Etanol
O etanol, também chamado álcool etílico e, na linguagem corrente, simplesmente álcool, é um composto orgânico com a fórmula CH3CH2OH, também escrita C2H6O. É um líquido incolor, inodor, volátil e inflamável. É utilizado há milênios e em diversas culturas como droga recreativa por meio de bebidas alcoólicas, como cerveja, vinho e aguardente.
A fermentação do açúcar em etanol é uma das primeiras biotecnologias empregadas pela humanidade. Os efeitos intoxicantes do consumo de etanol já são conhecidos desde tempos antigos. O etanol tem sido utilizado pelos seres humanos desde a pré-história como o ingrediente intoxicante de bebidas alcoólicas. Resíduos secos em cerâmica de 9 mil anos encontrada na China mostram que no Neolítico as pessoas consumiam bebidas alcoólicas. Apesar da destilação ser bem conhecida pelos antigos gregos e árabes, o primeiro registro de produção de álcool a partir de um vinho destilado foi feito por alquimistas da Escola de Salerno no século XII. O primeiro a mencionar o álcool absoluto, em contraste com misturas hidroalcoólicas, foi Ramon Llull. As técnicas de produção do álcool, na Antiguidade apenas restritas à fermentação natural ou espontânea de alguns produtos vegetais, como açúcares, começaram a se expandir a partir da descoberta da destilação. Mais tarde, já no século XIX, fenômenos como a industrialização expandem ainda mais este mercado, que alcança um protagonismo definitivo, ao mesmo ritmo em que se vai desenvolvendo a sociedade de consumo no século XX. O seu uso é vasto: em bebidas alcoólicas, na indústria farmacêutica, como solvente químico, como combustível ou ainda com antídoto.
Na medicina
O etanol é muito importante no meio médico, onde é utilizado, bem como outros álcoois também são, no extermínio de vida microbiana nociva, que poderia piorar o estado dos doentes já que o etanol mata os organismos desnaturando suas proteínas e dissolvendo os lípidos sendo eficaz contra a maioria das bactérias, fungos, e vários tipos de vírus, mas é ineficaz contra os esporos bacterianos e preservação em fluido. É usado também na produção de biodiesel, onde o óleo da mamona reage com o etanol, gerando éster etílico e glicerina. Há utilização também na produção de bebidas alcoólicas e de produtos farmacêuticos e de perfumaria. Para fins de higienização de ambientes e do corpo humano, é fabricado o álcool na versão pastosa (álcool em gel), ou seja, contendo aditivos que conferem a forma de gel. As vendas do álcool em gel no Brasil aumentaram muito em 2009, quando do auge da epidemia da Gripe A, e em 2020, com a epidemia da COVID-19. Possui entre 60% e 80% de etanol, concentração mais adequada para ação como desinfetante, e é menos inflamável que o álcool etílico vendido de forma convencional. É a principal forma de gel desinfetante.
Fonte de energia
Álcool combustível pode ser um biocombustível (bioetanol) produzido, geralmente, a partir da cana-de-açúcar, mandioca, batata, milho e beterraba. E pode ser um combustível sintético, produzido de recursos naturais renováveis como carvão (etanol de carvão), madeira (metanol) e de recursos não renováveis (como derivados do petróleo).
O etanol pode ser produzido por fermentação de biomassa ou a partir de hidratação do etileno. A via fermentativa usa matérias primas de origem vegetal que possuem altos índices de frutose. A principal matéria prima utilizada é a cana-de-açúcar, mas podem também ser usadas outras matérias como o milho, a mandioca e o eucalipto. Após o corte, é feito o transporte da matéria para a usina, onde ocorre a lavagem e a moagem seguida da filtragem, de onde são obtidos a garapa e o bagaço. A garapa é aquecida, formando um líquido viscoso e rico em açúcar, o melaço. A fermentação da glicose pelo microorganismo Saccharomyces cerevisiae pode ser representada pela equação: Depois, adiciona-se ao melaço um pouco de água e ácido, de onde obtemos o mosto. Após 50 horas de fermentação 13% do mosto torna-se álcool e é enviado para a destilação. Para obter o álcool etílico a partir da mistura é feita uma destilação fracionada. Para o álcool puro ou anidro, retira-se a água excedente. O processo consiste na adição de cal vivo à mistura que ao entrar em reação com a água forma o hidróxido de cálcio que não é solúvel em álcool, assim formando uma mistura heterogênea que é separada. O álcool produzido é quantificado através de medidores de vazão ou tanques calibrados e depois enviados para o armazenamento, onde aguardam a posterior remoção por meio de caminhões para a comercialização. Cada litro de álcool obtido na destilação produz cerca de 12 litros de resíduos que recebem o nome de vinhaça e são aproveitados como fertilizante no próprio canavial.
Imagem: Aécio Neves - Senador · BY · Openverse
Classificações
No Brasil, além da confusão entre os termos "álcool" e "etanol", há uma grande confusão devido à falta de rigor na padronização das unidades. São distintas as concentrações de álcool em: Exceto pelo fato de o grau GL ser mais preciso e uma unidade química padronizada, em geral "%" e "GL" serão sinônimos, ou seja, interpreta-se o "%" como "percentual volumétrico em solução aquosa". Por exemplo um frasco de álcool com 90° GL tem 90% em volume de álcool, e 10% em volume de água. Já as unidades GL e INPM medem a razão entre grandezas diferentes, massa e volume. O álcool etílico possui densidade igual a 0,789 g/cm³, isso significa que a massa de álcool presente numa solução 70 °INPM é maior que aquela massa presente numa solução 70 °GL. Elas somente seriam iguais se a densidade fosse igual a 1 (um). Na prática podemos usar a aproximação 70 °GL ~ 65° INPM, e 77°GL ~ 70° INPM.
Quatro aspectos essenciais devem ser considerados no estudo da toxicocinética do álcool: absorção, distribuição, metabolismo e eliminação. O etanol é absorvido rapidamente a partir do estômago e intestino e é igualmente distribuído por todo o organismo por difusão simples do sangue nos tecidos. Etanol é de baixa massa molecular e hidrossolúvel. Quando ingerido é absorvido rapidamente no estômago (20%) e intestino delgado (80%). A concentração plasmática maior ocorre de meia hora até uma hora e meia após a ingestão. Sua absorção é rápida no começo do uso e cai posteriormente, mesmo se no estômago existir alta concentração do produto. O tempo de esvaziamento gástrico e o início da absorção intestinal podem ser considerados os principais fatores determinantes das taxas variáveis de absorção de álcool encontradas em diferentes indivíduos ou circunstâncias. Se o indivíduo possuir alimentos no estômago retardará a absorção de etanol pelo estômago. Porém, quando o álcool chega no intestino delgado, sua absorção é rápida e completa, não importando a presença de alimentos.
Intoxicação aguda
O álcool é uma droga depressora do sistema nervoso central que causa desinibição e euforia quando ingerido na forma de bebidas alcoólicas pelos seres humanos. Em doses mais altas, o álcool é prejudicial a saúde, podendo causar estupor e até coma. O etanol aumenta os efeitos do Gaba, um neurotransmissor inibitório, o que causa os movimentos lentos e a fala enrolada que frequentemente se observam em pessoas alcoolizadas. Ao mesmo tempo, inibe o neurotransmissor excitatório glutamato, suprimindo seus efeitos estimulantes e levando a um tipo de retardamento fisiológico. O sistema Gaba atua sobre o controle da ansiedade. Ou seja, quando "armado" pela inibição da produção de glutamato, deixa as pessoas mais relaxadas e com capacidade de interagir melhor com grupos. Quanto mais Gaba, menos autocontrole. A ingestão de álcool está fortemente associada a manifestação de violência, comportamentos impulsivos e agressivos. Afinal a impulsividade é controlada pelo sistema Gaba e o álcool é um modulador alostérico positivo do receptor GABA-A. Assim, o álcool pode aumentar a impulsividade e reduzir o controle das funções executivas, isto é o controle top-down, sobre os comportamentos sociais.
Uso crônico e dependência
O alcoolismo ou etilismo é uma doença crônica caracterizada pela dependência de etanol. Na prática clínica, constata-se que o alcoólatra cada vez mais depende da substância para viver, desenvolvendo grave dependência física quando este é retirado. Nenhuma parte do organismo humano é menos atingida dos efeitos nocivos do álcool. Em pessoas saudáveis que utilizam o álcool moderadamente, a maioria dos efeitos patológicos pode ser revertido. Porém, quando consumido com exagero ou em indivíduos com patologias prévias, as consequências nos órgãos podem ser graves e irreversíveis. Um alcoólatra é definido como o indivíduo que consome mais de quatro drinques por dia, ou seja, 60 g de álcool por dia nos últimos seis meses.
Efeitos no sistema hematológico
A deficiência de ácido fólico, pode levar a uma anemia megaloblástica, leucopenia e plaquetopenia, além de elevar o volume corpuscular médio do indivíduo.
Sistema gastrintestinal
No sistema gastrintestinal, o etanol pode causar câncer, principalmente nas regiões do esôfago e estômago. A ação irritativa da mucoso do etanol pode resultar gastrites e úlceras estomacais e duodenais, além de pancreatite aguda e crônica. Sobre o fígado, o que ocorre mais comumente é a esteatose, hepatite alcoólica e cirrose. Pequenas doses interferem na neoglicogênese hepática e produção de gorduras. Os danos hepáticos podem ser letais se atingirem a insuficiência hepática.
Uso na gravidez
Beber durante a gravidez pode implicar uma ampla gama de agravos ao cérebro em desenvolvimento. Isso pois, a substância entra na corrente sanguínea do adulto e acaba chegando ao útero, o que interfere na oxigenação e nutrição do feto. Dentre os efeitos mais graves que podem ocorrer, existe um apanhado de sintomas caracterizados como síndrome alcoólica fetal (SAF). Crianças com SAF podem ter características faciais alteradas, e um cérebro com tamanho geralmente inferior do que a média de sua idade e com menor volume (microcefalia). Um estudo do Centro de Dependência e Saúde Mental do Canadá estima que nasçam 119 bebês por ano com a síndrome. Já a Sociedade Brasileira de Pediatria indica que, a cada mil bebês que nascem com vida, de dois a sete apresentam sintomas. Além da Síndrome do Alcoolismo Fetal, que afeta a criança, o consumo de álcool durante a gravidez também pode provocar o aborto ou o nascimento prematuro.
Alterações no desenvolvimento neurológico
A ingestão de bebidas alcoólicas por usuários jovens possui consequências drásticas uma vez que, pode-se afetar principalmente a plasticidade do sistema nervoso. A neurogênese, a criação de novas células cerebrais (neurônios), é algo que ocorre intensamente durante o período de gestação e os primeiros meses de vida do ser humano. Com o tempo, esse processo reduz drasticamente, mas nunca cessa, principalmente quando se trata da adolescência onde ainda há processos cerebrais em desenvolvimento. A neurogênese está implicada, por exemplo, no processo de criação e consolidação de novas memórias. Nesse sentido, há diversos estudos que apontam que altas doses de álcool podem levar à interrupção da criação de novos neurônios. Acredita-se, ainda, que é esse processo separatório de lesões em áreas intimamente ligadas a funções cognitivas importantes, como a memória. Não obstante, um dos sintomas mais comuns ao ingerir bebidas alcoólicas é a amnésia no dia seguinte. Ou seja, diversas áreas cognitivas podem ter seu desenvolvimento afetado. O abuso deste composto afeta muitos sistemas de órgãos, causando tanto efeitos agudos como crônicos. Sendo um depressor do SNC (acção direta), o etanol diminui a sua atividade: facilita a ação do maior neurotransmissor depressor no cérebro (GABA) e inibe a ação do maior neurotransmissor excitatório do cérebro (glutamato). Atuando especificamente sobre estes receptores, o etanol abranda o funcionamento do sistema nervoso. De todos os sistemas do corpo, o sistema cardiovascular é aquele em que o etanol pode ter simultaneamente efeitos positivos e negativos. No fígado, o excesso de etanol conduz a três diferentes desordens patológicas: fígado gorduroso (esteatose hepática), hepatite alcoólica e cirrose.
Imagem: Aécio Neves - Senador · BY · Openverse
Atmosfera
O etanol tem volatilização pouco expressiva, portanto pouca quantidade dele, em caso de vazamento por exemplo, vai para a atmosfera. Pode favorecer a formação de ozônio troposféricos sob certas condições. Quando lançado diretamente para a atmosfera ele pode sofrer reações fotoquímicas que o transforma em acetaldeído (composto capaz de causar câncer), e em outras substâncias prejudiciais aos seres vivos em ambiente.
Solo e água
Por ser totalmente miscível em água o etanol praticamente não sofre adsorção, assim migrando para as águas subterrâneas. Sendo tão miscível o etanol pode ter o papel de cossolvente, ou seja, ele pode aumentar a solubilidade de um segundo composto, assim diminuindo a sua adsorção e tendo como destino final os mares e os mananciais de abastecimento. O etanol pode ser biodegradado por micro-organismos através do mecanismo de oxidação-redução, onde ele age como doador de elétrons. Em casos onde o etanol está misturado com outras substâncias, por exemplo na gasolina, ele causa mudanças nos mecanismos naturais de biodegradação dos outros compostos, no caso BTEX. O Etanol pode consumir preferencialmente o oxigênio do local durante sua biodegradação, dificultando assim a biodegradação dos BTEX, que precisam de oxigênio para se biodegradarem.
