Nitrato de amônio e iodo:uma retrospectiva da história explosiva de duas substâncias essenciais
p O nitrato de amônio na forma granular é a base de muitos fertilizantes de nitrogênio. Crédito:Shutterstock
p A horrível explosão que devastou Beirute em 4 de agosto, 2020, retrocedeu, mas o dano físico e a angústia humana persistem. Os relatórios indicam que fogos de artifício também foram armazenados no mesmo armazém que o fertilizante e podem desencadear o maior, explosão mais mortal do fertilizante. p
As duas faces do nitrato de amônio
p O nitrogênio constitui 78% da atmosfera e é química e biologicamente inerte. Contudo, em 1908, o químico Fritz Haber descobriu que o nitrogênio poderia ser fixado quimicamente como nitrato de amônio. Como um patriota alemão, Haber também estava interessado na preparação da Alemanha para o que viria a ser a Primeira Guerra Mundial. O problema era que os métodos usados por Haber não podiam ser ampliados para a produção industrial. Era um colega alemão, Carl Bosch, que aperfeiçoou a industrialização do método em 1913, um ano antes do início da guerra.
p Haber e Bosch receberam prêmios Nobel por seu trabalho - Haber em 1918 e Bosch em 1931. Os prêmios foram instituídos por Alfred Nobel, que financiou os prêmios graças às suas patentes para os explosivos dinamite e gelignite. Como outros explosivos, estes compreendem uma mistura molecular que libera energia repentinamente, na maioria das vezes acompanhada pela produção de calor, luz, gases, pressão e som ensurdecedor.
p Em seu discurso de aceitação do Nobel, Haber reconheceu apenas que sua descoberta ajudaria a alimentar o mundo, melhorando a fertilidade do solo com amônia. E não há dúvida de que sim - as populações mais do que triplicaram desde então. Contudo, o discurso não mencionou a sua principal motivação para o seu trabalho, Esforço de guerra da Alemanha. Haber também contribuiu para esse esforço com a produção de gás cloro. O que é mais, É quase certo que Haber não previu as implicações de sua descoberta para a fixação de amônia por sua contribuição para a mudança climática.
p O diodo de gás é de cor roxa. Crédito:Wikimedia, CC BY
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Um explosivo fácil de fazer
p Estudos estimam que cerca de metade do aumento da população mundial hoje deve sua existência aos fertilizantes de nitrogênio. A Food and Agricultural Organization (FAO) fornece dados sobre o uso global de nutrientes para fertilizantes. Interessantemente, também fornece dados sobre aplicações não fertilizantes, entre os quais a fabricação de explosivos. Contudo, como testemunhamos em Beirute, o explosivo era exatamente a mesma molécula do fertilizante, nitrato de amônio. Como a amônia produzida pela petroquímica pode ser usada para fazer explosivos e também para fertilizar solos, os cálculos do número de pessoas alimentadas pelo processo Haber-Bosch talvez devam também levar em conta os mortos em conflitos armados no decorrer do século XX.
p Outra ligação com os explosivos é que a mesma molécula usada para fertilizantes pode ser usada para produzir outros explosivos quando misturada com uma pequena quantidade de óleo combustível. Uma mistura de 94% de pellets porosos de nitrato de amônio atua como um agente oxidante quando adicionado ao óleo combustível (6% do volume total) e pode ser usada para criar um explosivo básico, mas mortal. Esta combinação tem sido usada para ataques criminosos e terroristas, mas também legalmente. Essa mistura é responsável por cerca de 80% dos 2,7 × 109 kg de explosivos usados todos os anos na América do Norte.
p Mais pertinente hoje, a mudança climática está causando não apenas ondas de calor e inundações, mas um número cada vez maior de pessoas sofre com a poluição do ar, o que reduz a expectativa de vida. As fontes incluem queima de combustível fóssil e uso excessivo de fertilizantes. O calor excessivo também está associado à diminuição da expectativa de vida. O ar condicionado pode aliviar o estresse térmico durante as ondas de calor, mas o acesso desigual ao resfriamento leva a uma forma de injustiça social.
p Na verdade, o processo Haber-Bosch contribui duas vezes para o aquecimento global. A produção de amônia a partir do gás natural produz metano. Portanto, a produção de fertilizantes, seu uso no solo e na pecuária, todos contribuem para as mudanças climáticas.
p Os cristais de iodo são cinza. Crédito:Wikimedia, CC BY
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Da pólvora à descoberta do iodo
p Ouvir a abertura de 1812 de Tchaikovsky fornece mais um link para explosivos. Conforme os tiros de canhão ressoam, eles nos lembram que Napoleão invadiu a Rússia naquele ano. Para lutar nessas guerras, Napoleão precisava de munição, e munição requer pólvora, uma mistura de enxofre, carvão e nitrato de potássio (salitre). Em 1800, as tentativas de ajudar os esforços de guerra da França levaram à descoberta do iodo.
p E daí, além do uso de salitre em explosivos, é o link para o iodo? Hoje, 200 anos depois, sabemos que todos precisamos de quantidades mínimas de iodo para produzir o hormônio tireoidiano. É essencial não apenas controlar nosso metabolismo, mas também é necessário para o desenvolvimento do cérebro. É por isso que as mulheres grávidas precisam garantir que tenham suprimentos adequados de iodo em sua dieta, pois permite que eles produzam o hormônio tireoidiano necessário para o desenvolvimento do cérebro de seus filhos.
p Aqui está mais um link para explosivos:fogos de artifício, que detonou a explosão de nitrato de amônio em Beirute. Fogos de artifício contêm perclorato, assim como o combustível para foguetes e outras substâncias explosivas. O Departamento de Defesa dos EUA é responsável por grande parte da produção de perclorato nos Estados Unidos. No entanto, o perclorato também inibe a captação de iodo pela glândula tireóide, que sintetiza o hormônio da tireóide.
p Portanto, temos três histórias explosivas aqui, que amarrados juntos, culminou no desastre de Beirute. Alfred Nobel fez fortuna com explosivos. Haber e Bosch obtiveram o Prêmio Nobel por seu trabalho na produção de amônia, supostamente para alimentar o mundo. Contudo, o objetivo principal dos inventores era apoiar o esforço de guerra da Alemanha. Os efeitos devastadores do aumento do uso de fertilizantes estão sendo sentidos globalmente à medida que a mudança climática progride inexoravelmente. A última conexão explosiva é com fogos de artifício que contêm perclorato.
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Consequências adversas
p Exemplificado por perclorato, a poluição química está aumentando. As Nações Unidas previram que a produção de produtos químicos seria ampliada 300 vezes até 2020, em comparação com 1970, em economias desenvolvidas e emergentes. A agricultura intensiva usa mais fertilizantes e pesticidas, por isso também está relacionado à perda de biodiversidade e, por sua vez, aumento da poluição química e do ar. Como a mudança climática, todos eles têm suas raízes, em grande parte, na superexploração de combustíveis fósseis.
p Como sociedade, precisamos mudar nossa mentalidade da fixação atual no crescimento refletido pelo produto interno bruto de nossas economias - existem alternativas reais. A pandemia COVID-19, intimamente ligada à exploração da biodiversidade, demonstra claramente que podemos reduzir nosso impacto no meio ambiente. As restrições de viagens impostas com o desenrolar da pandemia fizeram com que a poluição do ar caísse significativamente em muitas regiões. O Novo Acordo Verde europeu é certamente um passo na direção certa para atingir esses objetivos, e esperançosamente, outras economias seguirão o exemplo da Europa. p Este artigo foi republicado de The Conversation sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.