbo, por exemplo, seriam substituídas
por peças produzidas com plásticos, leves e resistentes,
tornando o veículo imensamente leve, mas com a mesma ou até
uma maior resistência e durabilidade.
Portanto, espera-se
uma maior conscientização por parte de governos e populações
a fim de que esses projetos se tornem reais. Uma boa maneira de iniciar
é extremamente simples e está dentro de casa; é de
grande importância separar o lixo caseiro e entregá-lo para
as coletas de lixo limpo, reciclando-se, dessa forma, o lixo e os plásticos
em geral. Seguindo-se essa linha de comportamento, o planeta certamente
será um lugar melhor e mais limpo para a humanidade e as próximas
gerações, sem acabar com a praticidade e a facilidade da
vida moderna.
Bibliografia
CANTO, Eduardo Leite do. Plástico: Bem supérfluo ou mal necessário? 2ª ed. São Paulo, Moderna, 1995.
CARVALHO, Geraldo Camargo de. Química Moderna. 1ª ed. São Paulo, Scipione, 1997. Capítulos 37, Volume único
FELTRE, Ricardo. Fundamentos da Químcia. 2ª ed. São Paulo, Moderna, 1998. Capítulo 26, Volume único
HARTWIG, Dácio Rodney . . . et alii. Química Orgânica. 1ª ed. São Paulo, Scipione, 1999. Capítulo 22, Volume 3.
HELENE, Maria Elisa Marcondes. Ciência e Tecnologia. De mãos dadas com o Poder. 4a ed. São Paulo, Moderna, 2001.
PERUZZO, Francisco Miragaia & CANTO, Eduardo Leite do. Química na Abordagem do Cotidiano. 2ª ed. São Paulo, Moderna, 1999. Capítulo 15, Volume 3.
RODRIGUES, Francisco Luiz & CAVINATTO, Vilma Maria. Lixo. De onde vem? Para onde vai? 1ª ed. São Paulo, Moderna, 1997.
USBERCO, João & SALVADOR, Edgard. Química Orgânica. 5a ed. São Paulo, Saraiva, 1999. Capítulos 26 e 27, Volume 3.
Polímeros: Uma Descoberta que Diminui o Preço dos Automóveis
Atualmente é cada
vez mais importante baratear o custo dos automóveis para que mais
pessoas possam ter acesso a eles. Cientistas estão sempre desenvolvendo
pesquisas a fim de encontrar materiais que possam ajudar a indústria
automobilística nessa árdua tarefa. Um desses materiais encontrados
são os polímeros, mais conhecidos popularmente como plásticos,
que é um composto de alta massa molecular obtido através
da reação de polimerização com um reagente
chamado monômero.
A partir dai, a utilização
dos materiais poliméricos nos carros vem crescendo significativamente
graças as suas inúmeras propriedades, como flexibilidade,
leveza, resistência, imunidade à corrosão, entre outras.
Hoje são conhecidos
polímeros naturais, naturais modificados e sintéticos. A
exemplo do primeiro tipo, pode-se destacar a borracha (extraída
da seringueira) que há muitas décadas está sendo utilizada
para a confecção de pneus e mangueiras, graças a elasticidade
que possui (ela se deforma mas não se rompe).
Por outro lado, os polímeros
mais encontrados nos automóveis são os sintéticos,
como o náilon, o polietileno e o poliestireno. O náilon (poliamida)
não se restringiu às fibras têxteis e hoje, vem sendo
utilizado na construção de amortecedores de impacto de veículos
e já está dando resultados positivos, como uma maior resistência
ao desgaste em relação aos amortecedores tradicionais (feitos
de borracha); dureza; entre outros. Esses amortecedores já estão
sendo utilizados em vários países europeus. Outro emprego
do náilon é nos pára-choques (feitos com tecido de
náilon e fibra de vidro) e os benefícios para a utilização
desse polímero nesse caso é a leveza (a peça é
até 60% mais leve do que a feita de metal), o aumento das propriedades
de absorção de energia, de soldagem, além do fato
de ele poder ser montado no chassi antes do processo de pintura (diferentemente
dos tradicionais que são colocados no carro após a pintura)
e, principalmente, poder ser reciclado após sua vida útil.
O náilon pode ainda ser utilizado na fabricação de
mancais (suportes para eixos) e engrenagens (com excelentes resultados
acústicos), entre outras utilizações.
Um dos polímeros
mais utilizados na vida moderna, o polietileno (obtido através da
agregação das moléculas de etileno), tem como qualidades
o isolamento elétrico, a flexibilidade e a facilidade de modelamento.
Em função dessas qualidades é utilizado no revestimento
de fios e cabos elétricos tanto dos carros quanto para outras aplicações.
O poliestireno, que é
obtido da mesma forma que o polietileno, apresenta como características
físicas, quando está no estado original: isolamento elétrico
e térmico, leveza, rigidez, resistência a ataques químicos
(por ácidos ou álcoois), resistência mecânica
e é incolor. Muito empregado atualmente na fabricação
de espuma, utilizada nos estofamentos dos carros, graças as suas
características físicas, ao seu baixo custo e a facilidade
de processamento.
Há, ainda, a utilização
de polímeros em chapas laterais (polímero policarbonato);
em substituição às fibras de vidro (polímero
VeXtrim), que deixa os carros mais leves, imunes à corrosão
e reduz os custos de produção; nos painéis de instrumentos,
pára-choques e aerofólios (polímero de nome comercial
NORYL) por apresentar alta resistência ao impacto; na produção
de lanternas; vidro à prova de balas (polímero policarbonato),
por causa de sua espantosa resistência ao impacto; no motor; nas
calotas das rodas; nos pára-brisas; na pintura e na maioria das
peças de acabamento.
Os fatores que fazem com
que os carros fiquem mais baratos são conseguidos graças
ao processo de obtenção do plástico, que apesar de
seu quilo ser mais caro do que o de metal, a peça plástica
com o mesmo volume da de metal pesa menos, por causa do peso específico
de cada material; de processamento, pois o custo para se modelar uma peça
plástica é menor do que uma de metal graças ao fato
de que a sua formatação é feita por meio de moldes
(formas) em que o material “penetra” quase liqüefeito, não
proporcionando desgastes nas ferramentas e moldes como ocorre no processamento
de peças metálicas, onde há um maior atrito entre
as partes.
O plástico, em geral,
possui ainda uma durabilidade mais longa que a do metal pelo fato de não
sofrer oxidações, por exemplo: se deixarmos um carro com
metal e um com plástico exposto ao sol e a chuva, o com metal enferruja.
A economia gerada pela utilização das peças plásticas
é muito grande (mesmo o quilo de plástico sendo mais caro
do que o de metal) e pode ser sentida pelas empresas produtoras, transportadoras
e pelos consumidores, pois se gasta menos energia para o seu processamento
além de se economizar no transporte da matéria-prima e da
peça pronta, pois sendo mais leve, pode ser transportada em caminhões
menores ou em caminhões grandes (nesse segundo caso, a capacidade
de transporte dos plásticos em relação ao metal é
muito maior). Deste modo, economiza-se combustível (que está
tendo grande aumento de preço), amortecedores e pastilhas de freio,
que se desgastam menos e, conseqüentemente, sua reposição
será menos freqüente. O consumidor também se beneficia
na utilização de carros feitos de materiais poliméricos,
pois sendo mais leves, economizam freios, amortecedores e necessitam de
um motor com menos potência (menor cilindrada) gerando, conseqüentemente,
uma economia de combustível.
No caso da segurança
veicular, um fator que nos preocupa muito, o plástico pode ser considerado
menos seguro que o metal no caso de um acidente, porém com a utilização
do plástico os acidentes diminuiriam, pois tanto os caminhões
que os transportam quanto os carros ficariam mais leves e, portanto, com
uma maior facilidade para frear (diminuição da distância
de frenagem).
O plástico ainda
é um grave problema ecológico hoje em dia (pelo fato de sua
decomposição ser muito demorada), porém cientistas
estão descobrindo que se adicionarem amido ao plástico durante
o processo de produção, algumas bactérias podem consumir
esse amido e assim, acelerar o processo de decomposição.
Deste modo, a utilização dos materiais poliméricos
nos automóveis é também um fator positivo, pois causa
menos degradação ambiental pelo fato de eles utilizarem motores
de menor potência, consumindo menos combustível e emitindo
uma quantidade menor de gases poluentes, como o gás carbônico,
além de que os plásticos podem ser reciclados. A reciclagem
dos plásticos é bem mais vantajosa do que a dos metais devido
ao seu baixo peso (mais fácil de transportar) e aos incentivos governamentais
(ICMS reduzido), mesmo com uma perda de 5 a 10% do material durante o processo.
O emprego dos polímeros
nos automóveis também pode gerar mais empregos, pois sendo
as peças mais leves, o seu manuseio pode ser feito por pessoas,
ao contrário do que acontece com os metais que exigem guindastes
e empilhadeiras para poderem ser manuseados.
Todavia, muitas coisas poderiam
ser melhoradas no futuro como, por exemplo: a manutenção
das cores, pois o plástico perde sua coloração original
quando exposto ao sol (como acontece com os pára-choques) e atingir
uma utilização de mais de 50% dos componentes de um veículo
automotor, como já ocorre na Europa.
Com todos esses benefícios
gerados pela utilização dos plásticos, hoje em dia,
está sendo possível para as indústrias automobilísticas
baratear o preço dos automóveis permitindo que mais pessoas
consigam comprá-los e, deste modo, aumentando o lucro dessas indústrias
que podem investir esse capital em mais pesquisas a fim de encontrar meios
que possam aprimorar ainda mais a utilização dos materiais
poliméricos.
Bibliografia:
Ciência Ilustrada, Volume 9, Editora Abril Cultural S.A.
Enciclopédia da Ciência, Editora Globo S.A.
Guia de Propriedades, G.E. Plastics South America
PERUZZO, Francisco Miragaia e CANTO, Eduardo Leite do, Química na Abordagem do Cotidiano, Volume 3, Editora Moderna
Plástico Industrial, Aranda Editora Técnica Cultural LTDA., Ano V, N.° 50, Outubro 2002
Tecnirama (Enciclopédia da Ciência e da Tecnologia), Volume 3, Editora Codex LTDA.
Por um Futuro Melhor
Outubro de 2050.
O caos era total. O
imenso buraco na camada de ozônio sobre a Antártida era responsável
por milhões de casos de câncer de pele: mudanças climáticas
causadas pela emissão de combustíveis fósseis na atmosfera
provocavam secas intermináveis, chuvas torrenciais, furacões
devastadores, florestas cada vez menores, desertos sempre maiores, extinção
de incontáveis espécies de animais e vegetais, aumento desastroso
do nível dos oceanos, depois que a Terra ficou mais quente e as
geleiras começaram a derreter, ameaçando cidades.
Os Jetsons estavam
prontos para fazer uma nova viagem de volta ao passado através da
Máquina do Tempo construída pelo filho Elroy.
Agora queriam promover
um encontro entre os Flintstones, os Simpsons e eles para tentar impedir
aqueles terríveis acontecimentos vividos pelos homens de sua época.
-Apertem os cintos,
crianças!
Dez, nove, oito, sete, seis, cinco, quatro, três, dois, um...
Num século qualquer A.C.
- Vilma!!! Temos visitas!
São os Jetsons e eles vieram no seu carro voador!!!
- Flintstones, que
bom revê-los! Vocês precisam vir conosco para o futuro pelo
bem da humanidade e do planeta!!!
IABADABADOOO!!!
Dez, nove, oito, sete, seis, cinco, quatro, três, dois, um ...
Ano 2000.
-Pai, tem uma nave
espacial em frente à nossa casa!!!
-Simpsons, até
que enfim!!! Somos a família Jetson e esses são os Flintstones.
Temos uma missão importante para vocês. Venham conosco para
o futuro, pelo bem da humanidade e do planeta.
Dez, nove, oito, sete, seis, cinco, quatro, três, dois, um ...
Ano 2050.
-Fred, agora que estamos
reunidos, quero pedir a você, como representante do homem que vive
os dias do princípio da história da nossa raça, que
nos conte um pouco do modo de vida de sua época.
-A nossa vida é
muito simples e saudável. Há florestas, água pura
e a temperatura é agradável. Porém tenho que confessar
que gostaríamos de um pouco mais de conforto. Nossos carros, por
exemplo, você sabe que o motor deles são os nossos próprios
pés! Isso cansa bastante.
-Ah! A nossa vida
é muito diferente da sua Fred. Nós, os Simpsons, vivemos
na Era dos Plásticos!!!
-Que novidade é
essa Homer?
-O plástico
é fruto de pesquisas, testes e muita dedicação de
químicos, durante as últimas décadas do século
XIX e as primeiras do século XX, quando a borracha natural, na época
matéria-prima de fundamental importância, se tornou inacessível
por causa da Guerra. Conseguiu-se então o aperfeiçoamento
e a fabricação em grande escala de borracha sintética.
-Mas o que eu quero
saber é de onde vem a matéria-prima usada para fabricar plásticos.
Sim, porque na minha época a madeira e a boa e velha pedra é
que são matérias-primas de qualidade!
-Fred, a matéria-prima
que dá origem ao polímero chama-se monômero, que é
obtido principalmente a partir do petróleo ou gás natural.
E saiba que o plástico agora se tornou indispensável por
sua alta resistência, baixo custo de produção, peso
reduzido e facilidade para fabricar peças de diferentes cores, formas
e tamanhos. Os polímeros também podem apresentar e combinar
características muito variadas, como: maleabilidade, rigidez, maciez,
adesividade, resistência térmica e à oxidação,
fragilidade, elasticidade, leveza, dureza, flexibilidade, resistência
ao impacto, à corrosão e à abrasão, são
isolantes térmicos e elétricos, transparentes, porosos, atóxicos.
E vem muita novidade por aí. Esse ano (2000, que é o ano
em que eu vivo) o Prêmio Nobel de Química foi concedido a
cientistas que sintetizaram polímeros com alta condutividade elétrica.
Não é o máximo?
-Sim, Homer, mas agora
quero ver se você consegue se lembrar dos nomes de alguns desses
plásticos. Aposto que a Pedrita e o BAM-BAM vão adorar!
-É claro que
me lembro, Jetson. Há plásticos equivalentes ao aço
de baixo carbono na siderurgia, são leves e de fácil processamento.
Por exemplo: o Polietileno (PE0, o Polipropileno (PP), o Poliestireno (OS)
e o Poli(cloreto de vinila (PVC) e também Plásticos de Engenharia,
que são resinas caras, equivalentes aos aços-liga da siderurgia.
Os mais comuns são o Poli(tereftalato de etileno) e o policarbonato
(PC) e também Plásticos de Engenharia, que são resinas
caras, equivalentes ao aço-liga da siderurgia. Os mais comuns são
o Poli(tereftalato de etileno) e o policarbonato (PC). E já que
o Fred reclamou do seu carro e com toda a razão, vou descrever um
pouco da transformação que o veículo da minha época
vem sofrendo. Fred, os carros evoluíram muito desde que foram inventados.
A indústria automobilística tem se beneficiado da avançada
tecnologia desenvolvida com polímeros, utilizando-os na fabricação
de inúmeras peças que compõem o veículo. Essas
peças apresentam desempenho superior ao do material antes utilizado,
quase sempre metais, que pesavam mais e enferrujavam com o tempo. São
pára-choques e painéis que absorvem impactos, volantes faróis
e lanternas, pneus, grades, calotas, carpetes e tapetes, estojos de espelhos,
estofamento, revestimento e encosto dos bancos, revestimento interno, cintos
de segurança, limpadores de pára-brisa, air-bags, carcaças
de bombas e de baterias, juntas, válvulas, reservatório de
líquidos, ventoinhas, ventiladores bobinas, mangueiras revestimentos
de fios elétricos, carburadores, distribuidores, elevadores de janelas,
válvulas, maçanetas, engrenagens, pedais, botões,
travas, borrachas de vedação, pastilhas de freio, sistemas
de transmissão. E a lista de auto-peças e acessórios
para veículos que levam polímeros em sua composição
não pára de crescer. A transforma é visível.
No lugar dos antigos veículos pesados, dispendiosos e de segurança
precária desfilam pelas ruas o fruto de toda tecnologia conquistada
no século XX. Não há dúvida de que o uso de
polímeros tornou possível a um dos bens de consumo mais desejados
pelo homem, o automóvel, chegar muito próximo da perfeição.
Essas máquinas maravilhosas estão muito mais leves, velozes,
inteligentes, econômicas, duráveis, confortáveis e
mais seguras. E por falar em segurança, um dos usos de polímeros
que está agradando a população da minha época
é a película de poliéster, também um polímero,
que escurece os vidros do carro, eliminando parte do calor e dos raios
ultravioleta. Ela dificulta a visão do interior do veículo
inibindo os assaltos.
-Fred, você viu como os dias em que
eles vivem estão violentos?
-É mesmo, Vilma! Isso é muito
triste. Mas deixe o Homer continuar.
-Sinto muito, amigos, mas tenho que dizer
que apesar dos benefícios, há também inconvenientes,
pois os plásticos demoram tempo para degradarem-se permanecendo
praticamente intactos por muitos anos, causando problemas ambientais. Iniciativas
para a solução desse dilema têm surgido, entre eles
a reciclagem do plástico ou sua utilização como fonte
alternativa de energia através da combustão. Por isso, a
tendência agora é usar somente o Polipropileno (PP) no interior
dos automóveis facilitando o reconhecimento do material a ser reciclado
na ocasião do seu sucateamento. Temos também outro grave
problema envolvendo o meio ambiente: o excesso de veículos nas avenidas
das grandes cidades ocasionando congestionamentos e altos índices
de poluição. A colocação de catalisadores (dispositivos
capazes de transformar uma substância poluente em outra não
poluente) em veículos novos e o aperfeiçoamento dos motores
contribuíram bastante para a queda acentuada de emissão de
monóxido de carbono (CO) na atmosfera. Mas o aumento da concentração
de gás carbônico liberado pela queima de combustíveis
como gasolina, álcool e óleo diesel, responsável pelo
Efeito Estufa, é preocupante porque vem alterando a temperatura
e o clima no mundo.
-Tio Jetson, é melhor o senhor
começar a falar sobre o futuro.
-Está bem, Barth. Mas eu não
tenho apenas boas notícias não! Quero dizer que para alguns
dos problemas citados nós felizmente já encontramos solução.
Com a colaboração de todos os plásticos, bem como
outros tipos de materiais hoje são coletados seletivamente e reciclados
ou decompostos de forma natural ou industrial. Isso criou muitas indústrias
de reciclagem e conseqüentemente novos empregos. Foi necessário
também pesquisar fibras vegetais, bactérias e outros materiais
que pudessem substituir o plástico de origem petroquímica,
já que não se usa mais combustíveis fósseis
em larga escala. Desenvolvemos fontes alternativas de energia, por exemplo,
a eólica, ecologicamente correta e hoje os veículos usam
a célula de combustível, que produz energia elétrica
por meio de uma reação química entre o ar e o hidrogênio
-contido em pequenas células no motor – resultando em combustão
fria não poluente. Quanto aos congestionamentos a solução
encontrada foi tornar eficientes, confortáveis, rápidos e
baratos os meios de transportes coletivos, utilizados hoje pela maioria
da população, o que reduziu sensivelmente a circulação
dos automóveis, usados agora apenas no passeio do final de semana.
Mas, apesar dos progressos da ciência, estamos sentindo os terríveis
efeitos do descaso do homem que, como vocês mesmos podem ver, precisava
ter aliado tecnologia com a indispensável preservação
do meio ambiente. E para que ele continue a perpetuar sua espécie,
extremamente dependente de outras, é muito importante não
esgotar recursos naturais não renováveis, nem consentir com
a contaminação do solo, poluição das águas
e destruição da atmosfera. Não é necessário
escolher entre crescimento industrial que proporciona melhoria das condições
de vida do povo, e preservação do meio ambiente. O homem
deseja e precisa evoluir, mas tem que aprender a não ultrapassar
os limites que a vida na Terra impõe a esse progresso, porque a
tendência do homem é se deter nos benefícios e lucros
que suas invenções trazem, sem avaliar o custo disso para
a natureza. Quero fazer um apelo a você, Fred e a você Simpson,
representante do homem que presenciou e usufruiu o espantoso desenvolvimento
da tecnologia: lutem para garantir que o futuro seja sempre melhor que
o presente, pois só vocês têm nas mãos, a chance
de mudar o amanhã! Obrigado, amigos e mãos à obra!
Dez, nove, oito, sete, seis, cinco, quatro, três, dois, um ... Ano
2000.
-Adeus queridos amigos, Flintstones e Jetsons!
-Até a próxima, Simpsons!
Dez, nove, oito, sete, seis, cinco, quatro, três, dois, um...
Num século qualquer A.C.
-Vilma! Tive um sonho estranho!!!
Bibliografia
http://www.quimica.matrix.com.br/polímeros.html - A Era dos Plásticos.
http://www.gorni.hpg.iq.com.br/intropol.html - Introdução
aos Plásticos
http://www.socioambiental.org/website/notícias/geral/20000920.html
www.cartoonnetwork.com.br/portugues/flintstones/index.html
www.cartoonnetwork.com.br/portugues/jetsons/index.html
BARSA – volume 2
BARSA – volume 11
Revista Veja Ano 2001 – Sua segurança
Tecnologia dos Polímeros – D.C. Miles e J.H. Briston - Editora da USP
Polímeros como materiais de Engenharia – Eloísa Biasotto Mano – Editora Edgard Blucher Ltda.
Fundamentos da Química – Ricardo Feltre – Editora Moderna
Química volume 1 – João Usberco e Edgard Salvador – Editora Saraiva
Filme: “Os Flintstones e os Jetsons se encontram” – Hanna Barbera – 1991 – Home Vídeo
revista Veja ano 34 no18 - 2001
Polímeros em Automóveis: Presente e Futuro
Convido você,
leitor, para voltarmos ao tempo para uma possível conclusão
posteriormente. O surgimento do homem teve início no Período
Paleolítico que é também conhecido como “Idade da
Pedra Lascada”, depois veio o Período Neolítico conhecido
como “Idade da Pedra Polida” e logo em seguida veio a “Idade dos Metais”.
Como pudermos perceber, as grandes descobertas do homem marcaram nossa
história ao longo dos anos. Por que hoje seria diferente? O homem,
ao longo do século XX e início do século XXI, passou
a substituir materiais de usos freqüentes pelos plásticos,
borrachas sintéticas, fibras para tecido e é por isso que
hoje vivemos o que se poderia chamar de “Idade dos Plásticos”. E
é ai que começa a nossa “viagem” para estudarmos os famosos
polímeros.
Para começo
de conversa, o que são polímeros? Entre as várias
definições teóricas de diferentes autores podemos
concluir que são basicamente macromoléculas formadas por
sucessivas aglomerações de um monômero, que é
uma unidade molecular pequena e fundamental. Para uma melhor compreensão,
que é de extrema importância para o entendimento do assunto
a que iremos tratar, ilustraremos um exemplo clássico:
Os materiais formados
através desses tipos de reações de polimerização,
que podem ser de adição ou condensação, são
chamados de materiais poliméricos.
Os polímeros
de adição obtêm-se através da polimerização
de uma só classe de monômeros, os homopolímeros, ou
de dois ou mais monômeros distintos, os copolímeros. Já
os polímeros de condensação obtêm-se através
da polimerização de monômeros nas quais há a
eliminação de uma substância mais simples, geralmente
a água.
Quanto à estrutura,
os polímeros podem ser lineares, ramificados e tridimensionais;
quanto às aplicações práticas podemos dividi-los
em elastômeros, plásticos e fibras; e ainda podem ser divididos
em materiais poliméricos naturais, naturais modificados e sintéticos.
A proteína é
um exemplo de polímeros naturais formados por moléculas naturais
complexas e variadas. Entre as várias funções de uma
proteína, podemos destacar a enzimática, estrutural, armazenadora,
transportadora, hormonal, contrátil, protetora entre outras. A glicose,
a frutose, a sacarose, a celulose, a borracha natural ou poliisopreno são
outros exemplos de polímeros naturais.
Os químicos,
depois de muito estudarem esses polímeros, com o intuito de “melhorá-los”,
ou seja, torná-los mais específicos para certas aplicações,
resolveram modificá-los. Um exemplo de polímero natural modificado
é a borracha vulcanizada proveniente da borracha natural. O processo
de vulcanização foi realizado por Charles Goodyear no ano
de 1839, que consiste (pois esse processo ainda é executado) em
acrescentar pontes de enxofre entre as cadeias de polímeros na presença
de PbO ( um catalisador). Assim as borrachas vulcanizadas se tornaram mais
resistentes, elásticas e estáveis a variações
de temperatura. Já foi utilizada nos pneus, nos quais apresentava
uma maior concentração de pontes de enxofre e conseqüentemente
possuía uma maior resistência mecânica, mas foi substituída
por outro tipo de borracha também vulcanizada citada mais adiante.
Não satisfeitos
em apenas modificar, os químicos, após um estudo ainda mais
aprofundado, desenvolveram, através da tentativa imitar a natureza,
os materiais poliméricos sintéticos que atualmente “regem”
o mercado comercial capitalista. Citando ainda como exemplo a borracha,
podemos destacar o neopreno e o polibutadieno. Este constitui as mangueiras
de transporte de fluidos das várias partes de um automóvel;
nesse caso a principal finalidade de ter sido usada a borracha sintética
de polibutadieno é porque apresenta uma maior resistência
às variações de temperatura.
Nos colchões,
nos tecidos, nas cordas sintéticas, nas panelas com revestimentos
teflon, nas lentes de contatos e de óculos, nos ursinhos de pelúcia,
na alimentação, nas tomadas, nas embalagens, nas bóias,
nas sacolas de supermercado enfim, muitos produtos que estão constantemente
ao nosso redor são formados por polímeros, proporcionando
maior conforto ou simplesmente suprindo nossas necessidades.
O transporte rodoviário,
proporcionalmente, é o mais caro em relação a qualquer
outro, mesmo assim o automóvel ainda é
o nosso principal meio de locomoção. Muitos historiadores
consideram que os alemães Karl Friedrich Benz e Gottlieb Wilhelm
Daimler foram os criadores do primeiro automóvel, ainda com três
rodas, em 1885. Já o primeiro carro a gasolina foi criado pelo americano
Henry Ford no ano de 1893. Desde a criação até hoje
o automóvel teve uma surpreendente evolução para proporcionar
mais conforto, mais segurança, ficou esteticamente mais bonito,
mais econômico, mais acessível ao mercado consumidor, e, como
veremos mais adiante, o uso dos polímeros nos automóveis
foi um dos principais colaboradores para que isso ocorresse.
Os polímeros
também aparecem em alguns acessórios utilizados na manutenção
dos automóveis como, por exemplo, no bidão que é constituído
de polietileno e utilizado como utensílio de limpeza ou para abastecimento
de qualquer fluido que esteja em falta nos automóveis; a partir
da mistura de argila e poliéster obtêm-se uma massa utilizada
para reparo de funilaria, ou seja, correção de superfície;
e também nas ceras para polimento de automóveis e nos líquidos
usados para proporcionar brilho e proteção nos painéis
plásticos e nos pára-choques que são feitos à
base de silicone.
Polipropileno é
um polímero de adição e entre suas várias aplicações
estão os tapetes, cadeiras e poltronas, ele também é
utilizado na fabricação dos pára-choques dos automóveis.
A borracha poliisopreno
constitui as partes laterais dos pneus juntamente com um revestimento interior
de uma borracha sintética vulcanizada chamada poliisobutileno. Alguns
pneus substituem cordonéis para reforço de aço pelo
Kevlar; pode-se considerá-lo um polímero recente com alta
resistência ao calor e à tração. Nas plataformas
de petróleo, por exemplo, também estão sendo substituídos
cabos de aço por cordas de Kevlar por apresentar uma resistência
à tração vinte vezes maior e sem contar que não
sofre corrosão. Kevlar tem uma larga aplicação como,
por exemplo, roupas e luvas feitas para resistir a altas temperaturas,
na fabricação de esquis e principalmente em coletes a prova
de bala.
Todas as peças
de borrachas escuras, a lâmina do limpador de pára-brisas
e partes do pneu, já citado anteriormente, são feitos de
poliisopreno.
As lanternas dos carros
podem ser feitas de policarbonatos que são formados pelo encadeamento
de átomos entre os quais apresenta-se o ânion carbonato. Esse
polímero é extremamente resistente ao impacto e por isso
é também utilizado nos “vidros à prova de bala” assim
como nas janelas dos aviões e visores de capacetes para astronautas.
No filtro de ar dos
automóveis encontra-se um papel espesso que tem como função
impossibilitar a passagem de macropartículas suspensas no ar. Esse
papel é feito de um polímero natural chamado celulose, que
é também encontrado no algodão e na fabricação
de explosivos. Você sabia que através de um processo de nitração
parcial da celulose misturado com um ácido nítrico, ácido
sulfúrico e após o tratamento com cânfora forma-se
a celulóide que foi o primeiro plástico de importância
comercial?
O náilon é
um polímero de condensação formado pela polimerização
de um ácido, uma amida e conseqüentemente a eliminação
de moléculas de água. Tem larga aplicação em
produtos comerciais como nas garrafas, nas linhas de pesca, nas pulseiras
de relógio e nas cordas. Nos automóveis, podem ser encontrados
principalmente nas rodas dentadas das engrenagens e nos tapetes.
Alguns automóveis
apresentam um revestimento para os freios constituídos de baquelite
que é um polímero de condensação polifenol,
pois apresenta um grupo fenol comum na sua reação. É
um material resistente ao impacto e estável ao aquecimento, pode
ser encontrado também nos materiais elétricos, revestimento
de móveis (fórmica), cabos de panelas etc.
As espumas dos assentos
dos automóveis são formadas através da polimerização
de dois monômeros distintos e a eliminação de um gás
proveniente da reação, que permite que a poliuretana se apresente
com aspecto característico das espumas. Este polímero pode
ser usado como isolante térmico e acústico e no seu estado
sólido é encontrado nas rodas dos carrinhos de supermercados.
Como pudermos ver
rapidamente, são muitos os polímeros presentes nos automóveis,
mas a principal evolução que o automóvel ainda está
sofrendo é a substituição de algumas peças
da carroceria, antigamente feitas de aço, pelo polímero acrilonitila-butadieno-estireno,
mais conhecido pela sigla ABS, por isso o coloquei em destaque como veremos
adiante.
A resina ABS é
um termoplástico, isto é, quando aquecido amolece e pode
ser moldada adquirindo o formato desejado, constituído de acrilonitrila,
butadieno e estireno que contribuem separadamente para as propriedades
que o material exige. Podem-se variar proporcionalmente seus componentes
que resultarão em diferentes tipos de resinas ABS para atender,
assim, a uma variedade de aplicações.
O processo de polimerização
em massa se transformou no mais utilizado para a produção
das resinas ABS, pois a possibilidade de obtenção é
de melhor processabilidade, mas também ainda é muito usado
o processo de emulsão.
A principais vantagens
dessa resina são: alta resistência ao impacto, alta rigidez,
alta dureza, alta resistência térmica, ampla faixa de temperatura
de processamento, excelente estabilidade dimensional, boa aparência
com brilho superficial entre outros fatores. As principais desvantagens
são: má transparência e perda de resistência
física a temperaturas elevadas.
As resinas ABS em
comparação a outros termoplásticos como polipropileno,
poliestireno e polietileno de alta densidade, no fator preço/densidade,
são o material mais caro, mas em comparação aos produtos
naturais como aço e ferro elas acabam saindo mais barato. A substituição
de partes da carroceria de um automóvel pela resina ABS torna o
carro mais leve e conseqüentemente diminui o consumo de gasolina.
Você sabia que
50% do consumo de resinas ABS no Brasil são para indústrias
automobilísticas? E que representam 6,5% do total de plásticos
consumidos para a produção de automóveis?
Até agora falamos
principalmente dos benefícios que a produção dos polímeros
proporciona à humanidade, mas a produção e aplicação
em larga escala pode trazer conseqüências gravíssimas
para um futuro ainda próximo.
Os polímeros,
em sua maioria, são muito resistentes, apresentam uma alta durabilidade
e não são biodegradáveis, esses são os principais
fatores que assustam os ecologistas.
Por exemplo, cerca
de 2,2 milhões de toneladas de plásticos são produzidos
anualmente no Brasil, e mais da metade vai parar nos lixões num
curto período de tempo. Esse plástico pode demorar até
centenas de anos para se decompor, isso permite-nos concluir que a matéria-prima
utilizada na produção de materiais sintéticos é
“um beco sem saída”. Como vimos, os automóveis estão
cada vez contendo mais materiais sintéticos, como os polímeros,
e temos que levar em consideração que esse é um, entre
muitos produtos que estão sofrendo essa evolução da
“Idade dos Plásticos”. Mas como o homem procura sempre solucionar
os problemas, veremos adiante algumas das possíveis opções.
O termo incineração
quer dizer queima. Então seria o processo de queimar os materiais
que constituem um lixão formando entre outros produtos o gás
carbônico, mas como sabemos, ele incentiva o Efeito Estufa.
Poderíamos
fabricar plásticos degradáveis, ou seja, que contêm
aditivos capazes de acelerar a decomposição ou simplesmente
os que têm estrutura química que são decompostos pela
natureza. Chegou-se a produzir polímeros degradáveis que
se assemelhavam aos naturais, mas acabaram saindo mais caros que os comuns.
Ouvimos muito falar
da reciclagem e parece ser a principal solução, mas temos
que levar em consideração que o produto da reciclagem tem
aplicações limitadas devido a sua má qualidade e isso
ocorre por causa da incompatibilidade entre os vários tipos de polímeros.
É muito difícil
“agradar a todos”, se tentamos solucionar este problema, geramos outros,
mas se pensarmos por outro lado a maior parte dos recursos naturais tende
a se extinguir ou simplesmente tornarem-se inúteis (principalmente
pela ação da poluição) e os materiais sintéticos
poliméricos podem substituí-los no futuro e, como vimos na
carroceria dos automóveis, isso já ocorre.
Diante disso, as principais
soluções que poderiam ser melhoradas no futuro são
os estudos avançados para a reciclagem, como, por exemplo, reciclar
produtos que apresentem os mesmos polímeros. Fundamental também
a ampliação do estudo para viabilizar a produção
de polímeros degradáveis e mais acessíveis economicamente.
No universo tudo se
encadeia e os polímeros não fogem a essa regra, portanto
é preciso muito estudo para que tudo permaneça em equilíbrio
e harmonia.
Polímeros em Automóveis: Presente e Futuro
Embora sejam largamente
usados pelos mais diversos ramos da indústria, os polímeros
são ainda pouco conhecidos pela grande maioria da população
e acabam sendo generalizados como frágeis à tração,
à temperatura, com pouca resistência mecânica e de uso
restrito. Mas já há muito tempo eles provaram ser um dos
materiais mais versáteis existentes, podendo adquirir as mais diversas
características.
Conhecidos e utilizados
já há muitos séculos (os chineses usavam uma espécie
de verniz como revestimento impermeabilizante já no ano 1000 a.C.)
os polímeros, até meados do século XIX, eram usados
apenas em sua forma natural quando então alguns passaram a ser sintetizados,
com destaque para a década de 1920, considerada a “era de ouro”
dos processos de polimerização. No século XX a produção
do material em escala comercial começou avançar significativamente
e esse crescimento reflete-se nos dias de hoje quando, sem nos darmos conta,
ficamos envoltos por polímeros até dentro dos nossos próprios
carros.
O automóvel
foi inventado por volta da metade do século XVII e de lá
para cá sofreu várias modificações, entre elas
a substituição gradual de metais, vidros e outros materiais
por compostos poliméricos. Essas substituições trouxeram
várias vantagens para o produtor, que passou a pagar menos pela
matéria-prima e pelo processo de fabricação, já
que os polímeros são mais fáceis de serem moldados,
além do prestígio que a empresa ganha por um produto mais
ecológico. O consumidor também lucrou, pois carros mais leves
gastam menos combustíveis, são mais fáceis de serem
conduzidos e reparados em caso de danificação, são
mais seguros e confortáveis, oferecendo, ao todo uma melhor relação
entre custo e benefício. Podemos observar essas e outras qualidades
através de uma análise mais detalhada de cada arte de um
automóvel.
As lentes dos faróis,
as janelas laterais, o pára-brisa, enfim, os chamados “vidros” o
carro já está sendo, há algum tempo, feito parcialmente
ou totalmente por polímeros. Esse tipo de substituição
foi feita pela primeira vez em 1946 pela empresa Crysler, que usou lentes
de acrílico nas lanternas traseiras de seus veículos. Hoje
em dia o policarbonato é um dos materiais mais indicados para a
confecção dessas peças num futuro próximo,
aliás, ele já é usado na produção das
lentes dos faróis. Devido a sua leveza ele reduz o centro de gravidade
do veículo, facilitando sua condução, principalmente
nos de alto porte (caminhões e ônibus). O policarbonato também
é barato fácil de manusear, um excelente isolante acústico
e mais seguro que o vidro, pois, ao sofrer um impacto, não estilhaça,
sendo considerado inquebrável.
Mas será que
janelas super-resistentes são realmente uma segurança a mais?
Afinal, em caso de um acidente, uma janela ou pára-brisa inquebrável
pode retardar o socorro às vítimas. Uma alternativa para
esse problema seria o uso de filmes (telas) de material poliméricos
(como o polietileno) recobrindo por dentro e por fora a janela ou pára-brisa,
que seriam de vidro. Deste modo a proteção do polímero
permaneceria e, no caso de um acidente, a tela, que seria destacável,
seria retirada, permitindo a quebra do vidro e a retirada dos ocupantes
do veículo.
A carroceria é
outra parte do automóvel onde os polímeros ganharam espaço
substituindo principalmente os materiais como o aço. Resinas termoplásticas
reforçadas com fibra de vidro já são utilizadas em
várias de suas estruturas, como o chassi e o pára-choque,
peça essa que deve ser muito resistente para agüentar possíveis
impactos. Uma das vantagens dos novos pára-choques é que
eles são desmontáveis, assim, em caso de danificação,
apenas parte da peça é substituída. As resinas mais
usadas são o polipropileno e o ABS (acrilonitrila-butadieno-estireno),
mas outros polímeros, como a fibra de carbono, também estão
sendo testados. Outra vantagem do uso do polímero nas carrocerias
é a possibilidade de designs mais diferentes e modernos, isso devido
à facilidade que os polímeros oferecem para serem moldados.
Uma experiência
interessante foi feita em 1953, pela General Motors. Consistiu na produção
experimental de 300 automóveis Corvette com carroceria totalmente
feita em poliéster termofixo reforçado com fibra de vidro.
Embora tenha fracassado, essa tentativa mostra o quanto já é
antigo o interesse das empresas automobilísticas pelos polímeros
na substituição dos metais.
As borrachas, essenciais
para a montagem de um carro, podem ser encontradas em quase todas as suas
partes, mas principalmente nos pneus. Estes vêm evoluindo quase imperceptivelmente,
pois seu formado já não muda muito, mas sua composição
está cada vez mais complexa, sendo formado por vários tipos
de borrachas (estireno, butadieno e suas combinações, principalmente),
variando para cada região (laterais, revestimento interno, revestimento
externo, etc). Hoje existem vários tipos de pneus, cada um adaptado
à determinada situação, como o tipo de estrada (asfalto,
pedregosa molhada, etc). Essa tecnologia provém principalmente do
automobilismo.
O avanço tecnológico
que pode ser responsabilizado pela criação do pneu como o
conhecemos hoje, foi a descoberta do processo de vulcanização,
por Charles Goodyear, em 1839, processo que, com o uso de enxofre, promove
a ligação entre as cadeias poliméricas que constituem
a borracha, fazendo com que esta se torne mais resistente ao atrito (evita
desgaste imediato), a produtos químicos e a temperatura, proporcionando
também maior dureza, consistência e elasticidade.
As resinas, que são
formas de polímeros, são a base de qualquer tinta e dão
propriedades específicas a estas. Nos automóveis, elas precisam
ter resistência à substância corrosivas, ao atrito que
sofrerão com o ar e à temperatura, além da necessidade
de acompanhar os movimentos de contração e dilatação
do substrato onde foi aplicada para assim evitar o aparecimento de rachadura
na pintura, ou seja, ela deve ter elasticidade. Todas essas propriedades
interferem no tempo de duração da pintura e na estética
do carro.
Ao olharmos para a
parte interna do carro (o painel e o estofamento em geral) na verdade estamos
presenciando uma quantidade incrível de polímeros. O cinto
de segurança é feito de teflon, num dos mais resistentes
materiais já sintetizados, os carpetes podem ser de borracha ou
náilon, os bancos são de poliuretano expandido revestido
com poliéster, o painel é de poliuretano pré-moldado
recoberto por ABS, polipropileno ou outro dentre os inúmeros polímeros
possíveis, até mesmo o air-bag é feito com polímeros
muito resistentes, para assim evitar que ele estoure facilmente. Há
vários outros exemplos desses materiais na parte interna do carro
e as principais vantagens que eles oferecem são o isolamento acústico,
a segurança e o conforto dos passageiros.
Mas qual será
o limite dos polímeros dentro de um automóvel? Pelo rumo
das pesquisas na área parece que ainda estamos longe de um limite.
Hoje, até mesmo no motor esses materiais estão presentes
e isso ficou claro no 21ª Salão Internacional do Automóvel,
realizado em 2001, no Anhembi, em São Paulo. Nele foram consolidadas
algumas das aplicações dos plásticos nos veículos,
inclusive no motor, onde se podia observar a tendência, proveniente
da Fórmula 1, de cada vez mais encobri e integrar fios, cabos e
componentes, um estilo denominado “clean”. Um dos polímeros mais
usados para esse fim foram as poliamidas, presentes em áreas de
temperaturas altas e intensa vibração do motor.
A cobertura de motor,
novidade introduzida em 1998, também mostrou ser outra grande aplicação
dos polímeros de engenharia. Essa proteção é
usada em motores eletrônicos, mais sensíveis e sofisticados,
de carros e caminhões com finalidade de isolá-los de altas
temperaturas e produtos químicos. Materiais como o Technil reforçado
com fibra de vidro são usados na confecção.
Outra tecnologia que
pode revolucionar completamente a área de polímeros em automóveis
é a dos plásticos condutores de eletricidade. Embora conhecidos
desde 1973, só de uns anos para cá se tem conseguido estudar
essa espécie de polímeros com profundidade, principalmente
seu funcionamento e propriedades. Essa descoberta teve um impacto muito
grande na comunidade científica da época, afinal os polímeros
há tempos são conhecidos como exemplos de isolantes elétricos.
Portanto, já
há a possibilidade de conseguirmos criar um motor quase totalmente
feito de polímeros, sem falar de todo o sistema elétrico
que coordena funções como os vidros elétricos, toca-fitas,
cd-player, caixas de som. Essas mudanças não só facilitaram
e baratearam a produção de vários componentes do carro,
deixando-o até mais leve, como também poderiam aumentar a
reciclagem das peças que o compõe.
Pudemos perceber que
algumas inovações nos carros convencionais são provenientes
dos de corrida, mas na verdade se temos os carros como hoje os conhecemos
foi devido às experiências feitas naqueles que vemos ultrapassar
os 300 hm/h na televisão, principalmente na Fórmula 1. Grandes
montadoras como a Fiat, a Mercedes-Benz e a BMW têm sociedade com
as principais escuderias que são, para os exemplos citados, respectivamente,
a Ferrari, a Mclaren e a Willians. Essas empresas equipam suas respectivas
escuderias e nelas testam suas mais novas descobertas, com destaque para
motores e sistemas de freio. Essa tecnologia vai sendo aplicada, com o
passar do tempo, nos carros convencionais. O automobilismo é, portanto,
o grande laboratório das montadoras de automóveis, um exemplo
disto
foram os freios de fibra de carbono de duplo circuito, com os quais uma
Ferrari pode frear de 280 km/h para 60 km/h em menos de 50 metros, mas
hoje encontrado em veículos comuns.
Na Europa, os polímeros
perfazem de 70 a 100 kg em peso, nos Estados Unidos, de 90 a 120kg, e no
Brasil de 60 a 90kg. E com a demanda do produto em crescimento para esse
setor ficamos a imaginar de onde sai tanto material. No passado, duas fontes,
que podem ser consideradas as principais, foram as árvores (de onde
seivas, como o látex e alguns vernizes, eram retiradas) e o petróleo.
Ambas persistem até hoje, principalmente a segunda, mas para esta
há alguns problemas.
O petróleo
é alvo constante de críticas por causa da poluição
que pode causar e que causa ao ser extraído, transportado, refinado
e usado na confecção de uma série de produtos. Outro
fator preocupante para quem depende desta matéria-prima é
o fato de que ela pode ser tornar escassa nos próximos 40 anos,
mesmo com a descoberta de novos poços recentemente, principalmente
no Oriente Médio. A escassez pode provocar além do aumento
do preço do petróleo e dos produtos derivados, conflitos
como o da Guerra do Golfo, que fez o preço de certos polímeros
aumentar até 200% em 1974.
Episódios como
esse fizeram o interesse pela reciclagem e pela pesquisa de novas fontes
de material polimérico aumentar em muito. Daremos duas técnicas
que já estão sendo usadas em várias partes do mundo,
inclusive no Brasil: a obtenção de polímeros por meio
de plantas e por meio de bactérias.
Os polímeros
feitos a partir das fibras vegetais são biodegradáveis (biopolímeros),
ou seja, uma tecnologia relativamente nova, ela já é aplicada
há cinco anos na Europa, inclusive no setor automobilístico.
Nos Estados Unidos, as fibras de uma planta chamada kenaf já substituíram
em algumas indústrias automobilísticas a fibra de vidro nos
painéis para portas e outros materiais na confecção
de bancos. Essas fibras são mais leves, recicláveis e de
boa resistência mecânica, além de também serem
menos propensas a quebra ou torção sob altas temperaturas.
No Brasil, uma planta
amazônica chamada curauá se destaca entre as demais. Suas
fibras são macias e resistentes e pode ser aplicada para isolamento
acústico e nas partes internas de automóveis, também
podendo substituir a fibra de vidro. Segundo Alcides Lopes Leão,
da Universidade Estadual Paulista (UNESP) de Botucatu (SP), essa planta
possui propriedades melhores do que as de kenaf, até porque trata-se
de um produto de origem brasileira, portanto seu uso seria facilitado e
mais barato.
Os polímeros
provenientes de bactérias também são biopolímeros,
sua degradação se dá em 6 a 12 meses. A produção
ocorre através do processo de fermentação, podendo-se
utilizar diversos tipos de substratos. Os polímeros são acumulados
em grânulos que são removidos através de lise celular,
ou seja, a parede bacteriana é rompida, o que leva à morte
da bactéria e à liberação dos grânulos.
No Brasil, um projeto
cooperativo elaborado em conjunto pelo Centro de Pesquisas em Biotecnologia
(CPB), pela Copersucar, pelo Instituto de Pesquisas Tecnológicas
de São Paulo (IPT) e pela Universidade de São Paulo (USP)
utiliza a cana-de-açúcar como substrato. Já foram
desenvolvidos vários polímeros, entre eles o polihidroxibutirato,
semelhante e com as mesmas aplicações do polipropileno. Ele
é produzido pela empresa PHB Industrial, que pretende comercializá-lo
em larga escala a partir de 2004.
Mas será que
os polímeros são realmente mais fáceis de se reciclar?
Teoricamente sim, mas na prática isso não ocorre devido
à complexidade que eles tomam dentro do carro. Muitas vezes eles
acabam sendo misturados, o que impossibilita a reciclagem, ou as peças
que formam são difíceis de serem desmontadas e separadas.
Tudo isso acaba encarecendo o processo e tornando-o inviável. Nesses
casos apenas peças maiores são reaproveitadas (pneus, carroceria,
pára-choques, etc).
Para que esse problema
não ocorra futuramente os carros deverão ser projetados para
ter o menor número de peças e materiais possível,
assim como para que essas peças sejam facilmente desmontáveis
e também para que o material que as formem seja identificável,
assim não ocorrerá misturas. O objetivo das montadoras é
construir um carro 100% reciclável, já que em muitos países,
além da qualidade, as empresas também são responsáveis
pelo destino dos automóveis após o término de sua
vida útil.
Mas os polímeros
não trouxeram vantagens apenas para consumidor e para o produtor.
O automóvel é um dos principais agentes do efeito estufa
e, se não for reciclado, vira lixo ao ser descartado. Com a reciclagem,
a diminuição no gasto de combustível e da poluição
que um carro pode causar e com a utilização de material biodegradável
o meio ambiente também sairá ganhando.
Afinal, será
que só haverá ganhadores nessa mudança? A resposta
é não. A indústria siderúrgica perderá
um consumidor em potencial, que é a montadora, e isso poderá
ocasionar a demissão de funcionários que não poderão
ser admitidos pela indústria de polímeros, mesmo esta estando
em pleno crescimento, já que se tratam de ramos muito diferentes
e por esta última necessitar de pessoal altamente qualificado. É
claro que se esta mudança ocorrer paulatinamente os efeitos poderão
ser minimizados.
Assim, a tendência
da indústria automobilista, como percebemos, é cada vez mais
otimizar a produção e até o descarte dos automóveis
através do uso dos polímeros trazendo, assim inúmeras
vantagens, tanto para ela mesma como para o consumidor e para o meio ambiente.
Vendo os carros cada vez mais leves podemos crer que seria a tecnologia
que um dia possibilitaria que eles voassem.
Toda essa evolução
acaba fazendo do polímero um material do passado que, ao mesmo tempo,
modifica e inova algo do presente para dar asas `a idéias que pertencem
a um futuro que, até então, estava presente apenas nos mais
fictícios filmes de Hollywood.
Bibliografia
ATKINS, Peter. Princípios de Química: Questionando a vida moderna e o meio ambiente. São Paulo, Editora Bookman, 1999
REVISTA PLÁSTICO INDUSTRIAL. Abril 2002, p.10: “Plásticos Biodegradáveis deverão ser comercializados em larga escala em 2004”, p.08: “Cresce interesse pelas fibras naturais de reforço”,
REVISTA PLÁSTICO INDUSTRIAL. Dezembro 2001, p.16: “Montadora passa utilizar composto à base de fibra de linho na produção de forros internos”;
REVISTA PLÁSTICO INDUSTRIAL. Fevereiro 2001, p.20: “Processo direto reduz custos de compostos reforçados com fibra de vidro”;
REVISTA PLÁSTICO INDUSTRIAL. Janeiro 2002, p.70: “Policarbonato poderá substituir o vidro em janelas de automóveis”;
REVISTA PLÁSTICO MODERNO. Novembro de 1999, p. 16: “Renovação da frota favorece reciclagem”;
REVISTA PLÁSTICO MODERNO. Outubro de 2000, p.06: “ Mostra consolida uso dos plásticos dentro e fora do motor”;
Site: Galileu.globo.com/edic/90/hoje 1.htm;
Site: www.abiquim.org.br/vcdaquim/qui05.htm;
Site: www.agilte.pt/docs/papers/PROTAP_AUTOREC_Ipdf;
Site : www.comciencia.br/reportagem/biodiversidade/bio15.htm;
Site: www.ima.ufrj.br/linhaspes/recicl_pet_alex.htm;
Site: www.mecanicaonline.com.br/2000/abril/tecnovidade/formula1.htm;
Site: www.mecanicaconline.com.br/2000/marco/enge/física.htm;
Site: www.mecanicaonline.com.br/engenharia_arquivo2000.html;
Site: www.psrc.usm.edu/portug/auto.htm;
Site: www.raiobras.gov.br/ct/2000/materi_111002_3htm;
Site: www.socioambiental.org/website/noticias/geral/2000920.html;
Site: www.terra.com.br/istoe/ciencia/143408.htm;
Site: www.usp.br/jorusp/arquivo/1998/jusp440/manchete/rep_int/pesqui2.html;
O futuro em nossas mãos
Senhoras e senhores vindos
de todo o mundo, sejam bem-vindos à Polibrasil – a Conferência
Mundial de Polímeros que está tendo a honra de ser realizada
este ano no Brasil, país que, no atual século XXII alcançou
o auge do seu desenvolvimento tecnológico e científico, competindo
de frente com países como o Japão e a China (que hoje é
líder mundial da ciência). Mas toda essa evolução
não seria nada se não existissem os polímeros. Como
muitos sabem, este ano de 2130 é muito especial: foi há aproximadamente
três séculos que o primeiro polímero foi fabricado.
Por isso, antes de darmos início a esse grande evento, eu gostaria
de fazer um breve relato sobre a história dos polímeros.
Tudo começou em 1830,
quando Charles Goodyear, aquecendo a borracha natural (obtida do látex
extraído da seringueira) com enxofre, conseguiu obter um material
flexível: nasciam, assim, os polímeros (as macromoléculas
constituídas de pequenas unidades denominadas monômeros).
A partir daí, a descoberta espalhou-se pelo mundo e novidades não
pararam de surgir, como o nylon, o isopor e o primeiro plástico
– a celulóide, descoberta em 1862 e aprimorada em 1868, resultando
no primeiro material sintético utilizado, por exemplo, em filmes
fotográficos, pentes e armações de óculos.
Foi Friedrich August Kekulé (1829-1896), o pai da Química
Orgânica, quem primeiro formulou a idéia dessas macromoléculas.
Com o passar dos tempos,
os plásticos e borrachas invadiram o cotidiano do homem. A consolidação
de tudo isso veio com a invenção e, principalmente, a aprimoração
dos automóveis. Por exemplo, os pára-choques dos carros,
após alguns anos, deixaram de ser feitos de ferro-cromado e passaram
a ser feitos de plástico para que assim se evitasse a corrosão
(enferrujamento) e para se obter mais eficiência na absorção
de impactos, além de sua produção ser mais viável
economicamente devido ao custo menor. Os polímeros também
se encontravam em outras partes do carro, como no pneu de borracha sintética,
no painel, no volante, no forro do teto interno, no estofamento dos bancos,
no carpete, em algumas partes dos cintos de segurança, nas lanternas
e nas sinaleiras de segurança, deixando o automóvel mais
leve e barato.
Mas a evolução
dos polímeros não parou por aí, e um grande exemplo
disso foi a descoberta, na década de 70 do século XX, da
condutibilidade elétrica dos polímeros através do
processo chamado “dopagem”, que fornece ao plástico a capacidade
de ganhar ou perder elétrons. A revolução do dia-a-dia
da humanidade estava apenas começando, pois em 2052 (logo após
o término da Terceira Grande Guerra, com a conseqüente queda
dos Estados Unidos como líder econômico mundial e a elevação
da China como superpotência, passando a investir pesado em ciência
e tecnologia), o cientista chinês Kuenshan Tai e sua equipe desenvolveram
o polímero denominado hi-kevlar, com resistência cem vezes
superior à de um colete à prova de balas do século
XXI. Até hoje usamos esse plástico, que substituiu completamente
os metais e juntamente com os compósitos (materiais de enorme resistência
fabricados a partir de fibras) e outros polímeros, constitui 98%
das ferramentas e objetos utilizados na atualidade.
É por isso que, a
partir deste ano, as principais empresas automobilísticas estarão
lançando o automóvel feito inteiramente de polímeros.
Com os vidros e metais totalmente substituídos por plásticos
fabricados de modo semelhante ao hi-kevlar e de forma muito mais econômica
que os antigos carros, o automóvel do futuro (que é como
está sendo chamado por cientistas e engenheiros de todo o mundo)
é o primeiro passo para a remodernização dos meios
de transporte.
Mas um dos principais objetivos
desta conferência não é e nem será somente divulgar
toda essa evolução da ciência, pois num ponto a humanidade
ainda é muito atrasada: proteção ao meio ambiente.
Ao mesmo tempo em que a produção de polímeros aumentou
no mundo inteiro, os problemas decorrentes de todo esse consumo não
diminuíram nem um pouco. Os plásticos, de um modo geral,
são materiais que demoram muito para sofrerem decomposição
pelas bactérias. Calcula-se que o tempo necessário para haver
a sua biodegradação é, em média, de 500 anos.
É por isso que ocorre um grande acúmulo de lixo nos centros
industriais, impedindo a circulação de líquidos e
gases, e retardando a estabilização da matéria orgânica.
A solução para esses problemas seria a substituição
dos polímeros convencionais por alguns biodegradáveis, como
o PHB (polihidroxibutirato), mas eles são muito caros. Além
disso, a reciclagem e a compostagem são fundamentais, mas faltam
apoios do Estado e das próprias indústrias.
É por isso que, neste
evento, precisamos ressaltar a poluição causada pelos polímeros.
Mas o apoio dado à preservação ambiental deve transpassar
as fronteiras da comunidade científica e alcançar o governo
e, principalmente, a consciência de cada pessoa da sociedade. É
com essa mobilização que garantiremos a sobrevivência
humana e tecnológica. O futuro está em nossas mãos.
Bibliografia:
Fundamentos da Química, volume único – 2ª edição;
Ricardo Feltre, Ed. Moderna.
Material Didático de Química – Colégio Objetivo
Os polímeros em nossas vidas – http://www.ls-industria.com.br/materia.htm
Polímeros – http://polimer.cjb.net/
USF - Grupo Polímeros Biodegradáveis e Soluções
Ambientais – http://www.usf.br/polimeros/
Amplamente utilizados para
diversos fins, os polímeros têm, aproximadamente, 22% do seu
uso na fabricação de embalagens e 18% na construção
civil, além de serem muito utilizados na indústria eletroeletrônica,
na fabricação de móveis e na agricultura.
A indústria automotiva
representa cerca de 10% do uso total dos polímeros, com possibilidade
de expandir ainda mais a aplicação de tais compostos orgânicos,
uma vez que várias pesquisas sobre esses materiais vêm sendo
desenvolvidas. Há, inclusive, pesquisas que visam a desenvolver
motores inteiros com materiais poliméricos.
Os polímeros são
compostos por macromoléculas subdivididas em partes menores chamados
meros, dispostos um atrás do outro e geralmente se repetindo por
mais de 10.000 vezes. Mais comumente extraídos do petróleo,
os materiais poliméricos também podem ser extraídos
da madeira, do carvão, do álcool ou até mesmo do gás
carbônico, no entanto, obtê-los através dessas fontes
encarece o processo e o torna menos competitivo.
Há várias
maneiras de se classificar um polímero, sendo a classificação
pelas características mecânicas, talvez, a mais importante.
De acordo com essa classificação, os polímeros se
classificam em termoplásticos, termorrígidos e elastômeros.
Os termoplásticos são os plásticos, que constituem
a maior parte dos polímeros comercializados, e têm como característica
poder ser fundido várias vezes, o que leva a vantagem de poderem
ser reciclados. Os termorrígidos, como o poliéster, usados
em carrocerias, caixas d’água e piscinas, são rígidos
e frágeis e, quando submetidos a altas temperaturas, acabam por
se decompor antes de sua fusão, dificultando sua reciclagem. Os
elastômeros, as chamadas borrachas, também não são
fusíveis e apresentam alta elasticidade.
Na indústria automobilística,
os plásticos deixaram de ser usados como um material de substituição,
e os projetos de carros passaram a utilizar-se deles para conciliar redução
de peso e melhorar a segurança, a performance, a resistência
a corrosões e a economia de combustível. Como exemplo da
crescente utilização de plásticos, temos os painéis
de carros, que passaram a ser feitos de materiais poliméricos (geralmente
acrescidos de fibras de vidro, para aumentar a rigidez), mais resistentes
do que os painéis fabricados com metais. Tradicionalmente, os painéis
eram feitos de diversos componentes separados, que precisavam ser pintados
e juntados por um suporte de aço. Atualmente, esses instrumentos
são fabricados com diferentes tipos de plástico, eliminando
o suporte metálico, reduzindo o custo de produção
e o preço final do produto.
Em 1993, o governo norte
americano criou a “Parceria para uma nova geração de veículos”,
envolvendo grandes empresas do setor automobilístico como a Daimler
Chrysler, a Ford e a General Motors (GM). Essa parceria visava a três
objetivos: explorar tecnologias que reduzissem tempo e custo para projetar
e montar os veículos, aplicar inovações, quando comercialmente
viáveis, aos veículos convencionais e desenvolver um veículo
de tamanho médio com uma eficiência de motor de 2,94 L/ 100km,
que atingisse alta reciclabilidade e mantivesse a performance e a segurança.
No entanto, para atingir a eficiência desejada, seriam necessários
materiais mais densos, que aumentariam o peso do carro, sendo preciso,
portanto, reduzir o peso dos outros componentes em 40%, substituindo-os
por materiais mais leves, com um custo acessível à produção
em larga escala. Um projeto, para obter uma fibra de carbono de baixo custo
para fazer peças automotivas mais leves, vem sendo desenvolvido
na Virginia Tech and Clemson University, com um patrocínio de 1,8
milhões de dólares.
A Daimler Chrysler
já montou o Dodge ESX3, que depende de uma tecnologia desenvolvida
pela Parceria para uma nova geração de veículos. Pesando
somente 1020 quilogramas, a estrutura geral desse veículo tem apenas
12 peças de metal, enquanto um veículo convencional possui
até 100. O corpo leve do carro custa menos do que os corpos de aço
geralmente usados, e muito menos do que outros materiais de baixo peso
utilizados para essa função, como o alumínio e o titânio,
entre outros. Um teste de colisão simulado por computador
mostrou que o ESX3 passa por todos os testes de segurança exigidos
nos Estados Unidos. Uma das principais qualidades da tecnologia empregada
pela Chrysler nesse veículo é que aproximadamente 80% do
carro poderiam ser reciclados.
Dentre os vários
polímeros utilizados na indústria automobilística,
podem-se destacar alguns de maior uso, como o polipropileno, obtido na
década de 1950. Este material polimérico representa o maior
volume de produção, entre os plásticos e há
tendência de ampliar seu uso, por apresentar um custo relativamente
baixo. No entanto, apresenta propriedades deficientes, mas que podem ser
aprimoradas ao combinar o Polipropileno com outros materiais. Os compostos
de polipropileno com talco melhoram não só as propriedades
mecânicas e térmicas dos materiais, como também a precisão
dimensional. Quando aliado à fibra de vidro, o PP aprimora propriedades
mecânicas, em especial a resistência à tração
e pode ser usado na fabricação de pára-choques, painéis
de instrumentos, dutos e carcaças para ar-condicionado.
No Polissulfeto de Fenila,
desenvolvido recentemente, o monômero possui uma grande estabilidade,
assegurando ao material, qualidades excepcionais, como a grande resistência
a altas temperaturas. Tais qualidades fazem desse polímero uma excelente
opção para a fabricação do corpo do carburador,
injetores de óleo e espelhos de faróis.
Foi desenvolvido recentemente,
o poliéster termoplástico, que apresenta boas propriedades
mecânicas e se mostra resistente a ácidos e bases fracas,
bem como a solventes orgânicos e materiais de limpeza. É considerado
o melhor termoplástico para substituir a baquelite, um polímero
termofixo, na produção de maçanetas, frisos, espelhos
retrovisores, acionadores e tampas de combustível. Quando reforçado
com fibra de vidro, tem suas propriedades mecânicas aprimoradas e
pode ser usado em altas temperaturas.
As resinas de poliacetal
são quimicamente provenientes do formaldeído e tem alterada
sua cadeia molecular básica pela introdução de grupos
químicos diferenciados, obtendo-se um copolímero, que tem
por características uma maior estabilidade, que resulta no aprimoramento
das qualidades finais do produto. Por apresentar, além de uma excelente
resistência mecânica, uma inerente autolubricidade e um baixo
coeficiente de atrito, esses polímeros são empregados na
produção de engrenagens, maçanetas, alavancas, acionadores
e tampa de combustível.
Pode-se ainda produzir uma
blenda de polióxido de fenileno com poliestireno, exemplos dos chamados
termoplásticos de Engenharia, que apresentam alta resistência
ao impacto, alta temperatura de distorção térmica
e estabilidade dimensional, sendo usada para fabricar peças internas
bem como peças externas, além de painéis de instrumentos,
pára-choques e aerofólios.
As poliamidas, conhecidas
como nylon, há muito são usadas na fabricação
de componentes estruturais e de acabamento, e já constituem materiais
de referência para produzir peças de motor. São dois
os tipos de poliamidas mais comercializados: o nylon 6 e o nylon 6-6. O
nylon 6 possui propriedades térmicas, mecânicas e elétricas
levemente inferiores às do nylon6-6, no entanto tende a absorver
um grau de umidade maior, apresentando, por conseqüência, maior
resistência ao impacto. São utilizados para produzir
tanto peças externas, como o suporte do retrovisor, maçanetas,
peças de fixação de teto e calotas, quanto às
peças internas, como o painel de controle do veículo, pedais
e seu suporte e puxadores. Também são de relevante importância
em peças de motores, como coletor da entrada de ar, tampa do balancim,
mangueira de ar, calha de combustível, tanque do ventilador e ventoinha.
Plástico e metais
disputam, com freqüência, a preferência em indústrias
lucrativas como a automobilística e a de embalagens. Essa competitividade,
todavia, tem levado à união desses materiais em alguns processos.
A Usina de Bremen, pertencente à antiga siderúrgica alemã
Klockner, que agora pertence à belga Sidmar, iniciou, em 1994, experiências
injetando lixo plástico granulado em seus alto-fornos, o que permitiu
um maior aproveitamento da energia do insumo, uma vez que 53% da energia
química foi utilizada na redução do minério
de ferro e outros 27% se transformaram em gás de alto forno, importante
combustível nas usinas siderúrgicas. O consumo de plásticos
em altos-fornos é uma alternativa econômica para o problema
do lixo plástico, dentre outras saídas, como a reciclagem
do material, a sua conversão em óleo líquido ou a
gaseificação. Não são usados no processo de
queima em altos-fornos PVC e outros plásticos clorados que, na queima,
liberariam ácidos clorados e dioxinas.
Sendo tanto a indústria
automotiva quanto as pesquisas sobre polímeros setores em constante
aprimoramento e expansão, crê-se que ainda mais mudanças
e aprimoramentos venham a proporcionar aos consumidores de automóveis
veículos mais próximos dos idealizados por eles. A preocupação,
por parte dos produtores de carros, com a reciclabilidade dos materiais
demonstra ainda um respeito com o planeta Terra, e a aceitação
das propostas de desenvolvimento sustentável, tão debatidas
na atualidade.
Bibliografia:
Rhodia Engineering Plastics Site
FURUKAWA, T. Plastics as Ironmaking Fuel at NKK. New steel, Maio de 1998.
MICHAELI, W. e outros. Tecnologia dos Plásticos. Editora Edgard Blucher Ltda., São Paulo, 1995.
GUEDES, B. & FILKAUSKAS, M.E. O Plástico, São Paulo, 1986
Plastics Timeline @ Tangram Technology Site
Catálogo de Plásticos de Engenharia Hoechst.
Guia de Propriedades GE Plastics South America.
Polímeros em Automóveis: Presente e Futuro
O homem desde
sempre buscou, coisas úteis para si de modo a tornar a vida menos
complexa e a partir da ânsia por mudanças, pode
construir uma história de conquistas. Os humanos pré-históricos,
a partir do que lhes era disponível, fabricavam seus próprios
utensílios de madeira, roupas de peles enfim, o indispensável
à vida cotidiana. A partir da evolução, além
dos próprios seres modificarem, essas matérias-primas foram
sendo substituídas pelo Ferro, aço - mais resistentes - e,
continuadas de modificações, puderam atingir um alto grau
de potencial: tratam-se dos polímeros.
Indubitavelmente
toda essa transformação a qual se deve sobretudo à
indústria química sintetizadora de tais compostos , contribuiu
para além de seu próprio desenvolvimento para a modificação
da vida das pessoas. Um dado interessante é de que há quatorze
anos, a indústria brasileira já produzia anualmente 3 milhões
de toneladas de polímeros, o que comprova sua grande importância.
Contudo, de
que se tratam essas substâncias? Polímeros, as unidades
formadoras de vários compostos existentes na natureza ou que podem
ser sintetizados industrialmente, são grandes moléculas derivadas
da união de átomos os quais ligam-se quimicamente entre si
- os monômeros. Vários fatores como técnicas desenvolvidas
especialmente para o fim, processos de preparação e a própria
qualidade dos monômeros, determinam a síntese da sua gama
de derivados, empregado em diversos tipos de indústrias, como por
exemplo a de automóveis, aeronaves, brinquedos, tecidos, entre outras.
Devemos compreender
que, os polímeros não são essencialmente compostos
sintetizados pela indústria. Podemos encontrá-los em triviais
situações seja em nossa alimentação, como no
caso das proteínas, em árvores produtoras de látex,
enfim, na natureza. Estes são os chamados de naturais. Possuem grande
importância, a celulose(matéria- prima para indústria
de papéis) e o látex o qual merece grande destaque pois,
a partir deste composto, é possível obter a borracha
natural através do processo de vulcanização o qual
consiste em fazer com que a consistência dessa( a qual
se alternava em dias quentes ficando mole e em dias amenos, ficando quebradiça)
se torne constante quando sofrendo pequenas mudanças de temperatura.
Tal processo precursor de grandes transformações no campo
da química, foi descoberto por Charles Goodyear, que realizou o
procedimento adicionando a esse látex ,3% a 8 % de enxofre
e percebeu a mudança de suas propriedades. A partir disso, obteve
–se um material resistente ao atrito e à mudança de temperatura,
elástico e difícil de deformar, principalmente usado pela
indústria de pneus.
O primeiro polímero
a ser descoberto foi a celulóide em 1863, que ao ser aquecido, fibras
de madeira juntamente com acido nítrico, resultava o marfim; este
como era extremamente frágil, não teve boa aceitação.
Posteriormente em 1907, sintetizou-se por meio de descobertas de Bakeland
o primeiro polímero puramente artificial e de aceitação,
a Bakelite, a qual serviu de estopim para as diversas outras descobertas
e aprimoramentos. Como já dito anteriormente, a indústria
química produz hoje, uma imensa variedade deles, possuindo baixo
custo, com diversas características, utilidades, ou seja, compostos
de alta versatilidade.
A indústria
de automóveis por exemplo, emprega hoje substituindo várias
peças antes feitas de metal, os polímeros sintéticos
Propileno, em pára-choques, Buna S e Buna N, em pneus e câmaras
de ar, Poliuretanos, em estofados, Estireno que trata-se de uma borracha
sintética também utilizada em pneus, além de outros.
Esses compostos
possuem varias classificações. Quanto à estrutura
temos os lineares, polímeros cuja cadeia é linear. São
representados basicamente pelos termoplásticos (que podem ser amolecidos
ou endurecidos com a variação da temperatura). Ex : polietileno,
usado para fabricação de sacos plásticos, entre outros;
tridimensionais: possuem cadeias tridimensionais que podem ser obtidas
pelo aquecimento dos lineares. Trata-se dos termofixos que, ao contrário
dos lineares, possuem características constantes. Ex: bakelite,
poliéster, durepoxi
Referindo-se
à formação molecular existem os polímeros de
condensação que são formados basicamente pela reação
entre dois monômeros com eliminação de água
e os polímeros de adição que são sintetizados
por contínuas adições de monômeros e requerem
a presença de pelo menos uma dupla ligação. Quando
os polímeros são formados de mais de um tipo de monômero,
eles são denominados Copolímeros; no caso contrário,
são chamados Homopolímeros.
Na indústria,
costuma-se classificar em Elastômeros os polímeros que possuem
grande elasticidade como por exemplo a borracha sintética; plásticos
que no estado sólido, comportam-se possuindo caracteres de
rigidez, como o polietileno e, em fibras aqueles que determinam grande
resistência à tração mecânica- utilizados
na fabricação de fios para tecidos, como o náilon,
poliéster e poliamida.
Há uma
grande preocupação quanto à facilidade de combustão
desses materiais, não apenas quanto ao seu emprego em automóveis,
mas também em edifícios e lugares públicos em geral
que possam determinar perigo de fogo em algum momento. Relativo a essa
questão, a indústria já produz polímeros anti-chamas
adicionando-se substâncias organofosforadas ou polifosfato de amônio
por, exemplo , que além de oferecer a capacidade de combustão
reduzida, aumenta a resistência dos termofixos aos quais foram empregados.
Emprestados da tecnologia espacial, tem-se sensores com laminas piesoelétricas
de plástico, que no espaço detectavam pequenos meteoritos
e que em terra, viabilizam o funcionamento dos air-bags. Existem
projetos de criar carros mais econômicos, tornando-os mais leves
do que o ar, com fiação constituída de plásticos
condutores de eletricidade , os quais substituiriam as baterias de chumbo,
possuindo um peso extremamente inferior- hoje já se desenvolveu
o NUMA com um peso de 220Kg e com bateria movida pela energia solar- um
grande desenvolvimento.
Imaginemos quão
interessante seria criar um carro cuja lataria fosse substituída
por um determinado polímero possuindo os caracteres de não
deformar, ser constituído por agentes anti-chamas e absorver o impacto;
o auto funcionaria analogamente a um carrinho bate-bate, de parque de diversões
que, auxiliado por air bags, proporcionaria muito mais segurança.
Mas, é
certo que o processo não cessa por aí. Muitas transformações
ocorrerão sem dúvida, a partir desses compostos os quais
podemos definir como inovadores, alteradores, e até desorganizadores,
ou seja, que surgiram para mudar as concepções de tecnologia
e desenvolvimento – construindo uma nova organização. Necessita-se
que o próximo grande passo a ser dado seja o da união de
tecnologia dos polímeros associado à preservação
ambiental. É necessário iniciativa de total reaproveitamento
de materiais como plástico, incentivo a produção de
biodegradáveis assim como análise do desperdício de
materiais. Hoje podemos falar que eles são indispensáveis,
mas não podemos nos esquecer do equilíbrio necessário
para a própria vida.
Bibliografia:
Plástico: bem supérfluo ou mal necessário, Autor:
Eduardo Leite do Canto
Introdução a polímeros. Autor: E. B. Mano
Dissertação de mestrado- Ricardo Baumhardt Neto
www.ufsc.com.br,
www.quimica.matrix.com.br/index.html,
www.usf.br/polímeros
Conceitos iniciais:
Polímero: [do grego polímeros
] S. m Quim. Composto por sucessivas aglomerações de grande
número de moléculas fundamentais (...)
Automóvel: [de aut(o) + Móvel]
Adj. (...) 2. Diz-se de veículo que se move mecanicamente, especialmente
a motor de explosão • S. m. 3. Veículo automóvel destinado
ao transporte de passageiros ou cargas[sin.: carro](...)
A fábula dos polímeros
Na noite escura, os
carros circulam apreensivos e compenetrados pelas ruas da cidade. Passa-se
avenida, dobra-se a esquina, corta-se o calçadão, buzina
aqui, buzina ali... freada... batida.
Era tudo o que aquele
carro velho podia se lembrar do que acontecera na noite passada. Ele olha
em volta e vê carros e pessoas estranhas.
- Olá – disse um
carrão novo – não se assuste, você está na oficina
do Seu Valter para ser consertado.
O pobre carro velho
se olhou e suspirou:
- Ah! Não acredito...olhe
como estou amassado! Agora meu dono não vai mais me querer - lamentou-se.
- He! Sorte que eu
não tenho esse problema – gabou-se o carro mais novo. - Sou bonito,
moderno e feito com muito mais polímeros que você.
- Polímeros? Isso
não faz parte daquela coisa que o filho do meu dono odeia na escola?
-Química?-
questionou o carrão.
- Isso mesmo - concordou
o mais velho - ele detesta Química.
- Mas, os polímeros
não são só para quem gosta de química.
- Não?
- Claro que não.
Química é vida, portanto está presente nos lugares
mais inusitados do cotidiano.
- Pois eu duvido –
desafiou o carro mais velho.
- Pois não
devia.
- Então prove.
-Por acaso, o filho
do seu dono mascava chiclete? – perguntou o carrão.
- Sim, e muitas vezes
ele os grudava em mim - observou o mais velho.
- Então? O
chiclete é feito de poliacetato de vinila, o mesmo material de que
são preenchidos os meus vidros temperados.
- Como você
é convencido...
- Não sou convencido,
sou feito do melhor – inflou o carrão.- Sou mais leve, sou mais
ágil, poluo e gasto muito menos. E sabe por quê? Parte da
minha carcaça é feita de acrilonitrila-butadieno-estireno,
que é um polímero leve.
- Mas os polímeros
são só isso?
- Não – explicou
o carrão.- Eu já lhe disse que eles estão muito presentes
no dia-a-dia da civilização humana. Eles são variados,
tais como as lentes, o plástico, o naylon, o polyester e outros
80% de todos os compostos orgânicos produzidos pela obtenção
dos polímeros.
- Nossa! Então
esses polímeros devem nascer em árvores!
- Não, você
não deve estar entendendo direito. Existem polímeros de todos
os tipos e podem ser obtidos naturalmente como a borracha, as proteínas,
os lipídios, o amido, o DNA e o RNA; caso contrário, por
um processo desenvolvido a partir de 1864, que seria muito usado nos séculos
XX e XXI, a chamada polimeração.
- Mas, carrão,
se tudo isso são polímeros, o que eles têm em comum?
- Todos são
macromoléculas ou moléculas gigantes, constituídas
por várias subunidades unidas uma a uma, chamadas monômeros;
estes são microcadeias orgânicas formadas basicamente por
carbono.
- E nossos pneus têm
polímeros? Como se chamam?
- Calma, vamos por
partes. Os pneus são feitos de polímeros. Na verdade, são
umas das figuras mais representativas do uso de polímeros em automóveis.
Neles podem ser encontrados o poli(estireno-butadieno-estireno) em sua
banda de rolagem, o poliisopropeno em suas laterais e o poliisobutileno
no revestimento interno – respirou o carrão.- Agora me responda:
qual a semelhança entre o meu mancal e uma panela antiaderente?
Uma dica: é um polímero.
- É o teflon?
O teflon é um polímero?
- Sim e é usado
em meu mancal devido à sua exímia resistência ao calor
e aos solventes, já na panela diminui o atrito entre a panela e
a comida.
- Que incrível!
Mas será que são confiáveis e seguros?
- Deixa de ser quadrado,
os polímeros não passam despercebidos pela manutenção
da segurança, nem nossa, nem dos nossos donos. Preste atenção
em mim. Por exemplo: meu limpador de pára-brisas tem uma enorme
eficiência, pois suas lâminas são feitas de poliisopropeno,
as minhas lanternas de policarbonato, minha estabilidade dimensional e
a grande absorção de ruídos devido à baixa
densidade do poliuretano e até nossa “gasosa” recebe uma ajuda do
polietileno.
- Não acredito
que é tanta coisa assim, mas estamos falando apenas dos usos presentes
– observou o carro velho. – Depois de serem usados, para onde vão?
- Eu concordo com
você quando disse que há uma grande variedade de usos e aplicações
dos polímeros e é por isso que muitas pessoas conceituam
o tempo moderno como a “Idade dos Plásticos”.
- E quanto aos polímeros
que já foram usados? Eles viram simplesmente lixo?
- A grande maioria
dos polímeros não é biodegradável, isto significa
que...
- Demora muito tempo
para se decompor naturalmente - completou o carro velho.
- É isso aí.
Felizmente há alguns recicláveis e, como tais, apresentam
uma numeração de 1 a 7, como estes- disse o carrão
apontando para a parede onde estava um colante com as seguintes inscrições:
- Então os
polímeros que não estão aí serão acumulados
como lixo não biodegradável.
- Correto – julgou
o carrão.- E todos tentam achar uma saída para essa situação...
- Eu acho que eu tenho
uma.
- Qual? – indagou
curioso o carrão.
- A educação,
a conscientização, a ética e a cidadania de pessoas
sérias e unidas em torno de uma legislação justa,
ligada às resoluções dos problemas ambientais, o bem-estar
da humanidade e seu futuro; garantindo uma civilização sustentável
e uma natureza que pode ser usada como novas fontes de descobertas para
a humanidade.
- Psiuuuuuuuu!
- O que foi? Você
acha que eu falei besteira?
- Não, fique
quieto – esbravejou o carrão.- O homem da perícia está
vindo aqui para examiná-lo.
O perito pára,
olha, analisa e faz uma cara de descontentamento. Logo vira-se para o dono
do carro velho e diz:
- Não compensa
consertá-lo, a melhor coisa que o senhor pode fazer é vendê-lo
para uma loja de desmanche ou um ferro velho.
A tristeza abateu
sobre o carro e seu dono, que concordou em vendê-lo. Deixou isso
por conta do perito. O dono veio, despediu-se de seu velho carro e foi
embora. Aí então o carrão veio consolar:
- Alegre-se, você
vai para um lugar onde poderá ser reaproveitado e, com certeza,
terá uma função melhor do que a atual. Você
vai e eu fico. Este é o seu destino: ajudar outros carros e pessoas,
enquanto o meu é esperar... e esperar...e esperar...
Moral da História: Química é vida:
não podemos fugir ou esconder os problemas com os produtos não
biodegradáveis. Devemos usar os três “R” da preservação
ambiental: Reciclar, Reutilizar e Rejeitar, para sermos cidadãos
convictos de nossos direitos e deveres. Fiscalize, coordene, preserve.
Fique de olho.
Bibliografia:
CARVALHO, G. C. de Química moderna: volume único.
São Paulo: Scipione, 1998.
6887p.
FELTRE, R. Fundamentos da Química: volume único
2. ed. rev. e ampl.
São Paulo: Moderna, 1996.
FERREIRA, A. B. de H. Novo dicionário da Língua
Portuguesa 2. ed. rev. e ampl.
Rio de Janeiro: Nova Fronteira, 1986.
1838p.
FONSECA, M. R. M. da Química Integral, 2º grau:
volume único
São Paulo: FTD, 1993.
624 p.
GRANDE enciclopédia Larousse Cultural
São Paulo: Nova Cultural, 1998
v.19.
LEMBO, A. Química: Realidade e Contexto: volume único
São Paulo: Ática, 2000.
687p.
NOVAIS, V. L. D. de Química
São Paulo: Saraiva,
2000. V.3. 500p.
www.quimica.matrix.com.br/exemplar29.html
www.plastico.com.br/revista/pm314/automovel.htm
Polímeros em nosso cotidiano
Cena 1: Numa grande avenida,
em um engarrafamento, encontramos pai e filha, em seu carro, conversando
sobre assuntos banais até que em um determinado momento a filha
pergunta ao pai do que os carros são feitos.
O pai, surpreso com a pergunta
pára e reflete por um momento sobre a resposta que deve dar à
garota de 16 anos. Nesse exato momento se recorda de que ele havia, quando
jovem, feito a mesma pergunta a seu pai, resolvendo, então, contar
à filha o que seu pai lhe havia explicado e mostrar a ela o quanto
se evoluiu desde a época em que fizera a indagação
a ele.
Cena 2: - Filha, antigamente
os carros eram praticamente todos montados a partir de materiais metálicos,
o que fazia os automóveis serem pesados e lentos, já que
o motor não possuía muita potência e o peso era demasiado.
Já nos dias atuais
a maior parte do auto é montada a partir de polímeros, sendo
muito utilizado o plástico; imagino que você nunca cogitou
que o plástico é um polímero e largamente utilizado
tanto no interior quanto no exterior do carro. Em geral, os polímeros
são muito utilizados, pois possuem durabilidade, resistência
à corrosão, flexibilidade, baixa densidade, ausência
de riscos no manuseio, facilidade de limpeza; alguns suportam temperaturas
elevadíssimas e outros têm a propriedade de serem isolantes,
tanto térmicos quanto acústicos.
O estofamento no qual estamos
sentados é feito de plástico e podemos perceber que ele continua
macio, durável; é econômico para as indústrias
e não prejudica tanto a natureza, já que é reciclável;
os dutos de ar são do mesmo material que o estofamento, portanto
são leves e duráveis; os componentes elétricos são
também do mesmo material e possuem resistência, durabilidade,
baixa atração aos campos magnéticos e fornecem ao
sistema elétrico energia, possibilitando comodidades como: o rádio,
no qual é utilizado um polímero chamado de fibra óptica
plástica que oferece aos ocupantes de qualquer veículo um
som de alta fidelidade e também já vem sendo utilizado, em
países com tecnologia mais avançada, no sistema de posicionamento
global.
O painel e os instrumentos
que fazem parte dele, assim como peças para a carroceria são
feitos a partir de um polímero conhecido como ABS, já os
filtros de ar são produzidos a partir de um polímero natural:
a celulose, que por ser natural é mais barata, não prejudica
o meio ambiente e é biodegradável. Pode-se concluir que os
polímeros revolucionaram a indústria automobilística,
pois eles são materiais confortáveis, duráveis, fazem
pouco ruído, danificam menos quando submetidos ao impacto, possuem
pouca vibração, são flexíveis e o mais importante
é que poupam tempo e são baratos, fazendo com que essa propriedade
se reflita no preço final do produto.
Cena 3: - Pai, você
citou a sigla ABS, então podemos concluir que nos freios ABS os
polímeros também são utilizados?
Cena 4: - Vejo que você
se interessou pelo assunto! Sim, o sistema automático de freios
é moldado em plástico e o sistema eletrônico que os
controla também é feito de plástico, só que
este é flexível; um dado interessante é que as pinças
dos freios são feitas do mesmo material que os coletes à
prova de balas, mostrando-nos o quanto são resistentes e o quanto
suportam de pressão. Um fato que pode ser apresentado: os conectores
elétricos dos carros europeus estão sendo feitos a partir
da reciclagem de garrafas PET que encontramos no mercado. E pensar que
aqui no Brasil essas garrafas são jogadas no lixo quando poderiam
ser tão úteis e ao mesmo tempo trazer economia aos fabricantes
automobilísticos. Não podemos nos esquecer dos pneus; muito
importantes em um veículo, eles são feitos a partir de três
tipos de borracha, cada uma delas compondo uma de suas partes.
Há muitos tipos de
polímeros sendo testados atualmente para se tentar no futuro diminuir
ainda mais os custos da produção e os danos ao meio ambiente,
pois você sabe que uma garrafa não é degradável
e por essa razão permanecerá por mais de um século
no meio ambiente. No futuro, espera-se utilizar apenas polímeros
naturais nos autos como: sisal, juta, cana-de-açúcar, carauá
e rami. Se essa utilização for posta em prática, tanto
o industrial quanto o consumidor sairão beneficiados, pois os polímeros
naturais são baratos, não prejudicam o ambiente e são
mais saudáveis para o motorista. Os carros, no futuro, também
poderiam ser moldados com uma fibra especial, chamada de fibra de poliaramida,
que resiste a temperaturas altíssimas e só queima se atingir
e mantiver por oito segundos a temperatura de mil graus Celsius. E um dado
importante: ela não libera gases tóxicos. Pense, nós
poderíamos nos tornar imunes às chamas. Qual será
o limite para o ser humano?
Cena 5: - Pai, já
pensou…ser imune às chamas! Esse fato poderia evitar muitas mortes
em pilotos de corridas! Mas diga-me por que os polímeros são
mais utilizados do que outros tipos de materiais como a madeira, a cerâmica,
o metal?
Você tem razão,
os pilotos de corrida seriam os mais beneficiados, pois correm rodeados
pelo combustível, já que para atingir velocidades altas precisam
de muita energia proveniente dos tanques. Mas, voltando a sua pergunta,
os polímeros são mais utilizados por causa de suas características.
A madeira, não suporta altas temperaturas, já a madeira em
conjunto com a cerâmica não possuem flexibilidade, degradam-se
se expostas a determinados tipos de clima, têm uma fraca capacidade
de absorver o impacto e o metal é muito caro e pesado para ser utilizado.
É muito importante ressaltar que esses materiais não são
recicláveis e por essa razão será muito mais difícil
destruí-los sem acarretar danos ao meio ambiente, tais como a emissão
de gases tóxicos na atmosfera, que nos prejudicam e também
à camada de ozônio.
Cena 6: - Pai, existem mais
polímeros, além daqueles que você mencionou?
- Sim, existem muitos outros tipos,
tais como: os termoplásticos, que quando são aquecidos se
fundem; PVC, PEAD, PET são apenas alguns exemplos. Há também
os termofixos, que não sofrem fusão; os plásticos
são muito utilizados nos automóveis, porque pertencem ao
segundo grupo. Espero tê-la feito entender um pouco sobre o que são
polímeros e as inúmeras utilidades que têm e terão
em nosso cotidiano.
Cena 7: A menina se interessou
bastante pelo assunto e não conseguiu esquecê-lo; o que ela
queria descobrir era como os polímeros seriam utilizados no futuro.
Decidiu, então, procurar em alguns livros sobre o assunto, o emprego
que eles teriam. Entretanto, depois de exaustivo tempo de busca, adormeceu
em cima de sua pesquisa e sonhou… No futuro de carros voadores, os polímeros
serão empregados no veículo todo, inclusive nos combustíveis
que serão feitos a partir de plásticos inteligentes ou fibras
naturais adaptadas a células de fornecimento de energia ao auto.
A carroceria será de plástico, ou melhor, será de
um polímero natural e o carro será todo reciclável.
Você poderá ir a uma concessionária e reciclar seu
veículo visando transformá-lo no último modelo produzido
para o mercado. Todos terão seu próprio carro não
poluente e totalmente reciclável, diminuindo dessa forma a quantidade
de lixo presente e extinguindo os ferros-velhos. E, mesmo sendo revestidos
externamente de plástico não esquentarão, pois o automóvel
terá um sistema de refrigeração extremamente eficiente.
Bibliografia
Internet
http://www.jt.estadao.com.br/suplementos/carr/2000/05/31/carr020.html
http://www.lassp.cornell.edu/marko/polymers.html
http://www.ls-industria.com.br/materia.htm
http://www.plastics-car.com/
http://www.plastivida.org.Br/bibliote/jornal/072-73/pag01/pg01.htm
http://www.socioambiental.org/websitw/noticias/geral/20000920.htm
http://www.superinteressante.com.br
Livros
COVRE, Geraldo José. Química: O homem e a natureza vol
3. São Paulo, Editora FTD,2000.
FELTRE, Ricardo. Química vol 3. 5ª edição,
São Paulo, Editora Moderna, 2000.
Polímeros em Automóveis: Presente e Futuro.
Você já imaginou
como seria a sua vida se não existissem os polímeros? Talvez
você não possa nem imaginar o que seria do mundo sem a presença
dessas macromoléculas formadas pela repetição de pequenas
e simples unidades químicas denominadas monômeros. Isso porque,
certamente, 90% de todos os materiais que você utiliza ou vê
por dia são constituídos de polímeros. Eles se encontram
no agasalho, na cadeira, nos cobertores, nos pára-choques de automóveis,
nas portas, janelas, baldes, sacos de lixo, tubos para encanamentos hidráulicos
e até mesmo nas lentes dos óculos que você pode estar
utilizando, agora, para ler esse texto. Mas, quando essas macromoléculas
surgiram?
Polímeros biológicos
fundamentam a existência da vida, e existem desde o surgimento da
primeira célula na superfície da terra. Eles têm sido
empregados pelo homem desde os mais remotos tempos: o asfalto era utilizado
em tempos pré-bíblicos, o âmbar (resina termoplástica)
já era conhecido pelos gregos e a goma, pelos romanos, a celulose
é usada há milênios sob forma de algodão. Contudo,
a síntese artificial de materiais poliméricos só começou
a ser executada na segunda metade do século XIX.
O primeiro material polimérico
que se tem notícia foi produzido por Charles Goodyear por volta
de 1830. Ele descobriu que, ao se aquecer a mistura de uma borracha natural,
extraída da seringueira, com enxofre, as propriedades mecânicas
desta macromolécula eram modificadas, ou seja, o material que inicialmente
era mole e pegajoso a baixas temperaturas, e rígido e áspero
a temperaturas mais elevadas, se tornou seco e flexível a qualquer
temperatura. Esse processo ficou conhecido como vulcanização
e é utilizado, hoje, sobretudo para a fabricação de
pneus, devido ao fato da borracha vulcanizada ser elástica, praticamente
indeformável e mais resistente às variações
de temperatura e ao atrito.
Em 1862, houve o surgimento
do plástico. Em 1892, ocorre a primeira síntese de celofane.
Anos mais tarde, em 1912, obtém-se o PVC (cloreto de polivinila).
A partir de então,
outras descobertas foram feitas e o campo de utilização dos
polímeros foi aumentando. Devido a sua resistência, leveza,
eficiência e praticidade, os polímeros, aos poucos, foram
substituindo os metais, cerâmica e outros materiais. Beneficiou-se
com isso vários setores da indústria, dentre eles a automobilística.
Ao acionar a chave de seu
carro, confortavelmente sentado no banco de poliuretano expandido, que
foi recoberto por um bonito e resistente tecido de poliéster, você
está colocando em movimento o resultado de anos de pesquisa tecnológica,
e que tem na Química uma das principais razões do seu sucesso.
Aminas poliméricas,
polialquileno, glicol e éster de poliolefina, adicionados à
gasolina, limpam o carburador ou os bicos injetores e inibem a corrosão.
Talvez seja difícil perceber que o rodar macio do seu carro é
garantido pelo estireno e butadieno, utilizado na fabricação
de pneus e que a parada de seu automóvel é garantida pelo
fluído de freio, um composto químico que tem entre seus componentes
poliglicois boratados e aditivos. Você nem desconfia, mas no próprio
motor do seu carro há peças de origem química, como
engrenagens de poliamida (náilon), produto também empregado
nos recipientes e dutos para arrefecimento do motor.
A indústria automobilística
utiliza, cada vez mais, produtos de origem química na substituição
de outros materiais. Com isso consegue peças mais resistentes, mais
leves e duráveis, o que representa economia para você.
Um exemplo de vantagem em
troca de materiais são os pára-choques. Até bem pouco
tempo, os carros possuíam pára-choques de ferro cromado que,
com os anos, enferrujavam, além de se deformarem facilmente com
pequenos impactos. Hoje, quase todos os automóveis produzidos possuem
pára-choques de plástico, que não enferrujam, absorvem
impacto com mais eficiência, além de serem mais bonitos e
baratos. Muitas outras peças de um automóvel também
são de plástico tais como: o painel, o volante, o forro do
teto interno, a forração e o estofamento dos bancos, partes
dos cintos de segurança, o carpete, as calotas, a fiação
elétrica, a carcaça de bateria, as mangueiras e todas as
lanternas e sinaleiras de segurança. Outra vantagem da crescente
utilização dos plásticos nessa área é
a redução do peso dos veículos, o que acarreta na
diminuição do consumo de combustível e, conseqüentemente,
em uma maior economia para o usuário.
Nos coletores de admissão
de gases também ocorreu troca de materiais. O aço foi substituído
pela bem mais eficiente poliamida, reduzindo, assim, custos. Na blindagem
de automóveis o aço também foi trocado por uma poliamida.
Essa é denominada Kevlar e garantiu maior resistência e uma
diminuição no peso dos carros.
Estima-se que as montadoras
na Europa empreguem de 70 a 100 Kg de plástico nos veículos,
enquanto nos Estados Unidos a participação dos polímeros
vai de 90 a 120Kg e, no Brasil, de 60 a 90 Kg.
O aumento da demanda de
produtos como o plástico cresceu. E com isso, surgiram alguns inconvenientes.
Os plásticos, diferentemente de outros materiais, levam muito tempo
para se degradarem e, portanto, eles permanecem praticamente intactos por
anos, o que causa problemas ambientais. Iniciativas para a solução
deste problema têm surgido, entre elas, a reciclagem dos plásticos
ou a sua utilização como fonte alternativa de energia.
A reciclagem, que começou
a ser feita pelas próprias indústrias para o reaproveitamento
de suas perdas de produção, tem contribuído para reduzir
o impacto dos aterros de lixo. Acredita-se que utilizando o plástico
reciclado é possível economizar até 50% de energia.
Para que a reutilização
ocorra é necessário que depois de separado, enfardado e estocado,
o plástico seja moído e lavado para voltar ao processamento
industrial. Após a secagem, o material é transferido para
o aglutinador que aquece o material por fricção, transformando-o
numa pasta plástica. Em seguida, é aplicada água em
pequena quantidade para provocar resfriamento repentino, que faz as moléculas
dos polímeros se contraírem aumentando sua densidade. Assim
o plástico adquire a forma de grânulos e entra na extrusora,
máquina que funde e dá aspecto homogêneo ao material
que é transformado em tiras.
Na última etapa,
as tiras de material derretido passam por um resfriamento e solidificam.
Depois são picotados em grãos chamados “pellets”, vendidos
para fábricas de artefatos plásticos, que podem misturar
o material reciclado com resina virgem para produzir novas embalagens,
peças e utensílios. É possível usar 100% de
material reciclado.
Além de servir como
matéria-prima para a fabricação de novos produtos,
os grânulos de plástico passaram a ser injetados em alto-forno
de usinas. Esta alternativa permite aproveitar muito melhor o conteúdo
energético desse insumo, uma vez que 53% de sua energia química
são utilizadas na redução do minério de ferro,
outros 27% se transformam em gás de alto-forno, combustível
de grande importância para usinas siderúrgicas.
No Japão, essa técnica
apresentou grande aperfeiçoamento. Desde outubro de 1996, a siderúrgica
japonesa, Nippon Kokan, está injetando lixo plástico num
de seus alto-forno. Os rejeitos, na forma de computadores pessoais e fitos
plásticos sucatados, provêm de 150 companhias na área
metropolitana de Tóquio. Eles são convertidos em grânulos
e consumidos no alto-forno utilizando o mesmo equipamento de injeção
de finos de carvão. A eficiência térmica desse insumo
é superior a 80%.
O consumo de plástico
em alto-forno é considerado a alternativa mais econômica para
a solução do problema do lixo plástico, superando
outras abordagens clássicas, como a reciclagem do material, conversão
em óleo combustível ou gaseificação.
Entretanto, essa nova abordagem
também apresenta seus problemas. Plásticos clorados, como
o PVC, não podem ser diretamente injetados nos alto-forno, pois
o cloro neles contido danificaria o revestimento refratário do equipamento.
Vários processos vêm sendo desenvolvidos para contornar esse
problema. A alternativa mais promissora, desenvolvida pela Nippon Kokan,
consiste em aquecer plásticos clorados a 300ºC, liberando ácido
clorídrico, que pode ser recuperado e utilizado nas instalações
de decapagem de bobinas de aço da própria siderúrgica.
Entretanto, uma nova alternativa
para diminuir o impacto dos plásticos nos aterros sanitários
tem sido divulgada. Trata-se do plástico biodegradável. O
IPT, Instituto de Inovação, Pesquisa e Tecnologia iniciou
uma pesquisa em 1992 que tinha como principal objetivo à obtenção
de plásticos biodegradáveis a partir de melhoramentos produzidos
pela biotecnologia, utilizando como fonte matérias-primas renováveis.
Através dessa, foi descoberta uma nova linhagem de bactérias,
do gênero Burkholderia, no solo de um canavial paulista. A linhagem
é capaz de produzir altas concentrações de um polímero
que serve de matéria prima para o plástico biodegradável,
o PH3B. Esse é uma opção correta do ponto de vista
ambiental, pois consegue voltar rapidamente ao meio ambiente, podendo ser
destruído por microorganismos do próprio meio e transformando-se
totalmente em gás carbônico e água, sem geração
de resíduos tóxicos, ao contrário dos polímeros
de origem petroquímica.
Soluções como
essa devem ser valorizadas e colocadas imediatamente em prática.
Afinal elas beneficiam a todos: a indústria automobilística,
que continuará a utilizar o plástico em suas montagens, a
você, que comprará automóveis mais baratos e duráveis,
e à natureza, que permanecerá trazendo benefícios
até mesmo às próximas gerações.
Bibliografia:
Larrousse Cultural. São Paulo: Nona Cultural Ltda, 1995, (pág.4940).
Enciclopédia Ilustrada do Estudante da Globo. São Paulo: Editora Globo, Volume 8, 1992, (pág.474).
Coleção Objetivo. São Paulo: Editora Sol, Volume 4, 2º colegial, (pág. 294).
www.marcelosilva.com.br/projeto_lixo_06.htm
www.samjack.virtualave.net/trab/polímeros.htm
www.gorni.hpg.ig.com.br/hist_pol.htm
www.quimica.matrix.com.br/artigos/polimeros.html
www.plastico.com.br/revista/pm323/engenharia.htm
www.geocities.com/Viena/Choir/9201/polimeros.htm
www.ls_industria.com.br/materia.htm
www.plastico.com.br/revista/pm314/automovel.htm
www. gorni.hpg.ig.com.Br/af.htm
www.ipt.br/inovacao/exemplos/plastico/
Do nome à essência
Quase todos estavam
ansiosos para iniciar o trabalho requerido pela professora de português:
“Seu nome: uma história para contar!”
-O nome de vocês
diz mais do que vocês pensam! Busquem informações sobre
tudo que se relacione a esta riqueza que é o nome que vocês
têm e, lembrem-se, quanto mais abrangente o trabalho melhor será
a recompensa!
A professora disse
estas palavras e todos aplaudiram de entusiasmo, menos Saran. Logo bateu
o sinal, indicando que era hora de descansar.
-Pai, me leva logo
embora dessa escola, hoje não tive um dia bom.
-Filho, que eu te
busque na escola, tudo bem, mas você sabe que não posso correr
no trânsito, isso gastaria muito o poliisopropeno dos pneus deste
carro e, além disso, eu não quero forçar muito os
freios, apesar da elevada resistência mecânica que têm
por serem constituídos pelo ABS, um polímero composto pelos
monômeros acrilonitrila, 1,3- butadieno e estireno...
-De vez em quando
você poderia falar a minha língua!
-Ah, Saran, desculpe,
é que não posso evitar, é o meu trabalho e meu melhor
passatempo a Química, você sabe!
-Mas pai, por que
sua tese de doutorado tinha que ser sobre polímeros? Pôxa,
tem tanta coisa pra se falar! Água, poluição, produtos
domésticos, sei lá, mas polímeros? Não é
justo, não é justo...
-Saran Vinila Vinilideno
Copolímero da Silva! Esqueceu que os polímeros estão
por toda parte? Ah, inclusive neste momento você está em contato
direto com uma série deles. Quer um exemplo? Você está
confortavelmente acomodado em espumas de poliestireno cobertas por um outro
polímero, flexível e semelhante ao couro e que esteve presente
em suas calças plásticas quando você era um bebê,
é o Policloreto de Vinila, seu chará!
-Não quero
falar sobre meu nome e muito menos sobre o banco do carro. E, antes que
você pergunte o que aconteceu, eu respondo: vou ter que tirar zero
em português.
-Ah, pensei que fosse
em Química! Brincadeira...mas, por quê? Não, não
acredito que...
-É sobre o
meu nome, um trabalho de português sobre tudo que esteja relacionado
a Saran Vinila Vinilideno Copolímero da Silva! Vê se pode!
Não é justo, até meu trabalho de português vai
virar um trabalho de química!
-Mas Saran, quando
eu e sua mãe decidimos colocar este nome em você foi porque...
-Porque eu tinha cara
de polímero, foi?
-Bem...na verdade,
quando você nasceu, queríamos que você tivesse o nome
de algo que representasse o que desejávamos para você. Como
queríamos que você se tornasse um grande homem, relacionei
imediatamente esta idéia a um polímero, visto que este é
formado pela união de muitas moléculas, formando uma molécula
muito grande e, como você foi um bebê de proveta, logo relacionei
o acontecimento ao fato de que o seu nome poderia ser o de um polímero
sintético, pois os polímeros sintéticos foram de grande
importância em nossas vidas, pois substituíram polímeros
obtidos naturalmente!
-Nossa, pai! Sempre quando
eu perguntava por que meu nome era tão estranho você sempre
dizia que era porque significava que eu era muito resistente e honesto,
por que não me disse a verdade?
-Eu nunca mentiria para
você, Saran! Deixe eu terminar de contar como chegamos até
seu nome. Bem, sabíamos que deveria ser um polímero sintético,
mas qual? Pesquisei vários e perguntei para a sua mãe qual
era mais bonito, daí ela disse que era Kevlar, nome comercial de
um polímero utilizado nos vidros do nosso carro e em outras coisas
à prova de balas. Depois de muito insistir, consegui convencê-la
que Saran era o nome ideal, visto que Saran é o nome de um polímero
sintético muito resistente aos agentes atmosféricos e aos
solventes orgânicos, além de formar películas finas
e transparentes, o que significa que você seria um garoto forte e
sincero. Sua mãe bateu palmas e no dia seguinte você foi batizado.
-E onde entra o Vinila e
o Vinilideno?
-Ah, sim, olha, filho, os
polímeros podem ser copolímeros, isto é, formados
por duas ou mais moléculas diferentes, que são os monômeros.
O Saran é um copolímero sintético, então...
-Vinila é um monômero
e Vinilideno outro!
-Cloreto de Vinila e Cloreto
de Vinilideno, para ser mais exato.
-Saran Vinila Vinilideno
da Silva...
-Bem, filho, você
tem que entender, eu e sua mãe possuímos o mesmo sobrenome
e, por ironia do destino, o mesmo : Silva. Além de que eu sou químico.
Bem, pelo menos seus filhos terão sobrenome de sobra...
-Ah, pai, não zoa!
O negócio é sério. Agora que eu entendi, quero concluir
e, quem sabe, fazer o tal do trabalho. O Saran é utilizado nos automóveis
também?
-Claro! No estofamento deste
carro!
-E quais outros polímeros
estão presentes neste carro?
-São muitos, dentre
eles: Polietileno, no revestimento dos fios e cabos, pois é um polímero
muito resistente à umidade e ao ataque de substâncias químicas,
é barato e, apesar da baixa resistência mecânica, é
flexível; o Poliestireno, no painel, nas espumas e nos acessórios,
por ser um bom isolante térmico, versátil, barato e de fácil
processamento; o Polipropileno é utilizado no rádio e em
outros componentes eletrônicos, pois possui baixa densidade e dureza
superficial; o Poliuretano é utilizado nas tintas, espumas, enfim,
são muitos os polímeros utilizados nos automóveis.
E, sabe, Saran, a tendência é que eles sejam cada vez mais
desenvolvidos para que atendam às necessidades surgidas com o desenvolvimento
da humanidade, é por isso que minha tese de doutorado é sobre
os polímeros.
-Isso que você disse
tem a ver com poluição e reciclagem, não é,
pai? Eu li num artigo de revista que os plásticos, que são
polímeros artificiais, apesar da boa resistência e aparência,
poluem o meio ambiente, pois podem permanecer milhões de anos sob
várias condições climáticas sem que degradem.
Porém, todos os materiais moldados a quente podem ser reciclados,
para isso o plástico é moído e fundido, transformando-se
em materiais que podem ser usados novamente, o que é uma grande
vantagem, certo? Acho que meu trabalho está pronto!
-Quase, não se esqueça
de colocar em sua redação que os plásticos são
facilmente moldáveis, leves, podem ser de várias cores, inclusive
transparentes, são materiais de baixo atrito e com propriedades
de isolação elétrica e acústica muito boas,
chegando a ser mais leves que as cerâmicas isolantes, incendeiam
com menos facilidade que materiais como madeira, papel ou tinta, podem
ficar com a mesma aparência por dezenas de anos, possuem grande resistência
a agentes inorgânicos e grande facilidade de obtenção
de matérias- primas. E aí, o que você acha?
-Acho que você se
esqueceu que nós ainda estamos no carro e possuímos em nosso
corpo polímeros naturais como o amido, que este carro está
precisando de uma limpeza, pois tem até polímeros de aranha,
esta bonsai que você está levando para a mamãe contém
o polímero celulose, que já demos umas dez voltas no quarteirão,
portanto você gastou os pneus deste carro e os freios ABS e eu estou
com fome!
-Goodyear da Silva, onde
você andou com seu filho?
-Calma com o pai, mãe,
eu acabei de ter uma aula inesquecível.
-É, dona Celinalose
da Silva, acho melhor você aceitar logo este polímero vegetal
que lhe trouxe e almoçarmos antes que seu filho ingira este aglomerado
de polímeros encadernados que ele trouxe da escola!
E foi assim que Saran Vinila
Vinilideno da Silva descobriu que aquelas palavras de sua professora estavam
literalmente, ou melhor, quimicamente corretas...
Bibliografia
www.gabaritando.com.br
www.qmc.ufsc.br
Alquimistas e Químicos: o Passado, o Presente e o Futuro
Polímeros nos automóveis: Presente e Futuro
No nosso cotidiano
não temos noção da quantidade de materiais, ao nosso
redor, formados a partir de moléculas muito grandes e pesadas, constituídas
pela repetição de cadeias de átomos: os polímeros.
Também conhecidas
como macromoléculas, devido ao seu tamanho avantajado, os polímeros
estão onipresentes em nossas vidas e sem eles seria praticamente
impossível viver sem o conforto e praticidade com que estamos acostumados.
O primeiro polímero
sintetizado pelo homem foi obtido a 152 anos, em 1850, pelo químico
inglês Alexandre Parkers. Um tempo relativamente curto se levarmos
em consideração a quantidade de materias que hoje são
fabricados a partir dos polímeros.
Apesar de que os estudos
científicos das macromoléculas terem se iniciado há
pouco tempo, seu desenvolvimento foi vertiginoso. Os polímeros sintéticos
receberam maior atenção pela sua “imediata aplicação
e por seus mais variados usos, que vão desde os substituintes para
o aço, até as delicadas válvulas cardíacas”.
Hoje em dia os polímeros
têm sido utilizados de forma bastante intensa. Muitos estudiosos
já se referem ao período em que vivemos como “A Idade dos
Plásticos”. De fato eles estão nos mais diversos lugares:
nas nossas roupas, como o naílon, nas embalagens dos alimentos que
consumimos, nos aparelhos eletrodomésticos, nos encanamentos, nas
adegas mais modernas, isolando-as termicamente, nos explosivos e até
mesmo nas vestes dos astronautas.
Contudo o uso prático
dos polímeros não se limita ao nosso século. Os antigos
gregos já conheciam a âmbar, uma resina fóssil translúcida
e quebradiça, utilizada na confecção de jóias.
Os romanos utilizavam a goma, uma borracha orgânica e bruta, usada
na fabricação de remédios. Isto porque os polímeros
existem há tempo em nosso planeta, desde o período de surgimento
de vida na Terra. Eles são encontrados nas plantas, nos animais
e até mesmo nos seres humanos, em suas células, constituindo
as cadeias de DNA.
Mas por que as macromoléculas
são tão utilizadas? São largamente usadas porque apresentam
uma série de características químico-físicas
bastantes únicas e especiais: a grande maioria delas podem ser amolecidas
ou endurecidas dependendo da temperatura, sem perder a sua maior qualidade,
a resistência. Na Física este fenômeno é conhecido
como termoplástia. Alguns dos polímeros são também
bons isolantes térmicos e podem ser combinados a outras substâncias,
como a borracha industrial (mistura de borracha natural, extraída
das seringueiras, com derivados de enxofre), a fim de se obter um
plástico ainda mais resistente à tração mecânica.
Apesar destas inúmeras
vantagens, os polímeros causam, por serem muito duráveis,
graves problemas ambientais, já que levam muito tempo para se decompor
completamente. Outro grande problema está relacionado a sua principal
matéria-prima, o petróleo, fonte de energia não renovável
e poluidora. Não obstante, para amenizar estes problemas, os polímeros
gozam de uma outra grande vantagem, a capacidade de serem reciclados. Assim
escovas de dentes se transformam em brinquedos, garrafas plásticas
em sacos de lixo, copinhos descartáveis velhos em novos...
Dentre as indústrias,
a automobilística é a que mais tem investido nas pesquisas
de desenvolvimento de novos polímeros. Isto porque as macromoléculas
são, praticamente, o “coração” dos automóveis.
Neles há polímeros em todos os cantos, desde o motor até
nos cds que escutamos nos dias de tráfego intenso. O polipropileno,
um tipo de hidrocarboneto, é a principal matéria-prima dos
pára-choques e da espumas das poltronas. A borracha, principalmente
a perbuna, está presente nos pneus e em diversas peças do
motor. O acrílico, também chamado de “vidro-plástico”
está presente nos painéis dos carros e o PVC nos faróis.
A quantidade de polímeros
nos automóveis tende a aumentar ainda mais devido ao resultado de
muitas pesquisas. Em uma delas foi descoberto um novo material capaz de
conduzir correntes elétricas. Poderá substituir, nos próximos
anos, os fios de cobre tão utlizados nos carros, nos eletrodomésticos
e nas linhas telefônicas a um preço bem mais baixo.
Pesquisas realizadas
pela Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG) prometem solucionar os
problemas causados pelos pneus, que ao perderem sua vida útil são
estocados em grandes depósitos a céu aberto, lançando
no meio ambiente toxinas resultadas de seu longo processo de decomposição,
tais como o dióxido de enxofre e o gás metano responsáveis
pelas chuvas ácidas, além de acumularem águas formando
criadouros para muitos insetos, como o Aedes causador da dengue. Os pesquisadores
afirmam terem criado um método bastante eficiente na reciclagem
dos pneus, que hoje é altamente custosa. Com esta nova técnica
os pneus são convertidos em uma espécie de plástico
viscoso, um ótimo impermeabilizante. Nos EUA uma pasta obtida a
partir de pneus é utilizada como substituto do piche nas auto-estradas.
Popularmente chamados
de “plásticos” os polímeros vêem, com o tempo, ganhando
cada vez mais importância na nossa atual sociedade fornecendo-nos
conforto e qualidade de vida. E a tendência é que continuem
ganhando mais espaço em nossas casas, guarda-roupas e, principalmente,
nos nossos automóveis. Quem viver verá.
Bibliografia
Fonte: Grande Enciclopédia Larousse Cultural
O Estado de S. Paulo, 20 de outubro de 2002
www.plástico.com.br
www.embalagenscelulares.no.sapo.pt
www.cdq.aidi.com.br
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Os polímeros, os automóveis e o futuro
A história dos polímeros
começa em 1970, quando um grupo de químicos descobriu que
alguns polímeros eram condutores elétricos. Desde então,
começou-se a pensar em fios de plástico, circuitos mais leves,
músculos artificiais, entre outros. Alguns destes polímeros
tinham outras propriedades como emitir luz quando conduziam eletricidade,
dependendo do potencial aplicado, entre outras funções. O
processo de transformação desses monômeros em polímeros
é chamado polimerização. Os polímeros são
usados desde a era pré-bíblica, e atualmente estão
sendo muito utilizados.
Os polímeros se enquadram
em duas classes: polímeros naturais ou sintéticos. No século
passado, os químicos começaram a fabricar os polímeros
sintéticos. Atualmente, eles são extensamente usados na forma
de folhas de plásticos, chapas, brinquedos, tubos para encanamentos,
tecidos como o náilon, poliéster e outros e de borrachas
sintéticas. Atualmente o uso industrial de polímeros naturais
caiu consideravelmente, devido à grande variedade de polímeros
sintéticos e que são os melhores. Um exemplo de polímeros
natural bem comum é o látex. Ele é obtido a partir
da seringueira, depois é precipitado dando origem a uma massa viscosa
que é a borracha natural. Essa, por sua vez é prensada com
o auxílio de cilindros, originando lâminas moles de pequena
resistência e elasticidade. A utilização desse tipo
de borracha é limitada, pois ela se torna quebradiça em dias
frios e extremamente gosmenta em dias quentes. Os polissacarídeos
são outro tipo de polímero natural tal como o amido e a celulose,
formados por grandes números de moléculas de glicose (C6H12ª
6). Vivemos hoje o que se poderia chamar de a “era dos polímeros”.
Em 1839, Charles Goodyear
descobriu casualmente o processo de vulcanização de borracha,
ao deixar cair enxofre em uma amostra de borracha que estava sendo aquecida.
Com isso, foi descoberto um material mais resistente e elástico,
cuja demanda se multiplicou no mundo todo. Uma das principais aplicações
da borracha vulcanizada sempre foi como pneu de veículos rodoviários.
Os pneus de automóveis e caminhões são constituídos
de uma mistura de borrachas natural e sintética vulcanizadas.
Com o desenvolvimento da
indústria automobilística no século XX, o consumo
de pneus atingiu números estratosféricos. Cerca de 285 milhões
de pneus, o equivalente a mais de dois milhões de toneladas de borracha,
são descartados anualmente nos Estados Unidos. No Brasil são
colocados no mercado aproximadamente 61 milhões de pneus por ano,
sendo que cerca de 38 milhões são resultados da produção
nacional e 23 milhões são pneus reaproveitados (usados importados
e recauchutados).
Os polímeros podem
ter suas prioridades de resistência ao fogo, resistência ao
impacto, condutibilidade e flexibilidade aumentados ou diminuídos
através do acréscimo de algumas substâncias chamadas
aditivos. Os polímeros em geral têm a capacidade de serem
tão duros quanto o aço, mas com a vantagem de serem mais
leves, por isso são usados nos automóveis por causa da sua
resistividade e porque deixam o carro mais leve.
Os polímeros chegam
nas montadoras em forma de pó ou em pequenas pedrinhas, mas antes
de usá-los eles devem ser colocados em estufa, pois em seu interior
acumulam água, então temos que secá-los, pois a água
poderá comprometer a integridade do material fabricado, produzindo
deformações como bolhas, e assim o fabricante terá
mais gastos, porque terá que fazer outras peças.
Um exemplo de vantagem em
substituição de material é o pára-choque de
automóveis. Até bem pouco tempo, os carros possuíam
pára-choques de ferro-cromado que com o tempo enferrujavam (sofriam
corrosão), além de se deformarem facilmente com pequenos
impactos, e esse impacto chegava até a pessoa com muito mais intensidade.
Hoje, quase todos os automóveis produzidos possuem pára-choques
de polipropileno que é um plástico, que não enferruja,
absorve os impactos com maior eficiência, resiste ao calor, além
de ser esteticamente mais bonito e mais barato. Em um automóvel,
muitas peças são fabricadas com polímeros, tais como
o painel, o volante, o forro do teto interno, a forração
e o estofamento dos bancos (o cloreto de polivinila é usado na fabricação
de “couro-plástico” e o saran para fabricar tubos plásticos
para estofados de carro), algumas partes dos cintos de segurança,
o carpete, as calotas, a fiação elétrica (fios metálicos
encapados), a carcaça da bateria, as mangueiras, os reservatórios
de líquidos e as juntas, além de vedações e
câmaras de ar e pneus de borracha (opoliisopreno é usado na
fabricação das carcaças dos pneus, o buna-S, borracha
GRS ou borracha SBR usado na fabricação das “bandas de rodagem”
dos pneus), vidros-bolhas (o polimetacrilato usado na fabricação
dos vidros-bolhas) e é claro, todas as lanternas e sinaleiras de
segurança.
Portanto, boa parte do carro
que você utiliza todos os dias para ir ao trabalho, para passear,
para ir ao colégio, entre outros, é constituída por
peças de plástico ou borracha, que permitem que ele seja
mais confortável e seguro. Outra vantagem da crescente utilização
dos plásticos nesta área é a redução
do peso dos veículos, o que acarreta em diminuição
do consumo de combustível e conseqüentemente em maior economia
para o usuário.
Para um polímero
ser pintado, primeiro ele é limpo através de jatos de ar
e substâncias próprias, depois é utilizada substância
“colante” que faz a tinta aderir ao plástico, após essa primeira
parte da pintura o plástico vai a estufa para secar e por último
é só envernizar.
Para aumentar o grau de
rigidez dos polímeros utilizados nos automóveis basta acrescentar
fibras de vidro que é a substância aditiva mais comum e que
auxilia para que essas peças fabricadas com polímeros mais
rígidos sejam utilizadas com maior eficiência, já que
nos automóveis esse nível de rigidez e resistência
é muito importante para a eficácia e segurança do
veículo.
No “air bag” dos carros
também são utilizados polímeros, pois dada sua flexibilidade
e resistência de impacto, esses polímeros salvam as vidas
de muitas pessoas, não permitindo a colisão da pessoa com
o painel ou vidro do automóvel.
O mais avançado automóvel
produzido com polímeros é o Ultralite da General Motors,
que até a sua carroceria é feita de polímero. Sua
carroceria, feita com compostos de plásticos e fibra de carbono,
tem apenas 140 quilos e ainda é capaz de percorrer mais e 40 km
com um litro de gasolina. A chave para aumentar a economia de combustível
tem sido reduzir o peso: quanto menos pesar o carro, menos força
será preciso para acelerá-lo e se gastará menos energia
para manter uma velocidade constante. Para demonstrar as características
na prática, o carro-conceito da General Motors possui revestimentos
internos, entre as paredes para absorver impacto e reduzir o ruído.
No teto, os projetistas propõem o uso do poliuretano baynat, por
absorver melhor os choques na cabeça e reduzir o ruído dentro
do carro. Os pára-choques, confeccionados em poliuretano formulado
para absorver energia em sistemas de impacto, recebem cobertura de isocianato,
comercialmente denominado por Desmodur, e um poliol, tornando-se assim
mais seguros em caso de pequenos choques com pedestres. Uma das vantagens
do novo pára-choque refere-se ao fato de as peças serem divididas
em módulos. A Bayer oferece ainda novas possibilidades de aplicações
também para o interior do capô, nos revestimentos e painéis,
além de linha de produtos com sistemas a base de água e de
baixas emissões para aplicação interna.
O plástico responde
por alterações importantes tanto no design quanto no acabamento
do veículo. Um dos responsáveis pelo projeto do carro de
polímero da General Motors disse: “O projeto focou ainda aspectos
relacionados à segurança e conforto dos passageiros, seguindo
tendências européias, mas com condições de custo
e manutenção dentro dos parâmetros do mercado brasileiro”.
Peças metálicas, principalmente aço e alumínio,
foram substituídos por poliuretano (PU), entre outras resinas, conferindo
maior suavidade ao toque. A madeira e a fórmica também perderam
espaço nos acabamentos e revestimentos internos, como no teto confeccionado
películas de ABS, imitando madeira, revestem o painel de instrumentos.
No caso de um carro ser constituído por muitas partes de polímeros,
devemos considerar a economia que o carro trará para o usuário,
isso porque o usuário economizará no combustível e
isso acarretará na redução da quantidade de gases
emitidos para a atmosfera.
Os polímeros são
usados na indústria automotiva devido às elevadas propriedades
mecânicas, resistência ao envelhecimento, óleos e graxas,
facilidade de pintura, e o bom retorno à forma original após
deformação. Partes exteriores e interiores de automóveis
podem ser moldadas por injeção de polímero puro, polímero
reforçado com manta e fibra de vidro e blenda de polímero
e policarbonato. Painéis laterais facilmente pintados, duráveis
e com alta estabilidade dimensional, são produzidos com polímero
reforçado com fibra de vidro. Outras aplicações automotivas
incluem: coifas dos sistemas de suspensão, frisos, suportes e gaxetas
para componentes do volante e sistemas de transmissão e direção,
tubos, prendedores e selantes para anéis da porta.
O polímero semi-rígido
da indústria automotiva que mais aparecem no lixo urbano são
os descansa-braços, painéis, pára-choques e partes
dos bancos. Os pneus podem ser recauchutados para maior vida útil
e para evitar a sua acumulação em lixões. Porém,
a maior parte deles, quando desgastados pelo uso ou imprestáveis
para fazer novas recauchutagens, acaba parando nos lixões, na beira
de estradas e rios e até no quintal das casas, onde acumulam água
que atrai insetos transmissores de doenças, permitindo assim a procriação
de várias espécies de mosquitos, como o da dengue e isso
pode ser muito prejudicial para a humanidade. Ele representa um risco constante
de incêndio, que contamina o ar com uma fumaça negra altamente
tóxica de dióxido de enxofre que é proibido no Brasil
e deixa um óleo que infiltra contaminando o solo, e por isso eles
estão sendo reaproveitados. A primeira forma de reaproveitamento
é a de geração de energia pela queima e a recauchutagem.
Porém, a queima de pneus velhos em fornos controlado é uma
alternativa rentável de reaproveitamento, pois cada pneu contém
a energia de 9,4 litros de petróleo. No Brasil, calcula-se que são
utilizados cerca de 500 mil pneus como combustível, proporcionando
uma economia de 12 mil toneladas de óleo. Além disso, a disposição
de pneus em aterros sanitários é problemática, pois
os pneus dificultam a compactação, reduzindo significativamente
a vida útil dos aterros. Por outro lado, a trituração,
que resolveria o problema da compactação, é um processo
caro.
Com o avanço tecnológico,
surgiram novas aplicações, como a mistura com asfalto, considerada
nos Estados Unidos como uma das melhores soluções para a
disposição dos milhões de pneus descartados anualmente.
A adição de borracha de pneus nos ligantes asfálticos
utilizados em obras de pavimentação representa uma alternativa
para a redução do grave problema ambiental causado pela disposição
inadequada de pneus usados, mas ainda existem obstáculos ao emprego
dessa tecnologia, pois a trituração dos pneus representa
um custo relativamente alto. Nos últimos 40 anos, a melhoria das
técnicas de manufatura aumentou muito a vida útil dos pneus.
A recauchutagem, que no Brasil atinge 70% da frota de transporte de carga
e passageiros, é outro importante meio para a redução
desses resíduos, pois prolonga a vida dos pneus em 40%.
Os pneus descartados inteiros
podem ser utilizados em diversas aplicações, como por exemplo,
em obras de contenções, nas margens de rios para evitar desmoronamentos,
nas construções de quebra-mares, na construção
de parques infantis, no controle de erosões, na drenagem de gases
em aterros sanitários, etc. No Brasil, as carcaças são
reaproveitadas como estrutura de recifes artificiais no mar, visando o
aumento da produção pesqueira.
No Brasil, existe tecnologia
em escala industrial para a regeneração da borracha pelo
processo a frio, obtendo um produto reciclado com elasticidade e resistência
semelhantes às do material virgem. Além disso, essa técnica
usa solvente capaz de separar o tecido e o aço dos pneus, permitindo
seu melhor reaproveitamento.
No futuro os circuitos eletrônicos
poderão ser montados com diferentes camadas de polímeros
inteligentes, cada uma delas com uma função específica
de montar micros motores de veículos. Os polímeros futuramente
vão ser muito mais utilizados, eles vão ser implantados em
quase tudo, principalmente nos carros. Isso irá beneficiar muitas
pessoas, pois com o custo de vida alto que temos hoje no Brasil, as pessoas
preferirão um automóvel que economize o máximo possível,
e a economia será possível com os automóveis produzidos
com polímeros eles ficarão bem mais leves o que significa
economia, porque a intensidade da aceleração que será
aplicada ao carro para ele se movimentar será bem menor, economizando
gasolina e aumentando o conforto, a segurança e a beleza estética.
Podemos verificar que a
aplicação de polímeros está crescendo, se aperfeiçoando
muito e melhorando as condições de vida da população
mundial, mas infelizmente enquanto as pessoas não se conscientizarem
do elevado custo ambiental da disposição de polímeros
em locais impróprios para seu armazenamento, um melhor e maior reaproveitamento
dos plásticos e pneus, iniciativas como a de gerar energia a partir
de polímeros deverão ser empregadas, pois senão futuramente
o que hoje é a melhor solução para a economia, beleza,
entre outros, poderá ser um desastre para nossa saúde e um
desastre ecológico, colocando em risco o desaparecimento de muitas
espécies de animais. Assim teremos que esperar o futuro para ver
quais serão as soluções e os problemas que a “era
dos plásticos” irá nos proporcionar.
Bibliografia
Billmeyer, F.W.J., Text Book of Polymer Science, 2 ed, 1971 – New York
Tecnologia dos Polímeros, 1975 – São Paulo
Instituto Brasileiro de Petróleo, Indústria Petroquímica
Brasileira, 1976 – Rio de Janeiro
www.poliuretanos.com.br/cap3/41/moldaddos.html#automovel
www.plastico.com.br/om414/automovel4.htm
www.a-quimica.com/portugues/index.html
www.Is-industria.com.br/,materia.htm
Polímeros nos automóveis: presente e futuro
Há milhares de anos
atrás a humanidade conhecia apenas madeira, pedras, ossos e peles
de animais. Com a evolução passou a dominar a técnica
da fabricação de utensílios com argila e logo depois
já usava metais e ligas para desenvolver suas ferramentas. A partir
daí o homem foi descobrindo novos metais e aperfeiçoando
seu manuseio através da alquimia. Com a descoberta do microscópio
deu-se início à Ciência dos Materiais, que mais tarde
se transformaria em Engenharia de Materiais. Atualmente há aproximadamente
50.000 materiais, distribuídos em cinco grandes grupos: metais,
cerâmicas, polímeros, semicondutores e compósitos.
Hoje o homem vivencia a
chamada era dos plásticos, apesar de os Novos Materiais se estenderem
a todos os grupos. Isto porque o polímero vem revolucionando o mercado.
Esse material, cujo elemento essencial é constituído por
ligações moleculares orgânicas que resultam na síntese
artificial ou transformação de produtos naturais, e que de
acordo com a configuração específica de sua molécula
podem ser divididos em termoplásticos, termofixos, e elastômeros,
possuem grandes vantagens. São mais leves; têm propriedades
mecânicas interessantes como alta flexibilidade conforme a espécie
de polímero e os aditivos usados na sua formulação
.possuem alta resistência ao impacto; possuem baixas temperaturas
de processamento, do que decorrem baixos consumos de energia para conformação;
tem ajuste fino de propriedades através de aditivação,
como com aditivos chamados plastificantes que alteram plásticos
como PVC e borrachas, fazendo com que sejam mais flexíveis e tenazes.
Além disso, possuem baixa condutividade elétrica já
que não contém elétrons livres. A exceção
são alguns polímeros especiais que em nível de curiosidades
de laboratório são bons condutores. Possuem baixa condutividade
térmica, o que os faz excelentes isolantes térmicos principalmente
na forma de espumas. Sua resistência à corrosão é
maior, embora sejam atacados, de maneira geral, por solventes orgânicos
com estrutura similar a deles. Enfim, sua porosidade confere baixa densidade
ao polímero, o que pode ser uma vantagem. Mas também não
são perfeitos: permitem menos abusos na exposição
ao calor, sua resistência à abrasão e à solventes
não é tão boa quanto a do vidro e possuem certas limitações
como materiais de embalagem. No caso dos automóveis a principal
vantagem se deu com relação à drástica diminuição
de seu peso, o que acarretou na diminuição do consumo de
combustível. É importante ressaltar que na industria automobilística
os materiais, além de conservar suas características básicas,
tem de progredir no sentido de atender melhor as condições
de industrialização e as próprias funções
finais do automóvel. O objetivo é que se multipliquem as
funções atendidas e até se criem novas funções
para que assim se reduza o número de componentes e se simplifique
a montagem final. O desafio é adaptar o material à realidade
industrial do automóvel. Atualmente podem existir dentro de um automóvel
cerca de 40 polímeros diferentes, cada um com suas características
próprias e em quantidades das mais variadas. Alguns se encontram
até mesmo ligados. Certos plásticos encontram-se em abundância
no veículo: Acrilo-nitrilo butadieno estireno (ABS) conhecido por
sua dureza e utilizado principalmente no interior dos automóveis,
como no revestimento da coluna de direção e console central;
Poliéster, material que compõe o cinto de segurança;
Polipropileno (PP), plástico macio que constitui a zona de montagem
de baterias, o motor (onde é necessária uma ótima
resistência térmica), a maioria dos pára-choques (onde
é preciso uma alta resistência ao impacto) e no interior do
veiculo. Estes englobam cerca de 50% dos plásticos utilizados.
Não se deve esquecer,
porém, do polietileno (PE), principalmente o de alta densidade (PEAD),
que é um plástico rígido, resistente à tração,
com moderada resistência ao impacto, utilizado nos tanques de combustível
automotivos; do poli(cloreto de vinila) (PVC), principalmente o rígido,
isento de plastificantes, usado na fabricação de baterias,
da poliamida (PA); do polióxido de fenileno (PPO), do policarbonato
(PC), do politereftabato de etileno (PET), do polireftalato de butileno
(PBT), do poliestireno(PS) e tantos outros, muitas vezes encontrados em
forma de blendas. E é claro, os pneus. Esses são uma mistura
de borracha natural e vulcanizada. Na vulcanização as moléculas
de enxofre são rompidas, interagindo com as duplas ligações
das cadeias que compõem a borracha. Esse material é bastante
elástico e praticamente não se altera com pequenas variações
de temperatura.
É evidente que todos
esses polímeros foram escolhidos por suas características
especiais, mas é importante ressaltar que eles podem perdê-las
no processo de fabricação da peça se este não
for corretamente programado para não fazê-lo, o que não
seria muito vantajoso. E há grandes dificuldades com relação
a isto. Nos pára-lamas, por exemplo, feitos basicamente de poliamida
e polipropileno, os pontos críticos eram as grandes dilatações
do material, a rigidez da peça e sua total incompatibilidade com
os processo de pintura e montagem em série. O problema foi resolvido
em partes por empresas particulares que desenvolveram o Noryl GTX e outras
técnicas importantes que foram objeto de patente. Os assentos tiveram
inovações recentes com a fabricação de peças
que permitem a poupança de espuma de uretano, através da
injeção de espuma de uretano com dióxido de carbono,
para aumentar o volume sem sacrificar os níveis de conforto ou alterar
os de ruído, vibração ou flexibilidade. As espumas
de poliuretano são os materiais mais usados nos estofos dos automóveis.
De que adiantariam volantes que não fossem dúcteis? O painel
de instrumentos, composto por diversos componentes que precisam ser desmontados
e pintados, devido ao avanço da indústria dos plásticos
hoje são feitos em grande parte em ABS ou PP, o que possibilitou
uma significativa redução dos custos e do preço dos
componentes. De que adiantariam cintos de segurança feitos de POM
(acetal) se este não preservasse seus parâmetros de rigidez
e resistência à compressão que apresenta?
Em geral, a aplicação
de polímeros na indústria automobilística se deu graças,
no caso das “commodities", ao baixo peso e baixo preço, o que incentiva
o uso em larga escala. São o equivalente aos aços de baixo
carbono na siderurgia. No caso dos plásticos de engenharia, os preços
são bem mais elevados, porém apresentam propriedades superiores
às “commodities”. Seriam equivalentes aos aços-liga na siderurgia.
A grande preocupação
de todos ultimamente é com a poluição. Com o advento
dos plásticos, simplesmente descartar o lixo tornou-se problemático:
são inertes, alguns precisam ser moldados a baixas temperaturas,
são impermeáveis, flexíveis e rígidos o bastante
para resistirem a impactos. São dificilmente destruídos,
o que torna sua vantagem um problema quando sua vida útil chega
ao fim. A reciclagem é a solução mais apropriada,
mas além de a coleta tornar o processo economicamente inviável,
já que a matéria prima é barata, alguns polímeros,
como termorrígidos e borrachas, não podem ser reciclados
de forma direta: não há como refundí-los ou despolimerizá-los.
Somente plásticos consumidos em massa apresentam potencial econômico
para reciclagem. Outro problema é que o plástico reciclado
é considerado material de segunda classe. Também é
possível queimar o polímero e deste modo transformá-lo
em energia, através de incineradores ou alto-fornos. A última
saída é a mais favorável, pois o carbono do polímero
seria usado na redução de minério. Entretanto, polímeros
que contém halogêneos geram gases tóxicos durante a
queima, e devem ser encaminhados para a desalogenação antes
da queima. Apesar de o automóvel ser o produto mais reciclado no
mundo inteiro ainda existe a necessidade de diminuir o volume de materiais
que vão para o aterro. Para que a reciclagem se torne interessante
é necessário que os responsáveis fabriquem carros
mais recicláveis. A alteração de termoendurecíveis
para termoplásticos tornou-se uma imprescindível. Tem-se
como exemplo o caso dos pára-choques: há dez anos aproximadamente,
eram feitos basicamente (80%) de poruretano (termoendurecível).
Com a mudança para TPO (termoplástico) sua reciclagem tornou-se
possível mesmo quando se encontram pintados (através da remoção
da tinta e reutilização do plástico).
No caso dos pneus, o problema
é catastrófico. Estima-se que, só no Brasil, o passivo
ambiental seja de aproximadamente 100 milhões de pneus (ANIP, 2001).
A reciclagem de pneus é capaz de devolver ao processo produtivo
um insumo regenerado por menos da metade do custo da borracha natural ou
sintética, utilizado na fabricação de novos pneus
e câmaras de ar. A queima do pneu a céu aberto gera uma fumaça
negra de forte odor (dióxido de enxofre) e é proibida no
Brasil e em vários outros países. Entretanto, se for utilizado
o método do coprocessamento o processo torna-se limpo e uma fonte
rentável de reaproveitamento. A trituração é
também uma alternativa. A partir dela a indústria produz
tapetes de automóveis, solas de sapatos, borrachas de vedação
e pisos industriais, entre outros. Outra alternativa é reaproveitar
os pneus em obras de pavimentação. São dois os processos:
o seco e o úmido. No úmido a borracha dos pneus descartados
moída é incorporada ao ligante asfáltico antes de
se adicionar ao agregado. No seco, a borracha dos pneus é misturada
com o agregado antes de se adicionar ao ligante asfáltico. Apesar
de ainda precisar de muitas melhorias, é uma alternativa ao grande
problema ambiental causado pela disposição inadequada dos
pneus. Outro problema na reciclagem dos polímeros nos automóveis
é a difícil separação dos plásticos,
que muitas vezes encontram-se ligada através de colas ou solda.
A reciclagem também se torna necessária pelo fato de existirem
certos polímeros para os quais a matéria prima é o
petróleo e alguns metais com reservas esgotáveis.
Apesar de todos os obstáculos
encontrados, é necessário um esforço cada vez maior
por parte dos fabricantes para que os automóveis do futuro sejam
mais e mais recicláveis. Prega-se que futuramente o automóvel
seja constituído por 24 módulos. A modularidade requer mais
dos plásticos. A finalidade é se obter um menor número
de peças, o que significa menores custos de montagem. Outra tendência
é que se reduza ao máximo o número de plásticos
usados.
O plástico revolucionou
o automóvel. Mostrou ser capaz de atender as necessidades no que
diz respeito ao conforto, com relação a estética interior
e de reduzir o nível de ruídos e vibrações,
alem de ser durável. Pesquisas a respeito não param de crescer
e o futuro deste tipo de tecnologia tende a ser magnífico. E importante,
no entanto, não esquecer que o progresso deve andar de mãos
dadas com a proteção ambiental, o que exige ainda mais esforço
dos pesquisadores.
Bibliografia:
http://samjack.virtualave.net/trab/polimeros.htm
http://www.terravista.pt/meiapraia/1062/polimeros2.html
http://www.gorni.hpg.ig.com.br/intropol.htm
www.plastico.com.br/revista/pm323/engenharia.htm
http://revista.fapemig.br/10/pneus.html
www.guiadeprofissoes.hpg.ig.com.br/32.htm
www.dema.ufscar.br/nrpp/cursos/tecplast.htm
www.ima.ufrj.br/catalog/teses_mestr.html
www.demat.ist.utl.pt/lemat.html
Feltre Ricardo Fundamentos da Química-volume único.
Usberco, Salvador. Editora Saraiva, 4ª edição,2000.
Veículo... Progresso... Polímeros!
Uma das grandes descobertas
do ser humano foi a utilização de polímeros em automóveis.
Tais materiais podem ser encontrados na forma de borracha, plástico,
vidro, tecidos, entre outros.
Porém, não
podemos falar em polímeros, sem ao menos darmos sua definição:
polímero é material sintético ou natural, orgânico
ou inorgânico, que apresenta elevada massa molecular. Devido ao seu
grande tamanho, a molécula de um polímero é chamada
macromolécula.
A estrutura molecular
de tal material é baseada na repetição de meros (pequenas
unidades); e sua composição é constituída de
um conjunto de cadeias poliméricas, ou seja, macromoléculas
constituídas por união de moléculas simples, ligadas
por covalência.
No século XX,
os cientistas começaram a fabricar polímeros sintéticos,
muito usados na forma de plásticos, fibras para tecidos e borrachas
sintéticas, o que nos permite dizer que estamos vivendo na “Era
dos Plásticos”.
Atualmente, uma aplicação
de grande destaque dos polímeros é na fabricação
de automóveis. Isso pode ser comprovado ao observarmos que o Propileno
é aplicado em pára-choques de carros, a borracha natural,
o Buna-n ou perbuna e o Buna-s, na fabricação de pneus e
câmaras de ar, entre outros.
Explicando de forma
mais coloquial, os plásticos são aplicados em peças
de automóveis, tais como o volante, o painel, o pára-choque,
a forração e estofamento dos bancos, forro do teto interno,
partes dos cintos de segurança, calotas, carpete, fiação
elétrica (fios metálicos encapados), reservatórios
de líquidos, carcaça da bateria, juntas e mangueiras. Além
disso, os polímeros são encontrados em todas as lanternas
e sinaleiras de segurança, vedações e pneus de borracha.
A substituição
de alguns materiais por polímeros possui grande vantagem, como é
o caso dos pára-choques de automóveis, que eram feitos de
ferro-cromado, ou seja, sofriam corrosão, além de serem facilmente
deformados com pequenos impactos. Atualmente, quase todos os carros possuem
pára-choques de plástico, pois estes não enferrujam,
absorvem o impacto com mais eficiência, e mais: são mais baratos
e bonitos.
Além disso,
outra vantagem deve ser destacada: as peças de plástico e
borracha permitem que o carro seja mais confortável e seguro. Adicionado
a isso, o uso de plásticos acarreta a diminuição da
massa dos veículos, reduzindo, assim, o consumo de combustível
e, consequentemente, proporcionando maior economia ao usuário.
A descoberta dos polímeros
realmente representa um grande avanço da humanidade. Porém,
apesar de os plásticos serem obtidos a baixo custo, serem praticamente
inertes, alguns poderem ser moldados a baixas temperaturas, serem impermeáveis
como os vidros e outros metais, flexíveis e resistentes o suficiente
para resistirem a impactos, não podemos nos acomodar e encobrir
os problemas causados por tais materiais: os plásticos demoram um
tempo extremamente absurdo para se degradar, permanecendo intactos durante
anos, o que causa gravíssimos problemas ambientais.
Embora esse empecilho
não seja fácil de resolver, a reciclagem tem se apresentado
como a solução mais adequada, afinal, permite que o plástico
seja transformado em novos objetos. Para isso, basta que a coleta de tal
lixo seja seletiva. Atualmente, esse processo é feito manualmente,
tornando a reciclagem economicamente inviável.
Uma forma de resolver
tal problema é fazer com que toda a coleta seja seletiva, tornando
o processo mais barato, considerando que é grande o volume de plásticos
recolhidos com pequenos custos e que não haveria necessidade de
eles serem lavados, pois não estariam contaminados por outros componentes
do lixo. Todavia, ainda há um inconveniente: dependendo do tipo
do polímero, apenas 1% é reciclável.
Além dessa,
outra solução tem sido proposta ao caso da degradação
ambiental causada pelos polímeros: é a sua utilização
como fonte alternativa de energia, através de combustão.
E mais: hoje, os pneus de automóveis, quando gastos, podem ser reaproveitados
através de um processo denominado recauchutagem, ou seja, uma nova
camada de borracha é aplicada ao pneu velho.
A cada dia que passa,
torna-se maior a utilização dos polímeros em automóveis,
tornando provável, dessa forma, que, no futuro, as aplicações
sejam ainda mais intensas, como têm ocorrido nos últimos anos.
Apenas devemos ficar atentos e investir em pesquisas com relação
aos impactos ambientais e soluções a serem propostas.
Portanto, é
evidente a utilização dos polímeros, não só
em automóveis, como em todos os setores, é um grande marco
do progresso humano. Por isso, é interessante que aproveitemos todas
as suas vantagens, para que, no futuro, possamos desfrutar ainda mais de
suas propriedades e, acima de tudo, saibamos desenvolver técnicas
de diminuição do impacto ambiental causado pelos polímeros.
Afinal, avanço ainda maior será a conquista do progresso
do ser humano através de aproveitamento cada vez mais abundante
de suas riquezas, sem a necessidade de ter excesso de tecnologia em troca
da extinção de sua saúde, do equilíbrio ambiental,
e até mesmo das matérias-primas necessárias para tal
evolução.
Bibliografia
Enciclopédia Larousse Cultural
Volume 19
Página 4675
Enciclopédia Tecnirama
Volume 5
Página 884
Enciclopédia Globerama
Volume 5
Página 32
Enciclopédia Globerama
Volume 6
Página 34
Enciclopédia Folha Ilustrada
Volume 2
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Revista “Chiquititas”
Nº. 17
Páginas 28,29,30 e 31
www.lmalheiros.hpg.ig.com.br/polímeros.htm
www.ls-industria.com.br/materia.htm
www.fisica.net/quimica/resumo34.htm
www.jorplast.com.br/secoes/aulas-5.htm