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A Energia e as Transformações Químicas

Texto produzido e elaborado pelo: LABORATÓRIO ABERTO DE QUÍMICA GEPEQ - Grupo de Pesquisa em Educação Química - INSTITUTO DE QUÍMICA - USP

Você já reparou como a energia é importante na nossa vida? Utilizamos energia para nos movimentarmos, para mantermos a temperatura do nosso corpo, para aquecermos a água do banho, para cozinharmos os alimentos. As indústrias utilizam grandes quantidades de energia na produção de uma diversidade de materiais; os meios de transporte utilizam algum tipo de energia para seu funcionamento. As plantas, tão importantes na cadeia alimentar, utilizam energia solar para sintetizar o próprio alimento.


Mas, de onde vem a energia? E como ela se manifesta?


Hoje em dia conhecemos várias formas de energia que se manifestam de diferentes maneiras e sobre as quais podemos ter um certo controle.


Uma das maneiras de se obter energia é através de transformações químicas. O ser humano, no decorrer de seu processo evolutivo, aprendeu a utilizar as transformações químicas para obter energia, especialmente na forma de calor, luz e eletricidade.


usina nuclear de angra dos reis - arquivo GEPEQCom a descoberta da radioatividade, um outro caminho para obter-se energia começou a ser explorado. Hoje em dia há, instaladas pelo mundo, várias usinas nucleares para gerar energia, embora haja muita polêmica sobre os riscos e benefícios.


Mas como as transformações químicas e nucleares podem ser utilizadas como fontes de energia?


Vamos conhecer alguns processos de obtenção de energia que envolvem transformações de materiais.



O Sol e a Energia

Até o ser humano dominar o fogo, a utilização direta da luz e do calor do sol foi provavelmente sua principal fonte de energia.


E como o sol produz tanta energia?


Anaxágoras (500 a.C. – 428 a.C.) pensava que o sol era uma enorme rocha incandescente, aproximadamente do tamanho da Grécia. Mais tarde, outros homens tiveram outras idéias, mas nenhuma explicava os fatos observados com relação ao Sol.


Em meados do século XX, os cientistas já sabiam que a Terra tem cerca de 4,5 bilhões de anos e, portanto, o Sol já deve estar queimando há, pelo menos, o mesmo tempo. Nenhum outro combustível conhecido poderia durar todo esse tempo.


Hoje sabe-se que cerca de 82% do volume do Sol é constituído por átomos de hidrogênio (H) e 18% de átomos de hélio (He). A cada segundo, o sol transforma 4,7 milhões de toneladas de sua massa em energia, através de uma cadeia de reações chamadas de fusão nuclear. De forma simplificada, nessa reação ocorre a interação entre átomos de hidrogênio, formando átomos de hélio e liberando uma enorme quantidade de energia na forma de radiações eletromagnéticas, as quais são responsáveis pelas altíssimas temperaturas ali reinantes e pela energia radiante que se espalha em todas as direções do espaço cósmico.


Só uma parte minúscula dessa energia chega à Terra – cerca de uma bilionésima parte – mas é o suficiente para garantir a sobrevivência do planeta.


Devido à interação da radiação solar com a atmosfera terrestre, a temperatura da superfície da Terra é apropriada às diferentes formas de vida existentes. A radiação solar também é imprescindível para o desenvolvimento dos vegetais.



A fotossíntese e a energia

Como as plantas aproveitam a energia solar para se desenvolverem ?


Pode-se dizer, de uma maneira simples, que as plantas absorvem uma parte da luz solar e a utilizam na produção de substâncias orgânicas, necessárias ao seu crescimento e manutenção.


As plantas verdes possuem uma substância, a clorofila, capaz de absorver a radiação luminosa. A energia absorvida é usada para transformar o gás carbônico do ar (CO2) e a água (absorvida pelas raízes) em glicose (um açúcar), através de um processo chamado fotossíntese. O açúcar produzido é utilizado de várias maneiras.
Através do processo conhecido por "respiração", a glicose sofre muitas transformações, nas quais ocorre liberação de energia, que o vegetal utiliza para diversas funções. A energia solar fica "armazenada" nas plantas. Quando necessitam de energia, substâncias como a glicose se transformam, fornecendo a energia que a planta necessita.


Os seres vivos que não são capazes de "armazenar" a energia luminosa dependem exclusivamente do uso de energia envolvida nas transformações químicas. De maneira geral, esses seres utilizam os compostos orgânicos fabricados pelos organismos que fazem fotossíntese, alimentando-se desses organismos.


Dessa forma, as plantas estão na base da cadeia alimentar, pois delas dependem a sobrevivência dos animais herbívoros, que, por sua vez alimentam os animais carnívoros.


São enormes as quantidades de energia que as plantas "armazenam" através da fotossíntese. Florestas tropicais, por exemplo, "armazenam" durante um ano, cerca de 8 mil quilocalorias por metro quadrado de floresta, ou seja 8 trilhões de quilocalorias por quilômetro quadrado (8.109 kcal/km2). Comparando com a capacidade de produção de energia de uma usina hidrelétrica como, por exemplo, a de Barra Bonita, no Rio Tietê, cuja capacidade é de cerca de 140 MW (megawatt), verifica-se que quantidade equivalente a essa seria armazenada por 1 km2 de floresta absorvendo energia luminosa por duas horas e meia.



A combustão e a energia

homens primitivos: Marchand, P. (dir.) - "O fogo, amigo ou inimigo?" - As origens do saber ciências, Ed. Melhoramentos, 1994. Além de se valerem da luz e calor do sol, os homens, em seus primórdios, utilizavam também o fogo.


Embora não soubessem provocar fogo, os homens talvez tenham aproveitado incêndios acidentais provocados por raios ou por lava incandescente de algum vulcão. Aprenderam inicialmente, a manter o fogo.

Os "guardiões do fogo" vigiavam dia e noite esses incêndios acidentais, alimentando-os com gravetos, folhas, etc. Há 500 mil anos, o homem primitivo queimava madeira para conseguir luz e calor.


O domínio do fogo – saber fazer e usar controladamente o fogo proveniente da combustão (queima) – significou uma transformação profunda na vida dos homens. As transformações químicas que ocorrem no cozimento de alimentos, na produção de utensílios cerâmicos, de metais como ferro e ligas metálicas como bronze, só foram possíveis com a energia liberada nas combustões.


Até o ano 1200, a madeira era a principal fonte de energia, o combustível gerador de calor e luz. Mas, já no século XIV, com a invenção do alto forno, o carvão vegetal passou a ser mais utilizado devido à sua maior eficiência.


No século XVIII, James Watt construiu a primeira máquina a vapor, e o carvão mineral passou a ser utilizado como combustível. Nas máquinas a vapor, utiliza-se combustível para aquecer água e, assim, gerar vapor d'água - o qual movimenta a máquina.


Pode-se imaginar que o desenvolvimento industrial e o crescimento das cidades criavam a necessidade cada vez maior de energia e, consequentemente, de combustíveis que suprissem tal necessidade.


O petróleo já era conhecido desde a Idade Antiga, mas era pouco utilizado como combustível, pois o homem não sabia como extraí-lo do solo. Por volta de 1860 o petróleo passou a ser explorado comercialmente, com a perfuração dos primeiros poços na Califórnia, Estados Unidos. A iluminação pública começou a ser feita com lampiões a petróleo, em substituição aos de óleo animal.


A iluminação elétrica só foi possível quando o homem aprendeu a produzir energia elétrica em larga escala. Durante o século XIX muitos estudos foram realizados visando a transformação da energia mecânica em elétrica. A invenção do gerador de eletricidade, isto é, um gerador que transforma energia de movimento (mecânica) em elétrica, e a invenção da turbina hidráulica, tornou possível obter-se energia elétrica em grande quantidade. O petróleo passou a ser queimado para produzir imensas quantidades de vapor d'água para movimentar turbinas hidráulicas.


termelétricaNuma usina termelétrica, por exemplo, o vapor movimenta uma turbina, que, por sua vez, movimenta um gerador, ocorrendo a produção de energia elétrica.


As usinas termelétricas são responsáveis ainda hoje por cerca de 90% da energia elétrica fornecida a todo o mundo. No Brasil, as usinas termelétricas são responsáveis por cerca de 5% da energia elétrica gerada.


Nessas usinas são queimados derivados do petróleo, gás natural, carvão ou ainda bagaço de cana-de-açúcar.


Ao longo de sua história, o homem, utilizando o calor proveniente das reações de combustão para diversos fins, percebeu que materiais diferentes, quando queimados, fornecem diferentes quantidades de energia. Assim, substituiu a madeira pelo carvão vegetal, este pelo carvão mineral, e ambos pelo petróleo.


Compare o poder calorífico de alguns combustíveis:


combustíveis
referência 6


Mas, o que é uma reação de combustão? Que transformações ocorrem nos materiais, fornecendo tanta energia?


Somente no século XVIII, com a descoberta do oxigênio, é que se começou a entender tais reações. Estudos feitos por Lavoisier (1743-1794) permitiram concluir que a combustão era, na verdade, uma reação com o oxigênio contido no ar atmosférico. Assim, o carvão, os óleos, o petróleo reagem com oxigênio, formando outros materiais e liberando energia. É necessário, entretanto, fornecer certa quantidade de energia para que as reações iniciem.


Quando são queimadas substâncias que contêm carbono (petróleo, óleos, carvão etc) ocorre a formação de dióxido de carbono (CO2), um dos gases responsáveis pelo aumento do efeito estufa.

Funcionamento dos Motores de Combustão Interna

O potencial de energia do petróleo é muito elevado. A energia nele concentrada pode liberar-se instantaneamente como na pólvora, produzindo uma explosão, com grande efeito mecânico.

Para que isso aconteça é necessário que ele seja queimado em uma mistura apropriada com certa porcentagem de oxigênio.

primeiro tempo

segundo tempo


Idealizou-se, então, um sistema carburador, isto é um sistema para pulverizar o combustível líquido, ou melhor, transformá-lo em uma mistura de gotículas com o ar, a qual é introduzida diretamente num cilindro, onde será comprimida e receberá uma faísca elétrica, que produz a combustão explosiva.

terceiro tempo

quarto tempo


A explosão impele o êmbolo ou o pistão, o qual, no fim de seu curso, abre a válvula de escape, eliminando os gases e retornando à situação inicial, para a admissão de nova carga de ar e combustível.


isooctanoA gasolina é uma mistura de compostos formados essencialmente de átomos de carbono (C) e hidrogênio (H). O composto principal é o isooctano, cuja estrutura é representada pela estrutura ao lado.



Os alimentos e a energia

Sabemos muito bem que nosso organismo necessita de energia para a realização de inúmeras tarefas: andar de bicicleta ou a pé, fazer a digestão de alimentos, fazer o coração bater etc.


É comum ouvirmos dizer que nosso organismo "queima gordura", "queima açúcar".


No organismo dos seres vivos ocorrem inúmeras reações de combustão. Elas são responsáveis pelas transformações químicas dos constituintes dos alimentos em substâncias necessárias aos vários processos responsáveis pela manutenção da vida.


A queima da glicose (um açúcar) é um dos principais meios de fornecimento de energia para o nosso organismo. Diferentemente de uma reação de queima feita no laboratório, a queima da glicose no organismo ocorre em uma seqüência de cerca de 30 diferentes reações. A energia, então, é liberada em pequenas quantidades, mais adequadas ao aproveitamento pelo nosso corpo do que se fosse liberada em uma única transformação, o que levaria à destruição das células.


Da mesma forma que os combustíveis fornecem diferentes quantidades de energia, os alimentos, por terem constituintes diferentes, ao serem queimados, também fornecem diferentes quantidades de energia.


Veja, na tabela a seguir, a composição de alguns alimentos e a energia que este fornece.
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alimento
referência 8
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Veja também a quantidade média de energia que diferentes pessoas necessitam diariamente

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faixa etária
referência 8
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Uma alimentação inadequada, que não é capaz de fornecer quantidade de energia suficiente, pode levar a um retardamento no desenvolvimento das crianças, à subnutrição e à desnutrição.


Segundo as Nações Unidas, um índice menor que 2400 calorias diárias (para a pessoa em idade adulta) pode resultar em desnutrição.



Pilhas, baterias e energia

Você já pensou em como uma pilha produz energia suficiente para acender uma lanterna ou fazer funcionar um rádio? E por que uma pilha "acaba" (deixa de funcionar)?


Nas pilhas e baterias, estão ocorrendo transformações químicas que produzem energia elétrica em quantidade muito inferior à produzida nas usinas de geração de eletricidade.


Embora o homem conhecesse a eletricidade desde a Grécia antiga, seu aproveitamento, e o conhecimento de sua natureza, só começou a surgir a partir do fim do século XVIII. Nessa época, a eletricidade era produzida por fricção (eletricidade estática), não se conhecia ainda a corrente elétrica tal como chamamos hoje.


pilha de Volta: Peruzzo, T. M. & Canto, E. L. - "Química na abordagem do cotidiano" - Ed. Moderna, 1993. Foi Alessandro Volta (1745-1827) quem inventou a bateria elétrica, baseado em estudos feitos por Luigi Galvani (1737-1798), professor de anatomia da Universidade de Bolonha, Itália.

Numa de suas experiências, Galvani pendurou uma rã pelas pernas utilizando ganchos de cobre, presos a um suporte de ferro. Devido à brisa, as pernas da rã balançavam e Galvani notou que, quando tocavam o suporte de ferro, elas se contraíam. Ele atribuiu as contrações a uma corrente elétrica produzida pela própria rã.


Volta tinha dúvidas quanto a essa explicação. Sua idéia era a de que a corrente elétrica poderia estar sendo produzida pelo contato entre os líquidos biológicos da rã e dois metais diferentes. Assim começou a investigar essa possibilidade.


O dispositivo criado por Volta consistia em um pilha de discos de zinco intercalados com discos de prata e separados por papel umedecido com solução de ácido. Com uma pilha de 60 discos, uma pessoa poderia sentir um choque elétrico quando tocava as duas extremidades da pilha. Pela primeira vez, se constatava a produção espontânea de eletricidade (sem fricção). Volta, porém, não associou a produção de corrente elétrica com a ocorrência de transformação química. Foi Hamphry Davy (1778-1829) que, ao estudar os experimentos de Volta, sugeriu que a eletricidade poderia resultar de uma transformação química.


Durante o século XIX, muitos aprimoramentos na pilha de Volta foram feitos. Por exemplo, a pilha seca foi desenvolvida.

A produção comercial de baterias e pilhas se iniciou no século seguinte.


Como funcionam as pilhas ?

As pilhas que utilizamos hoje têm o mesmo princípio de funcionamento da pilha construída por Volta.


pilhaA parte mais externa (capa) da pilha consiste de zinco, e é frequentemente recoberta com papelão ou plástico para evitar vazamento. No interior da pilha, em vez de outro metal como Volta utilizava, há um bastão de carbono (grafite). O recipiente é cheio de uma pasta úmida, constituída por alguns sais e óxido de manganês (no lugar da solução de ácido diluído). A placa de zinco e o óxido de manganês, presente na pasta úmida, interagem na presença dos sais e do carbono, gerando corrente elétrica.


À medida em que a pilha vai sendo utilizada, as quantidades das substâncias que reagem vão diminuindo, a produção de energia elétrica vai ficando menor, ocorrendo, então o desgaste da pilha.


As baterias são sistemas compostos por associação de pilhas, fornecendo, portanto, mais energia.


Uma bateria que talvez você conheça bem é a de automóveis. Embora, hoje em dia, existam vários tipos, a mais comum é a de "ácido-chumbo", formada por seis pilhas elétricas, gerando no total, 12 V (2 V por pilha).


Bateria ácido-chumbo

Durante o funcionamento da bateria, acumulam-se depósitos de um composto chamado sulfato de chumbo, formando uma película entre as placas. A produção de energia elétrica decresce (a bateria descarrega) e a solução de ácido sulfúrico fica mais diluída.


bateria Existe um aparelho chamado "densímetro", que indica quando a bateria está descarregada, através da medida da densidade da solução de ácido sulfúrico.


A bateria de ácido-chumbo pode ser recarregada passando por ela uma corrente elétrica contínua em direção oposta a da corrente que a bateria fornece. Isso força o processo inverso, ou seja, a decomposição do sulfato de chumbo depositado nas placas.


Após o carregamento, a bateria volta a produzir corrente.





Problemas ambientais relacionados ao descarte de pilhas e baterias

As pilhas são compostas por metais pesados, tais como mercúrio, chumbo, cobre, níquel, zinco, cádmio e lítio. Esses metais são perigosos para o ambiente e à saúde humana.


Depois de descartadas, as pilhas vão se decompondo, podendo seus componentes infiltrar-se no solo e atingir os lençóis de água subterrânea, entrando, assim, no ecossistema dos rios e dos mares, sendo incorporados na cadeia alimentar e aumentando a sua concentração nos seres vivos.


Outra forma de contaminação é a inalação ou o simples contato com as substâncias tóxicas.


Como exemplos, são citados o chumbo, que causa disfunção renal e anemia; o mercúrio, que gera estomatites e problemas renais, além de lesões cerebrais e neurológicas; o zinco, que provoca doenças pulmonares; e o manganês, que afeta o sistema imunológico.


No Brasil, não há nenhum método desenvolvido para a reciclagem das pilhas, somente sistemas de coletas e armazenamento em blocos de concreto fechados.



O núcleo do átomo e a energia

Embora a radioatividade estivesse presente no mundo desde o seu início (energia solar, brilho das estrelas), somente no século XX é que se compreendeu esse fenômeno e passou-se a utilizá-lo na geração de energia.


foto Pierre e Marie Curie: referência 8 A propriedade que certos átomos possuem de emitir radiações foi conhecida no final do século XIX, com os trabalhos de Antoine Bequerel (1852-1908) com compostos de urânio (U). Marie e Pierre Currie descobriram e isolaram outros elementos com as mesmas propriedades radioativas, o rádio (Ra) e o polônio (Po).


Embora o fenômeno fosse conhecido, os cientistas não conseguiam elaborar modelos que explicassem esses fatos.


Rutherford, em 1909, baseado nos dados obtidos em suas experiências com átomos de ouro, propôs um modelo para o átomo constituído de um núcleo, que continha a maior parte da massa do átomo e apresentava carga positiva, e os elétrons distribuídos fora desse núcleo. Somente em 1932, é que o nêutron, partícula constituinte do núcleo, foi evidenciado por James Chadwick.


A radioatividade podia agora ser explicada. Os núcleos de alguns elementos emitem partículas, transformando-se em outros elementos. Nessas transformações ocorre liberação de energia.


Com esses conhecimentos, os cientistas passaram a investigar em que condições, elementos que não apresentavam radioatividade natural, poderiam também apresentar reações nucleares.


Assim, em 1938, Otto Hahn e Fritz Strassmann, cientistas alemães, descobriram que um átomo de urânio, quando bombardeado com nêutrons, se divide em dois outros átomos de massas menores, emitindo outros nêutrons e uma quantidade apreciável de energia. Reações desse tipo são chamadas de fissão nuclear.


fissao

Em 1942, Enrico Fermi conseguiu produzir um processo em que inicialmente a fissão do urânio era provocada, mas o número de fissões sucessivas (reação em cadeia) que se seguiam naturalmente era controlado pela quantidade de neutrons disponível. Nesse processo foram produzidos alguns quilowatts de energia.


Em 1951 foi possível gerar energia elétrica a partir de reações nucleares.


reator de Angra: Helene, M. E. - "A radioatividade e o lixo nuclear"- Ed. Scipione, 1996

Nas usinas nucleares, as reações de fissão em cadeia têm de ser controladas para que a energia liberada nessas transformações não seja excessiva e possa ser utilizada na geração de energia elétrica. O controle é feito empregando-se os assim chamados "venenos", que são materiais que contêm elementos como Boro e Cádmio, que absorvem parte dos neutrons liberados nas fissões, mantendo-os em quantidade adequada. A temperatura do reator também tem de ser controlada, havendo, para tal, um sistema de refrigeração.


A energia liberada nas fissões, tal como nas usinas termelétricas, é usada para aquecer água e produzir vapor, o qual movimenta uma turbina que está acoplada a um gerador para produzir energia elétrica.


Atualmente, existem cerca de 450 usinas nucleares em funcionamento no mundo, gerando aproximadamente 17% da energia produzida.


O Brasil possui duas usinas nucleares em Angra dos Reis (RJ), Angra I e Angra II. Somente Angra I está funcionando, e em 1998 essa usina produziu 3.265 GW (gigawatts) de energia (dado da Eletronuclear).



Energia, desenvolvimento e problemas ambientais

É difícil para uma pessoa nascida nos últimos 50 anos, imaginar a vida sem energia.


Como preparar alimentos sem fogão e conservá-los sem usar a geladeira? A lavagem de roupas é muito mais fácil e rápida usando-se máquinas de lavar, a limpeza da casa é mais bem feita com o uso do aspirador. E os meios de transporte, os carros, os ônibus, que tanto facilitam a vida do trabalhador? Podemos citar o cinema, a televisão, o rádio, diversões tão populares, e que só são possíveis devido ao conhecimento e domínio da energia.


Como imaginar uma fábrica dependendo apenas do trabalho manual dos operários? Ou a abertura de uma estrada sem tratores ou máquinas de terraplanagem? Ou, ainda, a construção sem guindastes, as siderúrgicas sem fornos e as fazendas sem máquinas agrícolas?


O homem moderno depende da energia elétrica e do combustível fóssil como o homem do século XIX dependia do cavalo e o homem primitivo dependia de seus próprios braços.


Veja, no quadro a seguir, como o consumo de energia pelo homem foi aumentando e se modificando ao longo de sua história.
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consumo de energia
fonte: adaptado da referência 4
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A energia elétrica é produzida, atualmente no mundo, pela queima de petróleo (43%), de carvão e outros combustíveis sólidos (31%), de gás natural (21%), e reação nuclear e queda d'água (5%)7.


No Brasil, atualmente, ao contrário do que acontece na maioria dos outros países do mundo, a maior fonte de energia são as hidrelétricas. O consumo de energia proveniente dessa fonte cresceu muito nas últimas décadas com a construção de usinas gigantescas como a de Itaipu e Tucuruí.


Em 1994, as usinas hidrelétricas produziam 91% da energia elétrica do país.

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(Fonte: IBGE, Anuário Estatístico do Brasil –1994)
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Para implantação das hidrelétricas, muitas vezes é necessário construir-se barragens, canais fluviais e outros recursos da engenharia hidráulica que intensificam problemas ambientais como a destruição de matas galerias, desmoronamento das margens do rio, assoreamento do leito, poluição das águas etc.


Na construção da Hidrelétrica de Tucuruí, por exemplo, o fechamento das comportas de sua barragem formou um imenso lago de 2430 km2, cobrindo a floresta, que entrou em processo de putrefação. Nesse processo é consumido o oxigênio dissolvido na água e ocorre a produção de gás sulfídrico, que é tóxico para os peixes e outros organismos vivos.

Em termos mundiais, a queima dos combustíveis fósseis é a fonte principal de energia elétrica, estes combustíveis também são empregados em muitos outros processos que requerem energia, como para movimentar carros, máquinas, aquecer caldeiras, etc.


No entanto, as fontes não renováveis de energia estão se esgotando, e sua exploração excessiva está gerando desequilíbrios ambientais muito graves.


A formação dos combustíveis fósseis deveu-se a processos que ocorreram na natureza em condições muito particulares num certo período da história da Terra, e que, dificilmente, voltariam a se repetir. Assim, esgotadas as reservas naturais, não há como regenerá-las. A busca de combustíveis alternativos é uma preocupação e necessidade do mundo atual.


Os danos ambientais, causados pela queima dos combustíveis, são um sério problema hoje em dia. Ocorre, nesse processo, a formação de gás carbônico (CO2), de monóxido de carbono (CO), de fuligem (carvão) e ainda uma parte do combustível evapora para a atmosfera.

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Emissão de gás carbônico e aumento da temperatura da Terra. A linha de cima mostra a variação da emissão de gás carbônico (em ppm) e a linha de baixo mostra o aumento da Temperatura da Terra (em C).
(referência 8)
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O excesso de gás carbônico na atmosfera está causando o agravamento do "efeito estufa", isto é, o aquecimento anormal do planeta.


Uma elevação de dois ou três graus Celcius na temperatura média do nosso planeta não parece, à primeira vista, causar graves consequências. Mas, na verdade, os efeitos desse pequeno aquecimento podem ser catastróficos em alguns lugares do mundo. Muitos tipos de vegetação não suportariam esse aumento de temperatura e os períodos de chuva seriam alterados.


Porém, efeitos de maiores proporções poderiam ser esperados como resultado do derretimento das geleiras, que podem levar a submersão de várias cidades costeiras.


O monóxido de carbono que pode se formar na combustão, também é muito danoso à vida. Não só ao homem, como às plantas. Ele causa dores de cabeça, perda de visão, e se sua concentração for alta, pode levar à morte.


Também, muitos tipos de petróleo contêm compostos de enxofre como impurezas, que reagem com oxigênio do ar, formando dióxido de enxofre (SO2). Esse gás ao interagir com o ar e a umidade, transforma-se em ácido sulfúrico. Assim, as chuvas em regiões de altas concentrações de SO2, tornam-se mais ácidas, causando a corrosão de metais, o desgaste de monumentos de mármore, de construções, e aumentando a acidez das águas doces, podendo causar a morte de espécies da vida aquática.


O dióxido de enxofre pode causar ainda, problemas respiratórios. É também tóxico às plantas, inibindo a fotossíntese e causando, quando presente em altas quantidades, a destruição de folhas.


chuva ácida Nas atmosferas das grandes cidades formam-se, também, os óxidos de nitrogênio. À alta temperatura, o nitrogênio presente no ar interage com oxigênio, formando-se os óxidos mencionados. As temperaturas alcançadas nas caldeiras industriais ou nos motores dos carros, são suficientemente altas para provocarem essa reação. Os óxidos de nitrogênio também causam o aumento de acidez das chuvas.


As usinas nucleares também causam problemas ambientais. A fissão nuclear é acompanhada pela emissão de radiações como os raios-X. Os fragmentos formados no processo de fissão são altamente radioativos, chamados de "lixo atômico", sendo um problema sério pois são nocivos aos seres vivos.


Com isso, existem ainda algumas dúvidas sobre o aproveitamento da energia do átomo, que foram acentuadas por acidentes ocorridos em grandes centrais nucleares. O acidente de Chernobyl, na ex-URSS, resultou em 31 mortes num intervalo de três meses após o acidente, muitos internamentos, e remoção de mais de cem mil pessoas das áreas mais contaminadas.


Problemas como risco de contaminação por compostos radioativos, o que fazer com o lixo atômico que se acumula, a fabricação de armas nucleares, são questões que devem ser levadas em conta quando se pensa em utilizar a energia atômica.


Entretanto, na realidade, não existem fontes limpas de energia. Mesmo a energia solar é poluente.


Não se pode comparar um reator nuclear como o de Angra, inicialmente projetado para produzir 600 MW (megawatts) de energia, com um painel solar que produz 2 kW (kilowatts) de energia. É preciso igualar a produção para fazer a comparação. A comparação justa seria entre um reator nuclear de 600 MW e 300.000 painéis solares, cada um produzindo 2 kW.


A quantidade de materiais que precisam ser minerados, processados e fabricados até que se tenham os 300.000 painéis solares e mais as baterias para acumular a energia para os horários em que não há sol, é muito grande. Alguns desses materiais podem ser muito poluentes e perigosos, como o chumbo, o mercúrio e o cádmio das baterias, e no final das contas, quando se vai comparar o risco real das duas fontes pode-se chegar a conclusão de que não são muito diferentes.


Todos esses fatores devem ser levados em conta quando se trata de avaliar a utilização da energia atômica como fonte de energia elétrica.



Perspectivas

O consumo de energia de um país está relacionado, até certo ponto, ao seu grau de desenvolvimento. Países pobres ou em desenvolvimento, consomem pouca energia e, segundo alguns estudiosos do assunto, para melhorar o nível de vida da população seria necessário aumentar esse consumo. Por outro lado, alguns países considerados desenvolvidos consomem muito mais que outros também desenvolvidos, sugerindo que há desperdícios.


A sociedade atual, com seu modo de vida acostumada à mecanização intensa, e parte dela, ao excesso de conforto, não se dá conta do consumo de energia excessivo utilizado para manter suas exigências.


É necessário que se pesquisem novas fontes de energia, pouco dispendiosas, pouco poluentes e mais eficientes. É necessário, também, que as pessoas se conscientizem da gravidade dos problemas.


Assim, cada um de nós, pode dar sua contribuição, por exemplo, questionando e mudando alguns de seus próprios hábitos diários. Tomando atitudes simples, como não deixar lâmpadas acesas desnecessariamente, tomar um banho mais rápido, usar menos o carro e mais o transporte coletivo, e mesmo ir a pé a lugares próximos, ter o carro sempre regulado, reciclar materiais, comprar aparelhos eletrodomésticos que consomem menos energia etc. Devemos refletir também sobre as políticas energéticas de nosso país, as leis de proteção ambiental, os recursos gastos em pesquisas sobre fontes de energia alternativas.


Para resumir, pode-se dizer que possíveis soluções para o problema energético dependem de, pelo menos, três fatores:


• a conscientização das necessidades reais de energia;

• o desenvolvimento de técnicas e equipamentos de menor consumo;


• e o uso de fontes de energia renovável eficientes e não poluentes.


As transformações químicas exerceram e podem exercer ainda papel fundamental nesse cenário. Espera-se que novas pesquisas e novos hábitos resultem em um fornecimento sustentado de energia para que o nosso planeta continue sendo um lugar agradável de se viver.



Para saber mais

(1) Branco, Samuel Murgel – "Energia e meio ambiente" / Samuel Murgel Branco – São Paulo, ed. Moderna,1990.


(2) Tundisi, Helena da Silva Freire – "Usos de Energia" / Helena da Silva Freire Tundisi; coordenação Sérgio de Almeida Rodrigues – São Paulo, ed. Atual, 1991.


(3) Silva, Eduardo Roberto – "Álcool e Gasolina: combustíveis do Brasil" / Eduardo Roberto Silva, Ruth Rumiko Hashimoto da Silva – São Paul, ed. Scipione, 1997.


(4) Revista Ciência Hoje, Vol.5 nº 29 – março de 1987 – "Energia e Sociedade".


(5) Melett, Peter, Rossiter Jane – "Energia do Alimento" – São Paulo, ed. Scipione, 1994.


(6) GEPEQ – "Interações e Transformações - Química para o 2º grau" , Edusp, 1993.


(7) Manual global de Ecologia: o que você pode fazer a respeito da crise do meio ambiente, Walter Corson (ed.), editora Augustus, 1993.)


(8) Joesten, Melvin D., et al. – "World of Chemistry" – Saunders College Publishing, 1991.


(9) Adas, Melhem – "Panorama geográfico do Brasil – contradições, impasses e desafios socioespaciais ". São Paulo, ed. Moderna,1998.


(10) Atlas do Meio Ambiente do Brasil, Embrapa, Brasília, ed. Terra Viva, 1996.


Ilustrações e animações: Marcos Matsukuma - Estação Ciência