Passeios com química: a camada de ozono

Dia Mundial para a Protecção da Camada de Ozono

A 16 de Setembro de 1987, 46 países assinaram um documento que ficou conhecido por "Protocolo de Montreal", no qual se comprometeram a parar de fabricar o gás Clorofluorcarbono (CFC), apontado pela comunidade científica como o maior responsável pela destruição da camada de ozono na estratosfera. Para comemorar esse esforço multinacional, a Organização das Nações Unidas (ONU) declarou a data como Dia Mundial para a Preservação da Camada de Ozono.

Passeios com química: a camada de ozono

Sérgio Rodrigues*

O ozono (O₃) é uma substância elementar que, na estratosfera, age como protector da superfície terrestre em relação a uma parte das radiações ultravioleta (UV) provenientes do Sol, mas cá em baixo, na troposfera, é considerado um poluente.

Na estratosfera, o ciclo natural do ozono consiste, de forma muito simplificada, na quebra do ozono por acção das radiações UV-B originando oxigénio atómico e molecular (O₃ + radiação → O + O₂) e a reformação de ozono por colisões de oxigénio molecular e atómico (O + O₂ + M → O₃+ M) na presença de outra molécula (M). Há mais reacções químicas envolvidas mas, na ausência de concentrações significativas de outras espécies químicas reactivas, para além do oxigénio e ozono, o sistema está em equilíbrio, originando uma“camada de ozono”estável na estratosfera.

Trata-se, no entanto, de uma camada muito ténue. Se todo o ozono da estratosfera fosse trazido até ao nível do mar, a “camada de ozono” teria uma espessura média de cerca de três milímetros, a que correspondem 300 unidades Dobson (DU). Na estratosfera, onde a pressão é muito mais baixa, a camada de ozono estende-se aproximadamente entre 15 e 50 km de altitude.

Há várias espécies químicas naturais e artificiais que interagem com o ozono, originando flutuações da sua concentração. Em 1974, verificou-se que os CFC (clorofluorocarbonetos) estavam a chegar à estratosfera e a libertar átomos de cloro que destruíam o ozono: a radiação UV quebra os CFC, libertando átomos de cloro; estes vão reagir com o ozono e originar monóxido de cloro e oxigénio (Cl + O₃ → ClO + O₂); o monóxido de cloro reage com o oxigénio atómico, originando oxigénio molecular e de novo átomos de cloro (ClO + O → Cl + O₂). Este ciclo catalítico (os átomos de cloro agem como um catalisador, acelerando a velocidade da reacção sem se consumirem) repete-se muitas vezes, levando a uma destruição anormal de ozono.

Em 1984, cientistas britânicos confirmaram que havia um decréscimo de mais de quarenta por cento na camada de ozono na zona polar, ou seja, que havia um “buraco” na “camada de ozono”. E durante anos a NASA havia medido os níveis de ozono de forma automática, mas os computadores estavam programados para eliminar medições anormais!

A descoberta de que os CFC eram responsáveis pelo “buraco” na “camada de ozono”, esteve na origem da atribuição do prémio Nobel a Sherry Rowland e Mario Molina (em conjunto com Paul Crutzen) e é um exemplo notável de aplicação da química teórica e computacional. De facto, a modelação das reacções químicas e a estimativa dos resultados precedeu a descoberta experimental do desaparecimento do ozono na estratosfera.

Em Coimbra, o grupo de investigação do Professor António Varandas (Departamento de Química da UC) há largos anos que realiza estudos teóricos de reacções químicas atmosféricas, em especial as que envolvem o ozono, com significativo impacto internacional.

O protocolo que proibiu a nível mundial os CFC, é uma das mais bem sucedidas acções políticas globais. Esta sexta-feira, 16 de Setembro, é o Dia Mundial para a Preservação da Camada do Ozono.

*Professor Auxiliar Departamento de Química FCTUC

Ciência na Imprensa Regional – Ciência Viva.