“GASES: UMA ABORDAGEM INTERDISCIPLINAR”
DANIELLE PATRÍCIA NASCIMENTO DE OLIVEIRA (IC)1
ILTON SÁVIO BATISTA MARTINS (IC)1
JACKSON DA SILVA SANTOS (PG)1
KATIA LIDIANE DA SILVA (PG)1
MARIA DO CÉU AZEVEDO DA SILVA (IC)1
1
UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE
([email protected])
INTRODUÇÃO
Ao longo dos anos vem se discutindo tanto na mídia como na comunidade cientifica tudo
a respeito das questões ambientais. Dentro desta problemática, podemos destacar os efeitos
causados pelos gases, tais como: efeito estufa, chuva ácida, alterações climáticas,
diminuição da qualidade do ar, problemas de saúde, dentre outros.
Entre os gases mais conhecidos, o que é mais divulgado é o gás carbônico (CO2), porém
tentaremos mostrar de forma interdisciplinar em química, física, geografia e biologia, a
influência deste e de outros gases, tais como CH4, SO2, NO2, CFC e O3, e suas implicações
ambientais.
OBJETIVO
Mostrar a relação estabelecida entre as disciplinas química, física, geografia e biologia,
utilizando como tema gerador o assunto “gases”.
Demonstrar que não é possível analisar um determinado assunto em certa disciplina
acadêmica sem levar em consideração os aspectos de outras disciplinas, ou seja, elas estão
interligadas e os educadores devem ter um “olhar holístico” e uma visão complexa.
METODOLOGIA
A metodologia utilizada é a bibliográfica e exploratória em que foram analisados materiais
que continham assuntos relacionados a gases sem ser específico, mas abrangendo um
contexto entre as disciplinas elencadas acima mostrando a conexão e a interdisciplinaridade
entre estas e o tema gerador.
DESENVOLVIMENTO
Muitos gases estufas têm origem natural, em adição às fontes antropogênicas. Existem
mecanismos naturais poderosos para a sua remoção da atmosfera. Entretanto, devido ao
contínuo crescimento da sua concentração, mais gases estão sendo liberados para a
atmosfera do que absorvidos pelos sistemas naturais, ver tabela 1.
Tabela 1 – Fontes globais naturais e antropogênicas e absorção de gases estufas.
Gases
(milhões t)
estufas
Gás carbônico
Fontes
Natural
Antropogênica
150.000
Metano
110 – 210
Absorção
anual
7.100
300 -
154.000
Crescimento
3.100 - 3.500
460 – 660
35 - 40
450
Fonte: IPCC, 1996 (p. 17-19).
Gás Carbônico:
O gás carbônico é um composto comum no planeta, e imensas quantidades podem ser
encontradas na atmosfera, nos solos, em rochas carbonatadas, e dissolvidas na água
oceânica.
Na Terra, todos os seres vivos participam do ciclo do carbono, no qual o gás carbônico é
extraído do ar pelas plantas e algas que o decompõem em carbono e oxigênio. O carbono é
incorporado à biomassa das plantas e algas, formando carboidratos, e o oxigênio é liberado
para a atmosfera em sua forma molecular (O2).
A biomassa se oxida e o gás carbônico retorna para a atmosfera ou armazena o carbono
orgânico no solo, nas rochas ou em outros produtos orgânicos. Assim, o ciclo do carbono
envolve a sua assimilação pelas plantas como gás carbônico, seu consumo na forma de
tecidos e animais, sua liberação por meio da respiração, e seu acúmulo na biomassa e em
reservatórios de longa duração como combustíveis fósseis.
Segundo o IPCC (1996), pesquisas feitas com amostras de gelo antártico indicam que
esse ciclo passou a perder o seu estado de equilíbrio nos últimos 200 anos, com a emissão
de gás carbônico excedendo a capacidade de absorção pelos sistemas naturais da Terra
(fotossíntese e absorção oceânica) ver tabela 2.
Tabela 2 – Fonte de emissão de gás carbônico.
Fontes
Liberação pelos oceanos
(bilhões t/ ano)
90
Decaimento aeróbico (vegetação)
30
Respiração (plantas e animais)
30
Fontes antropogênicas
7
Fonte: IPCC, 1996.
A principal fonte antropogênica de emissão de gás carbônico é a queima de combustíveis
fósseis, responsáveis por aproximadamente 3/4 dessas emissões.
Metano:
O metano é um gás-traço da atmosfera terrestre (constituinte em menor quantidade),
radiativo e quimicamente ativo. O metano absorve radiação no infravermelho (calor) e ajuda
a aquecer a Terra.
Participa de reações químicas na atmosfera, influenciando na concentração de ozônio
troposférico e vapor de água estratosférico, ambos os gases causadores de efeito estufa.
Portanto, o aumento de sua concentração na atmosfera terrestre tem implicações
importantes para o efeito estufa e as alterações climáticas globais. Além do mais, um grama
de metano produz o impacto causado por 60 gramas de gás carbônico, tornando-o um gás
de alto potencial de aquecimento global (Global Warning Potential –GWP).
A sua concentração na atmosfera pode aumentar com o aquecimento global, uma vez
que o aumento da temperatura faz desprender mais metano dos pântanos, lixões e outros
meios para a atmosfera.
A sua concentração é determinada pelo balanço entre suas taxas de emissão e remoção.
O aumento da sua concentração indica que a taxa de entrada excede a taxa de remoção. A
principal fonte de absorção é a sua combinação atmosférica, resultando em gás carbônico, e
por meio da decomposição por bactérias no solo. O metano é vinte vezes mais efetivo que o
gás carbônico na absorção de calor.
O metano é gerado por uma variedade de complexos sistemas geoquímicos e biológicos.
As emissões desses sistemas variam de acordo com o resultado de práticas de manejo,
climas e condições físicas que se alteram diária, sazonal e anualmente. Como resultado, as
emissões de metano podem variar muito em função do lugar e do tempo.
Baseando-se em anos de medidas detalhadas da concentração do metano na atmosfera
e na taxa estimada de destruição de metano, a entrada anual desse gás pode ser calculada.
A tabela seguinte expressa as diversas fontes globais de emissão de metano e as suas
respectivas contribuições.
Tabela 3 - Fontes globais de emissão de metano
Fonte
Terras úmidas (saturadas)
%
23
Gado domesticado
16
Cultivo de arroz
12
Sistemas petróleo/ gás
10
Minas de carvão
8
Queima de biomassa
8
Lixões
6
Tratamento de esgoto
5
Estrume de gado
4
Oceanos e água fresca
3
Fonte: EPA, 1998(adaptado de gráfico).
Comparação entre o gás carbônico e o metano:
Ligação Química:
Apesar do CO2 e o CH4 serem gases, eles tem algumas semelhanças e diferenças.
Esses gases são diferentes em relação à geometria. O CO2 tem geometria linear enquanto o
CH4 tem geometria tetraédrica. Já em relação às polaridades das moléculas ambas são
apolares, pois os momentos dipolares resultantes são iguais a zero.
Reação Química:
A reação estabelecida entre esses gases pode ser entendida como uma forma
simplificada de uma reação de combustão completa do metano sem a formação de
intermediários para facilitar a compreensão desta reação. A reação se processa da seguinte
forma: uma molécula de metano reage com duas moléculas de oxigênio produzindo uma
molécula de gás carbônico e duas moléculas de água no estado de vapor.
CH4 +2O2 → CO2 +2H2O
Podemos analisar por esta reação que quanto maior for o consumo de metano maior será
a produção de gás carbônico para a atmosfera.
Dióxido de enxofre e dióxido de nitrogênio:
Esses são os poluentes que geram os ácidos sulfúrico (H2SO4) e nítrico (HNO3)
produzidos pela queima de combustíveis fósseis, como o petróleo e o carvão, e que são
responsáveis pela chuva ácida, segundo as equações:
S + O2 → SO2 (combustão)
SO2 + 1/2O2 → SO3 (oxidação)
SO3 + H2O → H2SO4 (hidratação)
2NO + O2 → 2NO2 (oxidação)
2NO2 + H2O → HNO3 + HNO2 (hidratação)
As conseqüências da chuva ácida para a população humana, podem ser econômicas,
sociais ou ambientais. Tais conseqüências são observáveis principalmente em grandes
áreas urbanas, onde ocorrem patologias que afetam o sistema respiratório e sistema
cardiovascular, e, além disso, causam destruição de edificações e monumentos, através da
corrosão pela reação com ácidos. Estima-se que as chuvas ácidas contribuam para a
devastação de florestas e lagos, sobretudo aqueles situados nas zonas temperadas ácidas.
Clorofluorcarbonetos e ozônio:
Os clorofluorcarbonetos (CFCs) são encontrados principalmente em sistemas de
refrigeração, “spray”, fabricação de espumas plásticas e solventes usados na limpeza de
circuitos eletrônicos.
Segundo Kandel: “as moléculas de CFC tem a mesma estrutura do CH4, mas possuem,
em volta do átomo de carbono, átomos de cloro e flúor no lugar dos de hidrogênio, e tem
uma duração de vida muito longa. Quando atingem a estratosfera, elas participam de um
ciclo de destruição catalítica do ozônio (O3), revelada pela descoberta em 1985 do “buraco”
de ozônio acima do Antártico. A implicação dos CFC nessa destruição levou à adoção em
1987 do Protocolo de Montreal, colocando fim à sua produção”.
Além da destruição da camada de ozônio os CFCs podem causar outras conseqüências
como câncer de pele, catarata e danos à vegetação.
CONCLUSÃO
Os professores poderiam comunicar-se entre si, para que houvesse uma maior sinergia
na hora de ensinar determinados assuntos em suas aulas,como por exemplo o tema gerador
gases e com isso mostrar que uma disciplina é complementar da outra. Faz-se necessário
uma abordagem mais ampla sobre o estudo dos gases, contribuindo assim para despertar,
no aluno, uma visão critica sobre o conhecimento ambiental e suas implicações na qualidade
de vida.
BIBLIOGRAFIA
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2002.
SARDELLA, Antônio. Química. 5ª Edição, Vol. Único.São Paulo: Editora Ática, 2003
KANDEL, Robert. O reaquecimetno climático. Ed. Loyola. São Paulo, 2007
MOTA, Suetônio. Introdução à engenharia ambiental. 2ª Edição. São Paulo. Editora
ABES, 2000.