EPISÓDIO DE POLUIÇÃO DO AR EH CUBATÃO DEVIDO A OCORR~nCIA DS CONDIÇÕ:8SMETEOROLÓGICAS CRíTICAS PARA DISPERSÃO DE POLUENTES

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1 ----_._ EPSÓDO DE POLUÇÃO DO AR EH CUBATÃO DEVDO A OCORR~nCA DS CONDÇÕ:8SMETEOROLÓGCAS CRíTCAS PARA DSPERSÃO DE POLUENTES Silvio de Oli eira 1 Maria Angélica Lones de A~ida sagu~a 1 RESUMO,.. A região de Cubatão está localizada no Estado de são Paulo entre O oceano e a serra do mar, onde estão instaladas cerca de 23 indijstri~s ~ a maior parte delas se encontram na Vila Parisi. Face às peculiaridades locais da topografia do microclima e da emissão contínua de poluentes, foi estabelecido pelo órgão de controle de poluição "o estado de vigilância permanente", no decqrrer da operação inverno. Neste trabalho estudou-se os fatores meteorológicos que ocasionaram o agravamento da qualidade do ar na Vila Parisi, du~ante três dias não cons~cutivos do mês de maio de Deste estudo concluiu-se que a presença de um anticiclone semiestacionário, associado com perene ausência de precipitação, o domínio de ventos fracos sobre a região e ventos fortes ao longo da costa, redundou na decretação de três estados de alerta pelo órgão de controle. 1. NTRODUÇÃO No município de Cubatão estão instaiacas cerca de 23 indústrias, 15 das quais são consideradas de grande ~orte. Aí se incluem uma siderúrgica~ uma iefinariapetroquímica, indústrias químicas 'e de fertilizarites. Dentro deste quadro existe uma elevada carga de gases e partículas que ~ lançada diariamente no ar, no solo e nas aguas dos principais rios.da região. Tendo em"vista às peculiaridades locais da topografia, do microclima e çlaemissão continua de contaminantes, foi estabelecido pelo órgão de controle um "estado de vigilância permanente", durante o período da operação inverno. Durante esta operação ~ realizado um acompanhamento da variação horária da concentração de poluentes. Em que pese a constante atuação da área de controle junto as 'indústrias não foi possivel impedir que a concentração de partículas atingisse três <Tezes o nível de alerta (concentração média de 24 horas, 625 ]Jgm-3 ), no mês de maio, devido a ocorrência de condiç6es'me~eoro16gicas,adversas. Devido a este fato nos propomos a desenvolver uma análise preliminar dos fatores meteoro16gicos que causaram o agravamento da qualidade do ar do período em estudo. 1) Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental - CETESB

2 CARACTERZAÇÃO DA ÁREA Cubatão está localizado no Estado de são. Paulo, entre o oceano e a serra do mar alinhado no sentido sudoeste-nordeste. A serra do mar no trecho do municipio, alcança altitudes que atingem à 10GOmisendo que a área urbanizada e industrializada se situa numa planlcie, onde se encontram alguns morros cujas altitudes em média não ultrapassam 200m, Figura 1. Figura. l~ Mapa esque~ático da Reqião de Cubatão Mostrando a localização das indústrias A região está aproximadamente á SOkm da Capital e a 14km de Santos, com uma área de 160k~'e ~ma população em torno de 80 mil habitantes. Corno a topografia de Cubatão se apresenta como UT. sist8maquase fechado, que propicia a ocorrência de condi 0Ps não muito 0 favoráveis à dispersão de pdlu~ntes, Figura 2, torna-se necessário a implantação de um programa de reaução das emissões em dias criticos, sendo preciso, pára assegurar esse. fato, um planejamento adequado. Para tanto foram instaladas três estações fixas de amostragem de medição automática, com transmissão remota para são Paulo nos seguintes pontos: Vila Nova, cub~tã~"~~~ia~~~ial (CR), na Vila Parisi (VP), e um laboratório volante (LV) no Vale do Mogi (VM). Estas estações cqnsistem de monitores de qualidade do ar e de meteorologia, vide Tabela.

3 ",:,",.,P!'~'?"~~.;,:r:-:?!?-C::~:'f~C;~'~;T);:,,:.:>.,.. 4' li.',.~ <"-:"~,?'./ -:: ","\f' '\ \ /. '..'..' '.... ":~ "'". <J...)..--/ _.:J, "". "f \.... :...._, ~~ '_'" /..,.., ' fia DO P4R41\'4P "_ \1 ' /' -,-. ~. '.. \ i 't / f,,.".~ ~ ~.\,.:s.f~,lt\. 1\.' :"'\\\:\,J\,..'/ 1~f./'l,'1!(:/ \ 'Y/:~~':"'~ ',~, ' o. \\ \ i. -, ' -, l "r ' ~:>"\,'\ \.'\ ' \ '/ se~ "/' t :.,t.qc484~\, ".~'h~: :~\'..!/~... '''.. ~,. 7 '11 4~ _ ',,"-, _ fl~/'/" '\ ~ ~.:."\. '". J. \ ': :'~V8ArÃo 9 ~~LA 2~4RS 2~ ~,..,,\,\.. / 1. 1 f,,;;;, /~~'1/ \ t ia ~... ",." J 61 --~ '" ~ 1'1', '\" \) "t ~ r. \ o., /::'/'T'-~ f Q".,.",,/.. '11.:'-' 'P ~ 0\ _ ~, \.: '" ~ 16 ",fi,',.',... " '\'AO, '. '0 0 '. ~ 15.. ~~~.,,.- Sf.- \. Ferlllizante Unloo 2. Manah 3. união Carbide 4. GESPA ~. Cor ba cloro 6. Liquld Carbonic 7, Petrobrós 8. Pet rocoque 9, Rllodla 10. fnoec lo, '. Ultraferlil 12. Canerete. 13. Cio. Sontiolo de Pape' 14. Estireno ll. Coelpa 16. :AP 17. Albo Qu(mica 18. Ganelran S.A, 19. Marresl A. nd, 2O,ClmenlO Sta.R, 21. Copebrae S.A. DO -~~ O au\\..ota~...--' 22. Aduboo Treva 23. L1Quld. Ou.mieo S.A. 24. Solorrico S. A ULTRAfERTlL fertillzanleo Figura 2 - Topografia do ~1uniciDio de Cubatão, adantada do Trabalho de Ab-Saber (1) N OJ

4 ,, 129 TABELA - ESTAÇÕES DE AMOSTPAGEM DE QUALDADE DO AR E DE PARfi~ METROS METEOROL6GCOS DO MUNCÍPO DE CUBATÃO, 1984 ESTlçC;;:'(:; 1: '-;.:-.... METEOROLOGA POLUENTES V(m/s) T(9C) U(%) P(rrrrn) S~ t-t 031~! ~ NMHC NOx VlJ', NOW. X :: X - (23 ) \, \ CUBATÃO RESDENCAL X X X (24) X X v! - X - X - ~Y~ X ú - i VLA PARS X X X X X (25) VALE DO MX; X X v X y v <. ~.~ - X - X (LV), Os dados meteorológicos para a análise sinõtica dos centros de ação, durante o episodio, foram fornecidos pelo 79 Distrito Meteorológico do NMET. 3. RESULTADOS As características topográficas de Cubatão determinam a circulação local, que e diferenciada de toda Baixada ~antista. Portanto descreve-se a seguir a influªncia do efeito mesoclimático sobre a circulação do Municipio, lembrando que durante o decorrer dos episódios não ocorreu precipitação Circulação do Vento em Cubatao A Figura 3 (a-c), apresenta as rnsas de vento de superfície do Município referente aos trªs episódios. Portanto pode-se de0uzir que em média o vento possui o seguinte comportamento: em CR, a direção mais predominante é a do quadrante sudeste, ocorre durante o dia caracterizando a influªncia da brisa marítima. O fluxo de retorno é o de oeste-sudoeste para noroeste e predomina à noite; Na VP, a direção mais "Jersistente é de sudoeste no período'do diaeesta sofre o efeito da Serra do Mar e à noite o fluxo de retorno sopra do quadrante norte com baixas frequªncias. No VM, O vento de sudoeste sopra para o

5 130 fundo do Vale e sofre um bloqueio natural do afunilamento provocado pela Serra do Mar e do Quilombo. Â noite devldo ã posição ngrer2 da montanha que atua no sentido de drenar o a~mais fri~ e densc, do topo para o fundo do Vale e circulando o ar, entr2 C> Vale e a Vila Parisi, OLVERA et. a., (3) 3.2. A nfluência da Meteorologia 0urante os Episódios do Mês de Maio. No dia 19 de maio; o centro do anticiclone estava sobre o oceano e a crista se estendeu até o Estado de são Paulo, Figura 4à. A região de Cubatão foi submetida a um forte movimento descendente, -que intensificou a camada de inversâo sobre toda planície do Município e aumentou a concentração de póluentel;. Para se visualizar quais as fontes que mais co.ltribuiram para o aum-"'nto do i?artic~lad(l ':':é. VP, elctborou-se as rosas de poluição " Figura 5a. Analisando-se a Fiqura notou-se 0ue as fontes industrjais situadas nos quadr~ntes de noroeste 2 nordeste, dã VP, contribuiram com a maior porcentagem da poeira durante a decretação do "estado de alerta", ilustrado na Figura 6a. No episódio do dia 26. o anticiclonp dominou entre o continente e o oceano, onde a parte oeste do centro do sistema se posicinou na região nordeste do Estado COM urna forte influência sobre o litoral. Através da análise de altitude, constatou-se o aprofundamento do anticiclone até o nvel dos 500mb com um eixo 'quase vertical e o núcleo quente, Figurd 4b. :':::stas características impõem a condição de um.sistema quase barotrópico e estacionário, MLLAN (2), PETERRSEN (4) VUKOVCE (5). As rosas de poluição indicam que no dia 25 as fontes localizadas ao norte da VP, foram as que mais contribuiram para o acúm~lo da poeira no decorrer do episódio. Porém nos dias 26 e 27 a maior quantidade da poeira transportada foi resultante da emissao das indústrias instaladas a sudoeste da VP. No episódio do dia 29, o sistema sinótico dominante foi o de baixa pressão associado a uma frente fria no oceano, localizada entre o Paraná e Santa Catarina, provocando ventos fortes ao Longo do litoral paulista. A elevação dos níveis de poeira foi a partir do dia 28, devido a excessiva calmaria que antecedeu o avanço de beixa pressão para São Paulo. A partir das 13 horas.a circulação ciclônica intensificou o vento cujas velocidades médias variaram entre 20 a 29 km/h com rajadas máximas acima de 50 km/h soprando de noroeste.. A passagem da baixa pressão durou quase 13 horas, tempo suficiente para manter a média móvel ~a concentração de material particulado acima de 625~g.~, Figura 6c. Portanto, tivemos pm agravamento da qualidade do ar devido a situação anticiclônica associada a uma situação ciclônica com

6 131 ventos muito fortes que levantaram os poluentes anteriormentes sedimentados e a poeira natural do solo. Este fenômeno chegou a causar picos horários de 925~g.m-3 de poeira em suspensão. 4. CONCLUSÃO R.esum ir1.omente pode-se destacar os fatores básicos que resultaram i1a ocorrência dos três episódios de poluição na segunda quinzena do mês de maio: Dois Anticiclones semiestacionários e uma situação de transição entre o deslocamento da alta pressão e o avanço da baixa pressão com forte circulaçao ciclônica sobre são Paulo; A emissão potencial das indústrias que, de acordo com a sua posiçào geográfica, em relação ao receptor, sempre que o vento soprou obedecendo ao alinhamento indústria/vila Parisi, a concentração registrou uma subida altamente significativa; Finalmente, estes episódios confirmam a importáncia do conhecimento da meteorologia para a sua aplicação no controle da poluição do ar em regiões de topografia irregular.. AGRADECMENTOS Os autores externam seus agradecimentos ao técnico Samuel L.C., pela dedicação no processamento e representação gráfica dos dados; à desenhista Marisa Cury, pelo empenho na elaboração das figuras; à Sra. Mara da S. P. pela excelente datilografia; ao Dr. Samuel Murgel Branco, Diretor da Diretoria de Pesquisa da CETESB; pelo apoio; e finalmente a todos que direta ou indiretamente contribuiram para o desenvolvimento do presente trabalho. REFERENCAS BBLOGRÃFCAS 1. AB-SÁBER, A. N. Vale do Paraiba, Serra da Mantiqueira e Arredores de Sao Paulo. XV Congresso nternacional de Geografia - Guia de Excursão n9 4, são Paulo, MLLAN M. M.; LUCO, A. A: JUAN, A. L-.. and CARMEN ~. A Fumigation Episode n An ndustrialized Estuary: Bilbao, November Atmospheric Environment. 18 (3): , OLVERA, S. De,e SAGULA, M.A.L., Episódio Agudo de Poluição do Ar em Cubatão Entre os Dias la e 11 de agosto de Relatório nterno da GPAR-H/CETESB (Relatório nterno não Publicado). 4. PETERSSEN, S. Weather Analysis and Forecasting V.. McGRAW-HLL, New York, ~ VUKOVCH, F.M. A Note on Air Quality in High Pressure Systems. Atmospheric Environment (13), 1979.

7 132 y LA /oe ~AltS \lla PARS 11 t VL.A 21/0!5 PARS VL.A 2!5/10 PARS / \/ALE DO le/oo WOG )":J.. NOG VAl.f 00 VALF 00 MOG 25/10 VALE toe 00 NOG. ~ ic...rl 5 (o) (b) LA PAR!S 28/0li VLA PARS ~~., t N VALE DO NOG 29/0ll V~ DO NOG 3O/011 - ~~~ RESl~DfNCAL _, Fellllo -i ' /05 UBATAO lesldenclal l ESCA LA '1 ' 01Z545., \ ~cel.orlo.3 \ Foll.o. 4 CUBATÃo ~-- - ESODCAL 30/00 (e) Figura 3 - Rosas de Vento de super:icie das estações de cubatão (CR) Vila?arisi ('.TP) e -lale do ~10gi (~) referente aos dias: (a) de 19 a 21; (o) de 25 a 27; e (c) de de rnaioj84, SP.

8 133 19/05/84 24 H (GMT) (O) 25/05/84 12 H (GMT) ( b) 29/05/84 12 H (GMT) (C) Figura 4 - Mapas sinóticos (12H,GHT) para os d1aa 19, 25 e 29 d~ maio/84 mostrando as condições meteorológioas predominantes dura~ te os episódios na Vila Parisi, Cubatão S?

9 19/05 lj ~l 11 t 20/05 26/05 11 t 27/05 LFalha -4.._ (o ) 29/05 A t 30/05 (b)... ESCALA ~ELOClOAOE -_ ei U ' c::::=::al.. ~ 2.e c:=:=2.e, e.e c:::le.6 ~O. e Figura Cj- (c) Rosas de p01ulçào (poeira em suspensão) da parisi referente aos dias: (a) de 19 a 21; e (c) de 28 ; 3n de Main!84. sr. estaca0 da Vila (b ) de 2 5 a 2b ~ c=lo.e ~l!ie w ~

10 135 10OOr , EMERGÊNCA ", 'E O' ~5oo ALERTA -l ATENçÃO 0~1t-~~~~~_: '~"= :'_=_*_±_::~:""'""'::!~~:!::_~~~_:_':~_: '~;!_;:: l= ±_:_+~~~~~~~~~::_;;:!~t=_i /05 (O) /05 TEMPO 1000, , 0'500 ::l O~~.;_+_~~~~~~~~ :!_:~~: :!L..-:!:: :!:_++_:1:~; :'!:::_:_b:_=_±_:!: +!~~~_+.:.~~~rlb:_:~ /05 (b) 26/05 27/05 TEMPO 10001r ~------_., l... 'E. 50() ALERTA O' ::l. a.. ~ ATENÇÁo O~..L...--L--'-...--J..---L---JL..-..L L-...-'- J...~---J~~~_.:_~.: 1: :':_~~~ :l_--j..--l~1: ~~_'_~...L~~~ /05 (C) 29/ TEMPO Figura 6 - Variação horária da média mensal de Material Particulado na estação da Vila Parisi dunante a decretação dos três "estados de alerta" maio/84

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