Fisica Nosso Mundo

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Fisica Nosso Mundo

  1. 1. A Física em nosso mundo Paulo Toledo Soares Nicolau Gilberto Ferraro 21/05/09 1
  2. 2. 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? 21/05/09 2
  3. 3. 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 21/05/09 3
  4. 4. 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. 21/05/09 4
  5. 5. Esquema do efeito estufa 21/05/09 5
  6. 6. 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. 21/05/09 6
  7. 7. 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). 21/05/09 7
  8. 8. Conseqüências do aquecimento global  Alterações climáticas 2. Menor número de dias frios e noites mais quentes 3. Ondas de calor letais 4. Chuvas pesadas 5. Enchentes e secas devastadoras 6. Aumento na força de tempestades e furacões 7. Derretimento de geleiras 8. Aumento do nível dos oceanos 21/05/09 8
  9. 9. Enchente após forte chuva e leito seco de um rio 21/05/09 9
  10. 10. Derretimento do gelo polar 21/05/09 10
  11. 11. 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. 21/05/09 11
  12. 12. 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). 21/05/09 12
  13. 13. 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 21/05/09 espuma e isopor. 13
  14. 14. 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. 21/05/09 14
  15. 15. 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. 21/05/09 15
  16. 16. 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. 21/05/09 16
  17. 17. 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. 21/05/09 17
  18. 18. Poluição ambiental (Fonte: Física, Ciência e Tecnologia)  Poluição do ar  Poluição da água  Poluição do solo  Poluição sonora  Poluição visual  Poluição radioativa 21/05/09 18
  19. 19. 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. 21/05/09 19
  20. 20. Poluição do ar (cont.)  Esquema das fontes poluidoras do ar 21/05/09 20
  21. 21. 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 21/05/09 21
  22. 22. 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). 21/05/09 22
  23. 23. Poluição do ar (cont.) Floresta afetada pela chuva ácida 21/05/09 23
  24. 24. Poluição do ar (cont.) Fachada corroída pela chuva ácida 21/05/09 24
  25. 25. Poluição do ar (cont.) Fábrica não dotada de filtros 21/05/09 25
  26. 26. 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. 21/05/09 26
  27. 27. 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. 21/05/09 27
  28. 28. 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. 21/05/09 28
  29. 29. Poluição da água (cont.)  Medidas antipoluição 2. 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 21/05/09 29
  30. 30. 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 antipoluição 6. Campanhas educativas permanentes 7. Destinação correta do lixo e dos esgotos, com o devido tratamento. 8. Pesquisas visando evitar ou diminuir drasticamente o uso de inseticidas na lavoura 21/05/09 30
  31. 31. 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. 21/05/09 31
  32. 32. 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. 21/05/09 32
  33. 33. Poluição sonora (cont.)  Medidas antipoluição 2. Campanhas de conscientização do público. 3. Leis severas 4. Inspeção veicular 5. Fiscalização eficiente 21/05/09 33
  34. 34. 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. 21/05/09 34
  35. 35. 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. 21/05/09 35
  36. 36. 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 21/05/09 36
  37. 37. Fontes convencionais de energia  Usinas hidrelétricas 21/05/09 37
  38. 38. 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 21/05/09 38
  39. 39. 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. 21/05/09 39
  40. 40. Usinas Termelétricas A queima do combustível ( por exemplo carvão) intensifica o efeito estufa, pois gera grandes quantidades de CO2. 21/05/09 40
  41. 41. 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. 21/05/09 41
  42. 42. Fontes renováveis de energia  Energia eólica 21/05/09 42
  43. 43. 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) 21/05/09 43
  44. 44. Fontes renováveis de energia (cont.)  Energia solar Coletores solares: utilizados para aquecimento da água.  Células fotovoltaicas: convertem diretamente energia solar em energia elétrica. 21/05/09 44
  45. 45. 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. 21/05/09 45
  46. 46. 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. 21/05/09 46
  47. 47. Fontes renováveis de energia (cont.)  Energia das marés 21/05/09 47
  48. 48. Energia Nuclear  A produção de calor para movimentar as turbinas é proveniente da fissão nuclear 21/05/09 48
  49. 49. 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 21/05/09 49
  50. 50. 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. 21/05/09 50
  51. 51.  Textos: Prof. Nicolau Ferraro  Fotos: Banco de Imagens – CID 21/05/09 51

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