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O lago que guardou gás no fundo e soltou de uma vez
A pressão da água segurava gás carbônico dissolvido no fundo do lago Nyos; numa noite de 1986 a coluna virou e a nuvem desceu o vale.
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O lago dos Camarões que guarda gás no fundo
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# O lago que guardou gás no fundo e soltou de uma vez
Uma garrafa de água com gás fechada parece calma. O líquido está parado, nada borbulha, e nada indica que exista gás ali dentro. A pressão dentro da garrafa mantém o gás carbônico dissolvido na água, espalhado entre as moléculas, invisível.
Abrir a tampa muda a única variável que importa. A pressão cai, a água deixa de conseguir segurar aquela quantidade de gás em solução e o excedente vira bolha na hora. Ninguém adicionou gás nenhum; só foi retirada a força que o mantinha guardado.
Existem lagos que funcionam pelo mesmo princípio, em outra escala. A água do fundo de um lago fundo está sob a pressão de toda a coluna acima dela, e essa pressão permite que ela dissolva um volume de gás que a água da superfície jamais seguraria.
Em algumas crateras vulcânicas o gás chega por baixo. O magma resfriando em profundidade libera gás carbônico, que sobe por fraturas na rocha e entra na água mais funda do lago, ano após ano, sem que nada mude na aparência da superfície.
O acúmulo pode durar décadas em silêncio. Enquanto as camadas de água não se misturarem, a de baixo permanece fria, densa e carregada, e a de cima permanece leve e limpa, e a única testemunha do processo é uma medição feita a centenas de metros de profundidade.
Na noite de 21 de agosto de 1986, num lago do noroeste dos Camarões chamado Nyos, essa separação acabou. A água profunda subiu, a pressão sobre ela despencou no caminho e o gás saiu de solução em cadeia, alimentando a própria subida.
A nuvem que se formou não era fumaça nem chama. Era gás carbônico frio, cerca de uma vez e meia mais denso do que o ar, que transbordou a borda da cratera e desceu os vales colados no chão, expulsando o ar respirável de cada depressão do terreno por onde passou.
O saldo foi de 1.746 pessoas e milhares de cabeças de gado. Hoje o mesmo lago tem tubos verticais instalados no fundo, drenando de propósito o gás que voltou a se acumular desde então.
Vale entender primeiro como uma água parada consegue guardar tanto gás, e o que precisa acontecer para ela devolver tudo numa noite só.
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I O Mecanismo
A água que guarda gás como garrafa fechada
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A quantidade de gás que um líquido consegue dissolver depende da pressão sobre ele, uma relação descrita pela lei de Henry ainda no início do século XIX. Quanto maior a pressão do gás em contato com o líquido, mais moléculas ficam em solução.
Num lago, a pressão cresce com a profundidade. Cada dez metros de coluna de água somam aproximadamente uma atmosfera, e no fundo de um lago de duzentos metros a água está sob cerca de vinte vezes a pressão que existe na superfície.
O lago Nyos ocupa uma cratera formada por uma explosão freatomagmática, com paredes íngremes e profundidade máxima da ordem de 210 metros. A forma importa: cratera funda e estreita, protegida de vento, é o desenho que menos favorece mistura entre camadas.
Lagos de clima temperado se revolvem por conta própria, em geral duas vezes por ano. O ar esfria, a água da superfície esfria junto, fica mais densa que a de baixo e afunda, arrastando a coluna inteira numa mistura completa que redistribui gás e nutrientes.
Perto do equador falta essa alavanca. A temperatura da superfície varia pouco ao longo do ano, a diferença de densidade entre as camadas nunca se inverte e o lago passa décadas estratificado, com a água do fundo isolada da atmosfera. Esse regime tem nome próprio, meromixia, e traduzido significa lago que só mistura em parte.
Sob o lago Nyos existe atividade magmática residual da cadeia vulcânica dos Camarões. O gás carbônico produzido em profundidade sobe por fraturas e entra na água do fundo, que o dissolve e o guarda, porque não há mistura que o leve embora e nem pressão baixa que o expulse.
Os dados básicos do lago e do evento:
| Profundidade máxima do lago: | cerca de 210 metros | | Data do evento: | 21 de agosto de 1986, à noite | | Volume de gás liberado: | estimado em até cerca de 1 quilômetro cúbico | | Alcance da nuvem no vale: | cerca de 25 quilômetros | | Vítimas registradas: | 1.746 pessoas | | Densidade do gás carbônico: | cerca de 1,5 vez a do ar |
O gatilho segue em discussão entre os pesquisadores. Deslizamento de terra na parede da cratera, chuva fria pesada sobre a superfície, uma onda interna na interface entre camadas ou uma pequena entrada de gás mais vigorosa por baixo: qualquer um bastaria para empurrar água profunda para cima.
O que vem depois do empurrão não precisa de ajuda nenhuma. A água carregada sobe, encontra pressão menor, libera bolha; a bolha reduz a densidade média daquela porção de água, o que a faz subir mais rápido; subindo mais rápido, ela libera mais gás ainda. A reação se alimenta sozinha, e o lago se comporta como uma coluna de espuma disparada de baixo para cima.
O gás liberado é frio, inodoro e mais denso que o ar. Em vez de subir e se dispersar, ele escorreu pela borda mais baixa da cratera e seguiu o relevo, mantendo-se rente ao chão, ocupando exatamente os fundos de vale onde as aldeias estavam assentadas.
O efeito fisiológico não depende de toxicidade. O gás carbônico simplesmente ocupou o lugar do ar respirável, e em concentração acima de cerca de 15% no ambiente a perda de consciência acontece em poucas respirações. Muitos sobreviventes acordaram horas depois, em áreas de concentração menor, sem lembrança do intervalo.
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II Por que Importa
Os tubos que fazem um lago respirar
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O Nyos não foi o primeiro. Dois anos antes, em agosto de 1984, o lago Monoun, a cerca de cem quilômetros de distância, teve um evento do mesmo tipo em escala menor, com 37 vítimas. A repetição transformou uma anomalia isolada em categoria: hoje o fenômeno é chamado de erupção límnica.
A pergunta que ficou depois de 1986 é operacional. O gás continuava entrando pelo fundo, a estratificação continuava intacta e a mesma carga voltaria a se formar, com as mesmas aldeias no caminho da próxima descida.
A solução instalada não usa bomba nem energia externa. Um tubo vertical desce da superfície até a camada profunda carregada, e basta puxar a água de baixo uma única vez para iniciar o processo: ela sobe, perde pressão, forma bolha, fica mais leve e passa a subir por conta própria.
O resultado é um chafariz permanente. O primeiro tubo entrou em operação no Nyos em 2001, e a coluna de água e gás que ele produz sobe dezenas de metros acima do lago, liberando na atmosfera, aos poucos, o gás que se acumulou embaixo. Mais dois tubos foram acrescentados em 2011, e o lago Monoun recebeu o mesmo tratamento.
A lógica é a de um vazamento controlado. Em vez de esperar que a carga inteira saia de uma vez por um gatilho aleatório, drena-se continuamente um pouco por vez, mantendo a concentração no fundo bem abaixo do ponto em que a coluna consegue disparar sozinha.
Existe uma segunda ameaça no mesmo lugar, e ela é de engenharia civil. A borda natural que segura a água do Nyos é feita de material vulcânico pouco coeso e já apresentava erosão; o rompimento dessa barreira liberaria uma onda para o vale abaixo e, junto com ela, uma queda brusca de pressão sobre a água profunda.
Para quem está longe de qualquer cratera, a lição prática é sobre a forma como o gás carbônico se comporta. Ele não tem cheiro, não tem cor e se acumula no ponto mais baixo do ambiente, o que é a razão de poço, silo, adega, fossa e tanque de fermentação exigirem medição de ar antes de qualquer entrada.
Há ainda uma leitura sobre a natureza do risco. O perigo do Nyos não estava em nenhum evento visível, e sim numa grandeza acumulada em silêncio por décadas, que só apareceu quando alguma coisa mexeu na condição que a mantinha guardada.
E há um ponto raro de engenharia ambiental. Um tubo de plástico, sem motor, sem consumo de energia, sem operador, mantém sob controle uma quantidade de gás capaz de esvaziar um vale inteiro de ar respirável, apenas por explorar a mesma física que causou o problema.
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