Engenharia Química na Agricultura

Autor: Josman Fernandes

A engenharia química é o ramo do conhecimento que essencialmente lida com a transformação da matéria em escala industrial e compreender como essa área das ciências se encaixa na agricultura , bem como quais os princípios físicos e químicos utilizados, é algo fundamental, e será destacado ao longo deste artigo produzido pela Prisma.

O dicionário Aurélio define agricultura como “Agricultura é o cultivo do solo, por meio de procedimentos, métodos e técnicas próprias, que buscam produzir alimentos para o consumo humano”. Durante séculos a humanidade valeu-se de fertilizantes naturais para fortalecer a produção na agricultura, como cinzas e esterco de animais. Entretanto, com o avanço do conhecimento, cientistas como Justus Von Liebig em 1842, perceberam que os nutrientes exigidos pelas plantas, até então fornecidos pelos fertilizantes naturais, advinham do próprio solo, de modo que seria possível fornecer esses nutrientes por meio da síntese de compostos que os possuíssem. Inicia-se, então, o processo de produção industrial dos fertilizantes NPK por meio da criação de uma fábrica na Inglaterra, em 1843, destinada a tal fim. 

Neste ponto, nasce a relação entre a agricultura e a engenharia química, tendo como objetivo o desenvolvimento de um produto com o máximo possível de rendimento. Nesse caso específico, o objetivo é o de produzir fertilizantes de um modo tal que possa suprir as necessidades alimentícias da população do planeta.

Contudo, a demanda por um processo industrial que pudesse sanar a crescente demanda por fertilizantes, visto que o crescimento populacional exigia uma produção alimentícia cada vez maior, fez com que outras possibilidades de produção fossem estudadas. Nesse sentido, surge o processo Haber-Bosch, inicialmente desenvolvido por Fritz Haber , e posteriormente expandido para as indústrias por Carl Bosch. Esse processo consiste na produção de amônia(NH3), um composto nitrogenado essencial para o desenvolvimento das plantações,utilizando gás hidrogênio(H2) e gás nitrogênio(N2) , por meio da aplicação, em escala industrial, do Princípio de Le Chatelier, pilar do equilíbrio químico. 

Esquema simplificado da Síntese de Haber-Bosch

Embora o processo tenha sido inicialmente desenvolvido para suprir o nitrogênio exigido pela indústria bélica alemã, especialmente para a produção de armamentos e de explosivos, a síntese de Haber-Bosch também foi aplicada à produção de fertilizantes, resultando em uma intensa elevação da produção de alimentos no mundo por meio da utilização desse processo por diversos países. Á título de exemplo, os Estados Unidos produziram, em 2021, 17 milhões de toneladas métricas de amônia

E, afinal de contas, onde está o papel do engenheiro químico? A resposta é: em tudo! A reação de produção da amônia utilizando gás H2 e N2 é , naturalmente, muito lenta, de modo que desenvolver um método de produção industrial que possua uma relativa eficiência é um digno problema de engenharia! Esse é o papel do engenheiro químico: Desenvolver um processo industrial químico que possua uma boa eficiência, bem como criar métodos para aumentar o rendimento e a produtividade do que se deseja obter, são questões inerentes a essa profissão, que deve sempre buscar novos métodos e alternativas para otimizar e obter o melhor rendimento possível de qualquer transformação da matéria.

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Referências:

História Humana e Nitrogênio: Criação e Destruição – Saber Atualizado