A extinção de elementos químicos é possível?

No ano em que são celebrados os 150 anos da tabela periódica, muitos dos 118 elementos ali apresentados estão ameaçados de desaparecer. Alguns podem se esgotar em menos de 100 anos. E a culpa pode ser do seu smartphone.

A tabela periódica dos elementos químicos foi proposta há 150 anos por Dmitri Mendeleev (1834-1907). O químico de origem russa agrupou os elementos em famílias, de acordo com as semelhanças de propriedades físicas e químicas, chegando mesmo a prever a existência de outros não conhecidos à época, com base nas suas propriedades.

Desde então, muitos elementos químicos foram descobertos e outros criados em laboratório, chegando aos 118 conhecidos atualmente. A forma de apresentação da tabela também mudou, passando do agrupamento horizontal, originalmente proposto por Mendeleev, para o agrupamento vertical das famílias de elementos, forma utilizada atualmente.

Tabela Periódica proposta por Dmitri Mendeleev em 1869 com 63 elementos conhecidos. A ordenação se dava horizontalmente pela massa atômica, e não pelo número atômico dos elementos, como acontece na tabela atual.

Dos elementos que compõem a tabela hoje em dia, 26 são produzidos artificialmente pela humanidade, na busca por conhecer os limites da matéria e da estrutura do átomo. São os elementos transurânicos, ou mais pesados que o urânio, que são produzidos em laboratório por reações nucleares controladas. Os outros 92 são encontrados na natureza em diferentes graus de abundância em nosso planeta.

 

Extinção em tabela

Recentemente, cientistas começaram a esboçar a tabela periódica dos elementos químicos em extinção. Mas como pode um elemento químico ser extinto? Eles são inanimados e “na natureza nada se cria, nada se perde, tudo se transforma”, como dizia o pai da química moderna, o químico francês Antoine Lavoisier (1743-1794).

Essa nova tabela mostra os elementos que estão em risco iminente nos próximos 100 anos (em vermelho), além daqueles que correm sérios riscos em futuro próximo devido ao seu uso crescente (em amarelo). Há, ainda, os que se encontram em uma posição intermediária, podendo rapidamente entrar na lista dos mais ameaçados (em vermelho e amarelo).

Tabela Periódica dos elementos em extinção. Em vermelho, estão aqueles em sério risco nos próximos 100 anos; em amarelo, os que estão em risco futuro devido ao uso crescente; em vermelho e amarelo, os que podem rapidamente entrar para a lista dos mais ameaçados devido ao uso crescente; em verde, aqueles que não sofrem qualquer risco; e, em branco, os elementos para os quais não há dados suficientes sobre as ameaças que sofrem.

Para entendermos por que vários elementos da tabela periódica correm risco de extinção em nosso planeta, antes precisamos compreender como eles são formados no universo e como chegaram à Terra. Isso inclui um passeio pela astronomia, pela física e pela origem dos tempos.

A teoria mais aceita atualmente para a origem do universo é a do Big Bang. No início, toda a matéria do universo era concentrada em um único ponto e, a partir de uma explosão, essa matéria começou a ser espalhada. Nos instantes iniciais, se formaram as partículas subatômicas, como prótons, nêutrons e elétrons; na sequência, formaram-se os átomos e depois as moléculas, que deram origem às estrelas, planetas e demais corpos celestes .

Representação do Big Bang, teoria mais aceita atualmente para explicar a origem do universo.

Nascidos nas estrelas

As estrelas são as verdadeiras fábricas de elementos químicos. Elas transformam o hidrogênio, o elemento mais simples que existe, em hélio, por meio de reações nucleares complexas. Posteriormente, o hélio formado dá origem a outros elementos, como o carbono, o nitrogênio e o oxigênio, chegando até ao ferro. Todos esses processos ocorrem por meio de reações nucleares de alta complexidade.

Já os elementos mais pesados que o ferro só se formam em condições particulares, sobretudo nos instantes finais da vida de uma estrela. Um desses eventos é a supernova, uma explosão intensa e brilhante que marca a morte de estrelas com massas maiores que oito vezes a do nosso Sol. As reações nucleares que ocorrem nesse processo originam esses elementos mais pesados que o ferro, que, após a explosão, são espalhados no universo.

O nosso sistema solar foi formado há cerca de 4 bilhões de anos pela agregação de material oriundo da explosão de alguma supernova. No início, a Terra recém-formada era constantemente bombardeada por meteoritos e material estelar, os quais trouxeram todos os elementos químicos que encontramos no nosso planeta até os dias de hoje. Ou seja, praticamente toda a matéria que existe na Terra remete à sua formação, há cerca de 4 bilhões de anos.

Se olharmos a tabela periódica dos elementos químicos em extinção, sobretudo aqueles com sérios riscos nos próximos 100 anos, veremos que eles são mais pesados que o ferro, com exceção do hélio. Isso pode ser explicado, de certa forma, pela relativa escassez desses elementos no universo, já que são formados apenas nos instantes finais da vida de algumas estrelas. Estima-se que cerca de 75% da matéria do universo seja hidrogênio, o elemento mais simples da tabela periódica; o hélio corresponde a 23%, enquanto os demais elementos químicos somam os 2% restantes.

 

Para onde vão os elementos?

A ação humana é determinante para a escassez desses elementos. Seu uso crescente, sobretudo em dispositivos eletrônicos, como os aparelhos celulares, vem levando a uma rápida depleção das reservas conhecidas, o que ameaça a existência comercial desses elementos na Terra na forma que os conhecemos hoje em dia. Os elementos químicos não vão acabar, ou se extinguir no sentido exato da palavra; seu uso irracional e crescente pode levar ao esgotamento das reservas comerciais, já que muitos são encontrados em pequenas proporções em nosso planeta.

O hélio é um caso à parte, pois praticamente todo átomo desse gás nobre na Terra é formado pela decomposição de minerais radiativos, como o urânio. Por ser muito leve, o hélio pode escapar da atmosfera da Terra e ir para o espaço sideral, sendo relativamente raro no nosso planeta. O uso em dirigíveis, sistemas de respiração submarinos e, sobretudo, em ímãs supercondutores agrava o problema, pois aumenta a demanda por esse elemento.

O gálio e o arsênio estão em extinção devido ao uso em semicondutores e lâmpadas de LED (sigla em inglês para diodo emissor de luz). Os dois elementos dão origem a um diodo que emite luz vermelha.

O índio é um dos principais elementos que compõem as telas sensíveis ao toque de aparelhos eletrônicos, sobretudo os telefones celulares. Ele forma o óxido de índio e estanho (conhecido pela sigla em inglês ITO), um composto condutor e transparente usado para produzir um filme delgado que, devido às suas propriedades condutoras, faz o mecanismo de sensibilidade ao toque funcionar sem gerar opacidade na tela. As quantidades de índio em cada aparelho celular são muito pequenas, apenas alguns miligramas. No entanto, com o uso crescente de dispositivos tecnológicos, o índio corre sério risco de extinção nos próximos 100 anos.

O germânio é muito utilizado em lentes e fibras óticas e também tem aplicações em circuitos eletrônicos, como semicondutor. Já o háfnio é considerado um dos elementos mais ameaçados. Suas reservas são limitadas, e ele é matéria-prima para componentes de turbinas de aviões, bem como de reatores nucleares, para controlar o processo de fissão. O telúrio é usado em painéis solares, CDs, DVDs e em aços especiais.

 

Prata pode desaparecer

A prata e o zinco são outros que correm risco de extinção nos próximos anos. Estima-se que cerca de 80% das reservas de prata já foram exploradas; há um risco de extinção comercial desse elemento em um período de 25 anos. A ameaça à prata não se deve ao seu uso em joias e ornamentos decorativos, mas sobretudo ao emprego em dispositivos eletrônicos. Devido à sua alta condutividade elétrica e excelente resistência química, a prata tem sido muito utilizada em circuitos eletrônicos de celulares, computadores, fones de ouvido, entre outros. O material também tem aplicações cada vez mais crescentes como catalisador em processos químicos.

O zinco é outro elemento que vem sendo usado pelos humanos há muitos anos, desde a pré-história. Apesar de ser o 24o elemento mais abundante na crosta terrestre, suas inúmeras aplicações o colocam na lista dos elementos mais ameaçados. É muito utilizado no processo de galvanização do aço, para proteção contra corrosão, e na produção de pilhas e baterias, nas quais é aproveitado como polo negativo. Além dessas aplicações, o zinco também participa do processo de vulcanização da borracha, que confere a ela maior força, elasticidade e resistência à temperatura. Algumas tintas também contêm zinco em sua formulação.

O zinco é usado no polo negativo de pilhas elétricas.

O fim do smartphone?

A pergunta que fica é: podemos reverter esse quadro assustador e manter nosso padrão de vida, desfrutando de todas as comodidades tecnológicas? A resposta é sim, mas será preciso mudar nosso padrão de consumo e produção de bens.

Os smartphones revolucionaram nosso modo de vida, permitindo uma maior comunicação entre as pessoas e um acesso mais rápido e prático à informação. Entretanto, precisamos reconhecer que os recursos naturais são finitos e precisam ser usados com extrema prudência.

Atualmente, vivemos na chamada economia linear. Os recursos minerais são explorados, transformados em produtos, que são vendidos ao consumidor e, depois, descartados e substituídos por outros, de geração tecnológica mais avançada. Esse ciclo gera um passivo ambiental enorme. Praticamente nada no produto descartado é reaproveitado, levando à depleção dos recursos naturais. Tudo para manter em alta o processo produtivo e a lógica de empresas e consumidores

A sociedade atual vive no modelo de economia linear, baseado em: extrair, produzir, consumir e descartar.

É preciso que a sociedade evolua para a chamada economia circular, na qual os rejeitos e descartes tornam-se matéria-prima para a produção de novos bens de consumo. Isso gera menos problemas ambientais e contribui com a exploração responsável dos recursos naturais e a maior sustentabilidade do processo produtivo. Há também grande impacto econômico, à medida que atividades de coleta, reciclagem e reutilização geram inúmeros empregos.

A sociedade precisa evoluir para o modelo de economia circular, centrado em: produzir, consumir e reciclar.

Nossa sociedade se acostumou a consumir sem pensar no amanhã, sem imaginar que todos os recursos naturais são finitos e podem não existir mais da forma como os conhecemos em um futuro não tão distante.

Será necessária uma reeducação, uma mudança de mentalidade, que englobe produtores, consumidores e governos. Será preciso investir em reciclagem, reutilização e reaproveitamento para que um ciclo virtuoso se forme.

As empresas ganharão por manterem seu portfólio de produtos e inovação, fundamental em um mercado caracterizado por novos lançamentos e apelos de marketing. Os consumidores se beneficiarão pela oferta crescente de novos produtos e redução de preços, pois, com a depleção dos recursos naturais, a pressão sobre o custo das matérias-primas irá crescer. Os governos poderão se beneficiar com a criação de novos impostos, principalmente sobre a atividade de reciclagem e reutilização, e evitarão gastos públicos com aterros, lixões e recuperação de áreas poluídas, economizando recursos para aplicação em áreas mais importantes para a população, como educação, saúde, habitação e segurança. Ou seja: é um bom negócio para todos reciclar, reutilizar e reaproveitar para não faltar.

Claudio J. A. Mota

Instituto e Escola de Química,
Universidade Federal do Rio de Janeiro

Matéria publicada em 07.08.2019

COMENTÁRIOS

Envie um comentário

Open chat
Powered by