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Prof. Angela

Buraco na Camada de Ozônio

Dia 16 de setembro é o “Dia Internacional de Proteção a Camada de Ozônio”. Nesta data foi realizado um acordo histórico, “O Protocolo de Montreal”, ocorrida a vinte e dois anos atrás, abordou a redução da produção e o uso de gases que causam a destruição da camada de ozônio.

Logo após a Segunda Guerra Mundial, os cientistas descobriram um grupo de substâncias químicas que parecia ser o que eles estavam procurando. Estas substâncias eram fáceis de produzir, eram à prova de fogo e não-venenosos (inertes). Estes produtos químicos eram bons não somente para manter as coisas frias, mas verificou-se que eles eram úteis na fabricação de materiais para isolamento, embalagens e muitos outros.

Tudo parecia bem durante muitos anos. Fábricas em todo o mundo produziram geladeiras, aparelhos de ar condicionado e todos os tipos de isolamento. Mas, em meados da década de 1980, os cientistas descobriram um "buraco" na camada de ozônio sobre a Antártida.

A camada de ozônio é o filtro que envolve a terra, formado por moléculas de O3 (ozônio), tem 20 quilômetros de espessura e fica localizada na estratosfera (de 15 a 35 quilômetros de distância da superfície terrestre). É um filtro natural que impede a maioria de radiação dos raios ultravioleta emitidos pelo sol que cheguem a terra.

A camada natural de ozônio é responsável por cerca de 90% de todo o gás ozônio que existe em nosso planeta. Esta camada é muito benéfica devido à ação filtrante aos raios UV, sendo chamado de ozônio "bom".

Os outros 10% são o ozônio "ruim" que vem de fontes como os gases de escape dos automóveis. Mas como este ozônio situa-se perto da superfície da terra, ele fica aprisionado em bolsões de ar nos meses de verão e causa poluição atmosférica sobre as nossas cidades.

O buraco na camada de ozônio é causado pelas emissões dos Clorofluorcarbonetos (sigla CFC’s). Embora tenham uma pequena contribuição para o efeito estufa na baixa atmosfera (Troposfera), o principal problema dessas substâncias é a interação e quebra das moléculas de ozônio na alta atmosfera (Estratosfera). A reação tem continuidade e logo o átomo de cloro libera o de oxigênio que se liga a um átomo de oxigênio a outra molécula de ozônio, e o átomo de cloro passa a destruir outra molécula de ozônio, criando uma reação em cadeia.

Este grupo de produtos químicos tem um nome longo, sua denominação técnica é conhecida como clorofluorcarbono, cuja sigla é CFC. O advento dos CFC’s foi um marco na história da indústria. Durante os anos 1970, eles foram fabricados e utilizados à exaustão. Uma das principais qualidades desses compostos era o fato de serem supostamente “inertes”, ou seja, de não interagirem com outras substâncias. O banho de água fria veio em 1985, os CFC’s eram inertes sim, mas só na superfície; ao chegar à alta atmosfera eles tinham um devastador efeito na fina camada que nos protege dos raios solares mais nocivos.

Os Halons ou bromofluorocarbono são outro grupo de produtos químicos igualmente importantes, usados principalmente para a proteção contra incêndios.

Raios ultravioletas filtrados pela camada de ozônio são ondas semelhantes a ondas luminosas, as quais se encontram exatamente acima do extremo violeta do espectro da luz visível. O comprimento de onda dos raios ultravioletas varia de 4,1 x 10-4 até 4,1 x 10-2 mm, sendo que suas ondas mais curtas são as mais prejudiciais.

Os cientistas não podem nos dizer exatamente ainda quanto dano já foi feito, nem a rapidez com que mais danos irão ocorrer. Mas nós sabemos que estes produtos químicos prejudiciais podem permanecer lá em cima, na camada de ozônio, por até 100 anos e podem permanecer destruindo o ozônio por esse período de tempo.

A região mais afetada pela destruição da camada de ozônio é a Antártida. Nessa região, principalmente no mês de setembro, quase a metade da concentração de ozônio é misteriosamente sugada da atmosfera. Esse fenômeno deixa à mercê dos raios ultravioletas uma área de 31 milhões de quilômetros quadrados, maior que toda a América do Sul, ou 15% da superfície do planeta.

Na Antártida devido ao rigoroso inverno de seis meses, se formam as chamadas “nuvens estratosféricas polares”, a circulação de ar não ocorre e, assim, formam-se círculos de convecção exclusivos daquela área. Os poluentes atraídos durante o verão permanecem na Antártida até a época de subirem para a estratosfera. Ao chegar o verão, os primeiros raios de sol quebram as moléculas de CFC encontradas nessa área, iniciando a reação liberando o cloro que interage com o ozônio e quebra suas moléculas.

Nas demais áreas do planeta, a diminuição da camada de ozônio também é sensível; de 3 a 7% do ozônio que a compunha já foi destruído pelo homem.

Em todo o mundo as massas de ar circulam, sendo que um poluente lançado no Brasil pode atingir a Europa devido a correntes de convecção.

No Brasil, a camada de ozônio ainda não perdeu 5% do seu tamanho original, de acordo com os instrumentos medidores do INPE (Instituto de Pesquisas Espaciais). O instituto acompanha a movimentação do gás na atmosfera desde 1978 e até hoje não detectou nenhuma variação significante, provavelmente pela pouca produção de CFC no Brasil em comparação com os países de primeiro mundo. Apenas 5% dos aerosóis utilizam CFC, já que uma mistura de butano e propano é significativamente mais barata, funcionando perfeitamente em substituição ao clorofluorcarbono. No país a luta para o controle gradual das substâncias nocivas à camada de ozônio começou em dezembro de 1995 quando o CONAMA - Conselho Nacional do Meio Ambiente - emitiu a resolução de No13. Esta resolução foi tomada em conformidade com a Convenção de Viena para a Proteção da Camada de Ozônio e o Protocolo de Montreal sobre Substâncias que Destroem a Camada de Ozônio. Levou em consideração a reunião realizada em Londres em 1990. Considerou os prazos, limites e restrições, previstos no Protocolo de Montreal, à produção, comercialização e consumo das substâncias que destroem a camada de ozônio, conhecidas como Substâncias Controladas.

A principal conseqüência da destruição da camada de ozônio será o grande aumento da incidência de câncer de pele, desde que os raios ultravioletas são mutagênicos. Além disso, existe a hipótese segundo a qual a destruição da camada de ozônio pode causar desequilíbrio no clima, resultando no “efeito estufa”, o que causaria o descongelamento das geleiras polares e conseqüente inundação de muitos territórios que atualmente se encontram em condições de habitação. Também os animais seriam afetados, bem como as culturas agrícolas e a camada superior dos nossos oceanos.

De qualquer forma, a maior preocupação dos cientistas é mesmo com o câncer de pele e doenças oculares, cuja incidência vem aumentando nos últimos vinte anos. Você pode estar se perguntando o que vai acontecer à camada de ozônio se o uso de CFC e de halons for definitivamente interrompido. Estes dizem que a camada de ozônio vai lentamente se recuperar logo que todos os países parem de produzir e utilizar substâncias químicas que a danifiquem. No entanto, dissemos antes que estes produtos químicos podem permanecer na atmosfera durante o tempo de 100 anos. Apesar de que em breve vamos parar de usá-los, os produtos químicos nocivos já existentes na atmosfera provavelmente continuarão danificar a camada de ozônio por muitos anos ainda. Os cientistas pensam que a camada de ozônio não será completamente reparada antes de meados do próximo século.

Referências:
www.risco.com.br/NL/MOL/14/Camada-de-ozonio.htm
www.mundovestibular.com.br/

Nestor A. Cal e Rodrigo P. Corrêa

Entenda melhor o buraco na camada de ozônio

Colocações gerais sobre o Buraco na Camada de Ozônio

Já faz bastante tempo que estamos enfrentando, discutindo, sentindo e discutindo novamento sobre um problema que está bem a cima de nossas cabeças: O BURACO NA CAMADA DE OZÔNIO.
Muitas pessoas sequer sabem o que realmente isso significa, acham que é só mais um entre tantos problemas ambientais, mas considero o buraco na camada de ozônio um assunto muitíssimo delicado que merece e muito a atenção e a colaboração de todos. A camada de ozonio tem como papel principal impedir que os raios ultra-violetas cheguem com força máxima a Terra.
Para quem não sabe o buraco na camada de ozônio é resultando da emissão de gases. O mais conhecido se chama CFC (clorofluorcarbonos); Eles são utilizados como solventes orgânicos, gases para refrigeração (SUPER PROBLEMA), gases propulsores em aerossóis e recipientes descartáveis, entre outros. Afetam a camada de da seguinte maneira: uma vez emitidos, eles se misturam com a atmosfera e flutuam até a estratosfera onde a radiação dos raios ultravioletas rompe suas ligações químicas. Então, liberam cloro e brometo, que contribuem para a destruição das moléculas de ozônio. Atualmente, o desgaste do ozônio se dá a um ritmo maior do que sua regeneração natural ( calcula-se que o gás demore de 50 a 65 anos para se dissolver).
Conforme a figura do começo do texto, a degradação da camada de ozônio vem fazendo com que os raios Ultra-Violetas (UV) cheguem cada vez com mais força a Terra, o que pode e trará consequências gravíssimas a nossa saúde em um futuro não distante, como câncer de pele por exemplo.
Em 1990 com o Protocolo de Montreal o Brasil assumiu o compromisso de diminuir a emissão de CFC na atmosfera. A notícia mais recente que encontrei foi que a maior parte das indústrias já estão livres do CFC e que diminui-se a emissão desses gases em 95%.
Por que então o buraco na camada de ozônio não para de crescer? A resposta é fácil; Por que os maiores emissores são os país mais desenvolvidos (EUA, CHINA e etc.), aqueles que se preocupam mais com o dinheiro do que com a 'vida' propriamente dita.

...continua.

Os limites da sujeira na terra: até onde o planeta aguenta?

*Unidades Dobson, que medem a densidade da camada de ozônio.

fonte: Planetary Boundaries: Exploring the Safe Operating Space for Humanity. Universidades de Oxford, Califórnia, Minessota, Vermont, Arizona, Alasca, Copenhague, Estocolmo, East Anglia, Wageningen, Louvain, James Cook, Universidade Nacional da Austrália e Nasa. / Planeta Sustentável/ Revista Superinteressante (05/2010)/ Materia de: Bruno Garattoni.

Como é formado o buraco na camada de ozônio?

Amazônia | Greenpeace Brasil

Amazônia Greenpeace Brasil

O buraco na camada de ozônio

Apesar dos gases que prejudicam a camada de ozônio serem emitidos em todo o mundo – 90% no hemisfério norte, principalmente resultantes da atividade humana – é na Antártica que a falha na camada de ozônio é maior. A área do buraco de ozônio é definida como o tamanho da região cujo ozônio está abaixo das 200 unidades Dobson (DUs - unidade de medida que descreve a espessura da camada de ozônio numa coluna directamente acima de onde são feitas as medições): 400 DUs equivale a 4 mm de espessura. Antes da Primavera na Antártica, a leitura habitual é de 275 DUs.
O buraco na camada de ozônio é um fenômeno que ocorre somente durante uma determinada época do ano, entre agosto e início de novembro (primavera no hemisfério sul-mostrando na imagem). O que conhecemos por "buraco na camada de ozônio" não se trata propriamente de um buraco na camada do gás ozônio, na verdade trata-se de uma rarefação (afinamento de espessura), que é explicada pelos arranjos moleculares do comportamento dos gases em um meio natural, que não possibilitaria uma falha a ser denominada buraco.
Quando a temperatura se eleva na Antártica, em meados de novembro, a região ainda apresenta um nível abaixo do que seria considerado normal de ozônio.
No decorrer do mês, em função do gradual aumento de temperatura, o ar circundante à região onde se encontra o buraco inicia um movimento em direção ao centro da região de baixo nível do gás.
Desta forma, o deslocamento da massa de ar rica em ozônio (externa ao buraco) propicia o retorno aos níveis normais de ozônio a alta atmosfera fechando assim o buraco.
A Organização Meteorológica Mundial (WMO), no seu relatório de 2006, prevê que a redução na emissão de CFCs, resultante do Protocolo de Montreal, resultará numa diminuição gradual do buraco de ozônio, com uma recuperação total por volta de 2065. No entanto, essa redução será mascarada por uma variabilidade anual devida à variabilidade da temperatura sobre a Antártica. Quando os sistemas meteorológicos de grande escala, que se formam na troposfera e sobem depois à estratosfera, são mais fracos, a estratosfera fica mais fria do que é habitual, o que causa um aumento do buraco na camada de ozônio. Quando eles são mais fracos (como em 2002), o buraco diminui.

Degradação

Os clorofluorcarbonos (CFC´s), para além de outros produtos químicos produzidos pelo Homem que são bastante estáveis e contêm elementos de cloro ou bromo, como o brometo de metilo, são os grandes responsáveis pela destruição da camada de ozônio. Os CFC tem inúmeras utilizações pois são relativamente pouco tóxicos, não inflamáveis e não se decompõem (facilmente). Sendo tão estáveis, duram cerca de cento e cinquenta anos. Estes compostos, resultantes da poluição provocada pelo Homem, sobem para a estratosfera completamente inalterados devido à sua estabilidade e na faixa dos 10 a 50 km de altitude, onde os raios solares ultravioletas os atingem, decompõem-se, libertando seu radical, no caso dos CFCs o elemento químico cloro. Uma vez liberto, um único átomo de cloro destrói cerca de 100 000 moléculas de ozônio antes de regressar à superfície terrestre, muitos anos depois.

Três por cento (3%), talvez mesmo cinco por cento (5%), do total da camada de ozônio já foram destruídos pelos clorofluorcarbonetos. Outros gases, como o óxido de nitrogênio (NO) libertado pelos aviões na estratosfera, também contribuem para a destruição da camada do ozônio.

De acordo com a Quercus, Portugal é um dos países da União Européia que mais contribui para a destruição da camada do ozônio: em 2004, Portugal recuperou cerca de 0.5% dos CFC existentes nos equipamentos em fim de vida, como frigoríficos, arcas congeladoras e aparelhos de ar condicionado. A não remoção e tratamento dos CFC ainda presentes nos equipamentos mais antigos, conduz à libertação para a atmosfera de 500 toneladas anuais, segundo a Quercus. Foi em 1986 que se verificou pela primeira vez a destruição progressiva da camada do ozônio, com a sua consequente rarefação, designada por buraco do ozônio. Esta descoberta foi feita sobre a Antárctica pelo físico britânico Joe Farman.

Os fluidos de refrigeração

Até os anos 1920 o fluido utilizado para aquecimento e resfriamento era a amônia ou dióxido de enxofre, gases venenosos e que causam um cheiro desagradável. No caso de vazamento podem ocasionar envenenamento naqueles que se encontram próximos aos equipamentos de refrigeração. Iniciou-se então a pesquisa para encontrar um gás substituto que fosse líquido em condições ideais, circulasse no sistema de refrigeração e, em caso de vazamento, "não causasse danos" aos seres vivos.

A indústria química e os CFC's

As pesquisas da indústria química voltada à refrigeração se concentraram num gás que não deveria ser venenoso, inflamável, oxidante, não causasse irritações nem queimaduras, não atraísse insetos. Em suma, deveria ser um gás estável e perfeito.
Nas pesquisas foram testados diversos gases e fluidos, sendo escolhida uma substância que se chamaria de clorofluorcarbono, ou CFC.
Os CFC's podem ser compostos de um ou alguns átomos de carbono ligados a átomos de cloro e/ou flúor.
Os CFC's passaram a constituir os equipamentos de refrigeração, condicionadores de ar, como propelentes de sprays, solventes industriais, espumas isolantes, produtos de utilização na Microeletrônica e na Eletrônica, etc.

Clorofluorcarbonetos "CFC's".

Denomina-se clorofluorcarboneto, clorofluorocarboneto ou clorofluorcarbono (CFC) o grupo de compostos pertencente à função orgânica derivados halogenados obtidos principalmente pela halogenação do metano. Entre as principais aplicações se destacam o emprego como solventes orgânicos, gases para refrigeração e propelentes em extintores de incêndio e aerossóis.

São derivados dos hidrocarbonetos saturados obtidos mediante a substituição de átomos de hidrogênio por átomos de cloro e flúor.

A formação do "O3"

Átomos de oxigênio podem se combinar de diferentes formas; esse fenômeno é chamado de alotropia e as formas resultantes destas combinações são chamadas de formas alotrópicas. Assim, o ozônio é uma forma alotrópica do oxigênio. Ele é formado por três átomos de oxigênio e tem propriedades físico-químicas muito diferentes das outras formas alotrópicas.

A atmosfera é constituída por aproximadamente 21% de O2 e 78% de N2, e essa composição varia muito pouco até aproximadamente 70Km de altura. À medida que as radiações mais energéticas chegam à superfície da Terra podem ser absorvidas seletivamente por algumas substâncias. Entretanto, antes de chegar à baixa atmosfera, uma parte dessa radiação é absorvida pelo oxigênio existente na estratosfera, desencadeando uma série de reações. Um mecanismo proposto para explicar uma rota freqüente de formação do ozônio a partir do oxigênio é:

A primeira equação representa a reação de desenlace da molécula de oxigênio, que ocorre quando essa molécula absorve reações energéticas ( de baixo comprimento de onda ).

A Segunda equação representa a adição do oxigênio atômico (O) à molécula de oxigênio, O2. A presença de uma molécula (M), por exemplo N2, faz-se necessária para absorver o calor liberado na reação, pois esta é exotérmica. Caso não houvesse uma terceira molécula para absorver parte da energia liberada pela reação, o ozônio formado sofreria decomposição em aproximadamente 10&ndash13 segundos. Muito provavelmente é dessa maneira que se forma a importante camada de ozônio na estratosfera.

A camada de ozônio formada corresponde a uma faixa de aproximadamente 30 mil metros de espessura, que se inicia perto de 15Km da superfície terrestre. Se a camada estivesse nas condições de temperatura e pressão do nível do mar teria uma espessura de, no máximo, 3 milímetros. Mesmo assim ela é fundamental para a conservação da vida na Terra. O ozônio absorve intensamente a radiação ultravioleta. Por isso funciona como um filtro que impede esta radiação de chegar à superfície terrestre.

Em pequena quantidade, os raios ultravioleta são benéficos: por exemplo, ativam a formação de vitamina D em nossa pele. Mas em grande volume causam vários males aos seres humanos, entre eles as conhecidas queimaduras de sol, câncer de pele e lesões oculares. Nas plantas e nos fitoplânctons o excesso de radiação ultravioleta determina redução do ritmo de crescimento e de produtividade.

O ozônio também se forma na troposfera, região mais baixa da atmosfera e onde vivemos. Aqui embaixo, sob a ação da luz, o ozônio se forma preferivelmente de uma combinação de óxidos de nitrogênio ( produtos formados a partir da combustão de derivados do petróleo, eliminados pelas chaminés de fábricas e canos de escape dos veículos automotores.). Por se constituir numa espécie extremamente reativa, um poderoso agente oxidante, o ozônio ataca uma série de materiais, como obras de arte, plantas, tecidos, borrachas e até os seres vivos, inclusive o próprio organismo humano; portanto, sua presença na baixa atmosfera é indesejável. E, por seu caráter reativo, constitui um importante causador de vários poluentes secundários.

O que está acontecendo com a camada de ozônio?

Há evidências científicas de que substâncias fabricadas pelo homem estão destruindo a camada de ozônio. Em 1977, cientistas britânicos detectaram pela primeira vez a existência de um buraco na camada de ozônio sobre a Antártida. Desde então, têm se acumulado registros de que a camada está se tornando mais fina em várias partes do mundo, especialmente nas regiões próximas do Pólo Sul e, recentemente, do Pólo Norte.

Diversas substâncias químicas acabam destruindo o ozônio quando reagem com ele. Tais substâncias contribuem também para o aquecimento do planeta, conhecido como efeito estufa. A lista negra dos produtos danosos à camada de ozônio inclui os óxidos nítricos e nitrosos expelidos pelos exaustores dos veículos e o CO2 produzido pela queima de combustíveis fósseis, como o carvão e o petróleo. Mas, em termos de efeitos destrutivos sobre a camada de ozônio, nada se compara ao grupo de gases chamado clorofluorcarbonos, os CFCs.

Oque é camada de ozônio?

Em volta da Terra há uma frágil camada de um gás chamado ozônio (O3), que protege animais, plantas e seres humanos dos raios ultravioleta emitidos pelo Sol. Na superfície terrestre, o ozônio contribui para agravar a poluição do ar das cidades e a chuva ácida. Mas, nas alturas da estratosfera (entre 25 e 30 km acima da superfície), é um filtro a favor da vida. Sem ele, os raios ultravioleta poderiam aniquilar todas as formas de vida no planeta.