CONTROLE DA POLUIÇÃO ATMOSFÉRICA

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1 Universidade Federal de Santa Catarina Centro Tecnológico Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental CONTROLE DA POLUIÇÃO ATMOSFÉRICA Coordenador Henrique de Melo Lisboa Montreal - Dezembro 2007 primeira versão Florianópolis Agosto 2010 última atualização. ISBN I - 1

2 Henrique de Melo Lisboa Engenheiro Civil : UFSC, Especialização em Hidrologia : Madrid, Professor da UFSC desde Mestrado em Hidrometeorologia : USP, Mestrado (DEA) em Física e Química da Atmosfera Univ. Paris VII, Doutorado em Poluição Atmosférica - França, outubro de Pós doutorado em odores no Dpt de Génie Chimique, École Polytechnique de Montréal, OBJETIVOS DESTE LIVRO: Propiciar aos acadêmicos de engenharia um material didático para ser utilizado para entender e dar respostas técnicas aos processos de geração, transporte, monitoramento e tratamento dos poluentes atmosféricos. I - 2

3 AGRADECIMENTOS Este livro foi possível graças ao apoio do CNPQ na forma de bolsa pós-doutoral do autor principal deste trabalho. I - 3

4 Dedico esta publicação às minhas mulheres que tão pacientemente suportaram minhas ausências para poder escrevê-lo. Um Beijão para a Zane, Nina e Lili. I - 4

5 U.1 - Introdução SUMÁRIO 1.1 INTRODUÇÃO COMPOSICÃO DA ATMOSFERA ALTURA E ESTRUTURA DA ATMOSFERA ALGUMAS DEFINICÕES IMPORTANTES CLASSIFICACÃO DOS POLUENTES Emissões primárias Poluentes secundários UNIDADES DE MEDIDA PARA OS POLUENTES ATMOSFERICOS BIBLIOGRAFIA BÁSICA 19 U.2 - Fontes de poluição atmosférica 2. 1 INTRODUÇÃO FONTES NATURAIS FONTES ANTRÓPICAS 7 U.3 - Efeitos causados pela poluição atmosférica 3.1 INTRODUÇÃO HISTÓRICO DA POLUIÇÃO ATMOSFÉRICA EFEITOS SOBRE A SAÚDE EFEITOS SOBRE OS MATERIAIS EFEITOS SOBRE AS PROPRIEDADES DA ATMOSFERA EFEITOS SOBRE A VEGETAÇÃO REPERCUSSÕES ECONÔMICAS DA POLUIÇÃO DO AR REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS U.4 - Monitoramento de poluentes atmosféricos 4.1 INTRODUÇÃO PADRÕES DE QUALIDADE DO AR INDICE DE QUALIDADE DO AR PADRÕES DE EMISSÃO PADRÕES DE EMISSÃO DO CONAMA 08/ PADRÕES DE EMISSÃO DO CONAMA 264/ PADRÕES DE EMISSÃO DO CONAMA 316/ PADRÕES DE EMISSÃO DO CONAMA 382/ PADRÕES DE EMISSÃO DA RESOLUÇÃO SEMA PR 054/ METODOLOGIAS E EQUIPAMENTOS DE MONITORAMENTO Amostradores passivos Amostradores ativos Analisadores automáticos Sensores remotos Biomonitoramento O SISTEMA DE MONITORAMENTO DA CIDADE DE SÃO PAULO AMOSTRADOR ISOCINÉTICO MEDIÇÃO DE FONTES ESTACIONÁRIAS REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 59 ANEXO 1 60 ANEXO 2 64 ANEXO 3 70 I - 5

6 U.5 Química da Atmosfera 5.1 INTRODUÇÃO PROCESSOS FOTOQUÍMICOS REAÇÕES ÁCIDO-BASE NA ATMOSFERA REAÇÕES DO OXIGÊNIO ATMOSFÉRICO E DO OZÔNIO ESTRATOSFÉRICO OZÔNIO TROPOSFÉRICO (O SMOG FOTOQUÍMICO) REAÇÕES DO ENXOFRE ATMOSFÉRICO O MONÓXIDO E O DIÓXIDO DE CARBONO ATMOSFÉRICOS A PRESENÇA DE ÁGUA NA ATMOSFERA CHUVA ÁCIDA REAÇÕES DO GÁS HIDROXILA (OH) NA ATMOSFERA REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS U.6 - Ventilação Industrial 6.1 Introdução Definição e Classificação Tipos de Poluentes do Ar Ventilação geral diluidora Distribuição do ar no recinto Limites de Tolerância Aplicação da ventilação geral diluidora com objetivos de atender as necessidades de conforto VENTILAÇÃO GERAL DILUIDORA PARA A DISPERSÃO DE CONTAMINANTES INDUSTRIAIS VENTILAÇÃO GERAL PARA CONTROLE DE SUBSTÂNCIAS EXPLOSIVAS VENTILAÇÃO LOCAL EXAUSTORA Introducão Captação dos Poluentes Alguns Aspectos Importantes no Projeto e Localização do Captor Velocidade de Captura Vazão de Exaustão Requisitos de Energia do Captor Dimensionamento de captores Dimensionamento de dutos Transporte dos Poluentes Perdas de carga em Singularidades Dimensionamento de dutos para uma instalação de ventilação geral diluidora Dimensionamento de dutos para uma instalação de ventilação local exaustora Filtros ou equipamentos de controle da poluição atmosférica Conjunto Ventilador-Motor Pressão e Potência do Ventilador REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ANEXO - CONVERSÃO DE UNIDADES I - 6

7 U.7 Metodologia de controle da poluição atmosférica 7.1 INTRODUÇÃO MÉTODOS DE CONTROLE DA POLUIÇÃO DO AR MEDIDAS INDIRETAS MEDIDAS DIRETAS CLASSIFICAÇÃO DOS EQUIPAMENTOS DE CONTROLE DA POLUIÇÃO DO AR EQUIPAMENTOS DE CONTROLE DE MATERIAL PARTICULADO EQUIPAMENTOS DE CONTROLE PARA GASES E VAPORES CONCEITOS BÁSICOS PARA OS EQUIPAMENTOS DE CONTROLE DA POLUIÇÃO DO AR EFICIÊNCIA DOS EQUIPAMENTOS EFICIÊNCIA GLOBAL DE COLETA EFICIÊNCIA FRACIONADA - T(x) PRINCIPAIS PRINCÍPIOS PARA A DEPURAÇÃO DO AR MECANISMOS DE COLETA CLASSIFICAÇÃO DOS EQUIPAMENTOS DE CONTROLE DE MATERIAL PARTICULADO COLETORES À SECO CÂMARA DE SEDIMENTAÇÃO GRAVITACIONAL CICLONES FILTROS DE TECIDO PRECIPITADORES ELETROSTÁTICOS COLETORES ÚMIDOS EQUIPAMENTOS PARA REMOÇÃO DE GASES E VAPORES ABSORVEDORES ADSORVEDORES INCINERADORES DE GASES E VAPORES PROCESSOS BIOLÓGICOS DE TRATAMENTO DE GASES E VAPORES CONDENSAÇÃO PARA TRATAMENTO DE GASES E VAPORES FATORES A SEREM VERIFICADOS NA SELEÇÃO DE EQUIPAMENTOS DE CONTROLE DA POLUIÇÃO DO AR REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS U.8 - Meteorologia e dispersão atmosférica 8.1 INTRODUÇÃO ESCALAS DE MOVIMENTO CONCEITOS BÁSICOS DE METEOROLOGIA Ventos Transformações Adiabáticas Tensão de vapor saturante Ponto de orvalho Orvalho Umidade relativa A temperatura na atmosfera CAMADA LIMITE PLANETÁRIA ou CAMADA DE MISTURA ESTABILIDADE E INSTABILIDADE DA ATMOSFERA TRANSPORTE E DISPERSÃO DE POLUENTES NA ATMOSFERA Cálculo da ascensão da pluma : Altura Efetiva da Chaminé Dispersão e transporte de poluentes atmosféricos (dispersão horizontal) REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS I - 7

8 U.9 - QUALIDADE DO AR INTERNO 9.1. Introdução Antecedentes do Tema Contaminantes físico-químicos do ar interno e efeitos à saúde Material Particulado (MP) Compostos Orgânicos Voláteis (COV) Compostos Inorgânicos gasosos Fumaça de Cigarro (ETS - Environmental Tobacco Smoke) Contaminantes microbiológicos do ar interno e efeitos à saúde Vírus Bactérias Fungos Alergênicos Biológicos e hipersensibilidade Odores Síndrome do edifício doente (SED) Doença relacionada ao edifício Intolerância química múltipla Amostragem de ar interno Amostragem de material particulado (MP) Amostragem de compostos para análise físico-química Amostragem de microorganismos Condições de conforto térmico, circulação e renovação do ar Os sistemas de climatização Unidades de janela Sistema tipo fan-coil Legislação e normalização Referências bibliográficas I - 8