3. DISPERSÃO DE POLUENTES ATMOSFÉRICOS

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1 3.1 Introdução: - Modelos de dispersão de poluentes; 3.2 Modelos de Dispersão: - Representação Matemática dos processos de transporte e difusão que ocorrem na atmosfera; - Simulação da realidade; - Prognosticar em que Grau afetaria determinado Poluente Atmosférico emitido por uma ou mais fontes a Qualidade do Ar em diferentes Distâncias da Fonte, os chamados receptores; - Objetivos: a) Desenvolvimento de estratégias de controle; b) Avaliação de impactos ambientais; c) Análise de tendências da qualidade do ar; d) Escolha de locais para efetuar o Monitoramento da Qualidade do Ar; e) Projetos de chaminés

2 3.2 Modelos de Dispersão (Cont.): Dados de Entrada do Modelo: - Tipos: a) Características da emissão e da fonte; b) Características do local que será modelado; e c) Meteorologia do local estudado. - Características das Fontes de Emissão: a) Periodicidade da emissão; b) Quantidade emitida; c) Características físico-químicas; d) Tipo de Emissão; e) Potencial de reação na atmosfera com outras substâncias químicas; f) Características de deposição; g) Ciclo de vida.

3 3.2 Modelos de Dispersão (Cont.): Dados Resultantes do Modelo: - Concentração dos poluentes: a) Curto prazo ( short term ) períodos de 24 horas; b) Longo prazo ( Long term ) médias anuais ou quadrimestrais Classe de Modelos Matemáticos: - Modelos Empíricos Análises estatísticas; - Modelos Numéricos - Características químicas e físicas; - Específicos para o local estudado. - Modelos Semi-Empíricos Conjunto dos Empírico e numéricos Limitações dos Modelos: - Tipo de poluente; - Alcance geográfico a) Escala local (de 1 a 20 km); b) Escala regional (de 20 a km); e c) Escala global (do hemisfério até o globo), ex: causas do Efeito Estufa.

4 3.2 Modelos de Dispersão (Cont.):

5 3.2 Modelos de Dispersão (Cont.):

6 3.3 Processo de Poluição Atmosférica:

7 3.3.1 Escalas de Movimento: Escala Sinótica: - Movimentos da Circulação Geral da Atmosfera ; - Extensão Horizontal: entre 100 e Km; a) Condições Favoráveis à dispersão: Baixas Pressões e Frentes; b) Condições Desfavoráveis à dispersão: Altas Pressões e Inversões Térmicas; Mesoescala: - Movimento das Brisas; - Extensão Horizontal: na ordem de 100 Km e Extensão Vertical: dezenas de metros á 1 Km; - Variações diurnas e topografia regional; - Inversões Térmicas; Altura da Mistura e Ventos horizontais Microescala: - Efeitos Aerodinâmicos Locais: Edificações, Parquees, Arborização; - Extensão Horizontal: inferir à 10 Km e Extensão Vertical: de 100 à 500 m;

8 3.3.2 Transformações Adiabáticas: - Quando um gás muda de estado somente com sua energia interna; Se ocorrer expansão o gás se resfriará Paredes impermeáveis ao calor Se ocorrer compressão o gás se aquecerá a) Ponto de Orvalho: - É uma temperatura; - É a temperatura que o ar é submetido para que se sature; b) Orvalho: - É uma precipitação; - É a deposição das gotículas de água no solo, devido a condensção do vapor d água.

9 Pressão 3. DISPERSÃO DE POLUENTES ATMOSFÉRICOS Transformações Adiabáticas (Cont.): Gradiente Vertical da Adiabática Seca: - Expansão ou Compressão do ar seco ou úmido; - Processo Adiabática o lapse rate será de 0,98ºC/100m ou 1ºC/100m; Resfriamento Expansão Temperatura do meio externo não influencia a parcela Gradiente Vertical de Temperatura: - Nos primeiros 100m nunca se aproxima da Adiabática Seca; - Tipos de Gradientes: a) Superadiabático (instável); b) Neutro c)subadiabático (estável) d) Isotérmico e) Inversão

10 3.3.2 Transformações Adiabáticas (Cont.): Gradiente Vertical de Temperatura (Cont.): Lapse rate (adiabática seca)

11 3.3.3 Plumas: - Componentes principais do comportamento do final da pluma: a) Ascensão da Pluma; b) Difusão e transporte da Pluma Tipos de Pluma: Pluma Perfil Céu Vento Dia/Noite Looping Serpenteante Coning Cone Fanning Tubular Lofting Antefumegante Fumigation Fumegante Trapping SuperAdiabático atmosfera fortemente instável Alta concentração de poluentes Atmosfera neutra - semelhante a Serpenteante porém bem mais leve limpo leve dia nublado Forte dia / noite Inversão térmica limpo leve noite início da IT Base da camada de inversão acima do topo de chaminé. Super adiabática acima Melhor dispersão A Base da camada de inversão fica acima do topo da chaminé. Super adiabática abaixo Grande concentração de poluentes (muito perigo) A pluma fica entre as duas camadas de inversão limpo - entardecer Limpo leve amanhecer após uma IT

12 Tipos de Pluma: a) Serpenteante ou looping

13 3.3.3 Plumas: Tipos de Pluma: b) Cone ou Coning

14 3.3.3 Plumas: Tipos de Pluma: c) Forma Tubular ou Fanning

15 3.3.3 Plumas: Tipos de Pluma: d) Forma Ante-fumegante ou Lofting

16 3.3.3 Plumas: Tipos de Pluma: e) Forma Fumegante:

17 3.3.3 Plumas: Tipos de Pluma: f) Forma Trapping:

18 3.3.3 Plumas: Tipos de Pluma: Condições para Dispersão dos Poluentes Atmosféricos CHAMINÉ ALTA TOPOGRAFIA ACIDENTADA TOPOGRAFIA PLANA VENTOS CONCETRAÇÃO DE FONTES CONCETRAÇÃO DE EDIFICAÇÕES GRADIENTE DE TEMPERATURA ESTÁVEL (INVERSÃO TÉRMICA) GRADIENTE DE TEMPERATURA INSTÁVEL FAVORÁVEL DESFAVORÁVEL