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Você já parou para pensar no que é necessário para produzir tanta comida?
Atualmente, a população mundial é estimada em mais de 6 bilhões e 500 milhões de seres humanos.
Como é possível alimentar tanta gente? E se toda a comida do mundo não for suficiente para alimentar a humanidade? O que fazer?
É preciso produzir milhões e milhões de toneladas de alimentos por dia para garantir alimentação para tanta gente.
Você consegue imaginar esse processo? Plantar, cuidar, colher e distribuir todo esse alimento, todos os dias?
Um dos grandes desafios da humanidade é criar soluções cada vez mais eficazes para a produção de alimentos em larga escala.
Ao longo do tempo, descobriu-se que as plantas necessitam de certos elementos para crescerem.
Elas utilizam basicamente oxigênio, hidrogênio e carbono, presentes em quantidades abundantes na água do solo e no ar atmosférico.
Além desses elementos, as plantas exigem uma porção mínima de outros elementos, como o potássio, o nitrogênio e o fósforo, que também são retirados do solo.
Porém, há muitos solos com quantidades insuficientes de potássio, nitrogênio ou fósforo, dificultando ou impedindo o crescimento saudável da planta.
Eles se tornam, então, os “elementos limitantes”.
Se o solo não tiver uma quantidade mínima de potássio, nitrogênio ou fósforo, a planta simplesmente não cresce.
Em nosso planeta, não há quantidade suficiente de terras, naturalmente férteis, para plantarmos alimentos para todos.
Na busca de uma solução, muitos cientistas estudaram possibilidades de enriquecer o solo.
Era preciso expandir a superfície fértil da Terra, aumentando a disponibilidade dos elementos limitantes.
Estes pesquisadores descobriram que os elementos limitantes deveriam estar numa forma biodisponível.
Ou seja, numa forma capaz de serem absorvidos pelas plantas, o nitrogênio, por exemplo.
Embora haja muito nitrogênio na atmosfera, ele se apresenta na forma de nitrogênio molecular, que não pode ser aproveitada pelas plantas, pois sua forma biodisponível é o nitrato.
Assim, foram desenvolvidos os adubos, ou fertilizantes.
Produtos que geralmente contém, principalmente, nitrato de potássio junto com fosfato de cálcio.
Mas, e a fonte desses fertilizantes? Os depósitos naturais de guano e de salitre surgiram como primeira solução.
O guano é o resíduo de fezes de aves marinhas, depositado ao longo de milhares de anos, formando verdadeiras ilhas na costa do Peru.
Já o salitre são minas de nitrato de potássio, existentes no norte do Chile.
Tais fontes foram intensamente exploradas na segunda metade do século XIX. Mas não durariam muito.
No final do século XIX, cientistas renomados, como Crookes, já alertavam que essas fontes de fertilizantes, não renováveis, iriam se esgotar.
Nessa época, a Inglaterra monopolizava o comércio destes produtos.
Por esses motivos, a pesquisa por alternativas para os fertilizantes passa a ter um valor altamente estratégico para outros países.
Um deles é a Alemanha. Recém unificada, a Alemanha estava bastante preocupada em construir a sua hegemonia, tanto política, quanto econômica.
Outro interesse da Alemanha pela pesquisa era o fato dos nitratos também entrarem na formulação dos explosivos.
Observando que os raios produziam a combinação do nitrogênio e o oxigênio da atmosfera, procurou-se fazer o mesmo com o uso de altas correntes elétricas, industrialmente. Mas era um processo muito caro.
É neste cenário que surge Fritz Haber. O homem que realizou a síntese da amônia de maneira a produzí-la em escala industrial, a partir do hidrogênio e do nitrogênio moleculares, abundantemente disponíveis.
Esta reação química parece simples, mas não é.
Transformar uma molécula de nitrogênio e 3 moléculas de hidrogênio em 2 moléculas de amônia é tecnicamente muito complexo, porque necessita de altas pressões e temperaturas.
Ostwald, Le Chatelier, Nerst, grandes cientistas da época, tentaram realizar a síntese.
Todos sabiam que a reação precisava de altas pressões e temperaturas, e que catalisadores deveriam ser usados.
Mas, que catalisadores? Quão alta deveria ser a pressão? Qual seria o rendimento da reação?
Aí, surge Fritz Haber. Ele estudou tudo isso, cuidadosamente.
Junto com sua equipe, construiu um recipiente resistente a altas pressões. Novas válvulas foram desenvolvidas. Vários catalisadores foram investigados.
Finalmente, um fio de amônia escorreu de seu reator. O trabalho de Haber obteve sucesso ao unir ciência à tecnologia.
Os interesses científicos da academia se juntaram aos interesses comerciais da indústria química que financiou seu trabalho.
O uso do catalisador permitiu que a reação ocorresse em temperaturas e pressões muito elevadas, mas possíveis de serem usadas na produção industrial. E foi um trabalho em equipe!
O processo de Haber foi levado à escala industrial por Carl Bosch e…
Pronto! Agora a Alemanha poderia, a partir da amônia, fabricar seu nitrato para fertilizar suas terras e produzir seus explosivos.
Os fertilizantes fabricados deste modo proporcionaram um enorme avanço na agricultura em grande escala.
E hoje, bilhões de pessoas podem encontrar o que comer, graças ao trabalho de Fritz Haber.
Além de grande cientista, Haber era um nacionalista extremado, e usou seu conhecimento na produção de armas químicas.
Milhares de pessoas morreram por isso.
Haber entendia que, como cientista, era seu dever usar seu conhecimento para ajudar seu país a vencer a guerra.
Einstein, que era um grande amigo de Haber, discordava dele e mantinha uma postura pacifista.
A Alemanha perde a guerra e Haber é acusado de criminoso de guerra e se exila.
Suas experiências com armas químicas e gases mortais revelam paradoxos entre o conhecimento e a ética.
Apesar das críticas do mundo científico, os estudos de Haber que o levaram à síntese da amônia e custaram anos de sua vida, lhe deram a glória e o reconhecimento.
Quando Haber retorna à Alemanha, seu Instituto de Físico-Química em Berlin se torna o centro mais avançado do mundo neste campo.
Seu país, no entanto, está muito diferente. Com a ascensão do Nazismo, em 1933, todos os funcionários públicos de origem judaica são demitidos e passam a ser perseguidos. Haber era judeu.
Haber morre no exílio na Suíça, em 1934, extremamente amargurado.
Seu país, a quem Haber tanto se dedicou, acabou por lhe negar o reconhecimento como um igual.
Compreender como se dão as reações químicas, é fundamental para podermos controlá-las e obter os resultados que desejamos.
Muito do trabalho atual dos cientistas, conhecidos como químicos, é dedicado a essa compreensão.
A aplicação do conhecimento científico ainda é imprevisível.
Hoje, a utilização exacerbada dos fertilizantes na agricultura e o próprio modelo de agricultura baseado nos fertilizantes são causas de preocupação pelo impacto ambiental que promovem.
Derrubada de florestas, esgotamento e poluição do solo e da água doce.
Como evitar estes impactos? Como manter uma produção sustentável de alimentos em grande escala para uma população que não pára de crescer?
Encontrar estas respostas voltou a ser um dos nossos grandes desafios.
A ciência é viva e evolui para tentar compreender melhor a natureza.
Ninguém sabe o que o futuro fará com aquilo que sabemos hoje.
Afinal, tudo se transforma, até mesmo o conhecimento.
