Energia e meio ambiente

Energia e meio ambiente

Meio Ambiente e Energia

Todos os processos da cadeia energética (produção, transformação, transporte, distribuição, armazenagem e uso final) envolvem uma série de perdas que reduzem a quantidade de energia efetivamente útil à sociedade a apenas a uma fração do total de energia captada da natureza. Por contingência das próprias leis físicas, um certo nível de perdas é inevitável ao longo da cadeia de transformações energéticas, haja vista o segundo princípio da termodinâmica.A luta contra a "desordem", descrita neste princípio, exige a dissipação de uma quantidade de energia que extrapola do sistema, não podendo ser restituída. Assim, como contrapartida à toda incorporação de um aporte de fontes energéticas, existe a perda da energia degradada que é rejeitada para o ambiente externo na forma de calor ou de resíduos (gases, material particulado). Além disso, o uso de energia também origina impactos sociais e econômicos decorrentes do próprio aproveitamento de recursos naturais Alguns deles podem ser significativos, mesmo no caso de fontes renováveis (hidreletricidade, biomassa plantada, energia solar e eólica), em virtude das áreas extensas que são necessárias para a produção em grande escala. A própria tecnologia usada, mesmo sob condições normais de operação, cujo exemplo mais temido ainda é o do funcionamento das centrais nucleares, pode comportar riscos consideráveis para a vida humana e o ambiente. Também podem ser incluídas nesse rol, com escala e características diversas, as atividades extrativas do carvão e gás natural, e a infra-estrutura do petróleo (poços, refinarias, oleodutos, navios e veículos de transporte). Durante muito tempo, utilizando as forças disponíveis da natureza e adequando-as a sua localização, o homem pode gerar, transmitir e consumir energia sem alterar significativamente o ambiente global, o uso do espaço e os modos de produzir ou distribuir bens de acordo com os modelos sociais, políticos e culturais prevalecentes. Apesar de ter se confrontado com vários episódios de escassez provocados pela apropriação intensa das fontes disponíveis, como foi o caso da lenha durante a Idade Média, até a Revolução Industrial a humanidade evoluiu com um consumo de energia relativamente moderado. A inserção de uma nova tecnologia -a máquina a vapor - no modo de produção provocou uma ruptura no sistema, exigindo uma nova ordem de grandeza no uso da energia.Além do carvão, como substituto da lenha a partir do século XIX, o uso generalizado do petróleo, junto com a eletricidade, viria assentar, no século XX, as bases da moderna civilização industrial, fundamentando grande parte da economia no uso de recursos fósseis que a natureza levou milhões de anos para produzir. Depois da 2ª Guerra Mundial, como recurso adicional para atender à expansão crescente do consumo de energia, foi desenvolvido o aproveitamento tecnológico da energia nuclear como fonte geradora de eletricidade. Desse período em diante, a velocidade e a amplitude impressa às atividades econômicas demonstrariam a chegada a um nível tão crescente de consumo dos recursos naturais que, pela primeira vez na história, o equilíbrio ecológico essencial para a vida humana poderia ser seriamente comprometido.Em 1950, ao mesmo tempo em que dispara o número de hospitalizações em áreas com níveis concentrados de poluição, como Londres, são retomados os estudos iniciados por Svente Arrhenius, no final do século anterior, sobre o carbono e sua potencial ação sobre as mudanças climáticas e condições atmosféricas. Na década seguinte, os relatos científicos revelam a perturbação dos ciclos biológicos nos estoques pesqueiros e nas áreas agrícolas da Escandinávia, em decorrência da formação de chuvas ácidas provocadas pela queima de carvão no parque industrial da Inglaterra. Durante as décadas seguintes, enquanto principia e se intensifica o debate internacional sobre desenvolvimento e ambiente, a questão energética aparece no cenário mundial através de crises econômicas e políticas (embargo temporário do petróleo e aumento dos preços no mercado internacional) e de acidentes ambientais (vazamento de petróleo na área de concessão da Exxon no Alaska, falha no sistema de segurança da usina nuclear de Three Mile Island e emissão radiativa do reator de Chernobyl), com fortes repercussões na opinião pública, mobilizando setores públicos e acadêmicos na busca de tecnologias mais eficientes e seguras. Dos vários acordos ambientais negociados, ao longo das décadas de 1980 e 1990, apenas um deles, o Tratado de Montreal (1987), obteve êxito relativo na substituição industrial dos gases clorofluorcarbonos (CFC) por outros compostos com menor potencial destrutivo sobre a camada de ozônio. A maioria das negociações ambientais relacionadas à energia ainda está a meio termo. A padronização dos critérios de segurança no transporte de petróleo e as diretrizes internacionais para construção de grandes hidrelétricas estão em debate e a Convenção sobre Segurança Nuclear, assim como o Protocolo de Kyoto, ainda aguarda a ratificação dos países signatários.

No âmbito brasileiro, o contexto de discussão abrange algumas características:

  • a forte preponderância da geração hidráulica no suprimento de eletricidade, cuja maior parte do potencial remanescente localiza-se na região de ecossistemas de elevada biodiversidade (região Amazônica) e sobre o qual ainda se detém pouco conhecimento científico;

  • a existência de um importante segmento industrial ergointensivo (siderurgia, metalurgia, papel, celulose), baseada no consumo de carvão vegetal;

  • consumo maçico de fontes combustíveis derivadas do petróleo;

  • declínio do programa institucional de aproveitamento do álcool combustível;

  • a má qualidade do carvão mineral brasileiro, com alto teor de enxofre e cinzas;

  • estímulo à diversificação da matriz com base na instalação de 49 termétricas, 42 delas movidas a gás natural e o restante a carvão vegetal.

Até a década de 1970, as grandes barragens e centrais hidrelétricas eram consideradas como ícone do desenvolvimento energético e desfrutavam da convicção de serem projetos de baixo impacto com possibilidade de agregar usos múltiplos (atenuação de cheias e abastecimento de água na região circunvizinha, habilitação de áreas para lazer e aquicultura), sem oferecer riscos ambientais como a emissão de poluentes. As mudanças produzidas no ambiente construído se encarregariam de demonstrar conseqüências mais drásticas do que se poderia mensurar. O elevado nível de eutroficação (aumento de nutrientes na água resultante da decomposição orgânica submersa) associado ao descontrole do grau de assoreamento de rios represados favoreceram, em grande parte dos casos, a proliferação de determinadas espécies vegetais e animais (algas, mosquitos, parasitas), comprometendo o equilíbrio ecológico e a qualidade de vida no seu entorno. É o caso de Tucuruí, a primeira grande barragem construída em floresta tropical, a 300 km ao sul de Belém do Pará. Idealizada para suprir energia ao Programa Grande Carajás de mineração e a projetos industriais (produção de alumínio), a barragem forçou o deslocamento de 40 mil pessoas e alterou o modo de vida da população, indígenas em sua maioria, que sofre com a má qualidade da água, o aumento de mosquitos transmissores de doenças e a redução dos cardumes de peixes, a base protéica da alimentação local. Na maioria dos casos, a prioridade dada à geração de energia relegou ao esquecimento as ações complementares do projeto, como a criação de parques de recreação e áreas de aquicultura. A redução da qualidade de vida da população ribeirinha, os baixos valores de indenização paga aos moradores desapropriados ou o deslocamento compulsório para terras menos produtivas acarretaram um nível crescente de empobrecimento e êxodo rural.Segundo dados do Movimento dos Atingidos por Barragens (MAB), mais de um milhão de brasileiros foram deslocados devido à construção de barragens, sem haver um programa adequado de acompanhamento. Nesse total estão incluídas cerca de 30 mil famílias com processos de indenização ou realojamento ainda pendentes. A Comissão Mundial de Barragens (CMB) trabalha desde sua criação, em 1988, na revisão das vantagens técnicas e na elaboração de diretrizes internacionais para instalação de projetos na área hidrelétrica . Resultados de pesquisas recentes apontam um problema a ser considerado: a decomposição orgânica da biomassa submersa nos lagos das represas produzem dióxido de carbono (CO2) e metano (CH4) em quantidades similares às termelétricas, quando considerados períodos históricos relativamente pequenos (menos que 100 anos).A crítica ambientalista ao plano de instalação de um parque termelétrico movido a gás natural, uma fonte considerada mais limpa que o petróleo, reside justamente no aumento da emissão nacional de óxidos de nitrogênio (NOx), resultantes do processo de queima, e de ozônio de baixa altitude (O3), formado pela reação fotoquímica do Nox à radiação solar. Além dos resíduos produzidas no processo de queima, a alta porcentagem de metano (CH4) contido no gás natural (90%) transforma as perdas potenciais (estimadas em 1% do total) na rede de transporte e distribuição em fontes com contribuição significativa para o aumento do efeito estufa, conforme veremos adiante.

Segundo Emílio La Rovere, pesquisador da UFRJ, a questão da energia e suas implicações ambientais e econômicas abarcam algumas conseqüências particularmente importantes:

  • desafio de conservar o ambiente exige uma tomada de consciência mundial, que torna-se extremamente complexa em vista da necessidade de uma ação coordenada em nível internacional;

  • planejamento energético não pode mais deixar de incorporar a dimensão ambiental, que tende a condicionar crescentemente as decisões sobre produção e uso de energia;

  • A contenção do consumo de energia deve principiar nos países industrializados, responsáveis por 84% do consumo global, com ampla política de conservação que promova o uso mais eficiente;

Caberá aos países em desenvolvimento, buscar um estilo de desenvolvimento menos intensivo em energia que, ao mesmo tempo, minimize os impactos ambientais e propicie condições de erradicar os males do subdesenvolvimento.

 

Principais Problemas Ambientais Ligados às Fontes de Energia

Poluição Atmosférica

A poluição atmosférica está associada, principalmente, à queima de carvão e de combustíveis derivados de petróleo (Os aspectos e impactos gerados pela queima de gasolina e diesel podem ser vistos na Tabela 1. A ação dos resíduos sobre a saúde está sintetizada na Tabela 2). Esses dois insumos alimentam grandes setores da economia atual, como a própria geração de energia (termoelétricas), a produção industrial e o transporte, totalizando aproximadamente 90% da energia comercial utilizada no mundo. Estima-se que, entre 1960 e 1996, com o incremento das atividades industriais e de transporte (rodoviário e aéreo), a emissão de carbono (CO e CO2) resultante da queima desses combustíveis, mais que dobrou. O transporte rodoviário, uma das maiores fontes de poluentes, joga mais de 900 milhões de toneladas de CO2 por ano na atmosfera. De 1950 até 1994, a frota mundial de veículos (carros, ônibus e caminhões) cresceu nove vezes, passando de 70 milhões para 630 milhões. No Brasil, de acordo com o capítulo Cidades Sustentáveis da Agenda 21, a taxa de motorização passou de 72 habitantes por automóvel em 1960 para pouco mais de 5 em 1998, podendo chegar essa relação a 4,3 em 2005, enquanto a quantidade média diária de viagens por habitante, segundo a projeção, deve subir de 1,5 registradas em 1995 para 1,7 viagens.Os efeitos nocivos do crescimento automotivo têm aparecido continuamente em levantamentos de saúde. Uma estatística, divulgada pela Organização Mundial de Saúde (OMS) em 1999, apontou a poluição como responsável por um número maior de mortes do que o trânsito, em decorrência de problemas respiratórios ou cardíacos desencadeados pela exposição contínua ao ar poluído. Os pesquisadores europeus, que avaliaram os efeitos da poluição do ar em três países (Áustria, Suíça e França), estimam que essa seja a causa de 40 mil mortes anuais, metade das quais ligadas diretamente à poluição produzida por veículos automotores. A poluição gerada (monóxido de carbono, óxidos de enxofre e nitrogênio, material particulado) pelo transporte também é apontada como a responsável por 25 mil novos casos anuais de bronquite crônica e mais de 500 mil ataques de asma. Esses dados confirmaram informações de pesquisas anteriores, realizadas no Reino Unido, que mostraram que a poluição abrevia a vida de 12 a 24 mil pessoas por ano e provoca outras 24 mil internações.Os dados brasileiros também revelam prejuízos significativos à saúde, em particular de gestantes, crianças e idosos. Um grupo da Faculdade de Medicina da USP constatou, em 1997, que a concentração de poluentes atmosféricos em São Paulo, principalmente nos meses de inverno, pode aumentar até 12% o risco de mortes por doenças respiratórias.Os experimentos feitos com animais de laboratório indicaram que, após 3 meses de exposição aos poluentes, aparecem sintomas de rinite alérgica e crises de asma, além da redução das defesas imunológicas pulmonares, o que dobra o risco de contrair câncer. O ar de São Paulo recebe, anualmente, cerca de 3 milhões de toneladas de poluentes, 90% deles emitidos por veículos automotores. Os efeitos agudos da poluição se manifestam, sobretudo, durante o inverno, quando a procura por atendimento em pronto-socorros infantis aumenta 25% e o número de internações por problemas respiratórios sobe 15% em relação às outras estações, quando o egime mais intenso de chuvas e ventos ajuda a dispersar a poluição. Entre as crianças esse índice chega a 20% e a taxa de mortalidade de idosos acima de 65 anos, nesse período do ano, aumenta até 12%.

Tabela 1Aspectos e Impactos Gerados pelo Uso de Gasolina e Diesel  

Aspecto

Impacto

Tipo

Categoria

Emissão de dióxido de enxofre (SO2)

Chuva ácida

Negativo

Regional

Emissão de monóxido de carbono (CO)

Intoxicação

Negativo

Local

Emissão de dióxido de carbono (CO2)

Efeito estufa

Negativo

Global

Emissão de óxidos de nitrogênio (NOx)

Chuva ácida, formação de ozônio de baixa altitude (O3)

Negativo

Regional e global

Emissão de material particulado

Não identificado

-

-

Emissão de hidrocarbonetos

Formação de ozônio de baixa altitude (O3)

Negativo

Global

Formação de ozônio de baixa altitude (O3)

Problemas no desenvolvimento de plantas, efeito estufa

Negativo

Regional e global

Emissão de aldeídos

Cancerígeno para animais

Negativo

Regional

Fonte: Breno Torres Santiago Nunes, Sérgio Marques Júnior, Rubens Eugênio Barreto Ramos. Estratégia de gerenciamento ambiental para setor de transportes:  perspectivas para o uso do gás natural como minimizador da poluição atmosférica.

Tabela 2Ação dos Resíduos de Combustível Fósseis sobre a Saúde

Substância

Efeitos sobre a Saúde

NOx

Irritação dos olhos e aparelho respiratório, efeito potencial no desenvolvimento de enfisema

SO2

Problemas respiratórios, aumento da incidência de rinite, faringite e bronquite

CO

Fatal em altas doses. Afeta sistemas nervoso, cardiovascular e respiratório. Dificulta o transporte de oxigênio no sangue, diminui os reflexos, gera sonolência

O3

Irritações na garganta, olhos e nariz, aumento da incidência de tosse e asma.

Hidrocarbonetos

Sonolência, irritação nos olhos, tosse

Aldeídos

Irrita olhos, nariz e garganta. Provoca náuseas e dificuldade respiratória.

Material particulado (da queima de carvão)

Irrita olhos, nariz e garganta. Provoca náusea e dificuldades respiratórias.

Fonte: Breno Torres Santiago Nunes, Sérgio Marques Júnior, Rubens Eugênio Barreto Ramos. Estratégia de gerenciamento ambiental para setor de transportes:  perspectivas para o uso do gás natural como minimizador da poluição atmosférica

 

Outra pesquisa, liderada pelo Laboratório Experimental de Poluição Atmosférica, também da USP, investigou os danos provocados aos fetos, apesar da proteção oferecida pela placenta e pelo próprio corpo materno. A análise comparativa entre o número de óbitos fetais tardios (ocorridos após o 7º mês de gestação) e o nível diário de poluição revelou um número maior de mortes em períodos mais poluídos. De acordo com os pesquisadores, dois em cada oito óbitos fetais tardios estão associados à poluição. Embora não seja fator determinante para a perda do bebê, a poluição é um risco adicional à saúde das gestantes nos grandes centros urbanos.

 

Aumento do Efeito Estufa e Alterações ClimáticasA crescente consumo de combustíveis fósseis também está alterando o equilíbrio do planeta proporcionado pelo "efeito estufa", fenômeno que permite manter uma temperatura terrestre favorável à existência biológica. Contudo, a temperatura média da Terra responde ao aumento da concentração de gases de efeito estufa, pois esses gases, embora não possuam a capacidade de absorver a radiação proveniente do sol, podem reter a radiação de retorno, amplificando os efeitos do fenômeno produzido naturalmente.Entre os gases de efeito estufa mais conhecidos estão o dióxido de carbono (CO2), o metano (CH4), o óxido nitroso (N2O) e os clorofluorcarbonos (CFCs). Os óxidos de nitrogênio (NOx), o monóxido de carbono (CO), os halocarbonos e outros de origem industrial como o hidrofluorcarbono (HFC), o perfluorcarbono (PFC) também são exemplos de gases de efeito estufa.Segundo o Painel Intergovernamental para Mudanças Climáticas (IPCC), o aumento de dióxido de carbono em decorrência da intensificação das atividades industriais foi o principal fator que contribuiu para elevar a média da temperatura entre 0,4ºC e 0,8ºC na superfície do planeta durante o último século. O relato da Academia Nacional de Ciências (NAS) dos Estados Unidos durante a realização do Fórum Econômico, na Suíça, em janeiro de 2000, confirmou que a temperatura média global nos dias atuais é substancialmente maior que a taxa média de aquecimento durante todo o século XX.Em 1896, as pesquisas de Svente Arrhenius já apontavam indícios de superaquecimento terrestre como decorrência do aumento de dióxido de carbono (CO2) produzido pela queima de recursos fósseis (petróleo, carvão, biomassa). O assunto permaneceu como tema acadêmico até meados do século XX, quando estudos experimentais, realizados na década de 1950, provaram que a composição atmosférica tinha mudado desde o início da Era Industrial e que o ritmo dessa mudança poderia estar se acelerando. A quantidade de dióxido de carbono e metano produzida pela decomposição orgânica nos lagos represados de grandes centrais hidrelétricas e o índice elevado de óxidos nítricos expelido diretamente na camada estratosférica pelo tráfego aéreo tem sido citados como fatores agravantes do fenômeno.A contribuição desses gases para o aumento da temperatura global depende do tempo de sua permanência na atmosfera e da interação com outros gases e com o próprio vapor d'água natural do planeta. O dióxido de carbono é o principal agente da mudança em vista do tempo de dispersão muito longo e da quantidade gerada pelas atividades antropogênicas. O metano, embora tenha período curto de permanência na atmosfera, possui expressiva contribuição no aumento do efeito estufa porque absorve maior quantidade do calor irradiado pela Terra. Calcula-se que o metano tem um potencial de aquecimento atmosférico 56 vezes maior do que o dióxido de carbono. Os óxidos nítricos, em menor proporção, também têm a mesma característica de reação fotoquímica com a luz solar, promovendo a formação de ozônio de baixa altitude. Em 2000, o Brasil ocupava a 17ª posição no ranking de poluidores, emitindo 74,6 milhões de toneladas de dióxido de carbono por ano. Se as emissões causadas pelos desmatamentos fossem computadas, o País passaria a emitir 200 milhões de toneladas a mais, passando para a 5ª posição no ranking. (Os dados de intensidade energética e emissão per capita de CO2, por países, está na Tabela 3. Os dados da emissão de CO2 por setor de economia, no Brasil, estão na Tabela 4. O histórico das emissões de CO2, por fonte de energia, está na Tabela 5).

 

Tabela 3Intensidade Energética e Emissão per Capita de CO2

Países

Intensidade Energética

Emissão CO2

1980

1995

1980

1995

Países de baixa renda

1,11

0,91

0,90

1,40

Países de renda médiaBaixa Renda Média AltaRenda Média

0,831,000,59

0,911,000,67

2,902,004,60

4,504,504,60

Países de Renda MédiaÁsia e PacíficoEuropa e Ásia CentralAmérica Latina/Caribe

0,91n.d.n.d.0,45

0,911,111,670,50

1,501,40n.d.2,40

2,502,507,902,60

Países de Alta Renda (OCDE)

0,34

0,29

12,00

12,50

Brasil

0,29

0,37

1,50

1,60

Fonte: Mário Jorge Cardoso de Mendonça, Maria Bernadete Sarmiento Gutierez, O efeito estufa e o setor energético brasileiro, Texto de Discussão 179, Edição própria, IPEA, 2000.

Observações: Intensidade energética medida em Kg equivalente de petróleo/US$ produzido, emissão medida em Kg de CO2/US$. N.d. : não disponível

 

Tabela 4Emissão de CO2 dos Combustíveis Fósseis por Setor da Economia Brasileira(Dados de 1996 em 106 tC de CO2)

Setor

Quantidade de Emissão

Percentagem do Total

Agropecuário

3,9

6

Industrial

21,4

34

Comercial

0,4

1

Público

0,4

1

Transporte

31,2

49

Residencial

5,3

8

Consumo Final

62,7

100

Fonte: INEE, Balanço de Eficiência Energética do Brasil, 2000

 

Tabela 5Histórico das Emissões de CO2 no Brasil, por Fonte de Energia(em Milhões de toneladas de Carbono)

Fonte

1974

1980

1986

1990

1993

1996

Gás

0,49

0,79

2,27

2,72

3,05

4,01

Petróleo

32,1

42,6

49,0

41,5

45,9

56,2

Carvão

2,86

6,32

10,8

10,4

12,0

13,3

Total

35,44

49,66

52,11

54,60

61,0

73,5

PIB (US$)

367

546

621

635

659

749

Índice (kgC/US$)

-

-0,94

-1,17

0,51

2,20

1,85

Fonte: INEE, Balanço de Eficiência Energética do Brasil, 2000

 

O estudo feito por geólogos da Universidade do Texas, Estados Unidos, demonstrou que apenas 25% da variação total da temperatura terrestre, no último século, ocorreu por causas naturais, como erupções vulcânicas e flutuações na intensidade da luz solar que atinge a Terra. Esses fenômenos naturais foram os responsáveis pela maior parte das mudanças climáticas globais verificadas até meados do século XIX. Os resultados de outra pesquisa, desenvolvida por geofísicos da Universidade de Utah, registraram um aquecimento médio global de 1,1ºC desde o início da Revolução Industrial, no final do século XVIII. Os pesquisadores cruzaram as temperaturas medidas em poços com até 600 metros de profundidade com os dados registrados a partir de 1860 por estações meteorológicas. As temperaturas obtidas são semelhantes àquelas aferidas por outro grupo de pesquisadores em poços do hemisfério Sul, durante o ano de 2000, e são coerentes com os relatórios emitidos pelo Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (IPCC).Mudanças impostas ao equilíbrio do planeta pela atividade humana, que incluem principalmente o aumento dos gases de efeito estufa e da radiação solar incidente em virtude da destruição da camada de ozônio, causada principalmente pelos compostos de cloro e bromo, sendo o CFC (clorofluorcarbonos) o principal deles, tendem a acelerar também a alteração da temperatura oceânica, a circulação associada entre a terra e os mares, e os tipos climáticos das regiões terrestres.O cenário resultante dessas mudanças seriam desastres como enchentes, fome, epidemias, extinção de espécies animais e vegetais, desertificação de terras produtivas, destruição de recifes de coral e submersão de países do Caribe e do Pacífico, com territórios ao nível do mar. Os custos para prevenir e contornar as catástrofes decorrentes das mudanças climáticas e das perdas de terras agrícolas, água potável, estoques pesqueiros e produção de energia devem consumir aproximadamente U$ 300 billhões, a partir de 2050, conforme dados divulgados por seguradoras ligadas ao Programa das Nações Unidas sobre Meio Ambiente. Os dados projetados pelo Centro Tyndall, da Universidade de East Anglia (Inglaterra), prevêem que o impacto causado pelo aquecimento sobre determinadas regiões poderá agravar a situação de países que figuram entre os mais quentes e secos do mundo, como o Cazaquistão e a Arábia Saudita, ou já enfrentam escassez de alimentos, como o Afeganistão e a Etiópia.

 

Chuva ÁcidaOs principais ácidos da chuva são o sulfúrico (H2SO4) e o nítrico (HNO3), formados pela associação da água com dióxido de enxofre (SO2) e óxidos de nitrogênio (NOx), produtos da queima de combustível fóssil, que podem ser carregados pelo vento por distâncias superiores a 1.000 quilômetros do ponto de emissão, ocasionando chuvas ácidas distantes da fonte primária de poluição, o que acaba se tornando um problema sem fronteiras territoriais.O dióxido de enxofre e os óxidos de nitrogênio podem causar danos tanto pela precipitação seca, que se depõe sobre a vegetação e as estruturas (monumentos, prédios, etc.), como pela precipitação úmida, dissolvidos na chuva ou em vapores d'água atmosféricos. Para a saúde humana os principais danos causados pela ingestão de água ou alimentos contaminados por metais pesados presentes na chuva ácida são os problemas neurológicos. Há, normalmente, fluxos naturais de enxofre e nitrogênio causados pelas emissões vulcânicas, pela queima de biomassa e pela iluminação solar. São fluxos uniformemente espalhados, que não causam grandes precipitações. O fator significativo aqui também são as ações humanas porque o fluxo derivado destas é concentrado em poucas regiões industriais, porém tem a desvantagem adicional de poder se espalhar e afetar a população de outras regiões, dependendo do regime dos ventos.Por dois anos consecutivos (1999-200), pesquisadores norte-americanos, europeus e indianos do Projeto INDOEX (Indian Ocean Experiment) constataram a existência de uma mancha marrom de 10 milhões de quilômetros quadrados de extensão com 3 a 5 Km de espessura formada por resíduos poluentes - fuligem, sulfatos, nitratos, partículas orgânicas, cinzas e poeira mineral - sobre a Índia e o Oceano Índico, obstruindo a passagem da luz solar e provocando chuva ácida. Para os cientistas, a mancha resulta da alta concentração de poluentes emitidos em toda a Ásia e acumulados sobre essa região em decorrência dos padrões de circulação climática. No decorrer da década de 1990, os países asiáticos lançaram na atmosfera cerca de 34 milhões de toneladas de dióxido de enxofre ao ano, quase 40% a mais do que os Estados Unidos, até então o maior responsável pela emissão desse gás no mundo. Por causa do incremento da industrialização e da frota de veículos, além do consumo intenso de carvão como gerador de energia, esses números devem triplicar até 2010, sobretudo na China, Índia, Tailândia e Coréia do Sul.

 

Vazamentos de Petróleo

No caso brasileiro, além do lixo, dos esgotos lançados in natura e de materiais contaminados oriundos das dragagens portuárias, a ocorrência crescente de vazamentos de petróleo têm sido um fator crescente de poluição dos ecossistemas costeiros. Quando o vazamento ocorre em alto mar, existe todo um processo que pode ocorrer com a mancha provocada, fazendo com que ela se disperse antes de chegar à costa. Como o óleo é menos denso do que a água, ele tende a flutuar, atingindo uma grande superfície. Neste processo, os compostos mais nocivos evaporam, pois são muito voláteis, e as partes mais pesadas dos hidrocarbonetos, com o batimento das ondas se agregam a pequenas partículas em suspensão no oceano, sedimentando lentamente. Antes do afundamento da plataforma P-36, em março de 2001, e do acidente com a plataforma P-7, em abril, a Petrobrás somava 18 desastres causados desde março de 1975 por vazamento de óleo e gasolina ou emissão de vapores de soda caústica, nove deles somente entre 1990 e 2000. Em quatro deles (janeiro, março, junho e julho de 2000), foram lançados mais de 5 milhões de litros de petróleo na região costeira da Baía de Guanabara (RJ), em Araucária (PR) e em Tramandaí (RS).Para o ecossistema marinho, o custo desses vazamentos pode representar o comprometimento no longo prazo da diversidade biológica e genética, composta por organismos e plantas que formam a base da cadeia alimentar e são responsáveis pela dispersão intra e inter-oceânica das espécies. Uma alteração significativa do ambiente oceânico poderá agravar a diminuição dos principais estoques pesqueiros, já considerados sob risco uma vez que 70% deles são superexplorados ou estão em seu limite biológico de reprodução. Outro sinal visível da degradação dos ambientes oceânicos é a descoloração dos recifes de coral. O Fundo Mundial para a Natureza (WWF) tem observado, desde 1980, o aumento do número de formações atingidas pelo problema. Em 1998, o relatório Planeta Vivo, emitido pelo WWF, informou 100 episódios de descoloração de recifes durante a década de 1980, um índice alarmante comparado aos três registros históricos ocorridos nos cem anos anteriores. A degradação dos recifes de corais ameaça uma diversidade de espécies animais que utiliza as formações como habitat e torna as costas litorâneas desprotegidas contra a erosão provocada pelos movimentos oceânicos e o impacto das tempestades sobre a plataforma continental. A própria extração do petróleo provoca danos ambientais que ainda não foram devidamente mensurados. A lama utilizada como lubrificante para evitar o excesso de atrito do equipamento durante o processo de furo produz um montante ainda não calculado de rocha moída que é jogada no mar assim como todos os resíduos que são inerentes ao processo de extração do petróleo (gás e água com alta salinidade e concentração de metais). A bacia marítima de Campos (RJ), considerada pelos especialistas como uma das maiores fontes de petróleo do Brasil devido à sua extensão (40 mil km2), fica em uma região de grande diversidade ecológica e interesse turístico porque abriga várias lagoas costeiras, manguezais, praias arenosas e de cascalho, costões rochosos, colônias de aves marinhas, além de áreas de pescas e bancos de calcário em profundidades até 120 metros.

 

Desmatamento e DesertificaçãoO desmatamento promovido para obtenção de fontes energéticas (madeira e carvão) e a transformação de florestas em terrenos cultiváveis reduziram em 70% o parque florestal europeu e asiático entre os séculos XIX e início do século XX. De um total estimado em 62,2 milhões de quilômetros quadrados, restam somente 33,4 milhões de florestas. Atualmente, 46% das matas nativas do planeta estão sob o mesmo risco de destruição pelo desmatamento que consome, todo ano, 17 milhões de hectares de florestas tropicais, de acordo com o WWF e o Centro Mundial de Monitoramento e Conservação (WCMC). A Organização das Nações Unidas para a Agricultura e Alimentação (FAO) divulgou que, entre 1980 e 1995, houve um aumento de 4% na cobertura florestal da Europa, mas as condições da mata são precárias em virtude de incêndios, secas, pragas e poluição atmosférica. Nas áreas reflorestadas mais de 25% das árvores apresentam processos de desfoliação e número de matas primárias saudáveis reduziu, no mesmo período, de 69% para 39%. As queimadas para prática de técnicas agropecuárias são a principal forma de desmatamento. A expansão de áreas urbanas, a construção de malhas viárias e a implantação de projetos hidrelétricos ou para extração de minérios, além do comércio de madeira, incluindo o ilegal, que movimenta aproximadamente U$ 6 bilhões por ano, também contribuem para a desvastação. O manejo inadequado da terra e uso excessivo de fertilizantes, somados ao desmatamento da cobertura vegetal, também são responsáveis pela desertificação de áreas extensas ao redor do planeta, particularmente na África, onde mais da metade do território são de terrenos semi-áridos, áridos ou desérticos. No Brasil, onde a perda de terras cultiváveis chega a U$ 4 bilhões ao ano, a desertificação já compromete 980 mil quilômetros quadrados. Durante a década de 1990, segundo o WRI, foram perdidos 562 milhões de hectares de terra férteis, o que representa 38% da área total plantada no mundo.As queimadas com fins agrícolas ou comerciais, além de causarem degradação ambiental, também são um grande fone de emissão de dióxido de carbono. Ao longo da década de 1980, as florestas chegaram a ser consideradas "o pulmão do planeta", em virtude da absorção de dióxido de carbono e à liberação de oxigênio realizadas pelas plantas durante o processo de fotossíntese. A posteriori, algumas pesquisas apontaram que isso, na realidade, se tratava de um equívoco porque o oxigênio liberado durante a fotossíntese era absorvido pelas próprias árvores para realimentar esse processo. Recentemente, o projeto Experimento de Grande Escala da Biosfera - Atmosfera na Amazônia, que reúne mais de 300 pesquisadores da América Latina, Estados Unidos e Europa, comprovou que existe realmente um balanço positivo na absorção de carbono pela floresta amazônica, embora menor do que havia sido divulgado anteriormente (5 a 8 toneladas de carbono por hectare). As correções realizadas nos cálculos indicam que, somadas todas as fontes conhecidas de absorção e emissão, a floresta retira uma quantidade relativamente modesta de carbono por hectare preservado, algo entre uma e duas toneladas anuais. Considerando a sua extensão, que abrange 70% do ecossistema florestal da América Latina, a floresta ainda seria capaz de retirar uma quantidade de carbono nada desprezível, estimada entre 400 e 800 milhões de toneladas por ano, ou o eqüivalente à aproximadamente 10% das emissões globais devido à queima de combustíveis fósseis e ao desmatamento. De todo modo, a destruição das florestas por queimadas ou desmatamento acarreta um duplo impacto ambiental porque as queimadas desprendem uma grande quantidade de dióxido de carbono e os desmatamentos, ao retirar a cobertura vegetal, reduzem a quantidade de água evaporada do solo e a produzida pela transpiração das plantas, acarretando uma diminuição no ciclo das chuvas. Além de provocar os efeitos climáticos diretos, o calor adicional pode destruir o húmus (nutrientes, microorganismos e pequenos animais) que promove a fertilidade do solo. Os efeitos da destruição já são sentidos inclusive nas áreas urbanas, onde o desmatamento das margem dos rios aumenta progressivamente o grau de erosão dos terrenos ribeirinhos, reduzindo a vazão da água e a qualidade do abastecimento. Em várias cidades, como Piraciba (SP), as prefeituras têm recorrido ao reflorestamento com espécies nativas para tentar reverter o processo de degradação e conter os riscos de desabastecimento.

 

Fontes Alternativas e/ou Renováveis de Energia

Energia Solar

Nas últimas três décadas, o aproveitamento da energia solar para aplicações diversas tem sido bastante destacado, especialmente em países tropicais e subtropicais, como o Brasil, que dispõem de condições excelentes de radiação solar ao longo do ano. As experiências visando a utilização de energia solar para diversos fins datam de tempos remotos. A história registra que, no século I, Herão de Alexandria já havia construído um dispositivo para bombeamento de água empregando o calor do sol como fonte térmica. O uso direto da energia solar tem três atrativos principais: primeiro, sua capacidade de renovação, quase infinita, considerando a escala de tempo humana. Segundo, está relacionada com a proporção menor de impactos ambientais, quando comparada com aqueles provenientes da exploração e do uso de energias fóssil e nuclear. O terceiro é a viabilidade de aplicação junto às fontes consumidoras, o que elimina a necessidade de transporte através de grandes distâncias.O uso direto da energia solar pode ser feito de duas formas: como fonte de luz e calor ou para produção de eletricidade. Uma maneira de aproveitar mais eficientemente a energia solar incidente é através do uso de coletores térmicos, dispositivos capazes de transformar a luz do sol em calor, que pode ser utilizado diretamente no aquecimento de água para consumo doméstico. Outra maneira é converter a energia solar diretamente em energia elétrica, utilizando células fotovoltaicas revestidas de semicondutores que, ao absorver luz, produzem uma pequena corrente elétrica.Devido aos elevados custos de fabricação e manutenção, a utilização dessas células não oferece vantagem para extenso uso comercial, a não ser em pequenas usinas elétricas em regiões muito distantes de geradoras hidro ou termoelétricas. Atualmente, existem projetos de produção de eletricidade via satélite, captando e convertendo a energia solar, por meio de grandes painéis ao redor do planeta, em eletricidade que será transmitida para a Terra por microondas. O uso indireto da energia solar ocorre através do aproveitamento da biomassa, do vento, das marés, dos gradientes de temperatura da água oceânica, dos combustíveis vegetais e fósseis 

Biomassa

Cerca de 0,02% da energia solar incidente sobre a Terra é utilizada no processo biológico da fotossíntese que transforma a energia luminosa recebida em energia química. Esse processo é o responsável também pela formação de biomassa que constitui uma fonte de energia renovável aproveitada de muitas maneiras: na forma de alimento (carnes, frutas, peixes, legumes, etc), como combustível direto (lenha, casca de babaçu, bagaço de cana, gás natural, etc) e combustível indireto por meio de óleos vegetais (mamona, soja, dendê) e de álcoois (etílico e metílico convertidos da madeira, da cana-de-açúcar, do sorgo sacarino, da mandioca, etc). Os óleos vegetais e os álcoois possuem capacidade para substituir o óleo combustível e a gasolina, respectivamente. Ainda existem possibilidades tecnológicas para realizar conversões fotoquímicas, promovendo a dissociação da água por intermédio das algas, o que poderá vir a ser, no longo prazo, uma forma de obter hidrogênio combustível. O biogás oriundo da biomassa é uma fonte de energia relativamente barata, renovável e eficiente, além de não poluente. O subproduto desse processo é um excelente fertilizante. Outra vantagem é o aproveitamento de um material que, para ser eliminado ou tratado, necessitaria de mais consumo de energia. Os problemas mais críticos para a produção do biogás são os controles do pH e da temperatura durante o estágio final de degradação dos resíduos orgânicos. A cana-de-açúcar e o sorgo sacarino são exemplos de vegetais com boa eficiência de conversão, o que os torna, potencialmente, matéria-prima para a extração de álcool. O processo de obtenção dos álcoois etílico e metílico, com a fermentação e destilação de vegetais como a batata, a beterraba, o milho, a cevada e outros cereais, é conhecido há muito tempo. No entanto, seu uso como combustível é muito recente, datando da Primeira Guerra Mundial. No Brasil, o Plano Nacional do Álcool - PROÁLCOOL - mostrou uma perspectiva de obter um combustível automotivo substituto, reduzindo em setenta por cento o consumo de gasolina. Para a geração de eletricidade, em média e larga escala, ainda não há condições de competitividade da biomassa com os combustíveis fósseis, em vista dos custos econômicos. Também persistem alguns problemas no que se refere aos processos de manejo e conversão. Para pequenas populações dispersas, no meio rural ou em localidades isoladas, onde as condições de extensão da rede elétrica e a logística de transporte de combustível são mais difíceis, a biomassa pode resultar na solução menos dispendiosa, garantindo ainda o aproveitamento dos próprios recursos locais. O Brasil utiliza para cultivo agrícola somente 7,5% dos 851 milhões de hectares de terras que possui. A implantação de cultivos de biomassa pode ser uma alternativa lucrativa para os proprietários rurais que poderão utilizá-los, como cultivo complementar, na geração de energia para consumo próprio e ainda prover uma fonte de renda adicional para a agroindústria e o setor moveleiro circunvizinhos. A utilização de biomassa, para fins energéticos, é tão antiga quanto a própria civilização. Até o século XVIII, a principal fonte de energia era a lenha. Nos séculos XIX e XX, com a progressiva introdução comercial dos combustíveis fósseis, a biomassa assumiu um plano secundário na matriz energética global, entrando na lista das fontes de geração consideradas alternativas, junto com as energias solar e eólica.

 

Energia Éolica

O vento, assim como a água, foi uma das fontes de energia mais utilizadas pelo homem. Restos de um barco a vela encontrados em um túmulo sumeriano, datado de 4000 aC, são os indícios do primeiro uso histórico da energia eólica pela humanidade. Contudo, foram os fenícios, pioneiros na navegação comercial, que começaram a utilizar, por volta de 1000 aC, barcos movidos pela força dos ventos. As embarcações movidas a vela evoluíram até o desenvolvimento das caravelas no século XIII e dominaram os mares até o começo do século XIX, quando surgiu o navio a vapor. Há indicações, a partir do século X, que apontam o uso de moinhos de vento para bombear água e moer grãos. Durante os dois séculos seguintes, os moinhos foram projetados de acordo com as condições geográficas para obter melhor aproveitamento do sentido predominante dos ventos, mantendo o eixo motor numa direção fixa. Na Holanda, durante o século XV, começaram a surgir moinhos com cúpula giratória, que permitia posicionar o eixo das pás na direção dos ventos. Com a Revolução Industrial, os moinhos de vento sofreram modificações para se adaptar à velocidade constante necessária para manter o ritmo de produção. Neste período são criados os primeiros sistemas de controle e de potência que permitiram aperfeiçoar e integrar os moinhos de vento a estas unidades produtivas. A descoberta de novas tecnologias e o aperfeiçoamento desses sistemas evoluíram até chegar às atuais turbinas eólicas que vem sendo empregada em larga escala nos países desenvolvidos desde o início da década de 1990, normalmente com subsídios governamentais. As pesquisas atuais se concentram nos novos materiais que permitam desenvolver turbinas de maior porte, com potência maior que as existentes (2 MW). Na costa oeste dos Estados Unidos, no norte da Alemanha e na Dinamarca, a energia eólica funciona como complemento à geração elétrica convencional. A região litorânea brasileira, em particular no Nordeste em função dos regimes de bons ventos, é considerada apta para instalação de parques eólicos. No litoral do Ceará, já estão instalados mais de 15 MW de geração eólica complementar à rede, a maioria por iniciativa privada.

 

Pilhas Combustível

Devido à alta eficiência e as baixíssimas emissões de ruído e poluentes, a aplicação de pilhas combustível, também chamadas de células combustível, para geração de energia elétrica e propulsão de veículos pode vir a ser um dos grandes avanços tecnológicos da próxima década. De maneira semelhante às baterias, essas pilhas convertem a energia química de um combustível (hidrogênio) em eletricidade na forma de corrente contínua. No entanto, não descarregam nem necessitam de recarregamento periódico; a produção de eletricidade se mantêm enquanto existir suprimento de combustível e de oxidante para formar a reação. Como a essência do processo é inversa ao da hidrólise, os produtos gerados são basicamente energia elétrica, calor e água, e uma quantidade muito reduzida de poluentes (óxidos de nitrogênio e enxofre, hidrocarbonetos e carbono). Apesar de terem concepção teórica conhecida desde meados do século XIX, as pilhas combustível não tiveram desenvolvimento comercial até 1950 devido a problemas com materiais e ao conhecimento científico limitado sobre as reações eletroquímicas necessárias. Nessa época, em função da necessidade de dispositivos compactos de geração de energia como suporte aos projetos de exploração espacial, as pesquisas de pilhas combustíveis foram retomadas. Depois disso, Estados Unidos, Japão e Europa investiram em diversos projetos para torná-las atrativas comercialmente. Além da alta eficiência e dos níveis muito baixo de emissões poluentes, essas pilhas possuem atrativos operacionais pela montagem em unidades modulares compactas, pré-montadas na fábrica com pequeno tempo de construção, e possibilitam complementar a capacidade existente de operação, reduzindo a demanda de picos e perdas de energia.

 

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