Ao acessar esta atividade, você estará
se informando sobre um tema muito importante em química ambiental:
a destruição da camada de ozônio. A atividade aborda
o tema a partir da constatação de que o óxido
nítrico age como catalisador
da reação de destruição do ozônio.
Há uns trinta anos, o químico Harold
Johnston, trabalhava na Universidade da Califórnia, em Berkeley
nas redondezas de São Francisco. Johnston e alguns de seus colaboradores
advertiram sobre o possível efeito, na estratosfera, causado pelo
uso de aeronaves supersônicas, como por exemplo, o Concorde, que
estava em costrução na época. Johnston estava preocupado
a respeito do óxido nítrico adicional que se produziria:
ele não estava seguro do efeito porque até então não
havia vôos freqüentes na estratosfera; mas segundo seus cálculos
ia se destruir muito ozônio.
Depois, este assunto deixou de preocupar, porque
foram construídas muito poucas naves supersônicas. Entretanto
o problema voltou a surgir: companhias britânicas, japonesas e norte-americanas
estão dispostas à construir uma nova geração
de naves supersônicas, conhecidas como transportes supersônicos,
SST. Johnston e seus colaboradores já estão fazendo outros
cálculos sobre o possível efeito destas SST sobre a concentração
do ozônio na estratosfera. Nesta atividade é mostrado como
tudo aconteceu.
Atividade I
Faça uma leitura do texto abaixo, e em seguida
tente montar um conjunto de regras que viabilizem a construção
e utilização das naves supersônicas.
É o último de sua raça?
O Concorde
já transportou quase 2,5 milhões de passageiros felizes desde
que começou a trabalhar com a British Airways e Air France há
15 anos. Ainda é um avião muito bonito e uma maravilha tecnológica,
apesar de parte de seu desenho possuir quase 30 anos. Nenhuma outra máquina
pode levar 100 pessoas numa velocidade duas vezes maior que a do som. Entretanto,
o concorde não é imortal. Pode seguir voando muito até
a entrada do próximo século. Época em que a maioria
dos outros jatos de passageiros de sua época já estariam
fora ( voam com mais freqüência que o concorde e portanto envelhecem
mais rápido ). Porém um dia será retirado. Quando
finalmente levantar vôo em direção ao museu, desaparecerão
os passageiros supersônicos junto com ele?
Algumas companhias aéreas têem se empenhado
em buscar uma nova nave SST. Deixando de lado o grande risco comercial
que isto envolve, o maior obstáculo técnico é o ambiente.
O problema não é somente o ruído e a impressão
de tremor leve que pode dar ao jato supersônico que passa por cima
de nossas cabeças. Alguns cientistas temem que a contaminação
que provém dos motores
de uma grande frota de naves SST poderia danificar mais a camada de ozônio
do que aqueles que hoje são considerados os maiores culpados: os
clorofluorcarbonatos que são liberados pelos aerosóis e refrigeradores.
Ainda na década de 70, época em que
se preocupava menos com as questões ambientais, as preocupações
giravam em torno do ruído e a contaminação que o Concorde
causaria. Por este motivo esta nave foi proibida em muitos aeroportos.
Mas seus piores efeitos foram registrados nas calculadoras, e não
nos medidores de deciBeis:
o projeto resulto em um desastre comercial. Foi desenhado em uma época
em que o petróleo era barato e abundante, porém levantou
vôo no meio de uma crise de petróleo. Eventualmente somente
14 aeronaves foram construidas; os colaboradores britânicos e franceses
terminaram tendo que pagar custos de desenvolvimento no valor de $4.000
milhões. Se suspenderam um projeto de uma nave SST nos Estados Unidos
e outro na Rússia.
Talvez tenha sido melhor, tendo em vista o enorme
dano que uma grande frota de aeronaves SST poderiam causar ao ambiente.
Harold Johnston, professor de química da Universidade da Califórnia
em Berkeley, já havia estudado o tema. Usando os modelos atuais
da atmosfera, sua equipe de pesquisadores calculou que a emissão
dos gases de uma frota de 500 aeronaves SST, voando a 66.000 pés
(20km), a uma velocidade de três vezes à velocidade do som,
reduziriam os níveis de ozônio mais rapidamente do que os
que são produzidos hoje em dia através da produção
de CFC
do mundo.
Se o Dr Johnson tiver razão, a próxima
geração de naves SST terão que ser radicalmente diferentes
para obter a aprovação dos defensores do ambiente. Entretanto,
a maior parte dos engenheiros visualizam o sucessor do Concorde muito parecido
com seu inspirador. Fazer um Concorde maior e melhor não é
nada bom, ainda sem levar em conta a camada de ozônio. Produzir o
substituto do Concorde custaria mais $20.000 milhões, razão
pela qual as companhias aéreas acreditam que só poderia funcionar
como projeto internacional em conjunto. Muitas companhias querem participar.
A British Aerospace e Aeroespacial da França, que construíram
o Concorde em conjunto, se uniriam outra vez. As norteamericanas Boeing
e McDonnell Douglas, a alemã Deutsche Aerospace e as companhias
japonesas também possuem projetos em andamento. A Rolls-Royce da
Grã Bretanha, a Snecma da França, e as norteamericanas General
Eletric e Pratt & Whitney estão estudando possíveis motores.
A companhia norteamericana Gulfstream que fabrica jatos comerciais e a
oficina de desenho de aeronaves Sukhoi da Rússia, bem conhecida
por seus bombardeiros e aviões de ataque supersônicos, estão
estudando um jato supersônico para executivos, que poderiam levar
18 passageiros. Por ser menor, este tipo de aeronave causaria menos ruído
e contaminação.
A nova nave SST levaria mais passageiros que o Concorde,
provavelmente de 250 a 300. Porém para evitar o uso de combustíveis
exóticos ou materiais de custo excessivo, que assustariam as companhias
aéreas, não voariam muito mais rápido. O que é
mais importante, teria uma autonomia em torno de 6.000 milhas (9.600 km)
para permitir vôos sem escala sobre o Pacífico. Isto tornaria
possível voar desde Los Angeles a Tokio em aproximadamente 4 ½
horas, uma viagem que leva 10 horas em um avião subsônico.
O Concorde não pode fazer esta viagem, porque sua autonomia se limita
a 4.000 milhas mais ou menos.
A nova nave SST também voaria mais alto, talvez
um pouco mais alto que o Concorde, cuja altura de cruzeiro supersônica
é de 60.000 pés ou um pouco menos. Isto é uns 20.000
pés mais alto que a das linhas subsônicas.
Embora voe a 60.000 pés, uma aeronave cria
uma onda de choque, que à altura do solo é um estampido supersônico.
Isto pode chegar a romper os vidros das janelas, por esta razão
o Concorde é proibido de realizar vôos supersônicos
sobre a terra. Embora alguns cientistas já tenham pensando sobre
esta questão de eliminar o estampido supersônico, eles não
chegaram a nenhuma conclusão satisfatória. É possível
moderar o estampido, utilizando desenhos mais aerodinâmicos, em forma
de flecha, para reduzir a onda de choque. Porém ainda um pequeno
estampido poderia ser excessivamente forte para os que vivem no solo.
A Federal Aviation Administration dos Estados Unidos
diz que está considerando regras que façam com que as futuras
naves supersônicas tenham que se submeter-se às mesmas normas
de ruídos adotadas em alguns aeroportos.
Para reduzir os ruídos dos motores das futuras
naves SST,os fabricantes estudam o uso de motores de "ciclo variável".
A idéia que sustenta estes motores é tratar de combinar as
funções de um jato turbo ( que se usa no Concorde e os jatos
supersônicos militares ) e um turboreator com ventilador ( que é
o motor que se utiliza nas modernas aeronaves e que é mais silenciosa
e mais eficiente ). Os motores de ciclo variável funcionariam como
um turboreator para terem decolagens e aterissagens mais silenciosas, e
logo passaria a função de turbojato para o vôo supersônico
sobre o mar. Poderia ser também que esse motor tenha suficiente
tração para dispensar o reaquecimento da turbina ( que envolve
bombeamento do combustível a um mecanismo de combustão de
saída que está na parte traseira do escape do jato para obter
mais tração para a decolagem e para a transição
do vôo supersônico ). Estes mecanismos de combustão
de saída são especialmente barulhentos e consomem muito combustível.
Ainda assim, o trabalho mais duro seria fazer com
que os motores contaminassem menos. A NASA está iniciando um programa
de investigação para tratar de determinar os efeitos das
emissões das futuras naves SST. A altura que provavelmente voariam
é, jstamente onde está a camada de ozônio ( começa
em torno de 53.000 pés ). A NASA está preocupada com que
se coloquem nesta parte da estratosfera, mecanismos que emitam contaminantes,
particularmante óxidos de nitrogênio (NOx), que
poderiam danificar a camada de ozônio. As naves subsônicas
também contaminam, porém o fazem a nível da atmosfera
no qual os processos químicos são diferentes. Segundo a NASA,
os estudos preliminares demonstram que quanto mais alto na atmosfera, maior
a liberação de NOx, e conseqüentemente maior
a quantidade de ozônio que se destrõe.
Para ser economicamente viável, segundo alguns
fabricantes , deveria se construir uma frota de aeronaves supersônicas
até 1.000 naves SST. Ainda assim, se somente a metade deste número
decolasse, o NOx produzido poderia ter um impacto desastroso
sobre a estratosfera, segundo os cálculos do Dr Johnston. Por si
só, poderiam destruir todo o benefício que se tem obtido
tratando de diminuir a liberação dos CFC.
Não é surpreendente que algumas das
pessoas que querem fabricar um sucessor do Concorde não aceitem
com bons olhos os descobrimentos do Dr Johnston. O Dr Johnston admite que
é necessário mais investigações e que os modelos
atuais da atmosfera não são suficientemente perfeitos para
servir de apoio a decisões que envolvem a política do uso
das futuras naves SST. O que está claro é que, a diferença
no caso do Concorde, os limites de ruído e contaminção
das futuras naves SST, têm que concordar internacionalmente, antes
que nenhuma saia das planilhas dos computadores. Isto poderia significar
que o Concorde seguirá sendo um pássaro raro durante muito
tempo.
