iências da Natureza ES SUAS UAS TE ECN CNO OLOGIAS LOG GIIAS Ficha de Estudo 69 Tema Energia, ambiente e transformações Tópico de estudo Ecologia. Entendendo a competência Competência 3 – Associar intervenções que resultam em degradação ou conservação ambiental a processos produtivos e sociais e a instrumentos ou ações científico-tecnológicos. Qual é o papel das tecnologias na solução dos grandes problemas ambientais? Como podemos reverter a tendência para a degradação e para a perda de qualidade de vida? O conhecimento científico tem um papel fundamental na produção de tecnologias associadas ao desenvolvimento sustentável. Por meio do uso desse conhecimento é possível conciliar o desenvolvimento econômico e social com práticas mais sustentáveis. Desvendando a habilidade Habilidade 9 – Compreender a importância dos ciclos biogeoquímicos ou do fluxo energia para a vida, ou da ação de agentes ou fenômenos que podem causar alterações nesses processos. A ciclagem da matéria envolve uma série de conhecimentos com os quais você já deve ter deparado, mesmo que em disciplinas diferentes com abordagens específicas. Conhecer os processos físicos químicos e biológicos de forma integrada e sistêmica permite ampliar as possibilidades de solução para problemas ambientais com dimensão global, como é o caso das mudanças climáticas. Situações-problema e conceitos básicos Você já se perguntou como é possível entender a ecologia e os problemas ambientais sem conhecer alguns conceitos próprios da química, da física, da biologia e da geografia? Esse exercício de interdisciplinaridade é fundamental em uma preparação eficaz para a prova do Enem. Vamos tomar como exemplo, para o estudo dos ciclos biogeoquímicos, o Ciclo do Carbono e as mudanças climáticas. O carbono é um dos principais componentes dos seres vivos. Na Terra, ele está presente em todas as substâncias orgânicas. Veja na tabela a seguir o percentual do gás carbônico (CO2) comparado com o de outros gases presentes na atmosfera: Gases Volume na Atmosfera N2 78,1% O2 20,9% Ar 0,93% CH4, CO2, O3 e N2O 0,07% Vamos iniciar com algumas questões básicas. Para os itens abaixo, escreva como você acredita que ocorrem os processos: Curso Pré-ENEM 33 Ciências da Natureza 1. A passagem do carbono na forma gasosa na atmosfera para os seres vivos. 2. O fluxo do carbono das plantas para os animais. 3. A passagem do carbono dos seres vivos para a forma gasosa na atmosfera. 4. A transformação do carbono em um combustível fóssil. 5. A passagem do carbono dos combustíveis fósseis para a forma gasosa na atmosfera. Consulte a figura que ilustra o Ciclo do Carbono na natureza e verifique se as respostas que você deu estão de acordo com ela. CO2 atmosférico Fotossíntese Algas e vegetais Respiração Alimentação Respiração Animais Morte Decomposição Restos orgânicos Fossilização Combustão Fósseis Em todos os processos relacionados ao ciclo do carbono é possível integrar informações das diversas disciplinas. Veja os processos a seguir. A partir da equação geral da fotossíntese 12 H20 + 6 CO2 C6H12O6 + 6 H20 +6 O2 Você pode perceber o carbono fluindo entre os reagentes e também nos produtos. Note que ele estava presente no CO2 gasoso na atmosfera. A partir de uma sequência complexa de reações químicas, esse carbono passou a fazer parte da glicose (C6H12O6). Assim, você já pode compreender a importância desse processo na captura do carbono atmosférico, não é mesmo? Esse é um tema muito trabalhado na Biologia. Para mais detalhes sobre esse processo você pode acessar a página http://www.professorjarbasbio.com.br/ fotossintese.htm. Já a equação geral da respiração celular C6H12O6 + O2 6 CO2 + 6 H2O + energia revela um movimento oposto do carbono. Você pode perceber o trânsito da glicose para o CO2. Nesse sentido, os dois processos citados – fotossíntese e respiração celular – são opostos.. Curso Pré-ENEM 34 Ciências da Natureza Você pode identificar outro processo biológico, além da respiração celular, que resulta em eliminação de gás carbônico no processo aeróbico e de metano no processo anaeróbico, ambos liberados para a atmosfera? Uma notícia interessante que você pode consultar está presente em http://planetasustentavel.abril.com.br/ noticia/desenvolvimento/conteudo_406728.shtml. Você sabe a origem dos combustíveis fósseis? Admite-se que os combustíveis fósseis estejam relacionados à decomposição do plâncton, que ao longo de milhões de anos foram se acumulando no fundo dos mares e dos lagos, e pressionados pelos movimentos da crosta terrestre transformaram-se nessa substância oleosa que é o petróleo. O petróleo desloca-se até encontrar um terreno apropriado aonde se concentra. Estes terrenos são denominados bacias sedimentares, formadas por camadas ou lençóis porosos de areia, arenitos ou calcários. O petróleo aloja-se ali, ocupando os poros rochosos e acumula-se formando jazidas. Durante a Conferência das Nações Unidas sobre mudanças climáticas, o acordo do Protocolo de Kyoto, realizado no Japão com a presença de 150 países, propôs medidas para a redução da emissão de gás carbônico. Qual a participação da queima de combustíveis fósseis nessas emissões? O aumento de CO2, um importante gás de efeito de estufa, teve origem, sobretudo nos combustíveis fósseis utilizados nos transportes, aquecimento e arrefecimento de edifícios, produção industrial entre outros. Estima-se que aproximadamente 75% do gás carbônico emitido sejam oriundos dos combustíveis fósseis. Analise o gráfico abaixo que mostra a evolução das emissões globais de carbono fóssil em função da sua origem: 7000 Emissões globais de carbono fóssil 6000 Petróleo 5000 Carvão Gás natural 4000 Produção de cimento 3000 2000 Milhões de toneladas métricas / ano Total 1000 1800 1850 1900 1950 2000 Fonte: IPCC A industrialização estimulou o consumo de combustíveis fósseis, inicialmente utilizando o carvão. No século XX o consumo de petróleo começa a tornar-se significativo, e mais tarde o de gás natural. O sistema de energia é o maior responsável pelas mudanças climáticas, o que representa cerca de 60 por cento dos gases do efeito estufa (GEE). Os atuais cenários de energia para o século XXI não são sustentáveis. Um dos grandes desafios para a humanidade neste século é o de fazer a transição para um futuro de energia sustentável. Diante desse cenário a Assembleia Geral das Nações Unidas, proclamou o ano de 2012 como o Ano Internacional da Energia Sustentável para Todos. Acesse: http://www.peaunesco-sp.com.br/ano_inter/ano_energia/ano_internacional_da_energia_sustentavel_para_ todos_rio_mais_20.pdf Segundo o documento da ONU, o conceito de sustentabilidade energética abrange não apenas a necessidade imperiosa de garantir uma oferta adequada de energia para atender as demandas presentes e futuras. No atendimento dessa necessidade, devemos considerar múltiplos aspectos: a) que seja compatível com a preservação da integridade fundamental dos sistemas naturais essenciais, inclusive evitando mudanças climáticas catastróficas; b) que estenda os serviços básicos de energia aos mais de 2 bilhões de pessoas em todo o mundo que atualmente não têm acesso às modernas formas de energia; c) que reduza os riscos à segurança e potenciais conflitos geopolíticos que de outra forma possam surgir devido a uma competição crescente por recursos energéticos irregularmente distribuídos. Curso Pré-ENEM 35 Ciências da Natureza A escolha por energia renovável. Veja os exemplos: – Energia geotérmica – Sistema de energia das ondas – Sistema de Maré-motriz – PCH’s – Pequenas centrais hidroelétricas – Biodigestor – Turbina eólica ( três hélices ) – Solar Fotovoltaico – Biocombustíveis As energias renováveis têm um papel importante como solução às ameaças das mudanças climáticas, na redução da poluição, além de substituírem os combustíveis fósseis. Curso Pré-ENEM 36 Ciências da Natureza