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As visões da natureza Conservacionismo - (Pinchot e Nash) baseia-se em três princípios: o uso dos recursos naturais pelas gerações presentes e futuras, sem desperdício. Preservacionismo – (Thorou e Muir) pode ser descrita como a reverência à natureza no sentido da apreciação estética e espiritual da vida selvagem (‘wilderness”). Esta visão pretende proteger a natureza contra o desenvolvimento a qualquer preço. Desenvolvimento a qualquer custo. Energia Todos os processos energéticos da biosfera obedecem as duas leis da termodinâmica. Primeira Lei da Termodinâmica – “a energia do universo é constante”, ou seja, a energia não pode ser criada nem destruida, apenas transformada. Segunda Lei da Termodinâmica – “a entropia no universo tende ao máximo”, ou seja, a cada transformação a energia passa de uma forma mais organizada e concentrada (energia de alta qualidade) a outra menos organizada e mais dispersa (energia de baixa qualidade – calor) As duas leis podem ser observadas no fluxo continuo e num unico sentido da energia solar na biosfera: A energia luminosa é captada pelas plantas e transformada em energia quimica ou absorvida pela água, ar e solo e, posteriormente, em ambos os casos, trasformada em energia calorífica que é irradiada para o espaço. Neste contexto, a Terra é um sistema aberto. Radiação Solar e Terrestre O Sol é a fonte de energia que controla a circulação da atmosfera. O Sol emite energia em forma de radiação eletromagnética, da qual uma parte é interceptada pelo sistema Terra- atmosfera e convertida em outras formas de energia como, por exemplo, calor e energia cinética da circulação atmosférica. É importante notar que a energia pode ser convertida, mas não criada ou destruída. A energia solar não é distribuída igualmente sobre a Terra. Esta distribuição desigual é responsável pelas correntes oceânicas e pelos ventos que, transportando calor dos trópicos para os pólos, procuram atingir um balanço de energia. Inicialmente vamos abordar as causas dessa distribuição desigual, temporal e espacial. Estas causas residem nos movimentos da Terra em relação ao Sol e também em variações na superfície da Terra. Espectro Eletromagnético • Microondas: radar e outros sistemas de comunicação. São geradas mediante dispositivos eletrônicos. • Infravermelha: (infravermelho distante, médio e próximo). Os corpos quentes produzem radiação infravermelha e tem muitas aplicações na indústria, medicina, astronomia, etc. • Luz visível: região muito estreita, porém, muito importante, já que nossa retina é sensível as radiações destas freqüências. Por sua vez, é subdividida em seis intervalos que definem as cores básicas (vermelho, laranja, amarelo, verde, azul e violeta). • Radiação ultravioleta: os átomos e moléculas submetidos a descargas elétricas produzem este tipo de radiação. • Raios X: devido a grande energia dos fótons dos raios X eles são muito perigosos para os organismos vivos. • Raios gama: são também perigosos para os tecidos sãos por que a manipulação de raios gama requer uma boa blindagem de proteção. Atmosfera Mistura de gases que envolve a Terra e que acompanha os seus movimentos de rotação e translação. • O limite da atmosfera é de cerca de 1000 km acima do nível do mar, mas 99% da massa que constitui a atmosfera localiza-se abaixo dos 40 km de altitude. • A atmosfera é composta pelas seguintes camadas: Troposfera, Estratosfera, Mesosfera, Termosfera e Exosfera. IMPORTÂNCIA: Camada relativamente fina de gases e material particulado (aerossóis) que envolve a Terra. • Esta camada é essencial para a vida e o funcionamento ordenado dos processos físicos e biológicos sobre a Terra. • Protege os organismos da exposição a níveis arriscados de radiação ultravioleta, contém os gases necessários para os processos vitais de respiração celular e fotossíntese e fornece a água necessária para a vida. Troposfera (até cerca de 15km de altitude) Varia entre 8 km (pólos) até 15 km (equador) e contém 80% em massa dos gases atmosféricos. O ar diminui de temperatura com a altitude, até atingir cerca de -60ºC. A zona limite designa-se por tropopausa, de temperatura constante. Estratosfera (de 15 a 50km) Contém a camada de ozônio. A temperatura aumenta desde -60ºC até cerca de 0ºC. A zona limite designa-se por estratopausa, de temperatura constante. Mesosfera (de 50 a 80 km) Camada mais fria da atmosfera, diminuindo, de novo, a temperatura com a altitude, atingindo os -100ºC, pois a absorção de radiação solar é muito fraca. A zona limite designa-se por mesopausa. Termosfera (de 80 a 800km) Atingem-se as temperaturas mais elevadas, podendo atingir-se os 2000ºC, devido à absorção das radiações de energia superior a 9,9 x 10-19 J. Exosfera (mais de 800km acima do nível do mar) Parte exterior da atmosfera e que se dilui no espaço. Processos energéticos utilizados pelos Seres Vivos a) Processos que levam à formação de compostos orgânicos (alimentos) ricos em anergia, a partir de CO2 e H2O: - Fotossíntese: quando a energia utilizada para síntese do alimento provém da luz. - Quimiossintese: quando a energia utilizada para a síntese do alimento, provem da oxidação de compostos inorgânicos. b) Processos que levam à liberação de energia contida nos alimentos: - Respiração aeróbica: quando o receptor final dos hidrogênios é o oxigênio. - Respiração anaeróbica: quando o recptor dos hidrogênios é uma substância diferente do oxigênio (CO3 -2, PO4 -3, SO4 -2). - Fermentação: quando o receptor dos hidrogênios é uma substância orgânica subproduto da reação em questão. Biossíntese e Biodegradação Na biosfera, a todo processo de biossíntese (foto e quimiossíntese) deve corresponder um processo de biodegradação (respiração aeróbia, anaeróbia e fermentação). Isso é que origina um equilíbrio entre esses dois processos naturais. A existência desse equilíbrio é condição fundamental à continuidade da vida, porque, se por um lado, a quantidade de energia disponível (solar) é inesgotável, por outro, a quantidade de carbono e outros elementos constitutivos das moléculas orgânicas é limitada no ambiente habitado. Isto faz com que todos os elementos retirados do meio devam, mais cedo ou mais tarde, ser restituídos ao meio, através da biodegradação, para novas biossínteses. Este processo denomina-se ciclagem. ECOLOGIA Estudo das condições de existência dos seres vivos e as interações, de qualquer natureza, existente entre esses seres vivos e o seu meio. A ecologia pode ser dividida em: Auto-ecologia: parte da ecologia que estuda as respostas das espécies aos fatores ambientais, em função de suas fisiologias e respectivas adaptações; Dinâmica das populações: estuda as inter-relações entre as espécies, suas causas e conseqüências; Sinecologia - parte da ecologia que estuda as interações entre as diferentes espécies que ocupam um mesmo ambiente, como estas se interrelacionam e de que maneira interagem com o meio ambiente. Conceitos em Ecologia • Meio ambiente - conjunto de condições físicas (luz, temperatura, água, pressão, etc.), químicas (salinidade, oxigênio dissolvido, pH, etc.) e biológicas (relações com outros seres vivos) que cercam o ser vivo, resultando num conjuntode limitações e de possibilidades para uma dada espécie: o meio ambiente é tudo que nos cerca. • Habitat - local onde vive um organismo; ou ainda, é o ambiente que oferece um conjunto de condições favoráveis ao desenvolvimento de suas necessidades básicas - nutrição, proteção e reprodução. • Nicho ecológico é o papel de uma espécie numa comunidade - como ela faz para satisfazer as suas necessidades. • Fator ecológico: Todo elemento do meio capaz de agir, direta ou indiretamente, sobre os seres vivos, pelo menos em uma fase de seu ciclo de desenvolvimento. (Ex. Temperatura, pressão atmosférica, etc.). • Fator limitante: Fator ecológico necessário para a manutenção da vida de um organismo, que se encontra reduzido/ausente ou ainda se excede ao máximo tolerado pelos organismos. Um fator limitante nunca é um fator abundante do meio. • Potencial biótico - capacidade máxima de reprodução de uma espécie biológica, determinada entre outros fatores pela duração do ciclo de vida dessa espécie e o tamanho de sua prole, sob condições ambientais óptimas. A expressão do potencial é limitado por qualquer condição ambiental que iniba o aumento da população. Uma espécie que atinga o seu potencial biótico terá um crescimento populacional exponencial pelo que se dirá que tem uma fertilidade elevada. • Resistência ambiental - compreende todos os fatores (doenças, alterações climáticas, competição, etc.) que impedem o desenvolvimento do potencial biótico. • Resiliência - capacidade concreta de retornar ao estado natural de excelência, superando uma situação critica. Conceito de ECOSSISTEMA Um sistema é um grupo de partes que estão conectadas e trabalham juntas. A terra está coberta de coisas vivas e não-vivas que interatuam formando sistemas, também chamados ecossistemas (sistemas ecológicos) . • Ecossistema - Termo criado por Tansey em 1935 - Sistema aberto que inclui, em uma certa área, todos os fatores físicos e biológicos (elementos bióticos e abióticos) do ambiente e suas interações, o que resulta em uma diversidade biótica com estrutura trófica claramente definida e na troca de energia e matéria entre esses fatores. O ecossistema é a unidade funcional de base em ecologia, porque inclui, ao mesmo tempo, os seres vivos e o meio onde vivem, com todas as interações recíprocas entre o meio e os organismos" (Dajoz, 1973). Conceito de BIOSFERA A biosfera é definida como sendo a região do planeta que contém todo o conjunto dos seres vivos e na qual a vida é permanentemente possível. Processos de um Ecossistema Alguns organismos são capazes de elaborar seu próprio alimento a partir de produtos químicos, utilizando a energia solar; este processo se denomina fotossíntese. As plantas, que fazem os produtos alimentícios, são chamadas produtores. O alimento produzido é utilizado por células vivas para fazer mais células e formar a matéria orgânica, como a lã e a gordura. Os produtos orgânicos de organismos vivos são algumas vezes denominados biomassa. Certos organismos consomem produtos elaborados pelos produtores, a estes organismos se denomina consumidores. Os consumidores podem comer plantas (chamados de herbívoros), carne (carnívoros), ou assimilar matéria orgânica morta (decompositores, como fungos e bactérias). Logo que o consumidor digeriu e utilizou este alimento, restam poucos produtos químicos de descarte. Estes produtos de descarte, que são utilizados como fertilizante para plantas, são denominados nutrientes. Quando os consumidores liberam nutrientes que voltam a ser utilizados pelas plantas, nós dizemos que foram reciclados. A floresta é um exemplo de um típico ecossistema. As árvores e outras plantas produtoras utilizam a energia solar e os nutrientes químicos para elaborar matéria orgânica. Esta é comida pelos consumidores que devolvem os nutrientes à raiz das plantas. Cadeia Alimentar A cadeia alimentar é uma sequência de seres vivos que dependem uns dos outros para se alimentar. É a maneira de expressar as relações de alimentação entre os organismos de um ecossistema, incluindo os produtores, os consumidores (herbívoros e carnívoros (predadores) e os decompositores. Teia Alimentar Como frequentemente cada organismo se alimenta de mais de um tipo de animais ou plantas, as relações alimentares (também conhecidas por relações tróficas) tornam-se mais complexas, dando origem a redes ou teias alimentares, em que as diferentes cadeias alimentares se inter-relacionam. Energia no Ecossistema • A luz solar representa a fonte de energia externa sem a qual os ecossistemas não conseguem manter-se. • A transformação (conversão) da energia luminosa para energia química, que é a única modalidade de energia utilizável pelas células de todos os componentes de um ecossistema, sejam eles produtores, consumidores ou decompositores, é feita através de um processo denominado fotossíntese. • Portanto, a fotossíntese - seja realizada por vegetais ou por microorganismos - é o único processo de entrada de energia em um ecossistema. • A fotossíntese utiliza apenas uma pequena parcela (1 a 2%) da energia total que alcança a superfície da Terra. • “A energia não pode ser criada nem destruída e sim transformada”. • A luz solar, como fonte de energia, pode ser transformada em trabalho, calor ou alimento em função da atividade fotossintética. Porém, de forma alguma, pode ser destruída ou criada. • A quantidade de energia disponível diminui à medida que é transferida de um nível trófico para outro. Assim, nos exemplos dados anteriormente de cadeias alimentares, o gafanhoto obtém, ao comer as folhas da árvore, energia química. Todavia, esta energia é muito menor que a energia solar recebida pela planta. Esta perda nas transferências ocorre sucessivamente até se chegar aos decompositores. • E por que isso ocorre? A explicação para este decréscimo energético de um nível trófico para outro, é o fato de cada organismo necessitar de grande parte da energia absorvida para a manutenção das suas atividades vitais, tais como divisão celular, movimento, reprodução, etc. Pirâmides Ecológicas Pirâmide de números - Representa a quantidade de indivíduos em cada nível trófico da cadeia alimentar proporcionalmente à quantidade necessária para a dieta de cada um desses. Pirâmide invertida - quando o produtor é uma planta de grande porte, o gráfico de números passa a ter uma conformação diferente da usual. Pirâmide de biomassa - computada a massa corpórea (biomassa) e não o número de cada nível trófico da cadeia alimentar. O resultado será similar ao encontrado na pirâmide de números: os produtores terão a maior biomassa e constituem a base da pirâmide, decrescendo a biomassa nos níveis superiores. Produtividade do Ecossistema Produtividade primária bruta (PPB), que corresponde ao total de matéria orgânica produzida em gramas, durante certo tempo, em uma certa área. Produtividade primária líquida (PPL), descontando desse total a quantidade de matéria orgânica consumida pela comunidade, durante esse período, na respiração (R). A produtividade de um ecossistema depende de diversos fatores, dentre os quais os mais importantes são a luz, a água, o gás carbônico e a disponibilidade de nutrientes. Emecossistemas estáveis, com freqüência a produção de (P) iguala o consumo de (R). Nesse caso, vale a relação P/R = 1. Necessidades básicas dos seres vivos Boa parte da vida de um organismo é utilizada no processo de nutrição. Por isso, a relação alimentar constitui fator determinante da estrutura da comunidade. Para satisfazer ao processo nutricional, o ser vivo precisa de condições que lhe permitam produzir (autótrofo) ou utilizar (heterótrofo) os alimentos disponíveis, e o meio ambiente deve oferecê-las. No que diz respeito à proteção, a camuflagem é talvez o mais curioso mecanismo. Neste, o organismo envolvido adota a aparência transitória (mimetismo), ou permanente, de uma característica do ambiente e consegue assim se proteger de seus inimigos naturais: borboletas com cores e forma de pétalas de flores, gafanhotos com aparência de folhas ou de ramos, lagartos com cores da paisagem, etc. A reprodução, seja sexuada ou assexuada, depende de condições ambientais particulares, envolvendo vento, água, temperatura, presença de outros organismos (polinizadores ou não), disponibilidade de abrigo e de materiais para construção de ninhos, tocas, etc. O ambiente deve ser capaz de satisfazer às necessidades de cada espécie para que ela reproduza, povoe e a vida continue existindo. Como heterótrofo, o homem, na busca do alimento, desenvolve as mais variadas relações com o ambiente, através da caça, pesca, agricultura, pecuária, piscicultura, desmatamento, etc. e, ao contrário dos demais seres vivos, consome muito mais compostos orgânicos do que a quantidade por ele utilizada como alimento. A maior parte da matéria consumida é usada na produção de energia. Fatores Ecológicos Os fatores ecológicos bióticos compreendem as relações simbióticas entre os seres vivos e os fatores ecológicos abióticos constituem as condições físicas do ambiente. Fatores Ecológicos BIÓTICOS Para satisfazer suas necessidades de alimentação, proteção, transporte e reprodução os seres vivos associam-se com outros seres vivos, de mesma espécie ou de espécie diferente, surgindo assim as relações ecológicas. Consideradas fatores ecológicos bióticos, as relações ecológicas podem ser classificadas em: � intra-específica - relação que ocorre entre indivíduos de mesma espécie; � inter-específica - relação que ocorre entre indivíduos de espécies diferentes; � harmônica - relação em que nenhum dos organismos é prejudicado; � desarmônica - relação em que pelo menos um dos organismos é prejudicado. COLÔNIAS - Organismos de mesma espécie que se mantêm anatomicamente unidos entre si formando um conjunto funcional. SOCIEDADE - Indivíduos que não estão unidos, mas formam uma organização social. CANIBALISMO - Um animal mata e devora o outro da mesma espécie. MUTUALISMO - Associação íntimas com benefícios mútuos. É necessária à sobrevivência das espécies. FORÉSIA - Transporte de um ser vivo, seus ovos ou sementes por outro. INQUILISMO - Uma espécie procura abrigo ou suporte no corpo de outra espécie. COMENSALISMO -Uma espécie se beneficia enquanto a outra não leva qualquer vantagem. PARASITISMO - Um ser vive às custas de outro absorvendo alimentos. PREDATISMO - Um animal ataca e devora outro de espécie diferente. AMENSALISMO - Uma espécie tem seu crescimento e reprodução inibidos por substâncias secretadas por outra espécie. COMPETIÇÃO - Indivíduos de mesma espécie ou espécies diferentes, que concorrem pelos mesmos fatores do ambiente, fatores existentes em quantidades limitadas. (relação intra e inter específica). Complexidade dos Ecossistemas A sua composição é resultado de fenômenos físicos associados à própria atividade biológica que aí se realiza há milhares de anos. As atividades de nutrição e de respiração das plantas, dos animais e dos microrganismos, que habitam o solo e as águas, alteram quimicamente a composição do ar atmosférico, por consumirem alguns gases que o compõem e produzirem outros; modificam a estrutura do solo, por cavarem buracos e galerias ou por produzirem alterações químicas do meio; modificam, ainda, a composição da água em virtude das trocas de alimentos e compostos químicos que realizam no seu interior. Portando, desde a sua criação, a biosfera está em constante modificação pela ação dos próprios seres vivos, o que de certa forma a torna frágil, principalmente quando este ser vivo é o homem. Hipótese de GAIA (mãe Terra): “a Terra seria um superorganismo de certa forma frágil, mas com capacidade de auto-recuperação” BIOMA Conjunto de vida, vegetal e animal, especificado pelo agrupamento de tipos de vegetação e identificável em escala regional, com condições geográficas e de clima similares e uma história compartilhada de mudanças cujo resultado é uma diversidade biológica própria. A localização geográfica de cada bioma é condicionada predominantemente pelos seguintes fatores: clima, temperatura, precipitação de chuvas e pela umidade relativa, e em menor escala pelo tipo de componentes do solo. Biomas Brasileiros: Amazônia, Costeiros, Caatinga, Cerrado, Pantanal, Mata Atlântica e Campos Sulinos. Ciclos BIOGEOQUÍMICOS Rota completa que um elemento químico segue através do sistema Terra, ou seja seu movimento entre a atmosfera, a água, o solo e os organismos vivos. Os padrões de ciclagem de nutrientes na biosfera envolvem não apenas o metabolismo biológico, mas também uma série de reações químicas estritamente abióticas. Definida como: A integração entre biologia, geologia, química, e outras disciplinas, para entender o funcionamento da natureza. - Reservatórios São compartimentos, esferas ou locais que contém o elemento de interesse, como atmosfera, oceanos, sedimentos, litosfera, matéria orgânica contida na biomassa animal e vegetal. São formados pelos principais compartimentos da biosfera nos quais os elementos são armazenados. Um ciclo biogeoquímico pode ser representado por um conjunto de armazenamentos (reservatórios ou caixas) e de transferências (fluxos). Características importantes das fases orgâncas e inorgânicas A eficiência no movimento dos nutrientes entre os reservatórios orgânico e inorgânico determina a disponibilidade para os organismos a curto prazo; Os principais reservatórios dos elementos essenciais estão localizados na atmosfera, na litosfera (rochas, solos e sedimentos) ou na hidrosfera; O fluxo na fase inorgânica, de modo geral, tende a ser mais lento do que o da fase orgânica. Nutrientes essenciais à vida Cerca de 20 a 30 elementos químicos são essenciais para os processos metabólicos possam ocorrer; ** Macronutrientes: necessários em quantidades relativamente elevadas. 1- constituem mais do que 1% do peso da matéria orgânica seca: carbono, oxigênio, hidrogênio, nitrogênio e fósforo. 2- constituem entre 0.2 a 1 % do peso da matéria orgânica seca : enxofre, cloro, potássio, sódio, cálcio, magnésio, ferro e cobre. ** Micronutrientes: aqueles necessários em quantidades traço. 1- Geralmente constituem menos de 0.2 % do peso da matéria orgânica seca. 2- Exemplos: alumínio, boro, cromo, cobalto, gálio, iodo, manganês, molibidênio, selênio, silicio, estrôncio,titânio, vanádio, zinco. O tamanho dos reservatórios determina a tipologia dos ciclos biogeoquímicos 1) Tipos gasosos – Reservatório situado na atmosfera ou hidrosfera. Ex: Nitrogênio e Oxigênio 2) Tipos sedimentares – Reservatório localizado na crosta terrestre. Ex: Cálcio e Fósforo 3) Tipos mistos – Possuem ambos os compartimentos. Ex: Água, Carbono e Enxofre. CICLO DO NITROGÊNIO CICLO SEDIMENTAR: FÓSFORO CICLO HIDROLÓGICO CICLO ATMOSFÉRICO – CARBONO Processos Sucessionais Quanto às forças que direcionam o processo: • Sucessão autogênica: mudanças ocasionadas por processos biológicos internos ao sistema • Sucessão alogênica: direcionamento das mudanças por forças externas ao sistema (incêndios, tempestades, processos geológicos) Quanto à natureza do substrato na origem do processo: • Sucessão primária: em substratos não previamente ocupados por organismos. Ex.: afloramentos rochosos, exposição de camadas profundas de solo, depósitos de areia, lava vulcânica recém solidificada) • Sucessão secundária: em substratos que já foram anteriormente ocupados por uma comunidade e, consequentemente, contêm matéria orgânica viva ou morta (detritos, propágulos). Ex: clareiras, áreas desmatadas, fundos expostos de corpos de água. Fontes de Energia - Fontes de energia não-renováveis correspondem aos recursos naturais finitos no meio ambiente, como o urânio, o manganês e os combustíveis fósseis - petróleo, o carvão mineral e gás natural. PETROLEO - Obtenção: Resulta de reações químicas em fósseis depositados principalmente no fundo do mar. É extraido de reservas maritimas ou continentais - Uso: produção de energia elétrica; matéria-prima da gasolina, do diesel e de produtos como o plástico, borracha sintética, cera, tinta, gás e asfalto. - Vantagens: domínio da tecnologia para sua exploração e refino; facilidade de transporte e distribuição. - Desvantagens: polui a atmosfera com a liberação de dióxido de carbono, colaborando para o efeito estufa. NUCLEAR - Obtenção: reatores nucleares produzem energia térmica por fissão (quebra) de átomos de urânio. Essa energia aciona um gerador elétrico. - Uso: produção de energia elétrica; fabricação de bomba atômica - Vantagens: a usina pode ser instalada em locais próximos de centros de consumo; não emite poluentes que contribuam para o efeito estufa. - Desvantagens: Não é tecnologia para tratar lixo nuclear, a construção de usinas é cara e demorada; existe risco de contaminação nuclear. CARVÃO MINERAL - Obtenção: Resulta da transformação química de grandes florestas soterradas. É extraído de minas localizadas em bacias sedimentares. - Uso: Produção de energia elétrica; aquecimento, materia-prima de fertilizante. - Vantagens: Domínio de tecnologia para seu aproveitamento; facilidade de transporte e distribuição. - Desvantagens: Libera poluentes como dióxido de carbono e óxidos de nitrogênio; contribui para a chuva ácida. GÁS NATURAL - Obtenção: Ocorre na natureza associado ou não ao petróleo. A pressão existente nas reservas impulsiona o gás para a superficie, onde é coletado em tubulações. - Uso: aquecimento; combustível para geração de eletricidade, veículos, caldeiras e fornos; matéria-prima de derivados da indústria petroquímica. - Vantagens: Não emite poluentes; pode ser utilizado nas formas gasosa e liquida; existe grande número de reservas. - Desvantagens: A construção de gasodutos e metaneiros (navios especiais) para o transporte e a distribuição requer alto investimento. - Fontes de energia renováveis, uma vez exploradas pelo homem, se reconstituem espontaneamente ou por meio de práticas de conservação. Entre elas estão o ar, a água e a vegetação. HIDRO-ELETRICIDADE - Obtenção: A energia liberada pela queda de água represada move uma turbina que aciona um gerador elétrico. - Uso: Produção de energia elétrica - Vantagens: não emite poluentes; a produção é controlada - Desvantagens: inundação de grandes áreas e deslocamento de populaçao residente; a construção das usinas é cara e demorada. EÓLICA - Obtenção: O movimento dos ventos é captado por pás de hélices gigantes ligadas a uma turbina que acionam um gerador elétrico. - Uso: Produção de energia elétrica; movimentação de moinhos - Vantagens: Grande potencial para geração de energia elétrica; não interfere no efeito estufa; não ocupa áreas de produção de alimentos. - Desvantagens: Exige investimentos para a transmissão da energia; produz poluição sonora; interfere em transmissões de rádio e TV. SOLAR - Obtenção: Lâminas recobertas com material semicondutor, como silicio, são expostas ao sol. A luz excita os elétrons do silicio, que formam uma corrente elétrica. - Uso: Produção de energia Elétrica; aquecimento - Vantagens: Não é poluente; não interfere no efeito estufa; não precisa de turbinas nem geradores para a produção da energia elétrica. - Desvantagens: exige alto investimento para o seu aproveitamento. BIOMASSA - Obtenção: A matéria orgânica é decomposta em caldeira ou biodigestar. O processo gera gás e vapor, que acionam uma turbina e movem um gerador elétrico. - Uso: aquecimento; produção de energia elétrica e de biogás (metano) - Vantagens: Não interfere no efeito estufa (o gás carbônico liberado durante a queima é absorvido depois no ciclo de produção). - Desvantagens: Exige alto investimento em seu aproveitamento. Fontes de Energia Primária São as fontes de energia encontradas, ou captadas, diretamente da natureza, ou ainda, as oriundas de subprodutos, de resíduos naturais ou de processos industriais: como o petróleo, energia hidráulica, carvão mineral, dejetos animais, energia solar, energia eólica, etc. Fontes de energia primária - petróleo; gás natural, carvão vapor, carvão metalúrgico, energia hidráulica, lenha, caldo de cana e melaço, bagaço de cana. Outras fontes primárias - resíduos industriais e da sociedade: lixívia (licor negro), lixo industrial e urbano, etc ; resíduos agropecuários: palha de arroz, cavaco de madeira, serragem, borra de café, casca de cacau, etc. Fontes de Energia Secundária São as fontes de energia resultantes de um ou mais processos de transformação das fontes primárias: derivados energéticos do petróleo, eletricidade, carvão vegetal, álcool, etc. Fontes de energia secundária - óleo diesel, óleo combustível, gasolina (automotiva e de aviação), GLP (gás liquefeito de petróleo), querosene (para iluminação e de aviação), gases siderúrgicos (de alto-forno e de coqueria), coque de carvão mineral, eletricidade, carvão vegetal, álcool etílico (anidro e hidratado) e alcatrão. A matriz energética brasileira é composta por 54% de fontes não- renováveis, o percentual mais baixo entre as grandes economias mundiais. Poluição: pode ser definida como a introdução no meio ambiente de qualquer matéria ou energia que venha a alterar as propriedades físicas ou químicas ou biológicas desse meio, afetando, ou podendo afetar, por isso, a "saúde" das espécies animais ou vegetais que dependem ou tenham contato com ele, ou que nele venham a provocar modificações físico-químicas nas espécies minerais presentes. Principais poluentes aquáticoso Poluentes orgânicos biodegradáveis Lançados na água será degrada pelos organismos decompositores presentes no meio quático. Existem 2 maneiras de esses compostos, construídos principalmente por proteínas, carboidratos e gorduras, serem degradados: - se houver dissolvido no meio, a decomposição será feita por bactérias aeróbicas, que consomem o oxigênio dissolvido existente na água. Se o consumo de oxigênio for mais intenso que a capacidade do meio para repô-lo, haverá seu esgatamento e a inviabilidade da existência de vida para peixes e outros organismos que dependem do oxigênio para respirar; - se não houver oxigênio dissolvido no meio, ocorrerá a decomposição anaeróbica, com a formação de gases, como o metano e o gás sulfídrico. o Poluentes orgânicos recalcitrantes ou refratários O impacto introduzido por compostos orgânicos desse tipo está associado à sua toxicidade, e não ao consumo de oxigênio utilizado para sua decomposição. Alguns exemplos são: defensivos agrícolas, detergentes sintéticos e petróleo. Gravidade A ação da gravidade pode alterar a qualidade da água por meio da sedimentação de substâncias poluidoras em suspensão que sejam mais densas que o meio aquático. Ela é utilizada em certas etapas do tratamento de águas e esgotos pelo uso de decantadores, nos quais as partículas em suspensão sedimentam-se para serem retiradas logo depois. Luz A presença da luz é condição necessária para a existência de algas, que são a fonte básica de alimento do meio aquático. Além disso, elas são responsáveis pela produção endógena de oxigênio (isto é, interna). A luz extingue-se muito rapidamente na água em função da profundidade, limitando a ocorrência da fotossíntese apenas à camada superficial. O aumento da turbidez diminui a transparência e, portanto, a penetração de luz. Temperatura A temperatura altera a solubilidade dos gases e a cinética das reações químicas, fazendo com que a interação dos poluentes com o ecossistema aquático seja bastante influenciada por sua variação. Mecanismos bioquímicos A quantidade de oxigênio dissolvido na água necessária para a decomposição da matéria orgânica é chamada Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO). Em outras palavras, a DBO é o oxigênio que vai ser respirado pelos decompositores aeróbicos para a decomposição completa da matéria orgânica lançada na água. Mecanismos Químicos Existem reações químicas no meio aquático por causa da presença de substâncias naturalmente existentes no meio ou, então, que lá foram despejadas. Tais reações químicas podem ser afetadas por fatores como radiação solar, temperatura, pH, catalisadores e outros. É dificil prever o impacto ambiental resultante do despejo de certas substâncias no meio aquático em virtude da ocorrência de processos sinérgicos. Mecanismos Biológicos A quantidade e os tipos de espécies presentes no meio aquático variam com a transparência da água, a quantidade de nutrientes disponíveis e a temperatura, entre outros fatores. Assim, por exemplo, se existir execesso de nutrientes em excesso, de diferentes tipos de algas. A tendência é que ocorram mudanças na estrutura populacional do ecossistema, levando a alterações na qualidade da água, como o teor de oxigênio disponível, o pH e outros. Processo de EUTROFIZAÇÃO A eutrofização é o enriquecimento das águas com os nutrientes necessários ao crescimento da vida vegetal aquática. É um processo natural dentro da sucessão ecológica dos ecossistemas, quando o ecossistema lacustre tende a se transformar em um ecossistema terrestre utilizando a interação do lago com o meio terrestre que o circunda. A eutrofização é, portanto, um processo natural de maturação de um ecossistema lacustre. MEIO TERRESTRE Conceito Solo: manto superficial formado por rocha desagregada e, eventualmente, cinzas vulcanicas, em mistura com matéria orgânica em decomposição, contendo, ainda, água e ar proporções variáveis e organismos vivos. 45% de elementos minerais 25% de ar 25% de água 5% de matéria orgânica INTEMPERISMO X EROSÃO • Intemperismo correponde ao processo de alteração, ou seja, de transformação das estruturas físicas (através da desagregação), ou químicas (através da decomposição) das rochas da superfície terrestre. • Já a erosão corresponde ao transporte dos fragmentos de rochas desgastadas, ou seja, o deslocamento de materiais intemperizados. A Engenharia e o Meio Ambiente Concluimos, então, que a engenharia é o caminho para se minimizar ou controlar a poluição e a degradação ambiental até que sejam compatíveis com o nível de desenvolvimento pretendido pela sociedade. Devemos lembrar que esse controle precisa, preferencialmente, ser atingido por meio de medidas preventivas, isto é, com o planejamento do uso e ocupação do solo pelos humanos, em contraposição as medidas corretivas. Essas, embora as vezes necessárias, em geral requerem vultosos investimentos. GESTAO AMBIENTAL “Uso de práticas que garantam a conservação e preservação da biodiversidade, a reciclagem de matéria e energia e a redução do impacto ambiental das atividades humanas sobre os sistemas naturais”. ÉTICA Código de comportamento que governa a conduta de um grupo ou de um indivíduo. Série de princípios morais ou sistema filosófico que procura distinguir o certo do errado. ÉTICA AMBIENTAL Aplicação da ética a questões de comportamento em relação ao ambiente. DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL É buscar o desenvolvimento econômico, mantendo o equilíbrio do crescimento, aliado a preservação do meio ambiente em benefício para o presente, sem comprometer as reservas que serão legadas as gerações futuras, resultando na sádia qualidade de vida. POLITICA AMBIENTAL “Conjunto de normas de conduta expressas sob a forma de dispositivos legais (leis, decretos, etc.), tendo sua ação realizada através de projetos, ou seja, intervenções em uma dada realidade, em um dado momento, visando atingir uma mudança (de situação, realidade, padrão etc.)”. Uma politica pode ser concebida: - expressão individual ou coletiva; - Pública ou Privada; - Geral ou Setorial. Uma politica pode ser expressa: - instrumentos legais - documentos oficiais - ações concretas (programas e projetos) “Direito Ambiental é a ciência que estuda os problemas ambientais e suas interligações com o Homem, visando a proteção do meio ambiente para a melhoria das condições de vida como um todo.” “Legislação é um conjunto de normas e regras que dirigem ou guiam o bom funcionamento de uma sociedade”.
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