Passeios Químicos: Ação de Formação para Professores em 10 de julho de 2025

[Descreve-se sucintamente uma Oficina de Formação para Professores que teve lugar no dia 10 de julho de 2025 no âmbito das Abordagens Interdisciplinares para a Docência na Universidade de Coimbra (AIDUC)]

Iniciámos o passeio no átrio da Física. Dei aos professores presentes na Ação de Formação duas latas (vazias) de água tónica para observarem. Alguns deles referiram pequenas diferenças nas cores e nos sons emitidos quando as latas eram apertadas, outros referiram as massas ligeiramente diferentes. Quando lhes perguntei hipóteses para a composição, referiram o alumínio, mas não tinham em geral ideia de qual fosse o outro material. Quando usei um iman para atrair a lata, todos os presentes concordaram que deveria ser uma liga de ferro. Claro que podemos fazer outros testes e verificações. Não tive tempo de o fazer, mas poderíamos determinar as massas das latas (12,372 g a lata que é essencialmente de alumínio e 23,111 g a que é essencialmente de ferro), assim como a sua área (237,49 centímetros quadrados) e, assim, estimar a espessuras das paredes, considerando as densidades do ferro (d=7,87 g/mL) e do alumínio (d=2,70 g/mL). As espessuras que obtive são respectivamente cerca de 0,19 mm para a lata de alumínio e 0,13 mm para a lata de ferro. Queria com isto chamar a atenção para a aprendizagem ativa e para o uso de materiais que se podem encontrar no dia-a-dia. E também para as questões económicas que envolvem todas as actividades. Hoje em dia é praticamente impossível encontrar latas de refrigerantes de ferro pois é mais económico fazê-las de alumínio, mas se houver desenvolvimentos tecnológicos que beneficiem o uso de ferro, ou até variações dos preços dos materiais, a situação pode inverter-se.

Planeava falar dos alumínios anodizados das portas da Física e da Química, assim como dos vidros planos (desse aspecto falei mais tarde), mas a conversa derivou para um modelo da molécula da penicilina que lhes ia mostrar no átrio do Departamento de Química. Assim, no vão do Edifício da Física e da Química começamos a falar da penicilina e da sua descoberta. Foi referido, claro, Alexander Fleming e a “descoberta por acaso” da molécula, mas todos concordaram que não foi completamente por acaso, pois Fleming estava bem preparado e soube identificar a oportunidade. Chama-se a isso “serendipidade”, mas não me lembro de o ter referido no momento. Fleming havia estado como médico na Primeira Guerra Mundial e procurava ativamente um medicamento para as infecções. A maior descoberta de Fleming foi pensar que aquele material poderia ser um novo medicamento, mas não conseguiu isolá-lo. Quem fez isso foi Howard Florey e Ernst Chain, e as suas equipas, durante a Segunda Guerra Mundial. Nessa altura foi constituído um projeto secreto envolvendo cerca de três mil pessoas, com contribuições públicas e de empresas, para obter penicilina para os militares aliados. Este projeto tinha dois objetivos: fazer o isolamento da penicilina e produzi-la em grande quantidade, e produzir a molécula de forma sintética, também em grande quantidade. O primeiro objetivo foi cumprido ainda a tempo de contribuir para o esforço de guerra, mas o segundo teve de esperar pelo fim dos anos 1950.

A penicilina é um bom exemplo de como funciona a ciência moderna. Envolve equipes, muitas vezes multidisciplinares, com homens e mulheres e precisa de financiamento. Embora as equipas de Florey e Chain tenham conseguido isolar a penicilina na Grã-Bretanha, a produção em massa só ocorreu nos Estados Unidos com as sugestões de uma das primeiras engenheira químicas americanas, Margaret Rousseau, e a contribuição de uma mulher que ficou conhecida como “Mary Mould” (Mary Steven) sobre a qual há pouca documentação. Embora, na altura, não tenha sido ainda, infelizmente, atingida a paridade de género, vemos que esta está em evolução. Entretanto, a estrutura química da penicilina vai ser identificada por Dorothy Hodgkin em 1945, abrindo o caminho para a síntese total por John Sheehan e a sua equipe, em 1957, abrindo caminho para o desenvolvimento de penicilinas semi-sintéticas. Eu tinha um modelo da benzilpenicilina e mostrei como era a estrutura da ampicilina e da amoxicilina. Hoje em dia a maior parte das moléculas usadas como medicamentos não são bioinspiradas mas o mundo natural continua a ser uma fonte provável de novos medicamentos e mecanismos de ação. 

Daqui fomos ver, no segundo piso, a obra de João Nascimento (1941-2013) sobre a História da Química. Esta esteve durante muito tempo arrumada, mas foi exposta este ano de 2025. Muitos dos professores lembravam-se dela, em particular do painel com o “Lavoisier decapitado”. Eu fiz um pequeno enquadramento em que referi que o artista havia sido contratado em 1973, para produzir obras para decorar o interior do edifício, mas só em 1975 entregou as oito obras encomendadas, assim como as suas memórias descritivas. Muito provavelmente Nascimento sentiu-se mais livre e pode incluir paineis mais provocadores como o do “Lavoisier decapitado”, apresentado no “momento mais dramático da sua vida”, segundo escreveu na memória descritiva, acrescentando a célebre frase atribuída a Lavoisier “nada se perde tudo de transforma”. O autor inscrevia-se numa corrente artística irónica que procurava criar efeitos de surpresa. Nestes paineis as molduras foram pintadas, algo que muito dos professores só agora se aperceberam agora pois puderam ver a obra de perto. Na Física está exposto um quadro que poderemos considerar ainda mais provocador onde está pintada a parte de trás de uma tela onde um artista faz anotações casuais e testes relativos ao tipo de tintas de acrílico usadas, na qual Nascimento pintou as madeiras e travões da tela. Ao mesmo tempo tem uma anotação sobre o número de mortos causados pelas explosões atómicas de Hiroshima e Nagasaki, pintando também uma gravura com um cogumelo atómico. As outras obras são também interessantes. Vimos a pintura de dimensões que está no primeiro piso e que é alusiva aos estados da matéria.

Mas voltando à obra relacionada com a História da Química, a qual tem dois metros de altura por sete de largura, tendo sete paineis. Segundo a memória descritiva do autor, o primeiro painel faz alusão à “natureza sem Química”, outro ao início da ciência e outro ao “Químico Cético” de Robert Boyle. O maior dos paineis é do famigerado Lavoisier decapitado que tem uma guilhotina e sua cabeça cortada, com a pintura de bastante sangue. Outro painel é alusivo a Dalton, mas realça a descoberta por este autor do Daltonismo, em vez do desenvolvimento da moderna teoria atómica. Tudo isso deriva da liberdade artística do autor, como é óbvio. Nos restante dois paineis está representada a difração da luz, o que deve ter agradado bastante aos professores da altura, pois a espectroscopia sempre foi um campo forte na investigação no Departamento. Guardei para o fim o painel mais enigmático: a representação de Norbert Wiener e de um olho de mosca ampliado que parece um agregado de átomos. Não sabemos qual era a intenção do autor pois na memória descritiva é apenas descritivo, mas até poderia ter havido alguma confusão com um nome muito mais relevante da História da Química, Alfred Werner. Curiosamente, agora Wiener faz muito sentido dado ter teorizado a cibernética que está relacionada com a atual Inteligência Artificial (IA).  

Fomos ainda ver o anfiteatro com a tela da Tabela Periódica e passámos para o  outro lado da rua, para observar um fresco na Faculdade de Medicina.  Chamei a atenção para Bernardino António Gomes (1768-1823) e a descoberta da cinchonina que abriu o caminho para a descoberta da quinina por Pelletier e Caventou. Trata-se de uma descoberta importante para a ciência portuguesa que foi rapidamente anulada por polémicas. Referi depois, António Egas Moniz (1874-1955) o único Prémio Nobel português ligado à ciência. Escrevi sobre ele mais detalhadamente, mas por agora vale a pena referir que o procedimento cirúrgico chamava-se leucotomia pré-frontal e foi desenvolvido numa altura (anos 1930) em que não havia tratamentos eficazes para doenças mentais, os quais só virão a aparecer nos anos 1950. Referi ainda Garcia d’Orta e Amato Lusitano. 

Perto da outra porta da faculdade de medicina referi as moléculas termocrómicas da cor de uma caneca e o elemento gálio que tem um ponto de fusão de cerca de 30ºC (do qual tinha uma amostra que pude liquefazer). 

Fomos em seguida observar o painel alusivo à Física e Química na parede da Biblioteca Geral. Referi na altura a piada que a Química sofria de uma “tragédia ortográfica”: o “Q” ficava depois do “F” no dicionário, mas chamaram-e a atenção para o facto de “ser uma tragédia moderna” pois antigamente escrevia-se “Physca” e “Chymica”. Noutro ano formos por outros caminhos. 

Daqui fomos para a Porta Férrea e para o interior do Pátio das Escolas onde discutimos a oxidação do ferro, a erosão das rochas, as cores muito brancas das paredes e os vidros antigos.

Estávamos a ficar sem tempo e fomos até à entrada do Jardim Botânico, onde recolhemos em solução aquosa um pó branco que estava nas paredes dos Arcos do Jardim. Com umas gotas de cloreto de bário forma-se um precipitado o que é uma boa indicação de ser um sulfato. É de facto, sulfato de cálcio, tendo o enxofre origem na atmosfera devido aos carros. Finalmente, referimos o eucalipto que cheira a limão e tinha amostras de citronelal (o composto responsável pelo cheiro) e de geraniol e eucaliptol, isómeros desse composto de fórmula C10H18O. 

Despedimos-nos com a certeza de haver muito mais coisas para observar, testar e explicar.

Passear ao encontro da química na rua

[Descrevem-se as atividades planeadas para uma oficina de um percurso em diálogo com professores a realizar uma ação de formação e as atividades que foram efetivamente realizadas]

Já várias vezes fiz estes passeios químicos com professores. Mais pormenores podem ser encontrados aqui e aqui.

O percurso começou na entrada do Departamento de Física, no Polo I da Universidade de Coimbra, e fomos para a entrada oeste da Faculdade de Medicina. Referi Pedro Hispano, João XXI, e Garcia de Orta. Já escrevia aqui sobre eles.

Falei dos vidros planos e temperados nos quais podemos “ver” as tensões com óculos de luz polarizada (a fotografia que apresento é de outro sítio de Coimbra, mas o efeito é semelhante). Já tinha referido esta questão noutro outro passeio. E ainda noutro referi materiais simples que podemos usar.

Aqui houve alguma discussão sobre a questão clássica de os “vidros escorrerem”, a qual é falsa mas que da qual muitas vezes os livros de divulgação fazem eco. Os vidros das casas e automóveis são sólidos amorfos meta-estáveis com ordem de curto alcance e portanto maus condutores de calor. Escrevi mais sobre os vidros aqui.

Mostrei pedaços de betão coloridos no interior com o indicador fenolftaleína, mostrando que o cimento é básico. Aqui houve alguma discussão sobre a origem da água, pois trata-se de uma reação em meio aquoso e a solução de fenolftalína é em álcool etílico. O material tem sempre alguma água concluímos, mas eu lembrei-me de como a presença do álcool pode ser problemática por exemplo para analisar o pH do mar.       

Fomos em seguida ver o relevo alusivo à Física e Química na parede da Biblioteca Geral. Reproduzo aqui o texto que escrevi para o Facebook em maio de 2016. Na Biblioteca Geral da Universidade de Coimbra há seis baixos relevos de Duarte Angélico, usualmente designados: Biologia, Física, Matemática, Ética, Gramática e Lógica. Já me tinha interrogado por que razão não havia alusões à química nesses baixos relevos, mas hoje, ao olhar com mais atenção vi que havia! Na verdade, o “Física” resulta do empastelamento  destas duas ciências e dever-se-ia designar “Física e Química”.

De facto, do lado esquerdo há uma imagem que remete para a física: um campo de forças (embora também pudesse ser um diagrama de densidades eletrónicas de uma molécula diatómica); e há uma escala de nónio que remete para o rigor da ciência (e também  poderíamos ali ver uma proveta). Entretanto, do lado direito está a representação do modelo de um átomo, algo que tanto remete para a física como para a química. E o microscópio? Enigmático, não é? Atualmente, o microscópio aponta para o imaginário da biologia, mas já foi um instrumento fundamental da química. Era com este que se identificavam os cristais de compostos e foi com um microscópio que Pasteur descobriu a isomeria óptica nos cristais de ácido tartárico. Diz Mary Shelley em Frankenstein “os químicos são sábios modestos, com mãos sujas, que, debruçados nos seus microscópios, penetram nos segredos da Natureza para todos os dias obterem milagres”. Vamos lá a dar o nome correto a este baixo relevo: “Física e Química”! Há quem veja ali a evocação de Newton. Pois a mim o perfil parece-me mais próximo do de Abel Salazar, o que não deixa de ser curioso pelas ligações culturais e políticas (Abel Salazar foi, como é sabido, perseguido pelo estado Novo).

Em seguida vimos a Porta Férrea sobre a qual já escrevi. Entrámos depois para o Pátio das Escolas onde conversámos sobre vários aspetos e realizei algumas demonstrações, em particular a demonstração da “garrafa azul” sobre a qual já falei em mais pormenor noutro passeio com professores e sobre a qual numa nota indiquei a composição.  

Realizei também a demonstração da “cor de uma rosa” vermelha que em meio ácido, ácido clorídrico concentrado, é rosa muito intenso, em solução concentrada de amoníaco ficou azul e em solução de cloreto de alumínio ficou violeta. Discutimos a influência do pH e dos metais presentes no solo para as cores de várias plantas. No caso das hortênsias isso é evidente nos sítios onte estão plantadas, no caso das rosas e outras plantas tem de se fazer a extração das antocianinas.  Falámos também de reciclagem. Escrevi sobre isso com mais por pormenor aqui.  

Em seguida seguimos para o Jardim Botânico onde fomos ver e cheirar as folhas do “eucalipto que cheira a limão." Eu levava comigo frascos com isómeros da molécula que origina esse aroma (o citronelal, um aldeído de fórmula C10H18O): o geraniol (um álcool também C10H18O, principal componente do cheiro a rosas) e eucaliptol (que tem nome de álcool, mas é um éter cíclico, responsável pelo cheiro a eucalipto, também C10H18O). Tinha também um frasco com limoneno (um dos responsáveis pelo cheiro a limão e laranjas, C10H16 – não, não são moléculas isómeras as responsáveis pelos dois cheiros, como por vezes é dito)  

No Jardim Botânico há muitos outros interesses químicos, em particular uns cartazes com moléculas que dão origem a medicamentos. Não tivemos tempo de ir aí, mas já tinha escrito sobre isso e por isso fica aqui no texto. Vou comentar alguns, mas a maior parte dos medicamentos atuais não são sequer inspirados pelo mundo natural. Costumo dizer que as plantas e animais não estão particularmente interessadas na nossa saúde, mas por outro lado as possibilidades são muito grandes. 

Refere-se muitas vezes o medicamento Captopril que teve origem num veneno de uma cobra, mas em vão se poderá procurar a molécula do veneno dessa cobra que deu origem a este medicamento. Todavia, trata-se uma grande ideia que foi inspirada pela natureza, em particular por essa cobra venenosa. De facto, o mecanismo de ação do medicamento, entretanto descoberto, teve a sua origem nesse estudo. Mais clássicos são a aspirina e o taxol (ou paclitaxel que está nos cartazes), mas em ambos os casos a intervenção química continua a ser relevante. No primeiro caso, uma alteração sintética que torna menos agressivo o ácido salicílico (sendo produzido ácido acetilsalicílico), no segundo caso, são implementadas outras formas de obter o composto natural, as quais não fazem perigar a espécie rara de teixo onde este foi descoberto. Este aspeto é relevante, mesmo sendo bio-inspirados ou presentes na natureza, para evitar que as plantas ou animais que estão nas suas origem se extingam podemos usar processos químicos mais sustentáveis. 

Os exemplos presentes nos cartazes são a dedaleira, de onde se extrai a digitalina, a qual tem efeitos cardíacos; a planta do café de onde se extrai a cafeína; o cardo-mariano que é a origem de potentes antioxidantes com efeitos em patologias do fígado; a consolda com alcalóides pirrolizidinicos usados para queimaduras, dores, etc.; o açafrão-do-prado que tem a colchicina, usada para o tratamento da gota; A Cannabis sativa fonte de tetrahidrocanabinol (THC) e canabidiol (CBD), usada de várias formas, para doentes terminais, etc.;  o meimendo negro, fonte de escopolamina, usado medicamento Buscopan. Faço aqui uma pausa para referir que a escopolamina é um potente veneno, mas em pequena quantidade é o medicamento referido. Isso acontece com uma boa parte das moléculas bioativas pois aos serem bioativas são venenos em grande quantidade e podem ser medicamentos em pequena quantidade. Continuando a referir as plantas e moléculas presentes dos cartazes:  a papoila-dormideira, a origem da morfina; deladona, origem da atropina; o teixo, fonte de paclitaxel (já referido), que é usado para o tratamento de alguns cancros; e a Galantus nivalis, fonte de galantamina, moléculas usada para o Alzheimer.

Noutros canteiros podemos ver o chícharo, fonte de algumas moléculas que causam rabdomiólise (em casos extremos, causando paralisia dos músculos das pernas; em Espanha a sua farinha – farinha de almortas - esteve proibida), mas o consumo moderado e os processos de demolha afastam uma boa parte desse problema. Noutro canteiro, podemos ver a planta do linho. Há também uma árvore de cuja casca se extrai a canela.  

É interessante o jardim sensorial (também não tivemos tempo de ir aí) o qual envolve plantas que estimulam quase todos os sentidos. Chamo a atenção para os sentidos químicos do olfato e paladar.

No exterior do Jardim Botânico, na Rua Martim de Freitas, podemos no aqueduto apreciar as dolomias, as estalactites e os depósitos de gesso devido aos compostos de enxofre na atmosfera (tinha planeado fazer a sua análise sumária e precipitação com cloreto de bário, mas acabámos por não ter tempo). Do outro lado da rua, temos casas isoladas com alumínio, e construções com zinco e (provavelmente) com finas camadas de cobre em águas furtadas.

Ao longo das paredes e muros podemos observar uma planta de onde se poderia extrair a valeriana. Ao longo de todo o percurso pudemos apreciar as paredes brancas que usam o pigmento dióxido de titânio, os vidros planos e antigos, os ar-condicionados, o ferro e outros metais usados em construção.

Há muitas coisas que se podem ver e sobre as quais se pode refletir. O mais importante, na minha opinião, é essa capacidade de ver e refletir sobre o que nos rodeia.