a fisica em nosso mundo
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A Física em nosso mundo
Paulo Toledo Soares Nicolau Gilberto Ferraro
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Pergunta desafiadora
Como a Física pode contribuir para nos ajudar a compreender, refletir e atuar como cidadãos para a sustentabilidade do mundo em que vivemos?
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Alguns problemas do nosso mundo
O efeito estufa: benefícios e prejuízos
O aquecimento global Ações humanas As alterações climáticas A camada de ozônio A poluição ambiental
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O efeito estufa Fenômeno natural importante para a
preservação da vida na Terra. A Terra recebe durante o dia a energia radiante do
Sol e durante a noite irradia energia para o espaço. A presença de gás carbônico (CO2), óxido nitroso
(N2O), metano (CH4) e de outros gases na
atmosfera impede que a Terra perca, durante a noite, uma quantidade de calor exagerada para o espaço, absorvendo e reemitindo boa parte desta radiação para a Terra. É o efeito estufa. Se ele não ocorresse a temperatura média de nosso planeta seria de -180C.
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Esquema do efeito estufa
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O aquecimento global
Ações humanas Por ação do ser humano, devido
principalmente às indústrias a e aos veículos automotores, o efeito estufa está se intensificando, ocasionando o aquecimento global.
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Ações mais urgentes
Estabelecimento de metas para diminuir as emissões de gases estufas na atmosfera. Esta idéia norteou a elaboração do protocolo de Kyoto e do Painel Intergovernamental sobre Mudança Climática (IPCC).
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Conseqüências do aquecimento global
Alterações climáticas2. Menor número de dias frios e noites
mais quentes3. Ondas de calor letais4. Chuvas pesadas5. Enchentes e secas devastadoras6. Aumento na força de tempestades e
furacões7. Derretimento de geleiras8. Aumento do nível dos oceanos
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Enchente após forte chuva e leito seco de um rio
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Derretimento do gelo polar
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A Camada de Ozônio O que é a camada de ozônio
( O3)? Entre 20km a 30km, acima da superfície terrestre,
numa região que faz parte da estratosfera, existe em volta da Terra uma alta concentração de ozônio, constituindo a chamada camada de ozônio.
Qual é sua função? O ozônio filtra os raios ultravioleta, provenientes
do Sol, deixando passar apenas pequena quantidade, o que é benéfico para a vida na Terra como, por exemplo, na fixação da vitamina D.
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A Camada de Ozônio (continuação )
Destruição da camada de ozônio
Cientistas detectaram a existência de um buraco na camada de ozônio no hemisfério sul, sobre a Antartida. Verificaram também que em outras regiões a camada de ozônio estava ficando menos espessa. Várias substâncias fabricadas pelo homem contribuem para a destruição da camada de ozônio. A mais destrutiva é o cloro-flúor-carbono (CFC).
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A Camada de Ozônio(continuação)
Os CFCs São compostos, conhecidos por
freons, formados pelos elementos cloro, flúor e carbono. Um dos mais utilizados é o freon-12: CF2Cl2 .
Os CFCs são empregados nos aerossóis (como propelentes), em geladeiras, freezers e aparelhos de ar-condicionado (como elementos de refrigeração) e na produção de espuma e isopor.
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A Camada se Ozônio(continuação) Como age o CFC? Ao atingir a camada de ozônio, sob ação
da radiação ultravioleta, cada partícula de CFC, libera um átomo livre de cloro. Considerando o CF2Cl2, tem-se as reações:
CF2Cl2 CF2Cl + Cl
O3 + Cl O2 + ClO
ClO + O3 2O2 + Cl
As duas últimas reações se repetem e portanto um átomo de cloro livre destrói inúmeras moléculas de O3.
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A Camada de Ozônio(continuação)
Conseqüências Com a destruição da camada de
ozônio os raios ultravioleta atingem mais intensamente a Terra. Esta radiação provoca câncer de pele, afeta o sistema imunológico, diminuindo a resistência do ser humano a doenças, sendo também nociva aos animais e ao meio ambiente.
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A camada de Ozônio(continuação)
A substituição do CFC
Muitos países, inclusive o Brasil, já iniciaram a substituição do CFC por outras substâncias que não agridem a camada de ozônio e nem ocasionam o efeito estufa. A preocupação é com aparelhos antigos que usam CFC. No caso dos aerossóis, utiliza-se atualmente o propano e o butano
O protocolo de Montreal
É um acordo internacional, assinado em 16 de setembro de 1987, em que os países signatários se comprometem substituir as substâncias que destroem a camada de ozônio existente na estratosfera. Com isto, espera-se uma gradual diminuição do buraco de ozônio. Atualmente conta com a adesão de 180 nações. A ONU declarou o dia 16 de setembro como o Dia Internacional de Preservação da Camada de Ozônio.
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A Camada de Ozônio(continuação)
Fatores naturais
Existem também fatores naturais que contribuem para a diminuição da espessura da camada de ozônio da atmosfera. É o caso das erupções vulcânicas que produzem óxidos de nitrogênio e da diminuição da intensidade do campo magnético terrestre. Devido a este fator partículas mais pesadas, provenientes do vento solar, atingem a camada de ozônio provocando sua destruição.
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Poluição ambiental(Fonte: Física, Ciência e Tecnologia)
Poluição do ar Poluição da água Poluição do solo Poluição sonora Poluição visual Poluição radioativa
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Poluição do ar Poluentes primários Óxidos de enxofre (SO2 e SO3), óxidos de
nitrogênio (NO e NO2), material particulado, dióxido de carbono (CO2), monóxido de carbono (CO) e hidrocarbonetos (CxHy): são substâncias lançadas no ar pelas chaminés das fábricas e pelos veículos automotores.
Poluentes secundários Resultam da reação entre si de alguns
poluentes primários ou de alguns poluentes primários com componentes do ar.
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Poluição do ar (cont.)
Esquema das fontes poluidoras do ar
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Poluição do ar (cont.) Conseqüências da poluição do ar Alergias, doenças respiratórias, lesões em
órgãos internos, crises cardíacas, destruição da vegetação.
Chuvas ácidas O vapor de água da atmosfera reage com
dióxido de enxofre, formando o ácido sulfúrico (H2SO4) e com óxidos de nitrogênio, formando ácido nítrico (HNO3). As gotas de chuva absorvem estes ácidos e passam a apresentar alto índice de acidez. É a chamada chuva ácida
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Poluição do ar (cont.)
Conseqüências das chuvas ácidas Destruição da cobertura vegetal, corrosão
de metais e materiais com que são feitos monumentos e obras de arte, expostas ao ar livre.
Medidas antipoluição Instalação de filtros nas fábricas e nos
veículos automotivos (catalisadores).
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Poluição do ar (cont.)
Floresta afetada pela chuva ácida
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Poluição do ar (cont.)
Fachada corroída pelachuva ácida
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Poluição do ar (cont.)
Fábrica não dotada de filtros
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Poluição da água
Os poluentes Águas já usadas nas residências, contendo
restos de comidas, sabões, detergentes, fezes humanas e urina, são despejadas nas águas de rios e lagos, diretamente ou pelas redes de esgoto. Em pequenas quantidades sofrem biodegradação pelos microorganismos decompositores. Em grandes quantidades e sem tratamento a população de microorganismos cresce e, ao respirarem, consomem oxigênio dissolvido na água. Como conseqüência os peixes podem morrer por asfixia.
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Poluição da água(cont.) Outros poluentes Os adubos químicos que contêm
nitrogênio e fósforo, levados pela chuva, atingem rios e lagos e junto com as águas usadas nas residências, nutrem as algas. Estas se proliferam e impedem a passagem da luz para a água. As plantas que vivem no fundo não podem realizar a fotossíntese e portanto não produzem oxigênio. Assim as plantas e os peixes, para os quais elas servem de alimentos, morrem.
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Poluição da água (cont.)
Outros poluentes Cádmio, chumbo e mercúrio são
despejados pelas indústrias nas águas dos rios. São solúveis na água e facilmente absorvidos pelos seres humanos. Provocam lesões no sistema nervoso, no fígado e nos rins.
Vazamento de óleo de navios petroleiros: prejudicam a fauna e a flora.
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Poluição da água (cont.) Medidas antipoluição2. Tratamento e ampliação da redes de esgoto.3. Tratamento das substâncias tóxicas
produzidas pelas indústrias, tornando-as inofensivas.
4. Construção de emissários submarinos nas cidades litorâneas.
5. Campanhas educativas que esclareçam à população de que nossos rios, lagos, córregos, riachos,mananciais, mares etc, são fontes de vida
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Poluição do solo Causas da poluição Deposição direta do lixo e outros dejetos
humanos e animais, sem qualquer tipo de cuidado.
Resíduos industriais levados pelo ar e pela água e que podem ser absorvidos pelo solo.
Utilização indiscriminada de inseticidas e adubos químicos altamente tóxicos.
Medidas antipoluição6. Campanhas educativas permanentes7. Destinação correta do lixo e dos esgotos, com o
devido tratamento.8. Pesquisas visando evitar ou diminuir
drasticamente o uso de inseticidas na lavoura
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Poluição sonora
O som também polui Nossa civilização caracteriza-se pelo
barulho. Vivemos num mundo em que o normal é o ruído, o barulho constante. O silêncio é uma rara exceção.
Fontes de poluição sonora Nos grandes centros urbanos uma das
maiores fontes de poluição são os ruídos emitidos pelos veículos automotores.
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Poluição sonora (cont.) Níveis Sonoros (NS) NS > 85dB, contínuos: causa lesões
irreversíveis ao ouvido humano. NS > 110dB, em curta exposição: causa
perda temporária de audição. NS > 110dB, em exposição prolongada:
podem causar lesões aos nervos auditivos e conseqüente surdez definitiva.
NS > 140dB, em curta exposição: pode provocar ruptura do tímpano.
A poluição sonora interfere na comunicação entre pessoas, provoca fadiga e reduz a eficiência no trabalho.
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Poluição sonora (cont.)
Medidas antipoluição2. Campanhas de conscientização do
público.3. Leis severas4. Inspeção veicular5. Fiscalização eficiente
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Poluição visual A poluição visual decorre do excesso de faixas,
placas, outdoors e pichações, tornando deprimente a paisagem urbana. Segundo estudos, a poluição visual causa problemas psicológicos e de estresses em muitos habitantes dos grandes centros.
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Poluição radioativa A poluição radioativa ocorre quando há
aumento no nível de radiação de elementos radioativos naturais ou artificiais
A radioatividade apresenta inúmeras aplicações na medicina, na indústria e na produção de energia elétrica através da energia nuclear.
Precauções devem ser tomadas visando a proteção de pessoas que, de alguma forma, ficam expostas a materiais radioativos, pois muitos problemas podem advir de descuidos, de manuseios errados e de desinformação.
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As fontes de energia
Fontes convencionais de energia: as usinas hidrelétricas, termelétricas, os combustíveis fósseis
Fontes alternativas de energia: energia solar, energia eólica, os biocombustíveis, energia das marés, energia geotérmica,....
As usinas nucleares
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Fontes convencionais de energia
Usinas hidrelétricas
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A usina hidrelétrica e a preservação do meio ambiente
A represa A formação do grande reservatório, a
represa, altera o ecossistema da região: aumento da umidade relativa do ar, chuvas mais freqüentes e mais intensas, modificação da temperatura média do local
Cuidados com a flora O desaparecimento da vegetação nativa
impõe um reflorestamento criterioso
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A preservação do meio ambiente ( cont. )
Cuidado com a fauna Coleta criteriosa dos animais que vivem na
região
Desmatamento da região Evitar que madeiras de boa qualidade sejam
cobertas pela água
A população humana Assentamento das pessoas que vivem na
região, alterando minimamente a condição original de vida e até mesmo melhorando-a.
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Usinas Termelétricas A queima do combustível ( por exemplo
carvão) intensifica o efeito estufa, pois gera grandes quantidades de CO2.
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Os combustíveis fósseis São formados por compostos de carbono:
petróleo, carvão e gás natural. Resultam da decomposição de plantas e
animais, num processo que dura milhões de anos.
Não são renováveis (em relação ao tempo de vida do homem).
A queima destes combustíveis gera gases como o CO2 que despejados na atmosfera prejudicam a qualidade do ar e produzem o efeito estufa.
O gás natural é uma fonte de energia mais limpa do que o petróleo e o carvão, emitindo menor quantidade de poluente.
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Fontes renováveis de energia Energia eólica
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Energia eólica (cont.)
Pontos positivos Promissora fonte de geração de energia
elétrica. Redução significativa do custo do equipamento,
nas duas últimas décadas Não contribui para o efeito estufa. Não há consumo de combustível.
Pontos negativos Alto investimento para a transmissão da energia
elétrica gerada. Condições adequadas de vento. Impacto ambiental: sonoro ( ruído dos rotores )
e visuais. Interferências nos sistemas de comunicação
( rádio e TV)
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Fontes renováveis de energia (cont.)
Energia solar Coletores solares: utilizados para aquecimento
da água. Células fotovoltaicas: convertem diretamente
energia solar em energia elétrica.
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Energia solar (cont.)
Pontos positivos Instalação relativamente simples e com
pequena manutenção. Não há resíduos e nem impactos
ambientais. Não há consumo de combustível. Não há gastos suplementares, após a
instalação.
Pontos negativos Custo inicial elevado. Baixo rendimento na obtenção de energia
elétrica. Necessidade de insolação adequada.
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Fontes renováveis de energia ( cont.)
Biomassa: material de origem orgânica (animal ou vegetal ) que pode ser usado para gerar energia.
Biocombustível mais conhecido: álcool extraído da cana de açúcar.
O biodiesel é um combustível biodegradável, produzido por diversas espécies de vegetais como mamona, girassol, soja, amendoim e dendê.
Energia geotérmica Existem regiões onde a água aflora a superfície da
Terra em temperaturas elevadas na forma de jatos (os gêiseres) ou na forma de lagos. A energia responsável pelo aquecimento da água tem origem vulcânica e é denominada energia geotérmica, sendo utilizada para aquecimento domiciliar e para obter energia elétrica.
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Fontes renováveis de energia (cont.)
Energia das marés
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Energia Nuclear
A produção de calor para movimentar as turbinas é proveniente da fissão nuclear
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Energia Nuclear (cont.)Pontos positivos Abundância de matéria prima. Ausência de poluição atmosférica.
Pontos negativos Custo elevado de instalação. Aquisição de tecnologia adequada. Lixo radioativo Possibilidade de acidentes
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Conclusão A Física, permite-nos compreender os fenômenos
naturais e os provocados pelo homem e suas conseqüências. Assim, podemos atuar no sentido de melhorar as condições de vida, tanto atualmente como no futuro, garantindo a sustentabilidade do mundo em que vivemos.
Existem iniciativas a serem tomadas para enfrentar todos as situações adversas e dessas iniciativas todos devemos participar, pois só o esforço conjunto poderá levar a resultados positivos. Usando a metáfora do incêndio florestal, cada um de nós deve dar sua contribuição, como o passarinho levando água no bico para apagar o fogo da floresta.
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Textos: Prof. Nicolau Ferraro
Fotos:Banco de Imagens – CID
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