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domingo, 24 de novembro de 2013

Os Mitos Sobre o Ozônio

Por Ricardo Felício e Daniela Onça.

Nos anos de 1970 foi amplamente divulgada, como pregação quase que religiosa, o medo da desertificação. A seguir a este pré-teste, o ozônio e sua variabilidade apareceram como um primeiro problema a atingir a escala mundial, como se causado diretamente pelo Homem. Seguia-se, desta forma, uma agenda criada no Clube de Roma, em 1962, onde se traçava o futuro da humanidade.

OS MITOS SOBRE O OZÔNIO:
UM RESGATE DAS ORIGENS DA DISCUSSÃO – I

Assim como não existe vida como a conhecemos sem dióxido de carbono (CO2), não existe ozônio natural (O3) sem luz solar. Estas são afirmações que não podem ser refutadas. Desta forma, faz-se necessário entender o processo de formação do ozônio, sua variação e o histórico que registrou a considerada “falácia científica do século XX”, onde um fenômeno natural foi transformado em uma emergência global.

O ozônio é conhecido desde a Antiga Grécia, que não era compreendido como um gás, mas já associavam a sua presença ao mau tempo. O prefixo “ozo” vem deste mesmo povo que lhe atribuiu o significado de “com aroma ou cheiro forte e característico”; algumas definições o descrevem como penetrante e desagradável. A literatura registrou ao químico alemão Christian Friedrich Schönbein a descoberta desta molécula, exatamente como os gregos a pressentiam: pelo cheiro acre, oxidante e forte que aparecia durante as trovoadas, as quais, através de seus relâmpagos, fazem a eletrossíntese das moléculas, utilizando o próprio oxigênio molecular (O2) presente no ar (TOMASONI, 2011). Desta forma, ela necessita de energia para a sua formação, e por ser uma substância altamente reativa, constitui-se de uma das componentes variáveis da atmosfera da Terra, que se recicla o tempo todo em processos naturais, dos quais o principal, a radiação solar, será abordada neste artigo.

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As Primeiras Camadas da Atmosfera e a Formação do Ozônio

O entendimento da formação do ozônio necessita da interpretação de alguns pontos básicos e importantes da física e química da atmosfera. A constituição dos gases atmosféricos apresenta-se praticamente estável até a altitude de 80km. Os gases majoritários são nitrogênio, com 78,0% e oxigênio, com 21,0%. O argônio elenca a terceira e baixa posição, com apenas 0,93%. Todos os outros são chamados de traços, contidos em 0,07%. O gás oxigênio, com dois átomos em sua formação, é chamado de oxigênio molecular. Atua como a matéria prima para a formação do gás ozônio, que se tornará um estado transitório do oxigênio, quando passar a possuir três átomos em sua formação. O tempo de vida do ozônio na atmosfera é muito curto, devido a sua molécula ser altamente reativa. O ozônio necessita de energia que consiga provocar uma instabilidade no estável oxigênio molecular. A única fonte de energia é a proveniente do Sol, na freqüência das ondas curtas, especialmente a radiação ultravioleta. Como a atmosfera da Terra age de forma seletiva às energias externas ao sistema, as freqüências do ultravioleta são as primeiras a serem barradas, começando a ocorrer em alta altitude. Esta interação necessita de massa, ou seja, de moléculas.

A troposfera, a primeira camada da atmosfera, próxima da superfície da Terra, comporta cerca de 90% de toda a massa. Além dela existe uma camada intermediária chamada tropopausa e acima desta, a estratosfera, onde a pressão atmosférica pode variar de 50mb, na parte mais baixa, a 10mb, na parte mais alta, sendo extremamente tênue, pois a Pressão ao Nível Médio do Mar – PNMM é de 1013,25mb. Porém, mesmo com uma densidade tênue, a massa atmosférica é suficiente para que as interações com os comprimentos de onda curta eletromagnéticos da radiação ultravioleta provenientes do Sol possam ocorrer em toda a extensão da estratosfera. Como a densidade é maior na camada mais baixa da estratosfera, teremos como resultante a maior concentração do gás ozônio. Quanto às temperaturas, os maiores valores, entendidos como energia cinética, são registrados na parte mais alta, pois estas moléculas interceptam os raios eletromagnéticos de maior energia. Desta forma, a estratosfera apresenta um perfil altamente estável, pois é quente na parte de cima, geralmente apresentando zero grau Celsius e fria na parte de baixo, com cerca de –56,0ºC, valores médios verificados em uma atmosfera considerada padrão pela Organização Meteorológica Mundial.

Durante o processo de interceptação da radiação, ocorre a fotólise ou fotodissociação, onde as moléculas são rompidas, formando alguns radicais ou átomos livres. No processo, a energia ultravioleta é absorvida para romper a estabilidade molecular, resultando em uma emissão de radiação de ondas longas, na banda do infravermelho, que por sua vez aquece consideravelmente a camada. Desta forma, deve-se entender que todas as moléculas que atingirem a estratosfera ou qualquer camada superior serão fotodissociadas pela radiação incidente de alta energia. Assim, os dois gases majoritários, nitrogênio e depois o oxigênio, estão muito mais sujeitos a estes processos. Como a quantidade de oxigênio e a radiação UV C são muito grandes, a formação do ozônio é estimada em cerca de vários milhões de toneladas por segundo, pois só assim conseguiria contribuir significativamente para aquecer e estabilizar a estratosfera.


Assim, o ozônio é um gás que se forma quando o segundo gás majoritário da atmosfera, o gás oxigênio interage com a radiação ultravioleta da banda C – UV C, altamente nociva aos seres vivos. Nestes termos, esta radiação fatal não chega à superfície por causa do oxigênio molecular. Desta interação surge o oxigênio atômico (O‟), altamente instável, mas necessário para ser o precursor da formação do ozônio. A seguir, em sua curta existência, o ozônio interage também com a radiação ultravioleta, mas por sua propriedade química, a freqüência da interação ocorre na banda B – UV B, em uma altitude pelo menos 10km mais alta que a altitude de sua formação. Desta forma, o controle da incidência de radiação ultravioleta B sobre a superfície terrestre é dosada pela concentração de ozônio na estratosfera, que se apresenta altamente volátil, pois as chances de uma molécula de ozônio encontrar outra são muito altas e quando isto ocorre, surgem três moléculas de gás oxigênio novamente, retornando à estabilidade e liberando mais calor na estratosfera. O processo de câmbio entre estes gases é expressivamente rápido. Como a concentração de gases é maior na base da estratosfera, a concentração de ozônio (O3) também o será e assim, toda esta parte da base da estratosfera é conhecida como ozonosfera, por conter a maior parte da concentração de nuvens ozônicas que se formam e desaparecem com incrível rapidez. Assim, não existe a tal “camada de ozônio”, mas sim este setor de maior probabilidade de se observar a sua formação. Notemos que a radiação ultravioleta A – UV A, não possui a mesma interação com as moléculas de O2 que as radiações UV C ou UV B apresentam, participando então mais do processo de espalhamento, o que não é suficiente para bloquear boa parte do seu fluxo, que acaba incidindo na superfície da Terra (leia mais aqui).

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