barrilha

 

2009. Alcanorte, Macau-RN. Foto: Giovani Bezerra

O que é barrilha? Segundo o Médio Dicionário Aurélio, da Nova Fronteira, Alcali, S.m. Quím. Qualquer hidróxido, ou óxido, dos metais alcalinos [lítio, sódio, potássio, rubidio e césio]. Barrilha. S.f. 1. Haste ou cinza da barrilheira. 2. Com. Qualquer dos carbonatos de sódio ou potássio. Carbonato. S.m. Quím. Qualquer sal do ácido carbônico. Sódio. S. m. Quím. Elemento número atômico 11, metálico, branco prateado, mole, muito leve e reativo pertencente aos metais alcalinos [Simb: Na.]. A palavra álcali vem do árabe al kalie significa cinzas. Álcali é o nome genérico dos carbonatos e hidróxidos de sódio e de potássio, substâncias utilizadas para a fabricação de vidros, sabões e dezenas de outros produtos. Carbonato de sódio é o nome químico do produto e barrilha é o nome comercial, como é conhecido o produto químico utilizado para fins industriais. Uma das formas da produção da barrilha é através do processo Solvay, a partir do cloreto de sódio (sal) e carbonato de cálcio (calcáreo), com adição da amônia. Este produto pode se apresentar sob duas formas: em pó (barrilha leve) ou granulada (barrilha densa). Outra forma de produção e que hoje é utilizada nos Estados Unidos é a produção a partir da trona (carbonato de sódio natural). O carbonato de sódio ou a barrilha é um dos produtos químicos mais consumidos no mundo. Sua importância pode ser verificada pelos inúmeros processos que utilizam o Na2CO3 como matéria-prima, como por exemplo, a fabricação de vidros, detergentes e sabões, papel, materiais cerâmicos, remédios, têxteis e muitas outras aplicações na industria química. Hoje, principalmente nos Estados Unidos, grande parte da barrilha é obtida do processamento da trona, Na2CO3.NaHCO3.2H 2O, mineral também chamado de “barrilha natural”. Mesmo assim o processo Solvay continua em uso, sendo responsável por cerca de 70% [Setenta por cento] do suprimento mundial de barrilha. O grupo Solvay tem oito fábricas na Europa que ainda utilizam esse processo. Entretanto, especialistas afirmam que o processo é causador de poluição e precisa ser aperfeiçoado visando a diminuição dos danos que provoca no meio ambiente.

2008. Alcanorte, Macau-RN. Foto: Getulio Moura

Pequena história da barrrilha: O processo de superação das amarras do feudalismo pela burguesia revolucionária se expressa num conjunto de acontecimentos relevantes como a Renascença, a expansão ultramarina, o mercantilismo, o crescimento dos burgos e a criação dos Estados Nacionais culminando com a Revolução Industrial, fator de fundamental importância para o desenvolvimento do mundo ocidental a partir dos países da Europa, sob o comando da Inglaterra, que passa a ser a nação hegemônica. O crescimento das cidades e a expansão do mercado consumidor exigem uma indústria mais ágil e inventiva. Os diversos ramos industriais premidos pela disputa de um mercado cada vez mais ávido por novas mercadorias, apresentam grandes inovações tecnológicas o que proporcionou um enorme avanço na produção, tanto na qualidade quanto na quantidade dos produtos. Com a indústria química não é diferente. A descoberta de novos elementos químicos e de novos processos de produção de mercadorias revolucionam o setor. De outra parte, o crescimento do mercado consumidor exige cada vez mais produtos e nessa conjuntura, as indústrias têxteis, de vidro, sabão, explosivos e outras do gênero vão demandar uma quantidade maior da matéria prima suficiente para o atendimento do mercado. Para a produção destas mercadorias, a matéria prima fundamental  é o álcali.

2009. Alcanorte, Macau-RN. Foto: Getulio Moura

As plantas barrilheiras: Até o início do século XIX o álcali era obtido de cinzas de plantas costeiras, de árvores e arbustos e de alguns tipos de algas marinhas, principalmente na região do Mediterrâneo – Espanha, França, Portugal e Marrocos. Essas plantas absorviam o sódio dos solos salinos e acumulava-os em seus tecidos e quando queimadas, forneciam cinzas ricas em carbonato de sódio. A principal planta era conhecida como barrilheira (Salsola kali). Sodanum, em latim medieval e barrilla, soda ou sosa em espanhol, são expressões para cinzas da planta; no Brasil, barrilha e nos países de língua inglesa, soda ash (cinza de soda). O processo de obtenção da barrilha era bastante rudimentar. As plantas barrilheiras eram cultivadas em larga escala e depois de colhidas eram secas ao sol e colocadas em buracos no chão onde queimavam por vários dias. A cinza obtida era vendida em forma de blocos. A Espanha era a principal produtora européia de barrilha. A soda produzida no Alicante era considerada de altíssima qualidade 25% [Vinte e cinco por cento] de carbonato de sódio e voltada exclusivamente para a exportação, suprindo as indústrias de sabão e vidro da França e da Inglaterra e a industria têxtil, principalmente a da Escócia, que utilizava o produto para o branqueamento dos tecidos, tanto os de lã, como as fibras de algodão e de linho.   Com o aumento da demanda e o esgotamento na produção do álcali mediterrânico vários países europeus passaram a produzir “álcali vegetal” a partir das árvores. As florestas da Escandinávia, as estepes russas e as matas dos Vosges na França foram exploradas para produzir cinzas. Também na América, as florestas do Canadá e da Nova Inglaterra contribuíram com suas cinzas para a produção do álcali.  O processo de produção consistia em queimar árvores e arbustos em buracos no chão até transformar em cinzas. O carbonato de potássio era extraído das cinzas através de um processo ainda muito primitivo, que utilizava água quente, tonéis de madeira e potes de ferro, mas que garantia uma pureza maior do produto (70% de carbonato de potássio). O produto era chamado de potassa (pot ash) ou cinza de potes e também de perlassa (pearl ash) ou cinza perolada. Essa produção só entra em decadência no final do século XIX em razão da descoberta das minas de potassa na Alemanha.    É necessário ressaltar que esta atividade foi importante para a economia norte- americana, já que a primeira patente concedida em 1790 era sobre produção de potassa, que nos seus quatorze anos de vigência exportou cerca de 80 [Oitenta mil] toneladas de potassa ao preço médio de US$270 [Duzentos e setenta dólares] por tonelada. Para se ter uma idéia da importância do produto, nesta mesma época a tonelada do carvão mineral correspondia a US$ 9 [Nove dólares].  Este processo de produção da barrilha através de plantas provocava grandes danos no meio ambiente, pois imensas florestas eram queimadas para a produção da barrilha.  As algas marinhas do gênero Laminaria e Fucus, abundantes na costa da Europa do norte também foram matéria prima para produção de álcali. Essas algas, conhecidas como “varech” na França e “kelp” na Grã-Bretanha, eram trazidas para as praias pelas grandes marés. Após secá-las ao sol, eram submetidas à combustão no mesmo processo das barrilheiras, obtendo-se uma cinza contendo sais de potássio e de sódio.

2007. Alcanorte, Macau-RN. Foto: J. A. Degas

A produção da barrilha a partir do sal: O químico inglês Roebuck foi um dos primeiros cientistas a descobrir que as cinzas obtidas da queima das plantas continham sódio e que este elemento também existia no sal comum. Em 1736 o químico francês H. L. Duhamel du Monceau (1700-1782) descobre a diferença entre a potassa das cinzas da madeira e a soda das cinzas da barrilheira e que a  base da soda (carbonato de sódio) era a mesma que a do sal marinho (cloreto de sódio). Essa descoberta vai proporcionar a obtenção da soda a partir de sal.  Em 1775 a Academia Francesa instituiu um prêmio para o cientista que conseguisse obter a barrilha a partir do sal comum. Em 1794, Nicolás Leblanc (1742-1806) médico e químico francês que há anos vinha realizando experiências sobre o produto, descobriu a solução que passou a se chamar Processo Leblanc de produção de soda sintética. Este processo é um marco da indústria química moderna.

O método Leblanc para produção de barrilha: O método Leblanc implicava nas seguintes reações químicas: 1. Reação do sal comum com o ácido sulfúrico: 2 Na Cl +H2SO4 → Na2SO4 +2 Hcl; 2. Reação da calcinação do Na2 SO4    com  calcáreo e carvão:  Na2SO4 + Ca CO3 +2 C → Na2CO3 + CaS + 2 CO2.. Leblanc construiu sua fábrica próxima da cidade de Paris, mas acontecimentos decorrentes da Revolução francesa levaram ao fechamento da fábrica e ao suicídio do cientista. Em 1823 na Grã Bretanha, foi construída a primeira grande fábrica de barrilha utilizando o método Leblanc, aumentando a oferta e o barateamento do produto e beneficiando um grande número de industrias que utilizavam o produto como matéria prima. Alguns setores industriais experimentaram um grande avanço graças à maior oferta e à diminuição do preço da barrilha. A industria têxtil foi um destes setores que conheceu um grande desenvolvimento graças aos novos produtos para branquear as fibras de forma mais rápida e barata.  A industria do vidro que conheceu um grande avanço na qualidade do produto, possibilitando o desenvolvimento da indústria de instrumentos óticos, popularizando o consumo do vidro na forma de objetos como garrafas, copos e outros utensílios que melhoraram a qualidade de vida das pessoas.   A industria dos saponáceos que também cresceu consideravelmente, baixando o preço do sabão em pedra e tornando o produto de artigo de luxo para de uso corrente. A industria de fabricação de móveis, até então artesanal, passou a fabricar em larga escala, graças ao barateamento da cola (um novo processo que utiliza um subproduto da industria da barrilha) e outros produtos utilizados na preparação dos subprodutos utilizados na indústria moveleira como as peles de animais.

2008. Material no pateo, Alcanorte. Foto: J.A. Degas

O processo Solvay para produção de barrilha:Na segunda metade do século XIX o método Leblanc para fabricar a barrilha vai sendo gradativamente substituído pelo processo Solvay. O químico belga Ernest Solvay (1838-1922) utilizou na fabricação da barrilha matérias primas como o cloreto de sódio (sal comum), o amoníaco e o carbonato de cálcio (pedra calcária), conseguindo baratear ainda mais o processo e eliminar alguns dos problemas que apresentava o método Leblanc. Mesmo assim, o processo Leblanc ainda permaneceu até 1915, quando fechou a última fábrica de barrilha que se utilizava desse processo. O processo desenvolvido por Ernest Solvay utiliza como matérias-primas, calcário e salmoura para produzir a barrilha e cloreto de cálcio como subproduto. O âmago do processo se encontra nas propriedades de NH3 e CO2 gasosos, que são utilizados para saturar a salmoura, e na diferença de solubilidade entre bicarbonato de amônia e bicarbonato de sódio produzidos na reação.  Conforme descrito no trabalho, Decomposição térmica do bicarbonato de sódio – do processo Solvay ao diagrama tipo Ellingham das pesquisadoras Alessandra de Souza Maia; Viktoria Klara Lakatos Osório, do Instituto de Química da Universidade de São Paulo, “o processo Solvay consiste em bombear CO2 na parte inferior de uma torre, enquanto uma salmoura saturada com amônia é introduzida pelo topo. A reação que ocorre nessa torre, denominada torre de carbonatação, pode ser representada pela equação:”  “O bicarbonato de sódio precipita preferencialmente da mistura reacional, em temperaturas abaixo de 15 oC, por ser menos solúvel (solubilidade a 0 oC = 0,82 mol L-1) do que as outras combinações possíveis, NH4Cl (5,5 mol L-1), NaCl (6,1 mol L-1) e NH4HCO3 (1,5 mol L-1). A presença de íons amônio na mistura faz com que predominem íons bicarbonato, em detrimento dos íons carbonato, que são bases de Brønsted muito fortes.” … “O sólido que se forma é separado por filtração e contém NaHCO3 (cerca de 76%), Na2CO3, NH4HCO3, NaCl, NH4Cl e H2O. A decomposição térmica deste material libera gás carbônico, amônia e vapor d’água, produzindo carbonato de sódio, cuja principal impureza é o cloreto de sódio, com resultados analíticos da ordem de 99,6% de Na2CO3 e 0,15% de NaCl.  Produtos mais puros, para fins analíticos ou alimentícios, podem ser obtidos a partir de uma solução do carbonato de sódio industrial, borbulhando-se gás carbônico para convertê-lo no bicarbonato. Este cristaliza, podendo ser separado. Um produto típico para fins alimentícios apresenta a composição: 99,7% NaHCO3, 0,2% Na2CO3, 0,004% NaCl, 0,05% H2O e 0,003% de impurezas insolúveis.”

Da obra: Alcanorte, da farsa às cinzas, de Claudio Guerra.

Obras e textos sobre o assunto:

A Alcanorte e os militares

Alcanorte: frustração e esperança [2012] por Claudio Guerra

O caso da barrilha; Aluysio Guimarães; Cadernos de Administração Pública 64; Orçamento e Finanças; Fundação Getúlio Vargas; 1966; Rio de Janeiro;

Alcanorte, da farsa às cinzas; Claudio Guerra; Sebo Vermelho Edições, 2009, Natal-RN;

O que impede o funcionamento da Alcanorte?, monografia de Francisco Dantas – UFRN