ANÁLISE DE IMPACTOS AMBIENTAIS DE UMA SIDERÚRGICA - UM ESTUDO DE CASO DA COMPANHIA SIDERÚRGICA CRATEUENSE

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ 
CAMPUS CRATEÚS 
CURSO DE BACHARELADO EM ENGENHARIA AMBIENTAL E SANITÁRIA 
DISCIPLINA DE CONTROLE DA POLUIÇÃO ATMOSFÉRICA 
PROFESSORA: JANINE BRANDÃO 
 
 
 
 
 
 
JOSÉ MOTA DE SOUSA NETO 
MARIA CAROLINA MESQUITA DE SOUSA 
 
 
 
 
 
 
 
 
ANÁLISE DE IMPACTOS AMBIENTAIS DE UMA SIDERÚRGICA: UM 
ESTUDO DE CASO DA COMPANHIA SIDERÚRGICA CRATEUENSE 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CRATEÚS – CE 
29 DE NOVEMBRO DE 2018
SUMÁRIO 
 
1 INTRODUÇÃO ...................................................................................................... 3 
2 JUSTIFICATIVA E OBJETIVOS ........................................................................... 3 
3 CARACTERIZAÇÃO DA ÁREA ............................................................................ 4 
 3.1 CARACTERIZAÇÃO DO CLIMA .............................................................. 5 
4 COMPANHIA SIDERÚRGICA CRATEUENSE ..................................................... 6 
 4.1 CARACTERIZAÇÃO DO EMPREENDIMENTO ....................................... 6 
 4.2 JUSTIFICATIVA DO EMPREENDIMENTO .............................................. 6 
 4.3 PROCESSO PRODUTIVO ....................................................................... 6 
 4.4 CARACTERIZAÇÃO DO EFLUENTE GASOSO ...................................... 8 
 4.5 TECNOLOGIAS DE TRATAMENTO DE EFLUENTES ............................ 9 
5 CÁLCULO DA EFICIÊNCIA DE REMOÇÃO DOS POLUENTES, EFICIÊNCIA 
GLOBAL E PENETRAÇÃO ................................................................................ 15 
6 DEFINIÇÃO DA ALTURA DA CHAMINÉ E ALTURA EFETIVA ......................... 16 
7 MODELAGEM DE DISPERSÃO DA PLUMA ..................................................... 17 
8 PROGRAMA DE MONITORAMENTO ................................................................ 19 
9 CRONOGRAMA FÍSICO FINANCEIRO ............................................................. 23 
10 CONCLUSÃO .................................................................................................. 24 
11 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ................................................................ 25 
 
 
 
 
1 INTRODUÇÃO 
 O crescimento populacional vem proporcionando cada vez mais o 
desenvolvimento econômico de determinadas regiões. Junto com o crescimento, 
também cresce a demanda por matérias primas para os mais variados setores, como 
o siderúrgico. O aço pode ser encontrado em construções na forma de vergalhões, 
barras e para indústria automobilística funciona como sendo uma commodity, pois é 
utilizado em grande escala (OLIVEIRA, 2014). A indústria siderúrgica tem 
aplicabilidade em diversas áreas da sociedade e do mercado de trabalho, promovendo 
um papel essencial ao crescimento econômico, já que o aço é um insumo básico 
capaz de manter diversos segmentos do mercado, como a indústria automobilística, 
construção civil e infraestrutura (FIGUEIREDO, 2016). 
2 JUSTIFICATIVA E OBJETIVOS 
 A produção de aço pode acarretar em diversos impactos para o clima e para o 
meio ambiente local, devido à emissão de gases e poluentes gerados por essas 
indústrias. A dispersão desse efluentes pode afetar a população que se encontra em 
regiões próximas ao empreendimento (OLIVEIRA, 2014), gerando, assim, problemas 
respiratórios e na saúde, de modo geral. 
 Nesse contexto, se faz necessário analisar os impactos que empreendimentos 
como esses podem causar ao meio ambiente e à população, avaliando os poluentes 
atmosféricos e as formas de mitigação desses problemas. 
 Assim, o objetivo desse estudo é analisar os impactos ambientais referentes à 
poluição atmosférica, geradas pela siderúrgica, tomando como base os mecanismos 
de controle e monitoramento, e utilizando como estudo de caso, a Companhia 
Siderúrgica Crateuense, uma usina siderúrgica em fase de implantação no município 
de Crateús, estado do Ceará. 
 Os objetivos específicos desse trabalho são: 
• Descrever o processo produtivo do empreendimento, destacando os poluentes 
gerados em cada etapa; 
• Caracterizar os efluentes gasosos gerados nos processos utilizados na 
siderúrgica; 
• Descrever as tecnologias de tratamento e controle das emissões atmosféricas, 
bem como os seus respectivos dimensionamentos; 
• Abordar as técnicas de monitoramento da emissão e qualidade do ar; 
• Calcular a eficiência de remoção dos poluentes em cada uma das unidades 
de tratamento. 
 
3 CARACTERIZAÇÃO DA ÁREA 
A área de implantação da siderúrgica consistirá em uma área total de 109 
hectares. A área localiza-se em um ponto consideravelmente distante dos centros 
populacionais de Crateús, a uma distância de aproximadamente 700 metros da 
rodovia CE-187 e a 400 metros da área populacional mais próxima, o condomínio 
Morada dos Ventos II. O mapa abaixo ilustra a localização da siderúrgica e alguns 
locais relevantes para referência. 
Figura 1 – Área de implantação da siderúrgica 
 
Fonte: Google Maps, acesso em 20/10/2018 
 
3.1 CARACTERIZAÇÃO DO CLIMA 
 Segundo dados do Weather Spark e do INMET, em Crateús, a estação chuvosa 
caracteriza-se pela temperatura amena, opressiva e de céu encoberto. A estação seca 
é quente, de ventos fortes e de céu parcialmente encoberto. Ao longo do ano, a 
temperatura varia entre 21°C e 38°C. 
 A estação quente permanece por 3,5 meses, de 2 de setembro a 16 de 
dezembro, com temperatura máxima média diária acima de 36 °C. A estação fresca 
permanece por 2,8 meses, de 9 de março a 4 de junho, com temperatura máxima 
diária em média abaixo de 32 °C. 
 A estação de maior precipitação dura 4 meses, de 11 de janeiro a 11 de maio, 
com probabilidade acima de 31% de que um determinado dia tenha precipitação. A 
estação seca dura 8 meses, de 11 de maio a 11 de janeiro. 
 A duração do dia em Crateús não varia significativamente durante o ano, cerca 
de 25 minutos a mais ou a menos de 12 horas no ano inteiro. Por ano, a insolação 
total é de 2665 horas. 
 A velocidade horária média do vento em Crateús passa por variações sazonais 
significativas ao longo do ano. A época de mais ventos no ano dura 6,4 meses, de 21 
de junho a 1 de janeiro, com velocidades médias do vento acima de 16,5 km/h. A 
época mais calma do ano dura 5,6 meses, de 1 de janeiro a 21 de junho. O dia mais 
calmo do ano registrou ventos de 11,5 km/h de velocidade horária média do vento. A 
direção média horária predominante do vento em Crateús é do leste durante todo o 
ano. 
 
4 COMPANHIA SIDERÚRGICA CRATEUENSE 
4.1 CARACTERIZAÇÃO DO EMPREENDIMENTO 
A Companhia Siderúrgica Crateuense (CSC) – empreendimento do grupo 
Mota&Mesquita S.A. - será uma usina siderúrgica de médio a grande porte, que será 
implantada no município de Crateús, a 350km de Fortaleza, no estado do Ceará. A 
siderúrgica será implantada na rodovia CE-187, na saída para a cidade de Novo 
Oriente. 
A produção inicial de aço esperada para a siderúrgica é de aproximadamente 
7600 toneladas por mês, produzindo um total de 253 toneladas por dia. Gerando, 
assim, um total de cerca de 3 mil empregos para a população da cidade e de outras 
localidades próximas. A indústria é considerada “de base”, já que os produtos finais 
serão apenas barras ou chapas metálicas, que servem como matéria-prima para 
outras indústrias que fabricam inúmeros produtos metálicos. (TERRA; GOMES; 
CAMPANELI, 2015) 
4.2 JUSTIFICATIVA DO EMPREENDIMENTO 
Uma siderúrgica de grande porte como a CSC, como já citado, pode gerar 
inúmeros empregos para a cidade de Crateús, além de propiciar a implantação de um 
verdadeiro distrito industrial. Isso implica na movimentação da economia local e,consequente, a maior visibilidade da cidade, podendo atrair os investimentos de 
outros grupos empresariais. 
4.3 PROCESSO PRODUTIVO 
A usina será do tipo usina siderúrgica integrada, ou seja, utilizam o processo 
de redução do minério de ferro, a partir de uma carga constituída por minério de 
ferro granulado e/ou de aglomerados de finos de minério de ferro, [...] para a 
obtenção do ferro gusa liquido (COMPANHIA AMBIENTAL DO ESTADO DE SÃO 
PAULO, 2017). A escolha do tipo integrada deveu-se à proximidade da siderúrgica à 
uma mina de ferro localizada no município de Quiterianópolis, a 87km de Crateús. 
Isso viabilizaria o processo de utilização do minério de ferro no processo produtivo 
da siderúrgica. 
 
Em termos gerais, o processo de produção de aço abrange quatro grandes 
etapas: 
• Preparação do minério e do carvão: 
A parte do minério de ferro que se encontra na forma de finos, com 
granulometria imprópria para utilização direta no alto forno, é submetida a 
processos de aglomeração (sinterização ou pelotização) para a formação do 
sínter e das pelotas que, juntamente com o minério granulado, são 
carregados no alto forno. O carvão mineral, que contém um conjunto de 
elementos indesejáveis à produção do aço, é aquecido em fornos especiais 
(coquerias) onde os compostos voláteis são removidos e o resíduo da queima 
(coque) é utilizado como combustível e redutor no alto forno. (CONAMA, 
2017) 
 
• Redução do minério de ferro: 
 
Consiste na remoção do oxigênio contido nos óxidos do minério por ação dos 
redutores – coque ou carvão vegetal. Esta operação é realizada nos altos 
fornos (a coque ou a carvão vegetal) ou fornos elétricos de redução. O 
produto obtido nesta etapa é uma liga ferro carbono, com teor de carbono 
variando entre 1,7 a 6,67%, denominada ferro-gusa, que ainda contém 
impurezas como fósforo, enxofre e sílica. (CONAMA, 2017) 
 
• Refino: 
É realizado para diminuir o teor de carbono e das impurezas presentes no 
ferro-gusa até valores específicos para os diferentes tipos de aço. Esta 
transformação do ferro-gusa em aço (Refino) é realizada nas aciarias, sendo 
as mais utilizadas aquelas que empregam o arco elétrico (Fornos Elétricos a 
Arco) e o sopro de oxigênio (BOF – Basic Oxygen Furnance). (CONAMA, 
2017) 
 
• Conformação mecânica: 
 
O aço produzido nas aciarias é vazado em lingoteiras, solidificando-se na 
forma de lingotes ou em máquinas de lingotamento contínuo, onde é cortado 
já na forma de produtos semiacabados (placas ou tarugos). Os produtos 
resultantes do convencional ou contínuo são transformados mecanicamente, 
por meio da laminação, forjamento e outros processos mecânicos, em grande 
variedade de produtos tais como: bobinas, barras, chapas, vergalhões, fio-
máquina, perfis e outros. (CONAMA, 2017) 
 
Cada etapa até a produção do aço gera emissões atmosféricas de material 
particulado com composições e granulometrias diversas. As mais estudadas são: 
Forno elétrico a arco, veículos automotivos dentro das plantas siderúrgicas, LD, pilhas 
de minério e a sinterização (OLIVEIRA, 2014). 
4.4 CARACTERIZAÇÃO DO EFLUENTE GASOSO 
As emissões atmosféricas mais importantes provenientes das unidades 
operacionais da indústria siderúrgica são: material particulado (MP), óxidos de 
nitrogênio (NO, NO2), óxidos de enxofre (SO, SO2), óxidos de carbono (CO, CO2), 
metais pesados, compostos orgânicos voláteis, compostos acíclicos aromáticos, 
dioxinas e furanos, entre outros (ALMEIDA, 1999 apud OLIVEIRA, 2014). 
Em termos de quantidade de poluente emitido pelas diversas plantas da 
indústria siderúrgica, como coqueria e alto-forno. A tabela seguinte mostra os valores 
de emissão média de determinados gases, em toneladas por ano. 
Tabela 1 – Emissão de poluentes da indústria siderúrgica (STAPPA, 2006). 
Emissão de Poluentes da indústria siderúrgica (t/ano) 
Tipo de emissão PM2,5 SO2 NOx 
Quantidade Produzida 44,922 89,305 97,977 
 
Os poluentes podem ser divididos em dois grupos, sendo eles material 
particulado e gases e vapores. De acordo com a forma com que se originam, são 
chamados de primários aqueles emitidos diretamente na atmosfera e de secundários 
os que se formam pelas reações entre poluentes primários e substâncias comuns na 
atmosfera. Por fim, segundo a classe química a que pertencem, são classificados em 
orgânicos e inorgânicos (ALMEIDA, 1999 apud FIGUEIREDO, 2016) 
Porém, para este trabalho, utilizaremos somente o alto forno como objeto de 
análise das vazões e emissões, visto que é no alto forno em que o minério de ferro é 
transformado em ferro-gusa, uma das formas básicas para a produção do aço. 
Também porque o alto forno é um dos principais geradores de efluentes gasosos, 
visto que durante o seu funcionamento tem-se a percolação de gases ascendentes 
oriundos da combustão do coque (OLIVEIRA, 2014). 
A geração média de gás de alto forno está na faixa de 2.000 Nm³ por tonelada 
de ferro gusa produzido (JACOMINO et al., 2002 apud CHAVES, 2013). No presente 
estudo, a produção total de ferro gusa é de 190 toneladas por dia, gerando uma vazão 
total pelo alto forno de 15.820 Nm³/h. 
 
4.5 TECNOLOGIAS DE TRATAMENTO DE EFLUENTES 
Tendo em vista as emissões dos poluentes citados anteriormente, faz-se 
necessário o uso de tecnologias que realizem o tratamento desses efluentes, 
reduzindo a quantidade de poluentes presentes nos gases. Os gases provenientes do 
alto forno arrastam consigo uma grande quantidade de material particulado, sendo 
necessário um tratamento prévio (CHAVES, 2013), antes de serem jogados na 
atmosfera. Dessa forma, algumas tecnologias foram selecionadas para serem 
utilizadas na siderúrgica. 
Câmara gravitacional 
Esse tipo de equipamento é uma câmara gravitacional/sedimentação. O fluxo 
gasoso tem sua velocidade reduzida, depositando as partículas mediante a força da 
gravidade. Existem as câmaras de sedimentação do tipo Howard onde são colocadas 
bandejas no seu interior, diminuindo a altura da queda das partículas, porém 
dificultando a limpeza (MESQUITA et al., 1977). 
Figura 2 – Câmara gravitacional 
 
Fonte: MESQUITA et al., 1977 apud CHAVES, 2013; p. 58 
 
Ciclone 
Os ciclones são coletores centrífugos basicamente constituídos por uma câmara 
cilíndrica com base cônica onde as partículas são removidas do fluxo gasoso pela 
ação da força centrífuga. A corrente gasosa entra tangencialmente a alta velocidade 
na câmara, formando uma espiral descendente externa até a base e uma espiral 
ascendente interna para descarregar o fluxo. O gás é descarregado axialmente pela 
saída, localizada no topo do ciclone. A aceleração centrífuga impulsiona as partículas 
contidas no gás contra a parede do corpo cilíndrico do ciclone. A componente vertical 
da força e a gravidade forçam-nas para a parte inferior do ciclone, de onde elas vão 
para um local de armazenamento (GALVÃO FILHO, 2012 apud CHAVES, 2013). 
Figura 3 – Esquema de funcionamento de um ciclone 
 
Fonte: CHAVES, 2013; p. 59 
 
Dimensionamento do ciclone 
O dimensionamento do ciclone é feito da seguinte forma: 
Como citado anteriormente, a produção diária de ferro gusa produzido pela 
siderúrgica é de 190 toneladas por dia. Sendo assim: 
190 / 24 = 7,91 toneladas/hora 
Vazão = Q = 7,91 x 2000 = 15.820 Nm³/h 
Temperatura média do gás no topo do alto forno = 120 °C 
Vazão real = 15.820 Nm³/h x (273 + 120) °C / 273 °C = 22773 m³/h = 6.32 m³/s 
Velocidade de entrada de gases no sistema: 22 m/s 
Sendo a área (A) a seção da tubulação de transporte dos gases e de entrada 
no ciclone, tem-se: 
𝑄 = 𝑉 ∗ 𝐴 
6,38 = 22 ∗ 𝜋 ∗
𝑑2
4
 
𝑑 = 0,60 𝑚 
Adota-se o diâmetro d = 600 mm = 1,9685 pés 
 
Figura 4 – Esquema paradimensionamento do ciclone 
 
Fonte: CHAVES, 2013 
Lavadores de gás 
A separação pelo uso de lavadores acontece pela mescla de água com o fluxo 
gasoso, gerando a absorção do material particulado que se quer remover. O contato 
da água com o gás pode ser forçado ou por impactação inercial que irá depender do 
tipo de lavador usado. Após o contato com o fluxo gasoso poluído, o efluente 
resultante é direcionado ao sistema de tratamento, onde as partes sólida e líquida são 
separadas, possibilitando o retorno da água para o início do processo de lavagem, 
enquanto a fase sólida é removida e direcionada a 35 destinação adequada. Há uma 
grande diversidade deste tipo de equipamento, podendo variar em função do tipo de 
fluxo do gás, tipo de spray a ser utilizado, entre outros fatores (SOUZA, 2013 apud 
FIGUEIREDO, 2016). 
Figura 5 – Esquema de funcionamento de um lavador de gás tipo Venturi 
 
Fonte: FIGUEIREDO, 2016; p.35 
 
Para o dimensionamento do lavador de gás, usaremos os seguintes 
parâmetros: 
Vazão real dos gases na entrada do Venturi (Q): 
Q = 15.820 Nm3/h x (110+273) / 273 = 22.194 m3/h = 6,16 m3/s 
Para definir o tamanho da entrada do lavador foi adotado para projeto uma 
velocidade específica conforme descrito a seguir: 
Velocidade de entrada no Venturi (V): Adota-se V= 15,0 m/s 
Cálculo da área da seção da tubulação de entrada: 
A = (Q / V) 
A = 6,16 / 15,0 
A = 0,414 m² 
A = 
𝜋∗𝐷2
4
 
D = 0,726 m 
Adotou-se o diâmetro de 726 mm 
É recomendado de 0,1 a 2 litros de água/Nm3 de gás (GORDON; PEISAKHOV, 
1972 apud CHAVES, 2013). Adotou-se, por segurança, 2 litros de água /Nm3 de gás. 
Esta vazão será controlada com válvula de fecho rápido (esfera). 
Qágua = vazão de água por Nm³ = 2 litros / Nm³ 
Cálculo da vazão de água de recirculação para o lavador: 
Vazão água = 15.960 Nm3/h x 2 L/Nm3 = 31.920 litros/h. 
Para calcular as dimensões na garganta, a velocidade do gás ao passar no 
Venturi foi definida em: V = 120 m/s. 
Seção do Venturi: 
Q (vazão) = A (área) x V (velocidade) 
A (área) = 6,16 m³/s / 120 m/s 
A (área) = 0,0513 m² 
A = 
𝜋∗𝐷2
4
 
D = 0,255 m 
Adotou-se o diâmetro de 250 mm 
Verificação da velocidade na garganta: 
Vgarganta = 4 x 6,16 m³/s / (p x (0,25 m)²) = 126,57 m/s 
Filtros de manga 
Também conhecido como fabric filter, é um equipamento com estrutura 
metálica externa constituído de mangas filtrantes, formadas de tecido poroso ou feltros 
específicos. Sua função principal é a separação de gases efluentes (fase gasosa) e 
partículas (fase sólida), tanto para fins de recuperação de produto industrial e 
purificação dos gases, quanto para retirada dos poluentes (PACHECO, 2013 apud 
FIGUEIREDO, 2016). 
Figura 7 – Esquema de funcionamento de um filtro de manga 
 
Fonte: <http://www.apoioprojetos.com.br/filtro-de-mangas.html>. Acesso em 20/11/2018 
 
O dimensionamento do filtro de manga se dá da seguinte maneira: 
• A(total) = A(lateral) + A(base) 
Adota-se Vf= 15 cm/s. 
 
• Dimensões do filtro de manga: H =4,12 m e φ=0,203 m. 
 
• Determinação do raio r: 
 
R = 
 φ
2
 = 0,1015 m 
 
• Determinação da Área total 
 
 A(total) = 2 π r h +π r² 
A(total) = (2 π x 0,1015 m x 4,12 m) + (π x 0,10152) 
 A(total) = 2,6598 m2 por manga. 
 
• Área filtrante = Q gás/ Vf 
 
Área filtrante = 
2𝑚3/𝑠𝑒𝑔
0,15 𝑚/𝑠
 Afiltrante = 13,3 m2 
 
• Número de mangas = 118 m² / 2,6598 ≅ 44 𝑚𝑎𝑛𝑔𝑎𝑠. 
 
5 CÁLCULO DA EFICIÊNCIA DE REMOÇÃO DOS POLUENTES, EFICIÊNCIA 
GLOBAL E PENETRAÇÃO 
A eficiência dos equipamentos de material particulado pode ser calculada 
através da seguinte equação: 
𝜂𝑖 =
100 ∗ (𝐴 − 𝐵)
𝐴
 
Já a eficiência global pode ser calculada da seguinte maneira: 
𝜂𝑔 = (1 − [(1 − 𝜂1) ∗ (1 − 𝜂2) ∗ (1 − 𝜂3) … ]) ∗ 100 
Por fim, a penetração é calculada por 𝑃 = 100 − 𝜂𝑔 
Os cálculos das eficiências de cada uma das tecnologias de tratamento, na 
sequência em que elas serão instaladas, estão representados a seguir. 
Para a câmara gravitacional, a carga de entrada é de 82452 mg/Ns e a de 
saída é 82137 mg/N*s. Assim, a eficiência do lavador de gás é: 
𝜂1 =
100 ∗ (82452 − 82137)
82452
= 0,38 = 38% 
A carga de entrada no ciclone é de 78671 mg/Ns e a de saída é de 78104 
mg/N*s. Portanto, temos que a eficiência do ciclone é de: 
𝜂2 =
100 ∗ (78671 − 78104)
78671
= 0,72 = 72% 
Para o filtro de manga, a carga de entrada é de 65378 mg/Ns e a de saída é 
64808 mg/N*s. Assim, a eficiência do filtro é: 
𝜂3 =
100 ∗ (65378 − 64808)
65378 
= 0,86 = 86% 
 Para o lavador, a carga de entrada é de 28822 mg/Ns e a de saída é 28544 
mg/N*s. Assim, a eficiência do lavador de gás é: 
𝜂4 =
100 ∗ (28822 − 28544)
28822
= 0,9645 = 96,45% 
Dessa forma, a eficiência global será dada por: 
𝜂𝑔 = (1 − [(1 − 0,38) ∗ (1 − 0,72) ∗ (1 − 0,86) ∗ (1 − 0,96)]) ∗ 100 
𝜂𝑔 = 0,990 = 99% 
Assim, temos que a penetração é de 𝑃 = 100% − 99% = 1%. 
6 DEFINIÇÃO DA ALTURA DA CHAMINÉ E ALTURA EFETIVA 
Determinou-se que a altura da chaminé será de 85 metros e a altura efetiva é 
dada por 𝐻𝑒𝑓 = ℎ𝑔 + Δℎ, onde hg é a altura física da chaminé e Δℎ é determinada 
pela equação de Davidson-Bryant Δℎ = 𝑑 (
𝑉𝑠
𝑢
)
1,4
∗ (1 +
Δ𝑡
𝑇𝑠
). O diâmetro interno da 
chaminé será de 3,5 metros. A velocidade de saída do efluente da chaminé é 
de 15 m/s, a velocidade do vento na altura da chaminé (u), pode ser calculado através 
da seguinte fórmula: 
𝑢 = 𝑢0 (
ℎ
ℎ0
)
𝑒
 
Onde h é a altura da chaminé em metros, ℎ0 é a altura da medição da 
velocidade do vento (usualmente 10m), uo é a velocidade do vento a 10 metros de 
altura (segundo a seção 6, é de 4,44 m/s) e a constante 𝑒 depende da estabilidade da 
atmosfera e pode ser determinada pela tabela a seguir. 
Tabela 2 – Classificação da constante empírica 𝒆 
Classe de estabilidade Constante empírica 𝑒 
A 0,10 
B 0,15 
C 0,20 
D 0,25 
E 0,30 
F 0,35 
Fonte: UFES 
Como a classe de estabilidade na área da siderúrgica é tipo C, a constante 
resulta em 𝑒 = 0,20. Assim, a velocidade do vento na altura da ponta da chaminé é 
de 
𝑢 = 4,44 (
15
6,81
)
0,20
= 6,81 𝑚/𝑠 
As incógnitas para a determinação do Δℎ estão representadas a seguir: 
d = 3,5 metros 
Vs = 15 m/s 
u = 6,81 m/s 
Δ𝑡 = (93°C – 32°C) + 273 = 334 K 
Ts = 93°C + 273 = 366 K 
 
Dessa forma, o Δℎ pode ser calculado da seguinte forma: 
Δℎ = 3,5 (
15
6,81
)
1,4
∗ (1 +
334
366
) = 20,22 𝑚 
Assim, a altura efetiva pode ser determinada por: 
𝐻𝑒𝑓 = 85 + 36,8 = 105,2 𝑚 
7 MODELAGEM DE DISPERSÃO DA PLUMA 
Para determinar os cálculos de dispersão atmosférica, iremos analisar a 
concentração de poluentes a uma distância de 400 metros da chaminé. Para isso, 
utilizaremos o modelo Gaussiano de dispersão, a concentração em um ponto a 
determinada distância da chaminé é definida pela seguinte fórmula: 
𝐶(𝑥, 𝑦, 𝑧) =
𝑄𝑠
2𝜋𝑢𝜎𝑦𝜎𝑧
∗ exp (−
𝑦2
2𝜎𝑦2
) [exp (−
(𝑧 − 𝐻)2
2𝜎𝑧2
) + exp (−
(𝑧 + 𝐻)2
2𝜎𝑧2
)] 
Onde x,y,z são as coordenadas cartesianas ou espaciais do ponto onde se 
deseja estimar a concentração do contaminante, em metros, C(x,y,z) é a concentração 
esperada do contaminante na coordenada (x,y,z) (g/m3), 𝑄𝑠 é a quantidade de 
contaminante lançada pela fonte de emissão (g/s), H é altura efetiva de lançamento 
(m), u é a velocidade média do vento na direção do escoamento (x) e medida no topo 
da chaminé (m/s), σy e σz são os desvios médios da distribuição de concentração nas 
direções y e z. 
Mas antes, precisamos levantar alguns parâmetros necessários para a 
realização dos cálculos. 
 Airradiação solar em Crateús é de 5,40 KWh/m².dia, o que equivale a 225 
W/m², o que, segundo as classes de estabilidade de Pasquill, caracteriza-se como 
uma radiação solar fraca. A velocidade dos ventos na área, a 10 metros de altura, é 
de 4,44 m/s. Sendo assim, a classe de estabilidade da área caracteriza-se como 
levemente instável, ou seja, tipo C. 
 A velocidade do vento no topo da chaminé e a altura efetiva foram determinados 
na seção anterior, e tem os valores de, respectivamente, 6,81 m/s e 105,22 m. 
 Para determinar os valores dos parâmetros σy e σz, utilizaremos a formulação 
de Briggs, definida pela seguinte tabela: 
Tabela 3 – Parâmetros para dispersão em ambientes urbanos 
 
Fonte: UFES 
 Assim, como a classe é C, os valores de σy e σz, a uma distância x de 400 
metros, são definidos da seguinte forma: 
𝜎𝑦 = 0,22(400)(1 + 0,0004(400))
−0,5
= 81,7 𝑚 
𝜎𝑧 = 0,20(400) = 80 𝑚 
 Por fim, a taxa de emissão de poluentes na chaminé, como visto na seção 
4.4, é de 2,83 g/s. 
 Com todos os parâmetros obtidos, a concentração de poluentes em um ponto 
a 400 metros da chaminé a 85 metros de altura, no ponto (400, 0, 85), é 
determinada a seguir. 
𝐶(𝑥, 𝑦, 𝑧) =
2,83
2𝜋 ∗ 6,81 ∗ 81,47 ∗ 80
∗ exp (−
02
2 ∗ 81,47²
) [exp (−
(85 − 105,22)2
2 ∗ 80²
) + exp (−
(85 − 105,22)2
2 ∗ 80²
)] 
𝐶(𝑥, 𝑦, 𝑧) = 0,0000104 𝑔/𝑚³ 
 Assim, conclui-se que a concentração de poluentes a uma distância de 400 
metros da chaminé, local próximo aos centros populacionais é consideravelmente 
baixa, o que implica que a emissão de poluentes não deve afetar de forma 
significativa a população residente nas áreas próximas à siderúrgica. 
 
8 PROGRAMA DE MONITORAMENTO 
 A implantação de um programa de monitoramento das emissões atmosféricas 
em um complexo produtivo potencialmente poluidor da atmosférica é um requisito 
fundamental para a efetiva gestão da qualidade do ar da área de influência direta da 
indústria siderúrgica, além de permitir um acompanhamento eficaz da conformidade e 
evolução de controle de emissões (CAVALCANTI, 2012). 
 As emissões de poluentes atmosféricos oriundas do processo produtivo não 
podem ser evitadas, porém podem ser monitoradas, controlando os níveis de 
concentração dos poluentes e também podem ser reduzidas através de medidas 
mitigadoras, ou seja, medidas que tenham como finalidade reduzir a magnitude ou a 
importância dos impactos. (SANCHEZ, 2008 apud CAMPANELI, 2015). 
 As redes de monitoramento têm como objetivo medir a exposição da população 
aos poluentes: partículas totais em suspensão (PTS), partículas com diâmetro menor 
que 10 μm (MP10), dióxido de enxofre (SO2), óxidos de nitrogênio (NOx), 
hidrocarbonetos (HC), monóxido de carbono (CO), ozônio (O3) e partículas 
sedimentadas (ou sedimentáveis, conforme indicado no Decreto Estadual no 3463-
R)(PS). Além dos dados de qualidade do ar são monitorados os seguintes parâmetros 
meteorológicos: direção e velocidade do vento, temperatura, umidade, radiação solar, 
pressão atmosférica e precipitação. 
O número de estações de monitoramento instaladas na cidade de Crateús será 
somente uma. Estará localizada em um local de grande concentração populacional na 
cidade, que é o bairro Planalto. A figura mostra o local de instalação da estação na 
cidade. 
 
Figura 8 – Local da estação de monitoramento 
 
Fonte: Google Maps 
 
O equipamento utilizado neste trabalho é um amostrador de grande volume 
(AGV) Andersen 1200 para partículas menores que 10 𝜇𝑚 (AGV-MP10), mostrado à 
esquerda na Figura 9. 
 
Figura 9 - Amostradores de grandes volumes: AGV-MP10 à esquerda e AGV-
PTS à direita. 
 
Fonte: LIRA, 2009 
 
O amostrador AGV-MP10 é composto por um motor-aspirador a vazão 
constante e dotado de um cabeçote com separador inercial de um estágio. A Figura 
10 mostra um esquema funcional do AGV-MP10. O ar entra pelo cabeçote, que possui 
a região de entrada de 360°, de forma que a amostragem seja feita 
independentemente da direção do vento. O escoamento é acelerado por nove bocais 
que projetam o ar para a câmara de impactação inercial. Nesse local, o material 
particulado com diâmetro aerodinâmico superior a 10 𝜇m é retido em uma placa 
untada com graxa de silicone. Com a primeira separação executada, o ar segue por 
dezesseis bocais de saída até encontrar o filtro posicionado na base do cabeçote, 
onde o MP10 é retido (LIRA, 2009). 
 
Figura 10 – Esquema do AGV - MP10 
 
Fonte: LIRA, 2009 
 
A vazão de operação deve ser constante e igual a 1,13 m3/min 10%, o que 
garante o diâmetro de corte de 10 𝜇m ± 0,5 𝜇m. De acordo com o manual do 
equipamento (ENERGÉTICA, 1999), para assegurar medidas precisas da 
concentração de MP10, é necessário calibrar o amostrador: (a) pelo menos duas 
vezes ao ano; (b) após a troca de escovas ou motor; (c) após deslocamento do 
equipamento para outro local; ou (d) quando a vazão de operação estiver fora da faixa 
aceitável. 
As amostragens de MP10 são realizadas em períodos de 24 horas, a cada três 
dias, de acordo com a norma NBR 13412 estabelecida pela ABNT (1995). Antes da 
amostragem, o filtro é numerado próximo à borda e fica por, no mínimo, 24 horas em 
um recipiente contendo sílica gel para equilíbrio de umidade. Após esse período, o 
filtro é pesado em uma balança analítica de precisão 0,1 mg, que fica dentro de uma 
câmara de pesagem. A massa inicial do filtro é anotada juntamente com seu número 
de identificação. Os filtros são de fibra de vidro de dimensões 20,3 x 25,4 cm, e com 
eficiência de coleta de 99% para 0,3 𝜇m. 
9 CRONOGRAMA FÍSICO FINANCEIRO 
O cronograma físico financeiro, contendo informações e dados financeiros, 
abrangendo as etapas desde a escolha do local até as tecnologias de tratamento e 
programas de monitoramento, estão representadas nas tabelas a seguir. 
Tabela 4 – Investimento total das etapas de implantação da siderúrgica 
ATIVIDADE INDICADOR TOTAIS PARCIAIS 
Dossiê Nº de Documentação R$ 60.000,00 
Compra do terreno Munícipio de Crateús R$ 500.000,00 
Serviços Preliminares Implantação R$ 75.000.000,00 
Compra de material para operação Minério de ferro R$ 25.000.000,00 
Capacitação de técnicos de Siderurgia Nº de Técnicos Capacitados R$ 100.000,00 
Programa de Monitoramento Nº de equipamentos R$ 75.000,00 
 
 TOTAL R$ 100.735.000,00 
 
Tabela 5 – Definição dos investimentos totais semestrais durante o período de 
três anos 
2019/1 2019/2 2020/1 2020/2 2021/1 2021/2 
R$ 60.000,00 R$ - R$ - R$ - R$ - R$ - 
R$ - R$ 200.000,00 R$ 75.000,00 R$ 75.000,00 R$ 75.000,00 R$ 75.000,00 
R$ - R$ 25.000.000,00 R$ 12.500.000,00 R$ 12.500.000,00 R$ 12.500.000,00 R$ 12.500.000,00 
R$ - R$ - R$ 6.250.000,00 R$ 6.250.000,00 R$ 6.250.000,00 R$ 6.250.000,00 
R$ - R$ 100.000,00 R$ - R$ - R$ - R$ - 
R$ - R$ - R$ 18.750,00 R$ 18.750,00 R$ 18.750,00 R$ 18.750,00 
 
10 CONCLUSÃO 
Uma usina siderúrgica do porte da CSC é de grande importância para a cidade 
de Crateús, que enfrenta constantemente um cenário de desemprego e falta de 
oportunidades financeiras para a população. Dessa forma, a siderúrgica surge como 
um fator mitigador dessas dificuldades. A produção do aço deve afetar positivamente 
a economia local e até mesmo dar visibilidadeà cidade perante às outras empresas 
de diversas áreas, visto que a siderúrgica não é o único potencial de produção de 
matéria-prima da região. 
Entretanto, os possíveis impactos gerados ao meio ambiente causados pela 
indústria devem ser levados em conta no estudo e planejamento de sua implantação, 
principalmente relacionados à poluição do ar. Dessa forma, tecnologias que visem 
mitigar a emissão de poluentes gerados pela siderúrgica de forma eficiente devem ser 
viabilizadas e implantadas na usina, visto que essas emissões podem causar diversos 
danos à população residente nos arredores do empreendimento. 
Além disso, também se faz necessário realizar estudos que analisem a 
quantidade de poluentes que atinjam os centros populacionais, para ter um controle 
do que é emitido pela siderúrgica. Também se deve utilizar de métodos de 
monitoramento da qualidade do ar na cidade para evitar maiores danos futuramente 
à população humana e à natureza. 
Dessa forma, conclui-se que a Companhia Siderúrgica Crateuense não 
apresenta riscos consideráveis ao meio ambiente, visto que sua implantação e 
operação não geram emissões de poluentes muito altas, que possam causar maiores 
danos à população, sendo, assim positiva para a cidade de Crateús. 
 
11 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
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partículas inaláveis pelo método do amostrador de grande volume acoplado a um 
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2018. 
 
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tecnologia prática disponível (MTPD). São Paulo: [s.n.], 2017. 198 p. 
 
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SIDERÚRGICA, VIABILIZANDO UM SISTEMA DE GERAÇÃO DE ENERGIA 
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