A matriz do quartzo

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Tudo que é moderno e fundamental para o século XXI utiliza óxido de silício — Si O2 — componente do minério quartzo.

Tudo isso não existiria sem o quartzo: ótica; eletrônica; tele-comunicações e informática

O homem atual, mais citadino que rural, vem perdendo a ligação com a natureza e, em geral, não sabe correlacionar o que usa e até o que come, com a sua origem natural.

Quartzo é uma forma cristalina de sílica. Sílica é todo material cujos constituintes elementares são o silício (Si) e o oxigênio (O) na proporção de um para dois.

Areias, arenitas, quartzitas, cristais de rocha são algumas das formas dentre as inúmeras do quartzo. Os grãos arredondados da areia do mar, quando com pouca impureza, são usados na indústria do vidro. Associado a outros minérios é o granito. As pedras semipreciosas são constituídas por inúmeras formas de quartzo com coloração produzida pela mistura de outros minerais.

O quartzo cristalino, que entre a população recebe atributos mágicos, tem extensa aplicação nas avançadas tecnologias da opto-eletrônica, telecomunicações e informática.

É do maior interesse o quartzo cristalizado na forma prismática hexagonal, pelos belos cristais e por suas aplicações.

O quartzo apresenta, e é de grande importância e aplicação, o efeito piezelétrico: ao ser comprimido, gera cargas elétricas em sua superfície e vice-versa.

Muito importante agora, o quartzo acompanha toda a evolução da humanidade. Os primeiros instrumentos do homem foram de sílex: quartzo com fragmentação adequada em arestas agudas. Das areias (óxido de silício) ainda em eras bem antigas já se fabricava o vidro.

O cristal surgiu no século XVII com a fusão do sílex adicionado de óxido de chumbo. O cristal de silício é o substrato sobre o qual construímos transistores, diodos, micro-circuitos, micro-processadores.

No século XIX, Helmotz demonstrou que corpos de variadas formas e mesmo colunas de ar contidas em tubos têm frequência própria determinada pelas características do material.

Uma corda de um piano vibra e emite um som produzido pelo martelo e que depende da extensão da corda, da tensão a que está submetida e a massa por unidade de comprimento.

O quartzo, na forma de pequenas placas, também tem frequências próprias de vibração e pode ser usado como padrão.

Mas no quartzo a vibração não depende, como nas cordas, por exemplo, de tensão (força) massa e dimensão; tem uma propriedade: a pizoeletricidade que o torna quase insubstituível.

Os átomos têm um número igual de cargas elétricas, positivas e negativas. Eles são neutros. Ao formar um cristal, entretanto, átomos de natureza diferente como são o de silício e o de oxigênio que formam o quartzo, atraem os elétrons com forças desiguais.

Alguns átomos ficam assim com cargas elétricas maiores que os outros. Aplicando-se, então, um campo elétrico no cristal, os átomos que concentram cargas elétricas negativas serão empurrados na direção contrária àquela dos átomos que concentram cargas positivas.

Assim, a energia devida ao campo elétrico aplicado ao cristal se transforma em uma energia mecânica (macroscópica), pois o deslocamento dos átomos provoca uma tensão no cristal que, dependendo da simetria específica deste, pode resultar em uma deformação mecânica.

A pizoeletricidade permite converter uma vibração elétrica em mecânica e vice e versa.

Por isto, o quartzo natural, de qualidade cristalográfica elevada foi importante com o advento da indústria do rádio e de toda a eletrônica de comunicações.

O Brasil, durante muito tempo, foi o principal, senão o único, fornecedor de quartzo natural piezelétrico. Até a Segunda Guerra Mundial praticamente todos os rádios do mundo funcionavam com cristal brasileiro.

Atualmente o quartzo brasileiro de alta qualidade cristalográfica é usado apenas como semente para a produção do quartzo artificial.

Os Estados Unidos, principal produtor do quartzo cultivado, no último ano não importou quartzo de qualidade. Tal fato é atribuído aos estoques que já acumularam anteriormente. A enorme importância do quartzo acabou desenvolvendo a busca do quartzo artificial.

A partir de 1960 desenvolveram o processo do transporte hidrotérmico para a fabricação do quartzo artificial.

Um tubo de aço de paredes muito espessas é preenchido a 85% com água e é aquecido.

No fundo, colocam-se lascas de cristal de quartzo e um mineralizador (hidróxido ou carbonato de sódio) é adicionado a água para aumentar a solubilidade do quartzo. Quando a temperatura é de 300º C na parte inferior e 250ºC na parte superior, o quartzo se dissolve no vapor da água cuja pressão é de 1.500 atmosferas.

O movimento do vapor para cima encontra sementes de quartzo de 1mm de espessura convenientemente orientadas em cujas superfícies ocorre a cristalização.

O vapor circula em regime permanente

Em algum tempo o cristal cresce. O tubo é resfriado e os cristais sintéticos são retirados.

Como se pode observar, a tecnologia do quartzo cultivado não é tão complicada. No Brasil, na década de 70 (século XX), surgiu uma empresa para executá-la, mas sempre os conhecimentos e o desenvolvimento de tecnologias pelos países que não são os hegemônicos têm sido bloqueados.

O Japão chegou a colocar um centro de estudos na Universidade de São Paulo (USP).

Universidades brasileiras desenvolveram muitos estudos sobre quartzo e fibra ótica, mas as transnacionais, se apropriando das patentes e dominando a produção dos eletrônicos, puxam para si todos os resultados econômicos.

O Brasil, sendo praticamente o único produtor de quartzo de alta qualidade, continua a exportá-lo a preços vis. A Telebrás estimulou muito o desenvolvimento de tecnologia brasileira, mas com as empresas de telecomunicações privatizadas e passando para mãos estrangeiras quase tudo que foi feito desmoronou.

Em 2002 o Brasil exportou em cristais (bem primário) US$ 3.824.000. Importou em semi manufaturados de quartzo US$ 3.305.260.000.

Para uma comparação da absurda situação do comércio internacional:

Quartzo
lascas de 3º 1,2 dólares/kg
lascas de 1º 6 dólares/kg

Há muita desconfiança de que sai lasca de 1º como se fosse de 3º, por fiscalização insuficiente.

Não existe justificativa ética ou religiosa para não permitirem que os fornecedores de matéria prima (recursos naturais) tenham ao menos o suficiente para criar os seus filhos com dignidade. O sistema de comércio internacional (controlado pelos compradores dos países hegemônicos) mantém todos na miséria levando para os manufaturados um absurdo lucro que privilegia poucas pessoas em detrimento da maior parte da humanidade.

Permitiremos esse sistema também no século XXI?

Cristal cultivado: de 30 a 1.500 dólares o quilograma.

No início do século XX dilapidamos a extraordinária riqueza do quartzo, quando éramos exclusivos produtores do quartzo piezelétrico, agora, no século XXI temos total domínio na produção de nióbio, fundamental na fabricação de ligas especiais para turbinas e foguetes e estamos permitindo a dilapidação desta riqueza.

Se temos a disponibilidade única do minério, por que aceitamos o preço vil, de venda, imposto pelo exterior?

Até quando os governos subservientes trairão a confiança dos brasileiros e permitirão a manutenção da população em regime de miséria?


*Rui Nogueira, frequentemente solicitado para proferir palestras em todo o país, é médico e escritor. Autor de Servos da moeda; Petrobrás, orgulho de ser brasileira e Nação do sol. Adaptação de bibliografias por Walter L Arcoverde, publicado no livro Quartzo da magia às fibras óticas.

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