Como a poluição em Manaus tem afetado chuvas e fotossíntese na Amazônia

A poluição emitida no ar diariamente em Manaus tem alterado a composição química da atmosfera da floresta amazônica, modificando a formação de nuvens, a ocorrência de chuva, a incidência de luz solar na mata e o processo de fotossíntese da vegetação, atividades essenciais ao ecossistema da Amazônia.

A descoberta é de um grupo de pesquisadores brasileiros, alemães e americanos do GoAmazon 2014/2015, um projeto científico internacional que estuda como as mudanças promovidas pelo homem no meio urbano afetam a atmosfera limpa da região amazônica.

"Buscamos entender a transição que ocorreu entre as condições primitivas nos tempos pré-industriais para as condições atuais, impactadas pelas emissões urbanas", conta o professor Henrique Barbosa, do Instituto de Física da Universidade de São Paulo (IF-USP), integrante do GoAmazon.

Em março, 36 cientistas do GoAmazon, entre eles oito brasileiros, publicaram artigo na revista Nature Communications explicando por que, apesar de ser uma das poucas regiões continentais que ainda conservam uma atmosfera limpa semelhante a situações pré-industriais, o ar da Amazônia tem apresentado elevados níveis de aerossóis secundários (SOA), gases atmosféricos altamente poluentes e tóxicos ao meio ambiente e à saúde das pessoas.

"Ao observar o entorno de Manaus, cidade cercada por 1.500 quilômetros de floresta pristina (virgem), constatamos que os ventos conseguem carregar e espalhar a poluição urbana metropolitana sobre centenas de quilômetros da Amazônia", explica Barbosa, que é um dos autores do artigo.

Uma vez em contato com o ar extremamente limpo da Amazônia, as partículas dos poluentes urbanos reagem com compostos orgânicos voláteis produzidos naturalmente pela floresta, formando altos níveis de aerossóis secundários.

"As emissões urbanas são compostas de poluentes gasosos e material particulado. Por meio de uma complexa química atmosférica, essas emissões influenciam a formação natural de aerossóis secundários na floresta, aumentando a quantidade de material particulado naquela atmosfera limpa", explica Barbosa.

Em outras palavras, ao sofrer interferência das emissões urbanas, a própria floresta, que já produzia naturalmente níveis baixos de aerossóis, passou a produzir altos níveis do aerossol secundário, modificando a composição química natural da sua atmosfera.

O aerossol secundário - formado por partículas que podem ser sólidas, líquidas ou gasosas - age para desequilibrar a formação de chuvas na região da mata. "Essas partículas têm impacto na convecção (quando um fluído, como a água ou o ar, é aquecido e seu tamanho é expandido), formação e desenvolvimento de nuvens", afirma Barbosa. Ele explica que, quanto maior a taxa desses aerossóis no ar, mais partículas ultrafinas vão compor as nuvens, o que dificulta a condensação do vapor d'água. Como resultado, demorará mais tempo para as chuvas se formarem.

Além dessa interferência, as partículas também participam do "balanço radiativo (troca de calor entre o planeta e a atmosfera) e da transmissão de radiação solar da atmosfera para as folhas", afirma Barbosa. Por isso, quanto mais partículas do aerossol secundário houver na atmosfera, mais difícil será para a luz do sol alcançar as camadas mais baixas da floresta. Tal fator diminui a quantidade de energia disponível para as folhas mais baixas, já que as plantas dependem da absorção da radiação solar para a fotossíntese.

O próximo passo do estudo do GoAmazon, programado para ocorrer em 2020, será entender em detalhes os efeitos desses aerossóis tóxicos para as florestas tropicais. Com isso, o grupo pretende aprofundar o entendimento da comunidade científica sobre o papel das florestas tropicais nas mudanças climáticas globais.

"Nosso estudo se aplica a outras regiões de florestas tropicais no mundo, existentes na África e Sudoeste da Ásia. Ou seja, os mesmos processos devem estar acontecendo em todas as florestas tropicais que sofrem influência de poluição produzida pela atividade humana", pontua Barbosa, se referindo a outras gigantes tropicais, Floresta do Congo, na África Central, e Floresta da Indonésia, na Ásia.

Laboratório a céu aberto

Fundada em 1669 no coração da floresta amazônica - em outubro a cidade fará 350 anos - Manaus passou por um intenso processo de urbanização e industrialização na década de 1960, com a criação da Zona Franca de Manaus, uma área de livre comércio de importação e exportação e de incentivos fiscais estabelecida com a finalidade de criar no interior da Amazônia um centro industrial, comercial e agropecuário.

"Com a criação da Zona Franca, a população de Manaus passou a aumentar 40% a cada 10 anos desde a década de 1960. Hoje, a capital reúne mais de 2 milhões de habitantes e cerca de 710 mil veículos, um aumento da frota de 250% na última década", aponta Barbosa, citando dados do IBGE de 2019.

Atualmente, a zona franca manauara é um dos maiores polos industriais do Brasil, reunindo aproximadamente 600 indústrias, cercadas por importantes rios para a floresta, como o Rio Negro e o Rio Solimões, e por vegetação amazônica.

Apesar de parecerem números pequenos em relação a metrópoles como São Paulo, que tem 12 milhões de habitantes e uma frota de 7 milhões de veículos, Barbosa afirma que os efeitos da poluição urbana em Manaus podem ser mais perigosos ao meio ambiente, já que a cidade é uma das poucas, senão a única capital no mundo a estar isolada por uma densa floresta tropical em todas as suas direções.

"Manaus um laboratório a céu aberto", define o professor do IF-USP, afirmando que por menor que seja o aumento da emissão de poluentes na capital do Amazonas, o aumento de aerossóis secundários na floresta será sempre devastador.

"Quando afetada pela poluição urbana, a formação de aerossóis secundários dentro da Amazônia é muito maior do que o que foi observado na maioria dos locais em outras partes do mundo", exemplifica Barbosa, afirmando que a pluma urbana emitida em Manaus aumentou a taxa de produção de aerossóis secundários na floresta em até 400%.

Para se ter noção de como o ar em porções amazônicas que não sofrem interferência de poluentes urbanos é limpo, o meteorologista Glauber Cirino, professor do Programa de Pós-Graduação em Riscos e Desastres Naturais na Amazônia, da Universidade Federal do Pará, afirma que, durante o período chuvoso, a atmosfera na região é semelhante àquelas encontradas sobre oceanos remotos.

"As concentrações de partículas na Bacia Amazônica medidas durante a estação chuvosa estão entre as mais baixas encontradas em qualquer continente no mundo. Nessa época, o ar sobre a maior parte da região amazônica é limpo como o ar sobre o oceano aberto", compara Cirino.

Piora na estiagem

Em julho, as queimadas no estado do Amazonas atingiram níveis preocupantes: dos 1.699 focos de incêndios registrados no primeiro semestre do ano, 80% deles ocorreram em julho, segundo dados da Secretaria de Estado do Meio Ambiente do Amazonas.

No dia 2 de agosto, o governo estadual do Amazonas decretou estado de emergência na região metropolitana de Manaus por 180 dias em função das queimadas.

Naquele mesmo mês, os avós do estudante universitário manauara Ivan Santana, de 19 anos, se mudaram da capital por causa de problemas respiratórios agravados pelo ar poluído da região.

"Em 2018, meus avós vieram de Porto Velho (Rondônia) para Manaus por causa do trabalho e para ficar próximos da família", lembra Santana. "Logo que minha avó, que tem asma, chegou na cidade, começou a reclamar que o ar de Manaus era muito pesado".

O estudante conta que a doença respiratória da avó estava controlada antes da mudança. Porém, depois de algumas semanas morando em Manaus, as crises asmáticas voltaram a ocorrer. Em junho, quando começaram as queimadas na região, a avó passou a ter até duas crises por dia.

"Minha avó ligava em casa e dizia que se não se mudasse de Manaus, ela sentia que poderia morrer sem ar", lembra Santana.

Nesse mesmo período, uma nuvem de fumaça vinda das queimadas começou a pairar sobre a cidade. "Essa fumaça aparece todo ano nesse período, mas até minha avó começar a sofrer com o problema, eu nunca tinha me atentado para o fato de como o ar da cidade é perigoso", afirma o estudante.

Em julho, no ápice das ocorrências de focos de incêndio no entorno de Manaus, os avós voltaram a morar em Porto Velho.

"A mudança aconteceu num momento insuportável de queimadas na região, mas minha avó reclamava do ar pesado na cidade muito antes do período de estiagem começar. Ou seja, temos um ar muito poluído o ano todo, e que fica insuportável nos meses das queimadas por causa da fumaça", comenta Santana.

Erickson Oliveira dos Santos, doutor em química ambiental pela Universidade Federal do Amazonas, explica que Manaus, por estar localizada em uma região de clima equatorial, não tem as quatro estações do ano, apresentando apenas duas situações climáticas: um período chuvoso, que vai de novembro a maio, e outro seco, entre julho e setembro. Em ambos, as temperaturas costumam ser elevadas. Tal característica piora a qualidade do ar na região.

"Sabemos que nos meses de estiagem, correspondente ao inverno, a poluição atmosférica da cidade piora consideravelmente por causa das queimadas na região, mas ainda não podemos mensurar a qualidade do ar de modo detalhado por falta de dados, uma vez que seria necessário fazer uma medição diária e durante todo o ano em Manaus", defende Santos, afirmando que, com um monitoramento diário do ar, o governo poderia emitir alertas à população e se preparar com antecedência para combater os problemas ocorridos durante a estiagem.

Assim como a cidade e a população, o meteorologista Cirino explica que o ecossistema da Amazônia também sofre com as queimadas na região metropolitana da capital, uma vez que as nuvens de fumaça carregadas pelos ventos alteram o ciclo hídrico da floresta.

"Devido as neblinas de fumaça emitidas durante as queimadas na região, um número muito maior de gotículas pequenas demais para precipitar na forma de chuva foram encontradas na atmosfera da Amazônia. Tal fato aumenta o tempo de vida da nuvem e diminui a precipitação na floresta", descreve Cirino.

Já no período chuvoso, o meteorologista explica que as partículas geradas pelas queimadas florestais são removidas da atmosfera de forma relativamente rápida, "fazendo com que os focos de fogo deste período sejam praticamente irrelevantes para a atmosfera amazônica".

Energia 'suja'

Para os pesquisadores, não é correta a ideia de que o ar de Manaus é poluído somente na época da estiagem, em decorrência dos incêndios e queimadas florestais.

"Assim como em qualquer metrópole, a queima de combustíveis fósseis em Manaus é a principal fonte de poluição atmosférica", afirma Santos.

"Além das queimadas florestais durante a estiagem, a queima de combustíveis fósseis em Manaus está presente o ano todo nas emissões veicular, industrial e nas usinas termelétricas, distribuídas por todo o estado do Amazonas", completa o químico ambiental.

Segundo Barbosa, a produção de eletricidade por meio da queima de combustíveis fósseis é uma das maiores fontes de poluição atmosférica em Manaus.

"Cerca de 86% da eletricidade de Manaus é produzida em usinas termelétricas, que queimam óleo combustível, gás natural e óleo diesel para produzir energia", explica Barbosa.

Pesquisas do GoAmazon confirmaram que os principais gases emitidos em Manaus e que são responsáveis pelo aumento da produção de aerossóis secundários na Amazônia são justamente os óxidos de nitrogênio, gases poluentes emitidos pela combustão dos combustíveis fósseis.

"O impacto da produção de energia no estado do Amazonas não é pior porque, em 2009, começou a operar o gasoduto que liga Urucu a Manaus, em que o combustível principal deixou de ser o diesel para ser o gás natural", afirma o professor do IF-USP.

Soluções

Uma das soluções para amenizar os danos da poluição urbana de Manaus na floresta amazônica, segundo os pesquisadores, é investir em tecnologias limpas de transporte urbano e de produção de energia renováveis.

De acordo com a tese de doutorado de 2018 desenvolvida no Instituto Nacional de Pesquisa da Amazônia (Inpa), intitulada "Efeitos da mudança de combustíveis das usinas termelétricas de Manaus na qualidade do ar", cerca de 65% da produção de energia em Manaus se dá a partir do gás natural.

Antes da chegada do gás natural, o estudo mostrou que as termelétricas da região metropolitana manauara emitiam 16 toneladas de monóxido de carbono e 129 toneladas de óxidos de nitrogênio por dia. Com 65% da produção de energia a partir do gás natural, as emissões caíram para 12 toneladas de monóxido de carbono e 52 toneladas de óxidos de nitrogênico.

Se 100% da energia gerada em Manaus fosse substituída por gás natural, segundo os resultados do estudo, as emissões de óxidos de nitrogênio e gás carbônico diminuiriam em 89% e 55%, respectivamente. A mudança total para gás natural na matriz energética também reduziria as concentrações máximas de ozônio em mais de 70% nos dias mais poluídos, quando as concentrações desse gás são maiores.