Influência da 2º Guerra Mundial no desenvolvimento da indústria química

O impacto da 2ª Guerra na indústria química foi idêntico ao da 1ª Guerra. A Alemanha voltou a ser isolada das suas fontes de matérias primas e a ter que se virar para os produtos sintético: borracha e gasolina a partir do carvão.

O Reino Unido e os EUA não foram afectados ao mesmo nível, mas a necessidade de polímeros, como o polietileno e o nylon, para isolamento eléctrico e pára-quedas era alta. 

No fim da guerra o desenvolvimento nestes três países na área dos polímeros tinha sido grande.

Durante a 2ª Guerra muitas das fábricas da indústria química na Alemanha foram destruídas e a informação sobre os processos obtida por ingleses e americanos. A I. G. Farben, uma grande e importante empresa, foi dividida pelos aliados num conjunto de pequenas companhias (Bayer, BASF, Hoechst) eliminando a sua competitividade. Tudo isto sem contar com a divisão politica da Alemanha em Oriental e Ocidental.

As maiores mudanças na química mundial desde o fim da guerra estão relacionadas com a química orgânica e em particular com as matérias primas usadas como intermediários (etileno, propeno, benzeno, tolueno...) e obtidas a partir do petróleo.

O início da indústria de polímeros

No período entre as Guerras houve um enorme incremento na indústria de polímeros (moléculas de grandes dimensões, e que constituem aquilo a que chamamos plásticos), estando o seu desenvolvimento posterior muito interligado com o da petroquímica. 

O homem sempre utilizou polímeros naturais (seda, lã, celulose...), no entanto o interesse químico pelos polímeros data do início do século 19. Nesta altura foram feitas tentativas para modificar quimicamente polímeros naturais para lhes dar outros usos e propriedades, e alguns exemplos foram já referidos em posts anteriores. O primeiro polímero não natural foi a nitrato de celulose, fabricado em 1862, pela nitração do polímero natural celulose. O celulóide, que era nitrato de celulose misturado com cânfora para o tornar mais maleável, foi usado para substituir o marfim das bolas de bilhar e teclas de piano, depois foi usado para produzir películas de cinema. No entanto é altamente inflamável e teve que ser substituído. Outros exemplos de polímeros sintéticos modificados são o acetato de celulose usado para impermeabilizar tecidos usados no fabrico de aeroplanos na 1ª guerra, como fibra semi-sintética e como filme na indústria fotográfica. E ainda a borracha vulcanizada.

O primeiro polímero 100% sintético, ou seja fabricado pelo homem a partir de pequenas moléculas,  foi a baquelite introduzida em 1909. Desenvolvida para substituir um produto natural em falta e que ainda hoje é usada. Embora a reacção fosse descoberta alguns 20 anos antes foi necessário um estudo muito sistemático e cuidado para controlar convenientemente a sua manufactura.

O desenvolvimento da tecnologia de alta pressão e das teorias químicas da polimerização levaram a que nos anos 30 e 40 surgissem no mercado alguns outros polímeros como, por exemplo, o nylon e o polietileno. 

O polietileno é provavelmente o plástico produzido em maior quantidade.  Este polímero foi preparado pela primeira vez na Grã-Bretanha em 1934 nos laboratórios da ICI. A produção industrial começou 5 anos mais tarde, quase no início da II Guerra. A sua primeira aplicação foi como isolante nos fios eléctricos dos radares militares. Dada importância destes na Guerra e a dificuldade de funcionarem eficientemente caso o polietileno não estivesse disponível, diz-se muitas vezes que o polietileno foi o plástico que ganhou a guerra.

Este foi apenas  início de uma indústria que nos permitiu ter acesso a uma grande variedade de novos materiais com características únicas, e a que muito devemos no que diz respeito à forma como vivemos e ainda à sua contribuição para o desenvolvimento da ciência e tecnologia. 

Influência da 1º Guerra Mundial no desenvolvimento da indústria química

Em 1914 a Alemanha dominava a indústria química a nível mundial e estava extremamente avançada em relação aos outros países no que diz respeito a química aplicada e desenvolvimento tecnológico. Contudo a 1º Guerra Mundial veio alterar a situação. Tanto na Alemanha como no Reino Unido foi estimulada a indústria envolvida na produção de explosivos. A Alemanha lançou-se na produção de nitratos para fertilizantes uma vez que os importados do Chile não lhes chegavam. Foi ainda isolada das suas fontes de matérias primas e, além disso, muitos mercados fecharam-se não lhe possibilitando a exportação dos seus corantes. Tal fez com que estes produtos faltassem no Reino Unido e nos EUA. Como resultado houve uma enorme expansão da produção destes produtos nestes dois países.

A guerra estimulou a produção interna dos diversos países e alertou os governos para a importância da indústria química e, em consequência, os anos de pós guerra foram anos de expansão para esta indústria. Este desenvolvimento levou a um excesso de produção e por volta de 1920 a concorrência internacional era grande e muitas empresas começaram reunir-se e a formar grandes companhias com grandes bases financeiras, muita experiência e conhecimentos científicos e tecnológicos. 

Os EUA tinham petróleo e refinarias próprias há alguns anos e nos anos 20 surgiu o interesse de usar fracções de petróleo para produzir compostos orgânicos. Contudo até 1940 as potencialidades eram limitadas e os EUA eram o único país com petroquímica. 

A indústria de corantes foi decisiva no processo de evolução da indústria química

A indústria de corantes, que se iniciou após a descoberta de Perkin referida no post anteiror, cresceu rapidamente e em 1870 a Inglaterra dominava esta indústria. Porém, a investigação em Inglaterra era muito académica nesta altura, ao passo que na Alemanha era muito mais dirigida para a aplicação prática dos produtos. Isto fez com que os alemães avançassem muito mais rapidamente na produção de corantes e tiveram tal sucesso que em 1914, quando do início da 1º Guerra Mundial eles dominavam a produção mundial destes compostos detendo mais de 75% do mercado mundial.

 BASF factory, Ludwigshafen (ca. 1900)    Edelstein Collection, Hebrew University

As bases muito sólidas obtidas da produção de corantes, não só bases económicas mas também técnicas, conhecimento científico e experiência de investigação, fez que as maiores companhias (BASF, Bayer, Hoechst) começassem a exercer actividades noutras áreas da indústria química. No início do século XX tinham feito avanços consideráveis na indústria farmacêutica. Os primeiros , medicamentos com sucesso a serem fabricados foram a Aspirina, lançada pela Bayer em 1899, e o Salvarsan, para tratamento da sífilis, lançado pela Hoechst em 1910.

 A BASF, por seu lado, concentrou-se na química inorgânica e teve bastante sucesso no desenvolvimento de um processo para fabrico de ácido sulfúrico e depois para produção de amoníaco (processo Haber). Este foi um passo fundamental no processo de evolução da indústria  química, pois exigia fábrica muito sofisticadas para processar gases a altas temperaturas e pressões.

Indústria Química - os primórdios

A evolução da indústria química actual é muito recente e aconteceu, tal como para a maior parte da indústria com a revolução industrial que ocorreu em países como o Reino Unido em 1800 e noutros países muito mais tarde. 

O seu desenvolvimento foi estimulado por necessidades de outras indústrias que precisavam de determinados produtos químicos. A indústria do sabão precisava de base para a saponificação de gorduras animais e vegetais, a indústria do vidro necessitava de areia (sílica) e soda (carbonato de sódio)...

Um avanço fundamental foi conseguido quando, em 1746 em Birmingham, Roebuck e Gardner substituíram os vasos reaccionais de vidro, usados até essa altura, por câmaras de chumbo. As reacções em vasos de vidro tinham limitado a escala de produção de ácido sulfúrico (vitriol) necessário para a produção de soda (carbonato de sódio) a partir de sal.

Muitos dos processos evoluíam por tentativa e erro visto que muitas vezes a teoria química subjacente era pouco compreendida. Os avanços nos conhecimentos e teorias científicas que ocorreram durante o século 19 foram fundamentais para um desenvolvimento da indústria química e dos processos usados.

Durante alguns anos os produtos manufacturados eram essencialmente produtos inorgânicos os produtos orgânicos eram obtidos de fontes naturais(óleos, gorduras, corantes e fibras naturais como algodão e lã, medicamentos naturais...). De facto, até meados do século 19 não se pode falar de indústria química orgânica. No entanto, em 1856 aconteceu que algumas experiências planeadas não deram os resultados desejados. 

William Henry Perkin, estava a tentar sintetizar  quinino um composto natural usado para combater a malária. No entanto, em vez de quinino obteve um precipitado preto. Em vez de o deitar fora, resolveu analisá-lo e verificou que era um composto púrpura que tinha grandes potencialidades como corante. Assim foi sintetizado o primeiro corante sintético. Ironicamente este produto foi obtido porque a anilina estava muito impura. Ele tinha apenas 18 anos e estudava em Londres, mas decidiu de imediato abandonar os estudos e montar a sua indústria de corantes para produzir este composto.

O amido do arroz...

O arroz, elemento básico da dieta de muitos povos, é também um dos alimentos de presença transversal numa grande variedade de cozinhas. Um arroz muito solto para acompanhar um caril, um risotto, um sushi e um arroz de mariscos são disso um bom exemplo. 

O arroz é um cereal, sendo o seu principal componente o amido – um hidrato de carbono. De um modo muito esquemático pode dizer-se que o amido se assemelha a um conjunto de colares com todas as contas iguais; estas contas não são mais do que um açúcar – a glucose. E existem dois tipos de colares: um não ramificado, denominado amilose, e outro com ramificações – a amilopectina. 

Consoante a proveniência de um amido as percentagens de amilose e amilopectina variam. Tal acontece, por exemplo, nos diferentes tipos de arroz. O interessante é que a composição do amido se reflecte nas características culinárias do arroz, bem como no seu aspecto morfológico: maiores quantidades de amilose existem em arroz de grão longo que, quando cozinhado, fica solto - um bom exemplo é o arroz basmati usado na cozinha indiana; quantidades muito baixas de amilose existem em arroz de grão curto que quando cozido fica muito colante - é o caso do arroz próprio para o sushi. E, no intervalo, todas as graduações são possíveis. [1]

Em Portugal temos a sorte de cultivar um tipo de arroz, o Arroz Carolino, com um teor médio em amilose, que é de tal modo versátil que, desde que apropriadamente cozinhado, faz sempre boa figura. 

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[1] Sabe-se hoje que também as proteínas e outros compostos têm a sua participação na definição das características do arroz, mas muita investigação está ainda a ser feita para tentar esclarecer melhor esta contribuição.

O aroma dos alimentos cozinhados no micro-ondas

Sabia que a libertação de aromas quando os alimentos são aquecidos no forno de micro-ondas é diferente da que ocorre num forno tradicional? 

Neste a evaporação à superfície do alimento causa aí uma pequena descida de temperatura. Assim a superfície do alimento fica um pouco menos quente que a zona imediatamente a seguir e mais quente que o ar que a rodeia. Este fenómeno, reduz as perdas de componentes do sabor de baixo peso molecular (mais voláteis) durante o aquecimento. 

No micro-ondas a evaporação da água pode causar uma destilação por arrastamento de vapor dos componentes do aroma. O cheiro que sentimos é mais intenso, porque estes compostos volatilizam mais facilmente e consequentemente não vão contribuir para o sabor final. Quanto menor o peso molecular e mais solúveis em água os componentes individuais do aroma forem, mais se perdem.

A forma de libertação dos aromas e o desenvolvimento de técnicas para conservar os aromas naturais tão frescos quanto possível, de forma a optimizar a qualidade, são um desafio no desenvolvimento de produtos alimentares congelados  e tem sido objecto de um longo e aprofundado trabalho de investigação.