Poluição Atmosférica - Rede de Monitoramento de ar de Curitiba

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UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ
GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA QUÍMICA
ALBERTO CHAGAS LACOVSKI
ANA CAROLINA COELHO LIMA
GIOVANA COLUCCI
MICHEL HENRIQUE RAIMUNDO
PAULA MAYUMI VIGIANI HIRATA
POLUIÇÃO ATMOSFÉRICA
PROFª. DRª PATRÍCIA KRECL ABAD
REDE DE MONITORAMENTO DA QUALIDADE DO AR
CURITIBA
1. Rede de Monitoramento
	O monitoramento da qualidade do ar teve início na década de 80, na região metropolitana de Curitiba, com a operação de quatro estações de amostragem do ar, fixas e manuais. Estas estações analisavam três dos sete parâmetros previstos em Lei, pela Resolução CONAMA 03/90: Dióxido de enxofre (SO2), Partículas Totais em Suspensão (PTS) e Fumaça. Atualmente, quatro estações estão localizadas em Curitiba: Cidade Industrial, Santa Cândida, Boqueirão e Praça Ouvidor Pardinho. Todas elas analisam a concentração de O3, SO2, NO, NO2, CO, PTS e PI, em intervalos de 30 segundos (Instituto Ambiental do Paraná, 2018).
Figura 1 – Redes de Monitoramento de Curitiba
Fonte: Instituto Ambiental do Paraná (2018).
	A rede de monitoramento escolhida para estudo neste trabalho é a Boqueirão, cujo nome se refere ao bairro em que encontra-se localizada na região sudoeste da cidade de Curitiba, no estado do Paraná.
Figura 2 – Bairro Boqueirão
Fonte: Google Maps (2018).
2. Apresentação da Região 
	A região metropolitana de Curitiba, na qual situa-se o bairro Boqueirão, apresenta clima subtropical e úmido. Ao decorrer do ano, possui grande amplitude térmica, pois os invernos são brandos e a temperatura mínima registrada é de -3 ºC, enquanto que no verão atinge-se temperaturas de até 35 ºC.
	A umidade relativa do ar encontra-se na faixa entre 75% a 85%, em uma média mensal. Precipitações ocorrem durante todo o ano, porém apresenta maior intensidade nos meses de verão. Os ventos presentes na região se originam principalmente do leste. 
	O bairro Boqueirão possui área de 14,8 km2 e total de 68495 habitantes. Os primeiros moradores do bairro, na década de 30 e 40, relatam que inicialmente o bairro era uma fazenda de mil alqueires, suas terras eram úmidas e possuíam grandes banhados. Nessa época praticava-se atividades de extração de madeira e criação de gado. O nome do bairro surgiu dessa situação topográfica, a palavra Boqueirão representa uma cova grande e profunda, ou um terreno úmido e alagadiço (Folha de Londrina, 2007). Na figura a seguir está apresentado o relevo da região.
Figura 3 – Relevo de Boqueirão
Fonte: Google Maps (2018).
	Fanini (2008, p.18) caracteriza o perfil topográfico de Curitiba.
“Uma série de terraços escalonados são dispostos em intervalos altimétricos caracterizando Curitiba com uma topografia ondulada de colinas suavemente arredondadas, ou seja, um relevo levemente ondulado, dando-lhe uma fisionomia relativamente regular. Há cadeias montanhosas e conjunto de elevações rochosas em praticamente todo o entorno da cidade, sendo o mais notável e imponente destes, a Serra do Mar, localizada a leste, representando o divisor natural entre o planalto e o litoral do Estado.
	No bairro Boqueirão, há uma concentração de indústrias metalúrgicas fixadas principalmente na Rua Bley Zornig, justificando que haja uma rede de monitoramento na região, visto que essas indústrias são fontes de emissão de poluentes como: material particulado, monóxido de carbono e NOx.
Figura 4 – Metalúrgicas em Boqueirão
Fonte: Google Maps (2018).
	Além da enorme presença de indústrias metalúrgicas, há uma alta concentração de veículos circulando pelo bairro, contribuindo para a geração de poluentes na atmosfera. 
Figura 5 – Frota de veículos no bairro Boqueirão
Fonte: IPPUC (2010).
3. Gerenciamento da Rede
A rede de estações de monitoramento da qualidade do ar na Região Metropolitana de Curitiba é coordenada pelo IAP, que organiza e divulga os resultados para toda a população através da elaboração de relatórios anuais e de boletins semanais e mensais disponibilizados na Internet (www.iap.pr.gov.br). Porém, a rede é formada, além das estações do IAP, por estações de outros parceiros, que juntos realizam o trabalho de monitoramento. Atualmente a rede é formada por 13 estações, sendo 8 do IAP (3 automáticas e 5 manuais), 2 automáticas de propriedade de empresas (REPAR e CSN/CISA) como medida de compensação ambiental, uma automática da Prefeitura de Araucária e duas automáticas do LACTEC. A do Boqueirão, especificamente, é monitorada pelo IAP. As estações manuais realizam apenas a leitura de médias diárias e não permitem o envio dos dados em tempo real, necessitando da intervenção diária de um técnico para a retirada dos filtros e a posterior análise laboratorial. Ao contrário, as estações automáticas realizam leituras automáticas, através de sensores, a cada 30 segundos. O equipamento calcula e armazena a média destas leituras a cada 5 minutos e transmite os resultados em intervalo programado para uma Central de Recepção de Dados. Com isso, permite a constatação de picos de concentração de poluentes ao longo do dia, permitindo melhor avaliação dos índices a que as pessoas estão expostas, além de possibilitar a tomada de decisões emergenciais (IAP, relatório de 2008).
A rede de monitoramento da Região Metropolitana de Curitiba é considerada como adequada para avaliação da qualidade do ar na Região, tendo sido viabilizada através de cooperação técnica entre IAP, Institutos de pesquisa, Prefeituras, Secretarias Municipais e empresas privadas. A implantação e/ou operação de estações por empresas privadas foram exigências do licenciamento ambiental das mesmas como medidas compensatórias de impactos ambientais. (IAP, site).
Em setembro de 2001 entrou em operação a estação automática no bairro Boqueirão, ela teve sua operação interrompida em junho de 2006 em função de ações de vandalismo e retornou em 2009 (IAP, relatório de 2008).
A estação Boqueirão verifica as quantidades de SO2, O3, CO, PM10 e PTS (IAP, site).
Figura 5 – Tabela de estações automáticas de monitoramento do ar no ano de 2008
Fonte: Relatório IAP de 2008.
No site do IAP estão disponibilizados dados de 2011 a 2016 da estação do Boqueirão.
Figura 6 – Boletins de qualidade do ar IAP
Fonte: Site IAP.
Figura 7 – Exemplo de boletim.
Fonte: Site IAP.
Figura 8 – Resultados de monitoramento de SO2.
Fonte: Site IAP.
4. Apresentação dos dados
	A apresentação dos dados está relacionada com a análise e interpretação dos mesmos. Desse modo, faz-se necessário conhecer os padrões da qualidade do ar estabelecidos pela Portaria Normativa IBAMA Nº 348, de 14/03/90 e da Resolução CONAMA N° 03/90, expostos na Figura (9).
Figura 9 - Padrões primários e secundários para poluentes atmosféricos no Paraná.
Fonte: Instituto Ambiental do Paraná (2018).
	Em que o padrão primário é a concentração máxima legal que se ultrapassada pode afetar a saúde da população, o padrão secundário surge como uma proteção maior, e define legalmente abaixo de tais concentrações em que é cientificamente comprovado que terá o menino de efeito adverso. 
	Outra forma de análise é o IAQ (índice de qualidade do ar), que é um padrão de todos os poluentes medidos em uma única escala para facilitar a divulgação e é enquadrado por categorias nas estações como mostra a Figura (10). 
Figura 10 - Classificação do IQA.
Fonte: Instituto Ambiental do Paraná (2018).
	Utilizou-se o Relatório de Qualidade do ar anual de 2007 para demonstração dos dados. Na Figura (11) apresenta-se a emissão anual para o Estado do Paraná no ano de 2007.
Figura 11 – Emissão anual para o Estado do Paraná em 2007.
Fonte: Instituto Ambiental do Paraná (2018).
	Tomando como exemplo o cenário medição para o poluente NOx, tem-se a Figura (12), que demonstra as emissões industriais em todo o Estado e a Figura (13) que apresenta as emissões veiculares. 
Figura 12 – Emissão industrial NOx no cenário medição.
Fonte: InstitutoAmbiental do Paraná (2018).
Figura 13 – Emissão veicular NOx.
Fonte: Instituto Ambiental do Paraná (2018).
	Para a estação Boqueirão, tem-se que os dados mais atuais disponíveis no site do Instituto Ambiental do Paraná são de 2013. Para exemplificar a forma de como é feita a apresentação de dados para emissão de cada poluente, foi escolhido apenas um poluente entre os medidos na estação, o O3. Na Figura (14) observa-se os dados para o O3 na estação Boqueirão.
Figura 14 – Resultado do monitoramento de O3.
Fonte: Instituto Ambiental do Paraná (2018).
	A Figura (15) apresenta o número de violações do padrão primário de ozônio do ano 2000 até 2013.
Figura 15 –Número de violações de O3.
Fonte: Instituto Ambiental do Paraná (2018).
	As concentrações de ozônio variam de acordo com os anos, o que pode ser observado pela Figura (16), do ano 1998 a 2013.
Figura 16 –Variação da concentração média de O3.
Fonte: Instituto Ambiental do Paraná (2018).
	O IAP também disponibiliza boletins de qualidade do ar mensalmente, devido ao fato de que os dados são coletados e atualizados diariamente. Como exemplo, o boletim do mês de julho de 2013 é mostrado na Figura (17).
Figura 17 –Boletim da qualidade do ar Estação Boqueirão.
Fonte: Instituto Ambiental do Paraná (2018).
5. Análise da variação sazonal e diária dos poluentes 
	Foram coletados dados dos boletins mensais emitidos pelo site do IAP correspondente a Dezembro de 2015 a Fevereiro de 2016 e a Junho de 2016 a Agosto de 2016 e representados graficamente nas Figuras 18 e 19.			
Figura 18 - Resultados da qualidade do ar por poluente na atmosfera, obtidos para o período correspondente ao verão 2015/2016
Fonte: Autoria própria com dados do IAP (2018).
Figura 19 - Resultados da qualidade do ar por poluente na atmosfera, obtidos para o período correspondente ao inverno 2016
Fonte: Autoria própria com dados do IAP (2018).
Observando as figuras 18 e 19 verifica-se que há uma variação sazonal da concentração de PM10 e MPTS na qualidade do ar. Uma causa possível se deve às estações com menor precipitação como observado na figura 20. Na estação mais seca, no caso inverno, a concentração de material particulado na atmosfera é maior do que nas estações chuvosas. Isto se deve a deposição úmida de partículas que ocorre devido à precipitação, principal mecanismo de remoção de partículas da atmosfera e também devido à velocidade do vento e a umidade (AMORIM, 2004). 
Figura 20 – Perfil de Temperatura e Precipitação média anual em Curitiba.
	
Fonte: ClimaTempo (2017).
Constatou-se que a concentração de O3 praticamente se manteve constante de um período a outro, lembrando que o ozônio da superfície terrestre (O3) é um poluente secundário, formado através das reações entre óxidos de nitrogênio (NOx = NO + NO2) e compostos orgânicos voláteis (COVs) na presença da luz solar, e a região do bairro Boqueirão situada em Curitiba possui pouca incidência anual de luz solar. O IQA do O3 atingiu um valor máximo de 85 no final de Janeiro, e outros picos em Fevereiro, o que é característico do verão. Esta variabilidade possivelmente está associada às condições climáticas, ou seja: dia claro, sem cobertura de nuvens, há uma maior incidência de radiação solar e, portanto, uma maior produção de ozônio, enquanto que nos dias nublados ou chuvosos, há uma maior atenuação da radiação solar e consequentemente, uma menor produção de ozônio (PAVÃO; ROBAINA; THIELLE, 2006). Na figura 21 é observado o comportamento descrito da nebulosidade na cidade de Curitiba.
Figura 21 – Variação média da nebulosidade em Curitiba
Fonte: Weatherspark (2017).
 	O IQA do SO2 praticamente manteve-se constante durante os períodos observados. Foi analisado uma maior ocorrência de IQA altos de CO no período de inverno, pois possivelmente está associado às condições mais desfavoráveis de dispersão nesse período. 
Na figura 22 foi analisado o IQA médio semanal dos poluentes em Fevereiro de 2016, e concluiu-se que há uma maior concentração de poluentes nos dias úteis da semana, e uma maior incidência no Sábado, provavelmente por uma maior frota automotiva, e o período de maior operação das indústrias na região. Foi observado uma amenização do IQA no Domingo. 
Figura 22 – Variação média semanal do IQA no bairro Boqueirão, Curitiba.
Fonte: Autoria própria com dados do IAP (2018).
Referências
AMORIM, Wanda B. Monitoramento da concentração e caracterização do material particulado suspenso na atmosfera. Tese de Doutorado. Unicamp, Campinas, São Paulo, 2004.
Boletim Mensal da Qualidade do Ar na Região Metropolitana de Curitiba Ano de 2015-2016 – IAP. Disponível em: http://www.iap.pr.gov.br/pagina-1076.html. Acesso em: 03 de maio de 2018.
Boqueirão: construído pela união dos moradores. Folha de Londrina. Disponível em: https://www.folhadelondrina.com.br/cadernos-especiais/boqueirao-construido-pela-uniao-dos-moradores-598040.html. Acesso em: 02 de maio de 2018.
FANINI, N. M. Atlas Geográfico do Município de Curitiba. Superintendência da Educação: Programação de Desenvolvimento Educacional, PDE. 2008.
Monitoramento Ambiental – Ar. Instituto Ambiental do Paraná. Disponível em: http://www.iap.pr.gov.br/. Acesso em: 02 de maio de 2018.
Monitoramento da Qualidade do Ar na Região Metropolitana de Curitiba. Disponível em:http://ambientes.ambientebrasil.com.br/urbano/programas_e_projetos/monitoramento_da_qualidade_do_ar_na_regiao_metropolitana_de_curitiba_%28rmc%29.html. Acesso em: 02 de maio de 2018.
Nosso Bairro – Alto Boqueirão. Instituto de Pesquisa e Planejamento Urbano de Curitiba. Disponível em: www.ippuc.org.br. Acesso em: 02 de maio de 2018.
PAVÃO, Hamilton G.; ROBAINA, Talita F.; THIELLE, Alexandre S. O ozônio de superfície: variações diárias e sazonais, para Campo Grande, MS. 1º Simpósio de Geotecnologias no Pantanal, Campo Grande, Brasil. Novembro, 2006.
Relatório Anual da Qualidade do Ar na Região Metropolitana de Curitiba Ano de 2013 – IAP. Disponível em: http://www.iap.pr.gov.br/pagina-131.html. Acesso em: 02 de maio de 2018.
Relatório Qualidade do Ar na Região Metropolitana de Curitiba Ano de 2008 – IAP. Disponível em: http://www.iap.pr.gov.br/pagina-131.html. Acesso em: 02 de maio de 2018.