Partículas emitidas por veículos interferem na formação de chuvas

Poluição e urbanização da região metropolitana de São Paulo prejudicam a formação de chuvas leves

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Na atmosfera da região metropolitana, a maior parte das partículas provém da emissão veicular, e suprime a precipitação – Foto: Marcos Santos/USP Imagens

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Vários dias de seca intercalados por verdadeiros “pés-d’água”: este tem sido um cenário comum para moradores da cidade de São Paulo, mesmo fora do verão. A substituição de chuvas leves e regulares por chuvas intensas e concentradas em alguns pontos tem sido acompanhada tanto pela população quanto por estudos sobre a formação de nuvens, que apontam as possíveis causas para o fenômeno. E os poluentes que saem pelos escapamentos dos nossos carros, conhecidos tecnicamente como emissões veiculares, estão entre os culpados.

Uma pesquisa sobre a condensação de gotículas de chuva – abordagem relativamente recente – revela como a composição e o tamanho das partículas atmosféricas influenciam a ativação do processo de formação de chuvas e, consequentemente, da manutenção do ciclo hídrico. O estudo é o primeiro a avaliar os efeitos do tráfego urbano e de outras fontes poluentes na formação de nuvens da região metropolitana de São Paulo e o segundo a avaliar a variação nela.

Dentre os resultados, foi diagnosticado que, na região metropolitana, a emissão de partículas por veículos é na verdade o principal obstáculo para a eficiência da formação de chuva. Isso porque essas partículas, encontradas em altas concentrações, apresentam tamanhos reduzidos e composição química desfavorável à formação de gotículas.

O estudo foi desenvolvido por pesquisadores do Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas (IAG) da USP; do Instituto de Geociências (IGc) da USP; do Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (Ipen); e da Universidade de Surrey, na Inglaterra, através da Rede de Parceria Global (University Global Partnership Network – UGPN). As conclusões foram publicadas na revista Atmospheric Chemistry and Physics.

 

Formação de gotículas

“Na emissão veicular, o grande problema é emitir partículas pequenas, em alta concentração na atmosfera e com uma composição química não favorável”, diz doutorando Carlos Eduardo de Oliveira. Foto: Marcos Santos/USP Imagens
Carlos Eduardo de Oliveira: o grande problema são partículas pequenas, em alta concentração na atmosfera e com uma composição química não favorável – Foto: Marcos Santos/USP Imagens

A chuva depende de material em forma de partícula para acontecer. O problema é o tipo de substância particulada em maior número na atmosfera. Para que ocorra a ativação do processo de formação de gotículas de chuva, as partículas devem ser capazes de absorver o vapor de água presente no ambiente e pequenas o bastante para que consigam ser elevadas até a altitude onde ocorre a formação de nuvens. São partículas invisíveis ao olho nu.

“Na emissão veicular, o grande problema são as partículas pequenas, em alta concentração na atmosfera e com uma composição química não favorável, principalmente provenientes do diesel e da gasolina, uma vez que o etanol tem uma composição um pouco diferenciada”, explica o doutorando do IGc Carlos Eduardo de Oliveira, um dos autores do artigo, pontuando que o etanol dificulta um pouco menos essa formação.

Em experimento no IAG, as partículas presentes no ar foram captadas por simuladores e colocadas em uma câmara de supersaturação para observar quais serviriam como superfície ao vapor e formariam gotículas. Com isso, os pesquisadores avaliaram a razão e o diâmetro de ativação da condensação de gotículas.

A proporção entre as partículas que tiveram sucesso em se agregar à água nessa fase e as que não tiveram compõe a razão de ativação de um tipo de partícula. Já o tamanho da partícula que começa a absorver a água e formar uma gotícula é o que ditará o diâmetro de ativação.
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Além das partículas veiculares, foram detectadas na atmosfera plumas de queimada e aerossóis marinhos que, apesar de estarem presentes em menores quantidades, também participam da formação de nuvens da região em diferentes graus.

Ausência de umidade também é responsável pela falta de chuvas - Foto: Beedieu/Visualhunt
As partículas pequenas provenientes da emissão veicular não favorecem a formação de gotículas de chuva – Foto: Beedieu/Visualhunt

Transportadas pelo vento do interior do estado até a região metropolitana, as plumas de queimada não produzem muito efeito sobre a formação de nuvens, pois seu tamanho e composição são alterados durante o transporte. Já os aerossóis marinhos, partículas em suspensão características de óleos e sais marinhos, influenciam o processo de forma sutil e eficiente.  Ao atingirem a altitude adequada, os aerossóis são também transportados pelo vento e conseguem subir a serra para, a partir do final da tarde, chegar à cidade.

As medições foram realizadas no instituto entre agosto e setembro de 2014 e, por meio delas, foram feitas estimativas da situação em outros pontos da região metropolitana, comparando com o banco de dados da Companhia Ambiental do Estado de São Paulo (Cetesb).

Agenda da chuva

Como a estação de simulação do IAG está localizada próxima das marginais, a principal fonte de partículas encontrada foi a veicular. Por serem muito finas e geralmente possuírem composição química inadequada, essas partículas têm dificuldade em absorver água e crescerem até formarem gotículas. Além disso, elas são encontradas em maiores concentrações durante os períodos de maior trânsito, o que atrapalha a continuidade do processo de formação dessas gotas.

“Ao longo do dia, o processo de ativação da formação de gotículas de nuvem é bem sazonal. Quando começa o horário do rush, por volta das sete horas, ele vai diminuindo até o meio do dia por causa da predominância da emissão veicular”, exemplifica Oliveira.

A falta de chuvas também é resultado da ausência de umidade na região. Sem vapor suficientemente disponível na atmosfera, as partículas não conseguem formar gotículas. Segundo Maria de Fátima Andrade, professora do IAG e orientadora da pesquisa, “com menos umidade, a chuva leve foi reduzida e, por outro lado, há chuvas mais intensas em alguns pontos”.

Para a professora, esse comportamento climático também é fruto de uma segunda questão. “É uma combinação tanto do efeito da poluição quanto do efeito da urbanização, da substituição da superfície por concreto”, afirma.
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Nuvem de poluição sobre Kuala Lumpur - Foto: Wikimedia Commons
Poluição das grandes cidades mundiais é problema de saúde pública. Na imagem, Kuala Lumpur, na Malásia – Foto: Wikimedia Commons

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Além dos prejuízos climáticos, a poluição atmosférica também afeta a saúde da população global. De acordo com relatório publicado em maio de 2016 pela Organização Mundial da Saúde (OMS), a poluição atmosférica é a causa de três milhões de mortes prematuras por ano. Já a Agência Internacional de Energia (AIE) estima que as mortes prematuras chegam a 6,5 milhões e continuarão aumentar até 2040.

“Atualmente, a poluição atmosférica é o principal problema ambiental relacionado à saúde pública no mundo”, afirma Oliveira. Somente a pressão alta, os riscos decorrentes de hábitos alimentares e o fumo ultrapassam a poluição como maiores riscos à saúde humana.

O artigo completo pode ser conferido neste link: http://www.atmos-chem-phys.net/16/14635/2016

Mais informações: e-mail carlos.edu.oliveira@usp.brmftandra@model.iag.usp.br 

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