CICLO BIOGEOQUÍMICO

O trajeto das substâncias do ambiente abiótico para o mundo dos seres vivos e o seu retorno ao mundo abiótico completam o que chamamos de ciclo biogeoquímico. O termo é derivado do fato de que há um movimento cíclico de elementos que formam os organismos vivos (“bio”) e o ambiente geológico (“geo”), onde intervêm mudanças químicas. Em qualquer ecossistema existem tais ciclos.

Em qualquer ciclo biogeoquímico existe a retirada do elemento ou substância de sua fonte, sua utilização por seres vivos e posterior devolução para a sua fonte.

Ciclo do Nitrogênio

O nitrogênio se mostra como um dos elementos de caráter fundamental na composição dos sistemas vivos. Ele está envolvido com a coordenação e controle das atividades metabólicas. Entretanto, apesar de 78% da atmosfera ser constituída de nitrogênio, a grande maioria dos organismos é incapaz de utilizá-Io, pois este se encontra na forma gasosa (N2) que é muito estável possuindo pouca tendência a reagir com outros elementos.


Os consumidores conseguem o nitrogênio de forma direta ou indireta através dos produtores. Eles aproveitam o nitrogênio que se encontra na forma de aminoácidos. Produtores introduzem nitrogênio na cadeia alimentar, através do aproveitamento de formas inorgânicas encontradas no meio, principalmente nitratos (NO3) e amônia (NH3+). O ciclo do nitrogênio pode ser dividido em algumas etapas:

• Fixação: Consiste na transformação do nitrogênio gasoso em substâncias aproveitáveis pelos seres vivos (amônia e nitrato). Os organismos responsáveis pela fixação são bactérias, retiram o nitrogênio do ar fazendo com que este reaja com o hidrogênio para formar amônia.
• Amonificação: Parte da amônia presente no solo, é originada pelo processo de fixação. A outra é proveniente do processo de decomposição das proteínas e outros resíduos nitrogenados, contidos na matéria orgânica morta e nas excretas. Decomposição ou amonificação é realizada por bactérias e fungos.
• Nitrificação: É o nome dado ao processo de conversão da amônia em nitratos.
• Desnitrificação: As bactérias desnitrificantes (como, por exemplo, a Pseudomonas denitrificans), são capazes de converter os nitratos em nitrogênios molecular, que volta a atmosfera fechando o ciclo. 

Ciclo da Água

A água apresenta dois ciclos:

Ciclo curto ou pequeno: é aquele que ocorre pela lenta evaporação da água dos mares, rios, lagos e lagos, formando nuvens. Estas se condensam, voltando a superfície na forma de chuva ou neve;


Ciclo longo: É aquele em que a água passa pelo corpo dos seres vivos antes de voltar ao ambiente. A água é retirada do solo através das raízes das plantas sendo utilizada para a fotossíntese ou passada para outros animais através da cadeia alimentar. A água volta a atmosfera através da respiração, transpiração, fezes e urina.

Ciclo do Oxigênio

O ciclo do oxigênio se encontra intimamente ligado com o ciclo do carbono, uma vez que o fluxo de ambos está associado aos mesmos fenômenos: fotossíntese e respiração. Os processos de fotossíntese liberam oxigênio para a atmosfera, enquanto os processos de respiração e combustão o consomem. Parte do O2 da estratosfera é transformado pela ação de raios ultravioletas em ozônio (O3). Este forma uma camada que funciona como um filtro, evitando a penetração de 80% dos raios ultravioletas. A liberação constante de clorofluorcarbonos (CFC) leva a destruição da camada de ozônio.

Ciclo do Carbono

As plantas realizam fotossíntese retirando o carbono do CO2 do ambiente para formatação de matéria orgânica. Esta última é oxidada pelo processo de respiração celular, que resulta em liberação de CO2 para o ambiente. A decomposição e queima de combustíveis fósseis (carvão e petróleo) também libera CO2 no ambiente. Além disso, o aumento no teor de CO2 atmosférico causa o agravamento do "efeito estufa" que pode acarretar o descongelamento de geleiras e das calotas polares com conseqüente aumento do nível do mar e inundação das cidades litorâneas.

Efeito estufa

O Efeito Estufa é a forma que a Terra tem para manter sua temperatura constante. A atmosfera é altamente transparente à luz solar, porém cerca de 35% da radiação que recebemos vai ser refletida de novo para o espaço, ficando os outros 65% retidos na Terra. Isto deve-se principalmente ao efeito sobre os raios infravermelhos de gases como o Dióxido de Carbono, Metano, Óxidos de Azoto e Ozônio presentes na atmosfera (totalizando menos de 1% desta), que vão reter esta radiação na Terra, permitindo-nos assistir ao efeito calorífico dos mesmos.

Nos últimos anos, a concentração de dióxido de carbono na atmosfera tem aumentado cerca de 0,4% anualmente; este aumento se deve à utilização de petróleo, gás e carvão e à destruição das florestas tropicais. A concentração de outros gases que contribuem para o Efeito de Estufa, tais como o metano e os clorofluorcarbonetos também aumentaram rapidamente. O efeito conjunto de tais substâncias pode vir a causar um aumento da temperatura global (Aquecimento Global) estimado entre 2 e 6 ºC nos próximos 100 anos. Um aquecimento desta ordem de grandeza não só irá alterar os climas em nível mundial como também irá aumentar o nível médio das águas do mar em, pelo menos, 30 cm, o que poderá interferir na vida de milhões de pessoas habitando as áreas costeiras mais baixas. Se a terra não fosse coberta por um manto de ar, a atmosfera, seria demasiado fria para a vida.

As condições seriam hostis à vida, a qual de tão frágil que é, bastaria uma pequena diferença nas condições iniciais da sua formação, para que nós não pudessemos estar aqui discutindo-a.

O Efeito Estufa consiste, basicamente, na ação do dióxido de carbono e outros gases sobre os raios infravermelhos refletidos pela superfície da terra, reenviando-os para ela, mantendo assim uma temperatura estável no planeta. Ao irradiarem a Terra, parte dos raios luminosos oriundos do Sol são absorvidos e transformados em calor, outros são refletidos para o espaço, mas só parte destes chega a deixar a Terra, em consequência da ação refletora que os chamados "Gases de Efeito Estufa" (dióxido de carbono, metano, clorofluorcarbonetos- CFCs- e óxidos de azoto) têm sobre tal radiação reenviando-a para a superfície terrestre na forma de raios infravermelhos.


Desde a época pré-histórica que o dióxido de carbono tem tido um papel determinante na regulação da temperatura global do planeta. Com o aumento da utilização de combustíveis fósseis (Carvão, Petróleo e Gás Natural) a concentração de dióxido de carbono na atmosfera duplicou nos últimos cem anos. Neste ritmo e com o abatimento massivo de florestas que se tem praticado (é nas plantas que o dióxido de carbono, através da fotossíntese, forma oxigênio e carbono, que é utilizado pela própria planta) o dióxido de carbono começará a proliferar levando, muito certamente, a um aumento da temperatura global, o que, mesmo tratando-se de poucos graus, levaria ao degelo das calotes polares e a grandes alterações a nível topográfico e ecológico do planeta.

Ciclo do Enxofre

Enxofre é uma substância amarela encontrada no solo, que queima com facilidade. Ele entra na produção de ácido sulfúrico, uma substância muito utilizada para fertilizantes, corantes e explosivos (pólvora, palitos de fósforo, etc). O enxofre é encontrado nas rochas sedimentares, (formadas por depósitos que se acumularam pela ação da natureza) nas rochas vulcânicas, no carvão , no gás natural etc.


O enxofre é essencial para a vida, faz parte da moléculas de proteína, vitais para o nosso corpo. Cerca de 140g de enxofre estão presentes no ser humano. A natureza recicla enxofre sempre que um animal ou planta morre. Quando apodrecem, as substâncias chamadas de “sulfatos”, combinados com a água são absorvidos pelas raízes das plantas. Os animais o obtêm comendo vegetais ou comendo outros animais.


Quando o ciclo é alterado, animais e plantas sofrem, isso vem acontecendo através da constante queima de carvão, petróleo e gás. Esses combustíveis são chamados de “fósseis”, pois se formaram há milhões de anos, a partir da morte de imensas florestas tropicais ou da morte de microscópicas criaturas denominadas “plânctons”.

Chuva Ácida

Ao queimar combustíveis fósseis para acionar as usinas, fábricas e veículos, é lançado enxofre no ar. Esse enxofre sobe para a atmosfera na forma de gás chamado “dióxido de enxofre”, um grande poluente do ar. Quando o dióxido de enxofre se junta à umidade da atmosfera, forma o ácido sulfúrico, um dos principais componentes das chuvas ácidas.


O dióxido de enxofre é produzido também nos pântanos e vulcões, mas em quantidades que o meio ambiente consegue assimilar. Atualmente existem enormes quantidades de fontes poluidoras, tornando as chuvas mais carregadas de ácido, dificultando ao meio ambiente anular seus efeitos. A chuva causa danos às folhas de espécies vegetais comprometendo a produção agrícola. Torna-se mais grave próxima às grandes concentrações industriais, atinge as florestas, os peixes e corroe edificações de pedra e concreto, inclusive metais expostos ao tempo que enferrujam mais rápido, como as pontes e edificações de aço.

Rotação de Culturas

Um procedimento bastante utilizado em agricultura é a “rotação de culturas”, na qual se alterna o plantio de não-leguminosas (o milho, por exemplo), que retiram do solo os nutrientes nitrogenados, com leguminosas (feijão), que devolvem esses nutrientes para o meio.

CASA DO FUTURO

A Casa do Futuro, idealizada pela arquiteta gaúcha Betina Gomes, mostra como pode ser um lar futurista e itinerante. Com foco em mobilidade, sustentabilidade e tecnologia, o projeto conquistou o prêmio A’Design Award & Competition na categoria Design de Arquitetura, Construção e Estrutura, na Semana de Design de Milão, que ocorreu na Itália, no início de abril.

O conceito da Casa do Futuro é ousado. Em um espaço de apenas 32 metros quadrados, no interior de um contêiner, a arquiteta garante a presença de cozinha, banheiro, quarto, sala de jantar, escritório, sala de estar, home theater e, até mesmo, de uma pista de dança. Os ambientes são transformados de acordo com a necessidade do morador. Para modificá-los, basta acionar um comando por meio de um smartphone, tablet ou notebook.

Um aplicativo no dispositivo móvel é capaz de controlar iluminação, toldos e persianas e os painéis deslizantes que mudam os cômodos da casa. Assim, rapidamente, o quarto de casal é substituído por uma pista de dança com painéis de LED no teto, por exemplo. De acordo com Gomes, a transformação ocorre em cerca de dois minutos.

Placas solares fotovoltaicas no exterior da casa garantem a captação de energia solar e conversão em eletricidade, a fim de minimizar os gastos com energia elétrica. “A iluminação é toda em LED e os eletrodomésticos são de baixo consumo”, explica a arquiteta. A energia solar também é utilizada para o aquecimento da água.

Além disso, a Casa do Futuro reaproveita a água da chuva para as descargas do vaso sanitário. Um software de automação indica ainda o consumo de água, eletricidade e gás para evitar desperdícios. O sistema ainda identifica possíveis problemas nas tubulações.

O projeto foi pensado para atender àqueles que precisam de mobilidade. “Grandes empresas que necessitem montar ‘vilas’ longe dos grandes centros para alojar funcionários podem recorrer à Casa do Futuro”, afirma a criadora. Ela destaca também a aplicação do lar para a hotelaria ou para abrigar participantes de grandes eventos, como a Copa do Mundo e as Olimpíadas.

Um exemplar completo custa R$ 580 mil e é montado em 120 dias. Segundo a arquiteta, caso o morador queira mudar de ares, a estrutura montada pode ser transportada com a ajuda de um caminhão ou até mesmo em um navio.

QUÍMICA VERDE

O termo Química Verde surgiu da necessidade de auxiliar no combate à poluição gerada por Indústrias, se refere a um projeto de produtos e processos químicos que reduzem ou eliminam o uso e geração de substâncias nocivas.

Os processos químicos são responsáveis por boa parte dos poluentes lançados em rios; torná-los mais limpos é o principal objetivo dos defensores da green chemistry. A iniciativa para o projeto vem da Sociedade Química Americana, veja a seguir alguns passos que podem minimizar os impactos ambientais:

• A escolha das substâncias a serem utilizadas no processo é um passo muito importante, ingredientes menos tóxicos geram resíduos menos agressivos à natureza.

• O uso de fontes renováveis diminui o volume de resíduos, uma vez que o método permite que a matéria-prima seja reutilizada após seu uso. Por exemplo, a reciclagem do papel traz economia de energia. Se fosse para utilizar a madeira virgem, o processo levaria mais tempo, o que implica em um aumento do gasto de energia.

• A análise em tempo real permite identificar resíduos tóxicos assim que eles aparecem em meio ao processo. Metodologias analíticas que monitoram e controlam o processo evitam a formação de substâncias nocivas.

• Os acidentes químicos podem ser evitados se os processos forem criteriosamente escolhidos. A probabilidade de vazamentos, explosões e incêndios pode ser erradicada através da escolha correta da Metodologia.

Estas são algumas das iniciativas a serem seguidas para as Indústrias que se adaptam à Química Verde.

A química verde é uma linha de pensamento que tem se difundido cada vez mais a fim de tornar a química aliada ao meio ambiente. Ela se baseia em 12 passos que visam à melhora dos processos químicos realizados por indústrias. Os 12 passos são:

1. Prevenção: Evitar ao máximo pelo estudo das rotas de produção, a formação de subprodutos nocivos;
2. Eficiência: Transformar a maior parte dos reagentes utilizados em produto final.
3. Síntese segura: Estudar sínteses que não formem subprodutos nocivos e que toda sua condução seja segura.
4. Produtos seguros: O produto final também não deve ser nocivo ao meio ambiente
5. Solventes seguros: Dar preferência a solventes cujo descarte possa ser feito sem impacto ambiental.
6. Integração de energia: Durante o processo, muita energia é gerada na forma de calor, essa energia pode ser usada dentro do próprio processo para reduzir o gasto de energia da indústria.
7. Fontes renováveis: As matérias primas devem ser provenientes de fontes renováveis de preferência.
8. Derivados: Evitar a formação de derivados sintéticos.
9. Catálise: Dar preferência ao uso de catalisadores para acelerar à reação ao invés de gastar mais material para “empurrar” a reação para os produtos
10. Biodegradável: Já foi falado do produto seguro ao meio ambiente, nesse caso é o produto que pode ser reciclado pela própria natureza.
11. Análise da poluição: Os efluentes saídos da indústria bem como o material que circula dentro da indústria deve ser continuamente analisado para detectar prontamente qualquer tipo de contaminação.
12. Química segura contra acidentes: Todos os passos da implementação da indústria devem ser tomados a fim de evitar acidentes de grandes proporções que provocarão contaminação e, dependendo da magnitude, até mesmo perdas humanas.

Nem todas as indústrias seguem todos esses passos, mas tudo caminha para que no futuro, todas trabalhem dessa maneira. A criação de códigos e regulamentações garantem o cumprimento dessas normas.

CONCLUSÃO DANIELA Nº 8

A energia sustentável,é aquela que é gerada e fornecida de modo a atender as necessidades atuais, porém sem comprometer a capacidade das futuras gerações de satisfazerem as suas necessidades. As principais fontes de energia sustentável são as renováveis e limpas, com nenhum ou muito pouco índice de geração de CO2(dióxido de carbono) e outros gases do efeito estufa.

As tecnologias usadas para melhorar a eficiência na geração, armazenamento e transmissão de energia também são importantes.

Portanto, o uso de fontes de energias renováveis e a busca da máxima eficiência energética possível são os dois pilares da energia sustentável.

Principais fontes de energia sustentável :

- Energia eólica

- Energia solar

- Hidroeletricidade (gerada em usinas hidrelétricas)

- Energia geotérmica 

Recilagem

O que é reciclagem?

Reciclagem é um conjunto de técnicas que tem por finalidade aproveitar os detritos e reutilizá-los no ciclo de produção de que saíram. E o resultado de uma série de atividades, pelas quais materiais que se tornariam lixo, ou estão no lixo, são desviados, coletados, separados e processados para serem usados como matéria-prima na manufatura de novos produtos. 

Reciclagem é um termo originalmente utilizado para indicar o reaproveitamento (ou a reutilização) de um polímero no mesmo processo em que, por alguma razão foi rejeitado.   

Reciclar outro termo usado é, na verdade, fazer a reciclagem. 

O retorno da matéria-prima ao ciclo de produção é denominado reciclagem, embora o termo já venha sendo utilizado popularmente para designar o conjunto de operações envolvidas. O vocábulo surgiu na década de 1970, quando as preocupações ambientais passaram a ser tratadas com maior rigor, especialmente após o primeiro choque do petróleo, quando reciclar ganhou importância estratégica.

As indústrias recicladoras são também chamadas secundárias, por processarem matéria-prima de recuperação. Na maior parte dos processos, o produto reciclado é completamente diferente do produto inicial.  

Descarte de Materiais Orgânicos

A maior parte dos resíduos sólidos produzidos pela sociedade é o lixo orgânico, que pode ser reaproveitado pelo processo de compostagem que é praticada pelos chineses há mais de cinco mil anos.

A compostagem é um processo natural de reciclagem da matéria orgânica, onde os microrganismos convertem a parte orgânica dos resíduos sólidos urbanos em um material estável conhecido como húmus. Com a compostagem é possível transformar o lixo orgânico em adubo que pode ser utilizado em hortas, jardins e até mesmo na produção agrícola.

Adubos e fertilizantes orgânicos têm a vantagem de tornar os alimentos mais saudáveis, por não deixarem resíduos químicos nos produtos.

Fontes de Energia

Em nosso planeta encontramos diversos tipos de fontes de energia. Elas podem ser renováveis ou esgotáveis.Aqui vão alguns exemplos :

Energia hidráulica – é a mais utilizada no Brasil em função da grande quantidade de rios em nosso país. A água possui um potencial energético e quando represada ele aumenta. Numa usina hidrelétrica existem turbinas que, na queda d`água, fazem funcionar um gerador elétrico, produzindo energia. Embora a implantação de uma usina provoque impactos ambientais, na fase de construção da represa, esta é uma fonte considerada limpa.

Energia fóssil – formada a milhões de anos a partir do acúmulo de materiais orgânicos no subsolo. A geração de energia a partir destas fontes costuma provocar poluição, e esta, contribui com o aumento do efeito estufa e aquecimento global. Isto ocorre principalmente nos casos dos derivados de petróleo (diesel e gasolina) e do carvão mineral. Já no caso do gás natural, o nível de poluentes é bem menor.

Energia solar – ainda pouco explorada no mundo, em função do custo elevado de implantação, é uma fonte limpa, ou seja, não gera poluição nem impactos ambientais. A radiação solar é captada e transformada para gerar calor ou eletricidade.

Energia de biomassa – é a energia gerada a partir da decomposição, em curto prazo, de materiais orgânicos (esterco, restos de alimentos, resíduos agrícolas). O gás metano produzido é usado para gerar energia.

Energia eólica – gerada a partir do vento. Grandes hélices são instaladas em áreas abertas, sendo que, os movimentos delas geram energia elétrica. È uma fonte limpa e inesgotável, porém, ainda pouco utilizada.

Energia nuclear – o urânio é um elemento químico que possui muita energia. Quando o núcleo é desintegrado, uma enorme quantidade de energia é liberada. As usinas nucleares aproveitam esta energia para gerar eletricidade. Embora não produza poluentes, a quantidade de lixo nuclear é um ponto negativo.Os acidentes em usinas nucleares, embora raros, representam um grande perigo.

Energia geotérmica – nas camadas profundas da crosta terrestre existe um alto nível de calor. Em algumas regiões, a temperatura pode superar 5.000°C. As usinas podem utilizar este calor para acionar turbinas elétricas e gerar energia. Ainda é pouco utilizada.

Energia gravitacional – gerada a partir do movimento das águas oceânicas nas marés. Possui um custo elevado de implantação e, por isso, é pouco utilizada. Especialistas em energia afirmam que, no futuro, esta, será uma das principais fontes de energia do planeta.

ENERGIA SOLAR

A energia solar é uma das fontes de energia mais limpas que existem, uma vez que sua utilização não produz resíduos.

Energia solar é a designação dada a qualquer tipo de captação de energia luminosa (e, em certo sentido, da energia térmica) proveniente do Sol, e posterior a transformação dessa energia captada em alguma forma utilizável pelo homem, seja diretamente para aquecimento de água ou ainda como energia elétrica ou mecânica.

No seu movimento de translação ao redor do Sol, a Terra recebe 1 410 W/m2 de energia, medição feita numa superfície normal (em ângulo reto) com o Sol. Disso, aproximadamente 19% é absorvido pela atmosfera e 35% é refletido pelas nuvens. Ao passar pela atmosfera terrestre, a maior parte da energia solar está na forma de luz visível e luz ultravioleta.

As plantas utilizam diretamente essa energia no processo de fotossíntese. Nós usamos essa energia quando queimamos lenha ou combustíveis minerais. Existem técnicas experimentais para criar combustível a partir da absorção da luz solar em uma reação química de modo similar à fotossíntese vegetal - mas sem a presença destes organismos.

Vantagens e desvantagens da energia solar :

Vantagens

A energia solar não polui durante seu uso. A poluição decorrente da fabricação dos equipamentos necessários para a construção dos painéis solares é totalmente controlável utilizando as formas de controles existentes atualmente. 

As centrais necessitam de manutenção mínima. 

Os painéis solares são a cada dia mais potentes ao mesmo tempo que seu custo vem decaindo. Isso torna cada vez mais a energia solar uma solução economicamente viável. 

A energia solar é excelente em lugares remotos ou de difícil acesso, pois sua instalação em pequena escala não obriga a enormes investimentos em linhas de transmissão. 

Em países tropicais, como o Brasil, a utilização da energia solar é viável em praticamente todo o território, e, em locais longe dos centros de produção energética, sua utilização ajuda a diminuir a demanda energética nestes e consequentemente a perda de energia que ocorreria na transmissão. 

Desvantagens

Existe variação nas quantidades produzidas de acordo com a situação climatérica (chuvas, neve), além de que durante a noite não existe produção alguma, o que obriga a que existam meios de armazenamento da energia produzida durante o dia em locais onde os painéis solares não estejam ligados à rede de transmissão de energia.

Locais em latitudes médias e altas (Ex: Finlândia, Islândia, Nova Zelândia e Sul da Argentina e Chile) sofrem quedas bruscas de produção durante os meses de inverno devido à menor disponibilidade diária de energia solar. Locais com frequente cobertura de nuvens (Curitiba, Londres), tendem a ter variações diárias de produção de acordo com o grau de nebulosidade. 

As formas de armazenamento da energia solar são pouco eficientes quando comparadas por exemplo aos combustíveis fósseis (carvão, petróleo e gás), a energia hidroelétrica (água) e a biomassa (bagaço da cana ou bagaço da laranja)