quinta-feira, 26 de fevereiro de 2015

CATÁLISE: UMA ÁREA ESSENCIAL E MULTIDISCIPLINAR

(Texto enviado pela Trainee Beta EQ e estudante da UFRRJ, Sumaia Hottes)

Dentre as já tradicionais áreas de atuação do Engenheiro Químico, a catálise, sem dúvida alguma, se destaca pela sua enorme importância para os processos industriais modernos. Atualmente, mais de 80% de todos os produtos que utilizamos em nosso dia a dia, requerem, em pelo menos uma de suas etapas de produção, o uso de catalisadores. Estes são responsáveis por tornar os processos produtivos economicamente viáveis e/ou ambientalmente sustentáveis, permitindo que a fabricação seja feita em escala e com competitividade.


Hoje, pode-se dizer que a catálise se faz presente em praticamente todos os segmentos da indústria, sendo possível destacar seu emprego nos setores químico, petroquímico, farmacêutico, biotecnológico e de alimentos, assim como na geração de energia, na preservação do meio ambiente e no desenvolvimento de novos materiais. 

Insumos básicos da indústria como amônia (uma das substâncias mais produzidas no mundo) e os ácidos nítrico e sulfúrico, tem seus processos produtivos baseados em catálise. A catálise enzimática encontra uso industrial na produção de determinados fármacos e compostos de química fina, e também em processos fermentativos, como no caso das leveduras para a produção de álcool a partir da cana-de-açúcar. Na área de petroquímica, todo o processo de craqueamento do petróleo, que permite a obtenção dos produtos básicos desta indústria, é feito por meio de catalisadores. 

A área da catálise começou a se desenvolver ainda no século 20, quando em 1909, o físico-químico alemão de origem russa, Friedrich Wilhelm Ostwald, ganhou o Prêmio Nobel de Química por trabalhos desenvolvidos na área. Desde então, a catálise tem evoluído tanto em termos de geração de conhecimento quanto em termos de aplicação. 

A pesquisa em catálise tem caráter multidisciplinar e envolve áreas como, materiais, cinética química, organometálicos, química de coordenação, química de sólidos e de superfícies, química supramolecular, modelagem e química teórica, nanotecnologia e biotecnologia, e requer principalmente a participação de Químicos (geralmente na parte de catálise homogênea) e de Engenheiros Químicos (catálise heterogênea).

Apesar, de atualmente esta ser uma área de pesquisa já consolidada, sua importância para a indústria e a academia se renova a cada dia, motivada pelas novas tendências. Tal importância pode ser evidenciada pelo grande número de periódicos que tratam do assunto e também pela existência de centros especializados em catálise espalhados por cerca de 34 países do mundo como, Alemanha, Austrália, Argentina, Bélgica, Colômbia, Canadá, Espanha, Inglaterra, Japão, Dinamarca, Estados Unidos e Brasil. Sendo que, dentre todos os países, os Estados Unidos destacam-se em número de centros de pesquisa, com aproximadamente 24.

No Brasil, o histórico da pesquisa em catálise pode ser considerado recente, somente no início da década de 70 começaram a surgir as primeiras atividades de pesquisa em catálise, que estavam ligadas essencialmente à área de catálise heterogênea aplicada a processos petroquímicos, que se concentravam na Universidade de São Paulo, COPPE-UFRJ e Cenpes/Petrobrás. Atualmente o Brasil conta com cerca de 18 grupos de pesquisa que estão desenvolvendo projetos demandados principalmente pelas necessidades da indústria petroquímica e dos setores de energia e química limpa. Estes grupos encontram-se distribuídos tanto em centros de pesquisa tais como, Cenpes, INT e NUCAT/COPPE/UFRJ quanto em universidades em todo território nacional. Os grupos universitários concentram-se na USP e nos Departamentos de Química da UFRJ, UFBA, IME, UERJ, UNB, Unicamp, PUC-Rio e de Engenharia Química da UFCG, UFRN, UFSCar, UFSC e UFF sendo que na UFRGS ambos os Departamentos possuem grupos de pesquisa. A grande maioria das instituições oferta cursos de pós-graduação na área em diferentes níveis, e apesar do número ainda pequeno de pesquisadores, vários dos grupos atuantes estão entre os mais produtivos no contexto internacional.

Em termos industriais, o Brasil se destaca na América Latina na produção de catalisadores. A Fábrica Carioca de Catalisadores é líder na produção de catalisadores para craqueamento de petróleo na América do Sul e reúne dois gigantes mundiais das áreas de petróleo e petroquímica: a Petrobras e a Albemarle Corporation. A Evonik, outra empresa do ramo, engloba a produção de catalisadores químicos heterogêneos à base de metais usados em processos contínuos e na polimerização de olefinas. Oxiteno e Umicore são outros exemplos de empresas que produzem catalisadores em território nacional.

Assim, a catálise se apresenta como uma área essencial ao desenvolvimento tecnológico, e certamente, a resolução de questões como o uso consciente de recursos renováveis, a redução do consumo de combustíveis fósseis, a produção sustentável de produtos químicos e energia, assim como a redução das emissões de compostos nocivos ao ambiente, está centrada no melhoramento da catálise.
E é neste ponto que se direcionará a futura competitividade das empresas e a resposta aos principais desafios sociais associados à proteção ambiental e ao crescimento da populacional.


Referências

Portal da Sociedade Brasileira de Catálise. Disponível em: http://www.sbcat.deq.ufscar.br/. Acesso em: 09/02/2014;

SANTOS, E. N.; MONTERO, R. Publicações na área de catálise envolvendo instituições brasileiras: uma comparação entre os periódicos especializados e os da SBQ. Quím. Nova, v.30, n.6, 2007;

DUPONT, J. A catálise no Brasil nos últimos 25 anos: uma história de sucesso. Quím. Nova, v.25, 2002;

DIAS, F. R. F.; FERREIRA, V. F.; CUNHA, A. C. Uma Visão Geral dos Diferentes Tipos de Catálise em Síntese Orgânica. Rev. Virtual Quim., v.4, n. 6, 2012.

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