Projetos de Detectives Climáticos 2018-2019

Título do projeto: Estudo dos efeitos da poluição da cidade de Madrid na acidez das chuvas e dos solos de Tres Cantos

Equipe: Tsunami  Prémio LPS CD Escola

2018-2019   IES José Luis Sampedro   Madrid   Espanha   10 A idade do aluno: 14-15

Nesta investigação, estudámos os níveis de contaminação em Madrid e os efeitos nocivos que estes contaminantes causam na nossa cidade, Tres Cantos, no norte de Madrid. Para isso, estudámos em primeiro lugar os contaminantes primários na Comunidade de Madrid. Esta contaminação é constituída por óxidos, basicamente de enxofre e azoto, que reagem com o vapor de água, formando ácidos nítrico e sulfúrico, que chegam ao solo sob a forma de chuva ácida. Nosso segundo passo foi medir o pH e a presença de nitratos da chuva derramada ao longo de cinco meses. As precipitações de chuva ácida causam danos importantes na vegetação, para além de aumentarem o nível de acidificação das águas terrestres e dos solos, o que leva à desertificação e à diminuição da vegetação. Para observar estes efeitos, concebemos duas experiências: a criação de um ecossistema fechado com a presença de contaminantes e a exposição do solo a uma chuva ácida produzida artificialmente. Finalmente, analisámos se este processo está a causar desertificação na parte norte de Madrid através da análise dos mapas fornecidos pela ferramenta online EO Browser dos satélites de observação da Terra Sentinel 2, 3 e 5P. Em primeiro lugar, construímos um sistema de recolha de amostras de precipitação com uma bureta. Durante seis meses, recolhemos a precipitação. Analisámos o pH e os níveis de nitratos destas amostras, utilizando medidores de pH e um kit de nitratos. Os nossos resultados mostraram que, após um longo período sem chuva, a acidez e as concentrações de nitrato aumentaram nas precipitações. Em segundo lugar, simulámos chuva ácida em dois solos controlados (interior e exterior), regando-os regularmente durante 6 meses para medir os efeitos das precipitações contaminadas. A nossa experiência mostrou que a vegetação foi gravemente afetada pela diminuição constante do pH dos solos de teste. Construímos também um ecossistema fechado no qual simulámos uma atmosfera poluída e onde medimos os efeitos da chuva ácida, aumentando constantemente a temperatura do ambiente e medindo o pH e a concentração de nitratos do solo. Desta forma, observámos os efeitos devastadores da chuva ácida nos ecossistemas. Por último, estudámos os efeitos das substâncias contaminantes da atmosfera de Madrid ao longo do tempo na cobertura vegetal de Madrid (medida por satélites do EO Browser). Observámos que existe uma correlação entre o aumento da contaminação e a diminuição da densidade da vegetação.

Com as nossas experiências, vimos como, numa atmosfera contaminada com óxidos de azoto e enxofre, estes reagem com o vapor de água e formam uma chuva ácida que pode danificar a vegetação. Também medimos o efeito desta chuva ácida em diferentes ambientes de teste, com os mesmos resultados em todos eles: um aumento da acidez do solo e a danificação da vegetação. Observámos que, na nossa cidade, após um período prolongado sem precipitações, o pH da chuva diminui e a concentração de nitratos é mais elevada. No entanto, não observámos chuva ácida (pH inferior a 5). Pensamos que isso se deve ao facto de o nosso município se encontrar a 20 km da cidade de Madrid, a principal fonte de contaminação da região. Em conclusão, pensamos que é importante reduzir a contaminação em Madrid, para tentar manter precipitações não ácidas na região. O aumento das temperaturas médias provocado pelas alterações climáticas globais irá agravar os efeitos desta contaminação, acelerando a desertificação da região. Para combater esta desertificação, propomos um sistema com vasos biodegradáveis e hidrogéis para recuperar a vegetação que foi danificada e regenerar o solo.

Para reduzir os efeitos da desflorestação causada pelas chuvas ácidas em Tres Cantos, a nossa cidade, propusemos uma solução baseada num sistema de hidrogéis de sílica, que absorve a água e os nutrientes e os liberta à medida que a planta os necessita. O sistema consiste num vaso biodegradável que contém terra, os hidrogéis e a planta. Sobre a planta colocaremos uma malha boidegradável que reduz o efeito da chuva ácida no solo, evitando a degradação do solo.