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Recursos Naturais
Parte 3: Ar
          - Inversão térmica
          - Chuva ácida
          - Efeito estufa
          - Camada de ozônio


Nas parte anteriores indicamos no globo terrestre as partes ocupadas por água e por terra. Observe na figura abaixo o componente que reveste o planeta: a atmosfera.
 
A atmosfera é uma camada de ar (linha preta mais externa) que recobre todo o planeta, cerca de 11 quilômetros a partir da superfície. O que diferencia a atmosfera da Terra dos demais planetas é a composição dos gases. Devemos lembrar que esta tem sofrido modificações ao longo do tempo, desde a formação do planeta. Conversaremos sobre a atmosfera mais adiante... Vamos tratar agora do que compõe a atmosfera: o ar.
Figura 41: A atmosfera da Terra.

O ar é uma mistura de vários gases, vapor de água e partículas sólidas.
 

Figura 42: Composição do ar.
O nitrogênio, presente em maior quantidade, é constituinte das proteínas. O oxigênio é utilizado principalmente na respiração dos organismos. Em terceiro lugar está o grupo dos gases nobres, elementos essenciais no metabolismo. O gás carbônico é utilizado principalmente na fotossíntese (produção do alimento pelos vegetais). Em outros estão agrupados vapor de água ( que confere umidade ao ar) e partículas sólidas.

A proporção dos gases no ar é constante.
 
 

Figura 43: Representação da atmosfera como uma camada revestindo o planeta.
Todos estes componentes da atmosfera formam uma "capa" que reveste o planeta. Esta capa permite a passagem dos raios solares que atingem a superfície, fornecendo luz e calor para todo o planeta. Esta mesma camada impede que o calor escape durante a noite, caso contrário a diferença de temperatura seria muito grande entre o dia e a noite. Este mecanismo é semelhante ao que ocorre em casas de vegetação ou estufas, e por isso conhecido como efeito estufa.

A quantidade de vapor de água ou umidade do ar é variável e está relacionada com outros fatores climáticos como temperatura e pressão. A umidade absoluta do ar é a quantidade de água em estado de vapor na atmosfera e umidade relativa é a porcentagem de umidade máxima (saturação) que corresponde à mesma temperatura e pressão. A umidade pode ser medida com aparelhos conhecidos como higrômetros e é muito útil na meteorologia.

CURIOSIDADE

O higrômetro de cabelo baseia-se na capacidade do fio extender ou dilatar de acordo com a umidade. Para entender melhor: você já deve ter ouvido alguém comentar que num dia de chuva o cabelo fica mais enrolado ou "arrepiado", isto porque, de acordo com a umidade, o cabelo pode se esticar ou encolher. O psicômetro indica as diferenças entre os registros de um termômetro seco e um cujo depósito é rodeado por uma capa de água em evaporação.


A EXISTÊNCIA DO AR

Observe as figuras abaixo:
 
Figura 44: A presença do ar.
Enxergamos o pneu de bicicleta, o botijão e as folhas balançando mas não enxergamos o ar, uma vez que é constituído por gases que não são visíveis. Mas não podemos esquecer que é o ar que preenche os espaços vazios.



ATIVIDADES PRÁTICAS

Estas atividades simples ajudarão o aluno a compreender que, apesar de não conseguirmos enxergar o ar, podemos comprovar sua existência. São colocadas algumas questões que devem ser debatidas, aproveitando para desenvolver os conceitos de matéria e espaço: "Toda matéria ocupa lugar no espaço e dois corpos não ocupam o mesmo lugar."

Existência do ar

1. Encha de ar uma bexiga e dê um nó na ponta. O que aconteceria se você não parasse de soprá-la? O que faz a bexiga mudar de tamanho até estourar?

Comentários: Quando enchemos a bexiga, colocamos bastante ar num espaço pequeno. Todos os componentes do ar vão ficando espremidos, fazendo força contra a parede da bexiga até chegar um momento que esta força é tão grande e capaz de estourar a bexiga.

A matéria ocupa lugar no espaço

1. Coloque um pouco de água em outra bexiga e tente soprar para enchê-la. Por que ficou mais difícil encher a bexiga que já tinha água?
 
2. Coloque um papel amassado dentro de um copo. Enfie o copo numa bacia com água. Depois retire o papel de dentro do copo. Está seco ou molhado?
Figura 45: Experimento do copo
3. Pressione o êmbolo de uma seringa. Em seguida tampe com o dedo a extremidade menor e tente pressionar novamente. Repita o mesmo procedimento desta vez colocando água na seringa. O que existe dentro da seringa que dificulta o movimento do êmbolo?
Figura 46: Experimento da seringa

Comentários: Qualquer matéria ocupa lugar no espaço e é por isso que quando enchemos a bexiga ou a seringa com água fica difícil "colocar" mais ar dentro. O fato do papel permanecer seco também comprova a existência do ar, que impede a água de molhar o papel.

A força do ar contra a parede da bexiga, ou outra superfície qualquer, é chamada pressão.

Observe mais uma vez o esquema da atmosfera. Toda esta camada de ar está fazendo pressão sobre a superfície da Terra, da mesma maneira que o ar faz pressão contra a parede da bexiga. Nos lugares mais altos como morros e montanhas, a camada de ar é menor, portanto a pressão do ar também é menor. Em lugares mais baixos, por exemplo uma praia, a camada de ar é maior e desta maneira a pressão do ar também é maior.

É importante lembrar que o que varia é a quantidade de ar, mas não a proporção entre os componentes.

A pressão exercida pela atmosfera é chamada de pressão atmosférica.

Se compararmos a espessura da atmosfera em relação ao planeta, notamos que a atmosfera é como uma casca muito fina e por isso a pressão varia entre o mar e uma montanha. A variação da pressão atmosférica, ou pressão externa ao organismo, pode causar incômodo principalmente nos ouvidos, como um zumbido. Podemos sentir o efeito da pressão quando nos deslocamos em diferentes altitudes porque dentro do ouvido existe uma membrana muito sensível à variação de pressão que é o tímpano. O tímpano volta à posição normal logo depois de alguns minutos.



CURIOSIDADE

Algumas pessoas mascam chicletes, ou fazem movimentos de abrir e fechar a boca, para diminuir o efeito da variação de pressão. No meio aquático também podemos sentir este zumbido quando mergulhamos, afinal existe variação de pressão também dentro da água. Quando o mergulho é em profundidades maiores que 10 metros é necessário fazer descompressões antes de voltar a superfície, porque a diminuição da pressão pode liberar bolhas de nitrogênio no sangue. Este fenômeno é conhecido como Mal da Descompressão e pode até ser fatal!

Podemos usar o efeito da pressão do ar para apoiar ou sustentar alguns objetos:
 
O prendedor de toalhas na parede: A ventosa do prendedor empurra o ar para fora. A pressão do ar externo "empurra" o prendedor contra a parede, sustentado-o. Nos dedos da perereca o mecanismo é semelhante ao prendedor de toalhas.
Figura 47: Perereca e prendedor 
de toalhas.

O ar, além das diferenças de pressão, também está sujeito às variações de temperatura (a temperatura varia de um local para outro e também durante o dia). Estas variações fazem com que o ar se movimente com velocidades diferentes. Percebemos o movimento do ar através dos ventos ou correntes de ar.
 
9. O que significa uma frente fria?
Resposta

A meteorologia é a ciência que estuda o clima e portanto capaz de fazer previsões do tempo. Hoje em dia estes estudos são feitos com instrumentos modernos, como os satélites e balões atmosféricos. Alguns aparelhos simples têm sido utilizados há muitos anos e permitem a previsão do tempo, através do estudo dos ventos.


CURIOSIDADE

 

Figura 48: Anemômetro
O anemômetro possui conchinhas que rodam ao redor de um eixo quando sopradas pelo vento. A velocidade com que as conchinas rodam é a velocidade do vento. Existe um marcador na base do aparelho que indica a velocidade registrada.

Figura 49: Biruta
A biruta é um saco longo, como um coador de café, aberto nos dois lados. A direção do vento é indicada pela posição da biruta. É um instrumento usado nos aeroportos para guiar os pilotos, pois os aviões sobem e descem sempre contra a direção de onde vem o vento.
O cata-vento é uma pequena flecha que gira sobre um aro fixo com os pontos cardeais. O vento empurra a flecha de acordo com sua direção.
Alguns destes ainda podem ser vistos nos telhados de casas antigas. Esses aparelhos têm muita importância para os aviadores, navegadores e alguns esportistas que precisam saber a direção do vento para sua segurança.

Os ventos podem ser fracos, médios ou fortes. Os ventos fracos são brisas que refrescam o ambiente reduzindo o calor, enquanto os ventos médios são por exemplo aqueles que fazem os galhos das árvores balançarem. Os ventos fortes são as ventanias ou vendavais, que quando se movimentam em círculo constituem os furacões ou tufões. Se forem muito intensos, podem derrubar árvores, postes ou destruir casas, arrancando até telhados.


POLUIÇÃO DO AR

Como o ar está presente em todos os locais, preenchendo os espaços vazios, torna-se facilmente alterado por quaisquer atividades. Já vimos anteriormente que alterações das condições originais provocadas por atividades humanas caraterizam a poluição dos ambientes.

A poluição do ar tem sido discutida amplamente hoje em dia, uma vez que não está mais restrita a centros industriais. O crescimento das cidades gera conseqüências que afetam diretamente a qualidade do ar.
 
 

Figura 50: Poluição do ar.
Das indústrias, escapamentos de automóveis e através das queimadas de florestas e de lixo são lançados uma série de compostos químicos diretamente no ar. Os combustíveis que fazem os veículos se movimentarem sofrem uma reação química no motor, sendo liberados, então, na forma de monóxido de carbono (CO), aldeídos, hidrocarbonetos e compostos de nitrogênio e enxofre. Sabendo que só na cidade de São Paulo circulam diariamente cerca de 4,5 milhões de veículos, dá para se ter uma idéia da qualidade do ar na maior cidade do país.

A concentração destas substâncias pode provocar desconforto (dores de cabeça, cansaço, vertigens, além de irritação dos olhos, nariz e garganta) ou mesmo contribuir para o agravamento de algumas doenças sérias como asma aguda e crônica, bronquite e enfisema. Estas doenças são decorrentes do entupimento das vias respiratórias pelas partículas que estão presentes no ar. As queimadas agravam ainda mais a situação através das cinzas e da fumaça que é lançada.
 
10. Por que no inverno a poluição do ar tende a ser mais agravada?
Resposta

INVERSÃO TÉRMICA

Uma das conseqüências da poluição do ar é o fenômeno da inversão térmica. Em condições normais, o ar quente (mais leve) tende a subir e o ar frio, permanecer nas camadas inferiores (devido aos movimentos de convecção).

Quando vem uma frente fria intensa o fenômeno pode se inverter: a camada de ar frio fica presa entre duas camadas de ar quente, dificultando a formação das correntes de convecção. O ar junto ao solo fica parado, não circula, acumulando então os poluentes. Quando ocorre este fenômeno observa-se uma alta incidência de doenças pulmonares.

CHUVA ÁCIDA

Alguns gases (particularmente compostos de nitrogênio e enxofre) são capazes de reagir com o vapor d'água presente na atmosfera. O produto desta reação é água acidificada que ao precipitar pode causar sérios danos. Embora a chuva ácida ocorra principalmente em países mais industrializados do hemisfério norte, já começa a chamar atenção aqui no Brasil; em Santa Catarina este efeito tem sido constatado. Em Criciúma existe uma mineração de carvão que libera enxofre para a atmosfera. Este enxofre se mistura às nuvens e é carregado para locais bem distantes dali onde se precipita, atingindo a vegetação, o solo e corpos d'água.

EFEITO ESTUFA

Volte no início deste capítulo, quando tratamos do efeito estufa, e releia-o. O fato de reter calor na superfície da Terra é fundamental para a existência de vida no planeta. Entretanto, cientistas têm observado que a temperatura média tem aumentado nos últimos anos. Uma das explicações é que, com o aumento da poluição, gases como compostos de carbono e outros estão se acumulando na atmosfera, retendo mais calor do que normalmente. Existem previsões de que se o aumento da temperatura continuar, algumas conseqüências de efeitos globais serão inevitáveis, tais como: derretimento das geleiras nos pólos, aumento do nível do mar, alteração no regime de chuvas, entre outras.

CAMADA DE OZÔNIO

O ozônio é uma molécula formada por três átomos de oxigênio que existe naturalmente e forma a camada que reveste a atmosfera. Como dito anteriormente, esta camada é importante pois age como um "filtro" dos raios ultravioleta que atingem o planeta. Existe uma substância, entretanto, o clorofluorcabono (CFC), que através de uma reação química é capaz de "quebrar" o ozônio formando então um buraco nesta capa e diminuindo portanto a proteção contra os raios. O CFC é proveniente de atividades industriais, particularmente a produção de sprays, aerossóis, estofados e revestimentos térmicos.

Tem-se observado um aumento de câncer de pele nos últimos anos e uma das possíveis explicações seria que, devido ao buraco na camada de ozônio, as pessoas estão mais expostas à radiação ultravioleta.



Questões de Auto Avaliação

14) Como funciona um desentupidor de pia?

15) Por que nos balões o ar é aquecido?
 
16) Considere que há uma pessoa em cada um dos pontos A, B, C. Coloque em ordem crescente em relação à pressão atmosférica os indivíduos A, B, C, considerando também C o nível do mar.
17) Como os moinhos de vento auxiliam a evaporação da água em salinas (local onde o sal é retirado da água)?

18) Quais as fontes poluidoras do ar?

19) O que deve ser feito para evitar a poluição atmosférica?

Respostas- Questões de Auto avaliação


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