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quinta-feira, 25 de fevereiro de 2010

Ensaio sobre as mudanças climáticas (3ª Parte)

A "Teoria dos Erros", junto com o "Discurso sobre o Método", de René Descartes, servem para bem conduzir a razão na busca da verdade, algo que se faz necessário para alguma claridade no complexo e nebuloso assunto das mudanças climáticas; fato gerador de muito calor e pouca luz. Mudanças climáticas, é chama sempiterna, que se nutre dos seus próprios raios, tórridos verões, entremeados de caudalosas chuvas, nevascas, deslizamentos das encostas e acaloradas discussões, sem módulo, nem direção ou sentido...

Os erros, estes podem ser aleatórios ou randômicos, sistemáticos, de métodos, ou estatísticos. Este último, é um dos mais temíveis, devemos ter muito cuidado com as estatísticas, sempre.

Vou exemplificar, com alguns fatos, o quanto a estatística poderá levar a conclusões errôneas, meias verdades ou mentiras completas. Exemplificarei o assunto para torná-lo, algo mais palatável.

Um "corpo", pode estar mergulhado em um cilindro criogênico com Nitrogênio líquido à "-180ºC" , isolado perfeitamente da outra meia extremidade, dentro dum forno de pizza à "253,60 ºC". Não podemos afirmar que este corpo seja humano e, uma vez que sua temperatura média é de 36,8 ºC, não está com febre e, portanto, "goza de boa saúde"... Um computador é capaz e fazer erros grosseiros deste tipo, quando processa uma vasta massa de dados, sem um programa muito bem elaborado. Nenhum ser humano ousaria propor erro crasso como este, somente os computadores, portanto ad cautelam.

O exemplo pode parecer exagerado, mas não é, quando se utiliza uma imensa massa de dados, oriunda das estações meteorológicas, sem um critério do que se está buscando, os erros estatísticos baseados em médias, medianas, freqüências, variâncias e desvios padrões, são muito freqüentes em várias áreas do conhecimento. Vamos exemplificar com alguns fatos reais, que considero marcantes na Física, quanto à idade da Terra, entre outros fatos, como a produção de petróleo e a população humana, para que o leitor amigo possa notar, o quando as idéias mudam ao longo do tempo e a estatística não é uma ciência exata.

O jovem Ernest Rutherford nunca se esqueceu daquela reunião, em 1904, em Londres, onde a convite faria uma conferência sobre a radioatividade, um novo assunto que fascinava os Físicos da época...

“Entrei no salão parcialmente sombrio e imediatamente divisei com o Lorde Kelvin no auditório, que já havia contestado as idéias de Charles Darwin sobre a idade da Terra. Compreendi logo que ia ter aborrecimentos ao final do meu discurso, ao abordar o problema da idade da Terra, porque minhas idéias estavam em contradição com as suas.”

Para o Lorde Kelvin a Terra, pelos métodos estatísticos adotados, teria não menos do que 20 milhões e não mais do que 40 milhões de anos. Para o Lorde Kelvin a Terra e o Sol estavam resfriando simultaneamente, a uma dada taxa de arrefecimento constante.

Todavia, Ernest Rutherford, fundou a Física nuclear moderna, sendo o primeiro a explicar a estrutura do átomo e o fenômeno da radioatividade, que levaram à datação da Terra entre 4,5 a 4,7 bilhões de anos, dados atualmente bem aceitos. O primeiro desintegrador de átomos, Ernest Rutherford, colocou a radioatividade a serviço da Geologia contestando a geocronologia do Lorde Kelvin baseada no arrefecimento da Terra, comprovando que a Terra não está esfriando, pois é...

No pesado e corpulento livro (uns 3,5kg) de Stephane Groueff, L’Homme et la Térre, no original em Francês de 1974, traduzido para o Português de forma primorosa como ‘O Enigma da Terra’ pela Editora Primor, foi uma importante referência para os estudantes das Ciências Naturais dos anos 70, e faz a seguinte afirmação lá no alto da página 354, “dentro de trinta anos as reservas de petróleo estarão esgotadas" . Todavia em 1974 o consumo de petróleo do mundo era de 56,68 milhões de Barris por dia, ou 2822,664 milhões de toneladas ao ano. Após os trinta anos da hipótese do fim do petróleo ser lançada, em 2004 o consumo do petróleo chegou a 82,41 milhões de Barris de petróleo ao dia, ou 4104,018 milhões de toneladas ao ano, um aumento de 45,39% nestes 30 anos, segundo dados do U.S. Department of Energy, Energy Information Administration”.

A conceituada revista da NGS, National Geographic Magazine Nº4 de Outubro de 1998 – na série Millennium Supplement Population, na página 42 faz uma projeção muito modesta da população mundial de 4,75 bilhões em 1998 para uma projeção de 8,20 bilhões em 2050. Em 2010 já estamos próximos dos 7 bilhões, suponho que em 2050, esta passará, dos 8,20 bilhões projetados pela NGS, e com folga. Pode-se observar que as curvas de crescimento da população, é uma Equação Diferencial de uma Cinética de Primeira Ordem e acompanha, bem aproximadamente, a curva de aumento de CO2, o dióxido de carbono na atmosfera, e isto é um fato bem comprovado.

Quanto ao Discurso sobre o Método de René Descartes, há de se estabelecer alguns limites no tempo para se ter uma análise ao alcance com uma lente de grande angular, dentro do espectro visível. Algo assim, um universo de eventos que trate de cem anos atrás, quando as mudanças climáticas causadas pela ação antrópica, acentuaram-se com a Revolução Industrial, e previsão de cem anos à frente. Assim estaremos dentro de uma linha de ações, algo factível, tangível pelos fatos das últimas gerações e previsível para a próxima geração imediata. O Lorde Keynes, grande matemático, afirmava que as previsões deveriam se ater ao máximo à cem anos, "pois daqui um século, todos estaremos mortos", ou pouquíssimas pessoas estarão vivas e os dados de cem anos atrás ainda são bem rastreáveis e suportáveis ao manuseio...

Caso contrário, se ativermo-nos, desde os primórdios da longa História Geológica da Terra, desde os mais antigos registros ou alfarrábios conhecidos, até quando o Sol se resfriar, devido todas as reações nucleares solares se completarem, do Hidrogênio em Hélio, este em Carbono, então o Sol se inflará com grande aquecimento e se apagará para todo o sempre, não restando mais pedra sobre pedra, talvez apenas o nascer de um buraco negro e nada mais. Somente a Deus cabe fazer uma análise de tamanha amplitude, do alfa ao omega. Este fenômeno cosmológico vai demorar, pelo menos mais cinco bilhões de anos e, até lá o homem já foi extinto e a Terra poderá ter uma superfície árida, similar à de Marte.

Isso tudo poderá virar um massudo tratado filosófico, de pouca utilidade prática, que ninguém terá paciência de ler e compreender ou chegar a alguma conclusão prática, aplicável no curto prazo.

O debate sobre o clima é lenha na fogueira das discussões que opõe cientistas para quem o aquecimento global, se existe, é um fenômeno natural - e tem precedentes na história da humanidade - e cientistas para quem o efeito é causado pelo homem e acentuado pelas emissões de gases que causam o efeito estufa.

Nos últimos anos, os cientistas que alertam para as causas humanas, por traz do aquecimento, conseguiram fazer prevalecer sua visão, sobretudo no Painel Inter-governamental sobre Mudança Climática (IPCC, na sigla em inglês) da ONU. A estatística está fundamentada em correlações às vezes mentirosas, e perigosas. Jamais pode se afirmar, que as geleiras da cadeia do Himalaia até 2035, estarão derretidas, ou que o nível dos mares subirá exatamente 82cm, até o fim do século. Estas projeções são fruto do pensamento linear e cartesiano.

Estamos tratando de sistemas cíclicos e dinâmicos, não lineares, em alguns locais pode subir mais, em outros pode recuar, no Estado de Santa Catarina a cota do Rio Itajaí já subiu 18 metros acima do seu leito natural, estamos tratando de complexos sistemas dinâmicos, onde não há mais lugar para o pensamento linear e cartesiano.

Entre as evidências citadas por Watts (bom nome), para defender sua tese está uma foto que mostra como a estação de medição no aeroporto de Fiumicino, em Roma, está posicionada atrás da pista de decolagem, recebendo os gases aquecidos emitidos pelas aeronaves. Outra estação de medição está instalada dentro de um estacionamento de concreto na cidade de Tucson, no Arizona. Essas são situações que, segundo o cientista, afetam o uso dos solos e a paisagem urbana ao redor da estação, refletindo muito mais as mudanças nas condições locais, ou seja, o micro-clima do que na tendência global da Terra.

Na América do Sul, o pesquisador afirma que as estações que medem a temperatura nas altas altitudes deixaram de ser consideradas, levando os cientistas a avaliar a mudança climática nos Andes por meio de uma leitura dos dados na costa do Peru e do Chile e da selva amazônica. Para o pesquisador, estas falhas tornam "inútil" a leitura dessas medições colhidas em solo. Watts sustenta que o monitoramento via satélite é mais exato e deveria ser o único adotado. Concordo vetorialmente com o "Mr. Watts", em módulo, direção e sentido.

As fotografias obtidas pelos satélites, podem ser trabalhadas com sofisticados softwares de tratamento de imagens, de geo-referenciamentos, embora esta base de dados não dispense uma análise criteriosa dentro da Física Clássica, com as Leis da Termodinâmica, da Química, o uso da Estequiometria e da Termoquímica, da Matemática, a Álgebra Linear e os fundamentos do Cálculo Diferencial e Integral, isto seria a base de um tratamento do problema de forma clássica, onde deveria se trabalhar nas causas e efeitos conjuntamente.

Quanto às fotografias, obtidas das imagens simuladas dos satélites, são úteis, evidentemente, com cores várias, podem, fazer um belo data-show do problema, um dégradé de cores mais suaves até matizes mais fortes para teores de dióxido de carbono em ppm na atmosfera, estes tipos de software são análogos aos utilizados em mineração, para se observar como os teores de algum minerais estão distribuídos em uma mina, o conhecido software Data-Mine, que é abastecidos com análises de Geoquímica da Espectrometria de Raio-X, nas quais trabalhei durante muitos anos.

sábado, 13 de fevereiro de 2010

Ensaio sobre o Mundo Estufa ( 2ª Parte )

SYDNEY - Cerca de 90% dos edifícios da ilha Aitutaki, nas Ilhas Cook (Pacífico Sul), foram seriamente danificados pela passagem do ciclone tropical Pat, o que forçou as autoridades a decretarem estado de emergência nesta quinta-feira, 11 de Fevereiro de 2010, segundo a Cruz Vermelha da Nova Zelândia.

Como estamos assistindo diariamente, os fenômenos climáticos e geológicos tem se mostrado com intensidades cada vez maiores. O que estaria acontecendo com as rápidas mudanças climáticas?

Vamos fazer uma rápida análise do consumo de petróleo que em 1960, que era de 21,4 milhões de barris de petróleo por dia, passando em 2007 para 85,9 milhões de barris ao dia, um aumento de mais de 300% em menos de 50 anos. Mas o que isto significa em termos de transferência de Massa e de Energia ?

Vamos considerar uma fórmula ‘genérica’ da combustão dos hidrocarbonetos leves, médios e pesados, considerando o n-octano como a média dos pesos moleculares envolvidos, então teremos uma combustão básica de C8H18 + 25/2 O2 à 8 CO2 + 9 H2O
114 + 400 = 352 + 162 em gramas/mol, também vamos considerar que um barril de petróleo pesa 0,136t baseado na média do Petróleo Árabe leve de 33,5 API, teremos extraído 11,68 milhões de toneladas de petróleo diariamente. Fazendo um básico balanço de massa, teremos em toneladas:

Reagentes
11,68 Milhões de Toneladas ao dia de petróleo Extraído.
40,98 Milhões de Toneladas ao dia de Oxigênio Consumido nesta Combustão.

Produtos
36,06 Milhões de Toneladas ao dia de CO2
16,60 Milhões de Toneladas ao dia de água H2O (!)

São 16.600.000 de Metros Cúbicos de água, diariamente adicionado na atmosfera terrestre.

Agora faremos um básico Balanço de Energia, vamos considerar que uma Tonelada Equivalente de Petróleo (tep) é uma unidade de energia definida como o calor liberado na combustão de 1 tonelada de petróleo crú de aproximadamente 42GJ (Giga Joules). Como o valor calórico do petróleo cru, que depende de sua exata composição química, e que se admite bastante variação. A Agencia Internacional de Energia define que 1 tep como 41,868 GJ ou 11388,8889 MWh. Assim, teremos o valor diário de energia de 189.055,5 Milhões de MWh. Energia equivalente a mais de dez Usinas Hidroelétricas de Itaipu.

O petróleo que estava acomodado em jazimentos profundos há milhões de anos, de 1960 até 2008 foi extraído mais que um montante de 141.361.814.100 bilhões de toneladas de petróleo.

Este volume é bastante significativo quanto ao sistema composto por gás, água e petróleo que estava em jazimentos profundos à uma dada condição de Pressão, Volume e Temperatura inicial (P1,V1,T1) passa para o outro sistema de composição dos gases atmosféricos que estavam em processos de estabilização bastante complexos à 4,7 bilhões de anos, é uma massa significativa para um curto espaço de tempo, que passará à um condição (P2,V2,T2), muito diferente da condição inicial (P1,V1,T1).

Então, este grande "vazio" deixado pelo bombeamento contínuo de petróleo, poderá favorecer o acomodamento das rochas que formam as placas tectônicas, favorecendo a ocorrência de terremotos, é uma hipótese que não pode ser descartada.

Sendo que somente os Estados Unidos da América, contabilizou aproximadamente um quarto de todo o consumo de Petróleo nas últimas duas décadas.

Em resumo, diariamente os automóveis, caminhões, motos, aviões, trens, navios, triciclos entre muitos outros veículos automotores adicionam no mínimo 16,60 Milhões de Toneladas ao dia de água, que após o vapor estar super saturado em 4% haverá as precipitações pluviais. O aumento das pressões barométricas também está relacionado com os deslizamentos de Terra.

A carta psicrométrica é um auxílio valioso na visualização dos processos de condicionamento do ar, e que de forma análoga também funciona para o planeta Terra, olhando os fenômenos macrométricos ou seja, como se comporta a Física na Grande Fotografia do universo dos eventos na Troposfera. Um processo comum de aquecimento nas regiões Tropicais ou de Resfriamento intenso nas regiões próximas do Circulo Polar Ártico e da Antártida.

Na Carta Psicrométrica todo desvio de uma linha horizontal indica que a umidade é adicionada ou removida do ar durante o processo. A quantidade de vapor de água emitida na atmosfera pelas fábricas e todos os veículos automotores é de um valor de Entalpia bastante significativo. O efeito estufa não poderá ser visto de forma primária e simplista como um simples aquecimento da Terra, mas uma grande estabilização energética, que envolve enormes transferência de massa e de energia, na forma de chuvas intensas, nevascas, calores tórridos em regiões tropicais, maior intensidade das Forças de Córriolis, na região do Equador, o que exige maior segurança na aviação civil, quando em passagem por estas regiões de transição vetorial de mudanças de orientação destas Forças de Córriolis.

Esta é uma hipótese bastante plausível quanto as fortes turbulências enfrentadas pelos vôos da Air France na rota Rio - Paris , um grave acidente com 228 mortos e o registro de uma situação de emergência, ou quase acidente, enquando o voo da mesma rota sobre-voava estas regiões próximas à linha do equador, onde os pilotos enfrentam feroz turbulências entre a costa brasileira e Dakar na África.

Enfim, o Mundo Estufa exigirá uma nova adaptação aos fenômenos climáticos que prometem se intensificar de forma acentuada, uma vez que a adição de água e dióxido de carbono continuará intensa e exige uma estabilização de massa e de energia contínua.