ambiental

5/7/2018 Ambiental - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/ambiental-559aba89b6a93 1/4

UNIVERSIDADE ESTADUAL DO OESTE DO PARANÁ

CENTRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIAS EXATAS

Efeito Estufa e Principais Gases Causadores

TOLEDO – PR 2007



O Efeito Estufa

A superfície e a atmosfera da Terra são mantidas aquecidas principalmente pelaenergia proveniente do sol. Da luz incidente total de todos os comprimentos de ondaque chegam até a terra, cerca de 50% alcança a superfície, onde é absorvida. Outros

20% da luz incidente são absorvidas por gases – UV, pelo ozônio estratosférico eoxigênio diatômico, e na região do infravermelho (IR) a luz é absorvida pelo CO2 eH2O – e pelas gotículas de água presentes no ar; os 30% restantes são refletidos de voltaao espaço pelas nuvens, pelo gelo, pela neve, pela areia e por outros corpos refletores,sem ocorrer qualquer absorção.

Como qualquer outro corpo aquecido a terra emite energia; de fato a quantidadede energia que o planeta absorve e aquela liberada devem ser iguais para que atemperatura se mantenha constante. A energia emitida se situa na região doinfravermelho, e é chamada de infravermelho térmico.

Alguns gases presentes no ar podem absorver temporariamente luzinfravermelha térmica de comprimentos de onda específicos, sendo assim, nem todo IR

emitido pela superfície da terra e pela atmosfera escapa diretamente par o espaço. Logoapós sua absorção pelas moléculas presentes no ar, a luz infravermelha é reemitida atodas as direções, de modo completamente aleatório. Assim, uma parte do IR térmico édirecionada de volta em direção a superfície, sendo reabsorvida, e conseqüentemente

provocando um aquecimento adicional tanto na superfície como no ar. Esse fenômeno,o redirecionamento ou desvio do IR térmico em direção à terra, é chamado efeito estufa,e é responsável pela temperatura média da superfície da terra ser em torno de +15°C enão -15°C.

O efeito estufa dentro de uma determinada faixa é de vital importância pois, semele, a vida como a conhecemos não poderia existir e a terra estaria coberta por umaespessa camada de gelo.

O fator preocupante é que o aumento da concentração de gases traço no ar, queabsorvem luz infravermelha térmica, resultaria no redirecionamento de uma maior quantidade de energia infravermelha refletida, o que poderia aumentar a temperaturamédia além dos 15°C. Esse fenômeno é denominado efeito estufa intesificado, ao qualdesencadeia um fenômeno conhecido como Aquecimento Global, que é o grande vilão.

Os principais constituintes da atmosfera, N2, O2 e Ar, são incapazes de absorver luz infravermelha. Os gases atmosféricos que, no passado, produziram em parte o efeitoestufa foram a água e CO2.

Os principais gases causadores do efeito estufa:

A absorção da luz pó uma molécula ocorre mais efetivamente quandofreqüências da luz e de uma de suas vibrações se igualam quase que exatamente.Contudo, luz de freqüência um pouco menor ou um pouco maior que a vibração éabsorvida parcialmente por um conjunto de moléculas. Esta capacidade das moléculasem absorver luz no infravermelho sobre uma curta faixa de freqüência, ocorre porque háuma variação na energia rotacional da molécula em torno do seu próprio eixo. Essaenergia pode ser tanto ligeiramente aumentada ou diminuída quando luz IR é absorvida

para aumentar sua energia vibracional; geralmente, a tendência à absorção de um gásdiminui à medida que a freqüência de luz situa-se cada vez mais afastada em qualquer direção da freqüência vibracional.

Os países industrializados são os maiores produtores de poluentes, enviando

anualmente bilhões de toneladas para a atmosfera.



Dióxido de carbonoA absorção máxima de luz para IR térmico ocorre no comprimento de onda de

15μm; as moléculas de CO2 presentes no ar absorve metade da luz infravermelhatérmica que possui comprimento de onda na região compreendida entre 14-16μm.

O aumento considerável na concentração de dióxido de carbono no ar se deve à

queima de combustíveis fósseis, principalmente carvão, petróleo, e gás natural, produção de cimento, além da devastação de florestas e queima da madeira.O tempo de vida de uma molécula de dióxido de carbono liberada na atmosfera é

um parâmetro de quantificação complicado, uma vez que, em contraste com a maioriados gases, ela não se decompõe química ou fotoquimicamente. Em média, após algunsanos de sua emissão no ar, uma molécula de CO2 se dissolverá na superfície da água domar ou será absorvida, tornando-se parte de uma planta em crescimento. Contudo,algumas dessas moléculas, voltaram ao ar, de modo que esse sumidouro é apenastemporário. O único sumidouro permanente são as águas profundas dos oceanos e/ ousua precipitação como carbonato de cálcio. Porém, o dióxido de carbono requer centenas de anos para penetrar nas profundezas oceânicas.

Vapor de ÁguaAs moléculas de água, sempre abundantes no ar, absorvem luz IR térmica no

comprimento de onda ~ 6,3μm. O aumento da energia rotacional das moléculas de água,sem qualquer variação da energia vibracional, remove a luz IR térmica de comprimentode onda igual ou mais longo que 18μm. De fato, a água é o gás estufa mais importantena atmosfera da terra, no sentido de que ela produz mais aquecimento por efeito estufado que qualquer outro gás, mas é menos eficiente que o dióxido de carbono.

A pressão de equilíbrio com a água liquida, e conseqüentemente a máximaconcentração de vapor d’água no ar, aumenta de maneira exponencial com atemperatura.

Assim, a quantidade de IR térmico redirecionado pelo vapor d’água no ar aumentará como resultado de qualquer aquecimento. Como não é controlável, a águanão é habitualmente incluída na lista de gases que intensificam o efeito estufa.

Tabela_1 Outros causadores do efeito estufa intensificado

Poluente Principal Fonte

Monóxido de Carbono (CO) Escape dos veículos motorizados; alguns processosindustriais.

Dióxido de Enxofre (SO2) Centrais termoelétricas a petróleo ou carvão; fábricas de

ácido sulfúricoPartículas em suspensão Escape dos veículos motorizados; processos industriais;

centrais termoelétricas; reação dos gases poluentes naatmosfera

Chumbo (Pb) Escape dos veículos motorizados; centrais termoelétricas;fábricas de baterias

Óxidos de Azoto (NO, NO2) Escape dos veículos motorizados; centrais termoelétricas;fábricas de fertilizantes, de explosivos ou de ácido nítrico

Oxidantes fotoquímicos-

Ozônio (O3)

Formados na atmosfera devido a reação de Óxidos de

Azoto, Hidrocarbonos e luz solar Etano, Etileno, Propano, Escape dos veículos motorizados; evaporação de



Butano, Acetileno, Pentano solventes; processos industriais; lixos sólidos; utilizaçãode combustíveis

O principal fator agravante do efeito estufa é a poluição.

Controle

Os poluentes potenciais podem estar presentes entre os materiais que tomam parte numa combustão ou reação química (como o chumbo na gasolina), ou podem ser produzidos como resultado da reação. Os métodos para controlar a poluição têm queenglobar assim a remoção do material nocivo antes da sua utilização, a remoção do

poluente depois da sua formação, ou a alteração do processo de forma a que o poluentenão se forme, ou que libertem baixíssimas quantidades deste. Os poluentes oriundos dosautomóveis podem ser controlados pela combustão da gasolina da forma mais eficiente

possível, pela reposição em circulação de gases oriundos do tanque de combustível, docarburador, e do cárter, e pela transformação dos gases de escape em substâncias

inofensivas por meio de catalisadores. As partículas emitidas pelas industrias podem ser encurraladas em ciclones, precipitações eletrostáticas, e em filtros. Os gases poluentes podem ser capturados em líquidos ou sólidos ou incinerados de forma a obter substâncias inofensivas.

Efeitos em Larga Escala

As altas chaminés usadas pela indústria não removem os poluentes,simplesmente expelem-nos um pouco mais alto para a atmosfera, logo reduzindo a suaconcentração no local, ao nível do solo. Estes poluentes dissipados podem assim ser transportados para zonas longínquas e produzir efeitos adversos em áreas distantes dazona de emissão.

As emissões de Dióxido de Enxofre e Óxidos de Azoto nos E.U.A. centrais eorientais estão causando chuvas ácidas no estado de Nova Iorque, Nova Inglaterra e na

parte oriental do Canadá. Os níveis de pH de vários lagos de água fresca na regiãoforam alterados dramaticamente por esta chuva que acabaram por destruir cardumesinteiros de peixes. Efeitos idênticos foram também observados na Europa. As emissõesde Óxido de Enxofre e subseqüente formação de ácido sulfúrico podem também ser responsáveis por ataques em mármores e pedras de calcárias a longas distância da suaorigem.

Em escala global, o aumento exagerado dos gases responsáveis pelo efeitoestufa provoca o aquecimento do global. O derretimento das calotas polares e degeleiras, por exemplo, eleva o nível das águas dos oceanos e dos lagos, submergindoilhas e amplas áreas litorâneas densamente povoadas. O superaquecimento das regiõestropicais e subtropicais contribui para intensificar o processo de desertificação e de

proliferação de insetos nocivos à saúde humana e animal. A destruição de habitatsnaturais provoca o desaparecimento de espécies vegetais e animais. Multiplicam-se assecas, inundações e furacões, com sua seqüela de destruição e morte.

Por isso, a melhor e mais sensata medida a ser tomada, é o controle da emissãode gases causadores do efeito estufa intensificado, assim como uma política dereeducação social e ambiental para industrias.

ambiental

Documents