Camada de Ozônio

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AFINAMENTO (ADELGAÇAMENTO) DA CAMADA DE OZÔNIO
Prof. Marco Aurélio dos Santos
Curso de Graduação em Engenharia Ambiental/POLI/UFRJ
Disciplina Planejamento Ambiental
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ATMOSFERA
A atmosfera apresenta variações de sua composição, temperatura e
densidade ao longo de seu perfil vertical de altura.
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PERFIL MÉDIO DE PRESSÃO ATMOSFÉRICA
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PERFIL MÉDIO DE TEMPERATURA DA ATMOSFERA E DENSIDADE DA CAMADA DE OZÔNIO
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COMPOSIÇÃO DA CAMADA DE OZÔNIO
Ozônio é composto de átomos de oxigênio. O oxigênio que respiramos é composto de 2 átomos. 
O ozônio é composto de 3 átomos = O3. Não é muito estável e pode se quebrar em O2 muito facilmente. 
O ozônio (O3), é um é um gás instável, sendo uma forma alotrópica do oxigênio, constituído por três átomos unidos por ligações simples e duplas
O ozônio possui o tamanho e o formato exatos para absorver a energia do Sol (principalmente UV), que pode ser perigosa para nós. 
O ozônio forma uma camada que absorve alguns tipos de energia do Sol. Essa camada nos protege. 
Sua alta reatividade o transforma em elemento tóxico capaz de atacar proteínas e prejudicar o crescimento dos vegetais e ser danoso quando em contato com os seres vivos.
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CAMADA DE OZÔNIO
A Camada de Ozônio é uma concentração de gás ozônio situada na alta atmosfera (estratosfera), entre 10 e 50 Km da superfície da Terra.
Concentração de O3 na estratosfera – 10 ppmv 
O ozônio absorve a radiação UV em quantidades diferentes em função de sua altitude na atmosfera. 
Em termos gerais, de 85 a 90% do conteúdo total de ozônio encontra-se acima da tropopausa (região entre a troposfera e a estratosfera).
Na estratosfera e mesosfera (região entre 15 e 90 km de altitude), ele absorve a radiação entre 200 e 250 nm (bandas Hartley e Huggins), liberando calor e fornecendo a fonte primária de aquecimento na região. 
Abaixo de 25 km de altitude, a interação ocorre em comprimentos de onda acima de 400 nm (Banda Chappuis). 
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OZÔNIO ABSORVE CERCA DE 90% DA RADIAÇÃO UV-B, 10% DA RADIAÇÃO UV-A E 100% DA RADIAÇÃO UV-C (TOTALMENTE ABSORVIDA NO TOPO DA ATMOSFERA).
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OZÔNIO
O ozônio reage mais fortemente com outras substancias do que o oxigênio molecular (O2), pois sua molécula possui mais energia. 
Aplicações do ozônio - Por ser uma molécula muito reativa, ela é um poderoso oxidante utilizado como branqueador, agente desodorizante e agente esterilizante para ar e água.
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OZÔNIO : FORMAÇÃO E DESTRUIÇÃO (CICLO DE CHAPMAN)
 (CHAPMAN, S. A THEORY OF UPPER ATMOSPHERIC OZONE, Q. J. ROY. METEOROL. SOC., MEM. 3, 103-125, 1930)
A formação do ozônio na estratosfera ocorre em níveis superiores a 30km de altitude onde a radiação solar ultravioleta de comprimento de onda menor que 242,5 nm vagarosamente dissocia o oxigênio.
		O2 + hv O + O                    (1)
O oxigênio atômico (O) reage rapidamente com o O2 na presença de uma terceira molécula M (pode ser outro O2 ou mesmo N2), para formar o ozônio, 
O + O2 + M O3 + M               (2) 
A reação (2) é a única reação de formação do ozônio, seja na estratosfera ou na troposfera. 
O O3 formado absorve intensamente radiação entre os comprimentos de onda de 240 e 320nm, voltando a decompor-se em O2 e O:
O3 + hv O2 + O                     (3)
Adicionalmente, o ozônio também reage com o oxigênio atômico regenerando duas moléculas de O2, 
O3 + O O2 + O2                        (4) 
Este processo da formação de ozônio é conhecido por Mecanismo de Chapman e foi desenvolvido na década de 30 pelo autor que dá o nome ao processo. 
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CICLOS CATALÍTICOS
Várias evidências científicas demonstram que algumas substâncias químicas contendo Cloro (Cl) e Bromo (Br) produzidas pelo homem e liberadas para a atmosfera - em particular os clorofluorcarbonos (CFCs), halons, tetracloreto de carbono, metil clorofórmio, hidroclorofluorcarbonos (HCFCs) e brometo de metila - reagem com o ozônio (O3) estratosférico contribuindo para o seu esgotamento, ameaçando a vida no Planeta. 
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INTERAÇÃO DE SUBSTÂNCIAS QUÍMICAS COM O OZÔNIO
O freon e outros produtos químicos sobem até a estratosfera, que é o local da atmosfera onde está a camada de ozônio. 
Quando a luz solar de alta energia (1) atinge uma molécula de freon, ela se quebra e produz um átomo de cloro (2).O átomo de cloro atinge uma molécula de ozônio (3). Isso faz com que o ozônio se transforme em oxigênio comum. O oxigênio (O2) não possui nem o tamanho nem a forma exatos para absorver a radiação solar que é perigosa. 
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Mecanismo de destruição 
do ozônio pelo Cloro 
na estratosfera. 
Fonte: www.nasa.gov
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RADIAÇÃO UV
A radiação perigosa é chamada de ultravioleta. Alguma parte dessa radiação nos atinge todos os dias. O grande medo é que mais dessa radiação possa nos atingir. 
A radiação ultravioleta pode alterar uma parte de nossas células da pele. Pode fazer com que cresçam desordenadamente. Isso é chamado de câncer de pele, uma cópia incontrolada das células da pele. 
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RAIOS VIOLETA E SAÚDE HUMANA
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CAMADA DE OZÔNIO
A camada é muito rarefeita e se for colocada ao nível do mar, a uma temperatura de 0°C, ela ficará com apenas 3 mm de espessura. 
No final da década 1970 descobriu-se uma queda acentuada no ozônio estratosférico na região Antártica, entre as latitudes 60°S e 90°S, durante a primavera austral. O fenômeno é conhecido como “buraco de ozônio”. Estudos mostraram um decréscimo da camada de ozônio em todas as latitudes. Esta queda persiste até os dias de hoje e tem ocorrido devido a injeção de compostos de cloro, como os clorofluorcabonetos (também chamados de CFC's), os quais, ao atingirem a estratosfera, liberam o átomo de cloro que destrói de forma catalítica as moléculas de ozônio.
Observações realizadas tanto por satélites como por equipamentos de solo (IPCC, 2001) mostraram que ainda existe um decréscimo do conteúdo total de ozônio de cerca de 4% por década para o Hemisfério Norte, e 6% para o Hemisfério Sul. E isto tem acarretado uma forte variação na quantidade de radiação UV que chega a superfície.
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PERCENTUAL DA VARIAÇÃO DIÁRIA DO ÍNDICE DA RADIAÇÃO UV E DO OZÔNIO, EM COMTE. FERRAZ, DURANTE A PASSAGEM DO O “ BURACO DE OZÔNIO”, EM 2003.
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DIMENSÕES DO “BURACO” DA CAMADA DE OZÔNIO
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OZÔNIO TROPOSFÉRICO
Variação diária da concentração de ozônio obtidos pelo Laboratório de Ozônio/INPE em São José dos Campos/SP, o qual mostra dias com alta concentração e as principais características do ozônio na troposfera. Entre elas, destacam-se a sua maior concentração, que é atingida no período da tarde (em torno das 16h), após as reações fotoquímicas de produção ocorrerem na atmosfera e a quase total destruição durante o período noturno. 
Em regiões limpas próximas à superfície, as razões de mistura estão em torno de 20 a 30 ppbv, sendo mais altas na primavera e verão, chegando a valores médios em torno de 60 ppbv no hemisfério norte.
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CONVENÇÃO DE VIENA E PROTOCOLO DE MONTREAL
Com o intuito de evitar o esgotamento da Camada de Ozônio, foram adotados dois acordos internacionais relativos à sua proteção. O primeiro acordo adotado pela comunidade internacional foi a Convenção de Viena para a Proteção da Camada de Ozônio, assinada em 1985. 
Seu objetivo principal é a proteção da saúde humana e do meio ambiente contra os efeitos nocivos das alterações da camada de ozônio. 
O segundo grande acordo foi assinado em 1987 e intitulado Protocolo de Montreal sobre as Substâncias que Esgotam a Camada de Ozônio. Trata-se de um documento complementar à Convenção de Viena, cujo objetivo principal é estabelecer as etapas para a redução e proibição da manufatura e uso de substâncias degradadoras da camada de ozônio. 
O Protocolo de Montreal sofreu emendas posteriormente em 1990 e 1992, em que se verificou o aumento da lista das substâncias controladas e a redução dos prazos para eliminação de produção e consumo. O Brasil é signatário desses acordos, que passaram a vigorar no país em 1989. 
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PLANO NACIONAL DE ELIMINAÇÃO CFC'S
O objetivo desse plano é auxiliar
o Governo do Brasil a cumprir os compromissos, estabelecidos pelo Protocolo de Montreal, de eliminação do consumo de CFCs até 2007. Para alcançar este objetivo o Plano propõe: 
Utilizar uma combinação de politicas, normas e apoio financeiro para subsidiar o custo de eliminação do setor industrial, dos setores de serviços de refrigeraçao e ar condicionado, e certos setores de usuários finais; 
Promover o treinamento de refrigeristas,responsáveis pelas atividades de assistência técnica para o recolhimento/reciclagem , incluindo a reposição de CFCs durante o reparo dos equipamentos, para minimizar e finalmente eliminar a importação destas substâncias; 
Desenvolver os componentes de assistência técnica necessários para fortalecer a capacidae da indústria e das agências envolvidas de realizar atividades de investimento, regulamentação e a concientização e participaçaõ do público; 
Propõe uma unidade de implementação, incluindo um programa de monitoramento, para assegurar a implementação bem sucedida e eficaz do plano. 
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BRASIL E O PROTOCOLO DE MONTREAL
O Brasil está em fase de cumprimento do Protocolo de Montreal e está juridicamente obrigado a cumprir os compromissos no âmbito do Protocolo de Montreal e de suas emendas subsequentes. 
Dentre as ações a serem desenvolvidas nesse setor, está em curso o treinamento de refrigeristas e o treinamento de oficiais de alfândega. A coordenação dessa atividades está sendo feita pelo Ministério do Meio Ambiente e a execução pelo GTZ / SENAI. 
As demais atividades previstas no Plano Nacional de Eliminação de CFC's estão sendo executadas pela agência implementadora selecionada- PNUD, sob a coordenação do MMA.
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PROZON
Em 1995, o Governo Brasileiro instituiu o Comitê Executivo Interministerial para a Proteção da Camada de Ozõnio- PROZON, que foi restituído através do decreto de 06 de março de 2003. 
Integram o Comitê os Ministérios do Meio Ambiente, Desenvolvimento Indústria e Comércio, Relações Exteriores, Ciência e Tecnologia, Fazenda, Saúde e Agricultura. O Prozon coordena todas as atividades relativas a implementação, desenvolvimento e revisão do Programa Brasileiro de Proteção da Camada de Ozônio.
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GRUPO OZÔNIO
O MMA vem buscando parcerias junto aos setores público e privado para a implementação de políticas públicas a partir da regulamentação nacional, notadamente a Resolução CONAMA nº 267 de 14 de setembro de 2000. A articulação com o setor privado assume ainda maior relevância quando verificamos as atividades previstas no Plano Nacional de Eliminação de CFCs, em implementação, a partir de 2002. Os elementos de divulgação e treinamento assumem caráter prioritário, e o Grupo Ozônio assume grande importância nesse contexto.
 
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RESOLUÇÃO Nº 13, DE 13 DE DEZEMBRO DE 1995 
O CONSELHO NACIONAL DO MEIO AMBIENTE - CONAMA, no uso das atribuições que lhe são conferidas pela Lei nº 6.938, de 31 de agosto de 1981, regulamentada pelo Decreto nº 99.274, de 06 de junho de 1990 e suas alterações, tendo em vista o disposto em seu Regimento Interno, e, 
Considerando a Convenção de Viena para a Proteção da Camada de Ozônio e o Protocolo de Montreal sobre Substâncias que Destroem a Camada de Ozônio, cujos textos foram promulgados pelo Decreto nº 99.280, de 07 de junho de 1990; 
Considerando que o Decreto nº 181, de 25 de julho de 1991, promulgou os ajustes adotados na Segunda Reunião das Partes do Protocolo de Montreal, realizada em Londres no período de 27 a 29 de junho de 1990; 
Considerando 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 - SDO; 
Considerando o Programa Brasileiro de Eliminação da Produção e do Consumo das Substâncias que Destroem a Camada de Ozônio - PBCO, encaminhado pelo Governo Brasileiro ao Secretariado do Protocolo de Montreal em junho de 1994, sendo aprovado em julho de 1994 na XIII Reunião do Comitê Executivo do Fundo Multilateral para a Implementação do Protocolo de Montreal, e que estabelece a eliminação gradativa do uso dessas substâncias no País, resolve: 
Art.1º Toda empresa que produza, importe, exporte, comercialize ou utilize Substâncias Controladas, em quantidade superior a 01(uma) tonelada anual, deverá estar cadastrada junto ao Instituto Brasileiro do Meio Ambiente e dos Recursos Naturais Renováveis - IBAMA, fornecendo àquele Órgão seus quantitativos anuais, conforme previsto na Portaria IBAMA nº 29, de 04 de maio de 1995. 
Parágrafo único - Estão dispensadas do referido cadastramento as empresas mencionadas no caput deste artigo que operem, no total de suas unidades, com menos de uma tonelada anual, e também as empresas, como lojas e supermercados, que apenas comercializem ao público consumidor produtos que contenham Substâncias Controladas. 
Art.2º Fica prorrogado até 30 de março de 1996 o prazo estabelecido pela Portaria IBAMA nº 29/95, para o cadastramento de empresas junto àquele Instituto, sendo que após esta data, as empresas que não estiverem cadastradas não mais poderão produzir, importar, exportar, comercializar e utilizar Substâncias Controladas. 
Art.3º Nas operações comerciais com Substâncias Controladas, as empresas compradoras, a partir de 31 de março de 1996, deverão apresentar seu código de cadastro fornecido pelo IBAMA. 
Parágrafo único. As empresas vendedoras de Substâncias Controladas deverão enviar ao IBAMA, ao final do segundo trimestre de 1996, e posteriormente ao final de cada trimestre subseqüente, a relação das empresas que compraram Substâncias Controladas, com os respectivos códigos de cadastro no IBAMA e as quantidades adquiridas. 
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Art.4º Fica proibido, em todo o Território Nacional, o uso das Substâncias Controladas constantes dos Anexos A e B do Protocolo de Montreal, em equipamentos, produtos e sistemas novos nacionais ou importados, nos prazos e aplicações a seguir discriminados: 
I - A partir da publicação desta Resolução: * Instalações de combate a incêndio. * Instalações de ar condicionado central. * Instalações frigoríficas com compressores de potência unitária igual ou superior a 100 HP. * Uso como propelente em aerossóis. 
II - A partir de 01.01.97: * Ar condicionado automotivo, em modelos novos lançados a partir dessa data. * Todos os usos como solventes. 
III - A partir de 01.01.2001: * Ar condicionado automotivo em todos os modelos. * Refrigeradores e congeladores domésticos. * Todos os demais sistemas de refrigeração. * Espuma rígida e semi-rígida. * Todos os usos como esterilizantes. 
§ 1º Excluem-se do previsto neste artigo as aplicações caracterizadas pelo Protocolo de Montreal como de "uso essencial". 
§ 2º Excluem-se do previsto neste artigo, além das substâncias constantes dos Anexos C (como os Hidroclorofluorcarbonos - HCFCs) e E (Brometo de Metila) do Protocolo de Montreal, as substâncias alternativas, inclusive misturas, que venham a ser consideradas como tais pelos Painéis de Avaliação Técnico-Científica do Protocolo de Montreal. 
Art.5º Ficam proibidas a importação e a exportação de Substâncias Controladas de ou para países não signatários do Protocolo de Montreal. 
Art.6º Fica proibida a importação de Substâncias Controladas recicladas. 
Art.7º Fica proibido o uso, em todo o Território Nacional, de cilindros pressurizados descartáveis ou de quaisquer vasilhames descartáveis utilizados improvisadamente como recipiente para o acondicionamento, comercialização, armazenamento e transporte dos Clorofluorcarbonos CFC-11 e CFC-12. 
§ 1º Para a comercialização de CFC-11 e CFC-12 deverão ser utilizados cilindros retornáveis de aço para gases comprimidos que atendam às normas NBR 12.790 e NBR 12.791. 
§ 2º A eliminação dos estoques existentes de cilindros pressurizados descartáveis deverá ocorrer no prazo de cento e cinquenta dias, contados da publicação desta Resolução. 
Art.8º O IBAMA e os Orgãos Estaduais de Meio Ambiente - OEMAs deverão exercer suas atividades orientadoras e fiscalizadoras, com vistas ao cumprimento
do disposto nesta Resolução. 
§ 1º O IBAMA colocará à disposição dos OEMAs os dados oficiais de seu cadastro e dos inventários anuais relativos às empresas de cada Estado, a fim de viabilizar a participação dos OEMAs nas ações de controle e fiscalização previstas nesta Resolução. 
§ 2º Os OEMAs deverão fornecer ao IBAMA dados e informações disponíveis e de interesse relativos às Substâncias Controladas. 
Art.9º O não cumprimento ao disposto nesta Resolução sujeitará os infratores às sanções previstas nos arts. 14 e 15 da Lei nº 6.938, de 31 de agosto de 1981. 
Art.10º Esta Resolução entra em vigor na data de sua publicação. 
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RESULTADOS - BRASIL
O Brasil é a quinta nação que mais diminuiu o uso dos CFC's (clorofluorcarbonos) e outros gases na última década, sob influência do Protocolo de Montreal, documento que completa 20 anos em 2007 :
82,8% de eliminação de CFCs;
88% de eliminação de halons, usados em extintores de incêndio
77,3% de eliminação de tetracloreto de carbono, usado na industria química como agente de processo;
76,3% de eliminação de brometo de metila, usado principalmente na agricultura;
100% da fabricação de ar condicionado automotivo não utiliza os CFC's, desde 1999;
100% da refrigeração doméstica é isenta de CFC's atualmente;
O consumo de CFCs caiu de 10.525 toneladas (média dos anos 1995 -1997) para 478 toneladas em 2006.
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Resolução CONAMA 267 (Conselho Nacional do Meio Ambiente), em 2000, determinou o recolhimento, acondicionamento e envio dos gases CFC's para reciclagem, evitando que o armazenamento e o escape acidental destes gases para a atmosfera. 
Atualmente o Brasil conta com 10 estados participando do Programa, 3 Centrais de Regeneração de CFCs, em São Paulo e Rio de Janeiro,739 máquinas que recolhem os CFCs e 335 máquinas recicladoras