Metano como um gás de efeito estufa

O metano é um dos principais constituintes do gás natural, mas suas características químicas e físicas também o tornam um poderoso gás de efeito estufa e um contribuinte preocupante para a economia global. das Alterações Climáticas.

Uma molécula de metano, CH₄, é feito de um átomo de carbono central cercado por quatro hidrogênios. O metano é um gás incolor geralmente formado de duas maneiras:

• O metano biogênico é produzido por microorganismos que decompõem certos tipos de açúcares em condições em que o oxigênio está ausente. Esse metano produzido biologicamente pode ser liberado na atmosfera imediatamente após ser produzido, ou pode ser acumulado em sedimentos úmidos apenas para ser liberado posteriormente.
• O metano termogênico foi formado quando a matéria orgânica foi enterrada profundamente sob camadas geológicas e ao longo de milhões de anos e depois decomposta por pressão e altas temperaturas. Esse tipo de metano é o constituinte primário do gás natural, constituindo 70 a 90% dele. O propano é um subproduto comum encontrado no gás natural.

O metano biogênico e termogênico pode ter origens diferentes, mas elas têm as mesmas propriedades, tornando-os gases efetivos de efeito estufa.

Metano, juntamente com dióxido de carbono e outras moléculas, contribui significativamente para a efeito estufa. A energia refletida do sol na forma de radiação infravermelha de comprimento de onda maior excita as moléculas de metano em vez de viajar para o espaço. Isso aquece a atmosfera, o suficiente para que o metano contribua para cerca de 20% do aquecimento devido aos gases do efeito estufa, o segundo em importância atrás do dióxido de carbono.

Devido ao ligações químicas dentro de sua molécula, o metano é muito mais eficiente na absorção de calor do que o dióxido de carbono (até 86 vezes mais), tornando-o um gás de efeito estufa muito potente. Felizmente, o metano pode durar apenas 10 a 12 anos na atmosfera antes de ser oxidado e se transformar em água e dióxido de carbono. O dióxido de carbono dura séculos.

De acordo com Agência de Proteção Ambiental (EPA), a quantidade de metano na atmosfera multiplicou desde a revolução industrial, passando de cerca de 722 partes por bilhão (ppb) em 1750 para 1834 ppb em 2015. No entanto, as emissões de muitas partes desenvolvidas do mundo parecem ter se estabilizado.

Nos Estados Unidos, as emissões de metano vêm principalmente da indústria de combustíveis fósseis. O metano não é liberado quando queimamos combustíveis fósseis, como o dióxido de carbono, mas durante a extração, processamento e distribuição de combustíveis fósseis. O metano vaza das cabeças de poço de gás natural, nas plantas de processamento, nas válvulas defeituosas dos dutos e até na rede de distribuição que leva gás natural para residências e empresas. Uma vez lá, o metano continua vazando dos medidores de gás e dos aparelhos movidos a gás, como aquecedores e fogões.

Alguns acidentes ocorrem durante o manuseio de gás natural, resultando na liberação de grandes quantidades de gás. Em 2015, volumes muito altos de metano foram liberados de uma instalação de armazenamento na Califórnia. O vazamento do Porter Ranch durou meses, emitindo quase 100.000 toneladas de metano na atmosfera.

A segunda maior fonte de emissões de metano nos Estados Unidos é a agricultura. Quando avaliadas globalmente, as atividades agrícolas são realmente as primeiras. Lembra daqueles microorganismos que produzem metano biogênico em condições em que falta oxigênio? Tripas de gado herbívoras estão cheias delas. Vacas, ovelhas, cabras e até camelos têm bactérias metanogênicas no estômago para ajudar a digerir o material vegetal, o que significa que elas coletam quantidades muito grandes de gás metano. E não é uma questão menor, pois estima-se que 22% das emissões de metano nos Estados Unidos provêm do gado.

Outra fonte agrícola de metano é a produção de arroz. Os arrozais também contêm microrganismos produtores de metano, e os campos encharcados liberam cerca de 1,5% das emissões globais de metano. À medida que a população humana cresce e com ela a necessidade de cultivar alimentos, e à medida que as temperaturas aumentam com as mudanças climáticas, espera-se que as emissões de metano dos campos de arroz continuem a aumentar. Ajustar as práticas de cultivo de arroz pode ajudar a aliviar o problema: retirar temporariamente a água no meio da estação, por Por exemplo, faz uma grande diferença, mas para muitos agricultores, a rede local de irrigação não pode acomodar os mudança.

A matéria orgânica em decomposição nas profundezas de um aterro produz metano, que normalmente é expelido e liberado na atmosfera. É um problema suficientemente importante que os aterros sanitários sejam a terceira maior fonte de emissões de metano nos Estados Unidos, de acordo com a EPA. Felizmente, um número crescente de instalações captura o gás e o encaminha para uma usina que usa uma caldeira para produzir eletricidade com esse gás residual.

À medida que as regiões do Ártico se aquecem rapidamente, o metano é liberado mesmo na ausência de atividade humana direta. A tundra do Ártico, junto com seus inúmeros pântanos e lagos, contém grandes quantidades de vegetação morta semelhante a turfa, bloqueada no gelo e no permafrost. À medida que essas camadas de turfa descongelam, a atividade de microrganismos aumenta e o metano é liberado. Em um ciclo de feedback problemático, quanto mais metano existe na atmosfera, mais quente ele fica e mais metano é liberado pelo degelo permafrost.

Para aumentar a incerteza, outro fenômeno preocupante tem o potencial de perturbar ainda mais nossos climas muito rapidamente. Sob solos do Ártico e nas profundezas dos oceanos, existem grandes concentrações de metano aprisionadas em uma malha semelhante a gelo feita de água. A estrutura resultante é chamada clatrato ou hidrato de metano. Grandes depósitos de clatrato podem ser desestabilizados pela mudança de correntes, deslizamentos de terra subaquáticos, terremotos e temperaturas mais quentes. O súbito colapso de grandes depósitos de clatrato de metano, por qualquer motivo, liberaria muito metano na atmosfera e causaria aquecimento rápido.

Como consumidor, a maneira mais eficaz de reduzir as emissões de metano é reduzindo nossas necessidades de energia de combustíveis fósseis. Esforços adicionais incluem a escolha de uma dieta com baixo teor de carne vermelha para reduzir a demanda por produtores de metano gado e compostagem para reduzir a quantidade de lixo orgânico enviado para aterros onde produziria metano.