O Brasil e mais especificamente o Estado de São Paulo, é um grande produtor de açúcar e de álcool a partir do cultivo da cana-de-açúcar. Uma das fases desse cultivo - a pré colheita, envolve a queima da palha da plantação para eliminar o excesso de folhas e espantar os animais peçonhentos com o objetivo de facilitar a colheita manual e proteger o trabalhador; com esse processo o rendimento da colheita aumenta significativamente.
Como conseqüência da queima de cana-de-açúcar, que é na verdade a combustão de matéria orgânica, são liberados para a atmosfera grande quantidade de poluentes - gases e material particulado. Na realidade “As queimadas são consideradas a
principal fonte de emissão de material particulado (MP) no mundo (...) No Brasil, as queimadas de cana-de-açúcar contribuem sem dúvida com emissões de material particulado”
(Magalhães; Bruns; Vasconcellos, 2007). Uma equação genérica que representa o processo de combustão é a seguinte:
Combustível + ar[O2, N2] gases [p. ex. NO, SO2, CO2] + [partículas]. (05)
Os gases formados na combustão são, em geral, inodoros, invisíveis ao olho humano ou estão presentes em quantidade tão pequena que são imperceptíveis sem instrumentos de laboratório apropriados. Já o material particulado é mais fácil de perceber e, portanto, de estudar.
Em todos os processos de combustão com a presença de ar há produção de óxido de nitrogênio (NO). Isso ocorre uma vez que o nitrogênio (N2) e o oxigênio (O2) são os
gases que estão presentes em maior concentração na atmosfera terrestre, mantendo uma proporção de 78% e 21%, respectivamente:
N2 + O2 chama 2NO. (06)
Outros gases produzidos na combustão dependem do combustível queimado. Se o combustível é formado por carbono, hidrogênio e oxigênio, como é o caso da palha da cana, o produto é o dióxido de carbono (CO2) e o vapor de água (H2O).
Material particulado é o conjunto de partículas de sólidos e líquidos suspensos no ar que podem ser vistos sob a forma de fumaça; as sólidas são denominadas poeira ou fuligem e as líquidas dão origem à névoa ou neblina. As partículas podem apresentar composições químicas distintas e tamanhos variados, entre 2nm e 0,1mm de comprimento. Apesar de nem todas serem esféricas é comum caracterizá-las pelo diâmetro: as grossas são as maiores que 2,5µm e as finas as menores que 2,5µm.
Após serem lançadas pelas queimadas as partículas permanecem na atmosfera por um certo tempo, até serem depositadas no solo pela força gravitacional da Terra. O tempo de permanência de uma partícula define o seu raio de ação, ou seja, define a distância que esta partícula irá atingir antes de se depositar. Conforme estudos de Stokes, que tratam do movimento de partículas em fluidos como o ar, “(...) a velocidade, em distância por segundo,
na qual as partículas sedimentam aumenta com o quadrado de seu diâmetro.” (Baird, 2002,
p. 136), ou seja, uma partícula duas vezes maior se deposita de maneira quatro vezes mais rápida, e seu raio de ação será menor. Dessa forma a velocidade pode ser escrita como:
(07)
na qual v é a velocidade de deposição; r é o raio da partícula; g é a aceleração da gravidade; ρp é a densidade da partícula; ρar é a densidade do ar e η é a viscosidade do ar.
As condições meteorológicas influenciam no raio de ação das partículas, uma vez que alteram fatores como a densidade do ar, densidade da partícula e viscosidade do ar. Essas condições são monitoradas por estações meteorológicas2 que verificam variações de umidade relativa do ar, temperatura, pressão, direção e velocidade dos ventos, dentre outras. Esses conceitos físicos e formas de reproduzir instrumentos de medição, simulando uma estação meteorológica, serão brevemente discutidos a seguir.
2 Existem endereços eletrônicos, como o do Centro de Previsão e Estudos Climáticos do INPE (http://www.cptec.inpe.br/) ou o do The Weather Channel – O Canal do Tempo (http://www.weather.com/), que fornecem dados atualizados sobre as condições meteorológicas de várias cidades, inclusive de Sertãozinho. No caso do endereço do INPE é possível visualizar também os focos de queimada em todo o Brasil.
, ) ( 9 2 2
η
ρ
ρ
p ar g r v= −O conceito de umidade relativa do ar está relacionado à quantidade de vapor de água presente na atmosfera em relação ao máximo de vapor de água que esta comporta sem a ocorrência de condensação. O higrômetro é o instrumento utilizado para verificar variações na umidade relativa do ar. Um exemplo simples desse instrumento pode ser construído tomando como base a propriedade do cabelo humano de contrair ou dilatar com a variação da umidade local. A contração ou dilatação do fio de cabelo movimenta uma escala, devidamente calibrada, indicando a variação na umidade (Chiquito; Silva; Vieira, 2005, p.20).
A temperatura de um corpo ou substância está relacionada com a agitação molecular, mais especificamente com a distribuição de velocidade das moléculas e suas conseqüentes energias cinéticas. A base de funcionamento dos termômetros mais comuns é a propriedade dos líquidos de aumentarem de volume com o aumento da temperatura, o que ocorre pelo aumento das velocidades moleculares que leva ao distanciamento intermolecular.
O movimento das moléculas de um gás, além de caracterizar a sua temperatura, provoca colisões com as superfícies dos corpos que estejam imersos nele o que caracteriza a sua pressão. Quando esse gás é o ar atmosférico trata-se, então, da pressão atmosférica. O instrumento que mede a pressão atmosférica é o barômetro. Um exemplo simplificado desse aparelho pode ser construído com um recipiente de vidro tampado por uma bexiga e seu funcionamento está baseado na diferença de pressão entre o ar atmosférico e o ar dentro do recipiente: quando a pressão atmosférica estiver maior que a pressão do ar dentro do recipiente a bexiga afundará; quando a pressão atmosférica estiver menor que a pressão do ar do recipiente a bexiga inflará (Chiquito; Silva; Vieira, 2005, p.20).
Os ventos têm origem nas diferenças de aquecimento dos corpos, substâncias e locais da superfície terrestre, que provocam diferenças de densidade do ar e sua conseqüente movimentação. As diferenças de aquecimento são causadas pela variação de incidência da radiação solar conforme a rotação da Terra e as latitudes; e também pela diferença nas propriedades das substâncias quanto à absorção de calor. Para indicar a direção dos ventos o instrumento utilizado é a biruta, que também serve para verificar se os ventos estão fracos, moderados ou fortes, apesar de não fornecer a velocidade dos mesmos.
A poluição das queimadas provoca diversos problemas ambientais: além reduzir a visibilidade e de contribuir com a chuva ácida, atinge diretamente as populações das regiões que cultivam cana-de-açúcar através de problemas de saúde. A fuligem produzida pela queima da cana é considerada uma das principais causas de doenças respiratórias e diversos estudos indicam riscos à saúde, principalmente em crianças, idosos e asmáticos (Ribeiro, 2008). As partículas inaláveis, que possuem dimensão inferior a 10µm, ficam retidas nas vias
respiratórias provocando irritações; as que são menores que 2,5µm podem atingir os pulmões, sendo mais prejudiciais ainda.
Substituir a colheita manual pela mecânica, com o uso da colheitadeira e sem a necessidade da queimada é necessário para a redução da poluição e para a melhoria das condições de saúde dos que residem nas áreas canavieiras. No Estado de São Paulo existem, desde o ano de 20023, medidas governamentais que visam essa transformação. Algumas prefeituras e órgãos de controle, como a CETESB, reforçam estas medidas de acordo com as condições climáticas e meteorológicas, proibindo a queimada em determinados períodos do dia ou até mesmo completamente em certas épocas do ano.
As implicações sociais dessas medidas devem ser analisadas com cuidado, para que os trabalhadores rurais, cortadores de cana, que já não possuem condições favoráveis de sobrevivência, não sejam ainda mais prejudicados. Como aponta Helena Ribeiro, é necessário que “programas para sua re-qualificação e absorção sejam desenvolvidos e aplicados com
urgência”. (Ribeiro, 2008).