# Química verde

Química verde é uma ciência relacionada ao meio ambiente. Foi introduzida nos Estados Unidos, pelo cientista Mark Harrison, da Universidade de Lehigh. Essa ciência basicamente tem o conceito de que os elementos químicos não podem degradar a natureza.
Historicamente, a química verde surgiu a partir de uma variedade de ideias existentes e os esforços de pesquisas (tais como economia de átomos e catálise) no período que antecedeu a década de 1990, no contexto de uma crescente atenção aos problemas de poluição química e esgotamento de recursos. O desenvolvimento da química verde na Europa e nos Estados Unidos estava ligado a uma mudança nas estratégias de resolução de problemas ambientais: um movimento de comando e regulação de controle e redução obrigatória das emissões industriais, a fim de prevenir a ativa poluição através do design inovador das próprias tecnologias de produção. O conjunto de conceitos, hoje reconhecidos como a “química verde”, se uniram na metade da década de 1990, juntamente com uma adoção mais ampla do termo, que prevaleceu sobre termos concorrentes, tais como química "limpa" ou "sustentável". $^{[2]}$
A Química Verde é definida pela International Union of Pure and Applied Chemistry - IUPAC, como: "A invenção, desenvolvimento e aplicação de produtos e processos químicos para reduzir ou eliminar o uso e a geração de substâncias perigosas". Nessa definição, o termo “perigosas” deve ser entendido como substâncias nocivas de algum modo à saúde humana ou ao meio ambiente.
Basicamente, a química verde é uma área de química e engenharia química focada na concepção de produtos e processos que minimizam o uso e a geração de substâncias perigosas. $^{[3]}$ Considerando que a química ambiental se concentra nos efeitos de substâncias químicas poluentes sobre a natureza, a química verde se concentra em abordagens tecnológicas para prevenir a poluição e reduzir o consumo de recursos não renováveis. Se sobrepõe a todas as subdisciplinas de química, mas com um foco particular na síntese química, química de processo e engenharia química, em aplicações industriais. Em menor grau, os princípios da química verde também afetam as práticas laboratoriais. Os objetivos globais da química verde - ou seja, design mais eficiente em recursos e intrinsecamente mais seguro de moléculas, materiais, produtos e processos - podem ser perseguidos em uma ampla gama de contextos. $^{[4][5][6][7][8][9]}$
Pode ser utilizada em várias áreas como: reciclagem de materiais orgânicos, na despoluição de indústrias siderúrgicas e na construção dos chamados "prédios verdes": edifícios feitos com materiais não-poluentes.
Mercedes-Benz, fábrica alemã de automóveis, estão usando essa química nos escapamentos dos carros para transformar dióxido de carbono em ar e água.
Assim, a química verde é cada vez mais vista como uma poderosa ferramenta que os pesquisadores devem usar para avaliar o impacto ambiental da nanotecnologia. À medida que os nanomateriais são desenvolvidos, os impactos ambientais e de saúde humana, tanto dos produtos como dos processos para fazê-los, devem ser considerados para assegurar sua viabilidade econômica a longo prazo. $^{[10]}$

## Princípios

Em 1998, Paul Anastas publicou um conjunto de doze princípios para orientar a prática da química verde, sendo que estes abordam uma série de maneiras de reduzir os impactos ambientais e de saúde da produção química e também indicam prioridades de pesquisa para o desenvolvimento de tecnologias de química verde. $^{[11]}$
Os princípios abrangem conceitos como:
* A concepção de processos para maximizar a quantidade de matéria-prima que termina no produto;
* A utilização de matérias-primas e fontes de energia renováveis;
* A utilização de substâncias seguras e benignas para o ambiente, incluindo solventes, sempre que possível;
* A concepção de processos de eficiência energética.
Os doze princípios da química verde são:
* É melhor prevenir o desperdício do que tratar ou limpar o lixo depois de formado.
* Métodos sintéticos devem ser projetados para maximizar a incorporação de todos os materiais utilizados no processo no produto final.
* Sempre que possível, as metodologias sintéticas devem ser concebidas para utilizar e gerar substâncias que possuem pouca ou nenhuma toxicidade para a saúde humana e para o ambiente.
* Os produtos químicos devem ser concebidos para preservar a eficácia da função, reduzindo simultaneamente a toxicidade.
* A utilização de substâncias auxiliares (como solventes, agentes de separação, etc.) deve ser tornada desnecessária sempre que possível e inócua quando utilizada.
* Os requisitos energéticos devem ser reconhecidos por seus impactos ambientais e econômicos e devem ser minimizados. Os métodos sintéticos devem ser conduzidos à temperatura e pressão ambiente.
* A matéria-prima deve ser renovável e economicamente viável.
* A redução de derivados deve ser evitada, sempre que possível.
* Os reagentes catalíticos (tão seletivos quanto possível) são superiores aos reagentes estequiométricos.
* Os produtos químicos devem ser concebidos de modo que, no final da sua função, não persistam no ambiente e se decompõem em produtos de degradação inócuos.
* As metodologias analíticas precisam ser desenvolvidas para permitir a monitoração e controle em tempo real antes da formação de substâncias perigosas.
* As substâncias e a forma como elas são utilizadas em um processo químico devem ser escolhidas de modo a minimizar o potencial de acidentes químicos, incluindo libertações, explosões e incêndios.

## Exemplos

Como já discutido, muitas industrias e, até mesmo, pequenos laboratórios químicos, vêm buscando se adequar aos princípios da química verde. Vários exemplos podem ser citados: desenvolvimento de catalisadores; eliminação ou substituição de solventes; uso de matérias-primas renováveis; substituição de produtos tóxicos por outros ambientalmente aceitáveis. Abaixo seguem alguns exemplos mais específicos.
* Solventes verdes
Solventes são consumidos em grandes quantidades em muitas sínteses químicas, bem como para a limpeza. Os solventes tradicionais são frequentemente tóxicos ou clorados. Os solventes verdes, por outro lado, são geralmente derivados de recursos renováveis e biodegradáveis a produtos inócuos, muitas vezes de ocorrência natural. $^{[12][13]}$
* Técnicas sintéticas
As técnicas sintéticas novas ou aperfeiçoadas podem muitas vezes proporcionar um melhor desempenho ambiental ou permitir uma melhor aderência aos princípios da química verde. Por exemplo, o Prêmio Nobel de Química de 2005 foi concedido a Yves Chauvin, Robert H. Grubbs e Richard R. Schrock, pelo desenvolvimento do método de metátese em síntese orgânica, com referência explícita à sua contribuição para a química verde. $^{[14]}$ Uma revisão de 2005 identificou três desenvolvimentos chaves na química verde no campo da síntese orgânica: uso do dióxido de carbono supercrítico como o solvente verde, peróxido de hidrogênio aquoso para oxidações limpas e o uso do hidrogênio na síntese assimétrica.
* Hidrazina
Se fizermos uma analogia, é possível identificar o Princípio 2, citado acima, no processo de peróxido para produzir hidrazina sem cogeração de sal. A hidrazina é tradicionalmente produzida pelo processo Olin Raschig a partir de hipoclorito de sódio (o ingrediente ativo em muitos branqueadores) e amônia. A reação líquida produz um equivalente de cloreto de sódio por cada equivalente do produto alvo hidrazina: $^{[15]}$
NaOCl + 2NH3 → H2N-NH2 + NaCl + H2O
No processo de peróxido mais verde, utiliza-se peróxido de hidrogênio como oxidante, sendo o produto secundário água. A conversão líquida é a seguinte:
2NH3 + H2O2 → H2N-NH2 + 2H2O
De acordo com o Princípio 4, este processo não requer solventes de extração auxiliares. A metiletilcetona é utilizada como veículo para a hidrazina, facilitando o processamento sem a necessidade de um solvente de extração.
* Ácido succínico
O ácido succínico é uma substância química de plataforma que é um importante material de partida nas formulações dos produtos do dia-a-dia. Tradicionalmente, o ácido succínico é produzido a partir de matérias-primas à base de petróleo. BioAmber desenvolveu um processo e tecnologia que produz ácido succínico a partir da fermentação de matérias-primas renováveis ​​a um custo mais baixo e menor gasto de energia do que o equivalente de petróleo. $^{[16]}$
* Interistificação de gorduras
Em 2005, Archer Daniels Midland (ADM) e Novozymes ganhou o Prêmio Sintéticos Mais Verdes por seu processo de interesterificação enzimática. Em resposta ao pedido de rotulagem de gorduras trans sobre a informação nutricional pela US Food and Drug Administration (FDA), a Novozymes e a ADM trabalharam em conjunto para desenvolver um processo enzimático limpo para a interesterificação de óleos e gorduras através do intercâmbio entre saturado e insaturado. O resultado são produtos comercialmente viáveis ​​sem gorduras trans. Além dos benefícios para a saúde humana da eliminação de gorduras trans, o processo reduziu o uso de produtos químicos tóxicos e água, impede grandes quantidades de subprodutos e reduz a quantidade de gorduras e óleos desperdiçados.

## Legislação e Química Verde

Em alguns países existem leis que buscam adentrar as indústrias aos princípios da química verde.
No Estados Unidos, por exemplo, a lei que rege a maioria dos produtos químicos industriais (excluindo pesticidas, alimentos e produtos farmacêuticos) é a Lei de Controle de Substâncias Tóxicas (TSCA) de 1976. Há também a Lei de Prevenção da Poluição, aprovada em 1990, que ajudou a promover novas abordagens para lidar com a poluição, prevenindo os problemas ambientais antes que eles aconteçam.
Na União Europeia, foi criado, em 2007, o programa REACH (Registration, Evaluation, Authorisation, and Restriction of Chemicals, em português Registo, Avaliação, Autorização e Restrição de Produtos Químicos), que exige que as empresas forneçam dados que demonstrem que os seus produtos são seguros. O presente regulamento (1907/2006) garante não só a avaliação dos perigos dos produtos químicos, mas também os riscos durante a sua utilização, bem como inclui medidas para proibir ou restringir/autorizar a utilização de substâncias específicas. A ECHA, (EU Chemicals Agency in Helsinki, em português Agência Europeia dos Produtos Químicos), em Helsínquia, está a implementar o regulamento, enquanto que a aplicação recai sobre os Estados-Membros da UE. Aprovada em 1990, a Lei de Prevenção da Poluição ajudou a promover novas abordagens para lidar com a poluição, prevenindo os problemas ambientais antes que eles aconteçam.

## A ambiguidade do termo

Há ambiguidades na definição de “química verde” e em como ela é compreendida entre as mais amplas comunidades científicas, políticas e empresariais. Mesmo dentro da química, os pesquisadores usam o termo "química verde" para descrever uma gama de trabalho independentemente da estrutura apresentada por Anastas e Warner (ou seja, os 12 princípios). Embora nem todos os usos do termo sejam legítimos, muitos ainda são. Mais amplamente, a ideia de química verde pode facilmente ser ligada (ou confundida) com conceitos relacionados como engenharia verde, design ambiental ou sustentabilidade em geral. A complexidade e natureza da química verde torna difícil conceber métricas claras e simples. Como resultado, "o que é (de fato) verde" é muitas vezes aberto a debate.

## Curiosidade: Química Verde na Educação

Muitas instituições oferecem cursos em Química Verde. Exemplos de todo o mundo são a Universidade Técnica da Dinamarca e várias nos EUA. Um curso de mestrado em Tecnologia Verde foi introduzido pelo Instituto de Tecnologia Química, na Índia. Na Espanha, diferentes universidades, como a Universidade de Jaime I ou a Universidade de Navarra, oferecem mestrados de Química Verde. Há também sites com foco na química verde, como o Michigan Green Chemistry Clearinghouse: www.migreenchemistry.org.