Uso
Os hidrocarbonetos insaturados são comercialmente importantes como matérias-primas para a fabricação de numerosos produtos químicos e polímeros, como plásticos, borrachas e resinas. A vasta produção da indústria petroquímica é baseada na reatividade dessas substâncias.
1-Penteno é um agente de mistura para combustível de motor de alta octanagem e isopreno é usado na fabricação de borracha natural sintética e borracha butílica. Propileno também é utilizado na fabricação de borracha sintética e na forma polimerizada como plástico polipropileno. Isobutileno é um antioxidante nas indústrias de alimentos e embalagens de alimentos. 1-hexeno é usado na síntese de aromas, perfumes e corantes. Etileno, cis-2-buteno e trans-2-buteno são solventes e propadieno é um componente do gás combustível para usinagem de metais.
O principal uso industrial do etileno é como um bloco de construção de matérias-primas químicas que, por sua vez, são usadas para fabricar uma grande variedade de substâncias e produtos. O etileno também é usado na soldagem e corte de metais com oxietileno e no gás mostarda. Atua como refrigerante, anestésico inalatório e como acelerador de crescimento de plantas e amadurecimento de frutas. No entanto, as quantidades utilizadas para esses fins são menores em comparação com as quantidades utilizadas na fabricação de outros produtos químicos. Um dos principais produtos químicos derivados do etileno é o polietileno, que é produzido pela polimerização catalítica do etileno e é usado na fabricação de uma variedade de produtos plásticos moldados. O óxido de etileno é produzido por oxidação catalítica e, por sua vez, é usado para produzir etileno glicol e etanolaminas. A maior parte do álcool etílico industrial é produzida pela hidratação do etileno. A cloração produz monômero de cloreto de vinila ou 1,2-dicloroetano. Quando reagido com benzeno, o monômero de estireno é obtido. O acetaldeído também é produzido pela oxidação do etileno.
Riscos
Riscos para a saúde
Como suas contrapartes saturadas, os hidrocarbonetos alifáticos insaturados inferiores, ou olefinas, são asfixiantes simples, mas à medida que o peso molecular aumenta, as propriedades narcóticas e irritantes tornam-se mais pronunciadas do que as de seus análogos saturados. O etileno, o propileno e o amileno têm sido usados, por exemplo, como anestésicos cirúrgicos, mas requerem grandes concentrações (60%) e por isso são administrados com oxigênio. As diolefinas são mais narcóticas que as mono-olefinas e também são mais irritantes para as membranas mucosas e para os olhos.
1,3-Butadieno. Os perigos físico-químicos associados ao butadieno resultam de sua alta inflamabilidade e extrema reatividade. Como uma mistura inflamável de 2 a 11.5% de butadieno no ar é facilmente alcançada, ela constitui um risco perigoso de incêndio e explosão quando exposta ao calor, faíscas, chamas ou oxidantes. Quando exposto ao ar ou ao oxigênio, o butadieno forma facilmente peróxidos, que podem sofrer combustão espontânea.
Apesar de, ao longo dos anos, a experiência de trabalhadores com exposição ocupacional ao butadieno e experimentos de laboratório em humanos e animais terem parecido indicar que sua toxicidade é baixa, estudos epidemiológicos mostraram que o 1,3-butadieno é um provável carcinógeno humano (classificação do Grupo 2A pela Agência Internacional de Pesquisa sobre o Câncer (IARC)). A exposição a níveis muito altos de gás pode resultar em efeitos irritantes e anestésicos primários. Sujeitos humanos podem tolerar concentrações de até 8,000 ppm por 8 horas sem nenhum efeito nocivo além de uma leve irritação dos olhos, nariz e garganta. Verificou-se que a dermatite (incluindo queimaduras causadas pelo frio) pode resultar da exposição ao butadieno líquido e seu gás evaporado. A inalação de níveis excessivos – que podem produzir anestesia, paralisia respiratória e morte – pode ocorrer devido a derramamentos e vazamentos de vasos de pressão, válvulas e bombas em áreas com ventilação inadequada. O butadieno é discutido com mais detalhes no capítulo da indústria da borracha neste volume.
Da mesma forma, o isopreno, que não havia sido associado à toxicidade, exceto em concentrações muito altas, agora é considerado um possível carcinógeno humano (Grupo 2B) pela IARC.
Etileno. O maior perigo do etileno é o de incêndio ou explosão. O etileno explode espontaneamente à luz do sol com cloro e pode reagir vigorosamente com tetracloreto de carbono, dióxido de nitrogênio, cloreto de alumínio e substâncias oxidantes em geral. As misturas de etileno-ar queimarão quando expostas a qualquer fonte de ignição, como estática, fricção ou faíscas elétricas, chamas abertas ou excesso de calor. Quando confinadas, certas misturas explodirão violentamente dessas fontes de ignição. O etileno é frequentemente manuseado e transportado na forma liquefeita sob pressão. O contato da pele com o líquido pode causar uma “queimadura por congelamento”. Há pouca oportunidade de exposição ao etileno durante sua fabricação porque o processo ocorre em um sistema fechado. As exposições podem ocorrer como resultado de vazamentos, derramamentos ou outros acidentes que levem à liberação do gás no ar. Tanques e recipientes vazios que continham etileno são outra fonte potencial de exposição.
No ar, o etileno atua principalmente como um asfixiante. As concentrações de etileno necessárias para produzir qualquer efeito fisiológico marcante reduzirão o teor de oxigênio a um nível tão baixo que a vida não poderá ser mantida. Por exemplo, o ar contendo 50% de etileno conterá apenas cerca de 10% de oxigênio.
A perda de consciência ocorre quando o ar contém cerca de 11% de oxigênio. A morte ocorre rapidamente quando o teor de oxigênio cai para 8% ou menos. Não há evidências que indiquem que a exposição prolongada a baixas concentrações de etileno possa resultar em efeitos crônicos. A exposição prolongada a altas concentrações pode causar efeitos permanentes devido à privação de oxigênio.
O etileno tem uma ordem muito baixa de toxicidade sistêmica. Quando usado como anestésico cirúrgico, é sempre administrado com oxigênio. Nesses casos, sua ação é a de um anestésico simples, de ação rápida e recuperação igualmente rápida. A inalação prolongada de cerca de 85% de oxigênio é levemente tóxica, resultando em uma queda lenta da pressão arterial; com cerca de 94% de oxigênio, o etileno é extremamente fatal.
Medidas de Segurança e Saúde
Para os produtos químicos com os quais não foi observada carcinogenicidade ou efeitos tóxicos semelhantes, deve ser mantida uma ventilação adequada para evitar a exposição dos trabalhadores a uma concentração acima dos limites de segurança recomendados. Os trabalhadores devem ser instruídos de que ardor nos olhos, irritação respiratória, dor de cabeça e vertigem podem indicar que a concentração na atmosfera é insegura. Os cilindros de butadieno devem ser armazenados na vertical, em local fresco, seco e bem ventilado, longe de fontes de calor, chamas e faíscas.
A área de armazenamento deve ser separada de suprimentos de oxigênio, cloro, outros produtos químicos e gases oxidantes e materiais combustíveis. Como o butadieno é mais pesado que o ar e qualquer vazamento de gás tende a se acumular nas depressões, o armazenamento em poços e porões deve ser evitado. Os recipientes de butadieno devem ser claramente rotulados e codificados adequadamente como gás explosivo. Os cilindros devem ser construídos adequadamente para suportar a pressão e minimizar vazamentos, e devem ser manuseados de forma a evitar choques. Uma válvula de alívio de segurança é geralmente incorporada na válvula do cilindro. Um cilindro não deve ser submetido a temperaturas superiores a 55 °C. Os vazamentos são melhor detectados pintando a área suspeita com uma solução de sabão, para que qualquer gás que escape forme bolhas visíveis; sob nenhuma circunstância deve ser usado um fósforo ou chama para verificar se há vazamentos.
Para possíveis ou prováveis carcinógenos, todas as precauções apropriadas de manuseio exigidas para carcinógenos devem ser instituídas.
Tanto na fabricação quanto no uso, o butadieno deve ser manuseado em um sistema fechado e projetado adequadamente. Antioxidantes e inibidores (como terc-butilcatecol em cerca de 0.02 por cento em peso) são comumente adicionados para evitar a formação de polímeros e peróxidos perigosos. Incêndios de butadieno são difíceis e perigosos de extinguir. Pequenos incêndios podem ser extintos por dióxido de carbono ou extintores de pó químico seco. A água pode ser pulverizada sobre grandes incêndios e áreas adjacentes. Sempre que possível, um incêndio deve ser controlado desligando todas as fontes de combustível. Nenhuma pré-colocação específica ou exames periódicos são necessários para funcionários que trabalham com butadieno.
Os membros inferiores da série (etileno, propileno e butileno) são gases à temperatura ambiente e altamente inflamáveis ou explosivos quando misturados com ar ou oxigênio. Os outros membros são líquidos voláteis e inflamáveis capazes de originar concentrações explosivas de vapor no ar em temperaturas normais de trabalho. Quando expostas ao ar, as diolefinas podem formar peróxidos orgânicos que, por concentração ou aquecimento, podem detonar violentamente. A maioria das diolefinas produzidas comercialmente são geralmente inibidas contra a formação de peróxido.
Todas as fontes de ignição devem ser evitadas. Todas as instalações e equipamentos elétricos devem ser à prova de explosão. Boa ventilação deve ser fornecida em todas as salas ou áreas onde o etileno é manuseado. A entrada em espaços confinados que contenham etileno não deve ser permitida até que os testes de gás indiquem que são seguros e as autorizações de entrada tenham sido assinadas por uma pessoa autorizada.
As pessoas que podem ser expostas ao etileno devem ser cuidadosamente instruídas e treinadas em seus métodos de manuseio seguros e adequados. Deve-se enfatizar o risco de incêndio, as “queimaduras por congelamento” devido ao contato com o material líquido, uso de equipamentos de proteção e medidas de emergência.
Hidrocarbonetos alifáticos insaturados, tabelas
Mesa 1 - Informações químicas.
Mesa 2 - Riscos para a saúde.
Mesa 3 - Perigos físicos e químicos.
Mesa 4 - Propriedades físicas e químicas.