Empiriske hovedfunn

Atualmente modelos computacionais de dispersão de poluentes na atmosfera vêm sendo amplamente utilizados na simulação da concentração de poluentes, visando suprir deficiências de monitoramento de emissões atmosféricas originadas de uma chaminé ou escapamento de veículos, assim como auxiliar no prognóstico da qualidade do ar.

A utilização de modelos de dispersão atmosférica é uma ferramenta útil para auxiliar estudos de minimização de riscos, pois permite estabelecer uma relação entre os níveis de emissão dos poluentes na fonte, com as concentrações dos mesmos no ar, bem como identificar pontos críticos de poluição e auxiliar nas previsões de impactos ambientais (LORA, 2002)

3.7.1 Tipos de Modelos de Dispersão

Os modelos de dispersão de poluentes atmosféricos podem ser classificados por métodos de resolução das equações que são divididos em duas categorias: Modelos Analíticos e Modelos Numéricos. Os modelos analíticos

utilizados nos estudos de dispersão são todos baseados na função da distribuição Gaussiana (LORA, 2002).

Para Ramos e Falaguasta (2010), em geral os modelos numéricos são mais complexos e, portanto mais exigentes em termos de recursos computacionais. Assim, esses modelos são utilizados somente quando há necessidade de interpretar situações complexas envolvendo reações secundárias provocadas pelas emissões e quando se deseja conhecer melhor o fenômeno de transportes dos poluentes na atmosfera.

Os modelos analíticos por serem de fácil aplicação e de pouca exigência em termos de recursos computacionais, são utilizados com maior frequência para subsidiar os estudos de dispersão atmosférica (RAMOS e FALAGUASTA, 2010). 3.7.2 Modelos Gaussianos

Os modelos Gaussianos são frequentemente usados em estudos ambientais que envolvem dispersão de poluentes atmosféricos ou para atender exigências de licenciamento ambiental de atividades poluidoras do ar.

A Figura 5 apresenta um desenho esquemático do modelo de pluma gaussiana, assumida a partir de uma fonte pontual.

Figura 5 – Desenho esquemático da pluma gaussiana e distribuição das concentrações.

Fonte: Adaptado de Lora (2002); Ramos e Falaguasta (2010).

Perfil das concentrações poluentes

Os modelos Gaussianos são baseados em uma fórmula que descreve um campo de concentrações tri-dimensional, onde sua equação assume que o espalhamento do efluente de uma fonte contínua tem uma distribuição normal ao eixo horizontal da pluma, tanto no plano horizontal, como no vertical (direção vertical z e direção y perpendicular à direção do vento) (LORA, 2002).

Os modelos Gaussianos apresentam as seguintes características: a pluma se desloca com velocidade constante igual à do vento e na mesma direção e; as dimensões da pluma descrevem-se por meio de coeficientes de dispersão; a emissão de poluentes é constante e ocorre a partir de uma fonte pontual; não há deposição nem reação da pluma na superfície; e o poluente não se perde por desintegração, reação química ou deposição. Tais modelos são utilizados com frequência no prognóstico de concentrações de contaminantes presentes na atmosfera, especialmente no cálculo das máximas concentrações ao nível do solo (LORA, 2002).

Os modelos Gaussianos ao longo do tempo tem sido alvo de aprimoramentos, assim permitindo simulações do comportamento da dispersão de poluentes na atmosfera de maneira mais realística. Um exemplo disso é a incorporação de condições de terrenos complexos, variações no regime da CLA e mudanças da direção e intensidade do vento existente em modelos mais modernos como o AERMOD (VELLOSO, 2007).

3.7.3 Estudos Utilizando Modelos de Dispersão de Poluentes na Atmosfera.

A literatura apresenta vários estudos que utilizaram modelos de dispersão de poluentes como apoio ao entendimento de problemas de poluição na atmosfera. Dentre estes trabalhos, pode-se citar Hanna et al (2001), Cimorelli et al. (2004a, 2004b), Velloso (2007) e Santos, Varejao e Silva (2011). Os citados estudos são comentados na sequência.

Hanna et al (2001) elaboraram um trabalho comparativo entre os modelos computacionais ADMS (Advanced Dispersion Model System), ISCST3 (Industrial Source Complex Short-Term Model) e o AERMOD (American Meteorology Society, Environmental Protection Agency, Regulatory Model), objetivando a avaliar os aperfeiçoamentos que os modelos ADMS e AERMOD possuem em relação ao ISCST3, avaliando-se diferentes padrões de emissões e características geográficas das áreas de estudo. Os autores concluíram que, no desempenho geral dos

modelos, o ADMS exibiu melhor resultado, seguido do AERMOD, e os piores resultados foram apresentados pelo modelo ISCST3. Foi verificado também que o ADMS e o AERMOD demonstraram desempenho similar, mostrando ligeira tendência a subestimarem a máxima concentração prevista em relação à máxima concentração observada.

Cimorelli et al. (2004b) apresentam uma descrição das principais equações usadas no modelo de dispersão AERMOD, contendo equações para a caracterização da camada limite, a representação de como o AERMOD aborda as questões relativas à influência de terreno planos e complexos e o algoritmo utilizado pelo AERMOD na previsão da concentração em condições de estabilidade e de instabilidade da atmosfera.

Veloso (2007) avaliou os modelos Gaussianos de qualidade do ar AERMOD e ISC, utilizados para fins regulatórios, segundo recomendação da Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos (EPA). A área do estudo foi a Bacia Aérea III da Região Metropolitana do Rio de Janeiro (RMRJ) e o período considerado foi o

ano de 2002. Para as simulações foram consideradas as emissões do poluente SO2

originadas de 24 fontes fixas e 22 fontes móveis. Os resultados das modelagens foram comparados com os dados observados nas estações de monitoramento da qualidade do ar.

Santos, Varejao e Silva (2011) a influência do fluxo de veículos, após a ampliação da Avenida Fernando Ferrari, Vitória - ES, sob a qualidade do ar nos bairros localizados nas redondezas do local e o montante populacional sob efeito da poluição. O estudo utilizou-se aplicativos computacionais: RAMMET; WRPLOT; ENVIMAN 2.0.50 (aplicativo computacional AERMOD); e ArcGIS 8.3. No desenvolvimento do trabalho foram gerados mapas de isoconcentrações de poluentes (NOx e PM10) provenientes de veículos, nos anos de 2004 e 2010 e realizada uma projeção para o ano de 2014.

Os autores concluíram que o maior contingente populacional sob efeito da poluição nos anos estudados, ocorreu nos seis primeiros anos após a conclusão da ampliação da avenida, no entanto não chegará a ser nocivos à saúde humana, segundo os padrões de qualidade do ar da resolução CONAMA nº 03/1990.