Efeito estufa

O que é o efeito estufa?

Ele efeito estufa É um processo natural no qual a atmosfera mantém parte da radiação infravermelha emitida pela terra e, assim, aquece. Essa radiação infravermelha vem do quente -up que a radiação solar gera na superfície da Terra.

Este processo ocorre porque a Terra como um corpo opaco absorve a radiação solar e emite calor. Ao mesmo tempo, quando há uma atmosfera, o calor não escapa completamente para o espaço sideral.

Uma parte do calor é absorvida e é emissorada em todas as direções pelos gases que compõem a atmosfera. Assim, a Terra mantém um certo equilíbrio térmico que estabelece uma temperatura média de 15 ° C, garantindo uma faixa variável na qual a vida pode se desenvolver.

O termo "efeito estufa" é um símile com estufas para cultivo de plantas em climas onde a temperatura ambiente é menor do que o necessário. Nessas casas de cultivo, o teto de plástico ou vidro permite a passagem da luz solar, mas evita a saída de calor.

O efeito estufa é bom ou ruim?

O efeito estufa é essencial para a vida na Terra, pois garante a faixa de temperatura apropriada para sua existência. A maioria dos processos bioquímicos necessários para a vida requer temperaturas entre -18 ºC a 50 ºC.

Nas flutuações do passado geológico na temperatura média da terra, ocorreram, seja aumentando ou diminuindo. Nos últimos dois séculos, um aumento sustentado na temperatura global está sendo dado.

A diferença é que atualmente a taxa de aumento é particularmente alta e parece estar associada à atividade humana. Essas atividades geram gases de efeito estufa que acentuam o fenômeno.

Como é o efeito da estufa?

O processo pelo qual o efeito estufa é produzido tem os principais elementos para o sol, a terra e os gases atmosféricos. O Sol é a fonte de energia, a terra o recebedor da referida energia e emissor de calor e gase.

Energia solar

Parte da energia solar atinge a superfície da terra e a aquece, outra se reflete no espaço sideral. Outra parte é absorvida pelas camadas da atmosfera, que emitem radiação por toda parte e aquecem a terra

O sol emite fundamentalmente radiação de alta energia, ou seja, correspondente ao comprimento de onda visível e ultravioleta do espectro eletromagnético. A temperatura de emissão desta energia atinge 6.000 ºC, mas a maioria se dissipa no caminho para a terra.

De 100 % de energia solar que atinge a atmosfera, cerca de 30 % se reflete no espaço sideral (efeito albedo). 20 % são absorvidos pela atmosfera, principalmente por partículas suspensas e pela camada de ozônio, e os 50 % restantes aumentam a superfície da Terra. 

A terra

A Terra reflete uma parte importante da radiação solar devido ao seu albedo (tom claro ou branco). Este albedo é fundamentalmente dado por nuvens, corpos de água e gelo.

Levando em consideração o albedo e a distância do planeta ao sol, a temperatura da terra deve ser -18 ºC (temperatura efetiva). A temperatura efetiva refere -se ao que um corpo só deve considerar albedo e distância.

No entanto, a temperatura real média da Terra é de cerca de 15 ºC, com uma diferença de 33 ºC com a temperatura efetiva. Nesta diferença acentuada entre temperatura eficaz e real, a atmosfera tem um papel fundamental.

A atmosfera

A chave da temperatura da Terra é sua atmosfera, se não existisse, o planeta seria permanentemente congelado. A atmosfera é transparente para grande parte da radiação de onda curta, mas não para uma grande proporção de radiação de onda longa (infravermelho).

Ao deixar a radiação solar passar, a terra é aquecida e emite radiação infravermelha (calor), mas a atmosfera absorve parte desse calor. Dessa forma, as camadas da atmosfera e as nuvens calorosas e emitem calor em todas as direções.

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Efeito estufa

O processo de aquecimento do planeta para retenção atmosférica de radiação infravermelha é o que é conhecido como efeito de estufa.

O nome vem de estufas agrícolas, onde espécies que requerem maior temperatura do que a existente na zona de produção são cultivadas. Para isso, essas casas de cultivo têm um teto que permite a passagem da luz solar, mas mantém o calor emitido.

Dessa forma, é possível criar um microclima quente para aquelas espécies que o exigem em seu crescimento.

Causas do efeito estufa

Algumas indústrias geram a maioria dos gases de efeito estufa

Embora o efeito estufa seja um processo natural, é alterado pela ação do ser humano (ação antrópica). Portanto, é necessário diferenciar as causas naturais do fenômeno e alterações antrópicas.

- Causas naturais

Energia solar

Radiação eletromagnética de ondas curtas (alta energia) do sol é a que aquece a superfície da Terra. Este aquecimento causa a emissão de radiação de onda longa (infravermelho), ou seja, calor, em direção à atmosfera.

Energia geotérmica

O centro do planeta é incandescente e gera calor adicional ao causado pela energia solar. Este calor é transmitido através da crosta terrestre, especialmente através de vulcões, fumarolas, gêiseres e outras fontes termais.

Composição atmosférica

As propriedades dos gases que compõem a atmosfera determinam que a radiação solar atinge a Terra e que a radiação infravermelha é parcialmente retida. Alguns gases como vapor de água, CO2 e metano são especialmente eficientes na retenção de calor atmosférico.

Contribuições naturais de gás de inverno

Os gases que retêm a radiação infravermelha do aquecimento da superfície da Terra são chamados de gases de efeito estufa. Esses gases ocorrem naturalmente, como o CO2 que é contribuído pelo sopro dos seres vivos.

Além disso, os oceanos trocam grandes quantidades de CO2 com a atmosfera e também incêndios naturais fornecem CO2. Os oceanos são uma fonte natural de outros gases de efeito estufa, como óxido de nitrogênio (NOX).

Por outro lado, a atividade microbiana nos solos também é uma fonte de CO2 e NOx. Além disso, os processos digestivos dos animais fornecem grandes quantidades de metano à atmosfera.

- Causas produzidas pelo ser humano (antropia)

Atividades industriais

A indústria em geral emite a atmosfera de calor adicional, bem como vários gases que afetam o efeito estufa. Esses gases podem absorver e emitir calor (por exemplo: CO2) ou destruir a camada de ozônio (por exemplo.: Nox, CFC e outros).

Trânsito automotivo

As grandes concentrações de veículos nas cidades são responsáveis ​​pela maioria dos CO2 adicionados à atmosfera. O tráfego automotivo contribui com cerca de 20 % do CO2 total gerado pela queima de combustíveis fósseis.

Produção de eletricidade e aquecimento

Queima de carvão, derivados de gás e petróleo para produção e aquecimento de eletricidade contribuem com quase 50 % de CO2.

Indústria de fabricação e construção

Essas atividades industriais contribuem quase 20 % do CO2 produzido por queimando combustíveis fósseis.

Incendios florestais

Os incêndios florestais também se originam das atividades humanas e liberam milhões de toneladas de gases de efeito estufa para a atmosfera anualmente.

Desperdício de desperdício

O acúmulo de processos de desperdício e fermentação que ocorrem, bem como a queima de tais resíduos, são uma fonte de gases de efeito estufa.

Agricultura

A atividade agrícola fornece mais de 3 milhões de metano toneladas anualmente para a atmosfera. Entre as culturas que mais contribuem nesse sentido está o arroz.

Outra colheita cujo manuseio gera gases de efeito estufa é a cana, pois queima antes de colher e produz uma grande quantidade de CO2.

Gado ruminante

Ruminantes como a vaca consomem a grama fibrosa através de processos de fermentação realizados por bactérias em seu sistema digestivo. Esta fermentação libera diariamente 3 a 4 litros de gás metano para a atmosfera para cada animal.

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Somente considerando o gado é estimado uma contribuição equivalente a 5 % dos gases de efeito estufa.

- Reação em cadeia

O aumento da temperatura global causado pelo aumento dos gases de efeito estufa, induz uma reação em cadeia. Ao aumentar a temperatura dos oceanos, a liberação de CO2 é aumentada para a atmosfera.

Da mesma forma, o derretimento dos pólos e o permafrost libera CO2 que foi mantido lá. Também em maior temperatura ambiente, há maior ocorrência de incêndios florestais e mais CO2 é liberado.

Gases de efeito estufa

Gases de CO2, água e vapor de metano refletem a radiação solar

Alguns gases como vapor de água e CO2 agem no processo natural do efeito estufa. Por sua parte, outros gases participam do processo antrópico, além do CO2.

O protocolo de Kyoto contempla as emissões de seis gases de efeito estufa, incluindo dióxido de carbono (CO2) e metano (CH4). Além disso, óxido nitroso (N2O), hidrofluorocarbono (HFC), hidrocarboneto perfluado (PFC) e hexafluoreto de enxofre (SF6).

Vapor de água

Vapor de água é um dos gases de efeito estufa mais importantes para sua capacidade de absorver o calor. No entanto, o equilíbrio é gerado porque a água no estado líquido e sólido reflete energia solar e resfriado a terra.

Dióxido de carbono (CO2)

O dióxido de carbono é o principal gás de efeito estufa a longo prazo na atmosfera. Este gás é responsável por 82 % do aumento do efeito estufa que ocorreu nas últimas décadas.

Metano (cap4)

O metano é o segundo gás de efeito estufa mais importante, contribuindo com cerca de 17 % do aquecimento. 40 % do metano é produzido por fontes naturais, principalmente pântanos, enquanto os 60 % restantes são gerados por atividades humanas.

Óxidos de nitrogênio (NOX)

NOx contribui para a destruição do ozônio estratosférico, aumentando a quantidade de radiação ultravioleta penetrando na terra. Esses gases se originam da produção industrial de ácido nítrico e ácido adipico, bem como do uso de fertilizantes.

Clorofluorocarbonados (CFC)

Aerossóis antigos liberados CFC

O CFC é um poderoso gás de efeito estufa que danifica o ozônio estratosférico e é regulado dentro da estrutura do protocolo de Montreal. No entanto, em alguns países como a China, ainda é usado em vários processos industriais.

Hydrofluorocarbones (HFC)

Esses gases são empregados em várias aplicações industriais que substituem o CFC. No entanto, os HFCs também afetam a camada de ozônio e têm permanência ativa muito alta na atmosfera.

Hidrocarboneto Perflined (PFC)

PFCs ocorrem em instalações de incineração para o processo de fusão de alumínio. Como os HFCs têm uma alta permanência na atmosfera e afetam a integridade da camada de ozônio estratosférico.

Hexafluoruro de enxofre (SF6)

Este gás também tem um efeito negativo na camada de ozônio, bem como alta persistência na atmosfera. É usado em equipamentos de alta tensão e produção de magnésio.

Conseqüências do efeito estufa por contaminação

Uma das conseqüências do aquecimento global é o degelo dos pólos

A contaminação produzida pelo ser humano fornece quantidades extras de gases de efeito estufa quebrando o equilíbrio dinâmico natural. Embora essas quantidades sejam muito menores do que as geradas pela natureza, elas são suficientes para quebrar esse equilíbrio.

Isso traz sérias conseqüências para o equilíbrio térmico planetário e, por sua vez, para a vida na terra.

Aquecimento global

O aumento da concentração de gases de efeito estufa gera um aumento médio de temperatura global. De fato, estima -se que a temperatura global média tenha aumentado 1,1 ºC desde a era pré -industrial.

Derretimento do gelo

O aumento da temperatura resulta no derretimento do gelo polar e das geleiras em todo o mundo. Isso implica um aumento no nível do mar e a alteração das correntes do mar.

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Mudança climática

Embora não exista um acordo total sobre o processo de mudança de mudança climática do aquecimento global, a realidade é que o clima do planeta está mudando. Isso é evidenciado na alteração das correntes do mar, padrões de vento e chuva, entre outros aspectos.

Desequilíbrios populacionais

A alteração dos habitats devido ao aumento da temperatura afeta a população e o comportamento biológico da espécie. Em alguns casos, existem espécies que aumentam suas populações e expandem sua faixa de distribuição.

No entanto, aquelas espécies que têm faixas de temperatura muito estreitas para crescimento e reprodução podem reduzir amplamente suas populações.

Diminuição da produção de alimentos

Muitas áreas agrícolas e de gado são reduzidas à produção porque as espécies são afetadas pelo aumento da temperatura. Por outro lado, alterações ecológicas resultam na proliferação de pragas agrícolas.

Saúde pública

Ao aumentar a temperatura planetária média, alguns vetores de doenças dos animais expandem sua faixa geográfica. Assim, casos de doenças tropicais estão ocorrendo além de sua faixa natural.

Por outro lado, o aumento da temperatura pode produzir a chamada choque térmica ou insolação, o que implica desidratação extrema. Esta situação pode causar falhas orgânicas graves, especialmente afetando crianças e pessoas mais velhas.

Prevenção

Para evitar o aumento do efeito estufa, é necessário reduzir a produção de gases de efeito estufa. Isso implica uma série de ações que incluem o desenvolvimento da consciência do cidadão, medidas legislativas, mudanças tecnológicas.

Conhecimento

Uma cidadania ciente do problema do aquecimento global gerada pelo aumento do efeito estufa é fundamental. Dessa forma, a pressão social necessária é fornecida para que governos e poderes econômicos tomem as medidas necessárias.

Enquadramento jurídico

O principal acordo internacional para enfrentar o problema dos gases de efeito estufa é o Protocolo de Kyoto. No entanto, até agora, este instrumento legal não foi eficaz para reduzir a taxa de emissão de gases de efeito estufa.

Alguns dos principais países industrializados e com as maiores taxas de emissão, não assinaram a extensão do protocolo para o segundo período. Portanto, é necessário um quadro legal nacional e internacional mais rígido se você quiser alcançar um efeito real.

Mudanças tecnológicas

É necessária reengenharia de processos industriais para reduzir as emissões de gases de efeito estufa. Da mesma forma, é necessário promover o uso de energia renovável e reduzir o uso de combustíveis fósseis.

Por outro lado, é essencial reduzir geralmente a produção de resíduos poluentes.

Soluções

Segundo especialistas, não é suficiente reduzir as emissões de gases de efeito estufa, além das concentrações de corrente na atmosfera também devem ser reduzidas. Para isso, foram propostas várias alternativas que podem usar tecnologias muito simples ou sofisticadas.

Pia de carbono

Para isso, é recomendável aumentar a cobertura de florestas e selvas, além de implementar estratégias como telhados verdes. As plantas definem o CO2 atmosférico em suas estruturas vegetais, extraindo -o da atmosfera.

Bombas de extração de carbono

Até agora, extrair CO2 da atmosfera é caro do ponto de vista energético e tem um alto custo econômico. No entanto, diferentes investigações estão em andamento para obter maneiras eficientes de filtrar o ar e extrair CO2.

Uma dessas propostas já está em uma fase piloto de planta e é desenvolvida pelas universidades de Calgary e Carnegie Mellon. Esta planta usa uma solução de hidróxido de potássio, como armadilha aquosa e cálcio cáustico, através do qual o ar é filtrado.

Nesse processo, o CO2 contido no ar está sendo retido formando carbonato de cálcio (Caco3). Posteriormente, o carbonato de cálcio é aquecido e o CO2 se destaca, aplicando o CO2 purificado resultante para usos industriais.

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