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    Fisica nosso mundo Fisica nosso mundo Presentation Transcript

    • A Física em nosso mundo Paulo Toledo Soares Nicolau Gilberto Ferraro
    • 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?
    • 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
    • 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 (CO 2 ), óxido nitroso (N 2 O), metano (CH 4 ) 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 -18 0 C.
    • Esquema do efeito estufa
    • 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.
    • 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).
    • Conseqüências do aquecimento global
      • Alterações climáticas
      • Menor número de dias frios e noites mais quentes
      • Ondas de calor letais
      • Chuvas pesadas
      • Enchentes e secas devastadoras
      • Aumento na força de tempestades e furacões
      • Derretimento de geleiras
      • Aumento do nível dos oceanos
    • Enchente após forte chuva e leito seco de um rio
    • Derretimento do gelo polar
    • A Camada de Ozônio
      • O que é a camada de ozônio
      • ( O 3 )?
      • 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.
    • 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).
    • 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: CF 2 Cl 2 . 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.
    • 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 CF 2 Cl 2 , tem-se as reações:
      • CF 2 Cl 2 CF 2 Cl + Cl
      • O 3 + Cl O 2 + ClO
      • ClO + O 3 2O 2 + Cl
      • As duas últimas reações se repetem e portanto um átomo de cloro livre destrói inúmeras moléculas de O 3 .
    • 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.
    • 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.
    • 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.
    • Poluição ambiental (Fonte: Física, Ciência e Tecnologia)
      • Poluição do ar
      • Poluição da água
      • Poluição do solo
      • Poluição sonora
      • Poluição visual
      • Poluição radioativa
    • Poluição do ar
      • Poluentes primários
      • Óxidos de enxofre (SO 2 e SO 3 ), óxidos de nitrogênio (NO e NO 2 ), material particulado, dióxido de carbono (CO 2 ), monóxido de carbono (CO) e hidrocarbonetos (C x H y ): 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.
    • Poluição do ar (cont.)
      • Esquema das fontes poluidoras do ar
    • 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 (H 2 SO 4 ) e com óxidos de nitrogênio, formando ácido nítrico (HNO 3 ). As gotas de chuva absorvem estes ácidos e passam a apresentar alto índice de acidez. É a chamada chuva ácida
    • 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).
    • Poluição do ar (cont.)
      • Floresta afetada pela chuva ácida
    • Poluição do ar (cont.)
      • Fachada corroída pela chuva ácida
    • Poluição do ar (cont.)
      • Fábrica não dotada de filtros
    • 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.
    • 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.
    • 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.
    • Poluição da água (cont.)
      • Medidas antipoluição
      • Tratamento e ampliação da redes de esgoto.
      • Tratamento das substâncias tóxicas produzidas pelas indústrias, tornando-as inofensivas.
      • Construção de emissários submarinos nas cidades litorâneas.
      • Campanhas educativas que esclareçam à população de que nossos rios, lagos, córregos, riachos,mananciais, mares etc, são fontes de vida
    • 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
      • Campanhas educativas permanentes
      • Destinação correta do lixo e dos esgotos, com o devido tratamento.
      • Pesquisas visando evitar ou diminuir drasticamente o uso de inseticidas na lavoura
    • 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.
    • 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.
    • Poluição sonora (cont.)
      • Medidas antipoluição
      • Campanhas de conscientização do público.
      • Leis severas
      • Inspeção veicular
      • Fiscalização eficiente
    • 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.
    • 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.
    • 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
    • Fontes convencionais de energia
      • Usinas hidrelétricas
    • 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
    • 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.
    • Usinas Termelétricas
      • A queima do combustível ( por exemplo carvão) intensifica o efeito estufa, pois gera grandes quantidades de CO 2 .
    • 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 CO 2 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.
    • Fontes renováveis de energia
      • Energia eólica
    • 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)
    • Fontes renováveis de energia (cont.)
      • Energia solar
      • Coletores solares: utilizados para aquecimento da água.
      • Células fotovoltaicas: convertem diretamente energia solar em energia elétrica.
    • 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.
    • 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.
    • Fontes renováveis de energia (cont.)
      • Energia das marés
    • Energia Nuclear
      • A produção de calor para movimentar as turbinas é proveniente da fissão nuclear
    • 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
    • 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.
      • Textos: Prof. Nicolau Ferraro
      • Fotos: Banco de Imagens – CID