Desenvolvimento, meio ambiente e emissões de carbono

Com o processo de globalização, o mundo foi direcionado a novos parâmetros políticos, sociais e econômicos em que nem sempre o meio ambiente e os seus recursos são respeitados no que tange à sua capacidade de exploração, resultando em uma má administração e consequentemente a uma possível falta de recursos além de poder alcançar os limites de suporte prejudicando o bem-estar geral da população (Lopes, A. F. et al, 2008).

Segundo Tavares et al. (2009), como exemplo dessa situação pode-se citar os combustíveis à base de petróleo – que não é um recurso renovável, além de ser um combustível fóssil, sendo responsável pela maior contribuição para a emissão do gás carbônico na atmosfera, agravando o efeito estufa. Devido a crises mundiais e a questões ambientais associadas a reservas de petróleo, juntamente com o alto preço do barril, pesquisadores buscaram, por meio de pesquisas, desenvolver alternativas para o seu uso e até substituição.

No Brasil, nos anos 1970, após uma crise mundial do petróleo, o álcool passou a ser considerado o melhor substituto para a gasolina. Extraído da cana-de-açúcar, o álcool é chamado de combustível verde, já que o veículo que é movido por ele polui apenas 30% do total de poluição provocado por um veículo movido a gasolina.

Utilizada inicialmente para a produção de garapa, a cana-de-açúcar, com o passar do tempo, passou a ser utilizada também para a produção de açúcar a aguardente. Para obter o açúcar e o álcool são geradas toneladas de bagaço, sendo este o combustível em caldeiras geradoras de energia elétrica. Para o processamento da cana, o calor é necessário e as caldeiras das indústrias podem ser alimentadas com o bagaço produzido durante o processamento; dessa forma, as indústrias se tornam autossuficientes na produção de energia (Weissmuller et al, 2005; Silva, et al, 2010).

São classificadas como álcool várias substâncias que apresentam em sua composição estrutural grupos hidroxila (-OH) ligados a um átomo de carbono. Etanol é o álcool utilizado como combustível, composto de 96% de etanol e 4% de água; em alguns países, é adicionado à gasolina, garantindo a diminuição dos níveis de poluição (Weissmuller et al, 2005).

Cana-de-açúcar e o meio ambiente

Assim como os demais vegetais, a cana-de-açúcar é um organismo autótrofo que, utilizando luz solar, gás carbônico e água, realiza a fotossíntese, produzindo oxigênio e glicose. Essa glicose, por meio de processo de fermentação alcoólica realizada por alguns microrganismos, é transformada em álcool. Assim, a energia do álcool que move os veículos nada mais é do que a energia solar que foi armazenada durante a fotossíntese; sem essa energia, não haveria o álcool, bem como qualquer outro produto originado de organismos autótrofos (Carnevalle, 2012).

Fotossíntese: a base da vida

Para Carvalho e Guimarães (2011), todo alimento direta ou indiretamente encontrado na Terra é produzido por meio da fotossíntese; esse processo é responsável pela existência de vida no planeta.

Além dos vegetais, algas unicelulares e bactérias podem realizar esse processo; tais organismos possuem pigmentos capazes de absorver energia luminosa. Nas plantas, esse pigmento é denominado clorofila, estando em maiores concentrações nas folhas.

A energia solar que a clorofila absorve é transferida para a molécula de glicose; essa molécula é produzida utilizando o gás carbônico (CO2) e água (H2O) que estão presentes no meio ambiente. A fotossíntese também é responsável pela produção do oxigênio, gás essencial para a vida (Laurence, 2005; Lopes; Rosso, 2005).

Figura 1: Fotossíntese e os elementos necessários para a sua realização
Fonte: Carvalho e Guimarães (2011).

Carbono: mocinho ou bandido?

Atualmente muito se fala sobre o efeito estufa, e o carbono é sempre acusado de principal causador. Esse elemento é de suma importância para a vida, participando de processos como a fotossíntese; ele também é encontrado em substâncias orgânicas como carboidratos e proteínas e em minerais como a grafita e o diamante.

Além da atmosfera, esse elemento é encontrado também dissolvido nas águas dos rios e oceanos; sua concentração é mantida constante por meio do seu ciclo biogeoquímico (Esteves, et al, 2005; Silva, et al, 2010).

Figura 2: Esquema ciclo do carbono.
Fonte: Laurence (2005).

Nesse ciclo, o gás carbônico, pela fotossíntese, é retirado do ambiente após incorporar o carbono em moléculas orgânicas, sendo devolvido pela respiração; os fungos e as bactérias, em suas atividades decompositoras, liberam gás carbônico para o meio ambiente.

Além dos decompositores, a queima de combustíveis fósseis – como petróleo, carvão e derivados – também libera gás carbônico para o meio ambiente. Esse processo é considerado um dos responsáveis por desequilíbrios no ciclo desse elemento. Com essa atividade, a concentração do carbono aumenta na atmosfera. O desmatamento também contribui para agravar essa situação, já que o gás carbônico é retirado do meio ambiente pela fotossíntese, que mantém a estabilidade do ciclo (Orvalle e Aragon, 2005).

Na atmosfera existe uma camada de gases formada pelo gás carbônico e outros gases em menor escala que permite a entrada da radiação, retendo os raios infravermelhos. Esse processo é denominado efeito estufa, podendo ser comparado às paredes de vidro de uma estufa de plantas; dentro da estufa, devido à retenção da radiação infravermelha, o ambiente fica sempre aquecido.

Figura 3: Ilustração do efeito estufa, retirado de Orvalle e Aragon (2005).

O efeito estufa é um processo natural; sem ele, a temperatura da Terra não se manteria amena. A radiação solar consegue passar pelo telhado de vidro; uma parte penetra no solo, aquecendo-o; ao mesmo tempo que reflete, uma outra é irradiada pelo solo, não conseguindo passar pelo teto. Uma outra parte consegue irradiar para a atmosfera. Com o aumento da concentração de gás carbônico e de outros gases causadores do efeito estufa (GEE), como o metano (CH4) e o óxido nitroso (N2O), essa irradiação para a atmosfera é comprometida, resultando no processo denominado aquecimento global (Esteves et al, 2005).

Orvalle e Aragon (2005) afirmam que esses processos são agravados pelo desmatamento, queima de vegetação (queimadas) e de combustíveis fósseis. Como conseqüência, provoca alterações no ciclo hidrológico, podendo ocorrer em algumas áreas o desenvolvimento de um clima mais seco; com isso, a precipitação pode globalmente aumentar, a quantidade de gelo estocada no planeta pode diminuir e o nível médio dor mares aumentar e inundar áreas costeiras.

Além disso, o desmatamento também influencia o ciclo do carbono e da água, já que as raízes das árvores facilitam a infiltração da água que abastece o lençol freático, entre outros processos como a evaporação e a evapotranspiração; o desmatamento facilita o desabamento de encostas e erosões, que levam as terras desprendidas a se depositarem em locais mais baixos, assoreando-os e podendo transformar ecossistemas aquáticos em terrestres ao longo do tempo.

Essa deposição de matéria orgânica em ecossistema aquático altera os níveis de turbidez da água, reduzindo a penetração da radiação solar, o que interfere na redução da fotossíntese pelos vegetais aquáticos, refletindo diretamente em toda a cadeia alimentar, já que os vegetais representam o primeiro nível trófico e são, portanto, a base da cadeia alimentar (Esteves et al, 2005, Silva et al, 2010).

Atividade em sala de aula

A erosão é um processo que pode ser visualizado em diversas cidades. Para construir um leito de rio dentro de sala de aula e verificar esse processo além da importância das matas ciliares, pode-se fazer uma experiência de simulação do trajeto da água em um rio. Para essa prática serão necessários:

• Duas bacias retangulares;
• Areia;
• Argila;
• Duas pedras grandes para servirem de apoio às bacias;
• Bancada com pia.

Uma camada de areia será colocada em uma bacia; a argila seca deve ser triturada até formar um pó. Coloque na outra bacia uma camada de argila. As bacias devem ser colocadas sobre as pedras de forma que fiquem levemente inclinadas. Em seguida, derrame água sobre a lateral elevada de cada bacia e observe. Pode-se aumentar o fluxo da água gradativamente para ver novamente como os grãos se comportam.

Com esse experimento os alunos podem observar como o fluxo da água age sobre os sedimentos que ficam próximos dos rios. Associações com os processos citados devem ser feitas, a fim de fixar os conhecimentos.

Como forma de avaliação, os alunos podem fazer trabalhos em grupos de quatro ou cinco alunos. Eles podem desenhar cartazes e escrever a importância da mata ciliar e associar ao ciclo do carbono e da água, à fotossíntese e ao aquecimento global.

Bibliografia

CARNEVALLE, M. R. Jornadas.cie – Ciências - 9º ano. 2ª ed. São Paulo: Saraiva, 2012. 288 p.

CARVALHO, W. L. P.; GUIMARÃES, M. A. Ciências para nosso tempo – 7º ano. Curitiba: Positivo, 2011. 317 p.

ESTEVES, F. et al. Grandes temas em Biologia. vol. 2. Rio de Janeiro: Fundação CECIERJ, 2005. 262 p.

JÚNIOR, C. S.; SASSON, S.; JÚNIOR, N. C. Biologia 1. São Paulo: Saraiva, 2010. 383 p.

LAURENCE, J. Biologia: ensino médio. São Paulo: Nova Geração, 2005. 696 p.

LOPES, A. F. et al. Educação ambiental. vol. 2. Rio de Janeiro: Fundação CECIERJ, 2008. 205 p.

LOPES, S.; ROSSO, S. Biologia: volume único. São Paulo: Saraiva, 2005. 606 p.

ORVALLE, A. R.; ARAGON, G. T. Dinâmica da Terra. Rio de Janeiro: Fundação CECIERJ, 2005. 262 p.

SCHWANCHE, C.; CARUSO, F.; BIANCONI, M. L. Instrumentação para o ensino de Ciências. Rio de Janeiro: Fundação CECIERJ, 2008. 278 p.

SILVA, B. A. O. et al. Elementos de ecologia e conservação. vol. 2. Rio de Janeiro: Fundação CECIERJ, 2010. 240 p.

TAVARES, E. S., REINERT, F.; VALENTIN, Y. Y. O incrível poder dos seres clorofilados. Rio de Janeiro: Fundação CECIERJ, 2009. 243 p.

Publicado em 15 de outubro de 2013