Óleos e graxas
Impacto
ambiental é tudo aquilo que o homem faz que altera o meio ambiente sejam eles
bons ou ruins, nos casos dos óleos e graxas trazem grandes prejuízos quando há
derramamento seja no mar, rios ou até mesmo no solo. Muitos já ouviram falar
sobre o assunto, mas como são produtos de uso diário não dão tanta importância
ao assunto e acabam descartando de forma incorreta os resíduos destes produtos.Neste trabalho vamos abordar os seguintes assuntos:
· Estrutura e propriedades físico-químicas do contaminante;
· Principais fontes de contaminação
· Efeitos nos seres vivos;
· Como minimizar a contaminação / Biorremediação
Estruturas
físico-químicas do contaminante Ácido e Graxos
Óleos são neutros, de natureza apolar
(não polar), e são concomitantemente hidrofóbicos (fobia de água), por não
interagirem com a água, e lipofílicos (afinidade por lipídios), por serem
solúveis em outros tipos de lipídios (óleos, solventes orgânicos). Os
componentes mais expressivos dos óleos e gorduras são os triglicerídeos e suas
propriedades físicas dependem da estrutura e distribuição dos ácidos graxos
presentes. Os óleos e gorduras naturais podem ser os únicos constituintes de um
produto ou podem fazer parte da mistura de diversos constituintes em um
composto. Existem casos, entretanto, que se torna necessário modificar as
características desses materiais, para adequá-los a uma determinada aplicação.
Portanto, o setor industrial de óleos e gorduras tem desenvolvido diversos
processos para manipular a composição das misturas de triglicerídeos.
A estrutura básica dos óleos e
gorduras pode ser redesenhada, por meio da modificação química dos ácidos
graxos (hidrogenação), pela reversão da ligação éster (hidrólise) e
reorganização dos ácidos graxos na cadeia principal do triglicerídeo
(interesterificação)
A hidrólise é geralmente conduzida sob
pressão da ordem de 4,83 MPa e temperatura ao redor de 250 ºC, por um período
máximo de 2 h, obtendo-se rendimentos entre 96 a 99%. Os produtos resultantes
são ácidos graxos extremamente escuros e uma solução aquosa rica em glicerol,
que necessitam ser redestilados para remoção da cor e de subprodutos. Depois da
destilação, alguns desses produtos encontram aplicação direta e outros são
quimicamente processados, fornecendo uma variedade de outros produtos.
O processo de interesterificação é
normalmente empregado para modificar as características físicas e propriedades
das misturas de óleos e gorduras, por meio da alteração da distribuição dos
grupos glicéricos. Nesse processo, catalisadores químicos alcalinos como sódio
metálico e metilato de sódio são usados para promover a migração dos grupos
acila, de modo que os produtos formados sejam misturas de resíduos acila de
ácidos graxos, distribuídos aleatoriamente. O processo é conduzido em grande
escala, em regime descontínuo ou contínuo, em temperatura de 260 ºC e pressão
de 5 MPa, particularmente, para produção de gorduras usadas em margarinas.
Sem levar em
consideração os outros processos existentes, como hidrogenação e fracionamento,
pode-se afirmar que as limitações na obtenção desses produtos estão associadas
aos tipos de catalisadores químicos empregados, que são pouco versáteis e
requerem altas temperaturas para atingir razoável velocidade de reação. Além
disso, possuindo baixa especificidade, geralmente fornecem produtos de
composição química mista ou contaminada, que requerem uma etapa posterior de
purificação.
Fontes de contaminação
Frigoríficos, empresas de
laticíneo, abatedouros de aves, suínos e bovinos, fazem uso da água para
diversos fins como lavagem de máquinas, tubulações, pisos e esgoto, em sistemas
de resfriamento e geradores de vapor que contém óleos e graxas. Postos de
combustíveis que não tem manutenção nos tanques ou não segue as normas de
instalações ou retirada de bombas, tanques e/ou descarte correto na troca de
óleos, podem contaminar o solo, lençóis freáticos e a rede de esgoto. O mesmo
pode ocorrer com lava jatos e oficinas clandestinos que não tem local adequado
para o descarte ou separação da água contaminada com óleos ou até mesmo na
manutenção quando retirado do carro no processo de limpeza ou troca dos mesmos.
O uso doméstico contribui no despejo de óleos usado na cozinha em rede de
esgoto e os grandes desastres ambientais como o derramamento de petróleo em
acidentes como ocorreu no Golfo do México em 2010 prejudicando não só o
ecossistema marítimo, como também comunidades costeiras, onde milhares de
famílias vivem da pesca. Acidentes terrestres podem ter derramamentos de óleos
como tombamento de caminhões tanques.
Graxa
Composição química: ácidos graxos com cálcio, sódio, lítio, alumínio, bário e magnésio. Seus aditivos têm propriedades antioxidantes, de resistência contra a água e outros solventes (caráter apolar, logo hidrofóbico).Óleos
Composição química: variável de hidrocarbonetos (aldeído, ésteres, aldeídos, cetonas, fenóis e etc.).
Além de prejudicar a cadeia
alimentar, os animais sofrem intoxicações com o derramado do óleo, exemplo são
as aves marinhas que ficam cobertas de petróleo, não conseguindo
impermeabilizar suas penas, voar e nem regular a temperatura corporal, o que
causa sua morte. Os mamíferos marinhos, também por não conseguirem realizar a
regulação da temperatura corporal e a respiração, não conseguem se proteger do frio e acabam morrendo. Se algum animal ingerir esse óleo, isso pode provocar envenenamento em toda a cadeia alimentar.
Mas se estes óleos usados ou
contaminados se descartado corretamente pode ser reciclado para produzir óleo
lubrificante básico fonte para elaboração de vários óleos e podem ser
classificados como parafínico para produção de lubrificantes automotivos,
ferroviários, marítimos, graxas lubrificantes e produtos farmacêuticos, já os
naftênicos são para a produção de graxas lubrificantes, óleos para
compressores, amortecedores e pode também ser usados como plastificantes de
borracha.BIORREMEDIAÇÃO DE ÁGUAS E SOLOS CONTAMINADOS POR ÓLEOS E GRAXAS
Tratar
ambientes marinhos e terrestres contaminados é um grande desafio, pois a
contaminação por óleos e graxas é comum devido a vazamentos e descartes
incorretos. Estes contaminantes geram um grande impacto ao meio ambiente, pelo
fato de serem resistentes a biodegradação. Dessa forma, é necessário o uso de
técnicas que sejam mais seguras e menos impactantes ao meio ambiente.
Por
serem de natureza apolar (não interagem com a água) e lipofílica (possuem
afinidade por lipídios) torna-se necessária a presença de algum composto que
tenha caráter híbrido/ anfifílico, para que este possa interagir com ambos,
água e óleo, e seja capaz de promover a retirada do composto que não se deseja.
Alguns exemplos de substâncias com caráter anfifílico são os sabões e
detergentes. Vejamos suas estruturas para entender melhor como agem.
Molécula de detergente e sabão (Foto: Wikipedia)
A molécula superior é um exemplo de detergente. Repare que a molécula contém uma parte apolar (toda a cadeia com exceção do grupo “SO3Na”), e uma parte fortemente polar (SO−3Na+). Podemos notar assim que a cadeia possui caráter anfifílico, significando que a parte polar é capaz de interagir com a água e a parte apolar, com o óleo.
O composto debaixo é um sabão, que também contém uma longa cadeia apolar e uma parte polar (CO−2Na+).
Geralmente as técnicas utilizadas para o tratamento dos derramamentos de petróleo são muito limitadas e demandam custos muito altos e nem sempre são as mais eficazes para o tratamento desses problemas.
Outro
método utilizado para acabar com manchas de petróleo que chegaram à costa é o
uso de agentes biológicos. Fertilizantes como o fósforo e o
nitrogênio são espalhados pela costa atingida com o intuito de aumentar o
crescimento de microrganismos que promovem a dissolução do petróleo. Algumas
vezes é possível utilizar também bactérias e fungos que degradam o petróleo,
mas esse é um processo muito lento.
Controle de Derrames e Vazamentos de Petróleo e outros Óleos
Barreiras
As barreiras podem ser flutuantes ou físicas de superfície. As flutuantes são usadas no recolhimento de óleo na superfície da água, para contenção, desvio ou absorção posterior. As barreiras cercam a mancha e reduzem a sua propagação, protegem a entrada de portos, áreas biologicamente sensíveis ou desviam o petróleo para uma área onde ele possa ser recuperado.
Skimers
Os Skimers removem o óleo sobrenadante com dispositivos mecânicos como bombas, sistemas de vácuo, cilindros rotatórios, escovas, etc.São normalmente usados em conjunto com barreiras flutuantes para reaproveitamento do óleo.
Dispersantes
Os dispersantes são em geral detergentes ou surfactantes que ajudam na dissolução da mancha de óleo em gotas menores. Removem o óleo da superfície da água e aumentam a rapidez de degradação biológica. Estes dispersantes, ao remover o óleo da superfície da água, protegem pássaros, mamíferos marinhos, tartarugas e costas sensíveis. Dispersantes químicos não afundam o petróleo deixando-o em suspensão na coluna de água. Os dispersantes devem ser evitados em águas rasas costeiras, manguezais, pântanos, ou águas sobre os recifes de coral e das algas por sua eventual toxicidade.
Absorventes e Adsorventes
Materiais
absorventes e adsorventes de óleo de diversos tipos são usados para absorver
manchas de óleo em movimento. Depois de saturados têm que ser substituídos. Os
Absorventes recuperam o óleo para dentro do material poroso e no caso de
adsorventes o óleo adere à superfície. Exemplo de absorventes naturais a turfa
e serragem e sintéticos são as almofadas e colchões de polipropileno, espuma de
poliéster, poliestireno e poliuretano. São normalmente aplicados à mão e
recolhidos com redes quando saturados de óleo.Coagulantes/Floculantes
São usados
sobre manchas e derrames de petróleo, óleos vegetais ou para aderir a
superfícies como paredes, areia contaminadas, rochas e outras estruturas
absorvendo a mancha de óleo das superfícies através de suas propriedades
tenso-ativas. A aplicação é feita diretamente através de pulverização nas
superfícies contaminadas e sua eficiência será ativada com o aumento de
energia cinética do movimento das ondas do mar.Os absorventes floculantes em pó, logo após a absorção pelo óleo, carregam o óleo vegetal ou mineal para o fundo do tanque, lago ou oceano. O processo pode demorar entre 30 a 40 minutos para absorver e coagular todo o óleo.
Biorremediação
A
biorremediação pode ser entendida como o ato de adicionar materiais ou
substâncias a ambientes contaminados, para acelerar os processos naturais de
biodegradação. Pode ser dividida em dois processos: bioadição que é o uso de
bactérias e outros microrganismos no meio ambiente capazes de degradar estes
contaminantes e bioestimulação que é a aplicação de nutrientes e co-substratos
em áreas contaminadas para estimular o crescimento de populações de organismos
capazes de degradar estes contaminantes. (SWANNEL; LEE; MCDONAGH, 1996)
Curiosidades;
Estudantes brasileiros do ensino médio Gabriel Chiomento e Raíssa Müller vão a universidade de Harvard apresentar projeto MASE.Nanoesponjas hidrofóbicas
Pesquisa feita por brasileiros pode transformar em breve os produtos para retirada de óleos em águas contaminada com o derramamento de petróleo são produtos mais baratos que os atuais e são biorremediadores. A nanoesponjas hidrofóbicas foi desenvolvida pelos pesquisadores da Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG) composto pelos professores Rochel Lago, Flávia Moura e Maria Helena Araújo, a esponja é capaz de absorver o petróleo da superfície aquática ou terrestre derramado em acidentes devido sua afinidade por composto orgânicos principalmente o óleo.
Detergente de bactérias
“Em vez de esponjas, pesquisadores da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), em parceria com o Centro de Pesquisa e Desenvolvimento (Cenpes) da Petrobras, desenvolveram um detergente biodegradável produzido por uma bactéria para uso em derramamento de petróleo. Chamada de biossurfactante, essa substância reduz a tensão superficial da área fronteiriça entre água e óleo, facilitando a mistura desses líquidos e a posterior degradação do petróleo”.
É possível reciclar o
óleo de cozinha e produzir sabão caseiro.
Gordura de animais servem para a fabricação de biodiesel sendo usados em motores de tratores, caminhões, caminhonetes e outros.
Fontes;
Acesso ao site Info Escola em
12/05/2015
Acesso ao site Info Escola em
12/05/2015
Acesso ao site Info Escola em
12/05/2015
Acesso ao site Uol em 12/05/2105
Referencias;
Visualizado em 12/05/2015
http://www.petrobras.com.br/pt/produtos-e-servicos/produtos/industriais/oleo-basico/
EVANILDO
DA SILVEIRA e MARCOS DE OLIVEIRA | ED. 176 | OUTUBRO 2010
Reportagem entre esponjas e
detergentes - Visitado em 12/052015 http://revistapesquisa.fapesp.br/2010/10/29/entre-esponjas-e-detergente/
http://revistapesquisa.fapesp.br/wp-content/uploads/2012/06/074-077-176.pdf?679463
Artigos científicos
1. MEDEIROS, M.A. et al. Modification of vermiculite by polymerization and carbonization of glycerol to produce highly efficient materials for oil removal. Applied Clay Science. v. 45, n. 4, p. 213-19. ago. 2009.
2. KRONEMBERGER, F.A et al. Oxygen-controlled biosurfactant production in a bench scale bioreactor. Applied Biochemistry and Biotechnology. v. 147, p. 33-45. mar. 2008.
3. BARRETO, R.V.G. et al. New approach for petroleum hydrocarbon degradation using bacterial spores entrapped in chitosan beads. Bioresource Technology. v. 101, n. 7, p. 2.121-25. abr. 2009.
[ÓLEOS, gorduras, sabões e detergentes.
Educação.globo.com. Disponível em:
http://educacao.globo.com/quimica/assunto/quimica-organica/oleos-gorduras-saboes-e-detergentes.html.
Acesso em: 12 maio 2015].
[SWANNELL, R.P.J; LEE, K; MC
DONAGH, M. Field evaluations of marine oil spill bioremediation. Microbiological
Reviews, US, v. 60, n. 2, p.342-365, 1996].
