Ambiente Urbano

Monitoramento da Qualidade do Ar na Região Metropolitana de Curitiba (RMC)

A RMC está localizada no primeiro Planalto do Estado do Paraná apresentando clima subtropical e úmido. Os invernos são brandos com geadas ocasionais e temperaturas mínimas, cerca de -3°C. No verão são registradas temperaturas até 35°C.

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1. Dados gerais

A RMC recobre 25 municípios com uma área de 13.041 km2 e conta com uma população de 2.858.199 habitantes [IPARDES, ano 2001] apresentando uma taxa de crescimento populacional de 18% em relação a 1996. A área urbana da RMC se estende a 1.051 km2 o qual corresponde a 8,1% da área total [COMEC, 2001]. Fora de Curitiba existem mais três municípios na RMC com uma população acima de 100.000 habitantes: São José dos Pinhais, Colombo e Pinhais, e até o final do ano 2002, provavelmente também Almirante Tamandaré.

 

2. Aspectos climáticos e meteorológicos

A RMC está localizada no primeiro Planalto do Estado do Paraná apresentando clima subtropical e úmido. Os invernos são brandos com geadas ocasionais e temperaturas mínimas, cerca de -3°C. No verão são registradas temperaturas até 35°C. A umidade relativa varia entre 75 e 85% (média mensal). As precipitações ocorrem durante o ano inteiro com maior intensidade nos meses de verão (Dezembro, Janeiro e Fevereiro) e um pouco menos no inverno (Junho, Julho e Agosto). Na média são registradas chuvas de 150 mm/mês no verão e 80 mm/mês no inverno. Os ventos vêm geralmente do leste, como demostrado no Gráfico.

 

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Gráfico 1: Freqüência dos ventos em duas estações de monitoramento da qualidade do ar

 

 

A velocidade do vento e a estabilidade térmica da atmosfera são os parâmetros mais importantes para as condições de dispersão de poluentes. Boas condições de dispersão significam que os poluentes estão sendo bem espalhados pelos mecanismos de transporte, evitando assim uma acumulação dos mesmos próximo às textes. Se as condições estão desfavoráveis à dispersão observamos esta acumulação, que resulta em altas concentrações dos poluentes, que muitas vezes ultrapassam os padrões estabelecidos. É importante lembrar deste detalhe quando interpretamos os resultados do monitoramento: uma concentração menor do que no ano anterior de certo poluente não significa necessariamente que foi lançado menos para a atmosfera, também pode ser causado pelas condições mais favoráveis à dispersão.

No Gráfico 2 vemos como foram as condições de dispersão no período de Março a Dezembro de 2001 na média das três estações automáticas, Santa Cândida, Cidade Industrial e Assis, utilizando as classes de estabilidade atmosférica de Pasquill. Entende-se como condição favorável, a soma das classes A, B e C de Pasquill. A condição neutra equivale a classe D de Pasquill e a condição desfavorável a classe E. As classes de estabilidade de Pasquill são obtidas a partir de grandezas meteorológicas médias horárias (velocidade do vento e radiação solar ou cobertura de nuvens) medidas a poucos metros da superfície. Elas fornecem apenas uma idéia aproximada da estabilidade da sub-camada superficial da camada-limite atmosférica. A grandeza que mede corretamente a estabilidade na sub-camada superficial é a variável de estabilidade de Obukhov, a qual pressupõe medições dos fluxos turbulentos de quantidade de movimento e calor sensível virtual, usualmente feitas com anemômetros sônicos. Um outro fator importante para a qualidade do ar, que não pode ser medido na superfície, é a espessura da camada-limite atmosférica (também chamada de camada de mistura), para a qual são necessários perfis de temperatura do ar através da camada-limite atmosférica (até no mínimo 2000 m acima da superfície). As condições reais de qualidade do ar na RMC dependerão tanto da estabilidade atmosférica avaliada na superfície quanto da espessura desta camada.

 

dispersão

Gráfico 2: Condições de dispersão para as estações Santa Cândida, Cidade Industrial e Assis. Podemos observar como entre Maio e Agosto as condições desfavoráveis à dispersão prevalecem, enquanto no restante do ano, encontramos geralmente condições favoráveis à dispersão.

 

3. Motivação do monitoramento

A motivação para o controle de poluição atmosférica é baseada em três princípios importantes: proteção, prevenção e motivação ética. A proteção contra os comprovados impactos adversos, a prevenção contra os possíveis impactos adversos e a motivação ética que é o prazer de viver num ambiente limpo e saudável. O instrumento central deste controle é o monitoramento da qualidade do ar, o qual é realizado através de estações, que podem ser manuais ou automáticas. Cada estação possui instrumentos que analisam poluentes atmosféricos e parâmetros meteorológicos. O equipamento das estações manuais opera apenas em forma de coleta, por exemplo, coleta PTS em filtro. A análise do filtro é realizada posteriormente em laboratório. Assim, diariamente um técnico visita as estações para instalar um filtro novo e recolher o usado para análise em laboratório. As estações manuais podem desta forma fornecer médias diárias de poluentes atmosféricos e com estas médias calcula-se a média anual.

As estações automáticas operam com analisadores que fazem a coleta e análise dos poluentes ao mesmo tempo. Os resultados são armazenados por um sistema computadorizado, desta forma obtemos as médias horárias dos poluentes. Como o monitoramento é todo automatizado, só é necessário visitar as estações automáticas para manutenção do equipamento.

 

Localização das estações e conceito do monitoramento

A localização geral das estações de monitoramento dentro dos municípios Curitiba e Araucária é mostrada na Figura 1. O monitoramento na RMC começou no ano 1985, com cinco estações manuais que analisavam as médias diárias dos poluentes PTS, fumaça, SO2 e Amônia (NH3). Quatro delas se encontram em operação até hoje. Adicionalmente, no ano de 1998, foram instaladas em Curitiba mais duas estações automáticas de monitoramento do ar que medem médias horárias dos componentes NO2, O3, SO2 e diversos parâmetros meteorológicos. Mais uma estação automática foi instalada em Araucária no começo do ano 2000. Ela também é equipada para o monitoramento de parâmetros meteorológicos e os componentes NO2, O3, SO2 e PTS. Em Setembro 2001 entrou em operação a estação automática no bairro do Boqueirão e agora em meados de 2002, próximo ao Centro, na praça Ouvidor Pardinho, ao lado da Avenida Getúlio Vargas, está sendo inaugurada outra.

No município de Araucária planeja-se a implantação de mais duas estações automáticas para o funcionamento no ano 2002, uma na praça Seminário, na zona central, outra no bairro Sabiá, no terreno da empresa CISA.

 

figura 1

Figura 1: Localização das estações de monitoramento de qualidade do ar na RMC

 

Na Tabela 4 vemos a lista das diversas estações da RMC, os parâmetros medidos e o tempo de funcionamento.

 

Estações de monitoramento de qualidade do ar na RMC
Autômatica Estações

Localização/Categoria

Parâmetros analizados Período de funcionamento
Poluentes Meteorologia
 Santa Cândida

 Nordeste de Curitiba, Bairro Santa Cândida/ Bairro

SO2, NO, NO2, O3

Todas as Estações: Temperatura, Umidade Relativa, Radiação Global, Radiação UV, Pressão, Velocidade e direção do vento e Equipamento adicional nas estações

Praça Ouvidor Pardinho e Boqueirão: Intensidade de chuva
Desde 1998
 Cidade Industrial  Oeste de Curitiba, Bairro Cidade Industrial/ Industrial
 Assis  Centro-norte de Araucária, Bairro Vila Nova/ Industrial SO2, NO, NO2, O3, HCT2, HCMM3, PTS Desde abril de 2000
 Praça Ouvidor Pardinho  Região central de Curitiba Bairro Rebouças/ Centro SO2, NO, NO2, CO, HCT2, HCMM3, PTS, PI A ser instalada
 Boqueirão  Sudoeste de Curitiba Bairro Boqueirão/ Bairro Desde setembro de 2001
 Seminário  Região central de Araucári, Bairro Sabiá/ Industrial e Centro SO2, NO, NO2, CO, O3, PI, NH Temperatura, Pressão, Velocidade e direção do vento
A ser instalada
 CISA  Centro-nordeste de Araucária, Bairro Sabiá/ Industrial SO2, NO, CO, O3,HCT2, HCMM3, PI Temperatura, Umidade Relativa, Radiação Global, Radiação UV, Pressão, Velocidade e direção do vento
Manual  Santa Casa Região Central de Curitiba, Bairro Centro/ Centro Fumaça, SO2, PTS, NH3  Sem medição de parâmetros meteorológicos  Desde 1985
 São Sebastião  Centro-leste de Araucária, Bairro Tóndiquera/Bairro Fumaça, SO2, NH3
 Assis  Centro-norte de Araucária, Bairro Vila  Nova/Industrial
 Seminário  Região central de Araucária, Bairro Sabiá/Industrial e CEntro Fumaça, SO2, PTS, NH3

 

Nota:

1 . Categoria de área de monitoramento (veja tabela 5)

2. Hidrocarbonetos totais

3. Hidrocarbonetos menos metano

4. PTS foi medido entre 1985 até 1993

5. Categoria foi mudada de industrial para bairro, devido ao fato de que esta estação recebe poucos poluentes das indústrias da região

6. Categoria foi mudada de industrial para industrial e centro, devido ao fato de que esta estação está localizada na região central de Araucária

 

Analisando o número e a localização das estações de monitoramento da qualidade do ar na RMC, baseando-se na Diretiva Européia 1999/30/CE, chega-se à conclusão que a RMC deveria contar com no mínimo 6 estações completas em funcionamento correspondendo ao número mínimo de estações numa área com população entre 2,00 e 2,75 milhões. No final do ano 2001, quatro estações automáticas e quase completas, e quatro manuais estavam em operação, o que ainda não é um número satisfatório. Especialmente no centro, onde se dispõem de poucas informações, como demonstra a Tabela 5.

 

Quanto a localização das estações para a proteção da saúde humana, as estações devem estar localizadas em áreas de modo a:

G Fornecerem dados em áreas, dentro das zonas e aglomerações, nas quais é provável que a população esteja direta ou indiretamente exposta aos níveis mais elevados durante um período significativo em relação ao período de amostragem do(s) valor(es)- limite.

G Fornecerem dados sobre os níveis em outras áreas, dentro das zonas e aglomerações, que sejam representativas da exposição da população em geral.

 

Poluente

Nº de estações de monitoramento 

(final do ano 2001)

Nº de estações de monitoramento das áreas Conclusão
Industrial Industrial e centro Centro Bairro
 PTS 2 1 0 1 0

 Número de estações insuficiente, especialmente para PI

 Fumaça 4 1 1 1 1
 PI 0 0 0 0 0
 SO2 8 3 1 1 3  Satisfatório
 CO2 1 0 0 0 1  Número insuficiente
 O3 4 2 0 0 2  Número de estações insuficiente no centro
 NO2 4 2 0 0 2

 

Em outras palavras, pode-se dizer que as estações de monitoramento devem fornecer dados de três tipos de áreas de impacto:

A) Onde se espera violações em áreas dominadas por emissões industriais (área industrial)

B) Onde se espera violações em áreas dominadas por emissões do tráfego (centro da cidade)

C) Onde mora a população e consequentemente passa uma boa parte da sua vida (bairro)

Atribuindo este sistema de classificação de localização para todos os poluentes analisados pelas estações de monitoramento chega-se a conclusão apresentada na Tabela 5.

A perspectiva é que em breve esta base de informações melhore consideravelmente. Se conseguirmos até o final do ano 2002 a instalação de mais três estações automáticas como demonstrado na Tabela 4 teremos para cada poluente no mínimo quatro até onze pontos de monitoramento. Neste caso disponibilizaremos uma informação completa para cada categoria de área: industrial, centro e bairro, avaliando todos os sete poluentes.

 

4. Resultados do monitoramento da qualidade do ar

Durante a representatividade e disponibilidade dos dados na operação de uma rede de estações de monitoramento, sempre acontecem lacunas na obtenção de dados, podendo ser por causa de calibração ou manutenção dos analisadores ou simplesmente por falta de energia. Isto não significa um problema para o cálculo das médias diárias ou anuais, a partir do momento que os valores válidos não fiquem abaixo de um limite estabelecido de representatividade.

No presente relatório foram utilizados os limites de representatividade abaixo, que são amplamente usados, como por exemplo pela CETESB:

 

Média Critério de representatividade
 Horária  Pelo menos uma média de 30 minutos válida
 8 horas  Pelo menos 6 médias horárias válidas
 Diária  Pelo menos 16 médias horárias válidas
 Mensal  Pelo menos 2/3 das médias diárias válidas

 Quadrimestral 

 Pelo menos a metade das médias diárias válidas
 Anual  Todas as três médias quadrimestrais (Janeiro-Abril, Maio-Agosto, Setembro-Dezembro) válidas 

 

Então, sempre que uma média horária não atingiu o critério de representatividade, criou-se uma lacuna na planilha das médias horárias. Dizer que a disponibilidade para 1 hora foi, por exemplo, de 80% significa que do total de 8760 horas do ano, 80% ou o número de 7008 estão disponíveis ou válidas.

Da mesma forma, se para um dia não se obteve pelo menos 16 médias horárias válidas, criou-se uma lacuna na planilha das médias diárias. Dizer que a disponibilidade para 24 horas foi, por exemplo, de 80% significa que das 365 médias diárias do ano, 80% ou o número de 292 estão válidas.

A informação sobre a disponibilidade do equipamento é de importância, especialmente quando se compara resultados de um ano com outro. Porque a probabilidade de monitorar uma violação fica cada vez menor, a medida que as lacunas aumentam. Portanto, um número menor de violações pode também ser causado pela menor disponibilidade do analisador e não significa necessariamente que a qualidade do ar melhorou nesta proporção.

 

Redação Ambiente Brasil



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