Unidade 2 - Controle de poluição atmosférica

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CONTROLE DE 
POLUIÇÃO 
ATMOSFÉRICA
Motivação
 140 m2 de área pulmonar
 5,5 L de ar nos pulmões
 500 mL em cada inspiração
 20 m3 por dia
 6-7 L de sangue 
 Todo o sangue circula em 1 min (repouso)
Relato Mais Antigo
“Comparar o ar das cidades com o ar dos desertos é
como comparar águas salobras com águas cristalinas.
Nas cidades, devido às construções, ruas estreitas,
dejetos, aquecedores, o ar está se tornando estagnado,
turvo, enevoado....Se não tivermos opções, em viver em
lugares mais arejados, teremos que pensar no que
acontecerá com nossa saúde e nossa psique...”
Moses Maimonides (1135-1204)
Filósofo, Cientista e Jurista
Processos Múltiplos
Estrutura da Atmosfera
Porque gerenciar a 
qualidade do ar?
Definir um grau de concentração de 
poluentes considerado aceitável e 
controlar o nível de emissão para garantir 
a qualidade do ar desejada.
“COMANDO E CONTROLE”
Gerenciamento da Qualidade do Ar
Padrões de 
Qualidade do Ar
Inventário de
Fontes de Emiss.
Monitoramento
Qualidade do Ar
Monitoramento
Meteorológico
Modelo de Qualidade
do Ar
Estratégias/Instrumentos 
de
Prevenção/Controle
Implementação/
Fiscalização
Resultado
OKNão OK ?
Poluição Atmosférica
FONTES EMISSORAS
veicular
industrial
doméstica
natural
MEDIDAS DE CONTROLE
LEGISLAÇÃO
EMISSÕES PRIMÁRIAS
SO
2
, NO
x
, COV, CO,
particulado, ...
METEOROLOGIA
dispersão,
transporte, camada
de mistura,
radiação solar, ...
REAÇÕES QUÍMICAS
POLUENTES
SECUNDÁRIOS
ozônio, PAN,
formaldeído, ácido
nítrico, ...
MONITORAMENTO RECEPTORES
humanos, vegetais,
animais, materiais, ...
Atmosfera
Urbana
Poluição do Ar
Qualquer forma de matéria em quantidade, concentração, tempo ou
outras características, que tornem ou possam tornar o ar impróprio ou
nocivo à saúde, inconveniente ao bem-estar público, danoso aos
materiais, à fauna e flora ou prejudicial à segurança, ao uso e gozo da
propriedade ou às atividades normais da comunidade.
Episódio Crítico de Poluição do Ar: 
Situação caracterizada pela presença de altas concentrações de
poluentes na atmosfera em curto período de tempo, resultante da
ocorrência de condições meteorológicas desfavoráveis à dispersão dos
mesmos.
Padrão de Qualidade do Ar
Concentração de um poluente específico na atmosfera, associado a um
intervalo de tempo de exposição, para que o meio ambiente e a saúde
da população sejam preservados em relação aos riscos de danos
causados pela poluição atmosférica.
Tipos de Padrões:
 Padrão Intermediário (PI): Padrões estabelecidos como valores
temporários a serem cumpridos em etapas;
 Padrão Final (PF): Valores guia definidos pela recomendação da
Organização Mundial da Saúde (2005).
Legislação de Qualidade do Ar
FEDERAL:
RESOLUÇÃO CONAMA 491 de 19/11/2018
QUALIDADE DO AR = Monitoramento contínuo e
sistemático da atmosfera
Estações de monitoramento fixas na cidade
Poluentes Atmosféricos
CLASSIFICAÇÃO:
 ESTADO FÍSICO: Particulados; Gases e Vapores 
 ORIGEM: Primários ou Secundários
 CLASSE QUÍMICA: Orgânicos e Inorgânicos 
 PM10 Material particulado
 PM2,5 Material particulado
 NO2 Dióxido de Nitrogênio
 SO2 Dióxido de Enxofre
 CO Monóxido de Carbono
 O3 Ozônio
 Pb Chumbo
 PTS Partículas Totais em Suspensão
Poluentes Regulamentados 
pela RESOLUÇÃO CONAMA 491/18
MONITORAMENTO 
CONTÍNUO
Poluentes Não-Regulamentados 
pela RESOLUÇÃO CONAMA 491/18
 Aldeídos
 Álcoois
 HC individuais
 HC aromáticos policíclicos
 Metais
AMOSTRAGEM LOCAL, MEDIÇÃO e TRATAMENTO
Padrões de Qualidade do Ar 
RESOLUÇÃO CONAMA 491/18
(1) Média aritmética anual
(2) Média horária
(3) Máxima média móvel obtida no dia
(4) Média geométrica anual
(5) Medido nas partículas totais em suspensão
Poluentes Período de 
Referência
PI-1
(µg/m3)
PI-2
(µg/m3)
PI-3
(µg/m3)
PF
(µg/m3) (ppm)
PM10 24 horas 120 100 75 50 -
Anual1 40 35 30 20 -
PM2,5 24 horas 60 50 37 25 -
Anual1 20 17 15 10 -
SO2 24 horas 125 50 30 20 -
Anual1 40 30 20 - -
NO2 1 hora
2 260 240 220 200 -
Anual1 60 50 45 40 -
O3 8 horas
3 140 130 120 100 -
Fumaça 24 horas 120 100 75 50 -
Anual1 40 35 30 20
CO 8 horas3 - - - - 9
PTS 24 horas 240
Anual4 80
Pb5 Anual1 0,5
Anexo III
Episódios Críticos de Poluição
Níveis de Atenção, Alerta e Emergência
Nível 
SO2
µg/m3
(média de 
24 horas)
MP10
µg/m3
(média de 
24 horas)
MP2,5
µg/m3
(média de 
24 horas)
CO 
ppm
(média móvel
de 8 horas)
O3
µg/m3
(média de 
24 horas)
NO2
µg/m3
(média de 
24 horas)
Atenção 800 250 125 15 200 1130
Alerta 1600 420 210 30 400 2260
Emergência 2100 500 250 40 600 3000
TECNOLOGIAS DE 
MONITORAMENTO 
E CONTROLE
Amostrador de Grandes Volumes - Hivol
Princípio de Funcionamento: 
Coleta de partículas através de um filtro e análise 
gravimétrica através de pesagem das PTS.
Partes 
do
Hivol
Estação de Monitoramento da 
Qualidade do Ar
Resultados de PTS 
Hivol
Método Quantitativo
Ensaio gravimétrico
t = 24 horas 
Filtros retirados do HiVol
Filtro de Manga
Princípio de 
Funcionamento: 
O fluxo gasoso é forçado 
através de um meio 
poroso (filtro) onde o MP 
é retido.
Filtros de Manga
Industriais
Filtro de Manga
Vantagens:
Alta eficiência (até 99,9%)
Perda de carga não excessiva;
Resistência a corrosão.
Desvantagens: 
Grande espaço requerido para tratar grande vazões,
Alto custo,
Desvantagens:
Baixa resistência a altas temperaturas,
Empastamento devido a poluentes condensáveis 
e pegajosos,
Possibilidade de entupimento.
Coletores Gravitacionais
Princípio de funcionamento: 
Deposição gravitacional das partículas carregadas 
pelo fluxo gasoso.
Coletores 
Gravitacionais
Coletores Gravitacionais
Vantagens:
Baixo custo;
Baixa perda de carga;
Resistência a corrosão e temperatura;
Desvantagens:
Baixa eficiência para partículas pequenas 
(restritos a partículas maiores que 50 μm),
Grande espaço requerido.
Lavadores de Gases
Princípio de Funcionamento:
O gás é forçado através de uma 
aspersão de gotas, que colidem com o 
MP, aglomerando as partículas e 
tornando a coleta facilitada 
(gravitacional ou inercial).
Lavadores de 
Gases
Spray auto-induzido
Garganta Venturi
V=60-80m/s
Lavadores de 
Gases Industriais
Lavadores de Gases
Vantagens:
Baixo custo de implantação,
Equipamento de pequeno porte,
Coleta simultânea de partículas e gases.
Desvantagens:
Grande consumo de água,
Geração de resíduos,
Baixa eficiência para partículas menores que 1m.
Ciclone
Princípio de Funcionamento: O ciclone baseia-se na ação da
força centrífuga que age sobre as partículas carregadas pelo
fluxo de gás, empurrando-as nas direção das paredes e
retirando-as do fluxo gasoso.
Ciclones
Industriais
Ciclones
Vantagens:
Baixo custo e perda de carga,
Resistência a corrosão, 
Simplicidade de processo.
Desvantagens
Baixa eficiência para partículas menores que 5m,
Excessivo desgaste por abrasão,
Possibilidade de entupimento (partículas menores ou 
higroscópicas).
Precipitador Eletrostático
Precipitador Eletrostático
Precipitador Eletrostático
Precipitadores 
Eletrostáticos
Industriais
Precipitadores Eletrostáticos
Vantagens:
Trata grande vazão de efluentes,
Alta eficiência da coleta para partículas pequenas,
Baixo custo de manutenção e operação.
Desvantagens:
Custo inicial elevado
Requer grande espaço físico.
Fumaça
Operação Oxigênio
BHTRANS
Amostrador Isocinético de Poluentes 
Atmosféricas - CIPA
Material particulado e efluentes gasosos
Detalhes do Coletor Isocinético
Adsorção
Princípio de funcionamento: A adsorção ocorre quando 
alguns gases são seletivamente capturados por superfícies 
ou poros de materiais sólidos.
Adsorvedores
Industriais
Materiais:
Carvão ativado 
Sílica-gel
Alumina
Substância a ser 
removida
Carvão ativado Alumina ativada Sílica gel
Odores
X
Óleos
X X X
Hidrocarbonetos
X X X
Organossulfurados
X X
Solventes
X
Umidade
X X X
Fluorcarbonos
X X
Comparação dos Adsorventes
 Aeficiência destes materiais é 99%, se mantém
extremamente alta até sua completa saturação;
 Quando saturados estes materiais adsorventes podem
ser regenerados e reutilizados em outros ciclos de
depuração;
 Eles são muito utilizados quando os compostos
recuperados possuem valor comercial.
Adsorção
Absorvedores
Eficiência: 70 a 95%
Soluções: Água, NaOH, NH3, suspensão de CaO
Condensadores
Princípio de Funcionamento: 
A aspersão de água é utilizada para 
baixar a temperatura do fluxo 
gasosos e forçar a condensação dos
contaminantes do efluente. 
Usos de 
Condensadores:
 Recuperação de produtos com valor econômico,
 Redução no volume dos efluentes emitidos,
 Remoção de componentes condensáveis que
possam causar corrosão nos equipamentos.
Condensadores de Contato Direto
x Condensadores de Superfície
Queimador Enclausurado 
ou Incinerador
Catalisadores
Princípio de Funcionamento: 
O equipamento é basicamente uma câmara através da qual 
o poluente combustível, gás ou vapor, é forçado a passar. 
 O catalisador é uma substância que aumenta a taxa de reação
(combustão), sendo recuperado no final do processo.
 A combustão catalítica ocorre no interior do catalisador sem
chama e à temperaturas relativamente baixas (300 a 400oC).
 Remoção de compostos de carbono (aldeídos e hidrocarbonetos)
e redução do NOx (N2 + O2)
 A poluição de NOx e COV são responsáveis pela produção de O3
troposférico.
Catálise Veicular
Redução dos gases de escapamento
Reações de superfície catalisadas
PRONCOVE (1992)