DIAGNÓSTICO DAS CONDIÇÕES METEOROLÓGICAS E DO MATERIAL PARTICULADO DURANTE O INCÊNDIO NO PRÉDIO DA ELETROBRÁS RJ

Transcrição

1 DIAGNÓSTICO DAS CONDIÇÕES METEOROLÓGICAS E DO MATERIAL PARTICULADO DURANTE O INCÊNDIO NO PRÉDIO DA ELETROBRÁS RJ Gustavo Bastos Lyra 1, José Francisco de Oliveira Júnior 2, Hemlley Maria Acioli Imbuzeiro 3, Marco Antonio Maringolo Lemes 4 RESUMO: Realizou-se o diagnóstico das condições meteorológicas e do particulado (PM 10 ) durante o dia (26/02/04) do incêndio ocorrido na Eletrobrás-RJ. Medidas de PM 10 e das variáveis meteorológicas foram obtidas em São Cristóvão (SCR), Tijuca (TJC) e Copacabana (CPC). Identificaram-se direções do vento (DV), locais e horários preferenciais para o aumento de PM 10. Na TJC, PM 10 foi superior às outras estações, sofrendo contribuição do particulado do incêndio, resultado de DV predominante de NNE e da influência do maciço da Tijuca. Do início do período até 14:00 HL (hora local), não houve influencia significativa do incêndio nas estações, devido à predominância do vento nos quadrantes W e S e a baixa velocidade do vento (< 2,1 ms -1 ). Contudo, das 15:00 HL ao final do período, o aumento da magnitude do vento (> 2,1 ms -1 ) e sua ocorrência nas direções NNE e N, e de NNW, resultou em aumento de PM 10, respectivamente na TJC e CPC. A dispersão do particulado no Rio de Janeiro sofre influência marcante da orografia, das circulações locais e do trafego veicular. ABSTRACT: Meteorological conditions and (PM 10 ) particulate diagnoses were performed, for the fire (26/02/04) event at the building of Eletrobrás-RJ. PM 10 and meteorological variables were measured at São Cristóvão (SCR), Tijuca (TJC) and Copacabana (CPC). Preferential local and time wind directions (DV) for PM 10 increase were identified. In TJC, PM 10 were higher compared to other stations, due to the contribution of fire particulate, from predominant NNE winds and the Tijuca topography. Till 14:00 LT (Local Time), there was no significant influence of fire at the stations, due to winds W and S quadrants and low wind speed (< 2.1 ms -1 ). However, by 15:00 LT till the end of the period, wind magnitude increased (> 2.1 ms-1) and its directions from NNE and N, and NNW, resulted in a PM 10 increase, respectively in TJC and CPC. Particulate dispersion in Rio de Janeiro is highly affected by the topography, local circulations and emission of particulate by all means of transportation. Palavras-Chave: dispersão atmosférica, terreno complexo, circulação local. INTRODUÇÃO As condições meteorológicas têm função primordial na descrição do transporte de poluentes entre fonte e receptor. Essa dependência existe, principalmente devido a topografia complexa e a quantidade de poluentes lançados na atmosfera, onde resíduos podem ser dispersos, geralmente sem conseqüências graves. Contudo, condições desfavoráveis podem provocar o confinamento desses resíduos. 1 COHIDRO, Consultoria, Estudos e Projetos, R. Medeiros Pássaro, 15, Tijuca, Rio de Janeiro, RJ, CEP: gblyra@gmail.com 2 Comissão Nacional de Energia Nuclear, Divisão de Matérias Primas e Minerais, R. General Severiano, 90, Botafogo, Rio de Janeiro, RJ, CEP: jfoliveira@cnen.gov.br 3 Universidade Federal de Viçosa, Depto. de Engenharia Agrícola, Av P. H. Holfs s/n, Centro, Viçosa, MG, CEP: hewlley@vicosa.ufv.br 4 Universidade Federal de Alagoas, Instituto de Ciências Atmosféricas, Rodovia BR 104, km 14, Tabuleiro dos Martins, Maceió, AL, CEP: lemes_marco@hotmail.com

2 Nas regiões metropolitanas, como por exemplo, Rio de Janeiro e São Paulo, o problema da poluição do ar é uma grave ameaça à qualidade de vida. As emissões mais comuns são provenientes das seguintes fontes: móveis (veículos automotores), estacionárias (indústrias) e alastrantes ou pontuais (incêndios) (MOTA, 1981). A manutenção dos padrões de qualidade do ar é um dos desafios deste século. Para isso, análises das condições meteorológicas e orográficas e definição de períodos e áreas críticas são informações fundamentais. Como exemplo prático, o caso do incêndio ocorrido no prédio da Eletrobrás, em 26/02/04, no Rio de Janeiro-RJ, permite avaliar a influência das condições meteorológicas e do terreno na dispersão e no transporte dos poluentes. O trabalho tem como objetivo analisar as condições meteorológicas e o material particulado (PM 10 ) no Rio de Janeiro, durante o incêndio no prédio da Eletrobrás. MATERIAL E MÉTODOS Descrição da área de estudo O Rio de Janeiro está localizado entre S e S e de W a W. As condições básicas para as maiores concentrações de poluentes na cidade estão associadas aos seguintes fatores: complexidade orográfica, ventos predominantes, circulação de meso-escala e posicionamento do Anticiclone Subtropical do Atlântico Sul (ASAS), associado ao deslocamento das frentes frias. Na topografia destacam-se três maciços: Tijuca, Pedra Branca e Gericinó. Os Maciços da Tijuca e da Pedra Branca estendem-se do continente até o Oceano Atlântico, no sentido sudeste (Tijuca) e sudoeste (Pedra Branca). Eles atuam como barreira aos ventos predominantes, não permitindo a ventilação adequada das áreas situadas ao interior, ou forçando o escoamento paralelo aos maciços nas áreas internas. A topografia associada ao ambiente costeiro influencia a circulação local, principalmente as brisas marinhas e terrestres, que atuam como circulação secundária. A passagem de frentes frias no Rio é mais freqüente durante o inverno e a primavera. Sua entrada está associada ao posicionamento e a intensidade do ASAS, que varia sazonalmente. No verão, ele se localiza preferencialmente sobre o oceano, originando uma massa de ar quente e úmida que interage com as frentes, sendo a principal causa das chuvas. No entanto, no inverno, seu deslocamento para o continente induz a subsidência do ar, que resulta numa massa de ar seco e quente, e assim, ausência de chuvas. Análise das condições meteorológicas Nas análises das condições meteorológicas, foram utilizadas as cartas sinóticas da Diretoria de Hidrografia e Navegação (DHN) e as imagens do satélite GOES-12 na banda do infravermelho, obtidas junto ao Centro de Previsão do Tempo e Estudos Climáticos (CPTEC). A avaliação desses produtos foi feita para os dias 26/02/04 no horário das 12:00Z e 27/02/04 à 00:00Z.

3 Medidas do material particulado (PM 10 ) e dos elementos meteorológicos Foram avaliadas concentrações de material particulado com diâmetro < 10 μm (PM 10, μg m -3 ) para 26/02/04, obtidas na base de dados da Secretária Municipal de Meio Ambiente - RJ. As medidas de PM 10 foram realizadas nas estações de São Cristóvão (22º53 47 S, 43º13 11 W), Tijuca (22º55 25 S, 43º13 57 W) e Copacabana (22º57 45 S; 43º10 38 W) (Figura 1). Utilizou-se na determinação de PM 10 o método da atenuação mássica da radiação β (BAM 1020, MET ONE, USA). As medidas foram feitas a intervalos de 10 min, com auxilio de um datalogger (9400DAS, ECOTECH, AUS). Simultaneamente foram obtidos em uma estação meteorológica automática (22º53 48 S, 43º13 18 W, 25 m), a intervalos de 15 min, as seguintes variáveis: velocidade (VV, m s -1 ) e direção (DV, º) do vento e precipitação pluviométrica (P, mm). Consideraram-se nas análises as médias horárias de PM 10 e de VV e a intensidade da precipitação. DV recebeu tratamento vetorial para se determinar à direção resultante a cada hora. Baía de Guanabara Maciço da Tijuca Legenda Estação de Monitoramento do Ar Estação Meteorológica!H Eletrobrás Maciço Divisão de Bairro Figura 1 Localização das estações de monitoramento da qualidade do ar ( ), da estação meteorológica ( ) e do prédio da Eletrobrás ( ), Rio de Janeiro - RJ. Vias Principais RESULTADOS E DISCUSSÃO Incêndio no prédio da Eletrobrás O incêndio no prédio da Eletrobrás, localizado na Av. Presidente Vargas (22º54 02 S, 43º10 46 W), começou por volta das 4:00 HL (horário local) do dia 26/02/04, tendo como causa provável um curtocircuito no 17º andar do prédio (SPIGLIATTI, 2004). O fogo atingiu do 14º até a cobertura (23º andar). Por volta das 9:00 HL o calor gerado pelo fogo abriu rachaduras nas paredes, por onde emanou fumaça. Em torno das 10:00 HL, focos de incêndio foram observados na sua parte externa. Às 11:00 HL o incêndio estava parcialmente controlado, contudo alguns focos permaneciam. Por volta das 13:30 HL, labaredas recomeçaram no 20º, devido à mudança na direção do vento (RODRIGUES, 2004). Uma explosão aconteceu próximo às 15:00 HL no 21º andar, fazendo esse pavimento ficar tomado pelo fogo (RODRIGUES & ANAYA, 2004).

4 Condições meteorológicas Verificou-se no dia do incêndio, em superfície, que a ASAS atuou próximo ao litoral leste da região Sul e no Atlântico, centrada em torno de 35ºS e 40ºW (Figuras 2A e 2C). Ao mesmo tempo, uma frente fria estacionária, localizada entre os estados do Rio de Janeiro e o sul do Espírito Santo, ocasionou uma banda de nebulosidade que persistiu sobre o Rio (Figuras 2B e 2D), favorecendo o aumento da nebulosidade e de eventos de chuva. A zona de baixa pressão, associada à frente, estava posicionada aproximadamente em 20ºS e 45ºW. Geralmente, a presença deste tipo de sistema é responsável pela circulação de intensidade forte e de direção sudoeste (SW), sul (S), e sudeste (SE) sobre o Rio. Figura 2 Cartas sinóticas em 26/02/04 12:00Z (A) e 27/02/04 00:00Z (C) e imagens do satélite GOES- 12 no infravermelho em 26/02/04 12:09Z (B) e 27/02/04 00:09Z (D). Variação horária do PM 10 e dos elementos meteorológicos No período, as concentrações de PM 10 na Tijuca (TJC) foram superiores às outras estações (Figura 3A). As exceções foram São Cristóvão (SCR) às 2:00 e 3:00 HL e Copacabana (CPC) às 20:00e 21:00 HL. DV predominante foi de norte-nordeste (NNE) (21,7%), com VV > 1,5 m s -1 (Figura 4A). Nestas condições, e devido à influência do maciço da Tijuca, a tendência do particulado oriundo do incêndio foi dispersar para TJC, o que contribuiu para sua concentração superior em relação às demais. Enquanto, de sudeste (SE), apesar de elevada incidência (17,4%), foram observadas baixas VV (< 0,7 m s -1 ), não influenciando significativamente as concentrações em SCR.

5 Notou-se uma diminuição de PM 10 no início da manhã, independente da estação. Esta tendência persistiu até 4:00 HL em CPC e 6:00 HL na TJC. Na TJC, a concentração às 4:00 HL foi contrária à tendência. A diminuição de PM 10 foi devida principalmente à redução no tráfego veicular, associada a baixas VV (Figura 4B) nesses horários, visto que as principais fontes do particulado no RJ são: ressuspesão do solo, pelo vento ou tráfego, queima de combustível e névoa salina. Nesses horários, a incidência de DV foi do quadrante E, indicando possível influência da costa, devido a sua conformação São Cristóvão Tijuca Copacabana 3,5 3,0 PM 10 (μg m -3 ) Intensidade da Chuva (mm h -1 ) 2,5 2,0 1,5 1,0 0, Hora Local (h) 0, Hora Local (h) Figura 3 A) Variação horária do material particulado < 10μm (PM 10, μg m -3 ) nas estações de monitoramento de São Cristóvão ( ), Tijuca ( ) e Copacabana ( ) e B) Intensidade da chuva (mm h -1 ) na estação meteorológica de São Cristóvão para o dia 26/02/04, Rio de Janeiro, RJ. 3 m s -1 Altura (m) Hora Local (h) Figura 4 A) Rosa-dos-ventos e B) variação horária do vetor-vento para o dia 26/02/04 na estação meteorológica de São Cristóvão, Rio de Janeiro, RJ. Posteriormente, observou-se aumento de PM 10, com máximo às 12:00 e 13:00 HL, em SCR e CPC, respectivamente, enquanto que em TJC, o aumento ocorreu até 14:00 HL. Apenas um horário em CPC (10:00 HL) e em SCR (12:00 HL) discordou da tendência. Normalmente, nota-se aumento de PM 10 no início da manhã até os horários próximos ao meio-dia, resultado do intenso fluxo veicular, sendo no presente caso, influenciado também pelo aumento de VV, que variou de 0,6 (7:00 HL) a 3,2 m s -1 (14:00 HL). O aumento na intensidade da chuva (> 1,4 mm h -1 ) não influenciou esse padrão, mas pode ter contribuído para um menor incremento de PM 10, em função do carreamento do particulado pela água da

6 chuva. Nesses horários, DV mostrou dependência da circulação local, mostrada pelas ocorrências nos quadrantes sul (S) e oeste (W), indicando, portanto que o incêndio não teve influência no aumento de PM 10. Após os máximos, PM 10 apresentou um padrão de decréscimo até o final do período, porém acompanhado de pronunciada oscilação horária em TJC. Nas demais estações, a oscilação foi menor, exceto em torno das 20:00 HL em CPC, que mostrou um aumento repentino, mantendo-se ainda elevado às 21:00 HL. Das 15:00 HL até o final do período, DV mostrou ocorrências de NNE, norte (N), nortenoroeste (NNW) e noroeste (NW), com VV > 2,0 m s -1. Na TJC, para as direções NNE e N observou-se PM 10 superior ao das outras direções e ao horário anterior, com exceção das 18, 23 e 00 HL. Ou seja, nessas direções, a dispersão do particulado do incêndio contribuiu com o aumento das concentrações. Nos dois últimos horários, não houve influência, possivelmente pelas menores taxas de emissão do incêndio, que já estava parcialmente controlado. Em CPC, o aumento de PM 10 às 20:00 HL está associado a DV de NNW, mostrando novamente a influência do incêndio, enquanto que às 21:00 HL, apesar de DV de N, PM 10 manteve-se elevado, devido à elevada concentração das 20:00 HL h, visto que para os outros horários com direção N não foi observado aumento significativo no PM 10 de CPC. CONCLUSÕES Observam-se ocorrências de mudanças de direção do vento, de horários e locais preferenciais para o aumento da concentração do particulado no Rio de Janeiro. Sua dispersão sofre influência marcante da orografia, das circulações locais e do intenso trafego veicular. Para fontes localizadas entre nordeste e leste do município e próximas a baía de Guanabara, e com magnitudes do vento de moderada a forte nas direções N e NNE favorecem a dispersão do particulado para a Tijuca, enquanto que de NNW contribuem para o aumento em Copacabana. Em São Cristóvão, baixas velocidades do vento de E não influenciam significativamente no particulado. AGRADECIMENTOS Os autores agradecem a Coordenadoria de Despoluição dos Recursos Ambientais da Secretária Municipal de Meio Ambiente do Rio de Janeiro por fornecer os dados de material particulado, bem como a Fundação Instituto de Geotécnica por disponibilizar a série dos elementos meteorológicos. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS MOTA, S. Planejamento Urbano e Preservação Ambiental. PROEDI, RODRIGUES, A. Recomeça o Fogo no Prédio da Eletrobrás. Estadão.com, 26 fev., RODRIGUES, A.; ANAYA, M., Explosão Aumenta o Fogo no Prédio da Eletrobrás. Estadão.com, 26 fev., SPIGLIATTI, S. Incêndio Destrói Parte de Prédio no Centro do Rio. Estadão.com, 26 fev., 2004.