COMPLEXO INDUSTRIAL DO PECÉM CIP ESTUDO DE DISPERSÃO ATMOSFÉRICA

ESTUDO DE DISPERSÃO ATMOSFÉRICA

APRESENTAÇÃO Num contexto geral, este estudo procura atender a legislação pertinente, em especial os princípios e os objetivos expressos na Lei da Política Nacional do Meio Ambiente. Especificamente atender a Resolução CONAMA N o. 3 de 28 de junho de 1990, tendo por base suas diretrizes. O presente documento consiste no Estudo de Modelagem de Dispersão Atmosférica para subsidiar o processo de Licenciamento Ambiental do Complexo Industrial do Pecém - CIP, junto a SEMACE - Superintendência Estadual do Meio Ambiente CEARÁ. Este relatório apresenta os resultados do estudo de dispersão atmosférica desenvolvido com o modelo matemático AERMODView, para estimar as concentrações do Material Particulado, MP, dos Óxidos de Nitrogênio, NO X, do Monóxido de Carbono, CO, e do Dióxido de Enxofre, SO 2. Os resultados mostraram que durante a operação das Indústrias consideradas no presente estudo para o CIP deverão ocorrer baixas concentrações dos poluentes regulados indicando que não haverá violação dos respectivos padrões legais de qualidade do ar sobre a grade receptora do município de São Gonçalo do Amarante. ESTUDO DE DISPERSÃO ATMOSFÉRICA ii

SUMÁRIO ITEM TÍTULO PÁGINA 1. INTRODUÇÃO 1.1 2. OBJETIVO 2.1 3. CONSIDERAÇÕES SOBRE O ESTUDO DE DISPERSÃO 3.1 4. REGIÃO DO ESTUDO 4.1 4.1 Topografia 4.1 4.2 Grade da Área de domínio 4.4 5. METEOROLOGIA 5.1 5.1 Validação dos dados meteorológicos 5.4 5.2 Receptores Discretos 5.8 6. PADRÃO DE QUALIDADE DO AR 6.1 7. MODELO DE DISPERSÃO ATMOSFÉRICA 7.1 7.1 Cenário de Modelagem 7.2 7.2 Emissões Atmosféricas 7.2 7.2.1 Fonte Pontual 7.2 7.2.2 Fonte Área e Linha 7.5 7.2.3 Análise das alturas das chaminés 7.7 8. RESULTADOS E DISCUSSÃO 8.1 8.1 Óxidos de nitrogênio, NO X. 8.1 8.2 Monóxido de Carbono, CO. 8.2 8.3 Dióxido de Enxofre, SO 2. 8.3 8.4 Material Particulado, MP. 8.4 8.5 Ozônio, O 3. 8.5 8.6 Concentrações Sobre os Receptores Discretos 8.8 9. CAPACIDADE DE SUPORTE ATMOSFÉRICO DA BACIA AÉREA DO CIP 9.1 10. CONCLUSÃO 10.1 11. BIBLIOGRAFIA 11.1 ANEXOS: ANEXO 1 Tabelas das 20 maiores concentrações ANEXO 2 Mapas das isoconcentrações. ANEXO 3 Metodologia de cálculo da concentração de ozônio ESTUDO DE DISPERSÃO ATMOSFÉRICA i

1. INTRODUÇÃO O presente documento consiste no Estudo de Dispersão Atmosférica para subsidiar o processo de Licenciamento Ambiental do Complexo Industrial do Pecém CIP, junto a SEMACE - Superintendência Estadual do Meio Ambiente CEARÁ. O CIP foi projetado tecnicamente para abrigar um conjunto de indústrias do tipo Siderurgia, Termelétrica, Refinaria entre outras, as quais serão instaladas dentro de uma área de 13.000 ha. Essas indústrias serão compostas de fontes do tipo ponto e áreas, que devido o combustível utilizado e os processos de combustão deverão emitir gases e partículas na bacia área do CIP. Essas emissões deverão atender os limites de emissões estabelecido na Resolução CONAMA N o. 382 de 26 de dezembro de 2006 e também atender os limites de qualidade do Ar definidos na CONAMA N o. 3 de 28 de junho de 1990. O termo bacia aérea utilizado no presente estudo, se refere a um volume de ar, limitado pelos limites geográficos e meteorológicos, dentro dos quais as atividades industriais deverão emitir as cargas de poluentes. Nessa bacia devido a sua conformação topográfica de relevo plano e de taxa de ventilação elevada, a condição meteorológica da bacia aérea do CIP se caracteriza como altamente favorável à dispersão de poluentes. O projeto de instalação de indústrias no CIP prevê diversas modalidades de segmentos diferentes como: indústria siderúrgica; pólo metal-mecânica; indústria automobilística; refinaria de petróleo; estocagem de derivados de petróleo e gás natural; pólo petroquímico; e bases de empresas de distribuidoras de gás, fábricas de cimento, fábricas de nutrição e Usinas Termelétricas. Entretanto até o início do presente estudo só foi possível ter acesso aos dados oficiais de uma Siderúrgica, a CSP, da Usina Termelétrica PORTO DO PECÉM e da Votorantim Cimentos N/NE S/A Unidade Pecém. A quantidade de fontes e os tipos de poluentes a serem emitidos na bacia aérea do CIP pelas empresas selecionadas para o presente estudo serão: Fontes Poluentes a serem emitidos Empresas Área Ponto NO X CO SO 2 MP CSP 8 18 X X X X UTE PORTO DO 10 2 X X X X PECÉM Votorantim Cimentos - 1 - - - X ESTUDO DE DISPERSÃO ATMOSFÉRICA 1.1

Observa-se que a CSP contribui para a bacia área com 44% das fontes áreas e 85,7% das fontes pontuais (chaminés). A UTE PORTO DO PECÉM contribui com 56% de fontes áreas e 9,5% das fontes pontuais. A Votorantim contribui com 4,8% das fontes pontuais e não possui fonte área. É importante ressaltar que as fontes pontuais emitem fumaça continuamente para atmosfera e as fontes áreas são responsáveis pelas emissões fugitivas de material particulado na baixa atmosfera adjacente às superfícies. ESTUDO DE DISPERSÃO ATMOSFÉRICA 1.2

2. OBJETIVO Desenvolver um estudo de dispersão atmosférica utilizando do modelo matemático de dispersão AERMODView para estimar as concentrações dos poluentes de curto e longo prazo, resultantes das emissões das fontes pontuais e áreas dentro da bacia aérea do CIP. ESTUDO DE DISPERSÃO ATMOSFÉRICA 2.1

3. CONSIDERAÇÕES SOBRE O ESTUDO DE DISPERSÃO A dispersão atmosférica de poluentes é função de um conjunto de parâmetros que atuam simultaneamente no sentido de transportar, dispersar e concentrar os níveis de poluição em uma determinada região. Os principais processos atmosféricos que determinam a capacidade de suporte do meio para dispersão atmosférica dependem basicamente das condições meteorológicas, ocasionada pela interação entre as diversas escalas do movimento de massas de ar que atuam simultaneamente sobre uma determinada região. O efeito das condições meteorológicas sobre a dispersão de poluentes é iniciado a partir da ação dos sistemas de larga escala como a oscilação da Zona de Convergência Intertropical (ITCZ) fenômeno altamente predominante sobre toda faixa de latitude do Equador, cuja oscilação média abrange o município de São Gonçalo do Amarante. A movimentação de larga escala da ITCZ propaga energia, difusão e transporte turbulentos sobre os movimentos meteorológicos de pequena escala e meso escala. Cada sistema dentro da sua respectiva escala tem uma atuação maior ou menor sobre os continentes e oceanos dependendo da época do ano, onde o seu deslocamento sazonal atua no sentido de concentrar ou dispersar os níveis de poluição do ar principalmente nas zonas costeiras devido às trocas de calor entre o oceano e o continente. Portanto, a conjugação dos fatores de emissão dos poluentes, condições meteorológicas e da capacidade de diluição atmosférica resulta em maiores ou menores concentrações de poluentes, no nível do solo, sobre os mais diversos tipos de receptores; solo, vegetação e seres de um modo geral. Para uma determinada quantidade de poluentes sobre uma imensa bacia aérea de receptores recorre-se ao uso de modelo matemático que simula de forma conservadora os efeitos de dispersão atmosférica entre as fontes e os receptores em todos os pontos da área estudada. ESTUDO DE DISPERSÃO ATMOSFÉRICA 3.1

4. REGIÃO DO ESTUDO O Complexo Industrial do Pecém, CIP, está instalado em formas de glebas situadas em uma vasta área de campo de dunas até a BR-222, cobrindo uma área aproximada de 13.000ha englobando parte dos Municípios de São Gonçalo do Amarante e Caucaia. A bacia aérea do CIP está inserida no plano diretor e situada no distrito do Pecém, a cerca de 45 km de Fortaleza. A localização da bacia aérea do CIP é limitada pelas seguintes coordenadas geográficas: 1. Latitude de 3º 33 32,62 Sul e de Longitude de 38º 53 01,34 Oeste; 2. Latitude de 3º 35 33,85 Sul e de Longitude de 38º 46 55,97 Oeste; 3. Latitude de 3º 42 38,34 Sul e de Longitude de 38º 49 37,92 Oeste; 4. Latitude de 3º 41 05,91 Sul e de Longitude de 38º 54 30,25 Oeste; O acesso ao CIP é realizado através de diversas rodovias tais como: a BR- 222, a CE- 156, a CE- 422 e a CE - 085. O município de São Gonçalo do Amarante está localizado ao norte do estado do Ceará, nas coordenadas geográficas de: 3º 36 21 de latitude Sul e 38º 58 08 de longitude Oeste na altitude de 30m. Limita-se: ao norte Paraipaba e Paracuru; a Leste Oceano Atlântico e Caucáia; ao Sul Caucáia e Pentecoste; a Oeste São Luís do Curu e Trairi. Possui uma área de 834,394 km 2 e uma população de 40.312 habitantes 1. A Figura 4.1 apresenta uma adaptação do mapa do plano diretor com destaque para as áreas das atividades indústrias utilizadas no presente estudo de dispersão a UTE PORTO DO PECÉM, a CSP e a Votorantim Cimentos. 4.1 Topografia O levantamento das cotas de altitudes foi obtido através do sistema SRTM3/SRTM1 (Shuttle Radar Tography Mission), sendo o relevo processado pelo sistema do DEM (Digital Elevation Model), disponibilizado no site da USGS (ftp://e0srp01u.ecs.nasa.gov/srtm/) 4. A resolução espacial do SRTM para o hemisfério sul é de 90 metros. Esses dados compõem o arquivo para a modelagem de dispersão na opção Terrain Options Elevated, apresentado na Figura 4.1.1. 1 IBGE - Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE) (29 de agosto de 2008). 4 USGS, 2006a, Shuttle Radar Topography Mission (SRTM) "Finished" 3-arc second SRTM Format Documentation, Available online at: http://edc.usgs.gov/products/elevation/srtmbil.html. ESTUDO DE DISPERSÃO ATMOSFÉRICA 4.1

Figura 4.1 Localização das fontes do CIP utilizadas no presente estudo. (Fonte) 1 1 GEOCONSULT - Consultoria, Geologia e Meio Ambiente 2009. ESTUDO DE DISPERSÃO ATMOSFÉRICA 4.2

Figura 4.1.1 Grade Topográfica na área da bacia aérea do CIP. ESTUDO DE DISPERSÃO ATMOSFÉRICA 4.3

4.2 GRADE DA ÁREA DE DOMÍNIO A Figura 4.2.1 apresenta a grade da área de domínio de 1600 km 2 possui as dimensões de 40 km por 40 km com espaçamento de 1000m em 1000. Sobre ela foi sobreposta uma sub-grade de dimensões de 10 km por 1 km com espaçamento de 500m em 500m. Essas duas grades resultaram em um total de 2169 pontos receptores para que o modelo calcule as concentrações dos poluentes sobre cada quadrícula. Observa-se na Figura que a linha na cor rosa com um contorno fechado se refere aos limites da Bacia Aérea do CIP. ESTUDO DE DISPERSÃO ATMOSFÉRICA 4.4

Figura 4.2.1 Grade principal e a subgrade da área de domínio CIP para modelagem de dispersão atmosférica ESTUDO DE DISPERSÃO ATMOSFÉRICA 4.5

5. METEOROLOGIA A condição climática do município de São Gonçalo de Amarante, onde está inserido o distrito de Pecém, é litorânea classificado do tipo tropical quente e úmido com chuvas de verão e outono, segundo a classificação Köeppen. De acordo com a Normal climatológica de 30 anos do Instituto Nacional de Meteorologia INMET a temperatura média é de 26,9 o C, sendo a média das mínimas de 24,13 o C e a das máximas de 30,15 o C, resultando em uma amplitude térmica entre 3 e 6 o C. A umidade relativa média anual é 78,3% e o total pluviométrico médio anual é de 1642,3 mm. Com relação a vento de superfície foi analisado a partir de uma série de três anos de dados horários cujo levantamento foi conforme descrito a seguir. Os dados meteorológicos horários utilizados para modelagem no AERMOD se referem a um período de três anos de 2005 a 2007, os quais foram obtidos através do modelo numérico prognóstico MM5 (mesoscale model 5) 1, desenvolvido pela Pennsylvania State University / National Center for Atmospheric Research numerical model (PSU/NCAR). O MM5 é um modelo numérico de área limitada, não-hidrostático, projetado para simular ou prever circulações atmosféricas de mesoescala 2 na camada limite planetária, cujos dados vão alimentar o modelo de dispersão atmosférica AERMOD. As coordenadas de localização do levantamento dos dados foram: Produzidos por: Lakes Environmental Software, CA 3, November 2008. Localization: Pecém, CE, Brazil. Latitude: 3.589º S Longitude: 38.861º W Datum: WGS84: World Geodetic System 1984 UTM Zone: 24 Time Zone UTC - 3 horas Year: 2005-2007. Os dados meteorológicos horários, em seguida foram processados pelo pré-processador USEPA-AERMET 4 e formatados para serem utilizados no modelo matemático de dispersão AERMOD. O Quadro 5.1 e a Figura 5.1 apresentam os resultados do processamento em forma de distribuição de freqüência entre a direção e a velocidade do vento, onde se verificaram que os ventos predominantes sopram preferencialmente do setor Este (E) com 28 %; e a segunda direção é a de sudeste (SE) com 25,2 % na faixa de velocidade média entre 2,1 e 3,6 m/s. 1 Grell G.,; at all. Adescription of the Fifth-Generation Penn State/NCAR Mesoscale Model (MM5), NCAR/TN-398+STR; National Atmospheric Research: Bolder CO, 1994; P. 138. 2 http://www.mmm.ucar.edu/mm5/mm5-home.html. 3 Jessé, Thé (2008) Surface and Upper Air Met Data for AERMOD/AERMET, processed from MM5 data. 4 U.S. Environmental Protection Agency, 1998. Revised Draft User s Guide for the AERMOD Meteorological Preprocessor (AERMET). U. S. Environmental Protection Agency, Research Triangle Park, NC. ESTUDO DE DISPERSÃO ATMOSFÉRICA 5.1

Quadro 5.1 Distribuição de freqüência da direção e velocidade do vento anual de 2005 a 2007 para região do Pecém Velocidade 0,5 2,1 2,1 3,6 3,6 5,7 5,7 8,8 8,8 11,1 11,1 Total Direção (%) Abs (%) Abs (%) Abs (%) Abs (%) Abs (%) Abs (%) Abs N 0,023 6 0,034 9 0,008 2 0,000 0 0,000 0 0,000 0 0,065 17 NNE 0,027 7 0,049 13 0,042 11 0,000 0 0,000 0 0,000 0 0,118 31 NE 0,152 40 0,776 204 0,540 142 0,004 1 0,000 0 0,000 0 1,473 387 ENE 0,342 90 5,217 1371 3,505 921 0,582 153 0,000 0 0,000 0 9,646 2535 E 0,548 144 17,439 4583 6,956 1828 3,052 802 0,000 0 0,000 0 27,995 7357 ESE 0,529 139 15,034 3951 7,207 1894 2,180 573 0,000 0 0,000 0 24,951 6557 SE 0,556 146 14,075 3699 6,944 1825 3,661 962 0,000 0 0,000 0 25,236 6632 SSE 0,537 141 7,698 2023 0,354 93 0,053 14 0,000 0 0,000 0 8,642 2271 S 0,365 96 0,803 211 0,008 2 0,000 0 0,000 0 0,000 0 1,176 309 SSW 0,167 44 0,145 38 0,000 0 0,000 0 0,000 0 0,000 0 0,312 82 SW 0,095 25 0,042 11 0,000 0 0,000 0 0,000 0 0,000 0 0,137 36 WSW 0,042 11 0,023 6 0,000 0 0,000 0 0,000 0 0,000 0 0,065 17 W 0,004 1 0,000 0 0,000 0 0,000 0 0,000 0 0,000 0 0,004 1 WNW 0,030 8 0,000 0 0,000 0 0,000 0 0,000 0 0,000 0 0,030 8 NW 0,011 3 0,000 0 0,000 0 0,000 0 0,000 0 0,000 0 0,011 3 NNW 0,011 3 0,004 1 0,000 0 0,000 0 0,000 0 0,000 0 0,015 4 Calmaria 0,000 0 0,000 0 0,000 0 0,000 0 0,000 0 0,000 0 0,126 33 Total 3,440 904 61,339 16120 25,56 6718 9,532 2505 0,000 0 0,000 0 100,000 26280 ESTUDO DE DISPERSÃO ATMOSFÉRICA 5.2

Figura 5.1 Rosa dos ventos anual no site da CIP para região do Pecém. WIND ROSE PLOT: COMPLEXO INDUSTRIAL DO PECÉM - CIP ROSA DOS VENTOS ANUAL DO PECÉM DISPLAY: Wind Speed Direction (blowing from) COMMENTS: NORTH 25% 20% 10% 15% DATA PERIOD: 2003-2007 Jan 1 - Dec 31 00:00-23:00 TOTAL COUNT: CALM WINDS: 5% 43824 hrs. AVG. WIND SPEED: 0.10% WEST EAST 3.85 m/s COMPANY NAME: CENTEC - INSTITUTO CENTRO DE ENSINO TECNOLÓGICO SOUTH WIND SPEED (m/s) >= 11.1 8.8-11.1 5.7-8.8 3.6-5.7 2.1-3.6 0.5-2.1 Calms: 0.10% MODELER: SILVIO DE OLIVEIRA - Meteorologista DATE: 8/3/2009 PROJECT NO.: WRPLOT View - Lakes Environmental Software ESTUDO DE DISPERSÃO ATMOSFÉRICA 5.3

5.1. Validação dos dados meteorológicos Os dados meteorológicos apresentados no item 5 Meteorologia - foram gerados numericamente através do modelo de mesoescala de área limitada MM5. Conforme descrito anteriormente os dados meteorológicos gerados pelo o MM5 são aceitos pela comunidade do mundo científico sendo recomendado pela Agência de Proteção Ambiental Americana USEPA (United States Environmental Protection Agency), o que assegura a não necessidade de uma demonstração analítica formal quanto à sua validade. Apesar disso, realizou-se uma comparação entre três anos de dados horários medidos na estação meteorológica em Taiba com os utilizados no presente estudo. Os dados de direção e velocidade do vento são dos anos de 2002 e 2003 que foram comparados com os dados do MM5 de período mais recente de 2006 e 2007. Os resultados da comparação são apresentados no Quadro 5.1.1 e nos gráficos das Figuras 5.1.1 a 5.1.3. No Quadro observam-se as seguintes diferenças: As direções entre as duas séries são bastante similares com predominâncias se alternando entre a de Este (E) e a Estesudeste (ESE). Essa alternância é decorrência da distância de quase 9 km entre os dois locais. A velocidade média em Taiba é 158% maior que a do MM5 em Pecém. Isso ocorre porque em Taiba o vento é medido a 40m de altura; e em Pecém a referência de altura de obtenção vento é de 3,1 m/s. Como decorrência a calmaria em Pecém é quatro vezes maior que a medida em Taiba a 4 m de altura. Finalmente as rosas do vento da Figura 5.1.1, mostram a grande similaridade da direção do fluxo de vento entre os dois locais apesar da distância de quase 9 km. A Figura 5.1.2 mostra o comportamento horário das velocidades entre os dois locais. Observa-se que em Taiba a intensidade da velocidade inicia entre 7 e 8 horas enquanto em Pecém é entre as 9 e 10 horas. O motiva dessa defasagem de tempo é que o efeito do atrito sobre o vento em Taiba é menor que em Pecém o que justifica também a diferença das velocidades médias. Finalmente a Figura 5.1.3 apresenta as correlações entre as velocidades do vento entre os dois locais para 2002-2006 e 2003-2007. Observa-se um ajuste de 50% dos pontos em torno da reta de correlação caracterizando uma tendência de comportamento similar da velocidade média do vento entre os dois. Diante disso, pode-se afirmar que os dados de vento obtidos através do modelo numérico MM5 são confiáveis ESTUDO DE DISPERSÃO ATMOSFÉRICA 5.4

por reproduzirem com fidedignidade o campo do vento da região de Pecém quando comparado com os dados reais de Taiba apesar de terem sido medidos a 40 m de altura e distante cerca de 9 km do Pecém. Período / Parâmetros Quadro 5.1.1 Comparação do vento medido em Taiba e obtido pelo MMC para Pecém 2002 2006 2003 2007 TAÍBA - CE MM5 Pecém -CE TAÍBA - CE MM5 Pecém-CE Velocidade média, m/s 7,9 3,7 8,0 4,0 Calmaria (%) 0,11 0,17 0,08 0,18 1 a Direção predominante E (38%) E (28% ) E (34%) E (27,8% ) 2 a Direção predominante ESE (27% ) ESE (23%) ESE (25% ) ESE (25%) Altura do mastro do vento 40m 10m 40m 10m Figura 5.1.1 Comparação entre as Rosas dos Ventos da estação Taíba (2002 e 2003) e as do modelo MM5 para o período de 2006 E 2007 ESTUDO DE DISPERSÃO ATMOSFÉRICA 5.5

Figura 5.1.2 Comparação entre as velocidades médias horárias da estação Taiba e as do modelo MM5. ESTUDO DE DISPERSÃO ATMOSFÉRICA 5.6

Figura 5.1.3 Correlação entre as velocidades médias horárias da estação Taiba e as do modelo MM5. ESTUDO DE DISPERSÃO ATMOSFÉRICA 5.7

5.2 Receptores Discretos O Quadro 5.2.1 e a Figura 5.2.1 apresentam a localização dos receptores discretos selecionados distribuídos na bacia aérea do CIP e nas suas vizinhanças. Quadro 5.2.1 Localização dos receptores discretos na bacia aérea. Coordenadas / Receptores Coordenadas em UTM X (m) Y(m) S. G. Amarante (centro urbano) 503276,00 9601306,00 Pecém 518157,00 9609333,00 Bolso 515952,00 9600656,00 Matões 519262,00 9603695,00 Siupé 503330,00 9611222,00 Parada 512648,00 9607241,00 Colônia 516257,00 9608140,00 Taíba 511844,00 9612342,00 Candeias 511069,00 9601288,00 Coité 519946,00 9599415,00 São Pedro 520796,00 9593755,00 Barra do Cauípe 523807,00 9603205,00 ESTUDO DE DISPERSÃO ATMOSFÉRICA 5.8

Figura 5.2.1 Distribuição espacial dos receptores discretos na bacia aérea do CIP ESTUDO DE DISPERSÃO ATMOSFÉRICA 5.9

6. PADRÃO DE QUALIDADE DO AR Os padrões de qualidade do ar definidos para os poluentes regulados, Resolução CONAMA N o 3 em 28 de junho de 1990, são apresentados no Quadro 6.1. Esses padrões são utilizados para comparação com as concentrações máximas dos poluentes obtidas através do modelo matemático dispersão. Quadro 6.1 Padrão de qualidade do ar Resolução CONAMA de 28 de junho de 1990 Poluente Padrão PADRÃO PRIMÁRIO (μg/m 3 ) ( Hora ) 1 8 PTS Poeira total em Suspensão PADRÃO SECUNDÁRIO (μg/m 3 ) 24 (anual) (1) 1 8 24 ( anual ) 240 (1) 150 (1) - - (80)* ( 60 )* SO 2 365-100- Dióxido de Enxofre (80)** ( 40 )** NO 2 Dióxido de Nitrogênio CO Monóxido de Carbono 320 (1) 190 (1) (100) (100) 40.000 (1) 10.000 (1) 40.000 (1) 10.000 (1) PM 10 150 (1) 150 (1) Poeira Inalável 50** 50** * - Média Geométrica anual ** - Média Aritimética anual. (1) - Não pode ser excedido mais que uma vez no ano. ESTUDO DE DISPERSÃO ATMOSFÉRICA 6.1

7. MODELO DE DISPERSÃO ATMOSFÉRICA No estudo de modelagem de dispersão atmosférica de poluentes, foi utilizado o modelo matemático AERMOD (AMS/EPA Regulatory Model). A empresa canadense Lakes Enviromental Software tornou o modelo amigável através do incremento da interface com sistema Windows, que passou a denominar-se AERMODV View, version 6.1, utilizada no presente estudo 7. A representação analítica do modelo é resumida na equação (1) e na Figura 7.1. C ( x p, y r, z) Q f p y exp p 2π uσ y 2σ y = 2 = 2 2 λ σ f m 0 zj j ( z Ψ 2m z ) 2 2σ zj 2 ( z+ Ψ + 2m z ) 2 2σ zj dj j dj j [ exp + exp ] 2 (1) Onde, C d (x,y,z) = Concentração do poluente específico no espaço, [μ/m 3 ]; u = Velocidade média horizontal do vento de superfície, [m/s]; σ y,σ zj = Desvio padrão horizontal e vertical, [m; Ψ = Altura Efetiva da Fonte, m Q z dj = Taxa de Emissão da Fonte z = r [ ], [ g / s] = para dispersão horizontal da pluma, z p = irregularidade do terreno Figura 7.1 Mecanismos turbulentos na baixa atmosfera de dispersão atmosférica da pluma. (Davidson, 1995)8 [ m] 7 Thé, J. L., and et al., User s Guide ISC-AERMOD View Version 6.2, Windows Interface for the USEPA. Lakes Environmental Softaware, Volume I, 2009. 8 Davidson, M. J., et al. (1995).- Plume Dispersion through Large Groups of Obstacles A Field Investigation.- Atmospheric Environment Vol. 29, No. 22, Elsevier Science Ltd., Great Britain, pp. 3245-3256 ESTUDO DE DISPERSÃO ATMOSFÉRICA 7.1

As opções regulatórias Default Utilizadas na Modelagem foram: - Área: Rural; - Resultado: Primeira Máxima; - Poluentes: MP 10,NO 2 ; SO 2, CO. - Condição de relevo: Elevated. 7.1. CENÁRIO DE MODELAGEM Nesse estudo foi considerado na modelagem um Cenário de operação a plena carga simultânea das três empresas, a fim de se avaliar a capacidade de suporte atmosférico da bacia aérea em relação às emissões dos poluentes NO X, SO 2, MP e o CO. 7.2 Emissões Atmosféricas Os dados de emissão dos poluentes utilizados no presente estudo foram fornecidos oficialmente pelas empresas que estão se instalando no site e as que já estão instaladas. O minério de ferro e o carvão mineral, são os principais combustíveis a serem utilizados pela siderúrgica CSP e o carvão mineral pela UTE PORTO DO PECÉM. 7.2.1 Fonte Pontual As emissões e os parâmetros de exaustão das fontes pontuais foram fornecidos oficialmente pelas empresas CSP, UTE PORTO DO PECÉM e a Votorantim Cimentos, as quais são apresentadas de forma sumarizada nos Quadros 7.2.1.1 a 7.2.1.3. Da soma total das emissões destes Quadros, classificaram-se quais as empresas que mais contribuem com a emissão de poluentes na Bacia Aérea do CIP, conforme mostra o Quadro 7.2.1.4. Observa-se que do total das emissões: a CSP contribui com 71% de MP, 71,5% de NO X, 75% de SO 2 e 99,5% de CO; a UTE PORTO DO PECÉM com 29% de MP, 28,5% de NO X, 25% de SO 2 e 0,5% de CO; e a Votorantim Cimentos contribui apenas com 0,2% de Material Particulado e não emite os demais poluentes segundo a planilha oficial de dados fornecida. ESTUDO DE DISPERSÃO ATMOSFÉRICA 7.2

Quadro 7.2.1.1. Fonte pontual - Taxas de emissões e parâmetros de exaustão da Unidade industrial da CSP Informações das chaminés Parâmetros Exaustão Taxas de emissões (g/s) Parâmetros / Chaminés Coordenadas UTM Altura Diâmetro Volume Veloc. Temp MP NO X SO 2 CO X(m) Y(m) m m knm³/h Nm³/s m/s o C g/s g/s g/s g/s Ter. de Ciclo Combinado N o 1 514305 9603020 60 6,00 907,0 15120 12,8 120 5,04 50,40 63,00 12,60 Ter. de Ciclo Combinado N o 2 514305 9603141 60 6,00 907,0 15120 12,8 120 5,04 50,40 63,00 12,60 Turbina a Vapor N o.1 514305 9602894 60 2,72 226,7 3778 16,8 150 3,15 22,04 25,19 18,89 Turbina a Vapor N o.2 514265 9602894 60 2,72 226,7 3778 16,8 150 3,15 22,04 25,19 18,89 Turbina a Vapor N o.3 514225 9602894 60 2,72 226,7 3778 16,8 150 3,15 22,04 25,19 18,89 Coqueria N o.1 514823 9604133 70 3,50 204,0 3400 10,2 200 2,83 39,67 19,83 283,33 Coqueria N o.2 515149 9604133 70 3,50 204,0 3400 10,2 200 2,83 39,67 19,83 283,33 Distilling Equipment 514750 9604009 20 0,30 2,00 26,0 10,6 200 0,02 0,30 0,17 0,43 Sulfuric Acid 514845 9604009 20 0,30 0,40 7,50 3,1 200 0,01 0,09 0,05 0,13 Anmonia Sulfate 515210 9604009 20 0,30 2,00 28,0 11,4 200 0,02 0,33 0,19 0,47 Sinterização 1 515681 9604980 70 6,00 1380 23000 21,0 150 26,83 268,33 230,00 6900,00 Sinterização 2 515781 9604980 70 6,00 1380 23000 21,0 150 26,83 268,33 230,00 6900,00 Despoeiramento primário 514640 9602877 25 4,5 1000 278 19,2 30 0,09 - - 1,39 Despoeiramento secundário 514651 9602815 25 4,5 1000 278 19,2 30 0,09 - - 1,39 Regenerador No. 1 514834 9603541 70 4,5 376 6260 10,2 150 2,09 36,52 36,52 104,33 Regenerador No. 2 515324 9603541 70 4,5 376 6260 10,2 150 2,09 36,52 36,52 104,33 Sistema PCI N o. 1 514915 9603593 60 1,5 120 2000 24,5 80 1,33 11,67 13,33 33,33 Sistema PCI N o. 2 515405 9603593 60 1,5 120 2000 24,5 80 1,33 11,67 13,33 33,33 ESTUDO DE DISPERSÃO ATMOSFÉRICA 7.3

Quadro 7.2.1.2 Fonte pontual - Parâmetros de Exaustão e Emissão da UTE PORTO DO PECÉM Pecém Geração de Energia Informações das chaminés Parâmetros Exaustão Taxas de emissões (g/s) Parâmetros / Chaminés Coordenadas UTM Altura Diâmetro Vazão Veloc. Temp MP NO X SO 2 CO X(m) Y(m) m m m 3 /h m/s o C g/s g/s g/s g/s Caldeira 1 513824 9604019 110 4,499 422,6 28,3 343,6 18 182,3 143 36 Caldeira 2 513824 9604089 110 4,499 422,6 28,3 343,6 18 182,3 143 36 Quadro 7.2.1.3 Fontes pontuais Parâmetros de Exaustão e Emissão da Votorantim Cimentos N/NE S/A Informações das chaminés Parâmetros Exaustão Taxas de emissões (g/s) Parâmetros / Fontes Coordenadas UTM Altura Diâmetro Vazão Veloc. Temp MP NO X SO 2 CO X(m) Y(m) m m m 3 /s x m/s o C g/s g/s g/s g/s Chaminé 1 516395 9596788 25 0,92 10,90 16,4 68 0,11 - - - Chaminé 2 516415 9596788 30 1,16 17,2 16,2 64 0,09 - - - ESTUDO DE DISPERSÃO ATMOSFÉRICA 7.4

Poluentes / Fontes Quadro 7.2.1.4 Emissão relativa de poluentes por empresa na bacia aérea do CIP MP NO X SO 2 CO (%) (%) (%) (%) CSP 70,86 71,5 74,6 99,5 UTE PORTO DO PECÉM 28,98 28,5 25,4 0,5 Votorantim 0,16 0,0 0,0 0,0 Total (%) 100 100 100 100 7.2.2 Fonte Área e Linha A metodologia de fonte área foi utilizada no modelo para simular as concentrações de poeiras totais fugitivas emitidas das pilhas e do material disposto nos pátios da CSP e da UTE PORTO DO PECÉM. Além disso, foi estimada também pela UTE PORTO DO PECÉM as emissões fugitivas de PTS resultantes do deslocamento dos caminhões ao longo da via pavimentada no transporte do carvão mineral para a UTE. As emissões de poeiras fugitivas são resultantes do impacto do vento sobre as pilhas, correias transportadoras de minério, depósitos de cinzas e moinho de carvão e a ressupensão da poeira sedimentada no solo, as quais se caracterizam como fontes áreas e linhas. As taxas de emissões de poeiras totais (PTS), foram estimadas pelas empresas com base nos fatores de emissões apropriados definidos no documento USEPA AP-42, emission factor 9. Os resultados das estimativas são apresentados nos Quadro 7.2.2.1. a 7.2.2.3. Observa-se nos quadros que as emissões apesar de baixas são significativas, tendo em vista que o impacto do vento sobre esse material é quase permanente devido as características das condições climáticas sobre a bacia aérea. No Quadro 7.2.2.3, além, da estimativa de material particulado estimou-se também as emissões dos veículos do SO X, NO X e o CO, que representam contribuições de baixas magnitudes, portanto de pouca significância. ESTUDO DE DISPERSÃO ATMOSFÉRICA 7.5

Quadro 7.2.2.1 Fonte Área - Pilhas de Minério de Ferro e de Carvão Mineral - Taxas de Emissões Fugitivas de PTS e as Dimensões de cada pilha da Unidade da CSP Coodenadas UTM Comprimento Largura Altura Emissão Material Pilha X(m) Y(m) (m) (m) (m) (g/s) Minério de Ferro 1 515562 9605469 500 m 50 m 14 1,154x10-4 Minério de Ferro 2 515492 9605470 500 m 50 m 14 1,154x10-4 Minério de Ferro 3 515426 9605470 500 m 50 m 14 1,154x10-4 Minério de Ferro 4 515357 9605469 500 m 50 m 14 1,154x10-4 Carvão Mineral 1 515045 9605271 900 m 48 m 12.3 4,597x10-6 Carvão Mineral 2 514987 9605268 900 m 48 m 12.3 4,597x10-6 Carvão Mineral 3 514922 9605266 900 m 48 m 12.3 4,597x10-6 Carvão Mineral 4 514859 9605264 900 m 48 m 12.3 4,597x10-6 Quadro 7.2.2.2 Fonte Área - Pilhas de Minério de Ferro e de Carvão Mineral Emissões Fugitivas de PTS e as Dimensões de cada pilha da UTE PORTO DO PECÉM Pecém Geração de Energia Material Tipo de Coodenadas UTM Fonte X(m) Y(m) Comprimento (m) Largura (m) Altura (m) Emissão (g/s) Pilha de carvão 1 513314 9603707 460 60 12 0,0024 Pilha de carvão 2 513274 9603707 460 88 12 0,0024 Pilha de carvão 3 513301 9603766 460 88 12 0,0024 Correia transportadora 4 513204 9603833 700 20 17 0,0361 Depósito de cinzas 5 514010 9603344 337 150 5 0,0014 Moinho de carvão (1) 6 513981 9604019 15 15 5 0,0107 Moinho de carvão (2) 7 513981 9604089 15 15 5 0,0107 Moinho de carvão (3) 8 513982 9604159 15 15 5 0,0107 ESTUDO DE DISPERSÃO ATMOSFÉRICA 7.6

Quadro 7.2.2.3 Fonte Linha - Emissão dos poluentes resultantes da movimentação de caminhões no transporte de carvão mineral para UTE PORTO DO PECÉM Pecém Geração de Energia Fonte linha de emissão. Circulação de caminhões na Via interna da Usina. Coordenadas Taxa de emissão (g/s) X(m) Y(m) SO 2 NO X MP CO 513791 9604099 513791 9603796 514019 9603800 0,00006 0,00016 0,0729 0,00012 514019 9603693 514019 9603512 514019 9603332 7.2.3 Análise das alturas das chaminés Em geral nos projetos de definição da altura mínima de chaminés na indústria tem-se utilizado referência de altura de 65 m conhecida com a altura GEP (Good Engineering Practice Stack) ou a Boa Prática de Engenharia. Trata-se de um critério de avaliação de altura mínima de chaminés adotado pela USEPA 8, cujo objetivo final é minimizar o impacto aerodinâmico das alturas das edificações e equipamentos da planta sobre a boca das chaminés e com isso permitir condições de boa dispersão. Para o presente estudo observou-se no Quadro 7.2.1.1, que a CSP possui seis chaminés com alturas de 60 m e seis com alturas de 70m. As seis de 70m são maiores que a altura GEP (Good Engineering Practice) de 65 m, e as de 60 metros diferem apenas em 5m. Essas chaminés emitem as plumas de fumaça nos níveis elevados da atmosfera chamada região de escoamento livre de ar da atmosfera vertical. Esse comportamento assegura as condições de boa dispersão atmosférica, sendo que o ponto de concentração máxima vai variar em função da condição de ventilação durante as 24 horas do dia. As alturas das chaminés da UTE PORTO DO PECÉM possuem 110 m cada portanto já estão dimensionadas para atender a condição EPA de boa prática de engenharia do GEP (Good Engineering Practice) de 65 m, cujas plumas entram diretamente na área de de boa dispersão atmosférica que resultará em baixas concentrações de poluentes. 8 USEPA Guideline for Determination of Good Engineering Practice Stack Height. EPA-450/50-80-023R. 1985. 9 USEPA Emission Factor AP-42 Table 12.5.1 Uncontrolled Particulate Emission Factors For Open Dust Sources at Iron and Steel Mills. ESTUDO DE DISPERSÃO ATMOSFÉRICA 7.7

A Votorantim Cimentos possui duas chaminés sendo uma de 25 m e outra de 30 m. Embora estas alturas não estejam dimensionadas para atender a condição EPA de boa prática de engenharia do GEP (Good Engineering Practice) de 65 m, mas é compensada pela baixa taxa de emissão de material particulado resultando em baixas concentrações no nível do solo. Diante do exposto, decidiu-se pela aplicação da análise do downwas effect, apesar de que todas as alturas das chaminés das unidades industriais estão muito acima do teto do prédio mais alto e próximo destas chaminés, que não devem acarretar interferência direta na trajetória vertical seguida pelas emissões. ESTUDO DE DISPERSÃO ATMOSFÉRICA 7.8

8. RESULTADOS A partir dos dados meteorológicos, das emissões de poluentes e das demais informações das fontes instaladas e em fase de instalação no CIP, utilizou-se o modelo matemático de dispersão atmosférica AERMODView para simular as concentrações dos poluentes NO X, CO, SO 2 e o MP de cada fonte tanto para as condições ponto, área e linha cujos resultados são apresentados de forma integrada e todas as fontes emitindo simultaneamente. A seguir apresentam-se os resultados da simulação para cada poluente. 8.1 Óxidos de Nitrogênio NO X O resultado da modelagem a para o NO X é apresentado em forma de concentrações máximas integradas de curto e longo prazo no Quadro 8.1.1. A máxima concentração integrada horária de NO X foi de 253 μg/m 3, o qual representa 79 % do padrão primário do CONAMA 3/90 de 320 μg/m 3, média de 1 hora. O ponto de máxima é encontrado a noroeste e a 8 km de distância da parte central do CIP. Portanto a emissão de NO X ocorreu dentro da bacia aérea e o ponto de máxima ocorreu na parte externa dos limites geográficos do CIP. Com relação à média anual a máxima concentração integrada foi de 29,4 μg/m 3. Esse valor representa 29,4 % do padrão anual do NO 2 da CONAMA 3/90 que é de 100 μg/m 3. O ponto de máxima é encontrado a noroeste e a 2,5 km de distância do CIP, dentro dos limites internos do CIP. Foram calculadas as vinte maiores concentrações de NO X horárias e as dez maiores anuais, as quais são apresentadas nos Quadros 8.1.1a. e 8.1.2aa, do anexo 1. Para visualização da distribuição espacial das concentrações dentro da área de domínio, elaborou-se os mapas das isoconcentrações de NO X apresentados nas Figuras 8.1.1 e 8.1.2 no anexo 2. Observa-se que as concentrações se reduzem radialmente para noroeste à medida que se afastam das chaminés tanto nas 20 maiores concentrações como nas isoconcentrações. Diante disso, o impacto causado pela máxima concentração integrada de NO X se restringe com maior tendência nas imediações externas do lado noroeste do CIP. ESTUDO DE DISPERSÃO ATMOSFÉRICA 8.1

Quadro 8.1.1 Máxima concentração integrada de curto prazo de todas as fontes de NO X do CIP Poluente / Fontes Concentrações máximas de NO X (μg/m 3 ) Média de 1h Localização Média anual Localização Integração de todas A noroeste e a A noroeste e a 2,5 as chaminés das unidades 253 8 km de distância 29,4 km de distância do previstas para o CIP do CIP. CIP. Resolução CONAMA 3/90 Padrão primário de NO 2. 320 (média de 1h) 100 (média anual) 8.2 Monóxido de Carbono - CO O Quadro 8.2.1 apresenta as concentrações máximas integradas de monóxido de carbono, CO, de curto e longo prazo, estimadas a partir da emissão simultaneamente das chaminés das unidades do CIP objeto do presente estudo. A máxima concentração integrada de CO foi de 4981 μg/m 3, média de 1h, a qual representa 12,5 % do padrão primário do CONAMA 3/90 de 40.000 μg/m 3. O ponto de máxima foi encontrado na parte norte das dependências internas da gleba da CSP, portanto dentro do site do CIP. Com relação às médias de 8 horas, a máxima concentração integrada foi de 4270 μg/m 3. Esse valor representa 42,7% do padrão de 8h do CO da CONAMA 3/90 de 10.000 μg/m 3. O ponto de máxima foi encontrado na parte norte das dependências internas da gleba da CSP, portanto dentro do site do CIP. Além disso, calculou-se também as vinte maiores concentrações de CO horárias e as vinte maiores médias de 8 horas, as quais são apresentadas nos Quadros 8.2.1a. e 8.2.1aa. do anexo 1. Para visualização da distribuição espacial das concentrações dentro da área de domínio, elaborou-se os mapas das isoconcentrações de CO apresentados nas Figuras 8.2.1 e 8.2.2 do anexo 2. Observa-se que as concentrações se reduzem radialmente à medida que se afastam das chaminés se espalhando sobre uma área que extrapolam os limites geográficos do CIP. Considerando que o estudo foi para três atividades industriais, os resultados mostraram que não haverá impacto negativo ao meio ambiente da área de influência do CIP, com relação ao monóxido de carbono, havendo folga suficiente para suportar outras atividades emitindo o CO. ESTUDO DE DISPERSÃO ATMOSFÉRICA 8.2

Quadro 8.2.1 Máxima concentração integrada de todas as fontes de CO, médias de 1hora e de 8 horas, do CIP Poluente / Fontes Integração das 18 chaminés Concentrações máximas de CO (μg/m 3 ) média de 1h localização média de 8 h Localização Nas dependências Nas dependências 4981 Internas da CSP 4270 Internas da CSP Resolução CONAMA 3/90 Padrão primário de CO. 40000 (média de 1h) 10000 (média 8h) 8.3 Dióxido de Enxofre - SO 2 O Quadro 8.3.1 apresenta as concentrações máximas integradas de SO 2 de curto e longo prazo, estimadas a partir da emissão simultaneamente das chaminés das unidades do CIP objeto do presente estudo. A máxima concentração integrada de SO 2 diário foi de 75,3 μg/m 3, que representa 20,6 % do padrão primário do CONAMA 3/90 de 365 μg/m 3. O ponto de máxima é encontrado a oeste e a 0,6 km de distância da cerca das indústrias. Com relação à média anual, a máxima concentração integrada foi de 34,6 μg/m 3, o qual representa 43,3 % do padrão anual do SO 2 que é de 80 μg/m 3. O ponto de máxima é encontrado sul da UTE PORTO DO PECÉM e oeste da CSP, distante 1,5 km da cerca limite destas duas unidades indústrias. Além disso, calculou-se também as vinte maiores concentrações de SO 2 diárias e as dez maiores médias anuais, as quais são apresentadas nos Quadros 8.3.1a. e 8.3.1aa, do anexo 1. Para visualização da distribuição espacial das concentrações dentro da área de domínio, elaborou-se os mapas das isoconcentrações de SO 2 apresentados nas Figuras 8.3.1 e 8.3.2 do anexo 3. Observa-se que as concentrações se reduzem radialmente à medida que se afastam das chaminés. ESTUDO DE DISPERSÃO ATMOSFÉRICA 8.3

Quadro 8.3.1 Máxima concentração integrada de todas as fontes de SO 2, médias de 24h e de anual, do CIP Poluente / Fontes Integração das 16 chaminés Resolução CONAMA 3/90 Padrão primário de SO 2. Concentrações máximas de SO 2 (μg/m 3 ) média de 24h Localização Média anual Localização A oeste a 0,6km A oeste a 1,5km 75,3 de distância da 34,6 de distância das 2 unidade industrial unidades industriais 365 (média de 24h) 80 (média anual) Os resultados mostraram que não haverá impacto negativo ao meio ambiente da área de influência da Siderúrgica causado pelas concentrações de SO 2 de curto prazo e longo prazo, tendo vista se tratarem de valores de pouca significância frente aos respectivos padrões. 8.4 Material Particulado MP O Quadro 8.4.1 apresenta as concentrações máximas integradas de material particulado, MP, de curto e longo prazo, emitidas simultaneamente das fontes do CIP. A máxima concentração integrada das atividades industriais foi de 20,5 μg/m 3, média de 24 horas, a qual representa 14% do padrão primário do CONAMA 3/90 de 150 μg/m 3, para partículas inaláveis (PI). O ponto de máxima é encontrado ao norte da gleba do site da CSP e a 0,6 km de distância da cerca limite desta fonte. Com relação à média anual, a máxima concentração integrada foi de 9 μg/m 3. Esse valor representa 18 % do padrão anual de 50 μg/m 3 CONAMA 3/90, para partículas inaláveis, PM 10. O ponto de máxima foi encontrado na parte norte das dependências da CSP. Além disso, calcularam-se também as vinte maiores concentrações de MP diárias e as dez maiores anuais, as quais são apresentadas nos Quadros 8.4.1a. e 8.4.1aa, do anexo 1. Para visualização da distribuição espacial das isoconcentrações dentro da área de domínio da CSP elaborou-se os mapas das isoconcentrações de MP apresentados nas Figuras 8.4.1 e 8.4.2 do anexo 2. Observa-se que as concentrações se reduzem radialmente à medida que se afastam das unidades industriais. ESTUDO DE DISPERSÃO ATMOSFÉRICA 8.4

Os resultados considerando essas três unidades industriais mostraram que não haverá impacto negativo ao meio ambiente da área de influência CIP causado pelas máximas concentrações de Material Particulado Inalável, PI, de curto e longo prazo. Quadro 8.4.1 Máxima concentração integrada de todas as fontes de MP, médias de 24h e de anual, do CIP Poluente / Fontes Concentrações máximas de MP (μg/m 3 ) média de 24h localização Média anual Localização A oeste e a 0,6km A oeste e a 0,6km Integração das 26 fontes 20,5 de distância da 9 de distância da (18 chaminés e 8 áreas) cerca da CSP. cerca da CSP. Resolução CONAMA 3/90 Padrão primário de PM 10 150 (média de 24h) 50 (média anual) 8.5. Ozônio, O 3. Para se estimar as possíveis contribuições de concentrações de ozônio na área de influência do CIP, recorreu-se a metodologia das reações fotoquímicas estratégicas a partir das concentrações de NO X emitidas pelas fontes da siderúrgica. Recorreu-se a essa metodologia face à falta de consenso em relação a um modelo matemático reativo consolidado e recomendado por instituições credenciadas na área de meio ambiente internacional. 8.5.1. Considerações gerais sobre o ozônio De acordo com Seinfeld (1998) 1 o ozônio (O 3 ) é um gás instável, diamagnético e com PE 112 C. Na realidade o O 3 é uma forma alotrópica do oxigênio, constituído por três átomos unidos por ligações simples e duplas, sendo um híbrido de ressonância com comprimento médio de ligação de 1,28 A, formando um ângulo de 116 49. O ângulo de ligação determinado experimentalmente está de acordo com o previsto pelo modelo RPECV (120 ) é um agente oxidante extremamente poderoso, mais fraco apenas que o F 2 reagindo muito mais rapidamente que o oxigênio, O 2. Ele é produzido naturalmente na troposfera pela ação fotoquímica dos raios ultravioleta (radiação solar) e temperatura sobre as moléculas de oxigênio. Esses raios são suficientemente intensos para separar os dois átomos que compõem a molécula de O 2 produzindo assim o oxigênio atômico. A produção de ozônio é realizada numa etapa imediatamente posterior, resultando da associação de um átomo de oxigênio e uma molécula de O 2 na presença de um 1 Seinfeld, J. H., Atmospheric Chemistry and Physics: From Air Pollution to Climate Change. John Wiley & Sons, INC. 1998. ESTUDO DE DISPERSÃO ATMOSFÉRICA 8.5

catalizador (radical químico). O tempo de permanência no ar do ozônio é cerca de 0,3 anos e pode se deslocar horizontalmente na atmosfera até 50 km do ponto de sua origem. A estimativa das concentrações do poluente ozônio (O 3 ), na troposfera não é uma tarefa simples devido a complexidade da química da atmosfera, as reações fotoquímicas, a composição química natural do ar e a emissão contínua de gases e partículas precursores de origens antropogênicas de uma infinidade de fontes fixas e móveis. Considerando essa complexidade não existe um modelo matemático reativo universal recomendado para simulação das concentrações de ozônio devido aos fatores acima além das peculiaridades que caracterizam cada região. 8.5.2. Metodologia de Cálculo Em face da complexidade que envolve o assunto e a falta de um respaldo técnico de modelagem matemática reativa para simulação do ozônio, recorreu-se a metodologia consagrada do Ciclo Fotoquímico Básico, a qual foi desenvolvida por Seinfeld (1998). Esse método envolve diretamente a relação entre o dióxido de nitrogênio, NO 2, o monóxido de nitrogênio, NO, e o ozônio, O 3. O resultado é resumido numa equação, a qual é função de constantes empíricas e do NO 2, explicitada para estimar as concentrações de O 3. Na página 238 da referida publicação é apresentada a demonstração detalhada desta metodologia, a qual reproduzimos do original no anexo 3. A equação final para calcular as concentrações do ozônio é apresentada na fórmula (1). 2 1/ 2 1 k 4k k1 NO 2 2 0 (1) 2 k2 k3 k 3 1 1 [ ] = + [ NO ] Segundo o autor no cenário de desenvolvimento da equação (1), considerou uma atmosfera urbana poluída, com a presença do monóxido de nitrogênio, NO, e do dióxido de nitrogênio, NO 2, submetidos à incidência da radiação solar ultravioleta, onde se desencadeia o processo para formação de ozônio. Essa reação é uma decorrência da fotólise do NO 2 no comprimento de ondas menor que 424nm (nanômetro) do espectro eletromagnético. Uma vez formado, o ozônio reage com o NO para formar o NO 2, sendo que nesse processo as três reações fotoquímicas resultantes mais importantes são: 1 NO + h NO + O 2 ν + 2 3 M 3 3 + NO NO2 O3 2 O O + M O + O + ESTUDO DE DISPERSÃO ATMOSFÉRICA 8.6

Onde o M é um terceiro corpo (por exemplo, o N 2 ou O 2 ) e o hν representa a Lei de Planck, sendo o h uma constante igual a 6,626 x10-34 Js e o c é a velocidade da luz igual a 2,9979x10 8 m.s -1, ver Junge (1972) 2. 8.5.3 Cálculo das concentrações de O 3 no CIP As concentrações máximas de curto e longo prazo de ozônio na região da bacia aérea do CIP foram calculadas a partir das concentrações máximas do NO X (expresso como NO 2 ) obtidos da simulação e apresentadas no Quadro 8.1.1 e das concentrações de NO X sobre os receptores discretos, que foram utilizadas como dados de entrada na equação fotoquímica (1), cujos resultados são apresentados nos Quadros 8.5.3.1 e 8.5.3.2. Observa-se no Quadro 8.5.3.1.que a concentração máxima integrada horária de O 3 de 62,64 μg/m 3 (ou 0,32 ppm) é 2,6 vezes menor que o padrão horário de 160 μg/m 3 (ou 0,082 ppm). Com relação à média anual não existe padrão anual de qualidade do ar na legislação brasileira para o ozônio, entretanto pode-se verificar no Quadro 8.5.3.1, que a concentração média anual de 27,5 μg/m 3 (0,015) é de baixíssima magnitude se comparada com o padrão horário de 160 μg/m 3. Poluentes Concentração máxima Quadro 8.5.3.1 Máximas concentrações integradas de ozônio, O 3, na região do CIP Concentrações máximas Dióxido de nitrogênio Ozônio, O NO 3 2 Padrão CONAMA 3/90 μg/m 3 ppm μg/m 3 ppm μg/m 3 ppm Integrada, média de 1h. 253 0,134 62,64 0,032 160 0,082 Integrada, média anual. 29,4 0,016 16,56 0,008 - - O Quadro 8.5.3.2 apresenta as concentrações máximas horárias de ozônio calculadas sobre os receptores discretos. Observa-se que a maior concentração de 49,4 μg/m 3 (ou 0,025 ppm) ocorreu sobre o receptor Centro Urbano do Pecém, a qual representa 30,8% do padrão horário de qualidade do ar para o O 3. As concentrações sobre os demais receptores são todas menores que o valor máximo do Pecém se caracterizando como de baixíssima magnitude. 2 Junge, C.E.: The Cycle of atmospheric Gases-Natural and Man Made, Q. J. Roy. Meteorol. Soc., 93: 418, 711 (1972). ESTUDO DE DISPERSÃO ATMOSFÉRICA 8.7

Quadro 8.5.3.2 Máxima concentração integrada de ozônio, O 3, sobre os receptores discretos da região do CIP Poluentes / Receptores Concentrações máximas de O3, médias de 1 hora. Dióxido de nitrogênio NO 2 Ozônio, O 3 Padrão CONAMA 3/90 μg/m 3 ppm μg/m 3 ppm μg/m 3 ppm S. G. Amarante 87,5 0,046 33,5 0,017 Pecém (centro urbano) 167,2 0,089 49,4 0,025 Bolso 47,0 0,025 22,6 0,012 Matões 24,7 0,013 14,7 0,007 Siupé 134,7 0,071 43,5 0,022 Parada 89,4 0,047 34,0 0,017 Colônia 91,0 0,048 34,3 0,018 Taíba 116,4 0,062 39,9 0,020 Candeias 67,3 0,036 28,5 0,015 Coité 45,6 0,024 22,2 0,011 São Pedro 15,3 0,008 10,4 0,005 Barra do Cauípe 40,1 0,021 20,4 0,010 160 0,082 8.6. Concentrações sobre os receptores discretos. O modelo estimou as concentrações dos poluentes sobre os receptores discretos mais vulneráveis dentro da área de influência da CSP, as quais são apresentadas no Quadro 8.6.1, para os poluentes NO X, O 3, SO 2, MP e o CO. Os resultados da modelagem mostram que as concentrações médias de todos os poluentes estão dos seus respectivos padrões de qualidade do ar. Apesar disso, destaca-se nas concentrações de CO, o maior valor horário de 2534 μg/m 3 que ocorreu sobre o receptor centro urbano de Pecém. Esse valor é 6,3 % do padrão legal média de 1 hora de 40.000 μg/m 3, com isso confirmando se tratar de impacto de baixa significância deste poluente sobre os receptores instalados nos limites do CIP. Considerando que todas essas concentrações são de curto prazo e se referem ao máximo valor que cada receptor poderá eventualmente ser atingido, pode-se afirmar que não haverá impacto negativo sobre os principais receptores discretos instalados dentro da grade receptora do CIP, em decorrência da operação das três atividades industriais selecionadas para o presente estudo. ESTUDO DE DISPERSÃO ATMOSFÉRICA 8.8

Quadro 8.6.1 - Distribuição da concentração dos poluentes sobre os receptores discretos localizados na bacia aérea do CIP e no seu entorno Poluentes / Receptores Máximas Concentrações μg/m 3. NO X O 3 SO 2 MP CO São Gonçalo do Amarante 87,5 33,5 11,5 1,8 1252 Pecém (centro urbano) 167,2 49,4 14,3 2,5 2534 Bolso 47,0 22,6 8,6 1,0 793 Matões 24,7 14,7 3,4 0,4 416 Siupé 134,7 43,5 10,5 2,6 2446 Parada 89,4 34,0 19,2 8,4 1982 Colônia 91,0 34,3 13,2 5,4 1697 Taíba 116,4 39,9 12,1 3,6 1691 Candeias 67,3 28,5 25,0 4,0 1057 Coité 45,6 22,2 3,4 0,4 432 São Pedro 15,3 10,4 2,0 0,2 223 Barra do Cauípe 40,1 20,4 3,3 1,5 813 Padrão Primário de CONAMA 3/90 320 (1h) 160 (1h) 365 (24h) 150 (24h) 40000 (1h) ESTUDO DE DISPERSÃO ATMOSFÉRICA 8.9

9. CAPACIDADE DE SUPORTE ATMOSFÉRICO DA BACIA AÉREA DO CIP Um dos objetivos do controle atmosférico na bacia aérea do Complexo Industrial do Pecém - CIP é assegurar os limites máximos de emissão e de concentrações dos poluentes convencionais de acordo com a resolução CONAMA 382/2006 e a CONAMA N o. 3/1990. Este estudo apresenta um panorama da situação atual da bacia aérea em função da quantificação dos poluentes a serem emitidos pelos empreendimentos em fase de instalação e os já instalados. Ressalte-se que a emissão de poluentes mais as condições de exaustão de gases e partículas das chaminés para atmosfera não representam uma relação linear estar com as concentrações de poluentes, no nível do solo. A concentração poderá ser mais baixa ou elevada em função da capacidade de diluição da atmosfera como resultado da ação natural das condições meteorológicas. Apesar da bacia aérea ter sido definida geograficamente para uma área aproximada de 13.000 ha, os poluentes emitidos das chaminés das indústrias poderão ser transportados pelo vento e atingirem longas distâncias extrapolando em muito os limites geográficos definidos para o CIP. Portanto enquanto o solo da área superficial de assentamento geográfico das indústrias se caracteriza com uma superfície estática a atmosfera adjacente e imediatamente acima da superfície é totalmente dinâmica e os efeitos das emissões locais poderão ser sentidos muito além da localização atual das futuras indústrias. Para definir a capacidade de suporte atmosférico da bacia área do CIP, inicialmente estimou-se as emissões dos poluentes das atividades industriais utilizadas no presente estudo, cujos resultados são apresentados no Quadro 9.1 na unidade de mil toneladas por ano por poluente e por atividade industrial. Observa-se que a CSP apresenta a maior emissão de poluentes. A UTE PORTO DO PECÉM é a segunda fonte que mais contribui em termos de emissão de poluentes na bacia aérea do CIP, vindo a seguir a Votorantim Cimentos com baixa emissão de material particulado. Conforme dito anteriormente não necessariamente essas emissões representam uma relação linear com as concentrações dos poluentes no nível do solo. Portanto em que pese uma aparente elevada emissão não significa que a bacia já está ou estará saturada. A saturação é determinada pela concentração dos poluentes no nível do solo, regida pela meteorologia, em comparação com os padrões de qualidade do ar de curto e longo prazo. ESTUDO DE DISPERSÃO ATMOSFÉRICA 9.1