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16 de Setembro - Dia Mundial da
Proteção da Camada de Ozônio
“A Camada de Ozônio
e sua Importância para a
Preservação da Vida na Terra”
Armando Tanimoto
Paulo Soares
Introdução Origem do Trabalho
Importância do Assunto
Sumário
Radiação Não Ionizante;
Por que os UV-B são nocivos;
As Camadas da Atmosfera;
Ozônio: Sua Formação e Destruição Natural, Função ;
SDO: Sua Utilização no Brasil, Produção e Consumo no Mundo
e Concentração na Atmosfera;
Acordo Internacional e Instrumentos Normativos Brasileiros;
A Química da Destruição do Ozônio Estratosférico;
Potencial Destruidor da Camada de Ozônio e sua Relação com o
Efeito Estufa;
Conclusão
Sessão de Perguntas
Introdução
• Origem do Trabalho
• Curso de Pós-Graduação em Gerenciamento Ambiental e
Tecnologias Limpas na Indústria - UFBA
• Importância do Assunto
Por que os UV-B são nocivos? Devido ao seu alto nível energético, pode afetar muitos processos químicos e
biológicos.
• Efeitos na saúde humana e nos animais:
• Aumento de incidência de catarata;
• Queimaduras e câncer de pele (-1% de conc. de O3 leva ao aumento de 2%
de câncer);
• Redução da capacidade imunológica contra agentes infecciosos.
• Efeitos nos Ecossistemas
•Limitação do crescimento nos vegetais;
•Atraso no período de brotamento das flores;
•Diminuição na taxa de produção dos fitoplânctons.
• Efeito nos Materiais
•Redução no tempo de vida útil dos plásticos.
Conceitos Básicos
Desenvolvimento - Conceitos Básicos
• A Destruição Natural do Ozônio
O3 O2 + O
Radiação UV
200 a 315 nm
Substâncias Destruidoras da
Camada de Ozônio (SDO)
• O que são as SDO?
São compostos orgânicos com átomos de halogênios
• Nomenclatura: No de ligações duplas
No de Carbonos -1
CFC - abcd
No de Fluor
No de H +1
Ex: CFC-11 Halon - 1211
No de Carbonos
No de Flúor
Halon - abcd
No de Bromo
No de Cloro
Substâncias Destruidoras
da Camada de Ozônio
• Utilização no Brasil
10%
50,8%
2,8%
0,8% 5,6%
21,9%
5,6%
2,9%
5,6% - Refr. Dom. 21,9% - Espumas 5,6% - Refr. Com
2,9% - Aerossóis 50,8% - serviço 2,8% - A/C Automotivo
10% - Solventes 0,8% - Extinção de Incêndio
Figura 6 - Consumo Brasileiro em Termos de PDO por Setor (1993) Fonte: PBCO
Substâncias Destruidoras da
Camada de Ozônio (SDO)
• Histórico no Mundo Dez/73: Rowland e Molina descobrem que os CFC podem
destruir o ozônio estratosférico;
Jun/75: Oregon/USA bane o uso de CFC em aerossóis;
Out/78: CFC em aerossóis banido nos USA;
Out/84: Pesquisadores ingleses comprovam queda de 40%
do ozônio na Antártida;
Mar/85: Convenção de Viena;
Set/87: Assinado o Protocolo de Montreal (redução de 50% até 1999);
90: Emenda de Londres acelera a substituição dos CFC (redução de
100%/2000)
92: Emenda de Copenhagen antecipa a eliminação para jan.96
(Países desenvolvidos)
Jan/95: Comprovada redução do ozôniospbre o Ártico
Out/95: Rowland e Molina ganham o Prêmio Nobel de
Química.
Produção e Consumo das SDO
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1950 1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000
Assinatura do Protocolo de Montreal (1987)
Primeira Publicaçãosobre a Destruição
da Camada de Ozônio (1974)
Mil Ton
Produção Mundial de CFC - 1950 a 1995 (Fonte DUPONT)
Produção e Consumo de CFC
19861987
19881989
19901991
19921993
19941995
1996
0.00
200,000.00
400,000.00
600,000.00
800,000.00
1,000,000.00
1,200,000.00
OD
P T
on
ne
s
Year
Production of CFCs( As Reported to the Ozone Secretariat, UNEP)
Developing Countries
CEIT Countries
Industrialised Countries
19861987
19881989
19901991
19921993
19941995
1996
0.0
200,000.0
400,000.0
600,000.0
800,000.0
1,000,000.0
1,200,000.0
OD
P T
on
ne
s
Year
Consumption of CFCs( As Reported to the Ozone Secretariat, UNEP)
Developing Countries
CEIT Countries
Industrialised Countries
Produção e Consumo de HALON
19861987
19881989
19901991
19921993
19941995
1996
0.0
50,000.0
100,000.0
150,000.0
200,000.0
250,000.0
OD
P T
on
ne
s
Year
Consumption of Halons( As Reported to the Ozone Secretariat, UNEP)
Developing Countries
CEIT Countries
Industrialized Countries
19861987
19881989
19901991
19921993
19941995
1996
0
50,000
100,000
150,000
200,000
250,000
OD
P T
on
ne
s
Year
Production of Halons( As Reported to the Ozone Secretariat, UNEP)
Developing Countries
CEIT Countries
Industrialized Countries
Concentração das SDO na Atmosfera
Atmospheric Concentrations of CFC-11, CFC-12, CFC-113, Carbon
Tetrachloride, Methyl Chloroform and Total Gaseous Chlorine(Source: World Resource 1998-1999, WRI)
0
100
200
300
400
500
600
1977 1978 1979 1980 1981 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997
Year
Ga
s A
bu
nd
an
ce
in
PP
T
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
To
tal G
as
eo
us
Ch
lori
ne
in
PP
T
CFC-11
CFC-12
CFC-113
Carbon Tetrachloride
Methyl Chloroform
Total Gaseous Chlorine
Acordos Internacionais
• Convenção de Viena - 85
Participação de 21 países;
Objetivo: Proteger a Camada de Ozônio;
Reconhecimento do Poder de Destruição dos CFC;
Priorização de Temas Científicos para Pesquisas (Física e
Química da Atmosfera)
• Protocolo de Montreal - 87
Participação de 24 Países;
Divulgada Lista das SDO sob Controle;
Base 86 - 50% de Redução em 1999;
Divisão dos Países em 2 Blocos: Países Desenvolvidos e em
Desenvolvimento (consumo < 0,3 kg de SDO per capita);
Reuniões Subsequentes (Anuais).
Acordos Internacionais
• Emenda de Londres - 90
Participação de 53 países (inclusive o Brasil);
Antecipado Prazo para Redução de Produção e Consumo
para jan.2000
Inclusão de outras SDO (CFC, TCC, 1,1,1 Tricloetano);
Criação do Fundo Multilateral.
• Emenda de Copenhagen - 92
Participação de 74 Países;
Antecipado Prazo para Redução de Produção e Consumo
para jan.96;
Inclusão de outras SDO (HCFC, HBFC e o Brometo de
Metila).
Tempo Limite para a Redução de Consumo
1992 1993 1994 1995 1996 1999 2002 2003 2005 2007 2010 2015 2016 2020 2030 2040
Gp. I (CFC-
11/12/113/114/115)
a.b. 95~97 0 75 100 0 50 85 100
Gp. II (Halon
1211/1301/2402)
a.b. 95~97 0 100 0 50 100
Gp. I (Outros CFC) 20 75 100 20 85 100Gp. II (CCl4 a.b.
98~00 0 85 100 20 100Gp. III
(Metilclorofórmio)
a.b. 98~00 0 50 100 0 30 70 100
Gp. I (HCFC) 0 35 65 90 0 100 100
ANEXO C Gp. II (HBFC) 100
ANEXO E
Brometo de Metila
a.b. 95~98 0 25 0 70 100 100
Países Desenvolvidos
A
N
E
X
O
A
A
N
E
X
O
B
• Prazo Final (mar.96) para cadastramento das empresas que produzam, importem,
exportem, comercializem ou utilizem as SDO em quantidades acima de 1 ton;
• Proibição, a partir de 29.dez.95, do uso das substâncias dos Anexos A e B do Protocolo de Montreal em equipamentos, produtos e sistemas novos, nacionais ou importados em:
Instalações de combate a incêndio;
Ar condicionado central;
Instalações frigoríficas com compressores de potência igual ou superior a 100 HP.
• Proibição, a partir de 01.jan.97, do uso das substâncias dos Anexos A e B em:
Ar condicionado automotivo (modelos novos);
Todos os usos como solventes (prorrogado até 01.jan.99 pela Res. 229/97)
• Proibição, a partir de 01.jan.2001, do uso das substâncias do anexo A e B em:
Ar condicionado automotivo (todos os modelos);
Refrigeradores e congeladores domésticos;
Todos os usos como esterelizantes, espuma rígida e semi-rígida;
E em todos os demais sistemas de refrigeração.
Instrumentos Normativos Brasileiros CONAMA 13/95
A Química da Destruição do Ozônio
• A Ação do Cloro
CCl3F Cl + CCl2F
CCl2F2 Cl + CClF2
Cl + O3 ClO + O2
ClO + O Cl + O2
Radiação UV
175 a 220 nm
Radiação UV
175 a 220 nm
Ciclo catalítico do Cloro
A Química da Destruição do Ozônio
• A Ação do Bromo
Ciclo catalítico do Bromo
Brx / Ox
BrO + O Br + O2
Br + O3 BrO + O2
O3 + O 2O2
Brx / Clx
BrO + ClO Br + ClOO
ClOO + M Cl + O2 + M
Br + O3 BrO + O2
Cl + O3 ClO + O2
2O3 3O2
Brx / NOx / Ox
BrO + NO2 + M BrONO2 + M
BrONO2 + hv Br + NO3
NO3 + hv NO + O2
NO + O3 NO2 + O2
Br + O3 BrO + O2
2O3 3O2
Brx / HOx / Ox
BrO + HO2 HOBr + O2
HOBr + hv OH + Br
OH + O3 HO2 + O2
Br + O3 BrO + O2
2O3 3O2
A Química da Destruição do Ozônio
• A Ação dos Óxidos de Nitrogênio
Ciclo catalítico do Nitrogênio
N2O + hv N2 + O
N2O + O 2NO
NO + O3 NO2 + O2
NO2 + O NO + O2
A Química da Destruição do Ozônio
• A Ação do Hidrogênio
Ciclo catalítico do Hidrogênio
OH + O3 HO2 + O2
H2O + O 2OH
A Química da Destruição do Ozônio
• O Poder Destruidor de Outras Substâncias
HF = Estáveis
Impacto desconhecido
HCFC = Removidos na troposfera pelo ataque da hidroxila
OH + H-R H2O + R
PDO x GWP
• Comparação dos efeitos de destruição da Camada de Ozônio e o
Potencial do efeito Estufa
01000200030004000500060007000800090001000011000
HFC-134a
HFC-32
HCFC-124
HCFC-22
HCFC-142b
Methyl Chloroform
HCFC-141b
Methyl Bromide
CFC-115
CFC-113
CFC-11
CFC-114
CFC-12
Carbon Tetrachloride
Halon-1211
Halon-1301
Global Worming Potential (20 Year, CO2 = 1)(Source: Scientific Assessment of Ozone Depletion)
0.022
0.055
0.065
0.1
0.11
0.6
0.6
0.8
1
1
1
1.1
3
10
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
HFC-134a
HFC-32
HCFC-124
HCFC-22
HCFC-142b
Methyl Chloroform
HCFC-141b
Methyl Bromide
CFC-115
CFC-113
CFC-11
CFC-114
CFC-12
Carbon Tetrachloride
Halon-1211
Halon-1301
Ozone Depletion Potential (CFC-11 = 1)(Source: The Montreal Protocol)
Principais Causas de
Perdas na Indústria
• Liberação Intencional
• Projetos de sistemas de
refrigeração deficientes;
• Desinformação do
potencial de danos ao
meio ambiente;
• Procedimentos de
manutenção inadequados.
• Emissão Fugitiva
• Manutenção
preventiva inexistente;
• Equipamentos
inadequados (juntas,
gaxetas etc)
Conclusão
• Desafios a serem vencidos para que os prazos assumidos
pelo Brasil sejam cumpridos
Maior envolvimento das Organizações Estaduais de Meio Ambiente no
monitoramento do uso das SDO;
Proibir a emissão de SDO para a atmosfera nos serviços de manutenção;
Criar uma estrutura de recolhimento e reciclagem dos CFC;
Inserir as instituições de ensino técnico em programas de treinamentos dos milhares de técnicos de refrigeração e ar condicionado;
Criar linhas de financiamento para as pequenas empresas substituirem os sistemas que utilizem as SDO;
Revisar as alíquotas do imposto de importação dos produtos controlados e dos
substitutos (10 e 14% respectivamente), diminuindo assim a defasagem de preços entre os produtos;
Conclusão
Envolvimento
das Org. Est. de
Meio Ambiente
CFC
Halon
Treinamento
Atmosfera
SDO
Proibição de liberação
SDO para atmosfera
Linhas de
financiamento
Buraco na Antártida
•Em Out.97, atingiu-se os
valores mais baixos, jamais
registrados na Antártida. Mais
de 50% do ozônio
estratosférico foi destruido
durante a primavera
Buraco na Antártida
• Teoria da Química Heterogênea
• Formação de Nuvens Polares Estratosféricas
• Temperaturas extremamente baixas (-85 oC) levam a
formação de cristais de gelo
• Reações químicas ocorrem em diferentes estados
físicos dos reagentes (sólido e gasoso)
• Longo inverno sem movimentação das camadas gasosas
• Formação de substâncias reservatórios (ClONO2, HOCl,
N2O5 entre outras)