Aquecimento Global

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Aquecimento global

Muito se tem falado sobre o aquecimento global, pois além de ser um dos “pratos” prediletos da mídia, existe um “ruído” ecológico muito grande sobre suas causas e conseqüências. Este assunto, além de polêmico, traz muita informação “especializada”, desvinculada da realidade física de nossa atmosfera e do contexto geral, portanto bastante contraditório. Fala-se principalmente de dois assuntos completamente distintos e independentes, mas como se fossem um só. Portanto, vamos vê-los por partes:

1. Camada de ozônio: Para compreendê-la bem e conhecermos seus mecanismos é preciso que entendamos antes alguns conceitos básicos da física. Conceitos de Física: Temperatura - O que é: A variável temperatura é definida como a medida da energia cinética média dos átomos ou moléculas de uma substância, dada em graus Centígrados, Kelvin ou Fahrenheit. Á medida que um corpo absorve energia, sua temperatura aumenta. Calor - O que é: Sempre que existir um gradiente de temperaturas no interior de um sistema, haverá transferência desta energia, no sentido das temperaturas mais altas para as mais baixas. A energia em trânsito é chamada calor e o processo de transporte é denominado transmissão de calor. Radiação- É a transferência de calor através de ondas eletromagnéticas . Todos os corpos emitem naturalmente radiação eletromagnética, em função da temperatura absoluta, e de acordo com a lei de Stephanboltzann. Desta forma, podem trocar calor sem qualquer contato físico, mesmo no vácuo. A maior ou menor capacidade do corpo emitir radiação eletromagnética é dada pela sua emissividade, parâmetro que pode variar entre 0 e 1. Ao atingir um corpo, qualquer radiação pode ser : Transmitida, absorvida ou refletida. Geralmente, ocorrem os três fenômenos, com a predominância de um ou dois deles. Dióxido de carbono (CO2):  O que é: Gás resultante da combustão completa do carbono, massa molecular, 44, corresponde a 0,03 % da composição do ar atmosférico, ao nível do mar.  Composição esta que tem se mantido estável e em equilíbrio nas medições atmosféricas nos últimos 100 anos.  Sua ocorrência à 500 m acima do solo de referência, em condições atmosféricas normais, é praticamente indetectável.  É gerado pela combustão do carbono e reduzido pela fotossíntese.

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Vapor d’água: A água tem a propriedade de se evaporar à qualquer temperatura, e isto se faz diretamente proporcional à temperatura e inversamente proporcional à pressão.  O vapor d’água está sempre presente na atmosfera, em forma de gás, sua massa molecular é 18 e sua quantidade, função da temperatura e pressão ambiente. Ar:  O que é: É um gás incolor, inodoro e insípido. É na realidade uma mistura coloidal de vários gases.  Sua massa molecular média é 28,95. (Quando falamos de ar, estamos falando da troposfera baixa, até 8 km)

Composição do ar seco: Componente  Nitrogênio  Oxigênio  Argônio  Dióxido de Carbono Neônio Hélio Metano Criptônio Monóxido de Carbono Óxidos Nitrosos Hidrogênio Ozônio Xenônio Dióxido de Nitrogênio Iodo Radônio

% por volume 78,09 20,95 0,93 0,03 0,0018 0,00052 0,00015 0,0001 0,00001 0,00005 0,00005 0,00004 0,000008 0,0000001 2x10-11 6x10-18

% por massa 75.51 23.15 1.28 0,046 0,00125 0,000072 0,000094 0,00029 0,00002 0,00008 0,0000035 0,000007 0,000036 0,0000002 1x10-10 5x10-17

Oxigênio:  O que é: Elemento químico, gasoso á temperatura ambiente, peso atômico 16, portanto quando molécula, tem massa molecular igual a 32. Corresponde à 20,95 % da composição do ar atmosférico, ao nível do mar.  Devido sua massa molecular ser bem maior que a do ar, sua ocorrência na atmosfera decresce com a altitude, caracterizando o chamado “mal das altitudes” e praticamente não ocorrendo à partir de 8 km.

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 Particularidade: É paramagnético, portanto atraído pelo campo

magnético, qualquer que seja a polaridade. Ozônio:  O que é: Forma alotrópica do oxigênio, é gasoso, paramagnético e principalmente magnetopolar.  Como tem uma polaridade magnética sul, é fortemente atraído pela polaridade norte do campo magnético terrestre.  Para comprimentos de ondas de cinco microns (infravermelho termal), é tranlúcido, ou seja : Absorve 0,5 (50%),transmite 0,5 (50%) e reflete 0,0 (0%) da energia recebida. obs : A soma da transmissão, absorção e reflexão é sempre igual a 1. Princípio de Avogadro: “Nas mesmas condições de temperatura e pressão, volumes iguais de gases diferentes possuem o mesmo número de moléculas e massas proporcionais à sua respectiva massa molecular”.  O princípio de Avogrado nos diz que para gases, sua massa molecular funciona como suas densidades. Camada de ozônio:  O que é: - Região da atmosfera terrestre dentro da mesosfera e imediatamente acima de estratosfera (últimas porções da troposfera), onde existe uma predominância relativa de ozônio (400 partes por bilhão, o que denota que realmente não é abundante), devido à intensidade das linhas de forças do campo magnético da Terra. (À esta altitude, 36 a 38 km, dentro da mesosfera, o campo das forças eletromagnéticas, é mais forte que o campo das forças gravitacionais.)  Troposfera - Região da atmosfera que vai desde crosta terrestre até

a estratosfera, é a região da atmosfera onde acontecem os fenômenos do clima (até 8 km). A região limítrofe com a mesosfera imediatamente antes da camada de ozônio. Também conhecida como estratosfera (de 8 a 35 km), é preferida pelos vôos de longa distância devido a ausência de ventos e movimentos bruscos da massa de ar. (Baixa energia cinética dos gases que a compõe.)

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C.F.C.s  O que são? Compostos orgânicos fluorados e clorados, geralmente de altos pesos moleculares (conforme mostrado abaixo) e moléculas não polares. Relembando: Ar  Wm = 28,96 e também :  Cl = 35 ; O = 16 ; F = 19 ; N = 14 ; C = 12; Br =80 (Freon 12) Dicloro difluor metano - C Cl2 F2  Wm = 120  C Cl2 F2  4,14 x Wm do ar. (Freon 22) Cloro difluor metano – CH Cl F2  Wm = 118  4,08 x Wm do ar. (Não é CFC mas alegam que produz o mesmo efeito) Brometo de metila  C H3 Br  Wm = 95  3,3 x Wm do ar. Ao que se sabe, ninguém “revogou” o PRINCÍPIO DE AVOGADRO para que gases mais pesados que o ar vagassem livremente pela atmosfera, principalmente numa região onde sabidamente não existem ventos: A ESTRATOSFERA. Considerando-se o seu peso molecular, para colocar 1 metro cúbico de Dicloro difluor metano, um dos mais leves dos CFCs, à 37 km de altitude (altura média da camada de ozônio) seriam necessários 1447 kwh, ou 2,05 toneladas de T.N.T.Esta densidade energética, equivale a uma explosão nuclear. Caso fosse real a disponibilidade de tal energia, os problemas energéticos da humanidade estariam resolvidos. Quando observamos o perfil da temperatura da atmosfera terrestre em função da altitude, notamos que ela decresce até a altitude de 10 km, quando atinge a marca de -44 C. De 10 a 12 km, ela sobe ligeiramente até -35 C. A 12 km ela cai repentinamente e se estabiliza em -57 C até a altitude de 21 km. A partir de 21 km ela volta a aquecer e atinge um máximo de -2 C á 49 km, quando então volta a cair em função da altitude.

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Atmosférapadrão

150

Temperatura(ºC) Pressão(kPaabs)

100 50 0 -50 0 0,61 1,22 2,136 4,577 10,679 16,781 27,459 48,816 73,224

-100

Como explicar este fenômeno? O ozônio, é parcialmente opaco (translúcido) para emissões eletro magnéticas de comprimento de onda de 5 microns ou seja, freqüência de 60.000 GHz, e espelho para comprimentos de onda superior à um metro (0,3 GHz). Em outras palavras: O ozônio absorve parte do infravermelho termal e reflete ondas de rádio.

Altitude x1000m

Portanto, as ondas de rádio emitidas pelo universo, são refletidas de volta, aquecendo como um "forno de micro ondas" a camada imediatamente superior à camada de ozônio. O mesmo acontece na camada imediatamente inferior, com nossas ondas de rádio. Para emissões de freqüência acima de 0,3 GHz, ou seja, micro ondas, infravermelho, luz visível, ultravioleta, raios-X e raios gama, o ozônio é totalmente transparente, exceto para a freqüência de 60.000 Ghz (infravermelho termal) que é parcialmente absorvida por ele. Caso esta freqüência fosse abundante nesta região, a temperatura da camada de ozônio é que seria alta e não a de suas vizinhas. Caso o ozônio refletisse o ultravioleta, barraria também a luz visível e o infravermelho, mantendo nosso planeta morto, sem luz e calor. O que mantém o ozônio preso à sua camada são as linhas de força do campo magnético da Terra, tal qual as linhas de força do campo magnético de um imã, mantém presas limalhas de ferro. Por ter polaridade sul bastante forte, as moléculas de ozônio formadas pelas descargas atmosféricas, são atraídas para o polo norte magnético da Terra e se deslocam por suas linhas de força, preenchendo de norte para sul, a camada de ozônio. Por isto, o buraco de ozônio se forma sempre sobre o polo sul.

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Se alguma coisa está destruindo a camada de ozônio, o mais provável é o enfraquecimento do campo magnético do Planeta. Sabemos que por várias vezes o campo magnético da Terra diminuiu sua intensidade, passou por um zero e até inverteu sua polaridade. É claro, quando o campo magnético enfraquece, o ozônio não consegue ser sustentado por ele. Vence o campo gravitacional, fazendo com que o ozônio despenque. Este fenômeno já pode ser notado, pois existe uma núvem de ozônio,ao nível do mar, entre a África e a América do Sul, de dimensão aproximadamente igual a área do Brasil. Pouco divulgada, é tratada pelos cientistas como "OZÔNIO BANDIDO". A proteção oferecida ao planeta, não é feita pela camada de ozônio (mesmo porque 400 PPB jamais poderá ser considerado um “escudo”), mas por dois fatores: 1. O campo magnético da Terra, que desvia as partículas com cargas

elétricas para os pólos, criando as auroras austrais e boreais, conforme o polo. Atmosférapadrão 2. A camada espessa da atmosfera

5000 4000 3000 2000 1000 0

Volume(m3)

0 610 1220 2140 4580 10700 16800 27500 48800 73200

(abaixo de 6.000 metros) funciona como um filtro, reduzindo a energia dos raios ultravioleta e outros raios cósmicos. Veja gráfico de densidade e volume normal (volume ocupado por 1 metro cúbico ao nível do mar) da atmosfera padrão, em função da altitude. (Ao lado)

Altitude(m)

Densidade(g/m3)

Um corpo só pode fazer três coisas com uma radiação eletromagnética: a- Transmitir. É como se ele não existisse. b- Absorver. Isto aumentaria sua temperatura. c- Refletir. O que causaria a ausência de toda radiação de maior comprimento de onda, na região posterior ao corpo. Portanto a camada de ozônio apenas absorve parcialmente o infravermelho termal e reflete ondas de rádio, permitindo comunicações a longa distância e nada tem a ver com o aquecimento global e com a proteção da vida na superfície do planeta.

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VARIÁVEIS DA ATMOSFERA COM A ALTITUDE Altitude (1000 m) 0.000 0.153 0.305 0.458 0.610 0.763 0.915 1.068 1.220 1.373 1.526 1.831 2.136 2.441 2.746 3.050 4.577 6.102 7.628 9.153 10.679 12.204 13.730 15.255 16.781 18.306 21.357 24.408 27.459 30.510 36.612 42.714 48.816 54.918 61.020 67.122 73.224 79.326

Temp. (ºC) 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 3 1 -1 -3 -5 -14 -24 -34 -44 -57 -57 -57 -57 -57 -57 -55 -52 -59 -46 -48 -16 -2 -7 -19 -42 -66 -90

Pressão (kPa abs) 101.308 99.48179 97.7089 95.92268 94.18978 92.49687 90.80396 89.15104 87.48479 85.89852 84.31225 81.21969 78.20711 75.26118 72.42189 69.67591 57.1857 46.58835 37.64392 30.13913 23.90069 18.82196 14.80963 11.66375 9.18437 7.22486 4.49221 2.7993 1.75956 1.114388 0.459885 0.201283 0.0929101 0.0434558 0.0197284 0.00854453 0.00337249 0.001189036

Volume (m3) Densidade (g/m3) 1 1210 1.011381594 1196.383251 1.022718894 1183.120804 1.034546114 1169.595037 1.046323571 1156.430032 1.058148586 1143.506702 1.070372781 1130.447281 1.082643587 1117.634663 1.095462426 1104.55637 1.107937373 1092.119491 1.120837345 1079.550039 1.147135241 1054.801524 1.174389025 1030.32298 1.202795078 1005.99015 1.231893611 982.2276772 1.26183513 958.9208377 1.43082779 845.6643131 1.62518392 744.5311176 1.855352333 652.1672345 2.130235958 568.012194 2.434335517 497.0555585 2.925396501 413.6191451 3.517851771 343.9599161 4.227186283 286.2424126 5.080295206 238.1751357 6.110238047 198.0282913 8.869167237 136.4276902 12.89605828 93.82711936 17.98109406 67.29290198 26.73672559 45.25610274 52.46072063 23.06487569 109.7211159 11.0279593 207.145303 5.841310338 366.3630341 3.302734958 649.0862197 1.864159126 1148.509674 1.053539232 2158.015505 0.560700327 4376.828122 0.27645591

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2. Efeito Estufa (CO2 ?) Quando se fala de efeito estufa, acusa-se diretamente o CO2 como principal agente responsável pelo aquecimento do planeta. Ou melhor, qualquer tipo de combustão (inclusive a do álcool), tais como:  Queimadas;  Motores à combustão interna;  Caldeiras;  Indústrias, etc... De fato, o CO2 teria potencial para gerar um “efeito estufa”, caso se tivesse registrado um aumento apreciável de sua parcela na composição do ar atmosférico (300 PPM), ou se houvessem registros de sua presença na troposfera em altitudes superiores a 500 m acima do solo de referência, em condições atmosféricas normais. O que se percebe é que existe uma anomalia (se é que pode ser chamada de anomalia), em forma de bolhas, em torno de grandes centros e proximidades industriais, onde a concentração de CO2 tem aumentado de até 2 ppm (ou seja: de 0,03000% para 0,0302% na composição do ar, nestas localidades). Porém, se afastarmos para áreas verdes, colinas ou para o oceano, o percentual volta ao equilíbrio normal. Devido à sua massa molecular, 152 % da do ar, tão logo é gerado pela combustão, procura o caminho mais curto para o solo, seguindo o campo gravitacional. Observe que não estamos falando de poeiras, cinzas e particulados finos, quase tão leves quanto o ar, que permanecem sobre as fontes poluidoras por muito tempo, devido ao empuxo, e são os fatores “visíveis” da combustão. Tal como o GLP, o CO2 forma bolsões junto ao solo e às águas, ao invés de se misturar com o ar, sendo então, na presença de luz, reduzido pela fotossíntese das plantas e das algas. (O propano, um dos principais componentes do GLP, tem a mesmíssima massa molecular do CO2: 44, e ninguém fala de sua presença na estratosfera.),

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Portanto o CO2 não pode ser responsabilizado diretamente pelo efeito estufa, por três principais razões:  Não existe na atmosfera em quantidade suficiente para causar este efeito (300 PPM).  Se existissem concentrações maiores, elas estariam junto ao solo, e não faz sentido falar de aquecimento global na “altura de nossos joelhos”.  Considerando-se a composição dos combustíveis (hidrocarbonetos) que saem das refinarias: Composição média dos combustíveis Hidrocarboneto:

%

Carbono puro:

0,01

Alcanos: CnH2n+2

60,91 *

Alcenos: CnH2n

0,02 **

Alcinos: CnH2n-2

0,03 ***

Ciclanos: CnH2n

39,01 ****

Ciclenos: CnH2n-2

0,02 *****

Total:

100

E suas equações de oxi-redução: Reações de combustão: C + O2 Cn H2(n+1) + 2(n+1)O2 Cn H2n + (1,5.n)O2 Cn H2.(n-1) + 2.(n-1)O2

--------> --------> --------> -------->

O preso O:C C O2 nC O2 + 2(n+1)H2 O nC O2 + nH2 O nC O2 + 2.(n-1)H2 O

Média:

%

Pond.

2 8 3 2

O 2:1 0,01 0,02 O 8:1 * 60,91 487,28 O 3:1 ** + **** 39,01 117,03 O 2,5:1 *** + ***** 0,07 0,14

6

O

6:1

100,00

6,0

Vemos que em média, para cada átomo de carbono aprisionado, teremos seis átomos de oxigênio também aprisionados pela reação. E quem já ouviu falar de “diminuição de oxigênio” na atmosfera? Contudo, o efeito estufa é uma realidade incontestável! Por que? Em nosso planeta, existe em abundância um gás que possui 235% do potencial do CO2 de produzir o efeito estufa, é mais leve que o ar

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(massa molecular = 18), portanto passível de se missigenar com ele até as mais altas camadas da troposfera. Normalmente ele permeia nossa atmosfera e não há ar que não o contenha, em quantidades que variam conforme o par temperatura e pressão. Estamos acostumados a ver sua condensação natural formando núvens em altitudes e formas variáveis. Isto mesmo, o vapor d’água é o responsável pelo efeito estufa. E graças a este mesmo efeito, a vida conseguiu condições de se desenvolver neste planeta. Mas por que, um efeito benéfico de repente se transformou na ameaça do aquecimento global? Por um motivo muito simples: Toda energia utilizada no planeta, independente de sua fonte ou natureza, acaba se degradando em calor e sendo irradiada para o meio ambiente. O vapor d’água, no seu papel de “isolante de nossa garrafa térmica” impede que o calor seja irradiado para fora de nosso planeta, e quanto maior a quantidade de calor, mais alta é a temperatura do ambiente. Quanto mais alta a temperatura do ambiente, maior é a evaporação de água, que aumenta o efeito estufa que retém mais calor, que ... , e fecha-se o circulo. Não é em absoluto, a energia solar a responsável pelo aquecimento do planeta. A constante solar (energia bruta média que nos chega do sol desde que “mundo é mundo”) de 1.367 W/m2, tem 35% de seu valor refletido (volta para o espaço), 45% de seu valor é absorvido pelas altas camadas da atmosfera e reaquece as camadas imediatamente acima da estratosfera e nos deixa apenas 20% (68,35 W/m2) para a fotossíntese e o aquecimento do planeta. (Esta componente é o “motor do planeta”, também gera os ventos e as correntes marítimas). Energia esta que sempre existiu e é apenas o suficiente para a manutenção da vida no planeta.

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Para se ter uma idéia do que está acontecendo, na década de 60: Uma humanidade de 3.758.936.000 habitantes, consumia 1.510 W/pessoa. Hoje, uma população de 6.628.871.000 habitantes, consome 2.499 W/pessoa. Ou seja, em 50 anos houve um aumento de:  176% da população;  166% do consumo per cápta;  297% do consumo total de energia no planeta. Se quiséssemos voltar aos padrões globais dos anos 60, Teríamos duas opções, mas todas elas com fortes implicações éticas e técnicas: 1- Redução do consumo de energia em 95%, ou seja reduzir o consumo per cápta para: (882 W/pessoas); 2- Reduzir a população em 66%, ou seja reduzir a população planetária para: 2.234.114.674 Pessoas. Do meu ponto de vista, ambas são inviáveis, porém, podemos pensar em “retirar” a água da atmosfera, se é que teremos tempo para isto.

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Bibliografia * The infra red universe. Clarence Anet. * E.R.T.S.1 A new window on our planet. U.S. government printing office * Aerospace application for real time thermography Aga infra red systens * Standard Atmophere N.A.S.A. standards for stem jet ejectores. * Compressors air and gas date. Ingersoll Rand. * Manual do ar comprimido. Atlas copco.

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