Ar

O que é o ar?

O ar é a mistura de gases que constitui a atmosfera terrestre e que permanece em redor do planeta Terra por ação da força da gravidade. O ar é essencial para a vida no planeta e transparente a olho nu.

O ar existente na atmosfera, que normalmente contém uma certa quantidade de vapor de água, tem o nome de ar atmosférico. Por outro lado, o ar marcado pela total ausência de humidade tem o nome de ar seco.

Composição do ar

Embora estas proporções variem ligeiramente, o ar é fundamentalmente constituído por azoto (78%), oxigénio (21%) e árgon (0,9%). Entre os seus restantes constituintes, que incluem os gases com efeito de estufa, encontramos o vapor de água (entre 0 e 4% na troposfera), dióxido de carbono, metano, ozono, hidrogénio e outros gases nobres.

Podem ainda existir quantidades ínfimas de outras substâncias, como pólenes, poeiras e cinzas vulcânicas. Também é possível detetar gases poluentes libertados na atmosfera pela ação humana, como os de cloro, flúor, mercúrio e compostos de enxofre.

O ar das regiões costeiras costuma apresentar uma maior quantidade de vapor de água do que o das zonas do interior. Da mesma forma, a humidade tende a ser mais elevada nas camadas inferiores da atmosfera e muito reduzida na alta atmosfera.

As proporções globais indicadas acima podem ser consideradas exatas até cerca de 25 quilómetros de altitude, podendo variar ligeiramente em função desta.

Funções do ar

A mistura de gases constituinte do ar é de importância primordial para a para a vida na Terra, uma vez que desempenha uma série de funções indispensáveis para o planeta:

• Protege dos raios solares, atuando como filtro natural da radiação mais nociva. Também nos protege de outros elementos exteriores, como  os meteoritos.
• Contém elementos indispensáveis, como o oxigénio que respiramos. Adicionalmente, é graças ao ar que algumas espécies de animais, como as aves, podem voar.
• Permite o ciclo hidrológico, pois contém vapor de água que, ao condensar, permite a formação das nuvens e a ocorrência de precipitação.
• O ar transporta o som até aos nossos ouvidos.
• Graças ao ar, é possível queimar materiais. O oxigénio presente no ar permite o processo de combustão.

Propriedades do ar

O ar varia de acordo com a sua localização nas diferentes camadas da atmosfera: troposfera, estratosfera, mesosfera, termosfera e exosfera. A maior altitude, o ar atmosférico apresenta menor peso e pressão, dado que os seus constituintes mais pesados são atraídos para a superfície pela gravidade da Terra.

As duas camadas inferiores da atmosfera (a troposfera e a estratosfera) são também as de maior interesse. O ar da troposfera é aquele que intervém no processo de respiração. É ainda nesta camada que se encontram as nuvens e a quase totalidade do vapor de água, o que faz com que tenham origem todos os fenómenos meteorológicos que constituem o clima. Esta camada superficial da atmosfera possui uma espessura que oscila entre cerca de 7 quilómetros nos polos e 16 quilómetros no equador, sujeita a variações segundo a altura do ano.

Mais acima, aproximadamente entre os 25 e os 50 quilómetros de altitude, na estratosfera, encontra-se a camada de ozono, que protege o planeta da radiação ultravioleta (UV).

O ar é transparente, incolor, inodoro e insípido, exceto quando se encontra contaminado por uma ou mais substâncias. É também um bom condutor de calor.

Outras propriedades físicas do ar são:

• Sensibilidade à temperatura: expande-se e sobe com o calor, contrai-se e desce ao arrefecer.
• Possui densidade reduzida, o que o torna facilmente penetrável.
• Exerce pressão sobre os objetos. A pressão exercida pelo ar sobre a superfície terrestre tem o nome de pressão atmosférica.
• As suas propriedades variam em função da altitude: em geral, quanto maior a altitude, menor a densidade, temperatura e pressão atmosférica. Todavia, isto pode não se verificar em situações de anticiclone com inversão térmica (com ar mais quente nas camadas superiores do que nas inferiores).

No geral, podemos afirmar que os ventos se devem aos fenómenos de expansão e movimento d ar na atmosfera. As massas de ar movem-se por ação do vento, compensando as diferenças de pressão atmosférica entre regiões.

Em última análise, a humidade do ar e o vento têm influência sobre a temperatura que sentimos. É por esse motivo que existe frequentemente uma discrepância entre a temperatura real e a sensação térmica (temperatura aparente).

Desastres naturais associados ao ar

Existe uma série de condições específicas nas quais o ar atmosférico é passível de desencadear alguns dos desastres naturais mais destrutivos do nosso planeta, como furacões e tornados.

Os furacões têm origem em massas de ar quente e húmido das regiões tropicais. Formam-se sobre o oceano e consistem numa zona de baixa pressão, muito instável, com um núcleo quente. Estão associados a ventos muito intensos em grandes áreas em seu redor.

Os tornados consistem em colunas de ar que giram sobre o seu eixo, a velocidades elevadíssimas. Os mais intensos são visíveis como uma nuvem que se desprende da base de um cúmulo-nimbo e entra en contacto com a superfície terrestre. Os seus ventos podem chegar a ser os mais fortes do planeta, concentrando muita energia em muito pouco tempo. Quando ocorrem sobre o mar, têm o nome de trombas de água, embora também possam ocorrer em terra, sem estarem associados a uma tempestade. Um fenómeno similar é o dos chamados redemoinhos, que são remoinhos de poeira que ocorrem em dias estáveis e de sol.

Poluição do ar

Quando a composição do ar se vê alterada relativamente às suas condições normais, pode perder muitas das suas qualidades intrínsecas, podendo chegar, inclusive, a atuar como elemento disseminador de substâncias prejudiciais à vida. Neste caso, encontramo-nos perante a chamada poluição atmosférica.

Esta ocorre quando existem partículas poluentes, sólidas ou líquidas, em suspensão no ar, ou quando as concentrações de diferentes gases, naturalmente encontrados na sua composição, ultrapassam determinados limites, passando então a considerar-se poluentes. Da mesma forma, as duas situações que acabámos de descrever podem dar-se em simultâneo.

A poluição pode, por conseguinte, ser de origem natural (provocada por eventos naturais, como erupções vulcânicas) ou de origem artificial (emitida por atividades humanas, como a indústria e os transportes).

Perigos associados à poluição atmosférica

A poluição atmosférica pode dar origem a uma série de perigos, tanto a nível local como global.

Por um lado, a poluição emitida pelos grandes centros urbanos (derivada principalmente do trânsito rodoviário, calefação e indústria) afeta seriamente a qualidade do ar que se respira nestas zonas, com elevados níveis de monóxido de carbono (CO), óxidos de azoto (NOx) e ozono troposférico, que dão origem ao chamado smog fotoquímico, característico das cidades fortemente poluídas.

Por outro lado, as emissões de gases com efeito de estufa (GEE), afetam o planeta como um todo, afetam o planeta como um todo, uma vez que provocam um aumento da temperatura global ao impedirem parte da radiação emitida pela superfície terrestre de escapar para o espaço. Estes gases são, principalmente, o dióxido de carbono (CO₂), o vapor de água (H₂O), o óxido nitroso (N₂O), o metano (CH₄) e o ozono troposférico (O₃).

Por último, um fenómeno que podemos situar entre os dois exemplos anteriores é a chamada chuva ácida, que consiste em precipitação de pH inferior (mais ácido) ao normal pela presença de ácido sulfúrico e ácido nítrico dissolvido. As regiões afetadas pelas chuvas ácidas nem sempre são as responsáveis pela emissão dos poluentes precursores (SO₂ e NO_x) dos ácidos que contêm, devido ao transporte atmosférico das substâncias envolvidas.