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

Conceitos Básicos

• Radiação Não Ionizante

A B C

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

• Camadas da Atmosfera

Conceitos Básicos

• A Formação do Ozônio

Radiação UV

< 200 nm O2 2O

O + O2 O3

Conceitos Básicos

Desenvolvimento - Conceitos Básicos

• A Destruição Natural do Ozônio

O3 O2 + O

Radiação UV

200 a 315 nm

Desenvolvimento - Conceitos Básicos

• A Função do Ozônio Estratosférico

Conceitos Básicos

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)

Estimativa de Consumo

das SDO na Bahia - 98

43

500

Polo

?

Brasil Bahia

10.600

?

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)

Buraco na camada de

ozônio / Antártida

Buraco na camada de

ozônio / Antártida

Buraco na camada de

ozônio / Antártida

Buraco na camada de

ozônio / Antártida