Expedição “Rios Voadores” – a “surfar” as correntes aéreas

Este projecto consiste em voar com um avião monomotor e colectar vapor de água. No seu avião, Gerard Moss (engenheiro e explorador francês naturalizado brasileiro) armazena a humidade usando tubos de 40 centímetros arrefecidos a 70 graus negativos. Numa temperatura tão baixa, qualquer vapor que entra no tubo transforma-se, imediatamente, em água. As gotas são então armazenadas para a análise em laboratório.

Para isso, vamos rever o fenómeno dos Rios Voadores de uma forma simples:

Numa primeira etapa, os objectivos passaram por caracterizar a origem do vapor de água, das chuvas e dos rios nas regiões banhadas pelos Rios voadores, a avaliação da qualidade das águas brasileiras mas também a quantidade de precipitação no resto do país.

Numa segunda fase o projecto procurou revelar à população dos grandes centros urbanos a importância de uma verdadeira nascente para os recursos hídricos brasileiros mas também consciencializar e valorizar a preservação da Amazónia como solução para as actividades económicas do país e consequências da sua desflorestação assim como nas mudanças climáticas.

O projecto constatou que a Amazónia, mais de metade das florestas tropicais da Terra, suaviza o aquecimento do ar pois retém cerca de 40% da radiação solar incidente para a evaporação da água. Então, quanto menor quantidade de árvores, mais raios solares aquecerão o ar.

Por outro lado, a floresta distribui melhor a humidade do ar ao longo do ano porque em dias com baixa quantidade de vapor de água as suas raízes profundas absorvem água subterrânea e mantêm os seus níveis de transpiração. Deste modo, as árvores amazónicas garantem a
continuidade e ciclicidade do fenómeno dos rios voadores.

Após a evapotranspiração (perda de água do solo por evaporação e a perda de água da planta por transpiração) faz com que a água se acumule na atmosfera sob a forma de nuvens para depois precipitar. Assim sendo, a floresta deve o seu carácter húmido e com elevadas taxas de precipitação devido, em parte, a todo este processo.

Por último, é de salientar que a degradação desta floresta aumentará a ocorrência de eventos extremos tais como grandes tempestades e fortes secas. Com este exemplo concreto podemos perceber quão drástica poderá ser a acção do Homem (neste caso a desflorestação) no equilíbrio e harmonia da natureza.  

Rios Voadores

 Os rios voadores são grandes massas de vapor de água que, levadas por correntes de ar, viajam pelo céu abastecendo nuvens e correspondem a grande parte da chuva que precipita em várias partes do mundo. O melhor exemplo é o principal rio voador do Brasil o qual iremos retratar de seguida.


 O rio voador nasce no oceano Atlântico. A água evapora no mar, perto da linha do Equador, e chega à floresta Amazónica empurrada pelos ventos alísios. Esse grande quantidade de vapor passa rasante: 80% dele voa a, no máximo, 3 quilómetros de altura

A vazão desse aguaceiro aéreo é da ordem de 200 milhões de litros por segundo (similar à do rio Amazonas), fazendo da Amazónia uma das regiões mais húmidas do planeta, além de provocar as chuvas que desabam diariamente por toda a região.


 Enquanto passa sobre a floresta, o rio voador praticamente duplica o seu volume. Isto acontece pois, ao absorver mais radiação do Sol do que o próprio oceano, a floresta funciona como uma gigantesca chaleira, liberando vapor com a transpiração das árvores e a evaporação dos afluentes que correm no solo


 No oeste da Amazónia, a massa de humidade encontra uma barreira de montanhas de 4 quilómetros de altura, a cordilheira dos Andes, que funciona como uma represa no céu, contendo a corrente aérea do lado Este.


Boa parte do vapor fica acumulada nos próprios Andes, sob a forma de neve. Ao derreter, essa água desce as montanhas, dando origem a córregos que, por sua vez, formarão os principais rios da bacia Amazónica, como o Amazonas.


Nem todo vapor que se encontra nos Andes fica por ali já que cerca de 40% segue rumo ao sul. A humidade passa por Randónia, Mato Grosso, Mato Grosso do Sul e São Paulo, terminando a viagem no norte do Paraná, cerca de seis dias depois.


Enquanto flui em caudais rumo ao mar, muita da água proveniente dos rios voadores é absorvida pela floresta. Quando transpiram, as árvores então libertam esse líquido em forma de vapor, fechando o ciclo que novamente alimentará a corrente no céu.

Por fim, o rio voador cai em forma de chuva. Mais da metade da precipitação das Regiões Centro-Oeste e Sudeste vem dos rios aéreos da Amazónia e outras 20 correntes cruzam o céu do Brasil, carregando um volume de água equivalente a 4 triliões litros!


Para ter ideia da importância dos Andes, a floresta Amazónica surgiu há cerca de 15 milhões de anos, na época em que a cordilheira se formou.Assim sendo, é perceptível uma grande interacção entre a hidrosfera, biosfera, criosfera,
atmosfera, geosfera mas também antroposfera que resultam neste maravilhoso
fenómeno natural.

Bioprecipitação: a influência das bactérias

As bactérias de origem atmosférica, estão amplamente distribuídas nesta e podem desempenhar grande papel no ciclo da precipitação.

Descobertas recentes podem potencialmente fornecer conhecimento que poderia ajudar a reduzir a seca.Investigações sobre a precipitação em locais tão distantes como Montana e Rússia mostram que os núcleos mais activos na formação do gelo, são na verdade de origem biológica. Os núcleos são sementes ao redor das quais o gelo é formado sendo que tanto a neve como a maioria da chuva começa com a formação de gelo nas nuvens. Poeira e fuligem (partículas sólidas provenientes de queima de materiais diversos) também actuam como núcleos de gelo. Contudo, os núcleos biológicos de gelo são diferentes dos núcleos de poeira e de fuligem, porque somente os núcleos biológicos podem causar congelamento em temperaturas mais quentes.

A precipitação biológica, ou o ciclo de "bio-precipitação", baseia-se em bactérias que formam pequenos grupos na superfície de plantas. O vento varre as bactérias para a atmosfera, e formam-se cristais de gelo ao seu redor. Água acumula-se sobre os cristais tornando-os cada vez maiores. Os cristais de gelo transformam-se em chuva e caem na terra. Quando a precipitação ocorre, então as bactérias têm a oportunidade de retornarem à terra. Se até mesmo uma única bactéria aterrar sobre a planta, ela poderá multiplicar-se e formar uma nova população, garantindo a continuidade do ciclo.

Concluindo, existe uma grande interacção entre a biosfera, atmosfera e hidrosfera que potenciam a pluviosidade e obtenção de água sob forma líquida.

O fenómeno do cloud seeding

 O homem não consegue controlar a precipitação mas actualmente existe um processo que se pensa dar resultado, o nome deste processo é “cloud seeding” que consiste em “plantar” as nuvens com compostos como por exemplo: gelo, iodeto de prata, entre outros...
Cloud seedingConsiste no processo de plantar compostos nas nuvens que iram actuar tentando simular a precipitação, isto funciona através da plantação directamente na nuvem, através de foguetes lançados do solo ou bombas lançadas por aviões por cima da nuvem, como consequência disto passara a haver maior quantidade de agua a cima do nível de fusão.

A maior parte das chuvas forma-se através do crescimento de cristais de gelo, que se forma quando a agua atinge níveis inferiores a 32 ºF (Fahrenheit), o iodeto de prata é usado para ajudar as moléculas a ligarem-se e assim formar os cristais de gelo com maior facilidade...
Cloud seeding é altamente um método altamente controverso que é usado para modificar o clima local. A Russia e a China são duas grande nações que acreditam que este método  permite evitar tempestades e previne a precipitação em eventos que requerem bom tempo. Iodeto de prata, gelo seco e ainda vários sais são usadas como partículas artificiais que actuam sobre o núcleo das moléculas de agua.

Usando estas partículas nas nuvens induz a precipitação, mas todos os tipos de mudança de clima e tentativas de controlar o clima, são imprevisíveis, e podem até chegar a ser perigosas.

Métodos de cloud seeding

Static cloud seeding: processo que pretende espalhar químicos como iodeto de prata nas nuvens.O iodeto de prata forma um cristal de gelo, através da condensação da humidade das nuvens. Este processo permite uma maior condensação entre as moléculas de agua.

Dynamic cloud seeding: método que procura aumentar as corrente verticais, provocando mais chuva. Chegando a obter valores 100x mais altos em comparação com o processo de Static cloud seeding. É um processo mais complexo porque depende de uma sequência de eventos que tem de funcionar correctamente, para obter resultados.

Um resultado inesperado num dos eventos pode arruinar todo o processo, tornando esta técnica menos segura que a técnica de static cloud seeding.

Hygroscopic cloud seeding: uso de foguetes e explosivos para espalhar sal, pela parte inferior da nuvem. O sal cresce em tamanho à medida que a agua se junta com ele. O professor William R. Cotton diz que este processo é prometedor, mas necessita pesquisa mais aprofundada.

Formas de precipitação:

A precipitação é um nome que se dá ao processo  que consiste na “queda de agua” que atinge a superfície da terra,  procedente das nuvens.

Existem várias formas de precipitação:

-Chuva  - Precipitação contínua de água liquida cujas gotas têm um diâmetro  superior a 0,5 mm;

- Chuvisco - Precipitação bastante uniforme de  gotas de água muito unidas e de diâmetros inferiores a 0,5 mm;

- Neve  - Precipitação de cristais de gelo que na sua maioria são ramificados;

-  Granizo - Precipitação de grãos de gelo de diâmetro inferior a 5 mm;

-  Saraiva - Precipitação de grânulos ou fragmentos de gelo de diâmetro  superior a 5 mm;

- Aguaceiro - Precipitação descontínua cuja queda  raramente ultrapassa os 30 minutos. Pode ser constituído por chuva,  saraiva ou granizo.

Trovoada - Descargas eléctricas das nuvens  associada a fenómenos acústicos e ópticos acompanhados ou não de queda  de precipitação.

Qualidade dos aquífero

Reservatórios de água subterrânea - aquíferos

A água é o recurso mais utilizado no planeta. Quando a água doce, potável, não se encontra acessível à superfície, surge a necessidade de explorar os reservatórios subterrâneos – aquíferos.

A qualidade de um bom aquífero é definida por duas propriedades essenciais:

Porosidade – quantidade relativa do volume da rocha permeável, ou dos sedimentos, que é ocupada por poros; 

Permeabilidade – facilidade com que uma rocha permeável se deixa atravessar por um fluido. A permeabilidade não decorre apenas da porosidade, mas, também do modo como se encontram organizados os poros da rocha.

Um bom aquífero possui elevada porosidade e elevada permeabilidade.

Num aquífero é possível considerar, num alinhamento vertical, duas zonas constituintes fundamentais:
Zona de aeração –equivale à região superior do aquífero. Aí, os poros das rochas estão ocupados, não apenas por água, mas também por ar. Esta zona está localizada entre a superfície e o nível freático da água;



Zona de saturação –corresponde à região onde as rochas, ou os sedimentos, possuem todos os seus poros preenchidos por água. Superiormente, é limitada pela zona de aeração, no seu nível inferior, é limitada por material geológico impermeável. A sua área superficial define o nível hidrostático.



Também é importante referir:
Nível hidroestático ou freático –é a profundidade a partir da qual aparece a água. Corresponde ao nível atingido pela água nos poços. Este nível é variável de região para região, e, na mesma região, varia ao longo do ano.

É através da zona de aeração que a água, por acção gravítica, se infiltra através dos poros das rochas ou se evapora a partir da sua parte mais superficial. Em situações de precipitação elevada, a quantidade de água infiltrada é superior à da água evaporada, o que determina uma maior acumulação de água na zona saturada, com consequente subida do nível hidrostático. Pelo contrário, em situações de seca, em que a quantidade de água evaporada é superior à infiltrada, ou em situações de sobreexploração do aquífero, a zona saturada diminui e o nível hidrostático desce.


Quais as principais problemáticas associadas à exploração de aquíferos?
Os aquíferos encontram-se sujeitos a diversos tipos de poluição que, ao contaminar as suas águas, condiciona ou inviabiliza a sua utilização. Entre outras formas de poluição, destaca-se aquela resultante da lixiviação dos campos agrícolas, da actividade humana urbana, da actividade industrial e a poluição biológica (microbiana).

Outra problemática, igualmente acentuada, é a sobreexploração dos aquíferos. No litoral, a diminuição excessiva do nível freático da água leva á infiltração de água salgada nos aquíferos.
 A qualidade dos aquíferos varia, igualmente, com factores intrínsecos ao sistema subterrâneo. O tipo de rochas que o envolve, o grau de alteração das mesmas, a localização das zonas de recarga e o gradiente geotérmico influenciam a composição mineralógica das águas subterrâneas.

Fonte: http://soraiabiogeo.blogs.sapo.pt/11989.html

Aquíferos

 Um aquífero é uma formação geológica subterrânea com capacidade de armazenar agua. Para ser um aquífero rentável, a agua tem de conseguir circular por entre a porosidade da rocha, de maneira a que a extracção da agua, pelo homem, não tenha impactos negativos na natureza e ao mesmo tempo precisa de ser um processo economicamente rentável...

 A fonte de recarga natural para a maioria dos aquíferos é a precipitação, onde a infiltração ocorre nas regiões denominadas de áreas de recarga. Além da precipitação superficial, outros factores são considerados, como: constituição geológica e natureza das camadas, declividades das camadas e área da secção de contribuição (extensão).

 Existem 2 tipos principais de aquíferos:

 Aquífero Cativo; É um tipo de aquífero que se encontra limitado entre duas camadas, a camada superior designada por tecto e a camada inferior designada por piso, ambas as camadas são impermeáveis. Como se encontra confinado a pressão do aquífero é elevada, chega até a ser superior à pressão atmosférica, tornando a captação da agua mais simples, através de um furo, que devido ao facto da pressão ser superior no aquífero, a agua impulsionada para a superfície, até igualar a pressão atmosférica. Este tipo de captação denomina-se captação artesiana, ou, no caso da agua atingir a superfície sob a forma de repuxo, nesse caso é denominada por captação artesiana repuxante.

 Aquífero Livre: Neste aquífero apenas a camada base é impermeável e a camada superior é permeável. A água encontra-se ao nível de pressão atmosférica. O local onde a pressão da agua iguala a pressão atmosférica, denomina-se por nível freático. Nesta situação ao fazer um furo o nível da agua não sobe e corresponde ao nível de água existente no aquífero.

Visão céptica face à descoberta de Kanzius

Segundo as leis da termodinâmica, este processo não poderá ser adaptável à indústria automóvel porque a energia gasta para separar o hidrogénio e oxigénio da água tem de ser igual ou maior do que aquela ganha combinando-os novamente (a não ser que tenha um processo a ocorrer em paralelo que forneça energia para a segunda reacção,p.ex.). Isto acontece porque gasta-se mais energia para dissociar a água relativamente à ganha com a sua combustão.

Outro ponto apontado à teoria de kanzius é que os emissores de frequência consomem bastante energia e que apenas formam um plasma de vapor de água e sal criando assim um efeito semelhante a uma chama. Dentro desta temática, podemos ainda acrescentar que há formas mais eficientes de obter energia através da electrólise comum do que pelos emissores de frequência referidos.

Concluindo, apesar de parecer que kanzius descobriu uma solução para grande
parte dos nossos problemas, a verdade é que existem bastantes limitações
práticas o que nos faz adoptar uma posição céptica. Contudo, achamos que esta
experiência poderá ter aberto novas investigações que visem melhorar a nossa
qualidade de vida.

A descoberta do século?

John Kanzius era um americano, residente na Flórida. Foi engenheiro de rádio e televisão que, após lhe terem diagnosticado cancro, dedicou grande parte da sua vida a lutar contra a doença. Acabou por falecer em 2009. 

Durante a sua luta contra a doença concebeu uma máquina que emitia ondas rádio (RF) de modo a matar as células cancerosas deixando as normais intactas.

Porém, no seguimento de uma das suas tentativas, descobriu uma forma de colocar água salgada em combustão. Apesar de não dar  muitos detalhes do seu método, quando colocou água salgada entre os terminais de um emissor de frequências da rádio este dissociou a molécula da água em oxigénio sendo que este é que terá entrado em combustão.

Será que esta descoberta vai revolucionar a nossa vida? Conseguir-se-à usar a água, por exemplo, como combustível, reduzindo assim o consumo de outros recursos naturais que estão a escassear e a emissão de agentes poluentes? Ou será apenas uma via ilusória de obter energia e serão canalizados recursos humanos e monetários que poderiam ser úteis noutros problemas actuais?

A água da terra

    A água surgiu no decurso de reacções químicas que tiveram lugar no nosso planeta durante as primeiras fases da sua formação.

A camada gasosa que rodeia a Terra apareceu como resultado, entre outros factores, das reacções químicas provocadas pelo aparecimento na sua superfície de um novo composto, isto é a água.

Foi na água que, há cerca de 3800 milhões de anos, surgiu a vida na Terra. Os primeiros seres vivos de que são conhecidos fósseis, eram bactérias e algas azuis (seres unicelulares) que viveram nos Oceanos Primitivo. Ao longo de milhões de anos, os seres vivos evoluíram e espalharam-se pelos oceanos e continentes.

A água circula continuamente na Natureza, podendo passar pelos diferentes estados - sólido líquido e gasoso.

Devido ao calor do sol a água dos oceanos mares, rios e lagos passa lentamente do estado gasoso, isto é evapora-se e vai para a atmosfera.

O vapor de água ma atmosfera arrefece e condensa-se, isto é, transforma-se em pequenas gotas de água, formando as nuvens. Depois a água volta novamente à superfície terrestre sob a forma de precipitação -chuva, neve ou granizo. Uma parte cai directamente nos oceanos, mares rios e lagos, outra escorre à superfície terrestre e outra infiltra-se no solo, formando lençóis de água subterrâneos. A água absorvida pelo solo passa para as plantas, que a absorvem pelas raízes.

Os animais obtêm a água consumindo as plantas ou bebendo nos rios, riachos e fontes. Pela respiração e transpiração dos organismos, a água regressa de novo à atmosfera. Assim, o ciclo repete-se continuamente, mantendo-se mais ou menos constante a quantidade de água no nosso planeta.

Existe uma circulação de água da superfície terrestre para a atmosfera e desta para a superfície da Terra. Isto significa que grande parte da água que a Terra perde por evaporação, volta à Terra com a chuva, a neve e o granizo.

Existem zonas onde raramente chove, como por exemplo Cabo Verde e onde ela é muito mais preciosa de que onde ela é muito abundante.

A estrutura molecular da água

A estrutura molecular da água é que lhe confere importância para a vida.

Quando os dois átomos de hidrogénio e o de oxigénio se combinam para formar água há uma partilha dos electrões de valência, aos pares, entre os átomos de hidrogénio e o do oxigénio.

Estas ligações denominam-se covalentes em que cada átomo contribui com um electrão e os dois pares de electrões compartilhados que constituem a ligação são mantidos juntos devido à atracção de ambos os núcleos. As ligações covalentes são muito fortes logo a molécula de água é extremamente estável.

A molécula é um dipolo já que a distribuição de cargas eléctricas na molécula de água é assimétrica: os electrões não compartilhados do oxigénio encontram-se num lado, enquanto que os dois núcleos dos átomos de hidrogénio se encontram no outro.

Como consequência do carácter dipolar da água, o seu lado positivo é atraído por cargas negativas e o seu lado negativo é atraído por cargas positivas. Assim, quando se dissolvem sais em água, dissociam-se em iões positivos (catiões) e iões negativos (aniões), cada um dos quais se encontra envolvido por várias de moléculas de água orientadas que são as responsáveis pela separação dos iões em soluções aquosas.

Outra consequência da elevada polaridade da água é a sua capacidade para formar as pontes de hidrogénio, isto é, ligações entre átomos electro-negativos, como o oxigénio, através dum núcleo de hidrogénio. Estas pontes de hidrogénio, ainda que fracas, permitem uma certa “estrutura” mesmo na água líquida.

Existem ainda forças atractivas devido aos electrões estarem permanentemente em movimento, de modo que o centro de cargas negativas nem sempre corresponde ao centro de cargas positivas. Estas forças são ainda mais frecas que as pontes de hidrogénio e chamam-se forças de Van der Waals.

As moléculas de água no estado sólido (gelo) encontram-se dispostas simetricamente numa estrutura tetraédrica em que as pontes de hidrogénio formam uma malha.
Esta estrutura é chamada aberta porque o espaço dentro de cada anel é suficiente para acomodar outra molécula de água. No estado líquido as pontes de hidrogénio quebram-se e formam-se continuamente por rotação e vibração das moléculas de água, o que causa ruptura e reestruturação da malha com uma grande rapidez. A grande quantidade de pontes de hidrogénio presentes na água no estado líquido, é responsável pelas características únicas e biologicamente importantes da água (referidas anteriormente).

As características gerais da água

A água é uma das substâncias mais comuns e mais importantes na superfície da Terra cobrindo cerca de ¾ da superfície do planeta, encontrando-se principalmente nos oceanos e zonas polares. Encontra-se ainda em forma de nuvens, água de chuva, rios ou gelo e foi nela que a vida evoluiu.

É uma substância líquida, incolor e insípida, essencial a todas as formas de vida, composta por hidrogénio e oxigénio. Os seres humanos consomem água potável, ou seja, água compatível com as características do seu corpo.

O corpo humano é constituído por 70% de água sendo que a maior parte do nosso cérebro (90%), é constituído por água. Essa quantidade é maior em pessoas magras e em jovens, verificando-se uma percentagem mais elevada nos bebés recém-nascidos. Com o passar dos anos, a proporção de água no organismo diminui.

Os principais processos bioquímicos processam-se na água. É utilizada para a digestão, absorção e transporte de nutrientes, assume o papel de solvente para resíduos do corpo e também os dilui para reduzir sua toxicidade, ajudando no processo de excreção do corpo. Além disso, mantém a temperatura do corpo estável e facilita as trocas gasosas humidificando as superfícies em que estas ocorrem. Proporciona uma camada protectora para as células do corpo e é necessária na formação de todos os tecidos do corpo, sendo a base para o sangue e todas suas secreções líquidas que lubrificam os diversos órgãos e juntas.