Resumo:
Emissões e impacto sobre a qualidade do ar
de PM e CN em Sapiranga,
Rio Grande do Sul
-Trabalho de Campo e Avaliação de Modelo
em 2014
Elaborado por:
Fundação Estadual de Proteção Ambiental Henrique Luiz Roessler
Prefeitura Municipal de Sapiranga
Universidade Federal de Pelotas
Centro Mario Molina Chile
Instituto Meteorológico e Hidrológico da Suécia (SMHI)
Agosto, 2015
Equipe de projeto e co-autores:
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Cecilia Bennet e Lars Gidhagen (SMHI)
Márcio D’Avila Vargas, Flávio Wiegand e Ismael Luís Schneider (FEPAM)
Daniela Mengue Saft, Andrea Diana Oberherr, Fabiana Haubert e Cláudio Kreuning de Ávila
(Prefeitura Municipal de Sapiranga)
Anderson Spohr Nedel, Marcelo Alonso e Glauber Mariano (UFPel)
Patricia Krecl (UTFPR)
Matías Tagle, Ximena Díaz e Pedro Oyola (Centro Mario Molina Chile)
Contato: Lars Gidhagen ([email protected])
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1 Resumo
Partículas atmosféricas de dimensões inaláveis, geralmente, quantificadas como a massa
de partículas com um diâmetro inferior a 10 (PM10) ou 2.5 (PM2.5) micrômetros, têm sido
associadas a efeitos na saúde das populações urbanas. Além do impacto na saúde,
essas partículas incluem fuligem absorvidas pela luz – que de agora em diante
chamaremos de carbono negro (CN), um importante poluente climático de curta duração
(SLCP) que contribui para o aquecimento global.
Suécia e Brasil assinaram um memorando de entendimento para cooperar nos campos da
proteção do meio ambiente, mudanças climáticas e desenvolvimento sustentável. Neste
contexto, o Instituto Meteorológico e Hidrológico da Suécia (SMHI) e Fundação Estadual
de Proteção Ambiental Henrique Luiz Roessler (FEPAM), deram início a uma cooperação
técnica para avaliar as fontes de emissões de partículas e carbono negro nas cidades
brasileiras. Este relatório documenta os resultados de um projeto-piloto com foco nas
emissões de PM2.5 e CN na cidade de Sapiranga e o impacto dessas emissões nos
níveis de poluição do ar. O projeto-piloto também recebeu um forte apoio e colaboração
da Universidade Federal de Pelotas, Universidade Tecnológica Federal do Paraná
(UTFPR), Centro Mario Molina Chile e da Prefeitura Municipal de Sapiranga.
Nós aplicamos uma abordagem integrada que combina o monitoramento dos níveis de
poluição do ar, construindo um inventário de emissões relevantes, e modelando a
dispersão de poluentes atmosféricos. A campanha de monitoramento foi realizada a partir
de 31 julho a 29 agosto de 2014, em Sapiranga e incluiu a medição da composição
química e as propriedades físicas das partículas finas em três estações fixas - uma no
centro da cidade e as outras duas em áreas residenciais - e duas estações
meteorológicas implantadas para registrar as condições meteorológicas.
Em paralelo, elaborou-se um banco de dados de emissão. Avaliaram-se volumes de
tráfego em estradas principais, através de contagens de tráfego e usando estatísticas de
pedágios. Para quantificar a utilização de madeira de combustão residencial, realizou-se
uma pesquisa entre todas as crianças em idade escolar da rede municipal de ensino. Um
total de 7.876 responderam a um questionário sobre o uso de combustão de madeira em
suas casas. As emissões de partículas das grandes fontes industriais e comerciais foram
estimadas a partir de dados de atividade, providenciados por instituições locais e de
fatores de emissão encontrados na literatura acadêmica.
O modelo de dispersão foi realizado em três escalas:
1. Um modelo regional, que mostrou os níveis de partículas transportadas desde fontes
externas a Sapiranga, principalmente as emissões urbanas da região metropolitana de
Porto Alegre e das queimadas ao norte da cidade.
2. Um modelo em escala urbana, que simulou o impacto das fontes de emissão da
mesma cidade de Sapiranga e das suas redondezas.
3. Um modelo de corredor urbano (Street Canyon), que foi usado para captar o impacto
do tráfego no centro da cidade.
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Resultados
Os níveis de partículas finas em Sapiranga são comparáveis ou ligeiramente superiores
aos encontrados em na região metropolitana de Porto Alegre. Não há valor-limite para
partículas finas no Rio Grande do Sul, mas os níveis de PM2,5 médios anuais
determinados em Sapiranga estão no valor-limite para a legislação São Paulo (20 ug /
m3). Por isso, é extremamente importante identificar as principais fontes da poluição de
partículas finas em Sapiranga.
As medições e simulações mostram que o ar que chega em Sapiranga (background) é,
em média ao longo de um ano, responsável por 65-70% da poluição dentro da cidade.
Essas fontes externas à cidade de Sapiranga se localizam em especial nas áreas
urbanizadas entre os municípios de Porto Alegre e Sapiranga, mas também há
queimadas frequentes ao norte da cidade que geram significativa poluição por partículas,
durante alguns momentos do ano. No centro Sapiranga (estação T), a combustão de
madeira, usada em atividades comerciais/industriais, bem como, nas residências para
aquecer e cozinhar, contribuem com cerca de 22% e o tráfego local, contribui para os
restantes 9% do nível medido de PM2.5. Em algumas áreas residenciais, exemplificadas
no bairro São Luiz, onde a estação L foi implantada, a combustão de madeira residencial
(CMR) é a fonte dominante local para PM2.5 (contribuição de 25% a nível PM2.5 medida
para CMR, de 32% para todas as fontes de combustão de madeira locais). A contribuição
CMR é ainda mais acentuada no período de inverno; por exemplo, em agosto de 2014,
subiu para 43% na estação L. A campanha de monitoramento móvel indica que as
condições podem ser semelhantes em outras áreas residenciais de Sapiranga. As fortes
variações espaciais e temporais no uso do CMR contribuem a gerar um amplo intervalo
nas estimações de emissões de PM2.5 e CN (Tabela ES1)
Tabela ES1. Uma estimativa das emissões médias anuais de PM2,5 e CN em Sapiranga para 2014
(toneladas/ ano)
Fonte
PM2.5
CN
Relação de
Observações
CN/PM2.5
Olarias
20
1.4
7%
Zona rural sul
Produção de carvão vegetal
202
14.1
7%
Zona rural norte
Tráfego
12
7.8
65%
Dentro da cidade
Combustão de madeira residencial
4-26
0.3-1.8
7%
Dentro da cidade
Restaurantes
42
2.9
7%
Dentro da cidade
Indústrias
83
5.8
7%
Dentro da cidade
Total dentro da cidade
Total de Sapiranga:
140-163
363-385
16-18
32-34
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Estimativa de contribuições de cada local estão ilustradas nas Figuras ES1.1 (PM2.5) e
ES1.2 (CN).
Os níveis médios anuais de CN são estimados entre 1,5 a 2,5 mg/m3, sendo o tráfego o
maior contribuinte, embora CMR também contribui de forma significativa em áreas
residenciais como em estação de L.
Figura ES1.1 Contribuições estimadas de diferentes fontes de PM2.5 para o ano de 2014, de
acordo com a análise integrada de monitor de dados e simulações de modelos. Média anual
simulada para PM 2,5 foram de 18,6 g /m3 (estação T) e 19,7 ug /m3 (Estação L).
Figura ES1.2 Contribuições estimadas de diferentes fontes CN para o ano de 2014, de acordo com
a análise integrada de monitor de dados e simulações de modelos. Níveis anuais médios BC foram
estimados para 2,3 ug / m3 a estação T e 1,8 µg/m3 a estação de L.
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Recomendações
Os principais objetivos com o projeto-piloto em Sapiranga foram estimar as emissões de
partículas finas e carbono negro e determinar o impacto dessas emissões na qualidade do
ar na cidade. Com base nesses resultados, há possibilidades para identificar ações e
medidas que podem reduzir as emissões e os níveis de poluição. O relatório discute
algumas áreas onde as ações podem contribuir para reduzir os níveis de poluição do ar
em Sapiranga.
1.
As ações na área da região metropolitana Porto Alegre: Como cerca de metade da
poluição do ar em Sapiranga é causada por fontes vindas de Porto Alegre, Novo
Hamburgo e outras áreas urbanizadas fora do município de Sapiranga, as ações que
devem ser priorizadas no estado do Rio Grande do Sul, são a renovação da frota de
veículos pesados a diesel, as fontes industriais menos poluentes, a indústria metalúrgica,
especialmente, quanto à queima de resíduos e a queima de biomassa a céu aberto.
2.
Fontes industriais e comerciais em Sapiranga: Tanto a produção de carvão e
tijolos (olarias), como os restaurantes, utilizam a combustão de madeira, que além de ser
uma tecnologia bastante antiga, não obriga a limpeza das chaminés. A melhoria da
operação, com maior eficiência energética, é a utilização de madeira seca, que poderia ter
efeitos positivos sobre as emissões. E sempre que possível, deve ser incentivada uma
mudança para combustíveis mais limpos.
3.
Fontes residenciais: queima a céu aberto de resíduos e restos de podas e limpeza
de jardim pode ser uma importante fonte de poluentes e deve ser minimizada. O uso de
combustão de madeira para aquecer e cozinhar é bastante comum em muitas áreas
residenciais. Ações para melhorar a operação destes usos, de maneira eficiente, a fim de
reduzir a poluição de partículas na cidade, é a substituição da combustão de madeira por
combustíveis mais limpos, como o gás e a eletricidade.
4.
O tráfego rodoviário: O uso de veículos mais antigos, movidos a diesel, é
conhecido por ser uma grande fonte de partículas e, especialmente, de carbono negro.
Um veículo pesado novo emite cerca de 2% menos de partículas poluentes, em relação a
um veículo antigo e a redução de emissões entre os veículos produzidos antes de ano de
1999, em comparação com os produzidos depois de 1999, é de pelo menos 50%. Se
todos os veículos pesados de antes de 1999 forem substituídos por veículos a partir de
2000, a redução da emissão PM seria de 40% e se eles forem substituídos por veículos
produzidos depois de 2012, a redução seria de 80%.
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Agradecimentos
Este projeto foi iniciado como uma atividade no âmbito do memorando de entendimento
assinado entre os Ministérios sueco e brasileiro do Meio Ambiente, a fim de cooperar nas
áreas de proteção ambiental, mudanças climáticas e desenvolvimento sustentável, A
cooperação técnica tem sido alcançado com o apoio do Ministério sueco do Meio
Ambiente, Fundação Estadual de Proteção Ambiental Henrique Luiz Roessler (FEPAM),
Universidade Federal de Pelotas, Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR),
Centro Mario Molina Chile e Prefeitura Municipal de Sapiranga.
Agradecemos também a colaboração oferecida pelo Instituto Nacional de Meteorologia
(INMET) pela oferta de dados meteorológicos da estação de Campo Bom, e outras
entidades locais e pessoas de Sapiranga, que permitiram que a equipe do projeto
concluísse a campanha de monitoramento e efetuasse a recompilação de atividades e
informações necessárias para o inventário de emissões.
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