NÚMEROS ATÔMICO E DE MASSA

NÚMERO ATÔMICO – DE MASSA – PRÓTONS – NÊUTRONS - ELÉTRONS
Número atômico(Z) é um termo usado na física e na química para designar o número de prótons encontrados no núcleo de um átomo. Num átomo com carga neutra, o número de elétrons é idêntico ao número atômico. O mesmo não acontece nos íons, átomos com falta ou excesso de elétrons nas últimas camadas. A descoberta do número atômico foi associada ao físico britânico Henry Moseley, o qual conseguiu determinar a carga do núcleo atômico, e sabendo a carga do mesmo, é possível determinar a quantidade de prótons em qualquer átomo.O número atômico é o que caracteriza cada elemento químico, ou seja, não existem átomos de elementos químicos diferentes com o mesmo número atómico, se têm o mesmo número atômico são o mesmo elemento.
Todos os átomos de cálcio possuem 20 prótons, portanto, o número atômico é igual a 20.
Todos os átomos de magnésio possuem 12 prótons, portanto, número atômico é igual a 12.
A convenção determina que, na representação do símbolo de um elemento, o número atômico deva estar à esquerda do símbolo na parte inferior:
Para o cálcio: 20Ca e, para o magnésio: 12Mg.
Quando o átomo é neutro, ou seja, a quantidade de cargas positivas (prótons) é igual à quantidade de cargas negativas (elétrons), o número atômico indica também o número de elétrons.
Algumas convenções são adotadas para manipulação de dados com referência aos átomos:
A = Massa; Z = Número Atômico; N = número de nêutrons.
Fórmula Geral:
A=Z+N ou N=A-Z
Exemplo: Um elemento tem 118 nêutrons e número atómico 79.
A = 79 + 118, ou seja, A = 19
Então, a composição do átomo fica;
A sua quantidade de prótons é o seu número atômico, que se falando em um átomo neutro também é igual ao número de elétrons. O número de massa de um elemento é a soma de prótons e nêutrons contidos em seu núcleo, o elétron não é somado pois a sua massa é desprezível.
Quando um átomo não é neutro, ou seja, recebe ou doa elétrons ele se torna um íon, quando recebe elétrons fica negativo e vai se chamar ânion, quando doa elétrons fica positivo e vai se chamar cátion.

CONSERVAÇÃO DOS DENTES

Química e conservação de dentes
Um pouco de história
A preocupação em cuidar dos
dentes remonta às mais
antigas civilizações, a exemplo
dos gregos, romanos, árabes, maias
e chineses. Celso (25 aC - 50 dC), que
viveu em Roma, preconizava a extra-ção
de dentes de leite para facilitar a
erupção do dente permanente no lugar
certo na arcada dentária.
As atividades relacionadas aos tra-tamentos
dentários eram, inicialmente,
exercidas por pessoas não qualifi-cadas
(ambulantes, ciganos, barbei-ros,
caixeiros-viajantes) e, posterior-mente,
já no século II da nossa era, por
profissionais ligados à medicina. O
aprendizado das práticas odontoló-gicas
seguiu os moldes das corpora-ções
medievais. O indivíduo que alme-java
aprender um ofício associava-se
a um mestre que lhe ensinava os segre-dos
desse ofício. Esta situação perma-neceu
inalterada por muito tempo, pois
a primeira escola de odontologia do
mundo foi criada nos Estados Unidos
em 1840.
Entre as práticas usadas para a
conservação dos dentes, os dentifrí-cios
ocupam um papel importante. O
primeiro creme dental surgiu no Egito
há cerca de quatro mil anos. Era um
material à base de pedra-pomes pul-verizada
e vinagre, que era esfregado
nos dentes com pequenos ramos de
arbustos. No século I da nossa era, os
romanos acrescentaram a essa pasta
mel, sangue, carvão, olhos de caran-guejos,
ossos moídos da cabeça de
coelhos e urina humana, todos com a
finalidade de deixar os dentes mais
brancos.
O primeiro dentifrício comercial foi
desenvolvido em 1850, nos Estados
Unidos. Inicialmente na forma de um
pó, foi modificado pos-teriormente
para a for-ma
de pasta, com o
nome comercial de
“Creme Dentifrício do
Dr. Sheffield”. Um au-mento
da comercia-lização
das pastas de
dente ocorreu quando
elas começaram a ser
embaladas em tubos metálicos flexí-veis.
Nos dias de hoje, os dentifrícios po-dem
ser encontrados na forma de pó,
de pasta (creme dental) e de líquido,
embora os dentifrícios líquidos não se-jam
muito comuns em nosso país.
A função primordial dos dentifrícios
é atuar como agente auxiliar na esco-vação,
visando à limpeza dos dentes.
A relação entre alimentação, higiene
bucal e prevenção das cáries é o que
veremos a seguir.
As cáries dentárias e a alimentação
Na nossa boca existem milhares de
microrganismos. Por causa de sua
temperatura amena e constante de
36 °C, de sua umidade permanente e
pelo fluxo de nutrientes (alimentos)
durante alguns períodos do dia, a boca
pode ser conside-rada
como um am-biente
ideal para a
proliferação de mi-crorganismos.
Qual é a relação
entre estes microrga-nismos,
como por
exemplo, as bacté-rias
e as cáries den-tárias?
A teoria que relaciona o apareci-mento
de cáries com o desenvolvi-mento
de colônias de bactérias na bo-ca
foi formulada, em 1890, por um cien-tista
americano chamado W.D. Miller.
A experiência que mostrou o elo entre
bactérias e cáries foi a seguinte: Miller
colocou um dente extraído em um tu-bo,
adicionou um pouco de saliva e um
Roberto R. da Silva, Geraldo A. Luzes Ferreira, Joice de A. Baptista e Francisco Viana Diniz
Neste artigo são abordados alguns aspectos da química dos dentifrícios, destacando sua composição variada,
bem como sua função na limpeza e prevenção das cáries dentárias. Também é feita uma pequena discussão
sobre as restaurações acrílicas e com amálgamas.
dentifrícios, higiene bucal, amálgamas
O primeiro creme dental
surgiu no Egito há cerca de
quatro mil anos. Era um
material à base de pedra-pomes
pulverizada e
vinagre, que era esfregado
nos dentes com pequenos
ramos de arbustos

SEPARAÇÃO DE MISTURAS

As misturas podem ser separadas usando os seguintes métodos:
Decantação: permite a separação de líquidos imiscíveis (que não se misturam) ou um sólido precipitado num líquido. Exs.: água e areia, água e óleo vegetal. Pode-se aproveitar a pressão atmosférica e a gravidade para auxiliar no processo de decantação. Um dos líquidos pode ser retirado por sifonação, que é a transferência, através de uma mangueira, de um líquido em uma posição mais elevada para outra, num nível mais baixo.
Pode-se ainda usar o princípio da decantação para a separação de misturas sólido-gás (câmara de poeira). A mistura sólido-gás atravessa um sistema em zigue-zague, o pó, sendo mais denso, se deposita pelo trajeto.
Filtração: este é um método de separação muito presente no laboratório químico e também no cotidiano. É usado para separar um sólido de um líquido ou sólido de um gás, mesmo que o sólido se apresente em suspensão. A mistura atravessa um filtro poroso, onde o material particulado fica retido.
Centrifugação: para separar líquidos imiscíveis (que não se misturam) ou um líquido de um sólido insolúvel em suspensão. Para fazer uma centrifugação é preciso uma centrifugadora. Esta máquina faz rodar a mistura (na qual uma das partes tem que ser líquida) a alta velocidade, provocando a separação pela ação da força que é aplicada (do centro para fora). A separação dá-se devido às diferenças de densidades dos materiais. Normalmente uma centrifugação é seguida de uma decantação.Ex: separar glóbulos vermelhos do plasma sanguíneo; separar a nata do leite.
Cristalização: separa um sólido cristalino de uma solução. Na cristalização há uma evaporação do solvente de uma solução provocando o aparecimento de cristais do soluto. Ex: o aparecimento do sal nas salinas.
Destilação: separa líquido(s) de sólido(s) dissolvidos ou líquido(s) de líquido(s). Na destilação acontecem duas mudanças de estado consecutivas: uma ebulição (vaporização) seguida de uma condensação. Na ebulição é retirado da mistura o componente com o ponto de ebulição mais baixo, e na condensação esse componente volta à sua forma líquida. Existe um tipo de destilação, a destilação fracionada, que permite a separação de vários líquidos com pontos de ebulição muito próximos. Ex: obtenção de água destilada, aguardentes; separação dos diferentes componentes do petróleo.
Destilação Fracionada: é um método de separação de líquidos que participem de mistura homogênea ou heterogênea. Quanto mais distantes forem os pontos de ebulição destes líquidos, mais eficiente será o processo de destilação. Eleva-se a temperatura até que se alcance o ponto de ebulição do líquido que apresente valor mais baixo para esta característica e aguarda-se, controlando a temperatura, a completa destilação deste. Posteriormente, permite-se que a temperatura se eleve até o ponto de ebulição do segundo líquido. Quanto mais próximos forem os pontos de ebulição dos líquidos, menor o grau de pureza das frações destiladas. A destilação fracionada é usada na obtenção das diversas frações do petróleo.
Nos alambiques, este tipo de destilação é usado na obtenção de bebidas como a cachaça e o uísque. Na destilação fracionada em laboratório usa-se um equipamento como o mostrado abaixo.
Cromatografia: para separar substâncias com diferentes solubilidades num determinado soluto. Na cromatografia uma mistura é arrastada (por um solvente apropriado) num meio poroso e absorvente. Como diferentes substâncias têm diferentes velocidades de arrastamento num determinado solvente, ao fim de algum tempo há uma separação dos constituintes da mistura. Este processo é normalmente usado para pequenas quantidades de amostra. Ex: separação dos componentes de uma tinta.
Separação Magnética: consegue separar componentes que tenham propriedades magnéticas dos que não as possuem. Aproveitam-se as propriedades magnéticas de um dos componentes da mistura para o separar dos outros. Ex: areia e limalha de ferro; enxofre e limalha de ferro.
Extração por Solvente: para usar este processo usa-se um solvente que só dissolve um dos constituintes da mistura.Ex: extração da cafeína do chá, usando clorofórmio; remover o iodo da água de iodo, com clorofórmio.
Catação: é um método de separação bastante rudimentar, usado para separação de sistemas sólido-sólido. Baseia-se na identificação visual dos componentes da mistura e na separação dos mesmos separando-os manualmente. É o método utilizado na limpeza do feijão antes do cozimento.
Peneiração: também conhecido como tamisação, este método é usado na separação de sistemas sólido-sólido, onde um dos dois componentes apresente granulometria que permita que o mesmo fique preso nas malhas de uma peneira.
Ventilação: método de separação para sistemas sólido-sólido, onde um dos componentes pode ser arrastado por uma corrente de ar. Um bom exemplo é a separação da casca e do caroço do amendoim torrado.
Levigação: a água corrente arrasta o componente menos denso e o mais denso deposita-se no fundo do recipiente. Um bom exemplo é a lavagem da poeira do arroz ou até mesmo a separação do ouro, em garimpos.
Fusão Fracionada: processo usado para separar sólidos cujos pontos de fusão são muito diferentes (Transformação do sólido para o líquido). Exemplo: Ouro e bronze, que tem a densidade diferente, ocasionando a fusão mais rápida do bronze.
Solidificação Fracionada: Processo usado para separar líquidos cujo ponto de solidificação são muito diferentes.
Flotação: técnica de separação muito usada na indústria de minerais, na remoção de tinta de papel e no tratamento de água, entre outras utilizações. A técnica utiliza diferenças nas propriedades superficiais de partículas diferentes para as separar. As partículas a ser flotadas são tornadas hidrofóbicas pela adição dos produtos químicos apropriados. Então, fazem-se passar bolhas de ar através da mistura e as partículas que se pretende recolher ligam-se ao ar e deslocam-se para a superfície, onde se acumulam sob a forma de espuma. Exemplo: Separar a serragem da areia, que usa a água para separá-los; fazendo a serragem ficar na superfície e a areia no fundo do pote.

GERAÇÃO DE ENERGIA

Como Fazer

Bicicleta geradora de energia, Sistema simples, barato e fácil de fazer transforma energia mecânica em elétrica e muda a vida em propriedade rural de Minas Gerais
Há dois anos, quando José Lourenço Ribeiro comprou a Fazenda Antinha, em Capitólio, sul de Minas Gerais, a energia elétrica era uma realidade apenas na zona urbana. O tempo passou, os pés de eucalipto, as frutas e as hortaliças que começou a cultivar cresceram e nenhum sinal da eletricidade chegar à propriedade.
Ao fazer o cadastramento do sítio no programa do governo federal Luz para Todos, a técnica da Emater encontrou um objeto estranho na propriedade: uma antena. Como o produtor conseguia assistir à televisão sem ter energia elétrica? A resposta estava literalmente estacionada na varanda.
Dividido entre a produção e o trabalho de atendente em uma loja de materiais de construção no centro da cidade, e sem muita paciência para esperar o governo, Ribeiro inventou um meio barato e muito simples de prover energia elétrica à propriedade.
Ele observou que, se uma bateria consegue acender os faróis e as lanternas de um carro, por que não utilizá-la para fornecer energia a lâmpadas e até a um equipamento eletrônico? Com uma bicicleta, uma correia, um alternador de carro e uma bateria comum de 45 amperes e 12 volts, Ribeiro pedala trinta minutos para acender as luzes de casa e até para assistir aos telejornais e às novelas em uma pequena televisão. Até cerca elétrica o produtor instalou na propriedade.
A ideia lhe rendeu mais que energia elétrica. Impressionada com a invenção, a emater estimulou o produtor a participar do Prêmio Criatividade Rural, da Emater. Concorrendo com 116 projetos de todo o estado, a bicicleta chegou em quarto lugar com o nome "Pedalando e Iluminando".
Mais que fama, Ribeiro ganhou mesmo foi em economia. O projeto lhe custou 170 reais com a compra do alternador usado e da bateria, mas não há a conta de luz no final do mês. Basta pedalar para transformar esforço físico em energia. E isso não é problema, já que a atividade está lhe garantindo também um bom condicionamento físico.
MATERIAL • 1 bicicleta • 1 alternador de automóvel • 1 bateria de 12 volts e 45 amperes (quanto maior a amperagem, maior o armazenamento de energia) • 1 pedaço de correia • 1 pedaço de madeira de 40 centímetros de comprimento por 25 centímetros de largura • 1 pedaço de madeira de 50 centímetros de comprimento por 10 centímetros de largura • Fio elétrico flexível (a quantidade depende da distância entre o local onde será instalada a bicicleta e a caixa de força da propriedade) • Porcas e parafusos
Para quem quer basta, interesse, vontade e conhecimento
de resto Deus ajuda.

NUCLEAR

ENERGIA NUCLEAR
Obter energia térmica de uma coisa invisível, que das pessoas nascidas no século passado, poucas tinham conhecimento disso, e as pessoas que morreram antes de 1945, não chegaram a tomar conhecimento, do seu potencial e de seus riscos, é algo fantástico, mesmo atualmente.
DEFINIÇÃO DE ÁTOMO
Ao usar a palavra átomo para definir as partículas fundamentais das quais o mundo é constituído, os gregos expressaram a sua crença de que estas partículas nunca poderiam ser fracionadas em partes ainda menores. Ouviram ou aprenderam de quem? A indivisibilidade do átomo foi a pedra angular desde Dalton (1805) até o final do século XIX, (25 ). Átomo é pôr definição em grego, a menor porção da matéria, isto é, a menor unidade de um elemento químico dos conhecidos, na verdade estão catalogados 92, (atualmente mais de uma centena) na Tabela Periódica de Dimitri Mendelev, de 1869.
O menor átomo (hidrogênio) tem no mínimo um próton no núcleo e um elétron na sua órbita. O peso atômico depende praticamente do núcleo, que pode conter vários prótons e vários nêutrons, uma vez que a massa dos elétrons é insignificante, quando comparada com a massa dos núcleos:
Elétron -------- - 1 e0: Massa = 0,00055 u.m.a
Carga ev = -1, 602 x 10-19 Coulomb
Nêutron -------- 0 n1 : Massa = 1, 00898 u.m.a.
Carga ev = neutra
Próton --------- + 1 p1: Massa = 1, 00759 u.m.a.
Carga ev = +1, 602 x 10-19 coulomb
Diante do exposto, dá para entender o abalo provocado com a descoberta de que certos átomos podem ser desintegrados ou desintegram-se espontaneamente, o que deu margem à experiências que tornaram possível o aproveitamento da fabulosa quantidade de energia liberada pelo núcleo do átomo na reação de fissão, ou seja quebra do núcleo do átomo, quando provocada violentamente.
Reação de Fissão Nuclear
A primeira vez que o homem demonstrou a fissão nuclear na madrugada de 16 de julho de 1945, as 5h29m45s, em Alamogordo, Novo México - USA, foi numa experiência secreta para fins bélicos, embora o motivo do desenvolvimento de tão poderosa arma já tivesse sido dominado, a Alemanha de Hitler, ainda havia o Japão, dos kamikazes fanáticos, parecendo que para dominar o inimigo havia necessidade de um golpe muito pesado para mostrar o poderio dos americanos, e em parte para vingar Pearl Harbor, e a mocidade sacrificada na guerra do Pacífico. O resultado, foram Hiroshima e Nagazaki, totalmente arrasadas, e podia ter sido Kioto, a capital da cultura religiosa japonesa, conforme esteve programado, porém o Secretário da Defesa Henry Stimson, de última hora mudou de idéia.( 26 )
Mesmo durante a guerra, os cientistas começaram pensar em aproveitar a energia da fissão do átomo do urânio, para fins pacíficos, embora as primeiras usinas nucleares de pequeno porte, tenham sido destinadas aos submarinos nucleares, grandes esforços foram necessários posteriormente, para produzir grandes reatores nucleares, para usinas de geração de energia elétrica, hoje tão disseminadas. Em meados de 1991 estavam em operação 438 usinas em 26 países ( 27 ).
O funcionamento de um reator de fissão nuclear, pode ser comparado a exercício de tiro ao alvo, onde o projetil usado é uma partícula atômica chamada neutron, e o alvo é o núcleo do átomo de um elemento físsil, que já apresenta equilíbrio instável, desintegração expontânea (radioatividade), por isso é considerado físsil.
Radioatividade - Uma substância radioativa emite:
1 ) - Partículas alfa ( a ), que são dos núcleos de átomos de hélio ou similar. Estas partículas logo encontram elétrons, transformando-se em átomos de outros elementos.
2 ) - Partículas beta ( b ), são uma espécie de elétrons rápidos emitidos pelos núcleos radioativos, considerando ainda que a emissão radioativa, venha acompanhada de uma partícula ainda menor, o neutrino. A perda de um elétron pelo material radioativo, ocorre porque o átomo torna-se sobrecarregado com neutrons e como o núcleo não contem elétrons, é preciso criar outro. Então um neutron (de massa maior do que o próton) se transforma em um próton e um elétron. O novo elemento tem o seu número aumentado de uma unidade, como no exemplo B.
3 ) - Raios gama ( g ), que constituem emanações eletromagnéticas do núcleo, são emitidos com a velocidade da luz e ocorrem quando um núcleo é excitado. Estas ondas são radiações de comprimento de onda mais curto, só perdendo para os raios cósmicos, até danosos aos tecidos vivos.
Uma reação nuclear de fissão ou reação em cadeia, ocorre quando um Neutron rápido, não muito rápido (relativístico), penetra o núcleo do átomo, provocando transformações intermediárias.
Exemplo A: O átomo do Urânio 235, obtido do U 238, reage dessa forma: ( 28 )
U 235 + n1 -------- U 236 instável ------- Ba 144 + Kr 90 + 2 n1 ( * )
( * ) No ato da quebra do núcleo existe possibilidade de formarem-se centenas de outros elementos, todos radioativos, como Césio, etc. liberando neutros e energia alem de partículas alfa, beta, gama, etc de baixa energia. Fragmentos da fissão (F1 e F2) de 166 mev, partículas beta e neutros rápidos 18 mev, raios gama 10 mev, neutros térmicos 6 mev, totalizando 200 mev liberados pela reação de fissão do U 235.
Esta unidade (ev) é usada em física nuclear eletronvolt e representa a energia, trabalho, no elétron, cuja carga é 1,6 x 10-19 (coulombs) quando este desloca-se, a velocidade constante através da diferença de potencial de um volt.
Exemplo B: O átomo de U 238 transforma-se em Pu 239, capturando um neutro rápido, ocorrendo as seguintes reações:
U 238 + n1 -------- U 239 + beta ------- e0 + Np 239 ------ e0 + Pu 239
Exemplo C: O átomo de tório Th 232 transforma-se em U 233, capturando um neutro rápido, mediante as reações a seguir:
Th 232 + n1 ------- Th 233 + gama ------- e0 + Pa 233 ------- e0 + U 233
O Urânio 238 e o Tório 232 naturais, são considerados elementos férteis, capturam um neutro rápido, tornando-se radioativos:
O U 239 radioativo, tem uma meia-vida curta (23,5 min), emitindo uma partícula beta e tornando-se Np 239 (neptúnio) criado nesta reação transitória, também é radioativo, tem vida de 2,2x106 anos, emite outra partícula beta tornando-se Pu 239, agora físsil, plutônio quebra-se quando atingido pelo neutro rápido, liberando energia.
O Th 233 radioativo, tem uma meia-vida de 23 minutos e 30 segundos, emitindo da mesma forma uma partícula gama, tornando-se Pa 233 (protactínio) radioativo, com meia-vida de 27,4 dias, emitindo outra partícula beta, transforma-se em U 233 fissionável.
No interior de uma massa critica de urânio ou plutônio, os núcleos ao sofrerem fissão, dividem-se em dois fragmentos desiguais, emitindo ainda em média 2,5 neutros rápidos, que dependendo da forma da massa (cubo, paralepipedos, lâmina, varão, esfera , etc) as reações tem condição de continuarem ou se extinguirem.
Os neutros rápidos, quando emitidos, tem velocidades fantásticas, então começam a sofrer choques e vão perdendo energia cinética (quando não escapam) até serem incorporados por um núcleo, que, tornando-se instável, entra em reação.
Para haver uma reação sustentada, deve existir uma massa crítica que nunca deve ser alcançada e uma quantidade de reação também controlada, para evitar explosão. Isso é o que acontece nos reatores para geração de energia elétrica, numa usina nuclear, pela baixa concentração do urânio.
A energia liberada numa reação de fissão nuclear de U235, é cerca de 200 mev, com velocidades da ordem de 3,7 km/s e temperatura em torno de 17 x 109 oC.
A energia acima, numa usina nuclear, é absorvida pôr um fluido térmico de refrigeração do reator, que transfere essa energia a outro fluido, num trocador de calor (caldeira) que gera o vapor d'água, tornando possível o acionamento de uma ou mais turbinas, em série, acopladas a geradores de energia elétrica, para aproveitar os níveis de energia cinética do vapor.
A melhor forma para a massa crítica (para uma bomba) é a esférica, de urânio 7,5 kg e de plutônio basta 1,0 kg, sendo que para o urânio, a velocidade do neutro é bem menor e para o plutônio se requer velocidade maior na aceleração, para iniciar a reação.
O conceito de massa crítica, não é suficiente, pois as reações dependem também do meio em que está inserida. Nos reatores de fissão nuclear, a substância físsil fica envolvida em ambiente que controla as reações, por exemplo, barras de urânio, mergulhadas em grafite.
Elementos transurânicos
A partir do elemento 89 (actínio), temos a série dos Actinídeos, na qual vamos encontrar os elementos transurânicos, que relacionamos a seguir, pelo isótopo mais estável e o número de massa radioativa:
N*.......Elemento...........Símbolo...........Vida..............Massa
90.......Tório....................Th...........23,5 min........... 233
Pa.......Protactinio.............Pa...........27,4 dias...........233
92.......Urânio...................U............23 min..............235
93.......Neptúnio..............Np.........2,2x10a6 anos.......237
94.......Plutônio.................Pu.........24,36 anos........239
95.......Amerício................Am.........7951 anos.........243
96.......Cúrio...................Cm...........17,6 anos...........244
97.......Berkélio................Bk...........162,5 dias..........245
98.......Califórnio..............Cf...........2,2 anos............252
99.......Einstênio...............Es...........207 anos............253
100.......Férmio................Fm...........80 dias.............253
101.......Mendelévio..............Ml...........54 dias.............255
102.......Nobélio..................No...........58 min..............253
103.......Lawrêncio...............Lw............3 min..............257
104.......Rutherfórdio............Rf...........14 miliseg..........255
105.......Hánio.....................Ha...........1,8 seg.............253
106.......Seabórguio..............Sg............10 seg..............257
107.......Nielsbório..............Ns...........0,1 seg.............253
108.......Hássio...................Hs...........2 miliseg...........255
109.......Meitnerio...............Mt...........3,4 miliseg.........257
Classificação das Usinas Nucleares
As usinas nucleares são classificadas em função do fluido de resfriar o reator. Outra classificação separa os reatores em dois grupos. Os reatores de pesquisa e os reatores de potência. Os reatores de pesquisa são usados em Universidades e Institutos de Tecnologia, enquanto que os de potência geram energia elétrica, para uso geral.
Advanced Gas-cooled Reactor.........................AGR
Boilling Water Reactor...................................BWR
Light-water Grafited Moderator Reactor............LGR
Gas Cooled Reactor......................................GCR
Pressurized Water Reactor..............................PWR
Pressurized Heavy Water Moderated Reactor...PHWR
Light Water Boilling Reactor..........................LWBR
Liquid Metal-cooled Fast Breeder Reactor.....LMFBR
Gas Cooled Fast Breeder Reactor.................GCFBR
High Thorium Gas Reactor.............................HTGR
Alem das usinas nucleares, espalhadas pelo mundo, em funcionamento, 72 estão em construção e 10 estão em projeto, para ajudar a resolver o problema do esgotamento das reservas de petróleo, pois foi a alternativa que realmente, teve força (graças ao potencial da fissão) para aliviar a necessidade sempre crescente de maior suprimento de energia elétrica.
Atualmente, urânio é o combustível das usinas nucleares, ele é encontrado na natureza, na forma de óxido de urânio. O urânio encontrado na natureza é na maior parte U 238, que contem 0,7 % de U 235, (isótopos) que é físsil liberando energia dentro de um reator. Potencialmente o tório também é matéria prima das usinas nucleares.
Os combustíveis de urânio usados nos reatores existentes, LWR liberam cerca de 20.000 vezes mais energia do que o peso equivalente de carvão, porem nos reatores regeneradores de última geração, LMFBR, a comparação chega 1,5 milhões de vezes mais energia do que o carvão, gerando energia elétrica mais barata, pois podem usar Th 233, Pu 239 e os resíduos dos reatores atuais, convenientemente reprocessados, pois esses reatores, produzem mais material fissionável do que consomem e podem teoricamente aproveitar até 80 % das reservas de urânio 238 e tório 232.(29)
Periodicamente as barras de combustível do reatores de fissão nuclear, devem ser retiradas, e enviadas a uma usina de reprocessamento, onde os produtos residuais da fissão são removidos, e o combustível não usado é refabricado e recolocado em novas barras, retornando a sua origem, sem problema, como provou o navio "Pacific Pintail" da British Nuclear Fuels, que saiu da França em 23 de fevereiro e chegou no porto japonês Mutsu Ogawara em 25 de abril de 1995, portanto 60 dias depois, pois fevereiro teve apenas 28 dias, apesar do barulho feito pelo pessoal do "Green Peace" a serviço e soldo das "seven sisters".
Na Rússia, Japão e Estados Unidos, está em desenvolvimento uma nova forma de gerar energia elétrica, trata-se do Gerador Magneto Hidrodinâmico ( MHD ). Os geradores magneto hidrodinâmicos, já construídos, são basicamente reatores de expansão dos gases de um combustível (carvão, gás natural, etc) queimado, numa câmara, parcialmente ionizados, quentes, que fluem por um conduto, forrado por eletrodos e envolto por bobinas de campo poderosas.
Quando o gás eletricamente condutor se desloca através do campo magnético, gera-se uma corrente contínua no gás, que é coletada pelos eletrodos, sendo que não tendo partes móveis, como as turbinas, podem suportar temperaturas elevadas (2.000oC) e gases corrosivos que destruiriam as turbinas convencionais, quando usando combustíveis abrasivos ou contendo enxofre, acrescido do fato de ainda ser aproveitado o calor dos gases a alta temperatura para gerar vapor superaquecido, para acionamento de turbinas e geradores de eletricidade convencionais, aumentando o aproveitamento da energia do combustível utilizado.
Dentre todas as formas alternativas de geração de energia elétrica, a fissão nuclear, foi a que mais apoio recebeu e que mais se desenvolveu, e conseqüente sua tecnologia avançou em todos os sentidos, nos 40 anos desde a primeira usina nuclear (1954) instalada pela Rússia.
O mundo sem petróleo, sem carvão, com as reservas hidrelétricas totalmente exploradas, tem na energia nuclear a única alternativa, capaz de produzir grandes blocos de energia elétrica, sendo que em artigo publicado na Revista Time de 3 de junho de 1991, John Greenwald e Barbara Rudolph, divulgam dados do U.S. Council for Energy Atomics, onde aparece, quanto de energia elétrica já é gerada pôr usinas nucleares, em relação ao total consumido:
França...................75 %
Bélgica..................60 %
Bulgária.................36 %
Alemanha.................33 %
Japão....................27 %
Estados Unidos...........21 %
Inglaterra...............20 %
Rússia...................12 %
Reação de Fusão Nuclear
Enquanto a reação de fissão nuclear se baseia na "abertura" do núcleo do átomo de elementos pesados, pelo bombardeio do mesmo com neutros rápidos, a reação de fusão nuclear tem lugar a partir de núcleos de elementos leves, como o hidrogênio e seus isótopos.
Os cientistas sabem que o Sol é um reator de fusão nuclear, onde ocorrem reações a partir de núcleos de átomos de hidrogênio, que se fundem formando o elemento hélio, dos núcleos de 4 átomos de hidrogênio, cuja massa dos 4 prótons, sofre aumento quando 2 prótons são transformados em neutrons, de massa maior, provavelmente pela reação inversa da que ocorre, descrita no item 2 sobre Radiação, embora o hélio só conserve 2 dos elétrons dos 4 átomos de hidrogênio, quando colidem a níveis de energia tão elevados que não mais se separam, e em sendo uma reação endotérmica, o combustível da fornalha solar um dia vai se esgotar, como já aconteceu com outras estrelas.
Na superfície da terra, torna-se difícil reproduzir as condições da fornalha solar e alem disso, o consumo de energia também aparece maior do que a energia liberada. Atualmente a fusão nuclear ainda está nos estágios da pesquisa, para fins civis, mas a bomba de hidrogênio, já existe.
Os pesquisadores desde o início da década de 50, imaginaram dominar a fusão nuclear dentro de 20 anos, porém foram bastante otimistas, pois os ingredientes, isótopos de hidrogênio (deutério, títrio, etc) em presença de um catalisador da reação de fusão (lítio), necessitam de 100 milhões de graus Celssius, para formar hélio e depois o plasma, para ceder calor a um processo de gerar vapor, ou cortar campo magnético, para gerar eletricidade (MHD), precisa ser controlado.
A tal temperatura, os elétrons dos átomos, separam-se dos núcleos carregados positivamente. Nessas condições, o gás se compõe de núcleos atômicos livres dos elétrons, que nesse estado tem o nome de plasma e torna-se eletricamente condutor.
O problema básico da reação de fusão nuclear, é manter o plasma, controlado, a temperatura tão elevada, de modo estável, afastado do material das paredes do sistema, pelo tempo necessário, pois o plasma a alta temperatura, tem a tendência de se expandir, já que as partículas alcançam velocidades da ordem um milhão de quilômetros por minuto, por isso precisa de ser confinado de alguma forma.
No Sol a força gravitacional faz esse trabalho, mas reproduzir na terra as mesmas condições do Sol, ou uma que seja ideal ao processo ou perto das condições solares, parecia a princípio, impossível. Partindo desse raciocínio, o problema passou a ser confinar o plasma quente, pois nenhum material conhecido suportaria tal temperatura, sem contaminar o plasma, sem vaporizar-se, estável.
Aparentemente a solução do problema, foi encontrada no vaso de alto vácuo, com o plasma sem tocar o material das paredes, por meio de um poderoso campo magnético, conhecido como "Câmara Magnética Toroidal" no Laboratório de Pesquisa de Plasma de Princenton - USA, (projeto desenvolvido pela Rússia) e outro desenvolvido pelo Laboratório Lawrense Livermore - USA, chamado "Espelhos Magnéticos em Tanden". Em desuso.
O primeiro passou a ser adotado, por todo grande laboratório de pesquisa de plasma, no Japão, Rússia, Inglaterra, Estados Unidos, ele tem a forma interna de uma câmara de ar de pneu, também conhecido como TOKAMAK, que é essencialmente um transformador, cujo primário é composto de vários campos magnéticos radiais, dispostos de modo convencional e o secundário é formado pelo plasma. É no anel anular interno que o plasma comprimido, pelo campo, é mantido magneticamente sem contato com as paredes do toróide, em dois estágios.
Pelos dados construtivos, o Tokamak, é constituído de :
8 octantes primários
2 anéis superior e inferior
2 colares
1 toróide
1 trocador de calor primário
1 trocador de calor secundário
1 sistema de injeção de neutrons
1 sistema de refrigeração
1 sistema de aquecimento elétrico
1 sistema de controle de temperatura
Existiram outros projetos, como o "Bumpy Torus", o "Stellarator", o "Riggatron", variáveis do Tokamak, que não lograram tornarem-se viáveis, de serem construídos.
O Ministério da Energia dos Estados Unidos, anunciava em 1980, planos para uma versão moderna do Tokamak, para fusão nuclear, tratava-se do Torsatron, para operação contínua, para associar ao Tokamak, para alcançar maior eficiência, do ponto de vista do balanço energético.
Alguns cientistas americanos, estimaram que outro tratamento da fusão nuclear, combustível aquecido a laser, teria sucesso, desde que verbas para desenvolver o projeto, estivessem disponíveis, para a fusão a laser, para construir um reator experimental, surgindo então o ITER.
Como não teve muito sucesso as outras formas de fusão nuclear, do ponto de vista de balanço térmico, os cientistas ainda acreditam na viabilidade da fusão a laser de alta potência, por isso muitos países expandiram as pesquisas, com o laser. sem resultado, até que a U.S. Atomic Energy Comission, em 1971, revelou detalhes de um novo método com laser, aquecendo os isótopos de hidrogênio, com vários lasers simultaneamente de todos os lados, para obter mais energia de compressão. A Rússia tinha o maior programa de fusão a laser, na década de 80. Nos Estados Unidos, programas intensivos de pesquisas, foram montados no Lawrense Livermore Laboratory, no Los Alamos Scientific Laboratory, e na Universidade de Rochester, sob o patrocínio da General Electric e Exxon Research.
Segurança nas Usinas Nucleares
O resíduo radiativo, resultante da reação da fissão nuclear do U 235, é conhecido como o lixo atômico, que tanto preocupa a humanidade, pois alem de possíveis acidentes, com as usinas propriamente ditas, existe a possibilidade dos resíduos, contaminarem as águas e solos depois de descartados, caso ocorra algum imprevisto, pois só saberão disso outras gerações, muitos séculos depois.
Furnas, que está construindo Angra 1 e Angra 2, distribuiu uma espécie de cartilha, que na parte de Resíduos, afirmava: Para evitar escapamento descontrolado de resíduos para o ambiente, foram projetadas e construídas uma série de barreiras de contenção da radiação, enumeradas a seguir:
1a Barreira - Ao queimar-se o combustível nuclear, os resíduos radioativos, ficam no interior do reator, agregados ao urânio.
2a Barreira - A pequena quantidade restante, que se desprende do combustível, fica confinada nos tubos que formam os recipientes do combustível.
3a Barreira - Se, apesar de tudo, escapar alguma partícula, ela passaria ao fluido refrigerante, em forma de gás ou sólido, ficando confinada no circuito fechado no qual circula o refrigerante.
4a Barreira - Existe mais uma, denominada envoltório de contenção do reator, que está projetada para garantir que resíduos não contaminem ambiente.
Afirmam ainda: "Existem também, substâncias radioativas no refrigerante do reator, como conseqüência do ataque (irradiação) por neutrons, dos diversos componentes e estruturas que se encontram no circuito do reator, tais como o aço do recipiente e tubos, o meio que serve de refrigerante e alguns materiais que, em forma de impureza, se encontram no circuito".
Alem disso sempre se interpõe uma blindagem ( água, concreto ou chumbo ) ao redor do combustível, para absorver a radiação que este emite, de tal forma que o operador não sofra qualquer dano. Os elementos combustíveis gastos extraídos do reator, são introduzidos em piscinas de concreto revestidas de aço inox, cheias de água, com a finalidade de armazená-los durante certo período de tempo, para que (esfrie) sua radioatividade diminua.
Desde a descoberta da radioatividade no começo deste século, a proteção do homem tem sido a preocupação e meta perene no planejamento, operação e regulamentação das instalações radioativas. A preocupação universal sobre os efeitos radio-biológicos, em todos os setores da atividade nuclear, levou os países industrializados a conduzirem gigantescos programas voltados para a segurança do homem e proteção ecológica.
As usinas nucleares são consideradas pelos especialistas, como fontes de energia limpas, quando comparadas com as termelétricas, que liberam cinzas, ácidos, óxidos (CO2, SO2, NO2) e partículas sólidas de combustíveis. É verdade que nas usinas nucleares, qualquer escapamento contem (Ra 226) radioatividade, que no caso particular da Central Nuclear de Angra dos Reis, desde 1978, funciona em Mambucaba, a dez quilômetros de Angra, o Laboratório de Monitoração Ambiental, implantado e operado por Furnas Centrais Elétricas, protegendo uma população de 100 mil pessoas, gravitando entre Angra e Parati, mais o ar, a terra e a água que as mantêm vivas.
O trabalho de pesquisa na região começou em 1969, com coleta de amostras e dados, para comparação com outras colhidas, depois do início do funcionamento de Angra 1. O laboratório trabalha em parceria com CNEN, FEEMA e várias instituições de ensino superior (Universidade de Santa Ursula, Federais do Rio de Janeiro, do Rio Grande do Sul, de Minas Gerais, Federal Rural de Pernambuco, Sociedade de Ensino Superior de Barra-Mansa e Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro, como um centro irradiador de conhecimento científico ambiental de primeiro mundo.
Informações liberadas pelos cientistas da Comissão de Controle e Efeito, do Japão, encarregada de acompanhar os danos causados, com o lançamento das bombas atômicas em 6 e 9 de agosto de 1945, sobre Hiroshima e Nagazaki, dão conta, que até o final daquele ano, já haviam morrido 140.000 pessoas, e que até 1950 eram 200.000 mortos, alem dos estragos causados, naquelas duas cidades.
Lá aconteceram os temidos 5 efeitos:
1 - Radiação nuclear inicial
2 - Pulso eletromagnético
3 - Pulso térmico
4 - Onda de choque
5 - Poeira radioativa
1 - Em um milionésimo de segundo, o gás da fissão, (ponto brilhante), a radiação mata a 15 km de distância do centro da explosão nuclear, quem foi contaminado.
2 - Em um milésimo de segundo, (bola de 150 metros de diâmetro), ocorre o pulso magnético, que pode provocar colapso energético num país inteiro, danificando até 200 km de altura.
3 - Em dois segundos, um Sol de 4,5 km de diâmetro, queima tudo num raio de 5 km, matando ou cegando quem não estiver protegido.
4 - Em cinco segundos, a onda de choque de uma bomba de um megaton destroi tudo num raio de 7 km.
5 - Cada bomba contamina 2.500 km2 matando 50% da população.
Há ainda outros efeitos não mencionados acima, destruição da camada de ozônio da terra, alterando as condições atmosféricas, provocando efeito estufa, aumentando a radioatividade, a temperatura do globo, modificando climas e nível dos oceanos.
Ultimamente, depois de alguns acidentes com usinas nucleares, nos Estados Unidos e na Rússia, os cientistas, preocupam-se, se tiverem que inundar rapidamente um reator descontrolado, surgindo o choque térmico, provocando esforços no vaso de pressão, que não puderam ser simulados, por falta de dados confiáveis.
Outro grande problema começa quando os neutrons atingem as paredes do reator, deslocando átomos do aço, modificando a resistência da estrutura cristalina original, principalmente nas junções soldadas, podendo provocar fissuras depois de alguns anos de uso, não obstante a margem de segurança.
Usinas Nucleares do Mundo
Entre usinas em funcionamento, em construção e em projeto, somam-se mais de quinhentas, havendo predominância das tipo LWR, BWR e PWR, todas consideradas obsoletas e antieconómicas, diante das potencialidades de aproveitamento de combustível nuclear, dos LMFBR e GCFBR, reatores rápidos de regeneração, também conhecidos como "breeders", nos quais os cientistas, depositavam esperança de reduzir o lixo atômico, há várias décadas.
A energia liberada pelos reatores de regeneração, como dos outros reatores nucleares, vem da fissão de átomos de urânio ou plutônio. Em reatores de fissão antigos, mais de dois neutrons são necessários para manter a reação em cadeia, portanto nos reatores antigos, mesmo reaproveitando o plutônio, reciclando, aqueles reatores aproveitam apenas 2 % do urânio extraído.
Em contraste os reatores de regeneração, para converter isótopos férteis dos elementos pesados em novos suprimentos de combustível fissionável, devido a sua economia de neutros, podem aproveitar 60 a 70 %, o que alem de reduzir os resíduos, fazem as reservas de combustíveis nucleares terem maior durabilidade, sem se esgotarem.
Os reatores regeneradores "queimam" urânio ou plutônio, e ao mesmo tempo convertem o tório Th 232 e o U 238 em, respectivamente, U 233 e Pu 239, que são materiais fissionáveis. No processo de conversão, um Neutron é captado pelo núcleo de um átomo fértil e partículas beta (elétrons) são liberadas. O ciclo Th 232 em U 233, é viável também em um chamado reator térmico, em que os neutrons são retardados por colisões com um moderador (geralmente água ou grafita) a energias de cerca de 100 eletronvolts. O ciclo U 238 em Pu 239, é mais eficiente e pode usar neutrons descontrolados com energia milhares de vezes mais altas, e os reatores baseados nesse conceito são conhecidos como reatores rápidos.
A ausência de um moderador em um reator rápido tem as vantagens, de que menos neutrons são absorvidos improdutivamente, de modo que mais combustível novo é criado a uma taxa maior, e o núcleo do reator poder ser consideravelmente menor. Em teoria, quanto mais eficiente o uso de neutrons num reator, mais baixo o custo da energia que ele produz.
Os reatores de Angra 1, 2 e 3 são do tipo PWR, tudo indicando que Angra 2 receberá seu primeiro abastecimento de combustível em 1998, para os testes finais, devendo entrar em operação normal em 1999, tendo sido gastos já 4,6 bilhões de dólares, faltando ainda investir 1,3 bilhões, sendo que Bancos Alemães garantem 40%, Furnas 32%, Eletrobrás 24% e BNDES 4%, já equacionados.
Reservas de Urânio
No Brasil, pesquisa-se urânio desde 1952, porém geólogos brasileiros só entraram em ação a partir de 1962, quando começou o convênio com a França, depois que os geólogos americanos, deixaram o país. Por volta de dezembro de 1981, as reservas conhecidas e pesquisadas, apontavam 266 mil toneladas métricas de U3 O8 conforme divulgado pela Nuclebrás.
Agora divulgação da Revista Brasil Nuclear - Set. 1994, da Associação Brasileira de Energia Nuclear (ABEN) publica um total de 301.490 toneldas métricas, onde apesar do aumento, nota-se ausência de alguma reservas.
Como não apareceram várias reservas, anteriormente citadas, porém aparece Mina do Cercado/MG com a expressiva cifra de 20 mil toneladas, acredita-se que seja uma jazida nova, uma vez que a extensão territorial do Brasil e sua geologia é favorável a existência do minério de urânio em outras áreas. Consta que a mina de Poços de Caldas já está esgotada. Será necessário um trabalho ordenado de pesquisa, para reavaliar, para poder divulgar o potencial uranífero brasileiro.
Enriquecimento de Urânio no Brasil
O minério de urânio encontrado na litosfera contém 0,07 % de U 235 e 99, 93 % de U 238. U 235 já é físsil, isto é, quando concentrado necessita de menos energia para entrar em reação, enquanto que o U 238, que é fértil, necessita de enorme quantidade de energia, para enriquecer e reagir.
Para separar o U 235 do U 238, provoca-se uma reação entre o U 235 e o gás Flúor, dando U F6, (hexa fluoreto de urânio) que depois é concentrado, dando o "yellow cake", que é enviado para a Inglaterra, para enriquecimento isotópico, aumentando a sua concentração para 3,4 % na Urenco, reconvertido em pó ( U O2 ) é reduzido a pequenas pastilhas de aparência metálica, que são montadas no Brasil na Fábrica de Elementos Combustíveis, das Industrias Nucleares Brasileiras, antiga Nuclebrás, em Resende no Rio de Janeiro, cujo objetivo é industrializar todo ciclo do urânio, no Brasil.
As marchas e contramarchas do Programa Nuclear Brasileiro, associado também à dificuldades de enriquecimento pelo processo "jet nozzle" cedido pela Alemanha, já superado pelas ultra-centrifugas da Urenco, fizeram com que o Brasil, adotasse o Programa Autônomo, conduzido pela Coordenação de Projetos Especiais da Marinha, nos laboratórios de Aramar em São Paulo, usando ultra-centrifugação, obtida da parceria com a Argentina.
Com a previsão do término e entrada em funcionamento da usina Angra 2, nasceu uma certa euforia no setor de energia nuclear brasileiro, para compensar o desmonte ocorrido em 1988, quando toda uma estrutura integrada e sistêmica, foi desfeita, passando a Nuclen (engenharia) para a Eletrobrás, a Nuclep (fábrica de equipamentos pesados de Itaguaí-RJ) para a CNEN e o restante da Nuclebrás, foi incorporado numa nova empresa de nome: Industrias Nucleares Brasileira, que assumiu o complexo de Resende, explora a mineração e fábrica de "yellow cake" em Poços de Caldas-MG e planeja assumir o controle da mineração de urânio em Lagoa Real-BA., para beneficiamento em Poços de Caldas-MG.
Aproveitamento da Energia Nuclear
A energia liberada pela fissão ou fusão nuclear é transferida para o fluido que refrigera o vaso de pressão, controlando o reator, ou para o plasma, no caso de fusão nuclear, sendo que depois, por meio de trocador de calor, gera-se o vapor que aciona as turbinas que movem os geradores de eletricidade, que é a função principal das Usinas Nucleares.
Com a fissão nuclear controlada no interior do reator, a água é aquecida a 315oC, sem transformar-se em vapor em virtude da pressão de 57 atmosferas. Essa água assim aquecida é bombeada através das tubulações, passando pelos geradores de vapor.
A água do circuito secundário, existente nos geradores de vapor, em contato com as tubulações contendo a água pressurizada do circuito primário, transforma-se em vapor que movimenta os turbo geradores de eletricidade. O vapor usado pelas turbinas é passado em condensadores, onde volta ao estado líquido, sendo outra vez bombeado para os geradores de vapor. A água usada na refrigeração dos condensadores, volta ao mar por uma tubulação de 1.000 metros, perdendo temperatura, até a descarga a 12oC, no oceano ou lago.
O Lixo Atômico
O lixo atômico, na forma sólida ou líquida, após passar um ano "esfriando" numa piscina, representa ainda um perigo latente, em virtude de haver pouco conhecimento do que poderá acontecer milhares de anos depois, com outras gerações ou civilizações, mesmo acondicionado em recipientes de aço inox.
Reservas de Tório
O Bureaux of Mines - USA, calcula as reservas mundiais de tório em 1.587 mil toneladas, de óxido de tório ( Th O2 ), material fértil, quando beneficiado, é comercializado sob a forma de concentrado de sais de tório:
Estados Unidos...............540
Índia........................500
Canadá.......................200
Rússia.......................180
África........................90
Brasil........................37
Malásia.......................18
Groenlândia...................13
Austrália......................9
Total......................1.587
Com o desenvolvimento dos reatores HTGR, GCFR e LMFBR, (regeneradores) melhora nossa posição energética, pela existência de jazidas comprovadas de tório, encontradas na areia monazítica, desde a praia Itabapoana nos limites do Rio com Espirito Santo, até a praia de Joacena, na Bahia, com cerca de 700 km. As areias monazíticas, contém 5 a 6 % de óxido de tório, cério, lantânio e pequena porcentagem de urânio, sendo nossas reservas avaliadas em 95,5 mil toneladas, porém medidas apenas 37 mil.
A parte mineral pesada da areia monazítica, ilmenita, maior parte, zirconita, pequena parte e até 10% de magnetita, rutilo e monazíta, de onde se extrai o tório ThO2.( 30 )

A História da Química

Magia Negra
Alquimia
Química Tradicional
Química Moderna

Magia negra - Dos tempos pré históricos ao início da Era Cristã

Esta era uma era na qual as culturas Sumérias, Babilônica, Egípcias e Gregas estavam florescendo. Durante a maior parte deste período, o misticismo e a superstição prevalesceram sobre o pensamento científico. Nessa era, muitas pessoas acreditavam que os processos naturais eram controlados por espíritos, e que eles poderiam se utilizar de magia para persuadi-los a agir em seu favor. Muito pouco conhecimento químico foi conseguido, mas alguns elementos tais como o Ferro, Ouro e Cobre foram reconhecidos. Durante este tempo, os filósofos gregos Tales e Aristóteles especularam sobre a composição da matéria. Eles acreditavam que a Terra, Ar, Fogo e Água (alguns acreditavam em uma quinta substância conhecida como "quintessência", ou "éter") eram os elementos básicos que compunham toda a matéria. Pelo fim desta era, as pessoas aprenderam que o Ferro poderia ser conseguido a partir de uma rocha marrom escura, e o bronze poderia ser obtido combinando-se cobre e latão. Isso os levou a imaginar que se uma substância amarela pudesse ser combinada com uma mais dura, Ouro poderia resultar. A crença que o ouro poderia ser obtido a partir de outras substâncias iniciou uma nova era conhecida como Alquimia.

Alquimia - Do início da Era Cristã à metade do século XVII

Durante esta longa era, muitos alquimistas acreditaram que metais poderiam ser convertidos em ouro com a ajuda de uma "coisa" chamada "a pedra filosofal". Esta "Pedra filosofal" nunca foi encontrada, até onde se sabe, mas muitas descobertas de novos elementos e compostos foram feitas durante este período. No início co sédulo XIII, alquimistas como Roger Bacon, Albertus Magnus e Raymond Lully começaram a imaginar que a procura pela pedra filosofal era fútil. Eles acreditaram que os alquimistas poderiam servir o mundo de uma melhor maneira descobrindo novos produtos e métodos para melhorar a vida cotidiana. Isso iniciou uma corrente na qual os alquimistas pararam de buscar pela pedra filosofal. Um importante líder neste movimento foi Theophrastus Bombastus. Bombastus sentiu que o objetivo da alquimia deveria ser a cura dos doentes.
Ele acreditava que sal, enxofre e mercúrio poderiam dar saúde se combinados nas proporções certas. Este foi o primeiro período da Iatroquímica. O último químico influente nesta era foi Robert Boyle. Em seu livro: "O Químico Cético", Boyle rejeitou as teorias científicas vigentes e iniciou uma listagem de elementos que ainda hoje é reconhecida. Ele também formulou uma Lei relacionando o volume e pressão gos gases (A Lei de Boyle). Em 1661, ele fundou uma sociedade cient;ifica que mais tarde tornaria-se conhecida como a Sociedade Real da Inglaterra (Royal Society of England).

Química Tradicional - Da metade do século XVII ao meio do século XIX

A esta altura, os cientistas estavam usando "métodos modernos" de descobertas testando teorias com experimentos. Uma das grandes controvérsias durante este período foi o mistério da combustão. Dois químicos: Johann Joachim Becher e Georg Ernst Stahl propuseram a teoria do flogisto. Esta teoria dizia que uma "essência" (como dureza ou a cor amarela) deveria escapar durante o processo da combustão. Ninguém conseguiu provar a teoria do flogisto. O primeiro químico que provou que o óxigênio é essencial à combustão foi Joseph Priestly. Ambos o oxigênio e o hidrogênio foram descobertos durante este período. Foi o químico francês Antoine Laurent Lavoisier quem formulou a teoria atualmente aceita sobre a combustão. Esta era marcou um período aonde os cientistas usaram o "método moderno" de testar teorias com experimentos. Isso originou uma nova era, conhecida como Química Moderna, à qual muitos se referem como Química atômica.

Química Moderna - Da metade do século XIX até hoje

Esta foi a era na qual a Química floresceu. As teses de Lavoisier deram aos químicos a primeira compreensão sólida sobre a natureza das reações químicas. O trabalho de Lavoisier levou um professor inglês chamado John Dalton a formular a teoria atônica. Pela mesma época, um químico italiano chamado Amedeo Avogadro formulou sua própria teoria (A Lei de Avogadro), concernente a moléculas e suas relações com temperatura e pressão. Pela metade do século XIX, haviam aproximadamente 60 elementos conhecidos. John A. R. Newlands, Stanislao Cannizzaro e A. E. B. de Chancourtois notaram pela primeira vez que todos estes elementos eram similares em estrutura. Seu trabalho levou Dmitri Mendeleev a publicar sua primeira tabela periódica. O trabalho de Mandeleev estabeleceu a fundação da química teórica. Em 1896, Henri Becquerel e os Curies descobriram o fenômeno chamado de radioatividade, o que estabeleceu as fundações para a química nuclear. Em 1919, Ernest Rutherford descobriu que os elementos podem ser transmutados. O trabalho de Rutherford estipulou as bases para a interpretação da estrutura atômica. Pouco depois, outro químico, Niels Bohr, finalizou a teoria atômica. Estes e outroa avanços criaram muitos ramos distintos na química, que incluem, mas não somente: bioquímica, química nuclear, engenharia química e química orgânica.

PETRÓLEO

AS MIL E UMA UTILIDADES DE UM LÍQUIDO NEGRO QUE VALE OURO

Todo final de dezembro, muitas casas estão recheadas de brinquedos embaixo de uma árvore de natal, de garrafas de refrigerantes nas geladeiras e de velas entre os arranjos de frutas sobre a mesa. Ao consumir esses produtos, pouca gente imagina que a parafina da vela e o plástico das garrafas e dos brinquedos se originam do ouro negro extraído da terra e de águas profundas: o petróleo. Além de literalmente mover a economia, baseada em grande parte pelo transporte rodoviário de mercadorias, através de seus derivados combustíveis, o petróleo é a fonte inicial de matéria-prima para toda uma cadeia produtiva que envolve indústrias dos mais diversos setores.
O petróleo é um recurso mineral formado por uma grande mistura de compostos. A partir do seu refino, são extraídos diversos produtos, como gasolina, diesel, querosene, gás de cozinha, óleo combustível e lubrificante, parafina e compostos químicos que são matérias-primas para as indústrias de tintas, ceras, vernizes, resinas, extração de óleos e gorduras vegetais, pneus, borrachas, fósforos, chicletes, filmes fotográficos e fertilizantes.
Será então que a alta do barril do petróleo - matéria-prima inicial para tantos produtos finais de consumo -, no mercado internacional, afetaria os preços de toda a sua cadeia de derivados? "Afeta, obviamente, mas a intensidade e a velocidade dependem de muitas coisas", diz o economista Juarez Rizzieri, da Fundação Instituto de Pesquisas Econômicas (Fipe-USP). Rizzieri, que é coordenador-adjunto da equipe que mede o IPC (Índice de Preços ao Consumidor), comenta: "O efeito maior e direto é sempre no combustível, mas mesmo assim, a Petrobras e o governo sempre estudam antes de repassar aumentos externos ou de câmbio". E em relação aos produtos gerados a partir do petróleo, ele avalia: "Quanto menor for o monopólio da Petrobras, menos pressão de custo para a indústria e para a cadeia direta dos derivados".
A primeira etapa do refino do petróleo, que envolve quatro fases, produz através da destilação por pressão atmosférica, além dos combustíveis, a matéria-prima básica para toda a cadeia de produção das resinas plásticas: a nafta. A Petrobras é a fornecedora exclusiva de nafta no Brasil, atendendo à demanda com a produção de suas refinarias e com importações. Segundo a Agência Nacional do Petróleo (ANP), o país produziu, de janeiro a setembro de 2002, 42,5 milhões de barris do produto e importou outros 12,6 milhões. A Petrobras fornece a nafta para três centrais de matérias-primas da indústria petroquímica: a Petroquímica União, de São Paulo, a Copesul, do Rio Grande do Sul, e a Braskem (antiga Copene), da Bahia. Essas centrais decompõem a nafta, produzindo para a segunda geração das indústrias do setor os petroquímicos básicos, como eteno, propeno, benzeno e tolueno, e os petroquímicos intermediários, como o cicloexano e o sulfato de amônia.
Nafta, produto incolor extraído do petróleo e matéria-prima básica para a produção de plástico.
"Na primeira etapa da decomposição, a nafta vai para fornos de alta temperatura, onde é quebrada" explica Jenner Bezerra, engenheiro químico da Braskem. "Depois, os gases que saem dos fornos são levados para uma área de compressão; por fim, é feita a separação dos compostos em baixa temperatura, por colunas de destilação ou fracionamento", continua. Um dos produtos dessa fase do processo petroquímico, o eteno - nome comercial do etileno (C2H4) - é matéria-prima para a produção de polímeros como o polietileno tereftalado (PET) e o policloreto de vinila (PVC), que por sua vez são fornecidos para as indústrias transformadoras de plástico, para as mais diversas aplicações. "Através de reatores de polimerização, as moléculas de eteno reagem, se juntam e formam as cadeias de polímeros", completa Bezerra.
A Braskem, que produz 4,25 milhões de toneladas de petroquímicos por ano e tem faturamento anual acima de R$ 7 bilhões, é a maior petroquímica da América Latina e uma das cinco maiores indústrias de capital privado do Brasil. Criada em 16 de agosto deste ano, após a aquisição da Copene pelo grupo Odebrecht-Mariani, a empresa protagoniza uma situação curiosa no Pólo Petroquímico de Camaçari (BA). A Politeno, maior produtora de polietilenos da região, que bateu recorde de produção em julho, com 31,3 mil toneladas, depende do aumento da oferta do eteno fornecido pela Braskem, para alimentar seu projeto de expansão. A fornecedora da matéria-prima, no entanto, além de ser uma das controladoras da Politeno, com 35% de suas ações, é também sua concorrente, produzindo cerca de 350 mil toneladas de polietilenos por ano. Na produção de petroquímicos básicos, a Braskem espera passar dos atuais 1,2 milhão de toneladas de eteno por ano para 1,3 milhão em 2003. Mas esse aumento pode não atender à demanda do Pólo de Camaçari, pois além do plano de expansão da Politeno, a empresa Dow Química está projetando, em parceria com a Basf, a instalação de outra petroquímica na região, com a estimativa de processamento anual de cerca de 100 mil toneladas de eteno.
Os polímeros produzidos pelas indústrias petroquímicas formam diferentes tipos de resinas plásticas, cada qual voltada para uma finalidade específica. As resinas produzidas pela Politeno, por exemplo, são usadas pelas indústrias de brinquedos, adesivos, caixas d'água, lonas, frascos de soro, tampas para alimentos, embalagens para sorvetes, tampas para refrigerantes, frascos para água sanitária, alvejantes e desinfetantes, filmes para fraldas descartáveis e coletores de lixo, entre outros.
Alguns produtos feitos com resina plástica
As principais matérias primas fornecidas pelas petroquímicas para as indústrias transformadoras de plástico são o polipropileno (PP), o policloreto de vinila (PVC), o polietileno de alta densidade (PEAD), o polietileno de baixa densidade (PEBD) e o polietileno tereftalado (PET). Um dos destaques do setor de transformação é a Sinimplast, uma das maiores indústrias de embalagens plásticas do país. Em agosto deste ano, o presidente da empresa, que faturou R$ 160 milhões em 2001, recebeu menção honrosa como empreendedor de sucesso, durante o IV Seminário do Setor Plástico do Grande ABC, promovido pela Associação Brasileira da Indústria do Plástico (Abiplast). A Sinimplast tem um portfolio de clientes bastante conhecidos pelo consumidor de produtos de higiene e limpeza e de alimentos em geral. A empresa transforma as resinas plásticas em embalagens para produtos como o amaciante Confort e o detergente Minerva, da Unilever, o ÁlcoolGel, da Copersucar, o Ajax e o Pinho Sol, da Colgate-Palmolive, os shampoos Colorama, da L'Oréal, Palmolive, da Colgate-Palmolive, e Vital Ervas, da Unilever, os desodorantes Axe, Rexona, Impulse e Vinólia, da Unilever, o Toddy, da Quaker, a maionese Cica, da Unilever, e o adoçante Zero Cal e o Biotônico, da DM-Indústria Farmacêutica.
Dentro da indústria do plástico, um dos principais mercados é o de embalagens de polietileno tereftalado (PET). No Brasil, esse segmento chega a crescer cerca de 10% a cada ano, e produziu aproximadamente 360 mil toneladas de embalagens em 2001. No ano passado, as indústrias de refrigerantes representaram 80% do mercado de embalagens PET; as de água mineral, 10%; as de óleo, 6%; e 4% tiveram outras aplicações. As empresas do setor buscam investir em alta tecnologia para tentar incluir no segmento das embalagens PET as cervejarias, que chegam a vender cerca de 8 bilhões de litros de bebida por ano. Mas os cervejeiros avisam: só entrarão nesse mercado quando a embalagem PET garantir a validade de até 180 dias da bebida em prateleira, a exemplo das embalagens de vidro e de alumínio.

Entenda o que é a camada pré-sal
Chamada camada pré-sal é uma faixa que se estende ao longo de 800 quilômetros entre os Estados do Espírito Santo e Santa Catarina, abaixo do leito do mar, e engloba três bacias sedimentares (Espírito Santo, Campos e Santos). O petróleo encontrado nesta área está a profundidades que superam os 7 mil metros, abaixo de uma extensa camada de sal que, segundo geólogos, conservam a qualidade do petróleo.
Vários campos e poços de petróleo já foram descobertos no pré-sal, entre eles o de Tupi, o principal. Há também os nomeados Guará, Bem-Te-Vi, Carioca, Júpiter e Iara, entre outros.
Um comunicado, em novembro do ano passado, de que Tupi tem reservas gigantes, fez com que os olhos do mundo se voltassem para o Brasil e ampliassem o debate acerca da camada pré-sal. À época do anúncio, a ministra Dilma Rousseff (Casa Civil) chegou a dizer que o Brasil tem condições de se tornar exportador de petróleo com esse óleo. Tupi tem uma reserva estimada pela Petrobras entre 5 bilhões e 8 bilhões de barris de petróleo, sendo considerado uma das maiores descobertas do mundo dos últimos sete anos.
Neste ano, as ações da estatal tiveram forte oscilação depois que a empresa britânica BG Group (parceira do Brasil em Tupi, com 25%) divulgou nota estimando uma capacidade entre 12 bilhões e 30 bilhões de barris de petróleo equivalente em Tupi. A portuguesa Galp (10% do projeto) confirmou o número.
Para termos de comparação, as reservas provadas de petróleo e gás natural da Petrobras no Brasil ficaram em 13,920 bilhões (barris de óleo equivalente) em 2007, segundo o critério adotado pela ANP (Agência Nacional do Petróleo). Ou seja, se a nova estimativa estiver correta, Tupi tem potencial para até dobrar o volume de óleo e gás que poderá ser extraído do subsolo brasileiro. Estimativas apontam que a camada, no total, pode abrigar algo próximo de 100 bilhões de boe (barris de óleo equivalente) em reservas, o que colocaria o Brasil entre os dez maiores produtores do mundo.

Números
No momento, há uma enorme especulação sobre quantos barris de petróleo pode conter o pré-sal. Uma estimativa não-ufanista feita pelo Credit Suisse, falam em algo entre 30 e 50 bilhões de barris – o que já aumentaria em cerca de quatro vezes as reservas provadas brasileiras, que contavam com 12,1 bilhões de barris em janeiro deste ano.
Mas os números podem ser ainda maiores. Alguns acreditam que o pré-sal poderia esconder no mínimo 100 bilhões de barris – o que colocaria o Brasil em 6º lugar entre as maiores reservas de petróleo do mundo.
Já outros, como um ex-diretor da Agência Nacional do Petróleo, Newton Monteiro, chegam a afirmar que o pré-sal pode guardar 338 bilhões de barris, o que faria do Brasil o maior detentor de reservas provadas do mundo, superando de longe a Arábia Saudita – hoje com 264 bilhões de barris.
Para efeito comparativo, se o preço por barril de petróleo cair para US$ 100 dólares, os 338 bilhões de barris dariam uma renda em potencial de US$ 33,8 trilhões de dólares. Quase três vezes o PIB dos Estados Unidos ou 19 vezes o PIB brasileiro.

SÓCIOS PRIVADOS

A Petrobras não perfura os poços sozinha. Das 48 áreas (entre pós-sal e pré-sal) exploradas na Bacia de Santos, por exemplo, só dez são exploradas com exclusividade pela empresa.
A descoberta do campo de Tupi, por exemplo, única área do pré-sal cujas reservas foram dimensionadas por meio de testes de produção até o momento, foi feita por um consórcio que inclui a britânica BG (que vai ficar com 25% do que o campo produzir), a portuguesa Galp Energia (que ficará com 10%) e a Petrobras (que terá direito a 65%). O mesmo acontecendo com os outros campos, com percentuais e empresas diferentes.
Além do Tupi, que só deve atingir seu pico de produção a partir de 2017, já foram descobertos no pré-sal da Bacia de Santos os campos: Iara, Carioca, Júpiter, Caramba, Bem-Te-Vi, Parati, Guará e Ogum.

PH SANGUÍNEO

REGULAÇÃO DO pH NO ORGANISMO
Quando se adiciona ácido à água, mesmo em pequenas quantidades, o pH da solução se altera rapidamente. O mesmo fenômeno ocorre com a adição de bases. Pequenas quantidades de ácido ou de base podem produzir grandes alterações do pH da água.Se adicionarmos ácido ou base ao plasma sanguíneo, veremos que há necessidade de uma quantidade muito maior de um ou de outro, até que se produzam alterações do pH. Isto significa que o plasma dispõe de mecanismos de defesa contra variações bruscas ou significativas do pH. O balanço entre os ácidos e as bases no organismo se caracteriza pela busca permanente do equilíbrio; o plasma resiste às alterações do pH, por meio de pares de substâncias, capazes de reagir tanto com ácidos quanto com bases, chamadas sistemas "tampão". Os mesmos mecanismos de defesa existem nos líquidos intracelular e intersticial.
Representa os três mecanismos que regulam o equilíbrio ácido-base do organismo.
Três mecanismos regulam o pH dos líquidos orgânicos. O mecanismo químico é representado pelos sistemas tampão, capazes de neutralizar ácidos e bases em excesso, dificultando as oscilações do pH. O mecanismo respiratório, de ação rápida, elimina ou retém o dióxido de carbono do sangue, conforme as necessidades, moderando o teor de ácido carbônico. O mecanismo renal é de ação mais lenta e, fundamentalmente, promove a poupança ou a eliminação do íon bicarbonato, conforme as necessidades, para, à semelhança dos demais mecanismos, assegurar a manutenção do pH dentro dos limites normais.

VALORES NORMAIS DO pH
A água é o solvente universal dos líquidos orgânicos; a sua concentração de hidrogênio livre ou ionizado é utilizada como valor de comparação para as demais soluções. O pH normal da água, considerada um líquido neutro é 7. As soluções com pH inferior a 7 são consideradas ácidas e as soluções com pH superior a 7 são consideradas alcalinas.Os líquidos orgânicos são constituídos de água contendo uma grande quantidade de solutos de diversas características químicas e iônicas. A solução orgânica padrão para a avaliação do pH é o sangue. O pH normal do sangue varia dentro da pequena faixa de 7,35 a 7,45. Em comparação com a água, portanto, o sangue normal tem o pH levemente alcalino. Essa alcalinidade do sangue representa a atividade iônica de numerosas substâncias incluindo-se os sistemas tampão.O sangue arterial é o padrão habitual para avaliação do pH; seu valor se situa na porção mais alcalina da faixa normal, entre 7,4 e 7,45. O sangue venoso tem maior concentração de hidrogênio livre, recebido do líquido intersticial pelos capilares venosos. Em conseqüência, o pH do sangue venoso se situa na faixa menos alcalina do pH normal, geralmente entre 7,35 e 7,40.
Figura 4. Representa a faixa do pH normal do sangue e as suas principais alterações.
As principais alterações do pH do sangue estão representadas na figura 4. Quando o pH do sangue está abaixo de 7,35 existe acidose; se o pH do sangue é superior a 7,45, existe alcalose. Quando a acidose é severa e o pH alcança valores abaixo de 6,85, em geral as funções celulares se alteram de tal forma que sobrevém a morte celular; o distúrbio é irreversível. Do mesmo modo, nas alcaloses severas e persistentes, os valores de pH superiores a 7,95 são incompatíveis com a normalidade da função celular. O distúrbio é irreversível e, em geral, ocorre a morte celular.

PH INTRACELULAR
O interior das células reflete uma realidade metabólica diferente do plasma sanguíneo. A atividade celular gera permanentemente subprodutos ácidos como resultado de numerosas reações químicas. Em conseqüência, o pH habitual do líquido intracelular é mais baixo que o pH do plasma. O pH intracelular é de aproximadamente 6,9 nas células musculares e pode cair a 6,4 após um exercício extenuante. Nas células dos túbulos renais, o pH é de cerca de 7,3, de acordo com a predominância de substâncias alcalinas, podendo se alterar com as necessidades do organismo. Em geral, as células dos tecidos com maior atividade metabólica tem um pH levemente ácido, em relação ao pH do sangue.

REGULAÇÃO
O metabolismo celular produz ácidos que tendem a modificar a concentração dos íons hidrogênio nos líquidos do organismo. A manutenção da concentração ideal de íons hidrogênio depende da ação de ácidos e bases existentes nos líquidos, da eliminação de ácido carbônico pelos pulmões e da eliminação de íons hidrogênio pelos rins.Os ácidos são as substâncias que podem ceder íons hidrogênio para uma solução; bases são as substâncias que podem receber íons hidrogênio em uma solução.A quantidade de íons hidrogênio livres nas soluções é quantificada pelo pH. Quanto maior a quantidade de íons hidrogênio nas soluções, tanto mais baixo será o seu pH; ao contrário, as soluções com baixa concentração de íons hidrogênio, tem o pH mais elevado. A água é a substância padrão para comparação com as demais substâncias. A dissociação da água é desprezível; apenas uma molécula, em cada 10 milhões, se dissocia. A água é, portanto, uma substância neutra, ou seja não é ácido nem é base. O pH da água é 7; a água ocupa o ponto neutro da escala do pH, que vai de 0 a 14. As soluções com pH inferior ao da água, são consideradas ácidas; as soluções cujo pH é superior a 7, são consideradas bases.O pH do sangue reflete a atividade iônica de numerosas substâncias e é ligeiramente maior que o pH da água. O sangue normal tem o pH que varia entre 7,35 e 7,45. O sangue normal, portanto, é levemente alcalino, em relação à água.Quando o pH do sangue está abaixo de 7,35 dizemos que existe acidose; quando o pH do sangue supera o valor de 7,45, dizemos que há alcalose.