A chuva ácida é um fenômeno que surgiu com a crescente industrialização do mundo, em relação direta com a poluição do ar, manifestando-se com maior intensidade e maior abrangência nos países desenvolvidos. Compostos de enxofre e nitrogênio são os principais componentes desta chuva, que pode se manifestar tanto no local de origem, como a centenas de quilômetros de distância.
Nos gases produzidos por fábricas e motores (em especial quando há queima de carvão mineral) são liberados para a atmosfera óxidos de enxofre, os quais reagem com o vapor da água produzindo ácido sulfúrico, que é diluído na água da chuva e origina a chuva ácida, com pH muito ácido.
O pH, é o índice mais utilizado para medir acidez das chuvas e levando em consideração que quanto menor mais ácido ele é, assume valores inferiores a 4,5 dentro de algumas localidades no Brasil quando o pH de uma chuva normal equivale a 5,0.
Este tipo de chuva, quando freqüente provoca acidificação do solo, prejudica também plantas, animais, rios e florestas. Da mesma forma as edificações presentes na área são afetadas. No Brasil, a Mata Atlântica é extremamente afetada pela chuva ácida, uma vez que muitos centros urbanos e industriais se localizam próximos ao litoral. Em Cubatão, São Paulo, vários programas de reflorestamento têm acontecido nos últimos anos, a fim de proteger as encostas cuja vegetação foi destruída.
Os principais contribuintes para a produção de gases que provocam a chuva ácida, lançados na atmosfera, são as emissões dos vulcões e processos biológicos que ocorrem nos solos, pântanos e oceanos. Foi possível determinar os efeitos da deposição ácida que ocorreram nas geleiras há milhares de anos em partes remotas do globo.
As principais fontes humanas desses gases são as indústrias, as usinas termoelétricas e os veículos de transporte. Os gases podem ser carregados por milhares de quilômetros na atmosfera antes de reagirem com partículas de água originando ácidos que mais tarde se precipitam.
A precipitação ácida ocorre quando a concentração de dióxido de enxofre e óxidos de azoto são suficientes para reagir com as gotas de água suspensas no ar, as nuvens.
A chuva ácida industrial é um problema substancial na China, na Europa Ocidental, na Rússia e em áreas sob a influência de correntes de ar provenientes desses países. Essas áreas queimam carvão com enxofre na sua composição para gerar calor e eletricidade. Mas nem sempre essas áreas sofrem danos diretos, pois as correntes de vento e convecção das massas de ar, podem no entanto, afetar áreas além das emissoras.
Como evitar a Chuva Ácida:
Conservar energia
Transporte coletivo
Utilizar fontes de energia menos poluentes
Purificação dos escapamentos dos veículos
Utilizar combustíveis com baixo teor de enxofre
Purificação do carvão mineral, antes de seu uso
Uso de petróleo de melhor qualidade e purificação de seus derivados
Construção de motores de carros mais eficientes (que destruam os gases nocivos)
Carvão Mineral
O carvão é uma complexa e variada mistura de componentes orgânicos sólidos, fossilizados ao longo de milhões de anos, como ocorre com todos os combustíveis fósseis. Sua qualidade, determinada pelo conteúdo de carbono, varia de acordo com o tipo e o estágio dos componentes orgânicos. A turfa, de baixo conteúdo carbonífero, constitui um dos primeiros estágios do carvão, com teor de carbono na ordem de 45%; o linhito apresenta um índice que varia de 60% a 75%; o carvão betuminoso (hulha), mais utilizado como combustível, contém cerca de 75% a 85% de carbono, e o mais puro dos carvões; o antracito, apresenta um conteúdo carbonífero superior a 90%.
Da mesma forma, os depósitos variam de camadas relativamente simples e próximas da superfície do solo e, portanto, de fácil extração e baixo custo, a complexas e profundas camadas, de difícil extração e custos elevados.
Em termos de participação na matriz energética mundial, segundo o Balanço Energético Nacional (2003), o carvão é atualmente responsável por cerca de 7,9% de todo o consumo mundial de energia e de 39,1% de toda a energia elétrica gerada. No âmbito mundial, apesar dos graves impactos sobre o meio ambiente, o carvão ainda é uma importante fonte de energia. As principais razões para isso são as seguintes: abundância das reservas; distribuição geográfica das reservas; baixos custos e estabilidade nos preços, relativamente a outros combustíveis.
Embora fontes renováveis, como biomassa, solar e eólica, venham a ocupar maior parcela na matriz energética mundial, o carvão deverá continuar sendo, por muitas décadas, o principal insumo para a geração de energia elétrica, especialmente nos países em desenvolvimento.
Para isso, no entanto, são necessários avanços, visando a atender aos seguintes requisitos: melhorar a eficiência de conversão; reduzir impactos ambientais (principalmente na emissão de gases poluentes); aumentar sua competitividade comercial.
No Brasil, as principais reservas de carvão mineral estão localizadas no sul do país, notadamente no Estado do Rio Grande do Sul, que detém mais de 90% das reservas nacionais. No final de 2002, as reservas nacionais de carvão giravam em torno de 12 bilhões de toneladas, o que corresponde a mais de 50% das reservas sul-americanas e a 1,2% das reservas mundiais.
No entanto, segundo o Balanço Energético Nacional (2003), o uso energético do carvão mineral ainda é bastante restrito, representando apenas
6,6% da matriz energética brasileira. Entre outras restrições, os altos teores de cinza e enxofre são os principais responsáveis pelo baixo índice de aproveitamento do carvão no Brasil.
Unidade do complexo termelétrico de Jorge Lacerda
Formação da chuva ácida
Combustão Pulverizada: Nos processos atuais de combustão pulverizada
(CP), o carvão é queimado como partículas pulverizadas, aumentando substancialmente
a eficiência da combustão e da conversão. A maioria das tecnologias
modernas de CP atinge 99% de eficiência na combustão. A eficiência
de conversão da energia térmica em energia elétrica pode chegar a 43%, no
caso de plantas com ciclo a vapor supercrítico (temperatura entre 700°C e
720°C). Ganhos adicionais de eficiência podem ser alcançados, mas atualmente
o encarecimento do sistema não os justifica. Esperam-se, porém, melhoramentos
futuros, elevando a eficiência a 50%, sem aumento de custo.
Combustão em Leito Fluidizado: A tecnologia de combustão em leito
fluidizado permite a redução de enxofre (até 90%) e de NOx (70-80%),
pelo emprego de partículas calcárias e de temperaturas inferiores ao processo
convencional de pulverização. Uma das vantagens em relação à
combustão pulverizada convencional é a redução de enxofre sem perdas
de eficiência térmica. Outra vantagem dessa tecnologia é que ela pode
queimar resíduos e carvões de baixa qualidade, com baixo índice de
emissões, sendo, portanto, adequada também a sistemas de incineração.
Gaseificação Integrada a Ciclos Combinados: A tecnologia de gaseificação
integrada do carvão é recente e consiste na reação do carvão
com vapor de alta temperatura e um oxidante (processo de
gaseificação), dando origem a um gás combustível sintético de médio
poder calorífico. Esse gás pode ser queimado em turbinas a gás,
onde o calor residual dos gases de exaustão pode ser recuperado e
aproveitado por meio de uma turbina a vapor (ciclo combinado). Isso
possibilita a remoção de cerca de 95% do enxofre e a captura de
90% do nitrogênio.
Em termos de perspectivas, estudos indicam que as várias tecnologias
de uso racional do carvão apresentam diferentes estágios de desenvolvimento.
Somente uma delas, a combustão pulverizada (CP), pode
ser considerada tecnológica e comercialmente aprovada (AIE, 1999).
Em termos de flexibilidade de combustível, destacam-se as plantas de
leito fluidizado (LF). Em termos ambientais, destaca-se a gaseificação
integrada (GI).
Nos próximos dez anos, grande parte da instalação de novas plantas
de geração termelétrica a carvão deverá se concentrar no Sudeste
Asiático, principalmente na China e na Índia. A maioria delas será formada
por plantas de CP, porém de eficiência relativamente baixa.
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