Passeio químico virtual em Timor-Leste [Virtual chemical trail in East Timor]

[Preparei este passeio químico virtual em Timor-Leste em parceria com o professor Jorge António que está em Timor e é autor de todas os fotografias e me sugeriu algumas temas e leu o manuscrito. No entanto, os lapsos que eventualmente possam existir, são da minha responsabilidade.]

As paisagens, que apenas conheço de fotos e filmes são incríveis. Concentremos-nos no céu e no nascer e pôr-do-sol. De onde vêm estas cores? Afinal o ar da atmosfera é constituído essencialmente por nitrogénio, oxigénio e vapor de água, que são transparentes (1). Mas nós vemos azul no céu, branco nas nuvens e cor-de-laranja e vermelho no nascer e pôr-do-sol ... Vamos tentar perceber. Os raios de luz vêm do Sol e são espalhados pelas moléculas e partículas atmosféricas. O espalhamento é proporcional ao inverso do comprimento de onda levantado à quarta potência. Assim, o maior espalhamento visível é no violeta e no azul. Vemos o céu azul pois não olhamos diretamente para o Sol, olhamos para os lados para onde é espalhada a radiação e somos menos sensíveis ao violeta. Entretanto, quando o Sol está muito baixo, a luz a atravessa uma maior camada da atmosfera, e, quando chega até nós, já quase não tem violeta e azul e assim vemos o vermelho e o laranja que são também espalhados. Curiosamente, neste caso, já é possível olhar diretamente para o Sol e vemos claramente que já não tem os violetas e os azuis. Por outro lado, as nuvens espalham todas as cores várias vezes (espalhamento múltiplo) e apararem brancas. Muitas das coisas brancas que vemos, como o leite, são desta cor devido a este fenómeno.

O calor e a humidade, que são muito grandes em Timor-Leste, parecem também ter um papel nestas cores fantásticas. É preciso que se entenda que a quantidade de um vapor em equilíbrio com o seu líquido só depende da temperatura (considerando a pressão fixa). Ora, então, podemos ter uma maior quantidade de vapor de água na atmosfera, se estiver mais quente. E basta que a temperatura baixe ligeiramente para que uma parte dessa água passe ao estado líquido. Para a riqueza de cores pode contribuir haver mais moléculas e partículas na atmosfera. 

No caso dos animais, calor e humidade podem ser problemáticos, pois uma das formas que estes têm para arrefecer é suar - libertar vapor de água que condensa na pele e arrefece todo o conjunto, pois a condensação é um processo endotérmico. Mas, se no exterior tivermos temperaturas mais elevadas que as do nosso corpo e tivermos o ar com a humidade máxima, suar é muito difícil.

Timor-Leste é um Estado com cerca de 15 mil metros quadrados e um pouco mais de um milhão de habitantes (de acordo com os censos de 2010), situado numa ilha estratégica para as ligações entre os Oceanos Índico e Pacífico. Teve, à semelhança de outros estados da região, uma história atribulada com muitos constrangimentos, tendo tido, por último, a brutal ocupação da Indonésia entre 1975 e 1999. Depois da independência, em 1999, com a renegociação dos acordos de exploração de petróleo e gás no Mar de Timor, tem vindo a obter dividendos deste setor. Mas os seus governantes sabem que estes dividendo não são eternos. As projeções das receitas do petróleo, datadas de 2008, mostram que se prevê que estas poderão acabar em 2050, prevendo-se que em 2022 estejam em cerca de 700 milhões de dólares e que em 2044 nos 400 milhões de dólares. O petróleo não serve só para ser queimado como combustível. Podemos obter dele muitas coisas pois é uma matéria muito versátil. Embora o setor dos combustíveis seja ainda o mais importante para as economias, pois continuamos a precisar de muita energia, desde a obtenção de eletricidade a muitas outras coisas, esta material encerra muitas outras possibilidades. Entretanto, paralelamente a novas descobertas e formas de exploração de petróleo, procuramos novas formas de obtenção de energia. Nesse, contexto, a educação e a preparação científica e técnica dos habitantes são as maiores riquezas potenciais de um Estado. Para o desenvolvimento sustentável de Timor-Leste é preciso sem dúvida contar com a Economia do Mar. E isto envolve melhores formas de obtenção e uso do petróleo, construção e gestão de portos modernos, exploração de recursos marinhos como peixes e algas, entre muitos outros. E, como referi, tudo isto exige preparação científica e técnica, em particular de química. Pense-se nas novas e nas rotineiras análises químicas e em ancestrais e novos processos e materiais, por exemplo.

Timor é também muito conhecido pelo seu café. Como quase todos sabem, o café é obtido da semente do fruto do cafezeiro, conhecido como grão. Este é torrado e, nesse processo, aparecem muitos dos aromas caraterísticos que estavam ausentes na semente verde. A molécula mais conhecida do café é a cafeína, um alcalóide da família das xantinas. Para obter café, o grão é torrado e moído. Depois a água a ferver, ao entrar em contacto com o pó, extrai as moléculas aromáticas e a cafeína. Isso era feito antigamente em cafeteiras onde a água estava simplesmente em contacto com o pó, ficando junto aquilo que é conhecido como “borra,” ou a solução sobia para um reservatório superior por um pequeno tubo, devido ao aumento de pressão, ou a água a ferver passava simplesmente por gravidade através do pó, no chamado café de saco. Nas máquinas expresso o pó é mais fino, mas a água quente continua a passar pelo pó, mas agora com mais pressão, resultando na extração das essências e cafeína e na espuma caraterística deste café.   

Se a descoberta e otimização de processos para obter café pode ser considerada complexa, a do cacau é ainda mais. Como é que se lembraram dela? Mais uma vez, só se usa a semente da planta, que no cacau fermenta ao Sol. Depois esta é também torrada, mas julgo que menos. Dessas sementes fermentadas e secas faz-se uma bebida amarga ou extraem-se gorduras, mas a ideia de chocolate é ainda mais complexa. Ao misturar-se o cacau com açúcar, procura-se obter uma estrutura cristalina que tem uma região de fusão muito próxima da temperatura ambiente e é mais aberta, misturando de forma harmoniosa o doce do açúcar com o amargo do cacau. Por ter uma região de fusão próxima da do ambiente, o chocolate “derrete” na boca. Isto tem um pequeno senão: se o chocolate fundir devido a temperaturas ambientes altas, raramente volta à mesma estrutura cristalina mas antes a uma outra estrutura com maior região de fusão e mais fechada que achamos menos agradável.    

Naquilo que pode ser considerado cómico, mas mostra algumas das fragilidades do sistema de publicação e da falta de espírito crítico, Bohannon e colaboradores, em 2015, conseguiram publicar, de propósito, vários artigos em que “demonstravam” que o chocolate com alto teor de cacau era bom para emagrecer! Depois de aceites e publicados os artigos, a burla foi publicitada pelos próprios. Na verdade nem seque é lógico: emagrecer, comendo açúcar! Mas, curiosamente, há dietas ditas “do chocolate”!   

Finalmente, refiro que usando vários tipos de métodos de análise química é possível com grande precisão identificar a origem geográfica do cacau, da mesma forma que se pode fazer com o café.  

Falemos agora de outras coisas menos conhecidas mas que impressionam quem não é local. Nas fotos vemos uma borboleta gigante. Penso que possa ser uma Argema mittrei. Chamo aqui a atenção para as as preferências da lagarta baseadas em odores: eucaliptos e liquidambares, segundo li. Muitas lagartas são assim: escolhem um tipo de planta específica. A lagarta do bicho-da-seda, que só quer amoreiras, é a mais conhecida. Finalmente, compostos químicos, conhecidos como feromonas, têm um papel fundamental na atração entre as borboletas fêmea e macho. 

Achámos também interessante a forma de cozinhar carne no bambu. E já agora o que é cozinhar carne? De forma simples é levar as proteínas a desnaturar e a reagir com os glúcidos, fenómeno que origina sabores que gostamos muito e que é conhecido como as reações de Maillard. Para além disso, envolve fundir as gorduras, espalhado-as e tornando-as mais fluidas. E, finalmente, torrar ligeiramente as proteínas, gorduras e glúcidos, originando mais uma cascata de aromas e sabores que não existiam na carne crua. E porque se pode cozinhar no bambu verde sem que este se queime? Devido à água. Enquanto houver água a ferver, a temperatura não sobe mais de cem graus.

Aqui em Portugal, habituamos-nos a ver papaias nos supermercados separadas (2). Mas na árvore estas frutas formam um cacho. A Carica papaya é rica em varias vitaminas, mas muito curiosa é uma molécula anti-helmintica que contém, o isocianato de benzilo. Mas atenção, essa molécula está presente apenas nas sementes. Portanto, comer papaia não tem ação anti-helmíntica automática.

Espero poder voltar a fazer este passeio sem ser de forma virtual!

(1) A composição da atmosfera mais conhecida (78% de nitrogénio e 21% de oxigénio) refere-se ao ar seco. A quantidade de vapor de água pode ir quase até aos 4% dependendo da temperatura.

(2) Isso é agora, pois antes era um fruto exótico difícil de encontrar nos supermercados em Portugal. 

[verified semi-automatic translation]

[I prepared this virtual chemical tour in East Timor in partnership with Professor Jorge António, who is in Timor and is the author of all the photographs and also suggested some topics and read the manuscript. However, any lapses that may eventually exist are my responsibility.]

The landscapes, which I only know from photos and films are incredibly nice. Let's focus on the sky and the sunrise and sunset. Where do these colors come from? After all, the air in the atmosphere is essentially made up of nitrogen, oxygen, and water vapor, which are transparent (1). But we see blue in the sky, white in the clouds, and orange and red at sunrise and sunset... Let's try to understand. Light rays come from the Sun and are scattered by atmospheric molecules and particles. The scattering is proportional to the inverse of the wavelength raised to the fourth power. Thus, the greatest visible scattering is in violet and blue. We see the sky blue because we don't look directly at the Sun, we look to the sides where the radiation is scattered and we are less sensitive to violet. However, when the Sun is very low, the light passes through a larger layer of the atmosphere, and when it reaches us, there is almost no violet and blue left and so we see red and orange. These colors are also scattered, so the sky appears red. Interestingly, in this case, it is already possible to look directly at the Sun and we can see that it no longer has the violets and blues. On the other hand, clouds scatter all the colors multiple times (multiple scattering) and trim white. Many of the white things we see, like milk, are this color because of this phenomenon.

Heat and humidity, which are very high in East Timor, also seem to play a role in these fantastic colors. It is necessary to understand that the amount of a vapor in equilibrium with its liquid only depends on the temperature (considering the fixed pressure). Now, then, we can have more water vapor in the atmosphere if it's warmer. And if the temperature drop slightly a part of this water change to a liquid state. The richness of colors may result for having more molecules and particles in the atmosphere.

In the case of animals, heat and humidity can be problematic, as one of the ways they cool down is to sweat - releasing water vapor that condenses on the skin and cools the whole set, as condensation is an endothermic process. But if we have temperatures outside our bodies that are higher than our bodies and the air is at maximum humidity, sweating is very difficult.

East Timor is a State with about 15 thousand square meters and a little more than one million inhabitants (according to the 2010 census), located on a strategic island for the connections between the Indian and Pacific Oceans. Like other states in the region, it had a troubled history with many constraints, and lastly, the brutal occupation of Indonesia between 1975 and 1999. After independence, in 1999, the renegotiation of oil exploration and gas in the Timor Sea created dividends from this sector. But the govern know that these dividends are not eternal. Projections of oil revenues, dating from 2008, show that it is expected that these may end in 2050. I is estimated that in 2022 they will be around 700 million dollars and that in 2044 in 400 million dollars. Oil is not just for burning as fuel. We can get many things from it because it is a very versatile material. Although the fuel sector is still the most important for economies, as we continue to need a lot of energy, this material opens up many other possibilities. In parallel with discoveries and new ways of exploring oil, we are looking for new ways of obtaining energy. In this context, the education and scientific and technical preparation of the inhabitants are the greatest potential riches of a State. For the sustainable development of East Timor, it is undoubtedly necessary to count on the Economy of the Sea. And this involves better ways of obtaining and using oil, building and managing modern ports, and exploiting marine resources such as fish and algae, among many others. And, as I mentioned, all this requires scientific and technical preparation, particularly in chemistry. Think of new and routine chemical analyzes and ancestors and new processes and materials, for example.

Timor is also well known for its coffee. As almost everyone knows, coffee is obtained from the seed of the coffee tree, known as bean. This is roasted and, in the process, many of the characteristic aromas that were absent in the green seed appear. The most well-known molecule in coffee is caffeine, an alkaloid from the xanthine family. To obtain coffee, the beans are roasted and ground. Then the boiling water, when in contact with the powder, extracts the aromatic molecules and caffeine. This used to be done in coffee makers where the water was simply in contact with the powder, and what is known as “dregs” stayed together, or the solution rose to an upper reservoir through a small tube, due to the increase in pressure, or the water boiling simply passed by gravity through the powder, in the so-called sack coffee. In espresso machines, the powder is finer, but the hot water continues to pass through the powder, but now with more pressure, resulting in the extraction of essences and caffeine and the characteristic foam of this coffee.

If the discovery and optimization of processes to obtain coffee can be considered complex, that of cocoa is even more so. How did humanity discovered this? Once again, only the seed of the plant is used, which in cocoa ferments in the sun. Then it is also roasted, but less, I think. From these fermented and dried seeds, a bitter drink is made or fat is extracted, but the idea of ​​chocolate is even more complex. By mixing cocoa with sugar, it is sought to obtain a crystalline structure that has a melting region very close to room temperature and is more open, harmoniously mixing the sweetness of the sugar with the bitterness of the cocoa. Because it has a melting region close to that of the environment, chocolate “melts” in the mouth. This has one small drawback: if chocolate melts due to high ambient temperatures, it rarely returns to the same crystalline structure but rather to another structure with a larger and more closed melting region that we find less pleasant.

In what can be considered comical, but shows some of the weaknesses of the publication system and the lack of critical thinking, Bohannon and collaborators, in 2015, managed to publish, on purpose, several articles in which they “demonstrated” that chocolate with a high content of cocoa was good for weight loss! After the articles were accepted and published, the scam was publicized by the authors themselves. It's not even logical: lose weight eating sugar! But, curiously, there are so-called “chocolate” diets!

Finally, I would like to mention that using various types of chemical analysis methods it is possible to identify the geographical origin of cocoa with great precision, in the same way, that it is possible to do with coffee.

Now let's talk about other lesser-known things that impress those who are not locals. In the photos, we see a giant butterfly. I think it might be an Argema mittrei. I draw attention here to the caterpillar's preferences based on odors: eucalyptus and sweetgums, as I read. Many caterpillars are like that: they choose a specific type of plant. The silkworm caterpillar, which only wants mulberry trees, is the best known. Finally, chemical compounds, known as pheromones, play a key role in attracting female and male butterflies.

We also found interesting cooking meat in bamboo. And by the way, what means cooking meat? Simply put, it is to denature proteins and react with carbohydrates, a phenomenon that gives rise to flavors that we like a lot and which is known as Maillard reactions. In addition, it involves melting the fats, spreading them out, and making them more fluid. And, finally, lightly toast the proteins, fats, and carbohydrates, creating yet another cascade of aromas and flavors that did not exist in raw meat. And why can you cook in green bamboo without burning it? Due to water. As long as there is boiling water, the temperature does not rise more than the usual hundred degrees.

Here in Portugal, we are used to see papayas in supermarkets separated (2). But on the tree these fruits form a bunch. Carica papaya is rich in several vitamins but very curious is an anthelmintic molecule that contains benzyl isocyanate. But attention, this molecule is present only in seeds. Therefore, eating papaya has no automatic anthelmintic action.

I hope to be able to do this tour again without being virtual!

(1) The best-known composition of the atmosphere (78% nitrogen and 21% oxygen) refers to dry air. The amount of water vapor can go up to almost 4%, depending on the temperature.

(2) It was once an exotic fruit that was difficult to find in supermarkets in Portugal.

Bibliografia

Donaciano Gomes. Timor-Leste. A Economia do Mar: um contributo para o Desenvolvimento Sustentável. Aveiro: Mare liberum, 2016.

Ginger Tannenbaum. Chocolate: A Marvelous Natural Product of Chemistry. Journal of Chemical Education  81, 1131-1135, 2004.

Marino Petracco. Our Everyday Cup of Coffee: The Chemistry behind Its Magic. Journal of Chemical Education 82, 1161-1167, 2005.

Pedro T.W. Barroso, Pedro P. de Carvalho, Thiago B. Rocha, Fernando L.P. Pessoa, Debora A. Azevedo, Marisa F. Mendes. Evaluation of the composition of Carica papaya L. seed oil extracted with supercritical CO2. Biotechnology Reports 11, 110–116, 2016.

Shannon E. Stitzel, Ryan E. Sours. High-Performance Liquid Chromatography Analysis of Single-Origin Chocolates for Methylxanthine Composition and Provenance Determination. Journal of Chemical Education  90, 1227−1230, 2013 

Passeio químico pela reciclagem e valorização dos resíduos [A chemical trail through recycling and waste recovery]

[No âmbito da organização de um estágio Ciência Viva fui à ERSUC  - Resíduos Sólidos do Centro observar o que se fazia em Coimbra em relação aos lixos e à reciclagem]

A nossa primeira observação, antes de encontrarmos quem nos ia receber, foram os canos que saiam do aterro sanitário. Aventámos que eram para recolher metano. É verdade, mas é mais interessante como veremos a seguir.

Depois de uma pequena conversa onde nos falaram dos passos futuros, nomeadamente a separação do lixo orgânico, e onde tivemos oportunidade de esclarecer algumas dúvidas, fomos visitar a instalação industrial. Uma das primeiras coisas que nos disseram foi que aquilo que víamos não era lixo, mas matéria-prima. É muito curiosa esta observação pois a sustentabilidade ecológica depende também dessa interiorização profunda da economia circular. 

Embora estivesse em obras, pudemos visitar o local onde é descarregado o lixo indiferenciado. Eles têm alguma capacidade de separar vidro, metais e plásticos desse lixo, usando cilindros giratórios de onde sai a matéria orgânica por pequenos orifícios, ficando estes materiais retidos nos cilindros e que depois podem ser separados (isso não vimos). Imagino que alguns desses resíduos estejam contaminados e sejam difíceis de reciclar, mas em relação ao vidro e metal parece-me que não será difícil. A matéria orgânica segue para grandes silos, onde é produzido metano. Não pudemos fotografar por haver pessoas a trabalhar (um compromisso que aceitámos foi não fotografar os trabalhadores). Este gás é depois conduzido para a produção de energia elétrica, a qual é injetada na rede nacional. O que sobra da matéria orgânica é um adubo que, depois de analisado, pode ser usado em jardins e árvores (mas não, por imposição legal, na produção direta de plantas hortícolas). Finalmente, o que sobra de tudo isto, vai então para o aterro sanitário. Como pode ainda haver alguma matéria orgânica, é recolhido ainda um pouco mais de metano (daí os tubos).

Seguimos depois para os recicláveis. A separação é feita por uma combinação de ação manual e automática, havendo vários pontos em que esta separação é repetida e reverificada. O aparelho automático de separação que vimos, estava calibrado para PET (Politereftalato de etileno) de que são feitas as garrafas de água. “Calibrado” significa que era identificado pelo seu espetro, provavelmente infravermelho. Na separação manual era também separado o metal, embora creio que os tipos de metais que mais interessam (o alumínio e o ferro) possam ser separados de forma automática (o último por magnetismo simples e o primeiro de uma forma mais complicada).

Na ERSUC fazem a separação do PET que esteve em contacto com óleo (por exemplo as garrafas de azeite) e soluções aquosas (água e refrigerantes, por exemplo). Neste momento já é possível usar o PET com óleo, disseram-nos, mas tem de ser separado. Havia também fardos com alumínio (o metal mais precioso) e ferro. Era também aí que separavam as embalagens de Tetra Pak que são os próprios fabricantes de reciclam. Foi-nos dito que não é preciso lavar as embalagens, basta despejar o conteúdo.

O vidro e o papel é mais fácil de separar e tratar e acabámos por não ver essa parte com tanta atenção. Mas devemos notar os papéis com gorduras e plastificados que não podem ser reciclados. Uma nota sobre os ditos “copos de papel.” Para que estes possam ser usados em líquidos quentes como café, têm uma pequena camada de plástico e não são recicláveis. Só podem assim ser valorizados como CDR (combustíveis derivados de resíduos). Isso eu já sabia e dá para entender que muito do que “dizem” as empresas de fast-food é apenas propaganda. E também sabia que nos países do norte e noutros locais que referem quase ou mesmo 100% de reciclagem, contam a valorização dos CDR como reciclagem. O que não sabia, mas percebi quando fiz a visita, é que os sacos compostáveis são para eles um problema. Como a matéria orgânica é usada de forma imediata, estes sacos não têm tempo de se decompor, ficam nos cilindros e não são recicláveis. Isso fez-me recordar que é preciso envolver todos os atores numa solução que pensamos propor.

Uma nota final sobre o que ainda vai parar ao aterro. Só vai para lá o que não pode ser reciclado nem valorizado. Como o aterro é estanque e ainda há alguma matéria orgânica residual, a água de lixiaviação é recolhida e analisada, passando por um sistema de osmose inversa antes de chegar ao coletor dos esgotos. Os resíduos que ficam da osmose inversa são considerados  materiais perigosos e tratados de acordo. Muito gente já ouviu falar de osmose inversa, mas sabe o que é? Na osmose normal existem membranas (pode ser uma parede celular) que só deixam passar água mas não sais e moléculas. Como os dois dados da membrana procuram estar em equilíbrio há entrada de água para a parte mais concentrada. Na osmose inversa usam-se bombas para realizar o processo contrário, saindo a água e ficando os sais e moléculas no lado onde estão mais concentradas.   

Devo dizer que gostei. Há de facto separação e reciclagem, algo que já sabia, mas por vezes é contestado. Estes materiais têm bastante procura pelas empresas, criando um circuito de economia circular e concorrência, assegurando a sustentabilidade do sistema. Mesmo quando o utilizador não faz separação, as empresas de lixos conseguem fazer alguma separação, mas isso não é ótimo. De qualquer forma, a separação é fundamental para eles, uma vez que precisam da matéria orgânica para obter o metano de onde obtêm eletricidade e adubos verdes.          

[verified semi-automatic translation]

[In a Ciência Viva internship I went to ERSUC - Solid Waste of the Center to observe what was being done in Coimbra about waste and recycling]

Our first observation, before finding out who was going to receive us, was the pipes coming out of the landfill. We suggested they were to collect methane. It is true, but it is more interesting as we will see below.

After a short conversation where they told us about the future steps, namely the separation of organic waste, and where we had the opportunity to clarify some doubts, we went to visit the industrial facility. One of the first things we were told was that what we saw was not garbage, but raw material. This observation is very curious because ecological sustainability also depends on this deep internalization of the circular economy.

Although it was with work, we were able to visit the place where unsorted waste is unloaded. They have some ability to separate glass, metals, and plastics from this waste, using rotating cylinders from which organic matter comes out through small holes, with these materials being retained in the cylinders from where they can then be separated (we didn't see that). I imagine that some of this waste is contaminated and difficult to recycle, but the glass and metal seem to me that won't be difficult. The organic matter goes to large silos, where methane is produced. We couldn't take pictures because people were working (a compromise we accepted was not to photograph the workers). This gas is then used in the production of electricity, which is injected into the national network. What is left of the organic matter is a fertilizer that, after being analyzed, can be used in gardens and trees (but not, by legal imposition, in the direct production of horticultural plants). Finally, what's left of all this then goes to the landfill. As there may still be some organic matter, a little more methane is collected (hence the pipes).

Then we move to the recyclables part. Separation is done by a combination of manual and automatic action, with several points at which this separation is repeated and rechecked. The automatic sorting device that we saw was calibrated for PET (Polyethylene terephthalate) from which plastic water bottles are made. “Calibrated” means that it was identified by its spectrum, probably infrared. In manual separation, the metal was also separated, although I believe that the types of metals that are most interesting (aluminum and iron) can be separated automatically (the latter by simple magnetism and the former in a more complicated way). Probably they have this separation.

At ERSUC, they separate PET that has been in contact with oil (for example, olive oil bottles) and aqueous solutions (water and soft drinks, for example). It is now possible to recycle PET with oil, we were told, but it has to be separated. There were also bales with aluminum (the most precious metal) and iron. It was also there that the Tetra Pak packaging was separated, which the manufacturers themselves recycle. We were told that there is no need to wash the packaging, just empty the contents.

Glass and paper are easier to separate and treat, and we ended up not seeing that part so closely. But we should note that greased and plasticized papers cannot be recycled. A note also on the so-called “paper cups.” To be used in hot liquids like coffee, they have a small layer of plastic and are not recyclable. They can thus only be valued as CDR (fuels derived from waste). This I already knew and you can understand that a lot of what fast-food companies “say” is just propaganda. I also knew that in northern countries and other places that report almost or even 100% recycling, they count the recovery of CDRs as recycling. What I didn't know, but realized when I did this visit, is that compostable bags are a problem in some cases. As the organic material is used immediately, these bags do not have time to decompose, remain in the cylinders, and are not recyclable. This reminded me that it is necessary to involve all the players in a solution that we intend to propose.

A final note on what will still end up in the landfill. Only what cannot be recycled or recovered goes there. As the landfill is watertight and there is still some residual organic matter, the leaching water is collected and analyzed, passing through a reverse osmosis system before reaching the sewage collector. Waste left over from reverse osmosis is considered hazardous material and treated accordingly. A lot of people have heard of reverse osmosis, but do you know what it is? In normal osmosis there are membranes (can be a cell wall) that only let water pass but not salts and molecules. As the two sides of the membrane try to be in equilibrium, water enters the more concentrated part. In reverse osmosis pumps are used to carry out the opposite process, making the water get out and leaving the salts and molecules on the side where they are more concentrated.

I must say I liked the visit. There is indeed separation and recycling, something I already knew, but is sometimes disputed. These materials are in high demand by companies, creating a circuit of circular economy and competition, ensuring the sustainability of the system. Even when the user doesn't do separation, garbage companies manage to do some separation, but that's not great. Nevertheless, separation is critical for them, as they need organic matter to get the methane from which they get electricity and green manures.

Passeio químico no Museu da Memória de Matosinhos [A chemical trail at Matosinhos Memory Museum]

Fui ao Museu da Memória de Matosinhos há cerca de um ano. Achei-o muito interessante por várias razões, mas a principal está mesmo no nome. Todos os museus têm a ver com a memória, claro, mas os autores fizeram questão que essa palavra ficasse no nome do museu.

O museu é num antigo palacete que é interessante em sim mesmo. Os gradeamentos de ferro pintado e os espelhos de água são muito interessantes. A água nos espaços públicos costuma ser tratada com cloro para evitar infeções, mas nem era disso que queria falar. Chamou-me a atenção o azul. Associa-se a água ao azul, mas a água é em boa parte transparente como se sabe. No entanto, a água absorve um pouco de radiação na zona do vermelho, por isso uma grande massa de água é azulada. Mas não é só isso que se apresenta muitas vezes azul. A água reflete a cor azul do céu, e finalmente, há vários truques para aumentar esse aspeto azulado, como usar azulejos dessa cor.

A sala dos espelho congrega outros aspetos interessantes. Só lá estão neste momento espelhos novos, mas vários painéis não têm espelhos. Os vidros são muito duráveis, mas os espelhos nem por isso. No decurso de vários séculos, ou até de anos, os metais, nomeadamente o estanho, que dão o efeito de espelho, oxidam-se e os espelhos deixam de refletir as imagens. É uma memória que se perdeu, gostaria de ter visto um espelho antigo.      

Numa sala, há objetos romanos e imagens dos buracos que estes usavam para armazenar e tratar o peixe e outros materiais. Matosinhos era na altura dos romanos um importante ponto de paragem desses barcos. Esse é outro aspeto que tem a ver com a memória: as conserveiras. Muitas já desapareceram, embora ainda possamos encontrar os edifícios de bastantes. No passeio químico por Portimão referi a química envolvida nas conservas e por isso não vou repetir. 

No Museu há muitas imagens do passado que podem ser vistas usando realidade virtual. E há um pequeno estúdio para as pessoas gravarem os seus testemunhos. E temos uma memória química recente que será interessante revisitar: a refinaria que foi desativada. Irei voltar a Matosinhos!

[verified semi-automatic translation]

I went to the Matosinhos Memory Museum about a year ago. I found it very interesting for several reasons, but the main one is in the name. All museums are about memory, of course, but the authors insisted that this idea stays in the designation.

The museum is in an old palace which is interesting in itself. The painted iron railings and water mirrors are very interesting. Water in public spaces is usually treated with chlorine to prevent infections, but that's not what I wanted to talk about. Blue caught my attention. Water is associated with blue, but the water is largely transparent as we know. However, water absorbs some radiation in the red zone, so a large body of water is bluish. But that's not all that is often blue. The water reflects the blue color of the sky, and finally, there are several tricks to increase that bluish look, such as using tiles of that color.

The mirror room brings together other interesting aspects. There are only new mirrors there at the moment, but several panels do not have mirrors. The glasses are very durable, but the mirrors are not. For several centuries or even years, the metals, particularly tin, which give the mirror effect, oxidize and the mirrors no longer reflect the images. It's a lost memory, I wish I had seen an old mirror.

In one room, there are Roman objects and images of the holes they used to store and treat fish and other materials. Matosinhos was at the time of the Romans an important stopping point for these boats. This is another aspect that has to do with memory: the canning plants. Many have already disappeared, although we can still find the buildings of quite a few. On the chemical tour of Portimão. I mentioned the chemistry involved in preserves and so I won't repeat it.

In the Museum there are many images from the past that can be seen using virtual reality. And there's a little studio for people to record their testimonies. And we have a recent chemical memory that will be interesting to revisit: the refinery that was decommissioned. I will return to Matosinhos.

Passeio Químico em Florença [Chemical trail in Florence]

[Aproveitando que fui a um congresso em Florença, e era a primeira vez que ali estava, procurei, nas horas vagas, muitas vezes muito cedo, o que até era bom, pois estava muito calor, andar pela cidade e tomar notas para um percurso químico] 

Algo que não me ocorreu logo, foi a perfumaria tradicinal. Na rua de S. Nicolò (onde estava instalado) encontrei duas lojas de mestres de perfumes e há também um museu (ao qual não fui). Nessa rua, fica também um pequeno museu da joalharia, que vi aberto uma vez, mostrando complexos mecanismos de relógios e outras coisas. Esta rua fica muito perto da emblemática Ponte Vecchia, na qual, no filme “O perfume”, um mestre perfumeiro tem a sua loja. 

A ideia básica da química dos perfumes é bastante simples e envolve moléculas que causam sensações nos recetores olfativos, mas os detalhes de todo esse processo são muito complexos. Há um conjunto de moléculas mais voláteis que dão as notas de topo do perfume. São os álcoois, aldeídos e cetonas dos aromas florais e de frutas, entre outros.  Algumas moléculas mais pesadas e menos voláteis dão as notas centrais. Finalmente, moléculas mais pesadas e ainda menos voláteis dão as notas ditas “de baixo” que demoram mais tempo a extinguir-se. Nestas, está, por exemplo, as moléculas do âmbar cinzento, que era obtido dos intestinos do cachalote, ou o odor da glândula anal da civeta. É referido no “Moby Dick” que “se as senhoras soubessem de onde vêm os seus perfumes mais caros!” Hoje em dia, esses materiais têm equivalentes sintéticos por razões éticas e de sustentabilidade, entre outros. Mas, até ao desenvolvimento das moléculas sintéticas, tudo era obtido da Natureza “clássica”, quer de plantas quer de animais. O desenvolvimento de moléculas sintéticas veio permitir a criação de novos aromas (moléculas desconhecidas na Natureza “clássica”) e permitir aos mestres perfumeiros criar perfumes únicos que podiam usar moléculas patenteadas (as quais não podiam ser usados por outros em perfumes sem pagar direitos). 

Agora, na Ponte Vecchia, há lojas de ouro e joalharias. Em tempos, por debaixo, no rio fazia-se o tratamento de couros, o qual, como se pode imaginar, causava cheiros nauseabundos. Mudaram para outros locais e o tratamento dos couros já não é visível pelo público. Mas, hoje em dia, ainda há muitas lojas de artigos em couro em Florença. E é visitável também uma escola da catedral. Estava a pensar numa coisa diferente e encontrei lá mais um conjunto de lojas. Esse é um dos problemas do turismo de massas. Há muitas lojas e restaurantes e muita pressão sobre os espaços. Que me lembre, foi a única vez em que não entrei numa biblioteca (por não serem permitidas visitas). Estive na Biblioteca Pública de Nova Iorque ou na antiga biblioteca pública de Copenhaga, no Diamante Negro, mas em Florença, não. Um amigo meu italiano disse-me que deveria ser como em Veneza. Haver um número limitado de turistas que podem entrar. Talvez. É que em Florença, com tanta gente, nem dava para sentir o clássico sindroma de Stendhal ao ver a beleza rodeada de tantos turistas.   

Voltando aos couros. O cheiro do couro tratado é agradável e muito diferente dos cheiros envolvidos na sua produção. Nós humanos habituámo-nos a achar esse cheio agradável. E aqui está uma coisa em que a natureza “clássica” pode ser melhor do que as nossas imitações artificiais. Um couro bem tratado dura anos, mesmo usado intensamente, enquanto isso, não inventámos ainda, que eu saiba, polímeros que tenham essa performance. Chamou-me a atenção a imensa paleta de cores. Hoje em dia com corantes sintéticos é muito mais fácil. Mas no tempo dos Medici todos os corantes existentes eram de origem natural. 

A parte mais importante e complexa do curtimento das peles é a estabilização da estrutura das fibras de colagénio com taninos vegetais, iões de crómio ou outros agentes químicos. Portugal foi em tempos um exportador importante de uma planta muito usada, o sumagre. Mas antes disso, há que extrair os pêlos e outros materiais biológicos e fazer vários tratamentos que fazem com que as fibras de colagénio se modifiquem e encolham, criando uma estrutura mais aberta. E isso é muito mal cheiroso! Essa maior abertura das fibras permite a passagem de gases que popularmente se designa por “o couro respirar”.   

Florença era, na altura da maior glória dos Medici, um sítio muito rico e atrativo, para onde os artistas e artesãos ocorriam em grande quantidade. Toda a gente sabe que aqui podemos encontrar obras de Giotto, Leonardo da Vinci, Miguelangelo, entre outros Foi também, nesta cidade, que viveu Dante e Galileu, por exemplo.

Em Florença há muitos museus, claro. O museu Galileu ficava perto de onde estava instalado e visitei-o. Quase toda a gente conhece a história de Galileu Galilei, mas Bertold Brech nas várias versões da peça, especialmente na última, publicada após a sua morte, conseguiu evidenciar muito bem as várias facetas envolvidas. O museu é baseado essencialmente em duas coleções de instrumentos. A coleção de instrumentos de química do século XVIII é impressionante, mas sofre da clássica falta de alguns instrumentos de vidro. É fácil de perceber pois estes eram muito frágeis e ao longo do tempo desapareceram ou foram adaptados. Tem uma coleção de termómetros muito boa. O visitante pode dar-se conta de que a medição da temperatura era muito mais complexa do que é hoje. Podemos também ver uma banca de perfumeiro, com todos os seus frasquinhos.

As rochas são também muito interessantes nesta cidade. Florença é um paraíso geológico, diria! Podemos ver estátuas que aproveitam variações de materiais para dar efeitos das roupas e dos cabelos, por exemplo. Há muitas estátuas de mármore muito branco. O chão, em muitas partes, é coberto por uma pedra que é impropriamente chamada mármore rosa. As igrejas têm aquele ar característico devido a terem riscas de uma rocha verde, uma serpentina. Há calcários cinzentos, castanhos e de outras cores. Muitas ruas são também pavimentadas com esse calcário cinzento bastante irregular o que de certa forma diminui a velocidade dos carros e dos motociclos (em Florença há muitos).  

Na Piazza Della Signoria, onde fica também a Galleria Degli Uffizi, uma cópia do David de Michelangelo troça, de certa forma, do Neptuno, que é conhecido por “il Biancone.” Muitas estátuas de mármore da ruas estão algo cinzentas devido, imagino, às partículas de carbono no ar e ao pó. Nalgumas estátuas a acumulação desses materiais, por exemplo, no nariz, dava efeitos algo cómicos. 

As serpentinas são rochas que têm na sua composição química (aproximada) três iões de magnésio para um silicato e quatro iões de hidróxido, Mg₃SiO₃(OH)₄. O seu nome deriva de terem aspeto de pele de serpente. Têm três formas principais: lizardite, de cor verde, antigorite, de cor azulada, e crisólito, de cor amarelada. Nas serpentinas verdes, alguns átomos de magnésio são substituídos por átomos de ferro. O crisólito é muito “famoso” por dar origem ao amianto, mas não é essa a rocha usada em Florença.

O vermelho é um calcário de grão muito fino conhecido entre os geólogos por Rosso Ammonitico dada a grande quantidade de amonites fósseis que contem. O branco é mais conhecido por mármore de Carrara e é muitas vezes calcite quase pura, uma forma de carbonato de cálcio, CaCO₃.

Há ainda mais algumas pedras calcárias que chamam a atenção em Florença. O castanho usado em muitas construções conhecido por “Pietraforte” e um calcário cinzento mais usado em detalhes e decorações, a “Pietra Serena”. Segundo um artigo que li estas pedras estão bem conservadas pois os artesãos escolheram as melhores, mas encontrei em vários sítios rochas menos bem conservadas, em particular as cinzentas. Finalmente, há uma forma de calcário com desenhos e cores variadas, a “Paesina”. Essa capacidade de usar as cores é muito útil. Fui ao Museu da Pedra Dura, onde com muita paciência e trabalho conseguem reproduzir ou produzir quadros complexos juntando pequenos pedaços de rochas com as cores adequadas. 

Visitei vários parques e havia alguma vegetação e árvores nas ruas junto ao rio. O acesso ao rio Arno estava fechado pelo menos nos sítios que vi, exceto numa pequena praia fluvial onde não havia ninguém. O rio parecia baixo e com vegetação infestante (aliás vi um sinal a avisar dessas plantas num parque). As pessoas usavam canoas e os poucos barcos que vi movimentavam-se usando varas como os gondoleiros de Veneza. Havia muitos  ailantos (aliás como aqui em Portugal) a infestar tudo. Não fiquei muito impressionado com a vegetação, mas Florença não é conhecida por causa dela. Havia muitas tílias nas ruas e as sebes eram de louro-cerejo, que é venenoso por ter amigdalina. Num sítio encontrei, além das sebes de louro-cerejo, alecrim e cevadilhas.    

Tenho de voltar a Florença!

[verified semi-automatic translation]

[Taking advantage of the fact that I went to a congress in Florence, and it was the first time that I was there, I tried, in free hours, many times very early in the morning, which is good, because it was very hot, walking through the city and take some notes to a chemical trail]

Something that didn't occur to me, is that exists still in Florence, traditional perfumery artisans. On the street of S. Nicolò (where I was installed), I found two shops of masters of perfumes and there is also a museum (to which I did not go to). This street also has a small jewelry museum, which I saw open once, showing complex clock mechanisms and other things. This street is very close to the emblematic Ponte Vecchia, in which in the film “Perfume: The Story of a Murderer", a perfume master had his shop.

The basic idea of ​​the chemistry of perfumes is quite simple. It involves molecules that cause sensations in the olfactory receptors, but the details of this whole process are very complex. It is the set of more volatile molecules that give the "top" notes of the perfume. These are alcohols, aldehydes, and ketones of floral and fruit aromas, among others. Some heavier and less volatile molecules give the "central" notes. Finally, much heavier molecules, even less volatile, give the notes “from below” that are extinguished in longer time. In this group, there are the molecules of amber, which were obtained from the intestines of sperm whales, or the odor of the anal gland of the civet. As referred on “Moby Dick”: “if the ladies know the origin of their most expensive perfumes!” Nowadays, these materials have synthetic equivalents due to ethical and sustainability reasons, and others. But, due to the development of synthetic molecules, Other things are possible. One is no longer be obliged to obtain perfumes from “classical” nature, both from plants and from animals. The development of synthetic molecules allowed also the creation of new aromas (unknown in “classic” nature) and allowed master perfumers to create unique perfumes that could also have patented molecules (which could not be used by other perfurmers without paying fees).

Now, in Ponte Vecchia, there are gold shops and jewelries. Times ago, bellow this bridge, in the river, it was made the treatment of leather, which as we can imagine, can cause fools smells. This work moved to other locations and is not visible to the public. But, nowadays, there are still many stores of leather articles in the heart of Florença. And we may also visit the cathedral school about leather. I thought of a different thing, like a museum, and found also stores. This is one of the problems of mass tourism. There are many shops and restaurants and a lot of pressure on the spaces. It was the first time, that I did not entered in a library (because visits are not allowed).  Am Italian friend told me that it should be like Veneza. One has a limited number of tourists that can enter in the city. Perhaps. In Florence, in summer, there are so many people, that is not possible to feel the classic Stendhal syndrome.

Returning to leather. The smell of finished leather is significantly different from the smells involved in its production. Also, humans are accustomed to the smell of finished leather as agreeable. And this is a thing where "classical" nature can do better than our artificial imitations. We have not yet invented polymers that have this performance, I think. It called my attention also the immense palette of colors. Today, with synthetic colors, it is much easier to obtain it. At the Medici time, all were of natural origin.

The most important and complex part of leather tanning is the stabilization of the collagen fiber structure with vegetable tannins, chrome oxides, or other chemical agents. Portugal was once an important exporter of a widely used plant for this, the sumac. In the beginning of leather treatment, it is necessary to extract the hairs and other biological materials and carry out various treatments that cause the collagen fibers to be modified and shrink, creating a more open structure. This larger opening of the fibers allows the passage of gases that is popularly known as the "respiration of leather."

Florence, at the time of Medicis greatest glory, was a very rich and attractive place, where artists and craftsmen came in great quantity. Everyone knows that here we can find works by Giotto, Leonardo da Vinci, and Michelangelo, among others. It was also in this city that lived Dante and Galileu, for example.

In Florence, there are many museums, of course. The Galileo museum was close to where I was installed, and I visited it. Almost everyone knows the story of Galileo Galilei, but Bertold Brech, in the various versions of the play, especially in the last one, published after his death, managed to highlight the various facets involved. The museum is essentially based on two instrument collections, it has an impressive collection of chemical instruments from the XVIII century, but also suffers from the classical lack of some. It is easy to understand, as these were very fragile and over time they disappeared or were modified. It has an impressive collection of thermometers. The visitor may from it realize that temperature measurement was much more complex than it is today. We can also see a perfume stand, with all the little bottles. The museum has much more things related to maps, physics instruments, etc. 

The  rocks are also very interesting in this city. Florence is a geological paradise, I would say! We can see statues that take advantage of variations in materials to give effects to clothes and hair, for example. There are many very white marble statues. The floor, in many parts, is covered with a stone that is improperly called pink marble. The churches have those characteristic looks because they have stripes of green rock, a serpentine. There are grey, brown, and other colored limestones. Many streets are also paved with a rather irregular gray limestone, which in a way slows down cars and motorcycles (there are many in Florence).

In Piazza Della Signoria, where the Galleria Degli Uffizi is also located, a copy of Michelangelo's David somehow "makes fun" of Neptune, which is known as “il Bianconi.” Many marble statues on the streets are somewhat gray due, I imagine, to carbon particles in the air and dust. In some statues, the accumulation of these materials, for example, on the nose, gave somewhat comical effects. 

Serpentines are rocks having in their approximate chemical composition three magnesium ions, a silicate, and four hydroxide ions, Mg₃SiO₃(OH)₄. Their name derives from their appearance of snakeskin. They have three main forms: lizardite, which is green in color, antigorite, which is bluish, and chrysolite, which is yellowish. For the green streamers, magnesium atoms are replaced by iron atoms. Chrysolite is also very “famous” for giving rise to asbestos, but this was not the rock used in Florence.

Red comes from a very fine-grained limestone known among geologists as Rosso Ammonitic given the large number of fossil ammonites it contains. White is best known as Carrara marble and is often pure calcite, a form of calcium carbonate, CaCO₃.

There are even a few more limestones that catch the eye in Florence. The brown is used in many constructions known as “Pietraforte” and gray limestone is more used in details and decorations, the “Pietra Serena”. According to an article I read, these stones are well preserved because the artisans chose the best ones, but I found, in some places, less well-preserved rocks, in particular the gray ones. Finally, there is a form of limestone with different designs and colors, the “Paesina”. This ability to use the color of rocks is very good. I went to the Pedra dura museum, where with a lot of patience and work they can reproduce complex paintings by joining small pieces of rocks with the appropriate colors.

I visited several parks and there was some vegetation and trees in the streets by the river. The access to the Arno River was closed at least in the places I saw, except for a small river beach where there was no one. The river seemed low and have infesting vegetation (in fact, I saw a sign warning on infesting plants in a park). People used canoes and the few boats I saw moved using poles like the gondoliers of Venice. There were a lot of ailanthuses (as well as here in Portugal) infesting everything. I wasn't too impressed with the greenery, but Florence isn't known for it. There were lots of linden trees in the streets and the hedges were cherry laurel, which is poisonous because it has amygdalin. In one place I found, in addition to the cherry laurel hedges, rosemary, and oleander trees.

I have to go back to Florence!