Quais são as consequências ambientais resultantes da queima de carvão?

A preservação do meio ambiente nunca foi uma preocupação importante do homem até o inicio do século 20, apesar de aparecer de quando em quando nos escritos dos filósofos da Grécia Antiga. Há 2.400 anos, Platão lamentava as florestas perdidas, descritas por Homero séculos antes, que haviam coberto as montanhas estéreis da Grécia. Nesse caso particular, foi o uso da madeira, principalmente para a construção de navios e em fornalhas, para produzir armas, que levou à destruição as antigas florestas gregas.

Um exemplo mais recente é a degradação do solo e a desertificação que ocorrem em algumas áreas da África, em razão do uso de árvores como combustível. Outra preocupação ambiental do passado era com cidades limpas que dispusessem de água corrente e esgotos, que eram uma prioridade na época, a começar pela própria Roma no inicio da Era Cristã.

Sucede que até recentemente o impacto que as atividades humanas tinham sobre o meio ambiente que nos cerca era relativamente limitado. O principal deles era a construção das próprias cidades, de estradas e a expansão da fronteira agrícola, que desmatou a Europa Ocidental nos últimos cinco séculos, como está ocorrendo hoje com a Amazônia.

O grande responsável pela degradação do meio ambiente nos últimos cem anos, contudo, foi o uso crescente de energia. À medida que carvão e petróleo começaram a serem usados em grandes quantidades, os problemas ambientais aumentaram, como ficou evidente em acidentes e outros eventos ligados diretamente ao uso de energia.

A poluição urbana do ar é, provavelmente, o produto indesejável mais visível da civilização moderna - já no século 16, as reuniões do Parlamento britânico, em Londres, foram adiadas por causa de "episódios" graves de poluição urbana, resultante da queima de carvão usado em lareiras para aquecimento residencial.

Um desses episódios mais sérios ocorreu em 1952, quando um nevoeiro muito intenso foi responsável por 4 mil mortes e mais de 20 mil casos de doença. Tais desastres levaram à aprovação, em 1956, da Lei do Ar Puro do Reino Unido, que estabeleceu limites para a emissão de poluentes e os níveis aceitáveis da qualidade do ar. Outras leis se seguiram no Reino Unido, na América do Norte, em muitos outros países da Europa Ocidental e no Japão.

Como resultado, foram criadas agencias para monitorar, regular e avaliar a qualidade ambiental em quase todos os paises do mundo, com conseqüências altamente benéficas. A Cetesb, em São Paulo, é uma delas.

Outros impactos ambientais que provocam grande reação são os relacionados à poluição marinha resultante do vazamento de petróleo, e que estão começando a ficar sérios no Brasil. O acidente com o petroleiro Exxon-Valdez, no Alasca, influenciou seriamente a política ambiental do governo dos EUA.

As causas da degradação ambiental são muitas, incluindo produção e uso de fertilizantes, emissões de mercúrio e de chumbo e outras, resultantes de atividades industriais, mas a mais importante delas é a queima de combustíveis fosseis (carvão, petróleo e gás).

Cerca de 75% das emissões de dióxido de carbono, a principal causa do efeito estufa, provem dessa queima. Cerca de metade do petróleo derramado nos oceanos vem do seu transporte, mais de 80% do enxofre (responsável pela chuva acida) e um terço das emissões de partículas são provenientes das impurezas de carvão e petróleo.

Por essa razão, a solução dos problemas ambientais depende do modo como se produz e consome energia. É eliminando as causas que se poderiam diminuir os efeitos.

Soluções existem e elas dependem essencialmente do uso crescente de energias renováveis, como energia hidrelétrica, e do uso de biomassa (que é o nome genérico dado à madeira e a produtos agrícolas, como cana-de-açúcar), da qual se podem produzir combustíveis sofisticados, como álcool. Além delas, a energia dos ventos e a transformação direta da luz do sol em eletricidade, que pode ser feita.

No mundo todo, energia renovável representa 16% do consumo, mas essa porcentagem é muito maior nos paises em desenvolvimento, sobretudo no Brasil, onde atinge 60%.

É claro que o uso de combustível fóssil não vai desaparecer num futuro próximo, mas é preciso preparar-se, porque as reservas conhecidas de petróleo e gás são finitas e não devem durar mais do que quatro ou cinco décadas.

Muito antes disso haverá escassez desses produtos e custos crescentes. A procura de alternativas energéticas deve começar agora.

Conforme explanado no texto “Reação de Combustão”, uma reação desse tipo é caracterizada pelo consumo de algum material, que é chamado de combustível, por um comburente. Na grande maioria dos casos o comburente é o oxigênio do ar e o combustível pode ser sólido, líquido ou gasoso.

Por exemplo, no nosso dia a dia vemos muitos casos de reações de combustão doméstica, como na queima do gás de cozinha para preparar os alimentos, na queima de uma vela ou palito de fósforo, na queima do carvão para realizar um bom churrasco, na combustão da gasolina, do álcool, do óleo diesel ou de outros combustíveis que fazem os automóveis se movimentarem, entre outros casos.

Existem também combustões de aspecto industrial, pois a partir da expansão indus­trial cresceu consideravelmente a utilização de reações com combus­tíveis fósseis (constituídos de carbono).

Ao contrário da maioria das reações, nas quais se procura obter o produto, nas reações de combustão o desejável, em geral, é o calor ou energia liberada nelas.

Infelizmente, porém, essas combustões que são essenciais para a manutenção de nossa sociedade (pelo menos por enquanto) tal como a conhecemos, com seus confortos e comodidades, acabam poluindo o meio ambiente.

O petróleo, por exemplo, é um combustível fóssil que dá origem a inúmeros outros combustíveis usados em nosso cotidiano, como a gasolina. Ele é constituído por uma mistura de extrema complexidade de hidrocarbonetos (compostos orgânicos formados por carbono e hidrogênio). No petróleo ainda são encontrados enxofre, nitrogênio e outros elementos que sofrem combustão e são liberados na forma de gases, que poluem a atmosfera, o solo (impregnação) e todo o meio ambiente, trazendo danos para a natureza e para a própria saúde do ser humano.

Existem dois tipos de combustão: a completa e a incompleta. Na combustão completa é feita a ruptura da cadeia carbônica e a oxidação total de todos os átomos de carbono, formando como produtos da queima dos hidrocarbonetos o CO2 (dióxido de carbono) e H2O (água). Veja isso na combustão completa do isoctano, que é um dos componentes da gasolina:

C8H18(g) + 25/2 O2 (g) → 8 CO2(g) + 9 H2O(l)

Assim, o CO2 formado reage com a água da chuva, produzindo o ácido carbônico. Outros gases poluentes formados na queima de combustíveis fósseis são os óxidos de nitrogênio (NOx) e de enxofre (SOx), que também reagem com a água, formando, por exemplo, o ácido sulfúrico e o ácido nítrico, gerando o problema da chuva ácida.

Quanto maior for o tamanho das cadeias carbônicas do combustível, maior será a quantidade de impurezas retidas, incluindo os resíduos de enxofre. É por isso que o óleo diesel é um dos maiores poluidores por óxidos de enxofre.

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Além disso, o aumento cada vez maior de gás carbônico na atmosfera causa outros problemas, como o efeito estufa e o aquecimento global.

Já na combustão incompleta não há quantidade de comburente, ou seja, de oxigênio suficiente para queimar todo o combustível. Assim, os produtos formados são CO (monóxido de carbono) ou C e H2O. Abaixo temos dois casos de combustões do isoctano de modo incompleto:

C8H18(g) + 17/2 O2 (g) → 8 CO(g) + 9 H2O(l)

C8H18(g) + 9/2 O2 (g) → 8 C(g) + 9 H2O(l)

A fuligem (C) e o monóxido de carbono formados também causam grande poluição ao meio ambiente. Isso se dá principalmente em centros urbanos, onde a concentração de veículos e de indústrias é maior.  

Além desses fatos outro agravante é a adulteração da gasolina, que gera resíduos poluentes também.

Mas, e as combustões com combustíveis considerados “limpos”, como o álcool e o biodiesel?

Na realidade, eles estão longe de serem considerados literalmente limpos. O biocombustível, por exemplo, é chamado de limpo porque quando se refere ao fato de que eles não aumentam a sua quantidade na atmosfera, não interferem no ciclo do carbono, que estárelacionado com a homeostase do planeta, mais conhecido como efeito estufa. No entanto, o conceito de combustível limpo se restringe ao elemento carbono. Mas o balanço energético de outros elementos na natureza é afetado, como por exemplo, o ciclo do nitrogênio.

Surge então outra questão de interesse geral: “Quais reações de combustão representam a maior parte da poluição?”.

Existem estudos que revelam uma estimativa das fontes de maior poluição em determinadas regiões. Um exemplo que podemos tomar é o estado de São Paulo, grande centro urbano. A CETESB (Companhia Ambiental do Estado de São Paulo) realiza anualmente um trabalho de medição das substâncias poluentes que são emitidas na RMSP (Região Metropolitana de São Paulo).

As principais formas de poluição do ar na RMSP são os veículos automotores, sendo que no ano de 2010 havia no estado 6.438.273 de frota circulante.

A seguir temos uma tabela que mostra essa estimativa com dados coletados no ano de 2010:

Veja que o total de emissão de poluentes é maior no caso da gasolina. E um fator que resulta nisso é a quantidade de carro movidos a gasolina, que é muito maior que os demais. Nesse caso havia uma frota circulante de 2.633.899 de automóveis movidos a gasolina, enquanto que a álcool possuía apenas 222.986.

As indústrias, que em 2008 somavam mais de 80 000, não devem ser esquecidas, pois utilizam combustíveis de petróleo e, portanto, acarretam uma elevação significativa nos valores mencionados.

Quais são as consequências ambientais resultantes da queima?

Qual principal impacto ambiental é gerado pela queima principalmente do petróleo e carvão?

Quais as consequências ambientais resultantes da queima do petróleo?

Quais as consequências para o meio ambiente o uso de carvão e petróleo por parte das indústrias?