Texto: A Influência do Álcool Combustível no Ciclo do Nitrogênio

A Influência do Álcool Combustível no Ciclo do Nitrogênio

Atualmente, os meios de comunicação têm apresentado o álcool como forma de combustível ecologicamente correto, ou seja, um tipo de biocombustível. O biocombustível é considerado conveniente para o meio ambiente por emitir uma quantidade de carbono à atmosfera que será aproveitado posteriormente, por meio da fotossíntese, na constituição vegetal chamada de biomassa. Assim, o balanço de emissão e a absorção de carbono permanecem equilibrados, deixando de poluir o meio ambiente. 
 
 
Sendo denominado de combustível renovável pelos meios de comunicação, em que a biomassa da cana-de-açúcar é renovada a cada safra como produto da fotossíntese, o álcool pode ser produzido a partir da fermentação dessa biomassa por microrganismos que convertem o açúcar (C 6H 12O 6) em etanol (H 3CCH 2OH) e dióxido de carbono (CO 2), de acordo com a reação a seguir: 
 
 
Vale ressaltar que a fermentação alcoólica é um processo exotérmico, isto é, ocorre com transferência de energia térmica do sistema para a vizinhança.
 
Além do açúcar, a biomassa da cana é composta por alguns elementos químicos que estão envolvidos no seu crescimento a partir do tratamento do solo com adubos para o seu cultivo: o nitrogênio (N), o enxofre (S), o fósforo (P) e o potássio (K). Dentre eles, o nitrogênio está envolvido diretamente com possíveis modificações das propriedades físicas do meio ambiente. Apesar de o gás nitrogênio (N 2) ser o principal componente da atmosfera, ele é considerado um gás inerte, diferentemente do nitrogênio ativo, que possui atividade biologica e química chegando a afetar a biota, o desencadeia problemas ambientais, como a chuva ácida e a contaminação das águas.
 
Afetado pelo homem, o ciclo biogeoquímico do nitrogênio é um dos mais complexos ciclos globais. Por ter facilidade de fazer ligações químicas, vários compostos contendo nitrogênio são encontrados na natureza. Com seu número de oxidação variando de -3 a +5, o nitrogênio pode se apresentar na forma de gases, como o óxido nítrico (NO), o dióxido de nitrogênio (NO 2), o óxido nitroso (N 2O) e a amônia (NH 3), sendo bem reativos e ocasionando problemas ambientais como a poluição atmosférica, a destruição da camada de ozônio e a precipitação da chuva ácida. Podem, também, se apresentar na forma de compostos solúveis em água, como os íons amônio (NH 4 +) e os íons nitrato (NO 3 ), utilizados pelas plantas.
 
O ciclo do nitrogênio é um processo dinâmico de permuta do nitrogênio entre a matéria orgânica, os compostos inorgânicos e a atmosfera terrestre, como mostra a imagem a seguir.
 
 
O transporte (ou formação) de compostos que interferem no ciclo do nitrogênio ocorre pela conversão de adubos presentes no solo em gases pela ação de microorganismos ou arraste do nitrogênio presente nesse adubo pela água, na queima de combustíveis que produzem gases nitrogenados ou na transformação de nitrogênio inerte em nitrogênio ativo por bactérias presentes em raízes de leguminosas. 
 
Assim, os compostos de nitrogênio inorgânicos são transformados em compostos orgânicos por plantas, algas e bactérias, tornando o nitrogênio disponível na cadeia alimentar. Na respiração celular, os animais transformam os compostos orgânicos que retornam ao solo pelas fezes, sendo absorvidos pelas plantas. Já as bactérias convertem compostos nitrogenados em amônia ou nitrato e, em alguns casos, em nitrogênio molecular, retornando à atmosfera. 
 

A Amônia (NH3)

Considerado o terceiro composto em abundância na atmosfera, sua produção ocorre pela ação enzimática de decomposição da ureia presente na urina e nas fezes dos animais, no uso de fertilizantes etc. De caráter alcalino e solúvel em água, a amônia é um gás que contribui para a neutralização da chuva ácida na atmosfera, como mostra a equação a seguir: 
 
2 NH 3 + H 2SO 4 → (NH 4) 2SO 4
 
Óxido Nitroso (N 2O) e Óxido Nítrico (NO)
 
Os processos de produção do óxido nitroso (N 2O) e do óxido nítrico (NO) são chamados de desnitrificação e nitrificação. São gases que contribuem para o aquecimento global e a destruição da camada de ozônio, sendo que a retirada do óxido nitroso ocorre por um processo chamado fotólise e pela reação na estratosfera com o oxigênio atômico, obtendo NO, o N 2 e o O como produtos, como mostra a sequência de reações a seguir.
 
N 2O + hv → N 2 + O (fotólise)
N 2O + O → 2NO (58%)
N 2O + O → N 2 + O 2 (42%)
 
Por meio de tais reações, o óxido nitroso contribui para a diminuição da camada de ozônio.
 
A partir desses pressupostos, conclui-se que a plantação em grande escala de cana-de-açúcar para produção de etanol pode trazer benefícios, como: o combate ao efeito estufa por conta do sequestro do CO 2 para a formação de biomassa vegetral; a diminuição da emissão de CO 2 e demais gases do efeito estufa, pela contenção destes na queima de combustíveis fósseis; e a substituição de combustíveis fósseis (material não renovável) por outro combustível mais limpo. Contudo, a produção em larga escala resulta, muitas vezes, em danos ao meio ambiente, e o conhecimento do problema conduz à preocupação com o material utilizado nessa produção.
 

Em Resumo

Neste tópico estudamos o ciclo biogeoquímico do nitrogênio, o qual é bastante complexo e está presente na atmosfera, no solo e subsolo. O nitrogênio da atmosfera pode ser oxidado, e isso pode afetar a camada de ozônio. No solo, o nitrogênio está presente em adubos, o que faz com que indústrias se interessem pela produção de nitratos.
 

Referências

CARDOSO, A. A.; MACHADO, C. M. D.; PEREIRA, E. A. Biocombustível, o mito do combustível limpo. QNEsc, [s.l.], n. 28, maio 2008.
MARTINS, C. R.; PEREIRA, P. A. P.; LOPES, W. A.; ANDRADE, J. B. Ciclos globais de carbono, nitrogênio e enxofre: a importância na química da atmosfera. QNEsc, [s.l.], n. 5, nov. 2003.
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