GASES: UMA ABORDAGEM INTERDISCIPLINAR

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1 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 (mari.ceu@bol.com.br) 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 (CO 2 ), porém tentaremos mostrar de forma interdisciplinar em química, física, geografia e biologia, a influência deste e de outros gases, tais como CH 4, SO 2, NO 2, CFC e O 3, 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

2 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 estufas (milhões t) Gás carbônico Fontes Absorção Crescimento Natural Antropogênica anual Metano Fonte: IPCC, 1996 (p ) 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 (O 2 ). 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 (bilhões t/ ano) Liberação pelos oceanos 90 Decaimento aeróbico (vegetação) 30 Respiração (plantas e animais) 30 Fontes antropogênicas 7 Fonte: IPCC, A principal fonte antropogênica de emissão de gás carbônico é a queima de combustíveis fósseis, responsáveis por aproximadamente 3/4 dessas emissões.

3 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

4 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 CO 2 e o CH 4 serem gases, eles tem algumas semelhanças e diferenças. Esses gases são diferentes em relação à geometria. O CO 2 tem geometria linear enquanto o CH 4 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. CH 4 +2O 2 CO 2 +2H 2 O 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 (H 2 SO 4 ) e nítrico (HNO 3 ) produzidos pela queima de combustíveis fósseis, como o petróleo e o carvão, e que são responsáveis pela chuva ácida, segundo as equações: S + O 2 SO 2 (combustão) SO 2 + 1/2O 2 SO 3 (oxidação) SO 3 + H 2 O H 2 SO 4 (hidratação) 2NO + O 2 2NO 2 (oxidação) 2NO 2 + H 2 O HNO 3 + HNO 2 (hidratação)

5 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 CH 4, 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 FELTRE, Ricardo.Química, Vol. Único.São Paulo: Editora Moderna,1998. FERRE, Juan. Química novos tempos. São Paulo: Scipione, SALVADOR, Edgar. Química geral.são Paulo: Editora Saraiva,1995. DIAS, Genebaldo Freire. Pegada ecológica e sustentabilidade humana.são Paulo: Gaia, 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.