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Estudo do processo de dispersão de emissões veiculares em uma microrregião de Belo Horizonte utilizando simulação numérica / Study of the dispersion process of vehicular emissions at a specific site in Belo Horizonte using numerical simulation

Fernanda Vasconcelos Fonseca Tavares 12 March 2009 (has links)
Nenhuma / A poluição urbana é um sério problema ambiental que vem se agravando nos países em desenvolvimento. No Brasil, as concentrações de poluentes atmosféricos têm crescido rapidamente nas principais regiões urbanas durante as últimas décadas. Esta expansão tem ocorrido principalmente devido ao crescente número de veículos automotivos em circulação. As emissões causadas por veículos contêm diversas substâncias tóxicas que podem produzir efeitos negativos à saúde, incluindo problemas respiratórios e cardiovasculares. Um dos principais poluentes atmosféricos originados dessas emissões é o Material Particulado (MP), classificado em MP2,5 (diâmetro aerodinâmico < 2,5 &#956;m) e MP10 (diâmetro aerodinâmico < 10 &#956;m). Os efeitos do MP sobre a saúde humana dependem de sua maior ou menor capacidade de penetração no sistema respiratório. O município de Belo Horizonte (BH) possui cerca de 2,4 milhões de habitantes e uma frota de mais de um milhão de veículos. Essa situação, aliada às características poluentes dos combustíveis veiculares e às condições do trânsito na região, cria um cenário preocupante em relação à qualidade do ar. Portanto, avaliar a influência das emissões veiculares de MP seria fundamental para o levantamento de informações que possam respaldar proposições para a melhoria da qualidade do ar no município. Diversos estudos que avaliam a qualidade do ar utilizam modelos numéricos associados a medições ambientais. O modelo CAL3QHCR, desenvolvido pelo Departamento de Transportes da Califórnia é um modelo numérico para avaliação da dispersão de poluentes atmosféricos veiculares. Este modelo permite estimar as concentrações de MP nas proximidades das vias de tráfego com base em informações sobre as condições meteorológicas, o tráfego de veículos, as emissões veiculares e a sinalização. Neste trabalho, o modelo CAL3QHCR foi utilizado para avaliar a contribuição das emissões de MP de origem veicular na qualidade do ar de uma microrregião localizada no centro de BH. Os dados meteorológicos (direção e velocidade do vento, temperatura e classe de estabilidade atmosférica); de tráfego de veículos; de emissão veicular; e de sinalização das vias de interesse foram coletados e tratados de acordo com o formato exigido pelo modelo CAL3QHCR. Devido à inexistência de fatores de emissão veicular de MP para a região estudada, utilizaram-se os fatores estabelecidos para a região metropolitana de São Paulo. Os resultados de concentração obtidos nas simulações foram comparados com dados experimentais de concentração de MP2,5 e MP10, obtidos a partir da amostragem desses poluentes em uma estação de monitoramento da qualidade do ar localizada na microrregião estudada. Para todos os cenários considerados, os valores de concentração previstos pelo modelo apresentaram-se menores que os observados. O estudo de análise de sensibilidade revelou que o parâmetro de entrada que apresenta maior influência nos resultados das concentrações é o fator de emissão veicular. Uma das medidas que poderia contribuir para a obtenção de dados mais reais desse fator seria a implantação de um programa de inspeção veicular ambiental no município de Belo Horizonte. / Urban pollution is a severe environmental problem that has become increasingly worse in developing countries. In Brazil, during recent decades, the concentrations of atmospheric pollutants have risen drastically, especially in the major urban regions. This expansion occurred mainly due to the growing number of automobiles in circulation. Vehicular exhaust emissions contain several toxic substances that may bring health risks, including respiratory and cardiovascular complications. One of the main atmospheric pollutants coming from these emissions is the Particulate Matter (PM), which is classified as PM2.5 (aerodynamic diameter below 2.5 &#956;m) and PM10 (aerodynamic diameter below 10 &#956;m). The effects of PM on human health depend on its lesser or greater capacity to penetrate into the pulmonary system. Belo Horizonte city comprises roughly 2.4 million citizens and over 1 million motor vehicles in circulation. This, together with the pollutant potential of vehicular fuel and traffic conditions in the area, creates a distressing scenario concerning air quality. Therefore, assessing the influence of PM from vehicular exhausts is critical to collect information which could be used to suggest ways to improve air quality in the region. Several air quality researchers use numerical simulation combined with environmental measurements. The CAL3QHCR model has been developed by the California Department of Transportation and it is a numerical model to evaluate the dispersion of atmospheric pollution from vehicles. This model allows estimating PM concentrations in the vicinity of traffic lanes based on data from meteorological conditions, roadway traffic, vehicular emissions, and signalized intersections. In this study, the CAL3QHCR model was used to assess the contribution of PM from vehicular exhausts to the air quality of a specific site in downtown Belo Horizonte. The meteorological, traffic, signalization, and vehicular emissions data were collected and analyzed according to the CAL3QHCR models requirements. Due to the absence of PM emission factors for Belo Horizonte region, this study has opted to use previously established factors for vehicles as measured in the São Paulo metropolitan area. Concentration results obtained through simulations were compared to the experimental data for the concentrations of PM2.5 and PM10 which consisted of collected samples from a monitoring station for air quality located in the micro-region selected for this research. For all the scenarios taken into consideration, the concentration values predicted by the model were lower than the experimental concentrations. The sensitivity analysis showed that the vehicular emission factor influenced the concentration results more than the other input parameters. One of the measures that could contribute to obtaining more realistic data about this factor would be the establishment of an environmental program for vehicle inspection.

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