Chuvas Acidas

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2010/2011

Universidade Fernando Pessoa

Rodolfo Fidalgo Nº20223

As chuvas ácidas nos materiais de construção 2010/2011

RESUMO:

Âmbito do trabalho:

Este trabalho tem como principal objectivo, como vem sub-entendido no tema

as chuvas ácidas nos materiais de construção, estudar as chuvas ácidas nos

diversos materiais de construção como o metal,madeira e plásticos por

exemplo e as consequências deste tipo de chuvas em cada um dos materiais

abordados e estudados.

Temos como objectivo também, apesar de não ser o principal, focar possíveis

formas de combater este flagelo da natureza, que são as chuvas ácidas.

Principais ideias:

-A incidência de chuvas ácidas tem vindo a aumentar nas últimas décadas,

devido principalmente ao aumento da poluição atmosférica;

-Mudando certos hábitos do dia-a-dia, como o facto de passarmos a andar

mais a pé e menos de carro e se nos empenharmos a fundo nesta questão,

podemos inverter a situação de modo a contribuir para um planeta mais

saudável;

-A chuva ácida é mais ácida que a chuva normal, logo tem um pH menor que a

normal;

-Há materiais de construção mais resistentes às chuvas ácidas que outros.

2 Universidade Fernando Pessoa


Conclusões mais importantes:

- As chuvas ácidas e as chuvas normais diferem no pH;

-A susceptibilidade de corrosão ou afectação das chuvas ácidas nos materiais

varia de material para material;

-Temos maneiras de atenuar a incidência de chuvas ácidas, se mudarmos

alguns hábitos do quotidiano.



Índice:

-Âmbito do trabalho..........................2

-Principais ideias................................2

-Conclusões mais importantes...........2

-Perspectiva geral do trabalho...........4

-Metodologia adoptada.....................4

-Descrição de todas as partes do

desenvolvimento...............................5

-Chuvas normais e ácidas...................5 a 9

-Os materiais de construção...............9 a 20

-As chuvas ácidas nos materiais de

construção..........................................20 a 21

-Possíveis medidas para proteger os materiais de

construção..........................................22 a 24

-Conclusão..........................................24

-Bibliografia........................................25 a 26



INTRODUÇÃO:

Perspectiva geral do tema:

-No final do trabalho tiramos muita coisa positiva, visto que é um tema que

serve por um lado para consciencializar a população do mal que fazemos ao

planeta e do facto de os nossos actos se virarem contra nós, como no caso das

chuvas ácidas que são em parte provocadas pela poluição causada pelo

homem.

O tema não foi fácil de se falar, já que a informação nos meios de pesquisa não

era muito vasta e certas vezes escassa até, podendo não ter sido desenvolvido

por falta de informação como gostaríamos que tivesse sido.

Mas no fim, pensamos que tudo correu pelo melhor, aprendemos muita coisa

importante para o nosso dia-a-dia e para nós como cidadãos e serviu de alerta.

Depois de termos terminado a realização deste trabalho, achamos que foi

interessante e gratificante realizá-lo, pois o nosso curso tem muito a ver com

materiais de construção, temos de saber quais as consequências que estes

materiais podem vir a ter por causa de efeitos, como por exemplo, neste caso

especifico as chuvas ácidas.



Metodologia adoptada:

-Para a realização deste trabalho recorremos à recorra de informação na

Internet e livros, fazendo uma selecção mais abrangente e posteriormente

seleccionamos a informação necessária à realização do trabalho.

Descrição de todas as partes do desenvolvimento:

-No sub - tema chuvas normais e ácidas abordamos estes dois tipos de

chuvas, com vista a diferencia-las;

-No sub - tema materiais de construção falamos sobre os materiais de

construção que achamos mais relevantes e sobre as suas propriedades

químicas e físicas;

-No sub - tema as chuvas ácidas nos materiais de construção retratamos o

efeito das chuvas ácidas em cada material de construção acerca do qual

decidimos falar;

-No sub - tema possíveis medidas para protegeros materiais de construção das

chuvas ácidas, como o próprio nome indica neste sub - tema vamos propor

ideias para proteger certos materiais de sofrerem a corrosão provocada por

este tipo de chuvas.



DESENVOLVIMENTO:

CHUVAS “NORMAIS” E ÁCIDAS

A água disponível por muito tempo considerada como um recurso inesgotável,

é, agora, um bem raro e precioso.

Até a água da chuva, água destilada pela Natureza, perdeu a sua pureza. Esta

água que regressa à Terra através do ciclo da água, tornou-se ácida devido à

poluição atmosférica.

Como ja foi referido, o ciclo hidrológico permite trazer de volta à Terra parte da

água que foi perdida para a atmosfera, por evaporação da água dos oceanos,

dos rios e de outras águas de superfície, bem como através da transpiração

das plantas. Aí, na atmosfera, o vapor de água pode condensar, por

arrefecimento, e dar origem a precipitação.

Devido à dissolução do dióxido de carbono atmosférico, a chuva que cai sobre

a superfície do planeta torna-se ácida, pois formam-se iões H+ e iões HCO3- .

A equação química que traduz essa reacção é a seguinte:

CO2(g) + H2o(l) -> <- HCO3- (aq) + H+ (aq)

A chuva « normal » é ácida por causas naturais.

Mas a água da chuva pode apresentar diferentes graus de acidez. Assim,

quanto maior for a quantidade de dióxido de carbono dissolvido, e/ ou de



óxidos de enxofre, de azoto e de outros gases de origem antropogénica, mais

ácida é essa chuva.

O limite inferior e actual de pH da água da chuva « normal » é 5,6 ; à

temperatura de 25ºC.

Tomando como referência este valor de pH, podemos dizer que :

- A chuva « normal » tem pH : 5,6 < ou =pH < 7

- A chuva ácida tem pH < 5,6

Os ácidos responsáveis pelas chuvas ácidas são o ácido nítrico e sulfúrico.

Recentemente, a chuva ácida tem sido um assunto muito debatido e muito

preocupante. Os efeitos nocivos da chuva ácida têm sido bastante publicitados

- lagos onde não existe vida aquática, florestas que estão a morrer e

monumentos que estão literalmente a dissolver-se sempre que chove . Esta

questão não se restringe apenas às altamente industrializadas - é um

problema à escala mundial. Conhecem-se muito bem as causas, mas as

soluções são muitas vezes dispendiosas ou geram problemas próprios.

Decisões difíceis terão que ser tomadas, porque a chuva ácida é um problema

que tem que ser resolvido.

Muitas pessoas julgam que a chuva ácida é um fenómeno recente causado

pela poluição atmosférica. Na realidade; toda a chuva pode considerar-se

chuva ácida. A água da chuva é; em geral, levemente ácida porque o dióxido

de carbono dissolvido proveniente da atmosfera reage formando-se ácido

carbónico:

CO2(g) + H2o(l)--->H2CO3(aq)



A grande contribuição para a acidez da chuva é causada principalmente pelos

óxidos de azoto e de enxofre, que se encontram na atmosfera, provenientes de

uma variedade de fontes. O monóxido de azoto, NO forma-se na atmosfera

quer durante as trovoadas quer como resultado de processos de combustão,

particularmente dos motores de automóveis. O monóxido de azoto reage em

seguida com o oxigénio na atmosfera produzindo dióxido de azoto, NO2, que

reage, nas nuvens, com mais oxigénio e água para formar uma solução de

ácido nítrico.

N2(g) + o2(g) ----> 2NO (g)

2NO(g) + O2(g)---->2NO2(g)

2NO(g) + O2(g)---->2NO2(g)

4NO2(g)+2H20(l)+O2(g)---->4HNO3 (aq)

Os óxidos de azoto produzidos pelos automóveis, além de contribuírem para a

chuva ácida, são também um componente principal da nuvem de poluição

fotoquímica. O dióxido de azoto é responsável pela cor castanha característica

desta forma de nuvem de poluição.

Os óxidos de enxofre, contribuintes importantes para a chuva ácida são de

várias proveniências. As erupções vulcânicas podem lançar para a atmosfera

milhares de toneladas de dióxido de enxofre, SO2; outras fontes naturais são os

fogos das florestas e a decomposição de matéria orgânica por bactérias.

Além destas fontes naturais, as actividades humanas geram grandes



quantidades de dióxido de enxofre. As principais fontes são a combustão de

carvão e de outros combustíveis fósseis contendo enxofre e a calcinação de

sulfuretos de metais na produção de metais tais como o zinco e o cobre. O

dióxido de enxofre, SO2: outras fontes naturais são os fogos das florestas e a

decomposição de matéria orgânica por bactérias.

Além destas fontes naturais, a actividade humana gera grandes quantidades de

dióxido de enxofre. As principais fontes são a combustão de carvão e de outros

combustíveis fósseis contendo produção de metais tais como o zinco e o cobre.

O dióxido de enxofre pode converter-se em trióxido de enxofre, SO3, por

intermédio de várias reacções sendo uma dela a seguintes.

SO2(g)+NO2(g)----->SO3(g)+NO(g)

Erupção vulcânica. A erupção de um pode lançar para a atmosfera grandes

quantidades de SO2 (g).

O trióxido de enxofre dissolve-se na água formando uma solução de ácido

sulfúrico.

SO3(g)+H2O---->H2So4(aq)

Todos os anos, a chuvas ácidas causam milhões de dólares de prejuízo em

edifícios e monumentos de pedra, especialmente os que são feitos de

mármore. Os monumentos gregos e romanos que duraram séculos estão agora

a deteriorar-se rapidamente. A chuva ácida é também muito prejudicial para a

vida animal e vegetal. Muitos lagos e rios têm hoje a água demasiadamente

ácida para os peixes e outras formas de vida. A chuva ácida pode também

dissolver compostos metálicos depois são levados pela água para os lagos e



podem envenenar os peixes. Os compostos metálicos concentram-se

frequentemente nos peixes que, quando usados na alimentação, pode também

destruir a capacidade que muitas árvores e plantas têm para resistir a doenças

e bactérias, ao dissolverem a camada cerosa que reveste as folhas.

Os lagos em zonas com calcário podem neutralizar a chuvas ácida, porque o

calcário reage directamente com os ácidos (sendo a seguinte reacção uma

aversão simplificada)

CaCO3(s)+H2SO4(aq)----->CaSO4(aq)+CO25(g) +H2O (l)

Os lagos que actualmente são demasiado ácidos podem ser neutralizados por

adição de calcário moído ou cal, CqO. Na Suécia alguns lagos estão a ser

tratados por este processo. Contudo, estas medidas só podem ser, na melhor

das hipóteses, uma solução temporária. Para aleám de serem processos

dispendiosos e impraticáveis para grandes extensões de águas, tratam apenas

efeitos das chuvas ácidas enquanto que as suas causas permanecem por

resolver.



MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO

-METAIS

Os metais são utilizados pela sua capacidade de executar determinadas

funções. São largamente utilizados em edifícios com suporte estrutural, para

conter e levar líquidos quentes e frios, conduzir electricidade, excluir o

ambiente externo e para providenciar uma aparência agradável.

Dentro dos metais temos a presença tanto de metais dúcteis, ja que

apresentam grandes deformações antes da ruptura como o aço e cobre por

exemplo e metais frágeis que se deformam pouco antes da ruptura como o o

ferro fundido e o betão.



-Relativamente às propriedades mecânicas temos:

-A tensão (forças inter-atómicas que reagem a uma força externa aplicada);

- Deformação;

-Falha de um material;

-Fractura (aplicação das forças mecânicas e a separação completa ou fractura

do material);

-Resistência estática (é a resistência que um material apresenta a um ou vários

tipos de esforços exercidos de forma estática);

-Resistência à flexão;

-Módulo de elasticidade (serve de parâmetro característico do comportamento

de um material na zona elástica);

-Deformação plástica;

-Tenacidade (aptidão de um material absorver energia de uma deformação

plástica antes de se facturar);

-Elasticidade;



-Plasticidade;

-Ductilidade;

-Maleabilidade;

-Friabilidade;

-Fusibilidade;

-Dureza;

-É resistente e pode ser feito de formas práticas.

Propriedades físicas e químicas:

-Têm uma grande variedade de cores, naturais e aplicadas e com texturas

diferentes;

-A maior parte dos metais apresenta cor branca;

-A sua superfície e brilhante, reflectindo a luz e os objectos;

-A densidade do metal consiste na relação entre o peso da unidade de volume

desse metal e o peso de igual volume de um outro corpo. O metal menos

denso é o e o alumínio e o mais denso a platina;

-São muito sensíveis a humidade, sofrendo de corrosão;

-A durabilidade do metal está sujeita ao facto de sofrer muito de corrosão ou

não;

-Elevada dureza;

-Boa condutividade eléctrica.



http://www2.ufp.pt/~jguerra/PDF/Materiais/Metais.pdf

ARGAMASSAS

Argamassas são materiais de construção, com propriedades de aderência e

endurecimento a partir da mesma homogénea de um ou mais aglomerados.

PROPRIEDADES FÍSICAS E QUÍMICAS:

- Trabalhabilidade;

-Aderência;

-Capacidade de absorver deformações;

-Resistência mecânica;

-Consistência (é a maior ou menos facilidade da argamassa deformar-se sob a

acção de cargas);




-Plasticidade (é a propriedade pela qual a argamassa tende a conservar-se

deformada após a retirada das tensões de deformação);

-Retenção de água (é a capacidade de a argamassa fresca manter a sua

trabalhabilidade quando sujeita a solicitações que provocam a perda de água);

-Coesão (refere-se às forças físicas de atracção existentes entre as partículas

sólidas da argamassa e as ligações químicas da pasta aglomerante);

-Exsudação (é a tendência de separação da água da argamassa, de modo que

a água sobe e os agregados descem pelo efeito da gravidade ;

-Densidade de massa (relação entre a massa e o volume de material);

-Adesão inicial (união inicial da argamassa no estado fresco ao substracto).

http://www.deecc.ufc.br/Download/TB790_Materiais_de_Construcao_Civil_II/Aula%2003%20-Argamassa.pdf

BETÕES

Propriedades físicas:

-Elevada durabilidade;

-Impermeabilidade;

-Resistência à compressão;

- Resistência à tracção;

- Resistência à torção;

-Resistência a estados múltiplos de tensão;

-Deformação instantânea;

-Fluência e retracção;





-Condutibilidade térmica (mede a quantidade de calor transferido na unidade de

tempo, por unidade de área);

http://www.civil.ist.utl.pt/~cristina/bape1/materiais.pdf

MADEIRA

As madeiras são importantes materiais de engenharia convencionais,

constituem também uma imensa riqueza renovável à disposição do homem).

Propriedades mecânicas:

-Elasticidade;

-Resistência à tracção (avaliada pela carga aplicada ao material por unidade de

tempo) e à compressão (tensão máxima que um material rígido suporta sobre

pressão longitudinal antes que o material colapse);

-A tenacidade;




-Resistência à compressão;

-Heterogeneidade (o facto de qualquer porção extraída é sempre diferente do

pedaço em questão);

-Anisotropia (a madeira é diferente do ponto de vista da direcção ou do sentido

em que cresceu na árvore);

-Higrometricidade (relação que se pode estabelecer entre um pedaço extraído

de madeira e a quantidade de humidade que ela possui);

-Retractilidade (é a propriedade que se traduz no facto de a madeira conhecer

uma alteração das suas dimensões quando se modifica o teor de água que ela

possui);

-Textura variável;

-A cor varia de espécie para espécie;

-O brilho depende da intensidade dos raios medulares;

-Condutibilidade térmica



http://www2.ufp.pt/~jguerra/PDF/Materiais/Madeiras.pdf

PLÁSTICOS

Plásticos são constituídos de grandes moléculas (macromoléculas) chamadas

polímeros, que dependendo de sua composição (unidades formadoras ou

monómeros) apresentará propriedades físicas e químicas diferentes.

As estruturas químicas e a massa molar do polímero determinam suas

propriedades físico-químicas. Propriedades como resistência à chama,

cristalinidade, estabilidade térmica, resistência à ação química e propriedades

mecânicas determinam a utilidade do polímero.




PROPRIEDADES FÍSICAS DOS PLÁSTICOS:

-Leves;

-Alta flexibilidade;

- Alta resistência ao impacto;

- Baixas Temperaturas de Processamento;

- Baixa Condutividade Eléctrica;

- Baixa Condutividade Térmica;

- Maior Resistência a Corrosão;

- Porosidade;

- Reciclabilidade;

- Elevado coeficiente de expansão térmica;

- Boa resistência química.

PROPRIEDADES MECÂNICAS:

-Resistência a acção química;

-Cristalinidade;

-Estabilidade térmica.

http://www.gorni.eng.br/intropol.html




http://in3.dem.ist.utl.pt/mscdesign/02ed/01tecmec/file6.pdf

http://www.moderna.com.br/moderna/didaticos/em/artigos/2004/0020.htm

VIDRO:

Pode definir-se o vidro como sendo um corpo sólido, brilhante, transparente e

frágil.

Obtém-se pela fusão a altas temperaturas da areia com soda ou potassa.

PROPRIEDADES FÍSICAS E QUÍMICAS:

-Densidade

A densidade do vidro é de 2,5, ou seja, este tem uma massa de 2,5 Kg por m2

de

superfície e por milímetro de espessura para os vidros planos.

A massa volúmica, expressa no sistema de unidades oficial é de 2500 kg/m3.

Um m² de

vidros com 4 mm tem assim uma massa de 10 kg.

-Resistência à compressão





A resistência do vidro à compressão é muito elevada: 1000 N/mm2 ou 1000

MPa.

Isto significa que, para quebrar um cubo de vidro com 1 cm de aresta, a carga

necessária

é da ordem de 10 toneladas.

-Resistência à flexão

Um vidro submetido à flexão fica com uma face em compressão e outra em

extensão. A resistência à rotura em flexão é da ordem de:

40 MPa (N/mm²) para um vidro float com recozimento;

120 4 200 MPa (N/mm²) para um vidro temperado

-Resistência à abrasão;

- Resistência à tracção;

-Elasticidade (O vidro é um material perfeitamente elástico: nunca apresenta

deformações

Permanentes);

- Dureza e fragilidade elevada;

- Resistência mecânica;

- Resistência à corrosão;



- Propriedades isolantes;

- Propriedades à prova de vácuo;

-Dilatação térmica muito baixa;

-Viscosidade alta;

-Alta durabilidade;

-Baixa condutividade eléctrica;

-Óptima resistência à água.

-Cor

O vidro comum é incolor mas, no entanto, pode aparecer colorido se no seu

processo de fabrico forem incorporados óxidos metálicos estáveis.

-Textura

As superfícies, geralmente, são lisas, podendo ser modificadas de acordo com

a sua utilização posterior:

-Vidro polido;

-Superfície lisa;

-Vidro martelado;

-Superfície rugosa.

-Elevada dureza;

-Sem estrutura cristalina

-O efeito do ferro na cor

http://pt.saint-gobain-glass.com/upload/files/3.1.2_propriedades_fisicas.pdf




http://espr.ccems.pt/vidro/aparecimento.htm

http://www.estt.ipt.pt/download/disciplina/2932__Vidro_MC1.pdf

http://www2.ufp.pt/~jguerra/PDF/Materiais/Vidros.pdf

AS CHUVAS ÁCIDAS NOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO

A chuva ácida acelera a corrosão da maior parte dos materiais empregados na

Construção de edifícios, pontes, represas, equipamentos industriais, redes de

canalização de água, depósitos de armazenamento subterrâneos, turbinas

hidroeléctricas e cabos eléctricos e de telecomunicações. Pode também

desgastar e descolorir monumentos antigos, prédios históricos, esculturas,

ornamentos e outros objectos culturais importantes. A pintura dos automóveis,






o concreto e o vidro das edificações também se deterioram rapidamente com a

acidez da chuva.

As chuvas ácidas transformaram a superfície do mármore (CaCO3) do

Parthenon, em Atenas, em gesso (CaSO4), macio e sujeito à erosão.

Como já podemos verificar tanto o betão, como vidro deterioram-se

rapidamente quando neles incide chuva de pH ácido.

Outro material que é muito afectado por este tipo de chuvas é os metais, já que

sofrem facilmente corrosão.

Por outro lado o plástico é um material que tem uma maior resistência à

corrosão do que o metal, vidro e betão por exemplo, possuindo também uma

alta resistência ao impacto.

Figura 6 - Efeito de corrosão da chuva ácida sobre estátuas

http://www.quimica.ufpr.br/eduquim/pdf/experimento10.pdf

Soluções para este problema?

-De uma forma resumida, poderemos apontar algumas soluções que, a serem adoptadas contribuirão decisivamente para a diminuição deste problema:




-Incentivar a utilização dos transportes colectivos, como forma de diminuir o número de veículos que circulam nas estradas.

-Utilizar metros (subterrâneos ou de superfície) em substituição à frota de autocarros a diesel, ou então promover a sua substituição por frotas não poluentes (com recurso a motores eléctricos, por exemplo).

-Incentivar a descentralização industrial.

-Dessulfurar os combustíveis com alto teor de enxofre antes da sua distribuição e consumo.

-Dessulfurar os gases de combustão nas indústrias antes do seu lançamento na atmosfera.

-Subsidiar a utilização de combustíveis limpos (gás natural, energia eléctrica de origem hidráulica, energia solar e energia eólica) em fontes de poluição tipicamente urbanas como hospitais, levanderias e restaurantes.

-Utilizar combustíveis limpos em veículos, indústrias e caldeiras.

-Purificação do carvão mineral, antes de seu uso;

-Emprego de caldeiras com sistemas de absorção de SO2;

-Uso de petróleo de melhor qualidade e purificação de seus derivados;

-Construção de motores de carros mais eficientes (que destruam os gases nocivos).

http://www.explicatorium.com/Chuvas-acidas.php

http://www.passeiweb.com/na_ponta_lingua/sala_de_aula/quimica/quimica_inorganica/compostos_inorganicos_oxidos/chuva_acida

Quais as formas de combater a chuva ácida?






A utilização de catalisadores no escapamento de automóveis é uma delas. O catalisador promove a redução de SO2 para ácido sulfídrico (H2S), que é menos poluente.

O H2S é um ácido fraco, cujo odor característico de ovo podre pode ser facilmente identificado, às vezes, na fumaça dos carros.

Porém, medidas como o incentivo ao transporte colectivo, ao uso racional do automóvel e ao uso de combustíveis livres de enxofre também contribuem muito para resolver o problema.

Nas indústrias, sistemas de tratamento dos gases expelidos também têm sido empregados para diminuir a emissão de SO2.

Nos campos, o excesso de acidez no solo é combatido com um processo denominado correcção do solo, que consiste na adição de calcário (CaCO3) ou óxido de cálcio, a cal (CaO). O calcário neutraliza o H2SO4 da chuva ácida por meio da mesma reacção de corrosão das estátuas, e a cal, pela reacção seguinte:

http://www.portalsaofrancisco.com.br/alfa/meio-ambiente-chuva-acida/

CONCLUSÕES:




-Devido à dissolução do dióxido de carbono que a chuva que cai sobre o planeta se torna ácida;

-Os ácidos responsáveis pelas chuvas ácidas são os ácidos nítrico e sulfúrico;

-A grande contribuição para a acidez da chuva é causada principalmente pelos óxidos de azoto e enxofre;

-O grande responsável pelas grandes quantidades geradas de dióxido de carbono e de enxofre é o Homem;

-Todos os anos as chuvas ácidas causam milhões de dólares em prejuízos, destruindo não apenas o património cultural, como solos, lagos, rios e todo o tipo de vida;

- O betão, o metal e o vidro deterioram-se rapidamente com a acidez da chuva;

-O plástico tem uma maior resistência à corrosão;

-Devemos mudar os nossos hábitos do dia-a-dia, de forma a contribuir para um planeta melhor e mais limpo;

-Devemos optar por andar a pé ou de transportes públicos em detrimento do automóvel;

-Em suma, ou mudamos o nosso comportamento para com o “nosso” planeta ou vamos contribuir mais e mais para a destruição deste, para um planeta mais poluído e pior para nós e as gerações futuras habitarem.



BIBLIOGRAFIA E SITEOGRAFIA:

Maciel, Noémia. Eu e a Química. Porto, Porto Editora


































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Chuvas Acidas