O EFEITO ESTUFA E O CICLO DO CARBONO

o efeito estufa e o ciclo do carbono em 10 pontos primeiro ponto o fluxo de energia radiante na atmosfera a atmosfera recebe dois fluxos de energia radiante a que vem do Sol e aquela emitida pelo planeta como ilustrado na imagem o fluxo solar contém praticamente todos os tipos de ondas do espectro eletromagnético mas a fatia mais importante é a porção visível que penetra toda a atmosfera e é absorvida pela superfície tirando as ondas que são refletidas ou filtradas cerca de 47% do fluxo solar que alcança o topo da atmosfera é absorbido na forma de luz

visível pela superfície o fluxo emitido pela terra devido à temperatura da terra é de tipo infravermelho e é quantificado por este valor indicado na figura de 396 w por m quadrado diferente da Luz visível as ondas infravermelhas só conseguem atravessar a atmosfera numa proporção muito pequena de cerca 10% porque o restante é inter interceptado por substâncias presentes na atmosfera que chamamos de gases de efeito estufa são eles a água o gás carbônico o metano óxido nitroso O ozônio e alguns compostos eh halogenados segundo ponto o destino da radiação infravermelha a pergunta que surge espontânea é

o que acontece com a radiação infravermelha que a terra emite e que os gases de efeito estufa interceptam ocorrem dois tipos de efeitos como mostrado nessa figura primeiramente Tais ondas são absorvidas e instantes depois reemitido as direções esse processo que se repete inúmeras vezes devido à abundância de gases de efeito estufa tem como consequência um constante desvio da trajetória dessas ondas que essencialmente no fim faz com que não consigam escapar para fora do planeta e na verdade nem mesmo fora da troposfera o segundo efeito é a conversão dessas ondas infravermelhas emal e portanto o resultado

final é o aquecimento do ar próximo da superfície terrestre esse processo faz com que nos últimos milhares de anos a temperatura média da terra tenha se mantido relativamente constante e próxima de 15º C ao passo que seria menos 18 se não houvesse este efeito terceiro ponto a vibração das moléculas o próximo ponto que nos interessa saber é como acontece a interação entre as moléculas dos gases de efeito estufa e a radiação infravermelha a resposta tem a ver com uma característica que todas as moléculas têm que é sua capacidade de vibrar constantemente como mostra essa imagem

que se refere à molécula de água internamente os átomos que compõem eh suas moléculas se mexem de posição com relação às demais em movimentos regulares que chamamos Vibrações em particular é possível ver que existem três formas dessas vibrações acontecerem ou seja por estiramento que pode ser simétrico ou assimétrico ou terceiro por deformação angular é importante notar que a frequência da vibração mas simplesmente a velocidade com que a vibração acontece é constante e é específica para cada vibração e para cada molécula ou seja não somente a molécula de na molécula de água a velocidade de vibração

do estiramento simétrico é diferente da velocidade do estiramento assimétrico mas mas também entre a água e todas as outras moléculas essas velocidades são diferentes e portanto portanto específicas porém no momento em que uma onda infravermelha atinge uma molécula a interação se dá porque ao absorver a onda ocorre um aumento na velocidade de vibração de uma dessas vibrações que acontece na molécula com uma palavra mais técnica essa alteração da velocidade de vibração provocada pela absorção de energia radiante se chama excitação vibracional ponto qu excitação vibracional a excitação vibracional provocada pela absorção de ondas infravermelhas está representada

por essa animação em que se vê primeiramente a vibração normal da molécula que corresponde a uma determinada energia e com zero depois da absorção da onda tem a passagem no nível energético maior identificado como E1 portanto a energia que estava na onda é transferida para a molécula eh que por efeito disso começa a vibrar a uma velocidade maior é importante destacar duas coisas a primeira é que essa excitação é de curta duração e que instantes depois a molécula libera de volta essa energia na forma de uma onda igual a que tinha absorvido a segunda observação

está mostrada por essas duas animações a de cima indica que se a onda incidente conver uma energia inferior àquela necessária para passar de e0 para E1 a absorção da onda e portanto a excitação vibracional não aconte animação de baixo mostra também não acontec se a onda conver uma energia superior àquela necessária para passar de e0 a E1 e tudo isso significa que cada molécula somente pode absorver ondas que correspondem exatamente aquelas que carregam uma energia igual ao valor necessário para provocar uma determinada excitação vibracional numa de suas vibrações internas ponto cinco espectros de absorção então

no caso da molécula de água que tem três vibrações ela pode absorver somente três ondas infravermelhas que são aquelas indicadas neste gráfico como se vê essa curva é constituída por uma linha linha achatada interrompida por Picos que em termos técnicos chamamos de bandas cada banda corresponde a um comprimento de onda no caso 2,8 3,1 6,1 micrm que no caso da Água São justamente as ondas infravermelhas que são capazes de provocar uma excitação vibracional na vibração de estiramento simétrico de estiramento assimétrico e na deformação angular esse tipo de diagrama é chamado de espectro de absorção ora

cada gás de efeito estufa tem seu próprio espectro de absorção que é diferente das demais moléculas e é por este motivo que o conjunto dos diferentes gases de e efeito estufa portanto gases capazes de absorver radiação infravermelha presentes na atmosfera permite que haja um amplo leque de retenção de toda todas as ondas infravermelhas que a terra emite e isso nos remete ao próximo ponto sexto ponto o espectro de emissão da terra como diz a palavra um espectro de emissão é um gráfico que ilustra Qual é o conjunto de ondas eletromagnéticas que um determinado corpo emite

um determinado corpo um determinado planeta neste caso este gráfico se refere ao planeta terra Então nesse gráfico temos uma linha tracejada que corresponde ao conjunto de ondas no infravermelho que a terra emite na superfície essas ondas seriam as mesmas Perdidas pelo planeta se não fosse pela presença de gases de efeito estufa eis então que temos aqui representada a linha cheia que corresponde ao efetivo fluxo de ondas no infravermelho que a terra deixa passar para fora né pela eh tropopausa se nota claramente que existem diferentes Eh vamos dizer afundamentos da curva que significa que ao invés

da terra emitir uma determinada quantidade x de energia infravermelha ela vai emitir muito menos em correspondência destes afundamentos e o efeito mais significativo é aquele associado ao CO2 na região de 15 micrômetros que é a faixa espectral onde este gás absorve infravermelho em decorrência de sua vibração de deformação angular sétimo ponto então o ciclo natural do carbono na terra esse tipo de imagem que no caso foi retirada do relatório do ipcc eh costuma eh ilustrar o ciclo natural do carbono no nosso planeta ou seja o fluxo de substâncias contendo carbono entre os três principais compartimentos

da terra atmosfera onde o carbono está presente como o CO2 ambiente terrestre onde o carbono está presente como matéria vegetal e como rochas carbonáticas e os oceanos onde também está presente como matéria orgânica concha sedimentos tá eh o gráfico é dividido em duas partes e mostra que o ciclo é fundamentado em dois grandes fluxos entre a atmosfera e o ambiente terrestre constituído pela fotossíntese através da da qual o carbono é fixado em matéria orgânica e no sentido contrário pela respiração celular e dos fogos através do qual a matéria orgânica volta a ser CO2 o outro

fluxo é entre a atmosfera e o ambiente Oceânico também constituído por fotossíntese e respiração celular mas ao qual se soma também o processo de dissolução do gás em água e vice-versa a liberação do gás da água para a fase gasosa pronto em condições não perturbadas se quantificou esses valores da ordem de centenas de bilhões de toneladas por ano eh eh onde temos a troca de carbono entre a atmosfera e eh o ambiente terrestre e eh do da atmosfera e o ambiente Oceânico que resulta num substancial equilíbrio eh do que entra e o que sai que

faz com que a concentração de CO2 na atmosfera se mantenha essencialmente estável ao longo do tempo ou melhor se mantivesse no passado oitavo ponto alterações no ciclo do carbono na terra nós podemos incluir no ciclo do carbono uma componente adicional que é a perturbação provocada pelo homem e que se intensificou de forma nunca observada anteriormente a partir da Revolução Industrial cujo início se costuma indicar no ano de 1750 a perturbação realçada com a cor roxa no meio dessa figura consiste de três componentes principais e que partir do pressuposto que temos estoques de carbono subterrâneo eh

constituídos por carvão petróleo e gás natural essas três componentes são obviamente a queima de combustível fóssil em primeiro lugar e depois temos a produção de cimento que somados dão um fluxo adicional de bilhões de toneladas de carbono por ano para atmosfera e terceiro aquilo que Tecnicamente se chama de mudança do uso do solo 1,6 bilhões de toneladas por ano representado representando basicamente e desmatamento e queimadas sem podermos aprofundar isso aqui agora gostaria de destacar que essa perturbação provocada pelo homem aqui mostrada no meio apresenta dois efeitos secundários e que precisam ser levados em consideração no

balanço final um que altera o fluxo natural à esquerda ou seja atmosfera ambiente terrestre e outro que modifica o fluxo natural à direita ou seja atmosfera e ambiente Oceânico vamos terminar falando no nono ponto de biocombustíveis e em particular de etanol então eh Cerro essa apresentação mencionando os dois principais tipos de combustíveis de primeira geração primeiramente o etanol que é uma substância produzida a partir de matérias primas ricas de açúcares como a cana da açúcar ou a beterraba ou amido principalmente o milho através da combinação de dois processos principais a fermentação portanto um processo biotecnológico

induzido por por enzimas geradas por leveduras no qual o açúcar é transformado bioquimicamente em etanol e dois a destilação que já é um processo físico em que a mistura contendo água e etanol é separada obtendo-se o etanol em elevado grau de Pureza décimo ponto o biodiesel no caso do biodiesel a matéria prima eh São gorduras ou seja óleos eh vegetais ou gorduras animais as gorduras apresentam naturalmente moléculas lineares relativamente Compridas que apresentam similaridades com as moléculas de hidrocarbonetos do eh do diesel produzido do petróleo essas gorduras precisam no entanto sofrer algumas modificações químicas para serem

aptas a atuar como combustível e para tanto existem dois processos industriais aquele indicado a direita funciona a partir de metanol um álcool parecido com o etanol esse processo se chama transesterificação e resulta na produção de um biodísel composto por ésteres que chamamos Fame aquele indicado à esquerda eh que precisa do uso de hidrogênio para funcionar se chama hidrotratamento e resulta na produção de um biodiesel composto por hidrocarbonetos que chamamos hos tanto no caso do metanol para a produção de Fame como de hidrogênio para a produção de H que são dois tipos de biodiesel estamos falando

de componentes químicos ainda ligados à indústria petroquímica fato que precisa ser levado em consideração na avaliação da pegada do carbono deste biocombustível bom era isso que eu tinha a dizer agradeço a atenção até a próxima tch