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O Efeito Estufa e a Mudança do Clima

Efeito Estufa – Soluções

Desde o início da Revolução Industrial em meados de 1800 a concentração de dióxido de carbono na atmosfera (CO2) tem crescido aproximadamente 40% (110 uL/L). A maior parte desse crescimento se deu desde 1945 e os níveis continuam a aumentar para taxas alarmantes. A queima de combustíveis fósseis como o carvão e o petróleo é a principal causa do aumento de CO2 gerado pelo homem. O desmatamento é a segunda maior causa, seguida pelo uso de outros gases como o metano.

Cerca de 24.000 milhões de toneladas de CO2 são liberados por ano no mundo, o equivalente a cerca de 6500 milhões de toneladas no ano. Para confortarmos os problemas relacionados ao fenômeno do Efeito Estufa nós temos que reduzir as emissões de CO2 nos níveis do período pré-industrial. Para conseguirmos atingir essa meta, nós precisaremos buscar alternativas para a queima de combustíveis fósseis, bem como descobrir maneiras de parar futuras emissões de CO2 e ainda, remover o CO2 existente na atmosfera.

Não há apenas uma solução para o problema do efeito estufa, então, precisamos atacar em várias frentes para conseguirmos uma redução efetiva nos níveis de CO2 e evitar o aumento futuro das mesmas.

Alguns dos métodos que possuem maior probabilidade de causarem efeito positivo são os usos de recursos renováveis, energia nuclear, geo-engenharia e o seqüestro de carbono – tanto o seqüestro natural feito pelas árvores e oceanos como o seqüestro artificial como o geo-sequetro.

De acordo com o Painel Internacional de Mudança Climática (IPCC), é necessário reduzir a emissão mundial de CO2 em 8 bilhões de toneladas até 2015, em 15 bilhões até 2030 e em 27 bilhões até 2050 a fim de estabilizar a concentração de CO2 na atmosfera em 550 ppm.

Energia Renovável

Energia renovável é o termo usado para descrever qualquer fonte de energia que pode ser usada sem degradação das reservas. São exemplos de energias renováveis: represas hidrelétricas, meios geotermais e, em crescimento, fazendas eólicas e energia solar. Esses métodos de produção de eletricidade são eficientes e não emitem CO2 ao serem produzidos.

Outros tipos de energias renováveis, como o etanol, de fato produzem CO2, mas em níveis muito menores do que os associados à queima de combustíveis fósseis. Dessa forma nós ainda podemos reduzir nossas emissões em uma pequena porcentagem.

A energia renovável é uma das indústrias que crescem mais rápido no mundo. Ela provém uma solução pronta e comercialmente viável para nossas necessidades energéticas e podem reduzir a emissão de gases estufa em quantidade significativa.

Com vontade política suficiente e apoio financeiro será possível mudar de energias baseadas em combustíveis fósseis para energias renováveis em um futuro próximo.

Energia Nuclear

A energia nuclear tem o potencial de prover uma solução para o problema do efeito estuda porque o processo de produção da energia não queima nenhum combustível fóssil, e consequentemente não gera dióxido de carbono.

Entretanto, existem vários problemas com a energia nuclear que precisam ser analisados antes dela ser considerada uma opção viável. Em uma primeira análise, a construção de usinas nucleares é extremamente cara, e enormes investimentos financeiros seriam necessários para substituir usinas térmicas movidas à base de carvão.

Outros problemas significativos desse tipo de energia incluem o lixo atômico gerado pela produção, acidentes como reatores, ameaças a saúde pública, a proliferação de armas nucleares e a vulnerabilidade ao terrorismo.

Também precisamos considerar que a energia nuclear pode ser ineficaz para combater o aquecimento causado pelo efeito estufa porque ela somente gera energia elétrica, que representa apenas um terço da utilização de combustíveis fósseis. E ainda, a construção e manutenção de usinas nucleares por si só já gerariam uma quantidade significativa de CO2.

Sequestro de Carbono

Sequestro de carbono é o termo usado para descrever o processo pelo qual o CO2 é capturado na atmosfera e colocado em algum outro lugar. É uma abordagem diferente sobre o problema do efeito estufa, pois não tenta diminuir a produção de CO2 ou frear o consumo de combustíveis fósseis que têm aumentado os gases estufa. Pelo contrário, esse método tenta prevenir o CO2 de entrar na atmosfera, removendo CO2 de nossas emissões industriais e colocando-os em outro lugar.

Uma variedade de diferentes modos artificiais de capturar e armazenar CO2 estão sendo explorados, incluindo o geo-sequestro, assim como a manutenção e expansão natura desses processos, sendo que todos pretendem ajudar a reduzir os níveis de gases estufa e diminuir o aquecimento global.

Expandindo processos de sequestro natural

O sequestro de CO2 ocorre naturalmente no meio-ambiente. Quantidades enormes de carbono são naturalmente armazenadas nas florestas e nos oceanos.

Florestas

Árvores e outras plantas absorvem CO2 da atmosfera ao crescerem, através do processo de fotossíntese. Elas armazenam carbono em forma de açúcar, seiva e celulose, e posteriormente liberam oxigênio de volta na atmosfera.

Uma jovem floresta composta de árvores de rápido crescimento absorve CO2 e atua com um tanque no qual CO2 é armazenado. Florestas maduras são compostas por um mix de várias árvores com mais idade, assim como material morto e em decomposição sobre o solo que podem ser neutros em carbono, mas o CO2 também pode ser absorvido pelo solo.

Quando uma árvore morre ou apodrece no chão, seus nutrientes retornam para o solo. A lenta evolução do material orgânico em decomposição irá continuar a acumular carbono, continuando a agira como um tanque ao retirar carbono em uma taxa que excede qualquer emissão do solo ou qualquer outra.

O dióxido de carbono também pode voltar para a atmosfera quando as árvores, troncos ou produtos de madeira são queimados.

Plantas terrestres podem manter cerca de três vezes a quantidade de carbono mantida pela atmosfera. Entretanto, a taxa que as florestas retém de carbono é influenciada pelo clima, pela topografia e pelo solo, assim como pelas características individuas das árvores e por como a floresta é gerenciada.

Florestas de reflorestamento têm o potencial de ajudar florestas existentes a absorver CO2 da atmosfera. Elas também podem prover benefícios adicionais como a diminuição da erosão, o aumento na captação de água e benefícios econômicos quando plantadas de forma sustentável.

Oceanos

Os oceanos também podem agir como locai de sequestro natural de CO2. Quando os níveis de CO2 aumentam na atmosfera, o nível nos oceanos também sobe, criando catastróficos oceanos ácidos em potencial. A água marinha pode conter uma quantidade variável de CO2 dissolvido dependendo da temperatura e da pressão, mas tem sido estimado que a ela pode absorver até 40 por cento de nossas emissões de combustíveis fósseis.

Fitoplâncton são plantas microscópicas encontradas nos oceanos. Plâncton e outros organismos marinhos extraem CO2 da água oceânica, criando espaço para o cálcio mineral (CaCO3) construir seus esqueletos e conchas. Isso remove CO2 da água, criando espaço para que mais CO2 seja absorvido pela atmosfera. Esses esqueletos cálcicos e as conchas, juntamente com o carbono orgânico presente nos organismos, eventualmente caem ao fundo do mar quando os organismos morrem.

Uma das formas mais promissoras que aumentar a eficiência do sequestro de carbono dos oceanos é adicionar pequenas partículas de ferro chamadas hematitas de sulfato de aço na água. Isso possui o efeito de estimular o crescimento de plâncton. O ferro é um nutriente importante do fitoplâncton, que aumenta o número de plâncton e permite os oceanos seqüestrar mais carbono.

Também é possível criar plâncton em larga escala longe do oceano, em sistemas similares àqueles que são usados na aquacultura. Nesse cenário, grandes tanques de plâncton são mantidos para sequestar CO2 da atmosfera.

Captura e armazenamento artificiais de dioxido de carbono

Geo-sequestro

Existem diversos métodos que podem ser usados para armazenar CO2 em um estado não-gasoso. O método mais comum é o geo-sequestro. Geo-sequestro é o processo de captura e armazenagem de CO2 embaixo da terra. O geo-sequestro tem sido sugerido como o método que nos permite a continuar a usar usinas de carvão para produção de energia, assegurando a redução da emissão dos gases estufa na atmosfera.

Para prevenir as entrada de CO2 na atmosfera o carvão queimado é misturado a gases. O CO2 removido dessa mistura de gases é depois capturado e comprimido de forma líquida. Se o carvão é queimado com oxigênio, altas concentrações de CO2 que são produzidas são mais fáceis de separar. O CO2 líquido é então colocado em altas profundidades no sub-solo em espaços existentes em formações rochosas sólidas, onde são armazenados com segurança por milhares de anos. Outro locais de armazenamento em potencial são antigos campos de gás e petróleo, jazidas de carvão ou em sub-solos oceânicos. O gás remanescente após o processamento é livre de CO2 e pode ser usado em usinas de energia.

O armazenamento subterrâneo de quantidades industriais de CO2 em formações rochosas porosas e permeáveis tem acontecido desde 1999 no campo de gás Sleipner West no Mar do Norte, e tem sido recentemente retomado ou proposto em vários países ao redor do mundo incluindo a Austrália. Embora ainda haja incertezas significantes em termos de medidas de fato, aparentemente há capacidade suficiente no subsolo terrestre para o armazenamento de CO2 de forma a impactar significativamente as emissões na atmosfera.

Embora o geo-sequestro procure reduzir as emissões de CO2, através da redução nas concentrações de gases estufa, há vários problemas potenciais com relação a este método. Quase todas as usinas energéticas irão requerer grandes modificações ou terão que ser substituídas para ficarem aptas a capturar CO2. Isso irá requerer grandes investimentos financeiros. A segurança e estabilidade do armazenamento do CO2 precisam ser considerados porque há a ameaça de vazamento das rochas nas quais está armazenado. A aceitação pública é provavelmente o mais desafiador obstáculo, já que a comunidade precisa ser convencida dos benefícios do geo-sequestro e apoiar tal atividade, independentemente dos custos e dos fatores de risco associados.

Geo-engenharia

A geo-engenharia é baseada na modificação artificial do meio-ambiente para tentar solucionar um problema. Ela pode conseguir tempo adicional para enfrentarmos os desafios econômicos e tecnológicos que existem em outras soluções para o problema do efeito estufa.

Uma proposta da geo-engenharia é tentar refletir mais luz solar de volta ao espaço, com o intuito de diminuir as concentrações de luz solar e reduzir a quantidade de gases estufa presos na atmosfera. Diferentes métodos têm sido sugeridos para alcançar este objetivo, incluindo a colocação de filme refletivo em grandes áreas de deserto, ilhas de plástico branco boiando nos oceanos, a colocação de um espelho de 240 km de tamanho entre a Terra e o Sol, e ainda, a colocação de gotas e água do mar em nuvens sobre os oceanos para que elas se tornem melhores espelhos para os raios solares.

Outra estratégia, inicialmente proposta nos anos 70, é a injeção de partículas filtrantes de luz solar, ou aerossóis, na estratosfera, de um e um ou de quatro em quatro anos. Cada injeção iria, em teoria, esfriar o clima por um ano ou mais da mesma maneira que grandes erupções vulcânicas criam um efeito global de resfriamento.

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