TÚNEIS RODOVIÁRIOS QUALIDADE DO AR

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1 TÚNEIS RODOVIÁRIOS QUALIDADE DO AR Jorge Saraiva Ter o tráfego rodoviário em túneis é dispôr de uma oportunidade para contribuir para a Qualidade do Ar (QA). De facto, isto pode significar remover fontes importantes de poluentes à superfície e cuidadosamente controlar o (poluído) ar do túnel. Recorda-se que até muito recentemente (não só em Portugal, mas de uma forma geral por todo o Mundo) o projecto de ventilação (e em complemento de desenfumagem) dos túneis rodoviários apenas tinha (tem) em conta a Qualidade do Ar Interior (QAI). Aliás, a ideia de optimização da QA Ambiente (QAA) tem sido encarada de forma sistemática associada ao nível de emissão dos veículos.

2 Já foi apresentada a forma como podem ser caracterizadas as emissões dos veículos mas vale a pena referir como evoluíram (e vão continuar a evoluir) as emissões dos veículos na zona da UE. EUROi / ECE EMISSÕES VEÍCULOS PESADOS 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0, Anos CO NOx Fumos EMISSÕES VEÍCULOS LIGEIROS AGRAVAMENTO DEVIDO AO PESO EUROi /ECE ,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 CO - Gas NOx - Gas CO - Dies NOx- Dies Fumos - Dies factor multiplicativo 2,5 2 1,5 1 0,5 0 factor x Ano Peso (ton) URBKLIM Lisboa Ligeiros Gasolina e Diesel

3 Pesados Diesel Há, no entanto, algumas surpresas, em especial para os menos envolvidos neste tipo de questões.

4 Os efeitos importantes da QAA sobre a saúde humana têm sido objecto de avaliações/recomendações sucessivas da WHO sobre os níveis de concentrações de poluentes que podem ter efeitos sobre a saúde humana. Há, também indicações das autoridades governamentais de diferentes países (no nosso caso da UE, através de Directivas) do que deve ser considerado como QAA. > Em qualquer dos casos, os principais contaminantes considerados para o caso dos transportes rodoviários são: > CO > NO x, em especial o NO 2 > Benzeno > Chumbo > SO 2 > PM 10 ou mesmo PM 2.5 > ozono A questão tem três frentes a encarar: > Emissões; > Eficácia do sistema de ventilação; > Capacidade de dispersão da atmosfera; Na realidade há ainda a considerar a contribuição de fundo (o estado da atmosfera em cada instante) e o facto de todas as variáveis serem complexas além de serem variáveis no tempo (regimes transitórios, eventualmente aproximados por processos de média). Veja-se o caso das emissões:

5 Ou o caso da dispersão: Pode afirmar-se que se trata de séries temporais que pesam a um tempo as séries de tráfego (nomeadamente a sua densidade, tipo,...) as séries de características atmosféricas (tipo de escoamento da CLA, classes de estabilidade,...) e que podem eventualmente corresponder a três tipos de fenómenos: constantes, periódicos e aleatórios. Os túneis podem provocar (provocam) uma alteração particular da QAA a nível local, e mesmo a nível da envolvente, que passa por vários aspectos para além da sua geometria simples, nomeadamente a existência de chaminés e a forma e inserção dos portais. De qualquer forma podem promover uma melhoria geral da QAA ao: > Cobrir uma área existente; > Substituir uma artéria existente; > Implicar uma alteração/mudança de tráfego na vizinhança; Além de poder interferir nomeadamente: > Aumentando a dispersão (emissão pelos portais), por exemplo por: Recurso a chaminés; Aumento da taxa de ventilação; Removendo poluentes.

6 URBKLIM Lisboa

7 URBKLIM Lisboa URBKLIM Lisboa

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9 Na realidade o controlo pode ser levado a cabo com qualquer combinação de medidas: Planeamento estratégico; Técnicas de dispersão; Remoção de poluentes; Regulação de tráfego Operação do túnel Outras medidas (spray para fixação de PM 10 e mesmo PM 2.5 ) Planeamento estratégico: Proximidade de áreas urbanas; Proximidade de áreas sensíveis em termos de QAA Túnel e Estradas em função das características meteorológicas locais Técnicas de dispersão: Localização de pontos de dispersão Projecto de ventilação Operação de ventilação Remoção de poluentes: Partículas NO 2

10 Regulação do tráfego: Tipos de veículos permitido; Períodos de utilização; Portagens; Gestão do tráfego: capacidade; velocidade Condução Operação do túnel: Limpeza; Controlo da ventilação Numérica 1.CFD (k-ε; LES,...) 2.2. JH (Gaussiano); 3.GRAL (Lagrangiano) MODELAÇÃO Experimental (gases traçadores) Analítica

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20 >Calcular caudais de ventilação a partir dos dados de tráfego: >Cerca de veículos/dia em 2005 >Cerca de veículos/dia em 2020 >Admitindo que há uma renovação anual do parque automóvel de 10% ao ano (5 anos) >Que os outros 45% dos veículos se repartem de forma uniforme nos 10 anos anteriores

21 Tráfego de Projecto (veículos/faixa.h) Tipo veículo Velocidade (km/h) Carro gasolina Carro diesel Pesado HD1 (van/diesel) TOTAL Poluente Velocidade (km/h) CO NOx Partículas TAXAS DE VENTILAÇÃO (m3/s) Túnel saturado Túnel 2/3+1/3 Túnel 2/3+1/

22 >As condições de projecto são as de 2005 (maiores emissões ainda que menos veículos) >Caudal de projecto: >Ventilação higiénica >140 m3/s para CO >120 m3/s NOx >Ventilação de segurança >185 m3/s partículas >VALOR FINAL 240 m3/s (30%) >Adoptados os valores de concentração máxima de poluentes definidos pela UE para 2010: >70 ppm para CO (admissíveis até 250 ppm) >0,007 m-1 tráfego congestionado (admissíveis 0,009 m-1) >0,005 m-1 tráfego fluido (admissíveis 0,007 m-1) >15 ppm NOx (admissíveis até 20/25 ppm) > NOTA: na realidade a afirmação é que são necessários 0,15 a 0,20 m3/s.m

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28 CONDIÇÕES DE TRÁFEGO DE PROJECTO (Veículos/faixa/via) Velocidade (km/h) Tipo de veículo Carro gasolina Carro diesel Pesado TOTAL Valores arredondados por excesso à meia dezena EMISSÕES (3vias e /km) Poluente Velocidade (km/h) Declive (%) CO (g/h) NO x (g/h) Partículas (m 2 /h) Valores arredondados por excesso à dezena

29 NO x Poluente CO Velocidade (km/h) TAXAS DE VENTILAÇÃO (m 3 /s) Túnel Ascendente Saturado Túnel Descendente Saturado Partículas Valores arredondados por excesso à meia dezena

30 Túnel do Marquês 35 ppm CO 0,005 m -1 visibilidade <> 340µg/m 3 (partículas) PORTAIS Redução para ½ a 120 m e para ¼ a 240 m VENTILADORES Redução para ½ em 40 m e para ¼ a 80 m A ~200 m e ~80 m decaimento para o UB de Lisboa Túnel do Marquês Operação normal (TMDA) 20 ppm CO 0,003 m -1 visibilidade <> 130µg/m 3 (partículas) Estratégia de ventilação de vent impulso (20% redução) PORTAIS (com ventilação) Redução para ½ a 60 m e para ¼ a 120 m VENTILADORES Redução para ½ em 20 m e para ¼ a 40 m A <100 m e <30 m decaimento para os valores limites de 12 ppm (CO) e µg/m 3 (partículas)

31 Túnel do Marquês CRIL Túnel de Benfica Operação normal (TMDA) Outras estratégias de ventilação...