Que gases causam o superaquecimento da atmosfera? - Ciência - 2023

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Os gases que causam o superaquecimento da atmosfera são aqueles que absorvem e emitem radiação infravermelha. Da mesma forma, gases que danificam a camada de ozônio contribuem para o superaquecimento, pois facilitam uma maior penetração da radiação ultravioleta.

O aquecimento global é o aumento da temperatura média da biosfera terrestre que ocorre devido ao efeito estufa. Este efeito é um fenômeno natural que consiste em bloquear a saída do calor terrestre (radiação infravermelha) para o espaço sideral.

Esse bloqueio é exercido por alguns dos gases que constituem naturalmente a atmosfera terrestre, como o vapor d'água e o CO2. Este é um fenômeno que ocorre naturalmente e permite que o planeta tenha uma temperatura biologicamente adequada.

Como os gases aquecem a Terra?

A fonte fundamental de energia que aquece a Terra é a radiação solar, especialmente a radiação ultravioleta. É parcialmente filtrado pela camada de ozônio (O3) na estratosfera.

A radiação ultravioleta (onda curta) que consegue penetrar aquece a superfície terrestre e seu calor é emitido para o espaço como radiação infravermelha (onda longa). Porém, há uma influência humana no processo devido à emissão artificial de gases de efeito estufa.

Esses gases absorvem e emitem calor ou destroem o ozônio que regula a entrada da radiação ultravioleta. Os gases que contribuem para o efeito estufa, de forma natural ou por influência humana, são chamados de Gases de Efeito Estufa (GEE).

Em nível global, atenção especial é dada ao aquecimento global e à destruição da camada de ozônio. O Protocolo de Montreal sobre Substâncias que Destroem a Camada de Ozônio é um tratado internacional que entrou em vigor em 1989 e regulamenta o uso desses gases.

Esse protocolo foi ratificado por 65 países com a emenda Kigali de 1º de janeiro de 2019. Por sua vez, o Protocolo de Quioto aborda questões relativas ao aquecimento global.

No Protocolo de Kyoto, seis gases de efeito estufa são contemplados, os quais são dióxido de carbono, metano, óxido nitroso, hidrofluorocarbono, hidrocarboneto perfluorado e hexafluoreto de enxofre.

Para avaliar um gás que produz superaquecimento, considera-se sua vida útil e seu potencial de aquecimento global (GWP). O GWP compara a quantidade de calor retido por um gás com o calor retido pelo CO2, cujo GWP é padronizado para 1.

Os principais gases causam o superaquecimento da atmosfera

Vapor de água

O vapor de água é um componente natural e vital da atmosfera terrestre e desempenha um papel muito importante no efeito estufa devido à sua capacidade de absorver calor. Além disso, a água no estado líquido e sólido reflete a energia solar, resfriando a Terra.

Dióxido de carbono (CO2)

O dióxido de carbono é o principal gás de efeito estufa, sendo responsável por mais de 80% do aumento desse fenômeno. Os níveis de CO2 aumentaram de forma alarmante devido à atividade industrial e de transporte.

De acordo com algumas estimativas, antes da Revolução Industrial a concentração atmosférica de CO2 atingiu cerca de 280 ppm (partes por milhão) e em 1998 atingiu 365 ppm. Isso representa uma taxa de aumento de 1,5 ppm por ano e um aumento de 31% em relação aos níveis de 1750.

Ao determinar a composição isotópica do CO2 atmosférico atual, foi demonstrado que o aumento advém da queima de combustíveis fósseis e do desmatamento. O CO2 atua absorvendo e emitindo radiação infravermelha e tem vida útil de 5 a 200 anos.

Metano (CH4)

O metano é o segundo gás de efeito estufa, contribuindo com cerca de 17% do aquecimento, por meio da absorção e radiação do calor. Embora grande parte desse gás seja produzido naturalmente, principalmente em pântanos, há uma significativa contribuição humana (cerca de 50%).

Aproximadamente 60% do metano que existe atualmente na atmosfera é produto de atividades humanas (antrópicas).Entre as principais fontes antrópicas estão a pecuária ruminante, o cultivo de arroz, a exploração de combustíveis fósseis e a combustão de biomassa.

Os níveis estimados desse gás antes da Era Industrial são de 700 ppb (partes por bilhão) e para 1998 atingiu 1.745 ppb, o que representa um aumento de 149%. Porém, o metano tem vida útil na baixa atmosfera, podendo chegar a apenas 12 anos.

Óxidos de nitrogênio (NOx)

Os NOx, especialmente o óxido nitroso, contribuem para a destruição do ozônio estratosférico, aumentando a quantidade de radiação ultravioleta que penetra na Terra. Esses gases são provenientes da produção industrial de ácido nítrico, ácido adípico e do uso de fertilizantes.

O óxido nitroso (N2O) tinha concentração atmosférica de 270 ppb antes da Era Industrial, chegando então a 314 ppb em 1998. Isso representa um aumento de 16% em sua concentração, e tem uma vida útil de 114 anos o que o torna muito problemático.

Hidrofluorcarbonos (HFCs)

São gases utilizados em diversas aplicações industriais, substituindo os CFCs limitados pelo acordo de Montreal. No entanto, os HFCs também afetam a camada de ozônio e têm uma alta permanência ativa na atmosfera (até 260 anos).

Esses gases não existiam na atmosfera, foram introduzidos pelo homem e no caso do HFC-23 atinge a concentração de 14 ppt (partes por trilhão).

Hidrocarboneto perfluorado (PFC)

Os PFCs são produzidos em instalações de incineração para o processo de fundição de alumínio. Assim como os HFCs, eles têm alta permanência na atmosfera e afetam a integridade da camada de ozônio estratosférico.

Hexafluoreto de enxofre (SF6)

Este é outro gás cujo efeito de superaquecimento passa pela destruição da camada de ozônio. É utilizado em equipamentos de alta tensão e na produção de magnésio, apresentando alta permanência na atmosfera.

Clorofluorcarbonos (CFCs)

O CFC é um poderoso gás de efeito estufa que danifica o ozônio estratosférico e é regulamentado pelo Protocolo de Montreal. No entanto, ainda é utilizado em alguns países, como é o caso da China.

Danos à camada de ozônio são causados pela dissociação dos átomos de cloro quando atingidos pela radiação ultravioleta.

Os principais clorofluorcarbonetos são CFC-11, CFC-12, CFC-13, CFC-113, CFC-114 e CFC-115. Esses gases não existiam na atmosfera, mas em 1998 o CFC-11 já atingia 268 ppt, com vida útil de 45 anos.

Metilclorofórmio ou tricloroetano (CH3CCL3)

É um tipo particular de CFC, usado como solvente e na limpeza de metais. Ao se decompor, emite gases cloreto, cujos átomos de cloro contribuem para a destruição da camada de ozônio.

Ozônio troposférico (O3)

O O3 troposférico é o ozônio que se forma ao nível do solo, entre a superfície e os 18 km de altura. Embora o ozônio estratosférico contribua para reduzir o superaquecimento global ao reduzir a entrada de radiação ultravioleta, o ozônio troposférico gera aquecimento.

Tem sido argumentado que o efeito do ozônio troposférico é contraditório. Por um lado, gera um aquecimento superficial da terra, mas ao mesmo tempo elimina outros gases de efeito estufa.

De qualquer forma, o O3 é um gás tóxico que causa danos aos pulmões, além de deteriorar diversos materiais.

Clorodifluorometano (HCFC-22)

É denominado R-22, um gás incolor e até recentemente o mais utilizado em equipamentos de refrigeração. No entanto, hoje é proibido em grande parte do mundo devido ao seu efeito negativo sobre a camada de ozônio.

Cloreto de carbono ou tetracloreto de carbono (CCl4)

É um organoclorado que já está proibido em muitos lugares devido à sua toxidade, mas era amplamente utilizado como refrigerante, agente extintor, desengraxante e pesticida. Quando esse composto se degrada, ele gera substâncias derivadas que afetam a camada de ozônio.

Tetrafluorometano ou perfluorometano (CF4)

É um gás conhecido como R-14 e usado como refrigerante, mas tem alta capacidade de absorver e emitir energia ultravioleta. Tem uma vida útil na atmosfera de mais de 50.000 anos e um potencial de aquecimento global de 6.500.

De acordo com o Guinness World Records, o tetrafluorometano é o gás de efeito estufa mais persistente, embora sua baixa proporção na atmosfera restrinja seu efeito.

Hexafluoroetano (C2F6)

É utilizado em refrigerantes e na produção de alumínio, pois graças à alta energia de suas ligações carbono-flúor é muito estável. Isso proporciona uma longa vida útil de pelo menos 500 anos.

Da mesma forma, tem um alto potencial de absorção de radiação infravermelha, o que o torna um problema para as temperaturas globais. O hexafluoroetano está na lista de gases de efeito estufa do Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (IPCC).

Hexafluoreto de enxofre (SF6)

É um gás atóxico, cinco vezes mais pesado que o ar, com índice GWP de 176 (20.000 vezes mais que o CO2). Por outro lado, tem uma vida útil de 3.200 anos, embora por ser tão denso não ascenda às camadas superiores da atmosfera.

Referências bibliográficas

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