Uma breve história da energia na Química

Falar da descoberta de algo tão comumente visto hoje, o fogo, pode ser algo a primeira vista tratado sem grande importância, dada a facilidade em obtê-lo. No entanto, no Paleolítico esta seria a descoberta que mudaria a vida do homem para sempre.

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Segundo a mitologia grega, o fogo foi dado aos seres humanos pelo titã Prometeu que o roubou do próprio Zeus, o maior deus segundo os gregos. Por isso Prometeu foi castigado. Há vários outros mitos e histórias sobre o surgimento do fogo, mas em todas elas pode se notar a presença da busca do homem pelo poder dos fenômenos que a natureza lhe proporciona para facilitar sua vida.

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Por volta do século VI a. C., antigos filósofos gregos deram os primeiros passos na direção de uma forma de pensar mais racional, isto é, buscaram entender os fenômenos por meio da observação e da reflexão, sem se contentar com uma resposta que dependesse da vontade dos deuses ou do sobrenatural.

Tales de Mileto (624-546 a. C), por exemplo, considerava a água a essência de toda a matéria. Muitos outros filósofos precursores de Tales de Mileto levantariam também suas hipóteses. Empédocles (490-430 a.C.), propõe os quatro elementos básicos do cosmos: terra, fogo, ar e água.

Durante o século V a. C., dois filósofos de Abdera, na Grécia, Demócrito e Leucipo, sugeriram que tudo era composto de partículas minúsculas, indivisíveis e imutáveis, que eles denominavam átomos.

A teoria dos quatro elementos foi adotada pelo filósofo grego Aristóteles (384 – 322 a.C.) como modelo para a sua explicação da natureza. Nos informa Maar (1999) que Aristóteles, para fugir da ideia de vácuo, propõe um quinto elemento, a quintessência, o éter, permeando a matéria.

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Na segunda metade do século XVII uma nova explicação do fogo foi proposta pelo alemão Johann Becker que tentava uma explicação para o fenômeno. Conforme Strathern (2002, p. 175) o mistério da combustão fora objeto de especulação filosófica desde o tempo dos gregos antigos. Este autor assinala que a teoria do flogisto aparentava explicar, de maneira científica, muitos dos maiores mistérios da transformação material.

Esta teoria foi abertamente aceita e perdurou até o fim do século XVIII, quando o famoso químico francês Antoine Lavoisier questionou seu fundamento ao perceber que, apesar da teoria do flogisto dizer que os metais deveriam perder flogisto quando expostos ao aquecimento, algumas substâncias aumentavam o valor de sua massa. Ainda sim era preciso que se provasse experimentalmente que a teoria do flogisto era falsa.

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Enfim Lavoisier mostrara que o flogisto não existia. Lavoisier libertou a Química dos grilhões do flogisto, os resquícios da visão medieval. Ele foi um pioneiro de um método científico que poderia mapear rapidamente os elementos.

Com a queda da teoria flogística e dos quatro elementos, o fogo não é mais considerado um elemento. Ele é produto numa reação de combustão que necessariamente deverá estar presente o oxigênio, representando não mais como um elemento, mas como a energia que é liberada em forma de luz e calor, juntamente com os produtos formados. As reações de combustão são genericamente representadas como sendo um composto de carbono reagindo com oxigênio gasoso gerando gás carbônico e água. Esta reação é caracterizada pela liberação de energia, a qual pode variar em quantidade dependendo da reação em questão. É importante também ressaltar que, apesar desta reação ser deslocada para formação de produtos, é necessário uma fonte de ignição para que a reação seja iniciada.

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Em 1760 na Inglaterra a química iria provocar, de forma mais relevante, um maior impacto na economia: era chegada a Revolução Industrial. A escassez de carvão vegetal provocada pela devastação das florestas provocou a procura de uma outra fonte de aquecimento para a fundição do ferro. A solução encontrada veio com o cavão mineral.

Umas dos problemas enfrentados pelas empresas mineiras inglesas de extração de carvão estava relacionado com o alargamento e o bombeamento de ar para as partes mais profundas das minas.

Braga et al (2005, p. 32) ressalta que essas dificuldades apresentadas para a extração do carvão estimularam estudos desenvolvidos – que já vinham sendo estudados no século XVII – sobre a produção de vácuo por meio da condensação do vapor que levaram o engenheiro militar inglês Thomas Savery (1650-1775) a desenvolver um novo tipo de mecanismo que não usava a força animal. O novo mecanismo foi patenteada em 1698 permitindo a Savery “o direito de utilização exclusiva dessa máquina por 35 anos”.

Com a expansão da atividade mineradora na Inglaterra a partir do século XVIII o mecanismo desenvolvido por Savery transformou-se na primeira máquina a vapor, conhecida também como “máquina de fogo”.

motor-2Braga et al (2005) pondera que a utilização de vapor a alta pressão no cilindro era considerada uma das desvantagens da máquina de Savery. Esse fato foi responsável por descobertas de outros mecanismos. A correção do problema foi a criação de uma outra máquina projetada em 1712 por Thomas Newcomen (1663-1729). O motor a vapor foi amplamente usado nesta primeira etapa da Revolução Industrial até meados de 1860, quando outros países como França, Alemanha, Rússia e Itália também começaram a desenvolver suas indústrias e sua economia, precisando, para isto, investir no desenvolvimento das ciências e patrocinando químicos e físicos.

Braga et al (2005) lembra que a máquina de Newcomen foi uma síntese de diversos trabalhos que vinham se realizando desde o fim do século XVII por engenheiros e filósofos naturais ingleses e franceses. A busca pelo desenvolvimento industrial a todo custo disseminou-se logo por toda a Europa, causando grandes descobertas nos mais diferentes ramos da ciência, principalmente no que se diz respeito à energia. Os motores a vapor não estavam mais aguentando a demanda e a reação de combustão há muito, já era conhecido, da mesma forma que o seu considerável fornecimento de energia, fato pelo qual seu uso foi amplamente requisitado, e o é até hoje..

A corrida pela melhor fonte de energia fez com se descobrisse tantas outras maneiras que a gerassem, são elas: a primeira pilha, o primeiro gerador e a lâmpada elétrica incandescente. Em 1881 a primeira usina hidrelétrica no Brasil entraria em operação no rio Ribeirão do Inferno, em Minas Gerais. No Rio Grande do Sul foi inaugurada a primeira termelétrica do Brasil, Velha Porto Alegre, em 1887.

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Uma descoberta revolucionária e utilizada até os dias de hoje para a geração de energia é o petróleo este era utilizado pelos egípcios para embalsar os mortos e, pelos pré-colombianos era pioneiramente empregado na pavimentação de estradas. O primeiro poço de petróleo foi descoberto nos Estados Unidos – Pensilvânia – no ano de 1859. Em 1954 é criada a Petrobras com o objetivo de monopolizar a exploração do petróleo no Brasil.

O ano de 1906 foi marcado pelo uso disparado de combustíveis. Os carros movidos a vapor foram aos poucos sendo substituídos pelos de motor de combustão interna, alimentados por gasolina e outros derivados do petróleo. A crise do petróleo na década de 70 chama atenção para a urgência de novas fontes de energia. O etanol, combustível de origem vegetal, surge como alternativa. A produção inicial de 600 milhões de litros em 1975 sobe para 12 bilhões em 1986. Até 2000, foram fabricados mais de 5 milhões de veículos a álcool (MINUANO, 2007).

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Em 1942, a partir das descobertas feitas em 1938 pelos físicos alemães Otto Hahn e Fritz Strassmann, a fissão nuclear de urânio é cogitada como alternativa de geração de energia. A opinião se dividiu a partir de 1986, com o acidente nuclear de Chernobyl, na Ucrânia, em que milhares de pessoas morreram ou foram contaminadas. Até lá, a poderosa descoberta destes dois físicos alemães já havia sido usada como arma química na Segunda Grande Guerra.

Nos anos de 1990 inicia-se, além da busca de novas fontes de energia, a preocupação quanto aos impactos ambientais ocasionadas por estas. Já não bastava mais que energia fosse eficiente, era preciso que fosse também sustentável e renovável. Neste meio político e econômico que surgem a energia eólica e a energia solar. Em 2000 combustíveis como o biodiesel e o etanol produzidos a partir de cana-de-açúcar, plantas e resíduos agropecuários ganham a cena como soluções sustentáveis. A combustão, por exemplo, apesar de estar muito ligada ainda à ideia de energia não limpa pode sim ser utilizada no lançamento de foguetes, uma vez que esta reação além de limpa libera uma quantidade exorbitante de energia.

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Esta reação, no entanto, é muito perigosa devido a falta de controle da mesma, tornando-a inviável de ser utilizada em ampla escala. “Não sei com que armas a III Guerra Mundial será lutada. Mas a IV Guerra Mundial será lutada com paus e pedras.” Esta citação do famoso físico Albert Einstein ilustra com clareza a busca pela riqueza e poder a todo e qualquer custo presente no ser humano. Não há a menor dúvida que nas guerras, durante toda a história, grande desenvolvimento tecnológico ocorreu, mas será que valeu a pena quando se pensa em todas as vidas que foram roubadas para que isso fosse possível? Conceitos de ética e moral referentes a criação de novas substancias devem ser cuidadosamente analisados, e podem ser diferentes na realidade cultural e econômica de cada sociedade. Para que novas fontes de energia sejam descobertas é necessário avaliar toda a história, de modo a não repetir erros do passados.


Por Skarlet Elizabeth Schubert
Licencianda em Química na Universidade do Estado de Santa Catarina


Momento Químico. O aumento do etanol na gasolina (capa). Projeto PRAPEG: Programa de Apoio ao Ensino de Graduação. UDESC - Joinville - Departamento de Química. Ano 1, Nº 1. Mar/Abr 2015. 1-4 p.

Referências

– AL-KHALILI, Jim. Documentário BBC: Química: uma Historia Volátil. 2010.
– ATKINS, Peter; JONES, Loretta. Princípios de química: Questionando a vida moderna e o meio ambiente. São Paulo: Bookman, 2012. – BRAGA, Marco; GUERRA, Andreia et al. Breve história da ciência moderna: das luzes ao sonho do doutor Frankenstein século XVIII. Vol. 3, Rio de Janeiro: zahar, 2005.
– BUCKINGHAM, Will; BURNHAM, Douglas et al. O livro da filosofia. São Paulo, 2011.
– ELETROBRAS. Linha do tempo da energia. Acesso em 07 de março de 2015.
– CHASSOT, Attico. A ciência através dos tempos. 2.ed. reform. São Paulo: Moderna, 2011
– GREENBERG, Arthur. Uma breve história da química: da alquimia às ciências moleculares modernas. São Paulo: Blucher, 2009.
– HARTL, Judith. 1938: Otto Hahn descobre a fissão nuclear do urânio. Acesso em 08 de março de 2015.
– HOFFMANN, Roald. O mesmo e o não-mesmo. São Paulo. UNESP, 2007.
– MAAR, Juergen Heinrich. Pequena História da Química: dos Primórdios a Lavoisier. Florianópolis: Papa-Livro, 1999.
– MINUANO, Carlos. Combustíveis: da madeira ao biocombustível. Acesso em 08 de março de 2015.
– STRATHERN, Paul. O sonho de Mendeleiev: a verdadeira história da química. Rio de Janeiro: Zahar, 2002.
– SABILLE-LOPEZ, Phillipe. Petróleo. Acesso em 08 de março de 2015.
– SANTIAGO, Emerson. Motor a vapor. Acesso em 08 de março de 2015.
– UNIVERSIA BRASIL. 10 lições que os estudantes por aprender com Albert Einstein. Acesso em 08 de março de 2015.

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