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
Sumário Introdução Origem do Trabalho Importância do Assunto 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
Radiação Não Ionizante Conceitos Básicos A B C
Conceitos Básicos 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.
Camadas da Atmosfera Conceitos Básicos
Conceitos Básicos A Formação do Ozônio O 2 Radiação UV < 200 nm 2O O + O 2 O 3
Desenvolvimento - Conceitos Básicos A Destruição Natural do Ozônio O 3 Radiação UV 200 a 315 nm O 2 + O
Desenvolvimento - Conceitos Básicos
Conceitos Básicos A Função do Ozônio Estratosférico
Substâncias Destruidoras da Camada de Ozônio (SDO) O que são as SDO? São compostos orgânicos com átomos de halogênios Nomenclatura: N o de ligações duplas N o de Carbonos -1 CFC - abcd N o de Fluor N o de H +1 N o de Carbonos N o de Flúor Halon - abcd N o de Bromo N o de Cloro Ex: CFC-11 Halon - 1211
Substâncias Destruidoras da Camada de Ozônio Utilização no Brasil 2,8% 10% 0,8% 5,6% 21,9% 2,9% 50,8% 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 5,6%
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 1400 Produção Mundial de CFC - 1950 a 1995 (Fonte DUPONT) Assinatura do Protocolo de Montreal (1987) 1200 1000 Primeira Publicaçãosobre a Destruição da Camada de Ozônio (1974) 800 Mil Ton 600 400 200 0 1950 1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000
ODP Tonnes 1986 1987 1988 1989 ODP Tonnes 1986 1987 1988 1989 Produção e Consumo de CFC Production of CFCs ( As Reported to the Ozone Secretariat, UNEP) Consumption of CFCs ( As Reported to the Ozone Secretariat, UNEP) 1,200,000.00 1,200,000.0 1,000,000.00 1,000,000.0 800,000.00 800,000.0 600,000.00 600,000.0 400,000.00 400,000.0 200,000.00 200,000.0 0.00 0.0 Developing Countries CEIT Countries Industrialised Countries 1990 1991 1992 Year 1993 1994 1995 1996 Developing Countries CEIT Countries Industrialised Countries 1990 1991 1992 Year 1993 1994 1995 1996
ODP Tonnes 1986 1987 1988 1989 ODP Tonnes 1986 1987 1988 1989 Produção e Consumo de HALON Production of Halons ( As Reported to the Ozone Secretariat, UNEP) Consumption of Halons ( As Reported to the Ozone Secretariat, UNEP) 250,000 250,000.0 200,000 200,000.0 150,000 150,000.0 100,000 100,000.0 50,000 50,000.0 0 0.0 Developing Countries CEIT Countries Industrialized Countries Year 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 Developing Countries CEIT Countries Industrialized Countries Year 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996
Gas Abundance in PPT Total Gaseous Chlorine in PPT 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) 600 500 400 CFC-11 CFC-12 CFC-113 Carbon Tetrachloride Methyl Chloroform Total Gaseous Chlorine 3000 2500 2000 300 1500 200 1000 100 500 0 0 1977 1978 1979 1980 1981 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 Year
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 A N E X O A A N E X O B 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 85 100 Gp. II (CCl4 a.b. 98~00 0 85 100 20 100 Gp. 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
Instrumentos Normativos Brasileiros CONAMA 13/95 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.
A Ação do Cloro A Química da Destruição do Ozônio CCl 3 F Radiação UV 175 a 220 nm Cl + CCl 2 F Radiação UV CCl 2 F 2 Cl + CClF 2 175 a 220 nm Cl + O 3 ClO + O 2 ClO + O Cl + O 2 Ciclo catalítico do Cloro
A Química da Destruição do Ozônio A Ação do Bromo Br x / O x BrO + O Br + O 2 Br + O 3 BrO + O 2 O 3 + O 2O 2 Br x / Cl x BrO + ClO Br + ClOO ClOO + M Cl + O 2 + M Br + O 3 BrO + O 2 Cl + O 3 ClO + O 2 2O 3 3O 2 Br x / NO x / O x BrO + NO 2 + M BrONO 2 + M BrONO 2 + hv Br + NO 3 NO 3 + hv NO + O 2 NO + O 3 NO 2 + O 2 Br + O 3 BrO + O 2 2O 3 3O 2 Br x / HO x / O x BrO + HO 2 HOBr + O 2 HOBr + hv OH + Br OH + O 3 HO 2 + O 2 Br + O 3 BrO + O 2 2O 3 3O 2 Ciclo catalítico do Bromo
A Química da Destruição do Ozônio A Ação dos Óxidos de Nitrogênio N 2 O + hv N 2 O + O N 2 + O 2NO NO + O 3 NO 2 + O 2 NO 2 + O NO + O 2 Ciclo catalítico do Nitrogênio
A Química da Destruição do Ozônio A Ação do Hidrogênio OH + O 3 HO 2 + O 2 H 2 O + O 2OH Ciclo catalítico do Hidrogênio
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 H 2 O + R
PDO x GWP Comparação dos efeitos de destruição da Camada de Ozônio e o Potencial do efeito Estufa Halon-1301 Halon-1211 Carbon Carbon Tetrachloride 1.1 CFC-12 CFC-12 1 CFC-114 CFC-114 1 CFC-11 CFC-11 1 CFC-113 CFC-113 0.8 CFC-115 CFC-115 0.6 Methyl Bromide 0.6 HCFC-141b 0.11 Methyl Chloroform 0.1 HCFC-142b 0.065 HCFC-22 HCFC-22 0.055 HCFC-124 HCFC-124 0.022 HFC-32 HFC-32 HFC-134a HFC-134a 3 10 11000 10000 9000 8000 7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Global Worming Potential (20 Year, CO2 = 1) (Source: Scientific Assessment of Ozone Depletion) Ozone Depletion Potential (CFC-11 = 1) (Source: The Montreal Protocol)
Estimativa de Consumo das SDO na Bahia - 98 10.600 500 43?? Polo Bahia Brasil
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 Proibição de liberação SDO para atmosfera Atmosfera Envolvimento das Org. Est. de Meio Ambiente SDO CFC Halon Treinamento 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 (ClONO 2, HOCl, N 2 O 5 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