Camada de ozônio e efeito estufa

A camada de ozônio e o efeito estufa são dois fenômenos de grande importância para o desenvolvimento e a manutenção da nossa vida no planeta Terra. Enquanto a camada de ozônio é responsável por minimizar a incidência de radiações ultravioleta nocivas à nossa saúde, o efeito estufa é responsável pela regulação da temperatura da superfície da Terra, sendo primordial para a manutenção da vida.

Contudo, a camada de ozônio e o efeito estufa têm sofrido grande influência da atividade humana. A industrialização acelerada e o desenvolvimento dos grandes centros urbanos levaram à maior formação de gases que podem destruir a camada de ozônio ou intensificar o efeito estufa. Como consequência, o planeta fica mais exposto às radiações nocivas e tem sua temperatura média da superfície aumentada.

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Tópicos deste artigo

• 1 - Resumo sobre a camada de ozônio e o efeito estufa
• 2 - Diferenças entre camada de ozônio e efeito estufa
  • O que é a camada de ozônio?
  • O que é efeito estufa?
• 3 - Relação entre camada de ozônio, efeito estufa e aquecimento global
• 4 - Exercícios resolvidos sobre efeito estufa e camada de ozônio

Resumo sobre a camada de ozônio e o efeito estufa

• A camada de ozônio é uma camada protetora do nosso planeta, pois diminui a incidência de radiações altamente energéticas oriundas do Sol.

• Efeito estufa é um efeito natural do nosso planeta, responsável por manter os níveis de temperatura terrestres dentro do adequado para o desenvolvimento e manutenção da vida.

• As atividades humanas têm aumentado a produção de substâncias capazes de destruir a camada de ozônio, como os CFCs, e também de intensificar o efeito estufa, com o aumento dos níveis de CO₂, por exemplo.

• Embora a camada de ozônio não tenha muita relação com o aquecimento global, gases causadores do buraco na camada de ozônio são também gases de efeito estufa.

Diferenças entre camada de ozônio e efeito estufa

Com o aumento da preocupação com os efeitos causados pelas mudanças climáticas, mais se tem estudado sobre mecanismos naturais do nosso planeta, como a camada de ozônio e o efeito estufa. Embora acabem figurando bastante em discussões acerca do tema, esses dois tópicos possuem distinções significativas. Para saber quais, vamos entender do que se trata a camada de ozônio e o efeito estufa.

• O que é a camada de ozônio?

A camada de ozônio é uma região de nossa atmosfera que possui grande concentração de gás ozônio (O₃), responsável por absorver uma parte da radiação oriunda do Sol. Essa camada se localiza na estratosfera, região da atmosfera logo acima da troposfera, em uma altitude de 15 a 30 km em relação ao solo terrestre.

Entre as radiações solares absorvidas pelo ozônio, destaca-se a radiação ultravioleta, conhecida como UVB, a qual é perigosa aos seres humanos, podendo causar câncer de pele e catarata, além de ser nociva para a vida marinha e para algumas plantações.

Em 1977, cientistas britânicos detectaram, sobre a Antártica, um buraco na camada de ozônio. De lá para cá, aumentaram os relatos de que a camada, principalmente nos polos, estava ficando cada vez mais fina.

Gases poluentes, como os NOx, e o gás carbônico produzidos em motores de veículos automotores, aviões e navios conseguem reagir com o ozônio estratosférico e, assim, diminuem sua concentração.

Porém, os clorofluorcarbonetos (CFCs) são os principais vilões dessa história. Esses gases, usados como propelentes e em equipamentos de refrigeração, levam cerca de oito anos para atingir a estratosfera. Lá, por ação da radiação UV, desintegram-se e produzem átomos de cloro, extremamente reativos e que acabam consumindo o O₃ e convertendo-o em O₂.

Cl + O₃ → ClO + O₂ (Cl formado pelos CFCs)

ClO + O → Cl + O₂ (Cl sendo regenerado)

Para tentar recuperar a camada de ozônio, foi criado um tratado internacional, conhecido como Protocolo de Montreal, com o objetivo de eliminar a produção e o consumo de substâncias causadoras da destruição da camada de ozônio. O Brasil faz parte do Protocolo de Montreal e, desde o ano 2000, apesar de não produzir tais substâncias, proibiu a importação de CFCs, CTC (tetracloreto de carbono), bromoclorometano, metilclorofórmio e hidrobromofluorcarbonetos (HBFCs). Outras substâncias também nocivas têm sua importação restrita e exigem anuência do Ibama. É por isso que, desde os anos 2000, a camada de ozônio tem mostrado sinais de recuperação.

Mesmo assim, a recuperação é ainda lenta, visto que esses gases possuem um tempo de permanência grande na atmosfera. A expectativa é que leve décadas para que retorne a níveis pré-industriais.

• O que é efeito estufa?

O efeito estufa tem origem na radiação ultravioleta oriunda do Sol, que é refletida e repelida ao encontrar a nossa superfície. Assim, nosso planeta devolve essa energia para o espaço, mas por meio de uma radiação menos energética, a infravermelha. Contudo, a atmosfera terrestre é capaz de absorver parte dessa radiação infravermelha e, como consequência, acaba aumentando a temperatura das regiões baixas da atmosfera.

Esse fenômeno é essencial para a regulação da temperatura de nosso planeta. Sem ele, provavelmente a Terra teria uma temperatura superficial média 30 °C menor, inviabilizando o desenvolvimento da nossa vida.

As atividades humanas acabam aumentando a concentração de gases de efeito estufa, que intensificam esse efeito, aumentando assim a taxa de absorção de infravermelho pela atmosfera, trazendo como consequência um aumento da temperatura média da superfície do planeta, o chamado aquecimento global antropogênico.

Relação entre camada de ozônio, efeito estufa e aquecimento global

O aquecimento global é consequência da intensificação do efeito estufa por parte das atividades humanas. O buraco na camada de ozônio aumenta a incidência de raios ultravioleta na superfície terrestre. Contudo, tal radiação tem um efeito duplo na atmosfera: enquanto causam aquecimento na troposfera, acabam causando resfriamento na estratosfera. Assim, fazendo um balanço dos efeitos, pode-se dizer que o buraco na camada de ozônio não contribui de forma significativa para o aquecimento global se comparado às atividades humanas.

Porém, gases capazes de destruir a camada de ozônio são também gases de efeito estufa, como é o caso do CO₂, dos óxidos de nitrogênio, dos CFCs e dos hidrofluorcarbonetos (HFCs), todos com concentração acima da média por causa das atividades humanas. O próprio ozônio, aliás, tem capacidade de retenção de calor e acaba contribuindo para o efeito estufa.

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Exercícios resolvidos sobre efeito estufa e camada de ozônio

Questão 1

(UFU 2016/2)

O gráfico, presente no Relatório de 2015 da Oxfam (Oxford Committee for Famine Relief — Comitê de Oxford de Combate à Fome), demonstra que a parcela dos 10% mais ricos da população mundial é responsável por 49% da emissão individual do gás carbônico (CO₂).

Esse gás

a) tem pouca relação com o processo de industrialização dos países mais ricos, pois sua emissão ocorre essencialmente pelo consumo individual.

b) por absorver a energia irradiada do Sol, forma uma espécie de “cobertor térmico” em torno do planeta, impedindo que o calor volte para o espaço.

c) é importante para gerar um efeito estufa, caracterizado pela elevação intensa de sua concentração, que tem contribuído para manter a temperatura do planeta em condições ideais.

d) equilibra o sistema climático da Terra, e o aumento de sua concentração atmosférica afeta, principalmente, a parcela dos 10% mais ricos do mundo.

Resposta:

Letra B

O CO₂ é um dos principais gases de efeito estufa, por isso possui a característica básica de aumentar a absorção de radiação infravermelha devolvida pela superfície terrestre, atuando, então, como um “cobertor térmico”.

A letra A está incorreta, pois é um gás muito ligado ao processo de industrialização, e sua emissão ocorre não só por consumo individual, mas coletivo também.

A letra C está errada, pois o aumento da concentração de CO₂ não ajuda a manter o planeta em temperaturas ideais, mas sim em valores acima do normal.

A letra D está errada, pois o CO₂ não afeta principalmente os ricos, mas sim a população como um todo e, assim, possui grande impacto sobre os 90% não ricos.

Questão 2

(UFMS 2020) No estudo realizado por Strahan & Douglass (2018), publicado pela Geophysical Research Letters, os autores demonstraram que as concentrações de cloro inorgânico (Cly) reduziram entre os anos de 2013 a 2016 na estratosfera inferior da Antártica, em relação ao período de 2004 a 2007, e que a redução da camada de ozônio também diminuiu em resposta ao fato.

(Disponível em: https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/2017GL074830. Acesso em: 29 out. 2019)

Com relação ao buraco da camada de ozônio, é correto afirmar que:

A) o ozônio tem funções diferentes na atmosfera, em razão da altitude em que se encontra. Na troposfera, 90% da radiação ultravioleta do tipo B é absorvida pelo ozônio.

B) na estratosfera, o ozônio deixa de absorver a radiação ultravioleta e se torna responsável pelo aumento da temperatura da superfície terrestre, junto do monóxido de carbono (CO), do dióxido de carbono (CO₂), do metano (CH₄) e do óxido nitroso.

C) dentre os compostos que contribuem para o aumento do buraco na camada de ozônio, estão o tetracloreto de carbono (CTC), o hidroclorofluorcarbono (HCFC) e o brometo de metila, substâncias controladas pelo Protocolo de Montreal e que são denominadas Substâncias Destruidoras da Camada de Ozônio (SDOs), com exceção do clorofluorcarbono (CFC).

D) o ozônio é naturalmente gerado e destruído, devido às reações com a radiação ultravioleta na estratosfera, onde também é responsável pela absorção da radiação UV-B, esta última associada aos riscos à saúde humana, devido aos danos à visão, ao envelhecimento precoce, à supressão do sistema imunológico e ao desenvolvimento do câncer de pele.

E) o buraco de ozônio está relacionado à presença de substâncias químicas halogenadas, contendo átomos de cloro (Cl), flúor (F), com exceção do bromo (Br), emitidos pela atividade humana.

Resposta:

Letra D

A letra A está incorreta, porque o ozônio não se encontra na troposfera, mas na estratosfera.

A letra B está incorreta, porque o ozônio não deixa de absorver radiação UV.

A letra C está incorreta, porque o CFC não é uma exceção e também é controlado.

A letra E está incorreta, porque o bromo também participa de substâncias capazes de destruir a camada de ozônio, como é o caso do brometo de metila.

Por Stéfano Araújo Novais
Professor de Química