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Biomaterial é uma substância ou uma mistura de substâncias, natural ou artificial, que actua nos sistemas biológicos (tecidos e órgãos), parcial ou totalmente, com o objectivo de os substituir, aumentar ou tratar.
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Exemplos de biomateriais:

  • próteses;
  • órgãos artificiais;
  • implantes;
  • lentes de contacto;
  • marcapassos (aparelho de regulação de batimentos cardíacos).



Muitas vezes associa-se o conceito de biomateriais a materiais de origem natural, mais conhecidos por biopolímeros, mas esta definição não é inteiramente correcta, já que existem biomateriais de origem sintética que podem contactar directamente com o organismo, desempenhando diversas funções benéficas na área da saúde.

Ciências como a nanotecnologia dos tecidos e engenharia dos materiais têm vindo a desenvolver em conjunto importantes avanços no ramo dos biomateriais.

Todo o processo de fabricação engloba várias etapas: desde a seleção de material, onde existe uma vasta gama de opção, tendo em conta que podem ser utilizados metais ou ligas metálicas, materiais cerâmicos, compóstiso, tecidos ou malhas de poliéster e polímeros de natureza variada; análise de quantidades (onde a medição e cotagem é fundamental); possíveis reacções no organismo (onde se requer uma cuidada análise química, fisiológica e mecânica da relação biomaterial-organismo); etapas estas onde o papel das ciências referidas anteriormente tem uma importância crucial. É então fundamental este processo, para que o resultado seja o esperado e, consequentemente, para que o consumidor fique satisfeito.
No entanto tudo isto implica grandes gastos económicos, o que faz dos países mais desenvolvidos os únicos capazes de investir nesta área e, consequentemente, onde existe uma maior taxa de utilização.Imagem1.jpg

Também as propriedades dos biomateriais podem causar complicações, como no caso de se desgastarem muito rapidamente.

Uma definição complementar essencial para a ciência dos biomateriais, é a “biocompatibilidade”, que pode ser definida como a capacidade do material ter uma resposta apropriada numa aplicação específica, com o mínimo de reacções alérgicas, inflamatórias ou tóxicas, quando em contacto com os tecidos vivos ou fluidos orgânicos. A biocompatibilidade compreende as interacções dos tecidos humanos e fluidos, incluindo sangue, com um implante ou material. As interacções podem ser do meio fisiológico sobre o material ou acção do material no corpo, sendo difícil separar estas duas interacções. Um biomaterial deve ser biocompatível numa aplicação específica e assim, as especificações da biocompatibilidade devem incluir as condições de utilização e avaliação.

Existem dois tipos de biocompatibilidade: a negativa e a alargada. Na biocompatibilidade negativa ocorre uma reacção não esperada. Uma biocompatibilidade alargada ocorre quendo se utiliza um material específico para o fim que se pretende, devendo ter uma capacidade de resposta sob uma forma específica.


Além da biocompatibilidade, os biomateriais devem possuir biofuncionalidade, ou seja, a capacidade de desempenhar apro
priadamente a função desejada, dadas as suas propriedades mecânicas, físicas, e químicas.

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Classificação dos biomateriais, segundo o comportamento biológico:
- Bioinertes - O material deve permanecer no organismo sem induzir uma resposta tecidual significativa;
- Biotolerados;
- Bioactivos - Material que induz crecimento tecidular (osteoindução e osteocondução);
- Reabsorvíve
is - Material que se degrada no organismo, sendo que os produtos da degradação são metabolizados sem causar efeitos nocivos.



A evolução dos biomateriais é relativamente recente. No entanto, é possível dividi-la em 3 gerações:

1. primeira geração – implantes ósseos (primeira articulação artificial da anca desenvolvida em 1961), são inactivos (próteses) e bioinertes. Uso de ouro e marfim na reposição de dentes, vidro para a reposição do globo ocular e aço ou madeira para a confecção de próteses de membros.

2. segunda geração – dispositivos bioactivos (iniciou-se nos anos 70) - Os materiais bio activos são capazes de induzir a formação de uma interface, com grande resistência, entre implante e material. A formação de tal interface envolve inicialemnte a libertação, pela superfície do material bioactivo, de iões de cálcio, fosfato, sódio e silicato;
3. terceira geração – engenharia de tecidos (até à actualidade), adpatáveis inteligentes.



As aplicações dos biomateriais extendem-se até à endodontia, orotpedia, cardiocirurgiam entre outras áreas da medicina que necessitam de materiais com patíveis com o organismo, e que ao fim de algum tempo, consoante o material usado, devem ser substituídos como forma de prevenir a sua destruição, uma vez que os biomateriais são reabsorvívies.


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Marcos importantes da produção de vidro
Tipos de vidro

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O vidro é uma substância inorgânica e homogénea,maioritariamente formada por sílica, proveniente de areia misturada com outros óxidos. O vidro tem uma estrutura de um sólido amorfo: não possui organização regular e repetitiva. O arrefectimento rápido da mistura de sílica fundida, que origina o vidro ou o material vítreo, não permite que ocorra a cristalização, logo, não se estabelecem todas as ligações entre unidades estruturais tetraédricas.

É difícil estipular datas precisas na história do vidro. Segundo alguns autores, os marcos mais importantes são:

  • Aparecimento dos primeiros objectos em vidro - 3000 a.C a 2000 a.C. - produzidos pelos egípcios ou pelos fenícios;
  • Utilização da técnica de soprar o vidro pelos fenícios - 300 a.C;
  • Industrialização do fabrico de vidro em Murano (Veneza) - Século XIII - com elevado grau de transparência e coloração diversa;
  • Produção de vidro de janela a partir de vidro soprado - Século XV;
  • Produção de vidro de janela a partir de lâminas - A partir de 1904;
  • Obtenção de objectos de vidro a partir de vidro soprado em moldes - Início do século XX.ecn6.jpg


Foi só no século XVIII que se estabeleceu em Portugal a indústria vidreira — na Marinha Grande - e ainda hoje esta existe. Anteriormente, há notícia, desde o século XV, da existência de alguns produtores artesanais de vidro.
O vidro era obtido através da incineração de produtos naturais com carbonato de sódio. Houve diversos fornos para a produção vidreira em Portugal, mas a passagem de uma produção artesanal, muito limitada, para a produção industrial foi lenta. Uma fábrica existente em Coina veio a ser transferida para a Marinha Grande, em consequência da falta de combustível. Estava-se no reinado de D.João V. A proximidade do Pinhal de Leiria, teria aconselhado a transferência da antiga Real Fábrica de Coina. A abundância de matérias primas e de carburante aconselhavam o fomento dessa indústria naquela região.
Actualmente, a Marinha Grande continua a ser o maior centro vidreiro do país. Portugal produz, essencialmente, vidro de embalagens e vidros domésticos.

Com o objectivo de diminuir os custos de produção, relacionados com o consumo energético e com a utilização de revestimento refractário espacial nos fornos e outros utensílios, adiciona-se fundente à mistura de sílica que origina o vidro. O fundente tem como objectivo baixar o ponto de fusão da mistura, verificando-se também a diminuição da viscosidade.

A adição de fundentes altera as características do vidro, sendo possível obter vidro de diferentes tipos.
Os diferentes tipos de vidro estão associados à composição da mistura originária.


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Os plásticos apresentam um grau de transparência idêntica à dos vidros, tendo vindo a substituí-los.
Os vidros e os plásticos não têm as mesmas propriedades, mas alguns dos plásticos possuem propriedades que permitem a sua substituição.


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Para além destas propriedades, os plásticos têm menores custos de produção, uma vez que não é necessário um gasto de energia tão elevado como no vidro.




Códigos de identificação dos plásticos


Os plásticos são constituídos por grandes moléculas (macromoléculas) chamadas polímeros, que, dependendo de sua composição (monómeros) apresentará propriedades físicas e químicas diferentes.
As estruturas químicas e a massa molar do polímero determinam as suas propriedades físico-químicas, como a resistência ás elevadas temperaturas, a cristalinidade, a estabilidade térmica e a resistência à ação química, e propriedades mecânicas, determinam a utilidade do polímero.

A reciclagem dos plásticos é viável do ponto de vista económico e da preservação do meio ambiente. Este método pode ser utilizado, desde que se faça uma recolha selectiva do lixo, separando-se e identificando os diferentes materiais plásticos descartados. Esta separação torna-se possível empregando-se uma das propriedades físicas do plástico: a densidade.

Os diferentes plásticos para serem reciclados, devem ser amolecidos a altas temperaturas, separadamente. A separação é a primeira etapa do processo de reciclagem e deve utilizar diferentes propriedades físicas dos polímeros, isto é, densidade, condutividade térmica, ponto de fusão.

A densidade é um dos métodos mais simples e prático de separação e identificação dos diferentes polímeros plásticos A diferença de densidade entre os diferentes polímeros é importante na separação mecânica e reciclagem dos plásticos. A densidade do polímero depende se o polímero é linear ou ramificado, da massa molar, da extensão da cristalinidade e depois do tratamento térmico do plástico. Para facilitar a separação em indústrias de reciclagem, muitos materiais plásticos já trazem uma marcação de identificação, denominados os códigos de identificação dos plásticos.

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PET - polietileno tereftalato

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Produtos
frascos e garrafas para uso alimentício/hospitalar, cosméticos, bandejas para microondas, filmes para áudio e vídeo, fibras têxteis, etc.

Benefícios
transparente, inquebrável, impermeável, leve.



PEAD - polietileno de alta densidade

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Produtos
embalagens para detergentes e óleos automotivos, sacolas de supermercados, garrafeiras, tampas, tambores para tintas, potes, utilidades domésticas, etc.

Benefícios
inquebrável, resistente a baixas temperaturas, leve, impermeável, rígido e com resistência química.



PVC - policloreto de vinila

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Produtos
embalagens para água mineral, óleos comestíveis, maioneses, sucos. Perfis para janelas, tubulações de água e esgotos, mangueiras, embalagens para remédios, brinquedos, bolsas de sangue, material hospitalar, etc.

Benefícios
rígido, transparente, impermeável, resistente à temperatura e inquebrável.



PEBD/PELBD - polietileno de baixa densidade/polietileno linear de baixa densidade

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Produtos
sacolas para supermercados e boutiques, filmes para embalar leite e outros alimentos, sacaria industrial, filmes para fraldas descartáveis, bolsa para soro medicinal, sacos de lixo, etc.

Benefícios
flexível, leve transparente e impermeável.



PP - polipropileno

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Produtos
filmes para embalagens e alimentos, embalagens industriais, cordas, tubos para água quente, fios e cabos, frascos, caixas de bebidas, autopeças, fibras para tapetes utilidades domésticas, potes, fraldas e seringas descartáveis, etc.

Benefícios
conserva o aroma, inquebrável, transparente, brilhante, rígido e resistente a mudanças de temperatura.



PS - poliestireno

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Produtos
potes para iogurtes, sorvetes, doces, frascos, bandejas de supermercados, geladeiras (parte interna da porta), pratos, tampas, aparelhos de barbear descartáveis, brinquedos, etc.

Benefícios
impermeável, inquebrável, rígido, transparente, leve e brilhante.



Outros

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Neste grupo encontram-se, entre outros, os seguintes plásticos: ABS/SAN, EVA, PA e PC.

Produtos
solados, autopeças, chinelos, pneus, acessórios esportivos e náuticos, plásticos especiais e de engenharia, CDs, eletrodomésticos, corpos de computadores, etc.

Benefícios
flexibilidade, leveza, resistência à abrasão, possibilidade de design diferenciado.





1- PET - poli(tereftalato de etileno) - garrafas de refrigerantes, água, vinagre, detergentes.

2- PEAD - polietileno de alta densidade - recipientes de detergentes, branqueadores, leite, condicionadores, shampoos, óleos de motor.

3- PVC - cloreto de poli(vinila) - pipas, cortinas de banheiros, bandejas de refeições, capas, assoalhos, forros.

4- LDPE (PEBD) - polietileno de baixa densidade - filmes, sacas de supermercado, lancheiras.

5- PP - polipropileno - recipientes para guardar alimentos (Tupperware), carpetes, embalagens de pudins, iogurtes e de água mineral.

6- PS - poliestireno - copos de água e de café, protector de embalagens (isopor), protector de cartuchos de impressora.

7- Outros: PC - policarbonato - coberturas de residências, lentes de óculos, escudo protetor contra balas.


Os polímeros são usualmente identificados por técnicas instrumentais, tais como: ormometria, espalhamento de luz, ultra-centrifugação (mediante determinação da correspondente massa molar); espectrometria de infravermelho e ressonância magnética nuclear; calorimetria diferencial e cromatografia líquida. Entretanto, os polímeros mais comuns podem ser distinguidos por métodos mais simples, a saber:
a) combustão e pirólise (métodos destrutivos);
b) densidade (método não destrutivo).


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Impacte ambiental da indústria petroquímica



external image petroleo.gifO petróleo bruto serviu como substituto do carvão mineral, no século XX, devido ao seu elevado poder energético, o que permitiu a realização da Segunda Revolução Industrial. A sua utilização em grande escala provocou diferentes impactos sociais, alguns deles verificados a nível dos transportes, da indústria transformadora, na produção de energia e no ambiente, devido ao drástico aumento da poluição, para além de salientar a assimetria social entre povos e países.

A indústria petrolífera é mundialmente reconhecida como uma das actividades económicas com maior potencial de impacto no ambiente, visto que o petróleo, tal como os outros combustíveis fósseis, é responsável por muitos dos problemas ambientais do nosso planeta. O impacte ambiental da indústria petroquímica manifesta-se a nível da poluição das águas do mar ou poluição atmosférica.

É na parte da extracção, do transporte, da refinação do petróleo bruto e do transporte dos seus produtos e subprodutos, que se observam as maiores possibilidades de poluição ambiental - nos lugares de extracção, em terra e no mar, nas áreas portuárias de carga e descarga, nas refinarias e nas rotas de transporte.



Transporte

O petróleo bruto é transportado, desde o local de extracção até aos países consumidores, em enormes petroleiros com capacidade para transportar muitos milhões de toneladas de matéria-prima.

A poluição das águas do mar é causada por derrames de crude que têm origem em acidentes com petroleiros, fugas de crude ou combustível e lavagens ilegais de tanques que provocam as marés negras, afectando diferentes ecossistemas marítimos.

Um acidente marítimo com um petroleiro pode originar a ocorrências das marés negras, que constituem uma ameaça ao litoral. As marés negras provocam a morte de aves e a contaminação dos peixes. O tempo que um ecossistema demora a recuperar depende da forma como os poluentes se encontram no mar, do tipo de organismos que os absorvem, das quantidades em que são absorvidos e durante quanto tempo os podem absorver.



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Produção

Os produtos resultantes da refinação do petróleo são perigosos, na medida em que são extremamente inflamáveis. Não é raro ocorrer incêndios, quer nas refinarias e depósitos onde o petróleo é tratado e armazenado, quer nos petroleiros que o transportam. Estes incêndios são de difícil extinção, colocando em risco a população envolvente a depósitos e refinarias.

Os principais constituintes dos produtos petrolíferos utilizados como carburantes e como combustíveis de aquecimento são os hidrocarbonetos.
No entanto, alguns tipos de petróleo possuem quantidades consideráveis de enxofre, que se encontra, parcialmente, nos derivados petrolíferos. As gasolinas para automóvel quase não contêm enxofre, mas este elemento faz parte dos óleos do gasóleo.
Além disso, as combustões utilizam como comburente o oxigénio do ar e não o oxigénio puro.
Em condições normais, a combustão completa dos produtos petrolíferos origina dióxido de carbono e vapor de água. O vapor de água produzido não é prejudicial, mas o dióxido de carbono arrasta outros compostos poluentes: monóxido de carbono, dióxido de enxofre, óxido nítrico, chumbo, e hidrocarbonetos.

A poluição da atmosfera é consequência da emissão de gases, como o dióxido de carbono ou óxidos de enxofre e azoto, devido à queima dos diferentes combustíveis, provenientes do crude. Este tipo de poluição provoca a acidificação das chuvas e o aquecimento global do Planeta.


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Combustíveis alternativos

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Os combustíveis fósseis, tal como o petróleo, são recursos limitados e prevê-se que ainda durante o século XXI se esgotem as principais reservas de petróleo. A elevada dependência que o mundo tem do petróleo, a escassez de reservas mundiais, a instabilidade que caracteriza o mercado internacional e os preços atingidos pelo barril de crude têm tido como consequência a procura de energias alternativas.





News5_0.jpg Numa larga escala, o desafio colocado pelo encontro das necessidades energéticas e das necessidades ambientais
pode ser resolvido por três vias:



Combustíveis fósseis "mais limpos"

Energias renováveis

Eficiência energética



Actualmente, são utilizados como combustíveis alternativos:

  • Hidrogénio;
  • Metano;
  • Etanol;
  • Metanol;
  • Biodiesel;
  • Biogás.


Hidrogénio
O hidrogénio é obtido a partir da água e utilizado co
mo combustível de motores e de veículos, através de pilhas de combustíveis. É principalmente utilizado em células de combustível.
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Vantagens da utilização de hidrogénio:

  • Reduzidas emissões de produtos tóxicos para a atmosfera;
  • Compatível com células de combustível;
  • Provoca um aumento do índice de octanas de um combustível.

Desvantagens da utilização de hidrogénio:

  • Não permite um fácil abastecimento;
  • Não possibilita um fácil armazenamento;
  • Não é um combustível seguro;
  • É de difícil transporte;
  • Possui elevados custos de produção.


Metano
O metano é obtido através da decomposição da matéria orgânica e vegetal e animal. É utilizado em veículos automóveis particulares em países como Argentina e Itália.

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Vantagens da utilização de metano:

  • Baixas emissões de produtos tóxicos para a atmosfera;
  • Preço acessível;
  • Provoca um aumento do índice de octanas de um combustível.

Desvantagens da utilização de metano:

  • Não permite uma larga rede de distribuição e fácil abastecimento;
  • Não possibilita um fácil armazenamento;
  • Não é um combustível seguro.


Etanol
O etanol é obtido a partir da fermentação de hidratos de carbono contidos nos vegetais, como por exemplo cana-de-açúcar, uva e milho. É utilizado na oxigenação das gasolinas, e como um combustível alternativo no Brasil, com grande adesão.

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Vantagens da utilização de etanol:

  • Baixas emissões de produtos tóxicos para a atmosfera;
  • Provoca um aumento do índice de octanas de um combustível.

Desvantagens da utilização de etanol:

  • Custos de produção elevados.


Metanol
O metanol é obtido a partir de reacções anaeróbias de matéria orgânica, como madeira e gás natural. É utilizado principalmente na oxigenação das gasolinas, e nos carros de Karting, embora as suas potencialidades sejam reduzidas.

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Vantagens da utilização de metanol:

  • Baixas emissões de produtos tóxicos para a atmosfera;
  • Provoca um aumento do índice de octanas de um combustível.


Desvantagens da utilização de metanol:

  • Custos de produção elevados;
  • Combustível pouco seguro.


Biodiesel
O biodiesel é produzido a partir dos triglicerídeos contidos nos óleos vegetais ou animais e do etanol ou metanol. É utilizado principalmente em veículos agrícolas, de transporte de cargas ou passageiros.

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Vantagens da utilização de biodiesel:

  • Combustível menos poluente que o gasóleo;
  • Não contribui para o aumento do efeito de estufa pois é uma energia renovável;
  • Origina subprodutos utilizáveis para a agricultura e indústria;
  • Decompõe-se biologicamente com facilidade;
  • A sua utilização pode ser um incentivo para a agricultura, suprimindo as terras de pousio.

Desvantagens da utilização de biodiesel:

  • Capacidade de produção limitada;
  • Depende das áreas agrícolas disponíveis, que deverão ser usadas também para fins alimentares;
  • Só poderá substituir o gasóleo parcialmente.


Biogás
O biogás é constituído por metano e dióxido de carbono, em percentagens variáveis, obtido a partir de excrementos e resíduos agrícolas. É utilizado principalmente como combustível de substituição do gás natural ou do gás liquefeito de petróleo (GPL).

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Vantagens da utilização do biogás:


  • Larga utilização doméstica (cozinhar, aquecimento de instalações, etc.)
  • Permite gerar energia eléctrica através de geradores eléctricos ligados a motores de explosão, adaptados ao consumo de gás.

Desvantagens da utilização do biogás:

  • Polui a atmosfera através da libertação de produtos tóxicos;
  • É um combustível facilmente inflamável, tornando-o pouco seguro.


Alternativas aos combustíveis

O limite dos recursos naturais, que permitem a extracção de petróleo e outros combustíveis, suscita preocupações mundiais devido:

  • À elevada dependência nos combustíveis fósseis, particularmente no petróleo;
  • Ao aumento das necessidades energéticas causado pelo desenvolvimento das diferentes economias;
  • À diminuição drástica das reservas conhecidas e acessíveis;
  • À instabilidade política de diversas regiões produtoras de petróleo.


Na sequência destas problemáticas estão a ser criadas, desenvolvidas e aperfeiçoadas, técnicas e edifícios que fornecem alternativas aos combustíveis, de forma a solucionar o problema da escassez de recursos e dos custos ambientais da utilização deste tipo de energia fóssil.

São elas:

  • Centrais hidroeléctricas;
  • Centrais termonucleares;
  • Centrais solares;
  • Células fotovoltaicas;
  • Aerogeradores.



Centrais hidroeléctricas
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A exploração levada a cabo nas centrais hidroeléctricas, por vezes não é enquadrada nas energias renováveis, uma vez que pode ter alguns impactos negativos no meio ambiente e no ecossistema fluvial. A energia disponível resulta da transformação da energia potencial de uma ma ssa de água em energia cinética. Esta energia cinética provoca a rotação de uma turbina hidráulica, cuja energia mecânica é transformada em energia eléctrica. A disponibilidade deste recurso depende da quantidade de água disponível, sendo factores determinantes a pluviosidade e a bacia hidrográfica.

Vantagens da utilização de centrais hidroeléctricas:
  • A obtenção de energia hidroeléctrica é um processo de extracção de energia de alto rendimento;

Desvantagens da utilização de centrais hidroeléctricas:

  • Apresenta impactos negativos no meio ambiente e no ecossistema fluvial;
  • Implica grandes investimentos.


Centrais termonucleares
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Outra grande forma de obter energia, para além das centrais termoeléctricas, é nas centrais termonucleares.

A energia nuclear apresenta duas formas: a fissão e a fusão, sendo a primeira utilizada pelas centrais nucleares para produzir energia eléctrica.

Este tipo de energia, pode não ser enquadrada nas energias renováveis uma vez que implica a descarga de lixos radioactivos no ambiente, descarga esta, que é bastante perigosa porque pode causar danos quer para o Homem, quer para as restantes espécies e ecossistemas.



Centrais solares


A conversão directa da energia solar em energia eléctrica envolve a transferência da radiação incidente do sol para os electrões da estrutura atómica de um painel fotovoltaico. Durante a conversão da energia solar em eléctrica, dá-se um efeito chamado fotovoltaico. Este efeito é a base do funcionamento destas centrais.


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O efeito fotovoltaico corresponde à emissão de electrões por um material, geralmente metálico, quando exposto a uma radiação electromagnética. Este efeito pode ser observado quando a luz incide numa placa de metal, literalmente arrancando da placa electrões.
Os electrões que rodam em torno do núcleo são aí mantidos por forças de atracção. Se a estes electrões for fornecida energia suficiente, eles abandonam as suas órbitas. O efeito fotovoltaico implica que, normalmente sobre metais, se faça incidir um feixe de radiação com energia superior à energia de remoção dos electrões do metal, provocando a sua saída das órbitas.
Para obter uma corrente eléctrica é criada uma estrutura de separação dos portadores de carga, com a intervenção do campo eléctrico interno, antes de se recombinarem. Segue-se a extracção das cargas em corrente contínua para utilização.


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  • Ausência de poluição ambiental.

Desvantagens da utilização de centrais solares:

  • Baixo rendimento na conversão de energia solar em energia eléctrica;
  • Elevados custos de produção de painéis de células fotovoltaicas.





Aerogeradores


A energia eólica e uma energia bastante rentável. O vento é originado pelo deslocamento de massas de ar e diferenças de pressão atmosférica, sendo o seu aproveitamento influenciado pela ortografia e relevo do solo. Esta energia sempre foi aproveitada pelo homem ao longo da história, existindo hoje em dia vários tipos de tecnologias associados à sua exploração, sendo os aerogeradores a componente tecnológica mais desenvolvida.


Os aerogeradores são, na actualidade, a principal tecnologia utilizada na conversão da energia eólica em energia eléctrica.

Existem essencialmente dois tipos de aerogeradores:


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  • De eixo horizontal: são o tipo de turbinas mais comuns, de accionamento por forças sustentadoras e aplicadas na maior parte dos parques de produção eléctrica, bastante comuns em Portugal;

  • De eixo vertical: baseiam-se num princípio semelhante às noras de água, onde a água chega perpendicularmente em relação ao eixo de rotação da nora.



Actualmente, a maior parte dos aerogeradores são constituídos por três pás, existindo também turbinas com duas ou apenas uma pá. A principal desvantagem, destas turbinas com duas ou uma pá é a menor estabilidade da turbina.

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Vantagens da utilização de aerogeradores:

  • Fácil acesso à energia;

Desvantagens da utilização de aerogeradores:

  • Para a conversão da energia são necessárias torres situadas em altitude, condicionadas pela morfologia do solo;
  • Poluição visual e sonora dos aerogeradores;








Gases Ideais - Leis


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O comportamento macroscópico das substâncias gasosas foi objecto de estudo de vários cientistas, ao longo dos séculos, fundamentalmente a partir do século XVII. Estes estudos tiveram uma importância relevante no desenvolvimento da Química, uma vez que muitas das reacções utilizadas industrialmente se realizam no estado gasoso, em condições de pressão e temperatura muito variadas.




Lei de Boyle Mariotte

O volume de um gás varia inversamente com a pressão a que este é submetido. São reacções isotérmicas, ou seja, para a variação de volume e
pressão, o valor de temperatura a que o gás é sujeito mantém-se constante.


P1 x V1 = P2 x V2
→ Temperatura e quantidade química constantes.


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Lei de Charles e Gay-Lussac (Lei de Charles)

O volume de uma dada massa de gás, a pressão constante, é directamente proporcional à sua temperatura. É uma transformação isobárica.


V1 x T2 = V2 x T1 → Pressão e quantidade química constantes.

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Lei de Charles e Gay-Lussac (Lei de Gay-Lussac)
A pressão a que uma determinada massa de gás está sujeita, com um volume constante, é directamente proporcional à sua temperatura. É uma
transformação isocórica.

P1 x T2 = P2 x T1 Volume e quantidade química constantes.

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Lei de Avogadro

A quantidade química de um gás, com pressão e temperatura constantes, é directamente proporcional ao seu volume.

V1 x n2 = V2 x n1 Pressão e temperatura constantes.


A quantidade química de um gás, com volume e temperatura constantes, é directamente proporcional à pressão exercida sobre esse gás.
P1 x n2 = P2 x n1 Volume e temperatura constantes.


Gás Real Vs. Gás Ideal

O comportamento real de qualquer gás envolve vários pressupostos:

  • Os choques entre as unidades estruturais não são perfeitamente elásticos, logo, a energia cinética varia;
  • As unidades estruturais são as moléculas com dimensões;
  • Existem forças intermoleculares atractivas entre as unidades estruturais;
  • Quando submetidos a pressões elevadas, liquefazem-se.

O comportamento ideal de qualquer gás envolve vários pressupostos:

  • Pode ser infinitamente comprimido ou arrefecido, sem que se liquefaça;
  • O volume das moléculas, unidades estruturais, é desprezável em relação ao volume do recipiente que as contém;
  • O volume varia uniformemente com a pressão;
  • As interacções entre moléculas são consideradas inexistentes;
  • Os choques entre as moléculas são perfeitamente elásticos (a energia cinética da molécula mantém-se constante).



Gás Real semelhante Gás Ideal

Quando os gases reais se encontram a baixas pressões, ou rarefeitos, e a temperatura elevada, têm um comportamento idêntico aos gases ideais, que pode ser descrito pela lei dos gases perfeitos. Noutras condições, os gases reais não obedecem à lei dos gases ideais.

O estado de um gás ideal fica definido pelas variáveis macroscópicas: pressão (P), volume (V) e temperatura Kelvin (T). A pressão está relacionada com o valor médio da quantidade de movimento transferida das partículas às paredes do recipiente nas colisões. A temperatura está relacionada com a energia cinética média das partículas.

PV = nRT




Catalisadores - Utilização na indústria


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Catalisadores

As reacções de catálise são de uso comum na indústria, além de ocorrerem em várias situações do nosso dia-a-dia, do nosso
organismo e do meio ambiente. Os catalisadores diminuem a energia de activação necessária para a ocorrência de uma
reacção, aumentando a velocidade da reacção.




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No domínio da indústria automóvel os catalisadores são dispositivos instalados nos conversores catalíticos nos
automóveis, feitos com uma mistura de platina, paládio e ródio. A função do catalisador nos veículos motorizados é a
diminuição da emissão de gases poluentes como o caso do monóxido de carbono, dos óxidos de azoto e dos
hidrocarbonetos que não sofreram combustão. A oxidação do monóxido de carbono e dos hidrocarbonetos vai
libertar dióxido de carbono e vapor de água para atmosfera, e reduzir a quantidade de óxidos de azoto.

São também utilizados em larga escala na indústria farmacêutica, cosmética, química, petroquímica, refinação do petróleo (transformação do óleo
bruto nos seus derivados).



Papel biológico

Nos seres vivos, uma das reacções de catalisação mais frequente é a das enzimas. Os catalisadores biológicos - as enzimas - são proteínas especializadas na catálise de reacções biológicas. A sua especificidade e poder catalítico são extraordinários, sendo o seu poder muito superior aos catalisadores artificiais. Como catalisadores celulares poderosos, as enzimas aumentam consideravelmente a velocidade da reacção porque diminuem a energia de activação, sem no entanto participar dela como reagente ou produto.

Contrariamente aos catalisadores orgânicos, as enzimas actuam a uma temperatura, pressão e pH moderados, sendo por isso mais eficientes do ponto de vista energético.
São utilizadas para a levedura do pão e da cerveja, para a clarificação dos sumos e para eliminar determinados tipos de sujidade, fazendo parte da constituição de certos detergentes.


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Os substratos são compostos que existem nas células e que vão reagir quimicamente;
A enzima é o catalisador que fará com que a reacção ocorra mais facilmente e de uma forma mais rápida;
Os produtos são os compostos que se irão formar na reacção.





Compostos de coordenação


Agentes quelantes
São compostos químicos formados por um ião metálico ligado por várias ligações covalentes a uma estrutura heterocíclica (aquela em que os átomos de carbono se ligam formando um anel) de compostos orgânicos como aminoácidos, péptidos ou polissacarídeos.


EDTA - Ácido etilenodiamina tetra-acético

É um composto orgânico que age como agente quelante, formando complexos muito estáveis com diversos iões metálicos. O EDTA é um ácido que actua como ligante hexadentado, ou seja, pode complexar o ião metálico através de seis ligações de coordenação: quatro aniões carboxilato (-COO-), após a saída dos 4H+ dos grupos carboxílicos, e também através dos dois N.

A sua forma molecular é C10H16N2O8.
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É usado como descolorante para cabelos, nos detergentes, no fabrico de pães e derivados da indústria alimentar. É usado durante tratamento endodôntico por ter uma função quelante e retirar iões cálcio (Ca2+). Essa afinidade com o cálcio, faz com que seja também utilizado como anticoagulante.

Hemoglobina

A hemoglobina (Hb) é uma metaloproteína, constituída por quatro grupos HEME, que possuem ferro no centro, o qual estabelece seis ligações de coordenação, 4 delas estabelecidas com o porfirina e outras duas a moléculas de oxigénio, estabelecendo assim o transporte de oxigénio pelo sistema circulatório, através dos glóbulos vermelhos (eritrócitos).
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A cor dos complexos e a importância dos metais

A - Por que razão os complexos têm cor?


A cor é uma das propriedades dos complexos. Os complexos com cor absorvem radiações da região do visível, transmitindo ou reflectindo as restantes. Esta absorção selectiva está associada à estrutura dos ligandos e do átomo central, uma vez que a presença do ligando faz deslocar as orbitais d do metal, que se encontram mais próximas dos ligandos, para níveis energéticos ligeiramente mais elevados, separando energeticamente as orbitas d.
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O fotão absorvido tem que ter energia igual à diferença de energia das orbitais d mais energéticas e as menos energéticas.

A cor do complexo depende da:

  • Natureza do ião metálico, nomeadamente do número de electrões nas orbitais d;
  • Disposição espacial dos ligandos em torno do ião metálico;
  • Natureza dos ligandos.


B- Que papel têm os metais para a vida humana?

Para o ser humano existem metais essenciais e metais tóxicos, cujos efeitos dependem da concentração.
A falta ou o excesso dos metais essenciais pode tornar-se fatal para o ser humano.



----Metais essenciais----
----Metais tóxicos----

Ferro
Cálcio
Magnésio
Potássio
Sódio



Mercúrio
Chumbo
Crómio



O ferro é um dos compostos da hemoglobina, que serve para transportar o oxigénio no sangue

O cálcio é essencial para a transmissão nervosa, coagulação do sangue, contracção muscular e actua também na respiração celular, além de garantir uma boa formação e manutenção de ossos e dentes. Devido à sua presença na formação óssea, o cálcio é um dos elementos mais abundantes no corpo humano.

A maior parte do magnésio no organismo é encontrada nos ossos e os seus iões desempenham papéis importantes na actividade de muitas enzimas e, em reacções que dependem de ATP, exercendo também exerce um papel estrutural. O ião Mg2+ tem uma função estabilizadora para a estrutura de cadeias de DNA e RNA.

O ião K+ está presente nas extremidades dos cromossomas, estabilizando a sua estrutura. A bomba de sódio e potássio é um mecanismo pelo qual se conseguem as concentrações requeridas de iões K+ e Na+ dentro e fora das células nervosas (concentrações de iões K+ mais altas dentro da célula do que no exterior), para possibilitar a transmissão do impulso nervoso.

O catião sódio tem um papel fundamental no metabolismo celular, como na transmissão do impulso nervoso através da bomba de sódio e potássio. Participa nas contracções musculares, no equilíbrio ácido-básico e na absorção de nutrientes pelas células. A sua carência nos seres humanos pode causar anorexia, náuseas, depressão, tonturas, dores de cabeça, dificuldade de memorização, fraqueza muscular e perda de peso.


Pessoas intoxicadas por vapor de mercúrio podem apresentar sintomas como dor de estômago, diarreia, tremores, depressão, ansiedade, gosto de metal na boca, hemorragias nas gengivas, insónias, perdas de memória, fraqueza muscular, nervosismo, mudanças de humor, agressividade, dificuldade de prestar atenção e até demência. No sistema nervoso o produto tem efeitos desastrosos, podendo causar desde lesões leves até à vida vegetativa ou morte, conforme a concentração.

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O chumbo é um dos mais perigosos metais pesados devido à quantidade e severidade dos seus efeitos. É classicamente uma toxina crónica, sendo observados poucos efeitos após uma exposição aguda a níveis relativamente baixos. Pode ter efeitos no sangue, medula óssea, sistema nervoso central e periférico e rins, resultando em anemia, anorexia, dores de cabeça, dificuldade de concentração e memorização, depressão, tonturas, sonolência, fadiga, irritabilidade, cólicas abdominais, dores musculares, nos ossos e articulações, insuficiência renal e hipertensão, sendo tóxico para a reprodução e desenvolvimento humanos.


O excesso de crómio no organismo humano pode causar: dermatites, úlcera, problemas renais e de fígado. Por outro lado, os compostos de crómio no estado de oxidação +6 são muito oxidantes, apresentando potencialidades cancerígenas.






Extracção Mineira

A - Extracção a céu aberto:

Este tipo de extracção provoca a contaminação dos recursos naturais do local, bem como a degradação paisagística das áreas circundantes, a acidulação dos solos, a poluição das águas e do ar, desflorestação, incêndios e destruição da fauna e flora. Este tipo de extracção é muito frequente nos Garimpos do Brasil.


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Garimpo no Brasil

B - Extracção no subsolo:


Este tipo de extracção é realizado em minas à superfície quando o minério se encontra no solo e este é extraído sem recorrer a grandes perfurações.
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Extracção no subsolo

C - Comentário:

A extracção mineira é uma forma de empregar uma grande quantidade de pessoas numa região com baixas capacidades económicas, permitindo assim equilibrar a qualidade de vida das populações mais necessitadas. É no entanto, uma actividade de risco, quer a nível pessoal, quer a nível ambiental, visto que os produtos resultantes da própria extracção podem ser prejudiciais aos trabalhadores, e também à fauna e flora que rodeiam o local.
Visto que esta actividade é extremamente essencial para o desenvolvimento de qualquer sociedade, a possibilidade de diminuição dos riscos está ao alcance da realização da extracção no subsolo, sendo diminuídas as consequências a nível paisagístico, as quais alertam mais as pessoas para este problema.




Pilhas

Uma pilha é um dispositivo no qual ocorre uma reacção de oxidação-redução espontânea, produzindo corrente eléctrica.


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Reacção de oxidação-redução.

Actualmente existem 4 tipos de pilhas:
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  • Pilhas primárias (não recarregáveis);
  • Pilhas secundárias ou acumuladores (recarregáveis);
  • Pilhas de combustível;
  • Pilhas de concentração.


Pilhas primárias.
1 - Que tipos de pilhas existem actualmente no comércio ?


As pilhas comerciais mais actualizadas no mercado são:
  • Pilha seca comum - Nesta pilha o electrólito não se encontra completamente seco, estando antes incorporado numa mistura pastosa húmida.

  • Pilha alcalina comum - É uma versão mais cara e melhorada da pilha seca comum. O electrólito alcalino é geralmente um gel de KOH.

  • Pilha de mercúrio - É um dos tipos de pilhas primárias, onde o ânodo é uma amálgama de zinco e mercúrio, o cátodo é uma pasta de óxido de mercúrio ligada a um botão de aço e o electrólito é uma pasta de óxido de Zn(s) e KOH.

  • Bateria de chumbo - É constituída por um conjunto de 6 pilhas idênticas ligadas em série. Em cada uma das pilhas, o ânodo é constituído por uma grelha de uma liga de chumbo, o cátodo é uma grelha de chumba recoberta com dióxido de chumbo, e o electrólito é uma solução de ácido sulfúrico diluído.

  • Bateria de níquel-cádmio - É uma pilha mais cara que a de chumbo, mas mais pequena (semelhante a uma pilha seca).

  • Pilha de combustível - São pilhas cujos reagentes devem ser constantemente renovados, e os produtos constantemente removidos.

2 - Será que todas as pilhas têm a mesma voltagem ?

Nem todas as pilhas possuem a mesma voltagem.
A pilha de Níquel-Cádmio possui uma voltagem de 1,4 volts, enquanto que a pilha alcalina comum possui uma voltagem de 1,54 volts.



3 - E no futuro, que pilhas utilizaremos ?

As pilhas de combustível vão ser a tecnologia do futuro, dado o seu potencial respeitante à preservação do meio ambiente. A única emissão produzida é o vapor de água. O rendimento é elevado, da ordem dos 50 a 60%. São silenciosas, não dispõem de órgãos mecânicos, o que faz reduzir os custos de manutenção, e também não produzem vibrações. O Hidrogénio, por outro lado, é praticamente inesgotável.

Uma pilha de combustível utiliza-se, geralmente, nos painéis solares, e para fornecer energia eléctrica nas naves espaciais.

O princípio da pilha de combustível ("fuel cell"), baseia-se no processo electroquímico que combina Hidrogénio com Oxigénio atmosférico, a uma temperatura da ordem dos 100ºC, produzindo electricidade e vapor de água.

H2(g) + O2(g) = H2O(g) + Electricidade