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QUÍMICA E SOCIEDADE




                                                                                                                 Mario Tolentino
                                                                                                            Romeu C. Rocha-Filho


     A seção “Química e sociedade” apresenta artigos que focalizam                          temperatura média da Terra, cerca de
     aspectos importantes da interface ciência/sociedade, procurando,                       15 °C. Essa diferença de 33 °C é cau-
     sempre que possível, analisar o potencial e as limitações da ciência                   sada pelo famoso efeito estufa, sem o
     na tentativa de solução de problemas sociais. Este artigo fala das                     qual muito provavelmente não haveria
     implicações do aumento do efeito estufa e explica as bases                             vida como a conhecemos.
     químicas para a ocorrência desse fenômeno.                                                 A Terra funciona, portanto, como
                                                                                            um irradiador de infravermelho que iria
        efeito estufa, gases-estufa, aquecimento global                                     todo para o espaço, não fosse a pre-
                                                                                            sença na atmosfera de alguns gases
                                                                                            que absorvem grande parte dessa ra-
                                                                                            diação e, conseqüentemente, aque-

     N
              as últimas décadas, a polê-       por sua composição e estrutura, inte-
                                                                                            cem-na.
              mica sobre um possível aque-      rage simultaneamente com a radiação
                                                                                                De certo modo, a atmosfera trans-
10            cimento global do nosso pla-      solar e a superfície terrestre, estabele-
                                                                                            forma a Terra numa enorme estufa. Se
     neta, decorrente de uma exacerbação        cendo um sistema de trocas energé-
                                                                                            compararmos as temperaturas exis-
     do efeito estufa, passou a fazer parte     ticas que explica muitos fenômenos
                                                                                            tentes em Marte, poderemos avaliar o
     das preocupações da humanidade,            que afetam a vida no planeta. A distri-
                                                                                            papel de verdadeiro ‘cobertor’ que a
     com constante cobertura pela mídia.        buição espectral da radiação solar (Fi-
                                                                                            atmosfera representa. No planeta ver-
     Mas como ocorre o efeito estufa e a que    gura 1) vai desde o ultravioleta até o
                                                                                            melho, cuja atmosfera é muito rarefei-
     se deve sua provável exacerbação?          infravermelho, com predominância da
                                                                                            ta, a temperatura média na superfície
                                                luz visível (0,4 µm a 0,7 µm). Essa
     O que é uma estufa                         distribuição, conforme previsto pela
                                                                                            é de -53 °C, somente 3 °C acima da
        Nos países de inverno rigoroso, os                                                  temperatura de irradiação de -56 °C
                                                teoria da radiação térmica (a primeira
     cultivadores de legumes e plantas                                                      (obtida a partir do espectro de emissão
                                                aplicação da mecânica quântica, feita
     ornamentais constroem estruturas re-                                                   por comparação com o de um corpo
                                                por Planck em 1900), aproxima-se da
     cobertas por painéis de vidro transpa-                                                 negro).
                                                de um corpo negro a uma temperatura
     rente, alguns dos quais podem ser          de cerca de 6 000 °C. Da radiação que       Como funciona a estufa da
     abertos de forma controlada na parte       atinge a Terra, cerca de 70 por cento é     Terra
     superior da estrutura. Durante os perío-   absorvida (51 por cento pela superfície
     dos de baixas temperaturas, a luz e o      e 19 por cento pela atmosfera). A fra-          Nas estufas agrícolas, a retenção
     calor do sol penetram no interior e        ção da energia solar absorvida na su-       do calor e conseqüente aquecimento
     aquecem o ar, as plantas e as estrutu-     perfície aquece o planeta e provoca         do ambiente é resultado de um blo-
     ras de suporte. Essa energia fica apri-    reações químicas e transformações           queio físico, que impede o escape do
     sionada e a temperatura da estufa é        físicas.                                    ar quente. Na grande estufa que é a
     regulada pela abertura adequada de                                                     Terra, o mecanismo é bem mais com-
     alguns dos painéis móveis de vidro, o      A Terra: uma grande estufa                  plexo.
     que permite a saída do ar aquecido.           O planeta irradia para o espaço              A atmosfera terrestre é uma mistura
     Portanto, as chamadas estufas funcio-      uma quantidade de energia igual à que       de gases, com predominância de nitro-
     nam basicamente evitando que a cir-        absorve do sol. Essa irradiação ocorre      gênio (78 por cento) e oxigênio (21 por
     culação do ar resfrie o ambiente.          sob a forma de radiação eletromag-          cento), gases que não absorvem
                                                nética na faixa do infravermelho, prin-     radiação infravermelha. Outros gases,
     Sol, atmosfera e superfície                cipalmente entre 4 µm e cerca de            nela presentes como componentes na-
     terrestres: uma interação vital            100 µm (Figura 1), com uma distribui-       turais ou resultantes de ações do ho-
        O planeta Terra apresenta certas        ção espectral, por sua vez, próxima da-     mem (ações antrópicas), por sua natu-
     características que o tornam único no      quela de um corpo negro a -18 °C, uma       reza química, principalmente estrutura
     Sistema Solar. A atmosfera terrestre,      temperatura muito mais baixa que a          molecular, absorvem uma fração signi-

                                QUÍMICA NOVA NA ESCOLA    Química no Efeito Estufa    N° 8, NOVEMBRO 1998
ficativa da radiação infravermelha emi-
Quadro 1: A matéria e a radiação infravermelha*.
                                                                                                          tida pela superfície terrestre. Essa
     O infravermelho corresponde à radiação                                                               absorção implica um aumento nos mo-
eletromagnética de comprimentos de onda                                                                   vimentos vibracionais e rotacionais das
entre 100 µm e 1 µm (3 x 1012 Hz e 3 x 1014 Hz).
Essa radiação interage com moléculas,                                                                     moléculas (Quadro 1). Esses gases,
mudando sua configuração, especialmente por                                                               por sua vez, também passam a irradiar
meio de vibrações dos átomos em ligações                                                                  no infravermelho. Essa radiação se
intramoleculares, tais como:                                                                              espalha em várias direções, inclusive
                                                                                                          retornando à superfície, que se man-
                                                                                                          tém mais quente do que seria na au-
                                                                                                          sência da atmosfera. O Quadro 2 mos-
                                                                                                          tra como é o balanço de energia da
     Essa interação leva a uma das espectros-
copias mais úteis para o químico, a espec-                                                                superfície da Terra, da sua atmosfera
troscopia vibracional. O comprimento de onda                                                              e do planeta como um todo.
em que uma absorção/emissão ocorre de-                dessa molécula ativo no infravermelho é a               A retenção de energia pelos gases-
pende das massas relativas dos átomos, bem            ‘deformação angular simétrica’:                     estufa decorre de um mecanismo, físi-
como das constantes de força das ligações.
     Os átomos de uma molécula não perma-                                                                 co-químico, bem diferente daquele que
necem fixos uns em relação aos outros; na rea-                                                            ocorre nas estufas agrícolas.
lidade, eles vibram em torno de uma posição                                                                   Cabe destacar que grande parte do
média. Se essas vibrações causarem mudança                                                                efeito estufa natural se deve à presen-
no momento dipolar da molécula, ela será ativa
no infravermelho, isto é, absorverá e emitirá ra-                                                         ça da água na atmosfera (vide Figura
diação infravermelha. Uma molécula apresenta                                                              2): vapor d'água (85 por cento) e par-
um dipolo elétrico se nela existirem duas cargas                                                          tículas de água (12 por cento). Outros
q e -q separadas por uma distância l; esse                                                                gases-estufa são o dióxido de carbono
dipolo é representado por uma flecha do tipo
          , com o “+” marcando a ponta                                                                    (CO2), o metano (CH4), o óxido nitroso
positiva, como na molécula de cloreto de hidro-           Esse modo é responsável pela absortivi-         (N2O), os clorofluorcarbonetos (CFCs),      11
gênio:                                                dade do CO2 na faixa em torno de 15 µm (Figura      os hidroclorofluorcarbonetos (HCFCs)
                                                      2).                                                 e o hexafluoreto de enxofre (SF6).
                                                          Os modos vibracionais possíveis e as va-
                                                      riações periódicas no momento dipolar da mo-            O aumento do teor desses gases
     Associado ao dipolo existe um momento            lécula de água são mostrados a seguir.              na atmosfera em decorrência de ativi-
dipolar, definido como igual ao produto q x l.                                                            dades humanas pode causar uma exa-
     Seja a molécula do gás estufa CO2; como                                                              cerbação do efeito estufa e, conse-
ela atua absorvendo e emitindo radiação
infravermelha? Essa molécula linear tem, no                                                               qüentemente, um aquecimento global
estado fundamental, um momento dipolar igual                                                              do planeta.
a zero (os dois dipolos se anulam):
                                                                                                          Gases do efeito estufa

   Se a molécula vibrar no modo conhecido                                                                 Dióxido de carbono
como ‘deformação axial simétrica’, ela é alter-
                                                                                                              O dióxido de carbono tem sido
nadamente esticada e comprimida, com o
comprimento de ambas as ligações C—O mu-                                                                  apontado como o grande vilão da exa-
dando simultaneamente:                                                                                    cerbação do efeito estufa, já que sua
                                                                                                          presença na atmosfera decorre, em
                                                                                                          grande parte, de atividades humanas.
                                                                                                          Na atmosfera atual o teor de CO2 oscila
                                                           As deformações axiais simétrica e assimé-      em torno de 365 mL/m3, com uma ten-
                                                      trica são responsáveis pela absortividade da        dência de crescimento que teve seu
                                                      molécula de água na região em torno de 2,7          início no final do século XVIII em decor-
     O momento dipolar claramente permanece           µm (Figura 2), enquanto a deformação angular
zero ao longo de todo o movimento, fazendo                                                                rência do aumento no uso de combus-
                                                      é responsável pela deformação em torno de 6
com que esse modo vibracional seja ‘inativo           µm (Figura 2).                                      tíveis fósseis.
no infravermelho’. Já se a molécula vibrar no              As deformações acima mostradas levam               Em termos quantitativos, anual-
modo chamado de ‘deformação axial assimé-             ao que se chama de vibrações fundamentais.          mente cerca de 2 650 bilhões de tone-
trica’, a vibração é ‘ativa no infravermelho’ pois,   Todavia, podem ocorrer interações e acopla-
como mostrado no topo da próxima coluna,
                                                                                                          ladas de dióxido de carbono são
                                                      mentos entre os osciladores, o que faz com
ocorre uma alteração periódica do momento                                                                 lançadas na atmosfera. Como o tempo
                                                      que surjam vibrações secundárias que absor-
dipolar da molécula.
                                                      vem em outras regiões diferentes das das fun-       médio de residência do CO2 na atmos-
     A deformação axial assimétrica, associada                                                            fera é de cerca de cem anos, a estabi-
                                                      damentais (vide Figura 2 para o caso da água).
a rotações dos átomos, é responsável pela
absortividade do CO2 na faixa em torno de 4,25
                                                                                                          lização ou mesmo a diminuição do teor
                                                      *Adaptado de Silverstein et al., 1979, e Banwell,
µm - vide Figura 2. Outro modo vibracional            1983.                                               atmosférico desse gás requer dimi-
                                                                                                          nuição significativa em sua emissão.

                                  QUÍMICA NOVA NA ESCOLA         Química no Efeito Estufa N° 8, NOVEMBRO 1998
Quadro 2: Balanço de energia da superfície da Terra, da sua atmos-
                                                                              pelo menos 515        em torno de 9 µm (Figura 2) diminui a
      fera e do planeta como um todo*, mostrando o efeito estufa.             milhões de tone-      transparência da ‘janela’ atmosférica à
                                                                              ladas por ano. A      radiação infravermelha existente entre
                     Balanço de energia da superfície terrestre               absorção de ra-       7 µm e 13 µm.
           Chegada                           Saída
                                                                              diação infraver-
                                                                              melha pelo meta-      Clorofluorcarbonetos (CFCs)
      Radiação solar          51     Radiação terrestre                 116
      Radiação atmosférica    95     Evaporação                          23   no ocorre em               Os clorofluorcabonetos ou freons,
      Condução/convecção       7                                              uma banda de          principais responsáveis pelo depau-
      Total                  146     Total                              146   comprimento de        peramento da camada de ozônio, são
                     Balanço de energia da atmosfera terrestre                onda ao redor de      compostos formados por moléculas do
           Chegada                           Saída
                                                                              7 µm.                 tipo do metano ou do etano, em que
      Radiação solar          19     Radiação para o espaço              64
                                                                                                    os átomos de hidrogênio foram subs-
                                                                              Óxido nitroso         tituídos por átomos de cloro e flúor. Os
      Condensação             23     Radiação para a superfície          95
      Radiação da superfície 110                                                    O teor atmos-   mais comuns são os de fórmulas CCl3F
      Condução                 7                                                férico atual do     (nome comercial CFC-11), CCl 2F 2
      Total                  159     Total                                 159
                                                                                N2O, substância     (CFC-12), CClF2CClF 2 (CFC-114) e
                         Balanço de energia do planeta Terra                    anestésica tam-     CClF 2CF3 (CFC-115). Esses gases,
             Chegada                        Saída                               bém conhecida       cujo tempo médio de residência na
       Radiação solar         100    Radiação refletida e espalhada         30 como gás hilari-     atmosfera varia de 75 anos (CFC-11)
                                     Radiação atmosférica para o espaço 64 ante, é superior a       até 380 anos (CFC-115), são potentes
                                     Radiação da superfície para o espaço 6 0,31 mL/m3. Aná-        gases-estufa; uma molécula de CFC-
       Total                  100    Total                                 100
                                                                                lise de bolhas de   12, por exemplo, tem o mesmo impac-
       * Energia expressa em centésimos da radiação solar incidente total.      ar presas em ge-    to de cerca de dez mil moléculas de
                                                                                lo antártico per-   CO2.
          Ao interagir com radiação infraver-           mitiu concluir que esse teor era de 0,28         Os CFCs são produzidos principal-
12   melha (Quadro 1), o CO2 absorve-a                  mL/m3 no início do século XX. Sua           mente para uso em compressores pa-
     significativamente em duas estreitas               origem pode ser natural (descargas          ra refrigeração doméstica e para ex-
     faixas de comprimentos de onda infe-               elétricas na atmosfera, reações foto-       pansão de polímeros. A produção, uso
     riores a 5 µm e em uma ampla faixa                 químicas entre componentes de aeros-        e emissão desses gases diminuiu
     acima de cerca de 13 µm. Portanto,                 sóis etc.) ou antrópica (queima de car-     muito nos últimos anos, em decorrên-
     como a água e o CO2 não absorvem                   vão e de outros combustíveis fósseis        cia do Tratado de Montreal sobre Subs-
     entre 7 µm e 13 µm (vide Figura 2),                em motores a explosão, uso de adu-          tâncias que Destroem a Camada de
     ocorre na atmosfera uma verdadeira                 bos nitrogenados etc.).                     Ozônio, de 1987, e suas revisões pos-
     ‘janela’ espectral, pela qual a radiação                A taxa atual de incorporação de        teriores.
     infravermelha emitida pela superfície              N2O à atmosfera é de cerca de cinco              O teor médio desses gases na
     terrestre escapa, perdendo-se no es-               milhões de toneladas por ano. O teor        atmosfera é de 1,2 µL/m3 e eles absor-
     paço (essa radiação corresponde a 6                de N2O na atmosfera tende a aumentar        vem radiação na faixa de 7 µm a 13 µm,
     por cento da radiação solar que atinge             significativamente, porque seu tempo        contribuindo, portanto, para fechar a ‘ja-
     a Terra — Quadro 2).                               de residência na atmosfera situa-se         nela’ atmosférica de escape de radiação
                                                        entre 120 e 175 anos.                       infravermelha para o espaço.
     Metano                                             Esse gás absorve infra-
          Este hidrocarboneto, o gás-estufa             vermelho significativa-
     mais importante depois do CO2, pode                mente em duas regiões
     advir de processos naturais ou antró-              localizadas ao redor de
     picos. Geralmente tem origem em de-                4 µm e 7 µm (Figura 2).
     pósitos ou em processos de extração
     e utilização de combustíveis fósseis ou            Ozônio
     na decomposição anaeróbica de subs-                     Esse gás também
     tâncias orgânicas, principalmente celu-            absorve a radiação in-
     lose. Seu teor atmosférico atual é supe-           fravermelha refletida
     rior a 1,7 mL/m3. Cento e dez anos                 pela superfície terrestre,
     atrás ele era de 0,9 mL/m3. Como o                 embora seu papel prin-
     tempo médio de residência do CH4 na                cipal esteja relacionado
     atmosfera é razoavelmente curto (cer-              com sua presença na Figura 1: Comparação entre as intensidades dos espectros da
     ca de dez anos), a estabilização do seu            ozonosfera, bloquean- radiação solar e terrestre. Em função de sua maior temperatura
     teor requer diminuição de somente 5                do parte da radiação superficial, o Sol emite cerca de 160 mil vezes mais radiação
     por cento na sua emissão. Estima-se                ultravioleta do sol. Sua que a Terra e de comprimentos de onda menores (mais energé-
     que essa emissão atinja um total de                absorção numa faixa tica). [Adaptado de Lutgens e Tarbuck, 1998, p. 34.]

                                   QUÍMICA NOVA NA ESCOLA         Química no Efeito Estufa    N° 8, NOVEMBRO 1998
de HCFC-134a, por             amazônica (haja vista a queimada des-
                                                                exemplo, tem o mesmo          controlada de regiões do Estado de
                                                                impacto que cerca de          Roraima no início de 1998). Também
                                                                3400 moléculas de CO2.        trazem uma notável contribuição as
                                                                Estima-se que no ano          queimadas de campos e cerrados e
                                                                2000 as emissões glo-         de canaviais, muito empregadas no
                                                                bais de HCFC-134a             manuseio de culturas. Outra fonte é o
                                                                serão da ordem de 148         uso de combustíveis fósseis, principal-
                                                                mil toneladas, o que te-      mente os derivados de petróleo, em
                                                                rá um impacto-estufa          motores de explosão de veículos e
                                                                semelhante ao de todo         outros sistemas de transporte.
                                                                o combustível fóssil              A contribuição em metano pode ser
                                                                queimado no Reino             também considerada significativa,
                                                                Unido naquele ano.            dada a existência de grandes reba-
                                                                    Por isso, diversas        nhos de gado bovino e a presença de
                                                                empresas européias            extensas regiões que são periodica-
                                                                substituíram-nos por hi-      mente cobertas pela águas, como
                                                                drocarbonetos de baixo        acontece no Pantanal Matogrossense
                                                                potencial-estufa, em es-      e nas várzeas amazônicas.
                                                                pecial o ciclopentano e
                                                                o isobutano, o que re-        A estufa começa a ficar
                                                                quer adaptações nos re-       muito quente
                                                                frigeradores.                     O aumento do teor atmosférico dos
                                                                                              gases-estufa leva a um maior bloqueio
                                                                Hexafluoreto de               da radiação infravermelha e, conse-
                                                                enxofre                       qüentemente, pode causar uma exa-          13
                                                                     Este gás inerte e não-   cerbação do efeito estufa: aquecimen-
                                                                 tóxico é usado como          to da atmosfera e aumento da tempe-
                                                                 isolante em instalações      ratura da superfície terrestre.
                                                                 elétricas como gera-             O que tem chamado a atenção dos
                                                                 dores de alta tensão,        cientistas voltados ao estudo do clima,
Figura 2: Absortividade de alguns gases atmosféricos e da disjuntores de alta capa-           do ambiente e da ecologia são as mo-
atmosfera como um todo em função do comprimento de onda. cidade em subestações                dificações que poderão ocorrer em
Note que existem duas janelas atmosféricas à radiação. A pri- blindadas, transforma-          ecossistemas terrestres ou oceânicos.
meira é para a radiação solar, entre 0,3 e 1 µm, causando o dores e cabos subter-             Supondo-se que os níveis de emissão
aquecimento da superfície da Terra. A outra ocorre entre cerca râneos de alta tensão.         de CO2 e de outros gases-estufa conti-
de 7 e 13 µm, permitindo que parte da radiação emitida pela                                   nuem crescendo e não haja qualquer
                                                                     A quantidade atual-
superfície terrestre escape para o espaço. [Adaptado de Lutgens
                                                                 mente existente na           providência efetiva para estacionar ou
e Tarbuck, 1998, p. 41.]
                                                                 atmosfera é pequena.         reduzir esses valores, algumas destas
                                                  No Brasil, a liberação de SF 6 na           modificações podem ser previstas:
Hidroclorofluorcarbonetos (HCFCs)                                                                 • Elevação do nível dos mares como
                                                  atmosfera é da ordem de duas tonela-
    Os hidroclorofluorcarbonetos dife-            das por ano. De qualquer modo, como         resultado da dilatação térmica da mas-
rem dos CFCs somente pelo fato de                 esse gás tem um potencial-estufa igual      sa de água oceânica e do aumento do
um ou mais átomos de cloro e/ou flúor             a cerca de 25 mil vezes o do CO2, tem       seu volume pelo aporte de águas resul-
serem substituídos por átomos de hi-              um longuíssimo tempo de vida médio          tantes do degelo das calotas polares e
drogênio. Estes gases foram propos-               na atmosfera (na faixa de 880 anos a        geleiras de regiões montanhosas. Isso
tos e aceitos dentro do Protocolo de              3200 anos), e como o seu consumo            causará grandes alterações nos ecos-
Montreal para substituir os CFCs, pois            tem crescido a uma taxa de cerca de         sistemas costeiros e perda de superfície
a presença de átomos de hidrogênio                7 por cento ao ano, seu impacto estufa      em regiões banhadas pelo mar.
nas moléculas tornam-nas mais instá-              futuro pode ser bastante significativo.         • Alterações climáticas em todo o
veis, o que minimiza muito seu poten-             O SF6 absorve no infravermelho ao           planeta, com o aumento das tempesta-
cial de destruição da camada de                   redor de 12,5 µm.                           des, das ondas de calor e alterações
ozônio. Um dos HCFCs mais usados                                                              nos índices pluviométricos — algumas
atualmente em refrigeradores no lugar             O problema da emissão de                    regiões para mais e outras para menos.
dos CFCs é o de fórmula CH2FCF3                   gases-estufa no Brasil                          • Aumento da biomassa terrestre
(nome comercial HCFC-134a).                           Em nosso país, a maior fonte de         e oceânica pela aceleração da função
    Os HCFCs, entretanto, também são              emissão de dióxido de carbono são as        clorofiliana e pelo aumento do teor de
potentes gases-estufa. Uma molécula               queimadas em florestas da região            CO2 dissolvido nos oceanos. Neste último

                             QUÍMICA NOVA NA ESCOLA      Química no Efeito Estufa N° 8, NOVEMBRO 1998
caso, haverá sensível aumento dos          incluindo questões técnicas relacio-
                                                                                              Glossário
     organismos com exoesqueletos forma-        nadas aos aspectos socioeconômicos
     dos por carbonato de cálcio.               da mudança de clima. Ambos os rela-                Corpo negro qualquer objeto capaz de
                                                                                                          negro:
                                                                                              emitir e absorver uniformemente radiação de
         • Modificações profundas na vege-      tórios se tornaram padrões de referên-        todas as freqüências. Um exemplo prático de
     tação característica de certas regiões e   cia, amplamente usados por legisla-           corpo negro é um recipiente opaco com um
     típicas de determinadas altitudes.         dores, cientistas e outros especialistas.     furinho, pois a radiação que sai por ele foi
         • Aumento na incidência de doen-       O terceiro relatório está previsto para       emitida e reemitida tantas vezes dentro do
                                                                                              recipiente que entrou em equilíbrio térmico
     ças e proliferação de insetos nocivos      o ano 2000, mas o IPCC, em seu se-            com as paredes.
     ou vetores de doenças, o que poderá        gundo relatório, já concluiu que os                Distribuição espectral gráfico da quan-
                                                                                                                espectral:
     resultar em grandes alterações sociais.    aumentos globais de temperatura               tidade de radiação emitida por um corpo
                                                ocorridos no último século “são impro-        negro em função da freqüência da radiação,
     Como evitar a catástrofe?                  váveis de serem totalmente devidos à
                                                                                              sendo que essa distribuição varia com a tem-
                                                                                              peratura (vide Figura 1).
         O aquecimento global tem preocu-       variabilidade natural — um padrão de               Temperatura de irradiação temperatura
                                                                                                                    irradiação:
     pado homens, mulheres e instituições,      resposta climática a atividades huma-         de um corpo negro emissor de radiação à
     pois talvez o próprio destino da huma-     nas é identificável no registro climato-      qual está associada uma distribuição espec-
                                                                                              tral característica. Analisando-se a distri-
     nidade esteja em jogo. Além do alerta      lógico”.                                      buição espectral de um dado corpo radiante
     das organizações ambientalistas, há a          A Convenção Quadro da ONU pre-            e comparando-a com a de um corpo negro a
     preocupação de órgãos intergoverna-        vê conferências das partes signatárias,       diferentes temperaturas, é possível deduzir a
     mentais como as Nações Unidas e a          sendo que a terceira sessão ocorreu           que temperatura de corpo negro ela equivale.
     Organização Meteorológica Mundial          em Kioto, Japão, no período de 1 a 10
     (OMM). Em 1988, a OMM e o Progra-          de dezembro de 1997, quando foi acor-
     ma das Nações Unidas para o Meio           dado o Protocolo de Kioto, que visa         tes naturais (vulcões, tempestades so-
     Ambiente criaram o Painel Intergover-      reduzir a emissão total antrópica de ga-    lares, meteoritos etc.) que imprevisivel-
     namental sobre Mudança do Clima            ses-estufa (calculada como se só fos-       mente podem causar mudanças no cli-
     (IPCC), para: a) avaliar a informação      se CO2, usando a relação entre o efei-      ma da Terra, o cumprimento pelos dife-
     científica disponível no campo de mu-      to-estufa de cada gás e o do CO2) em        rentes países das medidas previstas
14                                                                                          nos protocolos da Convenção Quadro
     dança do clima, b) avaliar os impactos     pelo menos 5 por cento abaixo dos
     ambientais e socioeconômicos de mu-        níveis de 1990 no período de                da ONU é fundamental para minimizar
     danças do clima e c) formular estraté-     compromisso de 2008 a 2012, mas de          previsíveis mudanças do clima e para
     gias de resposta. Em agosto de 1990,       modo diferenciado país a país (a            que a humanidade consiga um desen-
     o IPCC terminou seu Primeiro Relatório     maioria dos países terá que diminuir        volvimento sustentável que garanta a
     de Avaliação, que serviu de base para      suas emissões em até 8 por cento). O        continuidade da vida em nosso pla-
     a negociação da Convenção Quadro           Brasil, como país em desenvolvimento,       neta.
     da ONU sobre Mudanças do Clima,            não assumiu nenhuma obrigação de            Mario Tolentino, doutor honoris causa pela Uni-
     adotada em Nova York em maio de            redução de suas emissões. A quarta          versidade Federal de São Carlos, é aposentado co-
     1992, que visa proteger o sistema cli-     sessão das partes ocorreu de 2 a 13         mo professor titular do Departamento de Química -
                                                                                            UFSCar. Romeu C. Rocha-Filho, licenciado em
     mático para gerações presentes e           de novembro de 1998, em Buenos              química, doutor em ciências (área de físico-química)
     futuras. O Segundo Relatório de Avalia-    Aires, Argentina.                           pela USP é docente do Departamento de Química da
                                                                                                     ,
     ção foi divulgado pelo IPCC em 1995,           Apesar de também existirem agen-        Universidade Federal de São Carlos.



      Referências bibliográficas                Hoje, v. 18, n. 107, p. 20, mar/95.         da Convenção Quadro da ONU: http:/
                                                    MOLION, L.C.B. Os vulcões afetam        /www.mct.gov.br/gabin/cpmg/climate/
         BANWELL, C.N. Fundamentals of
      molecular spectroscopy. Londres:          o clima do planeta. Ciência Hoje, v. 20,    programa/port/homeclim. htm;
      McGraw-Hill, 1983.                        n. 120, p. 24, mai/96.                          O sítio http://kekule.fe.usp.br/glo-
         LUTGENS, F.K. e TARBUCK, E.J.              RABELLO, A.L. Efeito estufa: uma        bal/ca-index.html contém hipertextos
      The atmosphere. 7. ed. Upper Saddle       ameaça no ar. Ciência Hoje, v. 5, n. 29,
                                                                                            com atividades a serem desenvol-
      River: Prentice Hall, 1998.               p. 50, mar/87.
                                                                                            vidas pelos alunos dentro do tópico
         SILVERSTEIN, R.M., BASSLER,                TOLENTINO, M., ROCHA-FILHO,
                                                R.C. e SILVA, R.R. da. O azul do plane-     “A atmosfera em mudança”.
      G.C. e MORRIL, T. C. Identificação Es-
                                                ta. São Paulo: Moderna, 1995. Contém,           Um número enorme de outros sí-
      pectrométrica de Compostos Orgâni-
      cos. 3. ed. Tradução por Alencastro,      entre outras, informações sobre o efei-     tios da Internet contém informações
      R.B. de, FARIA, R.B. Rio de Janeiro:      to estufa e o depauperamento da ca-         diversas sobre o efeito estufa, confor-
      Guanabara Dois, 1979.                     mada de ozônio.                             me pode ser verificado procurando
                                                                                            pela expressão ‘efeito estufa’ na ferra-
      Para saber mais                           Na Internet:
                                                                                            menta de busca Altavista: http://
        MOLION, L.C.B. Um século e                  A home page do Ministério de Ciên-      www.altavista.com (vide Química
      meio de aquecimento global. Ciência       cia e Tecnologia tem uma boa descrição      Nova na Escola n. 7, p. 15-16).


                                QUÍMICA NOVA NA ESCOLA   Química no Efeito Estufa     N° 8, NOVEMBRO 1998

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A quimica no efeito estufa

  • 1. QUÍMICA E SOCIEDADE Mario Tolentino Romeu C. Rocha-Filho A seção “Química e sociedade” apresenta artigos que focalizam temperatura média da Terra, cerca de aspectos importantes da interface ciência/sociedade, procurando, 15 °C. Essa diferença de 33 °C é cau- sempre que possível, analisar o potencial e as limitações da ciência sada pelo famoso efeito estufa, sem o na tentativa de solução de problemas sociais. Este artigo fala das qual muito provavelmente não haveria implicações do aumento do efeito estufa e explica as bases vida como a conhecemos. químicas para a ocorrência desse fenômeno. A Terra funciona, portanto, como um irradiador de infravermelho que iria efeito estufa, gases-estufa, aquecimento global todo para o espaço, não fosse a pre- sença na atmosfera de alguns gases que absorvem grande parte dessa ra- diação e, conseqüentemente, aque- N as últimas décadas, a polê- por sua composição e estrutura, inte- cem-na. mica sobre um possível aque- rage simultaneamente com a radiação De certo modo, a atmosfera trans- 10 cimento global do nosso pla- solar e a superfície terrestre, estabele- forma a Terra numa enorme estufa. Se neta, decorrente de uma exacerbação cendo um sistema de trocas energé- compararmos as temperaturas exis- do efeito estufa, passou a fazer parte ticas que explica muitos fenômenos tentes em Marte, poderemos avaliar o das preocupações da humanidade, que afetam a vida no planeta. A distri- papel de verdadeiro ‘cobertor’ que a com constante cobertura pela mídia. buição espectral da radiação solar (Fi- atmosfera representa. No planeta ver- Mas como ocorre o efeito estufa e a que gura 1) vai desde o ultravioleta até o melho, cuja atmosfera é muito rarefei- se deve sua provável exacerbação? infravermelho, com predominância da ta, a temperatura média na superfície luz visível (0,4 µm a 0,7 µm). Essa O que é uma estufa distribuição, conforme previsto pela é de -53 °C, somente 3 °C acima da Nos países de inverno rigoroso, os temperatura de irradiação de -56 °C teoria da radiação térmica (a primeira cultivadores de legumes e plantas (obtida a partir do espectro de emissão aplicação da mecânica quântica, feita ornamentais constroem estruturas re- por comparação com o de um corpo por Planck em 1900), aproxima-se da cobertas por painéis de vidro transpa- negro). de um corpo negro a uma temperatura rente, alguns dos quais podem ser de cerca de 6 000 °C. Da radiação que Como funciona a estufa da abertos de forma controlada na parte atinge a Terra, cerca de 70 por cento é Terra superior da estrutura. Durante os perío- absorvida (51 por cento pela superfície dos de baixas temperaturas, a luz e o e 19 por cento pela atmosfera). A fra- Nas estufas agrícolas, a retenção calor do sol penetram no interior e ção da energia solar absorvida na su- do calor e conseqüente aquecimento aquecem o ar, as plantas e as estrutu- perfície aquece o planeta e provoca do ambiente é resultado de um blo- ras de suporte. Essa energia fica apri- reações químicas e transformações queio físico, que impede o escape do sionada e a temperatura da estufa é físicas. ar quente. Na grande estufa que é a regulada pela abertura adequada de Terra, o mecanismo é bem mais com- alguns dos painéis móveis de vidro, o A Terra: uma grande estufa plexo. que permite a saída do ar aquecido. O planeta irradia para o espaço A atmosfera terrestre é uma mistura Portanto, as chamadas estufas funcio- uma quantidade de energia igual à que de gases, com predominância de nitro- nam basicamente evitando que a cir- absorve do sol. Essa irradiação ocorre gênio (78 por cento) e oxigênio (21 por culação do ar resfrie o ambiente. sob a forma de radiação eletromag- cento), gases que não absorvem nética na faixa do infravermelho, prin- radiação infravermelha. Outros gases, Sol, atmosfera e superfície cipalmente entre 4 µm e cerca de nela presentes como componentes na- terrestres: uma interação vital 100 µm (Figura 1), com uma distribui- turais ou resultantes de ações do ho- O planeta Terra apresenta certas ção espectral, por sua vez, próxima da- mem (ações antrópicas), por sua natu- características que o tornam único no quela de um corpo negro a -18 °C, uma reza química, principalmente estrutura Sistema Solar. A atmosfera terrestre, temperatura muito mais baixa que a molecular, absorvem uma fração signi- QUÍMICA NOVA NA ESCOLA Química no Efeito Estufa N° 8, NOVEMBRO 1998
  • 2. ficativa da radiação infravermelha emi- Quadro 1: A matéria e a radiação infravermelha*. tida pela superfície terrestre. Essa O infravermelho corresponde à radiação absorção implica um aumento nos mo- eletromagnética de comprimentos de onda vimentos vibracionais e rotacionais das entre 100 µm e 1 µm (3 x 1012 Hz e 3 x 1014 Hz). Essa radiação interage com moléculas, moléculas (Quadro 1). Esses gases, mudando sua configuração, especialmente por por sua vez, também passam a irradiar meio de vibrações dos átomos em ligações no infravermelho. Essa radiação se intramoleculares, tais como: espalha em várias direções, inclusive retornando à superfície, que se man- tém mais quente do que seria na au- sência da atmosfera. O Quadro 2 mos- tra como é o balanço de energia da Essa interação leva a uma das espectros- copias mais úteis para o químico, a espec- superfície da Terra, da sua atmosfera troscopia vibracional. O comprimento de onda e do planeta como um todo. em que uma absorção/emissão ocorre de- dessa molécula ativo no infravermelho é a A retenção de energia pelos gases- pende das massas relativas dos átomos, bem ‘deformação angular simétrica’: estufa decorre de um mecanismo, físi- como das constantes de força das ligações. Os átomos de uma molécula não perma- co-químico, bem diferente daquele que necem fixos uns em relação aos outros; na rea- ocorre nas estufas agrícolas. lidade, eles vibram em torno de uma posição Cabe destacar que grande parte do média. Se essas vibrações causarem mudança efeito estufa natural se deve à presen- no momento dipolar da molécula, ela será ativa no infravermelho, isto é, absorverá e emitirá ra- ça da água na atmosfera (vide Figura diação infravermelha. Uma molécula apresenta 2): vapor d'água (85 por cento) e par- um dipolo elétrico se nela existirem duas cargas tículas de água (12 por cento). Outros q e -q separadas por uma distância l; esse gases-estufa são o dióxido de carbono dipolo é representado por uma flecha do tipo , com o “+” marcando a ponta (CO2), o metano (CH4), o óxido nitroso positiva, como na molécula de cloreto de hidro- Esse modo é responsável pela absortivi- (N2O), os clorofluorcarbonetos (CFCs), 11 gênio: dade do CO2 na faixa em torno de 15 µm (Figura os hidroclorofluorcarbonetos (HCFCs) 2). e o hexafluoreto de enxofre (SF6). Os modos vibracionais possíveis e as va- riações periódicas no momento dipolar da mo- O aumento do teor desses gases Associado ao dipolo existe um momento lécula de água são mostrados a seguir. na atmosfera em decorrência de ativi- dipolar, definido como igual ao produto q x l. dades humanas pode causar uma exa- Seja a molécula do gás estufa CO2; como cerbação do efeito estufa e, conse- ela atua absorvendo e emitindo radiação infravermelha? Essa molécula linear tem, no qüentemente, um aquecimento global estado fundamental, um momento dipolar igual do planeta. a zero (os dois dipolos se anulam): Gases do efeito estufa Se a molécula vibrar no modo conhecido Dióxido de carbono como ‘deformação axial simétrica’, ela é alter- O dióxido de carbono tem sido nadamente esticada e comprimida, com o comprimento de ambas as ligações C—O mu- apontado como o grande vilão da exa- dando simultaneamente: cerbação do efeito estufa, já que sua presença na atmosfera decorre, em grande parte, de atividades humanas. Na atmosfera atual o teor de CO2 oscila As deformações axiais simétrica e assimé- em torno de 365 mL/m3, com uma ten- trica são responsáveis pela absortividade da dência de crescimento que teve seu molécula de água na região em torno de 2,7 início no final do século XVIII em decor- O momento dipolar claramente permanece µm (Figura 2), enquanto a deformação angular zero ao longo de todo o movimento, fazendo rência do aumento no uso de combus- é responsável pela deformação em torno de 6 com que esse modo vibracional seja ‘inativo µm (Figura 2). tíveis fósseis. no infravermelho’. Já se a molécula vibrar no As deformações acima mostradas levam Em termos quantitativos, anual- modo chamado de ‘deformação axial assimé- ao que se chama de vibrações fundamentais. mente cerca de 2 650 bilhões de tone- trica’, a vibração é ‘ativa no infravermelho’ pois, Todavia, podem ocorrer interações e acopla- como mostrado no topo da próxima coluna, ladas de dióxido de carbono são mentos entre os osciladores, o que faz com ocorre uma alteração periódica do momento lançadas na atmosfera. Como o tempo que surjam vibrações secundárias que absor- dipolar da molécula. vem em outras regiões diferentes das das fun- médio de residência do CO2 na atmos- A deformação axial assimétrica, associada fera é de cerca de cem anos, a estabi- damentais (vide Figura 2 para o caso da água). a rotações dos átomos, é responsável pela absortividade do CO2 na faixa em torno de 4,25 lização ou mesmo a diminuição do teor *Adaptado de Silverstein et al., 1979, e Banwell, µm - vide Figura 2. Outro modo vibracional 1983. atmosférico desse gás requer dimi- nuição significativa em sua emissão. QUÍMICA NOVA NA ESCOLA Química no Efeito Estufa N° 8, NOVEMBRO 1998
  • 3. Quadro 2: Balanço de energia da superfície da Terra, da sua atmos- pelo menos 515 em torno de 9 µm (Figura 2) diminui a fera e do planeta como um todo*, mostrando o efeito estufa. milhões de tone- transparência da ‘janela’ atmosférica à ladas por ano. A radiação infravermelha existente entre Balanço de energia da superfície terrestre absorção de ra- 7 µm e 13 µm. Chegada Saída diação infraver- melha pelo meta- Clorofluorcarbonetos (CFCs) Radiação solar 51 Radiação terrestre 116 Radiação atmosférica 95 Evaporação 23 no ocorre em Os clorofluorcabonetos ou freons, Condução/convecção 7 uma banda de principais responsáveis pelo depau- Total 146 Total 146 comprimento de peramento da camada de ozônio, são Balanço de energia da atmosfera terrestre onda ao redor de compostos formados por moléculas do Chegada Saída 7 µm. tipo do metano ou do etano, em que Radiação solar 19 Radiação para o espaço 64 os átomos de hidrogênio foram subs- Óxido nitroso tituídos por átomos de cloro e flúor. Os Condensação 23 Radiação para a superfície 95 Radiação da superfície 110 O teor atmos- mais comuns são os de fórmulas CCl3F Condução 7 férico atual do (nome comercial CFC-11), CCl 2F 2 Total 159 Total 159 N2O, substância (CFC-12), CClF2CClF 2 (CFC-114) e Balanço de energia do planeta Terra anestésica tam- CClF 2CF3 (CFC-115). Esses gases, Chegada Saída bém conhecida cujo tempo médio de residência na Radiação solar 100 Radiação refletida e espalhada 30 como gás hilari- atmosfera varia de 75 anos (CFC-11) Radiação atmosférica para o espaço 64 ante, é superior a até 380 anos (CFC-115), são potentes Radiação da superfície para o espaço 6 0,31 mL/m3. Aná- gases-estufa; uma molécula de CFC- Total 100 Total 100 lise de bolhas de 12, por exemplo, tem o mesmo impac- * Energia expressa em centésimos da radiação solar incidente total. ar presas em ge- to de cerca de dez mil moléculas de lo antártico per- CO2. Ao interagir com radiação infraver- mitiu concluir que esse teor era de 0,28 Os CFCs são produzidos principal- 12 melha (Quadro 1), o CO2 absorve-a mL/m3 no início do século XX. Sua mente para uso em compressores pa- significativamente em duas estreitas origem pode ser natural (descargas ra refrigeração doméstica e para ex- faixas de comprimentos de onda infe- elétricas na atmosfera, reações foto- pansão de polímeros. A produção, uso riores a 5 µm e em uma ampla faixa químicas entre componentes de aeros- e emissão desses gases diminuiu acima de cerca de 13 µm. Portanto, sóis etc.) ou antrópica (queima de car- muito nos últimos anos, em decorrên- como a água e o CO2 não absorvem vão e de outros combustíveis fósseis cia do Tratado de Montreal sobre Subs- entre 7 µm e 13 µm (vide Figura 2), em motores a explosão, uso de adu- tâncias que Destroem a Camada de ocorre na atmosfera uma verdadeira bos nitrogenados etc.). Ozônio, de 1987, e suas revisões pos- ‘janela’ espectral, pela qual a radiação A taxa atual de incorporação de teriores. infravermelha emitida pela superfície N2O à atmosfera é de cerca de cinco O teor médio desses gases na terrestre escapa, perdendo-se no es- milhões de toneladas por ano. O teor atmosfera é de 1,2 µL/m3 e eles absor- paço (essa radiação corresponde a 6 de N2O na atmosfera tende a aumentar vem radiação na faixa de 7 µm a 13 µm, por cento da radiação solar que atinge significativamente, porque seu tempo contribuindo, portanto, para fechar a ‘ja- a Terra — Quadro 2). de residência na atmosfera situa-se nela’ atmosférica de escape de radiação entre 120 e 175 anos. infravermelha para o espaço. Metano Esse gás absorve infra- Este hidrocarboneto, o gás-estufa vermelho significativa- mais importante depois do CO2, pode mente em duas regiões advir de processos naturais ou antró- localizadas ao redor de picos. Geralmente tem origem em de- 4 µm e 7 µm (Figura 2). pósitos ou em processos de extração e utilização de combustíveis fósseis ou Ozônio na decomposição anaeróbica de subs- Esse gás também tâncias orgânicas, principalmente celu- absorve a radiação in- lose. Seu teor atmosférico atual é supe- fravermelha refletida rior a 1,7 mL/m3. Cento e dez anos pela superfície terrestre, atrás ele era de 0,9 mL/m3. Como o embora seu papel prin- tempo médio de residência do CH4 na cipal esteja relacionado atmosfera é razoavelmente curto (cer- com sua presença na Figura 1: Comparação entre as intensidades dos espectros da ca de dez anos), a estabilização do seu ozonosfera, bloquean- radiação solar e terrestre. Em função de sua maior temperatura teor requer diminuição de somente 5 do parte da radiação superficial, o Sol emite cerca de 160 mil vezes mais radiação por cento na sua emissão. Estima-se ultravioleta do sol. Sua que a Terra e de comprimentos de onda menores (mais energé- que essa emissão atinja um total de absorção numa faixa tica). [Adaptado de Lutgens e Tarbuck, 1998, p. 34.] QUÍMICA NOVA NA ESCOLA Química no Efeito Estufa N° 8, NOVEMBRO 1998
  • 4. de HCFC-134a, por amazônica (haja vista a queimada des- exemplo, tem o mesmo controlada de regiões do Estado de impacto que cerca de Roraima no início de 1998). Também 3400 moléculas de CO2. trazem uma notável contribuição as Estima-se que no ano queimadas de campos e cerrados e 2000 as emissões glo- de canaviais, muito empregadas no bais de HCFC-134a manuseio de culturas. Outra fonte é o serão da ordem de 148 uso de combustíveis fósseis, principal- mil toneladas, o que te- mente os derivados de petróleo, em rá um impacto-estufa motores de explosão de veículos e semelhante ao de todo outros sistemas de transporte. o combustível fóssil A contribuição em metano pode ser queimado no Reino também considerada significativa, Unido naquele ano. dada a existência de grandes reba- Por isso, diversas nhos de gado bovino e a presença de empresas européias extensas regiões que são periodica- substituíram-nos por hi- mente cobertas pela águas, como drocarbonetos de baixo acontece no Pantanal Matogrossense potencial-estufa, em es- e nas várzeas amazônicas. pecial o ciclopentano e o isobutano, o que re- A estufa começa a ficar quer adaptações nos re- muito quente frigeradores. O aumento do teor atmosférico dos gases-estufa leva a um maior bloqueio Hexafluoreto de da radiação infravermelha e, conse- enxofre qüentemente, pode causar uma exa- 13 Este gás inerte e não- cerbação do efeito estufa: aquecimen- tóxico é usado como to da atmosfera e aumento da tempe- isolante em instalações ratura da superfície terrestre. elétricas como gera- O que tem chamado a atenção dos dores de alta tensão, cientistas voltados ao estudo do clima, Figura 2: Absortividade de alguns gases atmosféricos e da disjuntores de alta capa- do ambiente e da ecologia são as mo- atmosfera como um todo em função do comprimento de onda. cidade em subestações dificações que poderão ocorrer em Note que existem duas janelas atmosféricas à radiação. A pri- blindadas, transforma- ecossistemas terrestres ou oceânicos. meira é para a radiação solar, entre 0,3 e 1 µm, causando o dores e cabos subter- Supondo-se que os níveis de emissão aquecimento da superfície da Terra. A outra ocorre entre cerca râneos de alta tensão. de CO2 e de outros gases-estufa conti- de 7 e 13 µm, permitindo que parte da radiação emitida pela nuem crescendo e não haja qualquer A quantidade atual- superfície terrestre escape para o espaço. [Adaptado de Lutgens mente existente na providência efetiva para estacionar ou e Tarbuck, 1998, p. 41.] atmosfera é pequena. reduzir esses valores, algumas destas No Brasil, a liberação de SF 6 na modificações podem ser previstas: Hidroclorofluorcarbonetos (HCFCs) • Elevação do nível dos mares como atmosfera é da ordem de duas tonela- Os hidroclorofluorcarbonetos dife- das por ano. De qualquer modo, como resultado da dilatação térmica da mas- rem dos CFCs somente pelo fato de esse gás tem um potencial-estufa igual sa de água oceânica e do aumento do um ou mais átomos de cloro e/ou flúor a cerca de 25 mil vezes o do CO2, tem seu volume pelo aporte de águas resul- serem substituídos por átomos de hi- um longuíssimo tempo de vida médio tantes do degelo das calotas polares e drogênio. Estes gases foram propos- na atmosfera (na faixa de 880 anos a geleiras de regiões montanhosas. Isso tos e aceitos dentro do Protocolo de 3200 anos), e como o seu consumo causará grandes alterações nos ecos- Montreal para substituir os CFCs, pois tem crescido a uma taxa de cerca de sistemas costeiros e perda de superfície a presença de átomos de hidrogênio 7 por cento ao ano, seu impacto estufa em regiões banhadas pelo mar. nas moléculas tornam-nas mais instá- futuro pode ser bastante significativo. • Alterações climáticas em todo o veis, o que minimiza muito seu poten- O SF6 absorve no infravermelho ao planeta, com o aumento das tempesta- cial de destruição da camada de redor de 12,5 µm. des, das ondas de calor e alterações ozônio. Um dos HCFCs mais usados nos índices pluviométricos — algumas atualmente em refrigeradores no lugar O problema da emissão de regiões para mais e outras para menos. dos CFCs é o de fórmula CH2FCF3 gases-estufa no Brasil • Aumento da biomassa terrestre (nome comercial HCFC-134a). Em nosso país, a maior fonte de e oceânica pela aceleração da função Os HCFCs, entretanto, também são emissão de dióxido de carbono são as clorofiliana e pelo aumento do teor de potentes gases-estufa. Uma molécula queimadas em florestas da região CO2 dissolvido nos oceanos. Neste último QUÍMICA NOVA NA ESCOLA Química no Efeito Estufa N° 8, NOVEMBRO 1998
  • 5. caso, haverá sensível aumento dos incluindo questões técnicas relacio- Glossário organismos com exoesqueletos forma- nadas aos aspectos socioeconômicos dos por carbonato de cálcio. da mudança de clima. Ambos os rela- Corpo negro qualquer objeto capaz de negro: emitir e absorver uniformemente radiação de • Modificações profundas na vege- tórios se tornaram padrões de referên- todas as freqüências. Um exemplo prático de tação característica de certas regiões e cia, amplamente usados por legisla- corpo negro é um recipiente opaco com um típicas de determinadas altitudes. dores, cientistas e outros especialistas. furinho, pois a radiação que sai por ele foi • Aumento na incidência de doen- O terceiro relatório está previsto para emitida e reemitida tantas vezes dentro do recipiente que entrou em equilíbrio térmico ças e proliferação de insetos nocivos o ano 2000, mas o IPCC, em seu se- com as paredes. ou vetores de doenças, o que poderá gundo relatório, já concluiu que os Distribuição espectral gráfico da quan- espectral: resultar em grandes alterações sociais. aumentos globais de temperatura tidade de radiação emitida por um corpo ocorridos no último século “são impro- negro em função da freqüência da radiação, Como evitar a catástrofe? váveis de serem totalmente devidos à sendo que essa distribuição varia com a tem- peratura (vide Figura 1). O aquecimento global tem preocu- variabilidade natural — um padrão de Temperatura de irradiação temperatura irradiação: pado homens, mulheres e instituições, resposta climática a atividades huma- de um corpo negro emissor de radiação à pois talvez o próprio destino da huma- nas é identificável no registro climato- qual está associada uma distribuição espec- tral característica. Analisando-se a distri- nidade esteja em jogo. Além do alerta lógico”. buição espectral de um dado corpo radiante das organizações ambientalistas, há a A Convenção Quadro da ONU pre- e comparando-a com a de um corpo negro a preocupação de órgãos intergoverna- vê conferências das partes signatárias, diferentes temperaturas, é possível deduzir a mentais como as Nações Unidas e a sendo que a terceira sessão ocorreu que temperatura de corpo negro ela equivale. Organização Meteorológica Mundial em Kioto, Japão, no período de 1 a 10 (OMM). Em 1988, a OMM e o Progra- de dezembro de 1997, quando foi acor- ma das Nações Unidas para o Meio dado o Protocolo de Kioto, que visa tes naturais (vulcões, tempestades so- Ambiente criaram o Painel Intergover- reduzir a emissão total antrópica de ga- lares, meteoritos etc.) que imprevisivel- namental sobre Mudança do Clima ses-estufa (calculada como se só fos- mente podem causar mudanças no cli- (IPCC), para: a) avaliar a informação se CO2, usando a relação entre o efei- ma da Terra, o cumprimento pelos dife- científica disponível no campo de mu- to-estufa de cada gás e o do CO2) em rentes países das medidas previstas 14 nos protocolos da Convenção Quadro dança do clima, b) avaliar os impactos pelo menos 5 por cento abaixo dos ambientais e socioeconômicos de mu- níveis de 1990 no período de da ONU é fundamental para minimizar danças do clima e c) formular estraté- compromisso de 2008 a 2012, mas de previsíveis mudanças do clima e para gias de resposta. Em agosto de 1990, modo diferenciado país a país (a que a humanidade consiga um desen- o IPCC terminou seu Primeiro Relatório maioria dos países terá que diminuir volvimento sustentável que garanta a de Avaliação, que serviu de base para suas emissões em até 8 por cento). O continuidade da vida em nosso pla- a negociação da Convenção Quadro Brasil, como país em desenvolvimento, neta. da ONU sobre Mudanças do Clima, não assumiu nenhuma obrigação de Mario Tolentino, doutor honoris causa pela Uni- adotada em Nova York em maio de redução de suas emissões. A quarta versidade Federal de São Carlos, é aposentado co- 1992, que visa proteger o sistema cli- sessão das partes ocorreu de 2 a 13 mo professor titular do Departamento de Química - UFSCar. Romeu C. Rocha-Filho, licenciado em mático para gerações presentes e de novembro de 1998, em Buenos química, doutor em ciências (área de físico-química) futuras. O Segundo Relatório de Avalia- Aires, Argentina. pela USP é docente do Departamento de Química da , ção foi divulgado pelo IPCC em 1995, Apesar de também existirem agen- Universidade Federal de São Carlos. Referências bibliográficas Hoje, v. 18, n. 107, p. 20, mar/95. da Convenção Quadro da ONU: http:/ MOLION, L.C.B. Os vulcões afetam /www.mct.gov.br/gabin/cpmg/climate/ BANWELL, C.N. Fundamentals of molecular spectroscopy. Londres: o clima do planeta. Ciência Hoje, v. 20, programa/port/homeclim. htm; McGraw-Hill, 1983. n. 120, p. 24, mai/96. O sítio http://kekule.fe.usp.br/glo- LUTGENS, F.K. e TARBUCK, E.J. RABELLO, A.L. Efeito estufa: uma bal/ca-index.html contém hipertextos The atmosphere. 7. ed. Upper Saddle ameaça no ar. Ciência Hoje, v. 5, n. 29, com atividades a serem desenvol- River: Prentice Hall, 1998. p. 50, mar/87. vidas pelos alunos dentro do tópico SILVERSTEIN, R.M., BASSLER, TOLENTINO, M., ROCHA-FILHO, R.C. e SILVA, R.R. da. O azul do plane- “A atmosfera em mudança”. G.C. e MORRIL, T. C. Identificação Es- ta. São Paulo: Moderna, 1995. Contém, Um número enorme de outros sí- pectrométrica de Compostos Orgâni- cos. 3. ed. Tradução por Alencastro, entre outras, informações sobre o efei- tios da Internet contém informações R.B. de, FARIA, R.B. Rio de Janeiro: to estufa e o depauperamento da ca- diversas sobre o efeito estufa, confor- Guanabara Dois, 1979. mada de ozônio. me pode ser verificado procurando pela expressão ‘efeito estufa’ na ferra- Para saber mais Na Internet: menta de busca Altavista: http:// MOLION, L.C.B. Um século e A home page do Ministério de Ciên- www.altavista.com (vide Química meio de aquecimento global. Ciência cia e Tecnologia tem uma boa descrição Nova na Escola n. 7, p. 15-16). QUÍMICA NOVA NA ESCOLA Química no Efeito Estufa N° 8, NOVEMBRO 1998