A QUEIMA DA CANA-DE-ACAR PARA O CORTE: ESTUDO DAS EMISSES DE MONXIDO DE CARBONO GERADAS EM MATO GROSSO DO SUL

Objetivos

Tomar cincia dos males que as emisses atmosfricas exercem no bem-estar da populao; verificar as capacidades e limitaes do uso de softwares que avaliem a disperso dos poluentes atmosfricos; estimar as concentraes de poluentes que so lanados pela queima da cana-de-acar e levados pelos ventos at as cidades.Metodologia

Com o intuito de identificar a concentrao de monxido de carbono, proveniente das queimadas pr-colheita da cana-de-acar, que est chegando at as cidades de Mato Grosso do Sul, buscou-se um modelo que fosse capaz de auxiliar na mensurao e estimativa de disperso deste poluente pelo ar atmosfrico.

O modelo escolhido para tal foi o software Screen View, verso 3.0 do ano 2000. Para a escolha desse programa foram considerados os programas recomendados pela U.S.EPA. Dentre os programas recomendados pela agncia americana, o Screen era o nico disponvel gratuitamente. Isso porque ele possui algumas limitaes, mas que no interferiram no resultado deste estudo.

O Screen foi criado para proporcionar uma maneira simples de obter a concentrao de poluentes com base no rastreio de informaes simples, disponveis para um grande nmero de usurios. O programa interage com o usurio ao apresentar opes do tipo de fonte de emisso, do tipo do terreno e das condies meteorolgicas da rea de estudo. Posteriormente escolha dessas informaes, o programa j processa que dados sero necessrios modelagem e da cabe ao usurio inserir esses dados de entrada.

O Screen utiliza um modelo de pluma gaussiana, levando-se em conta os fatores meteorolgicos para calcular a concentrao e disperso dos contaminantes de fontes fixas. Para isso assume-se que o contaminante no sofra nenhuma reao qumica ou nenhum outro processo de remoo.

A velocidade e direo dos ventos, dados de entrada para o Screen, foram obtidos atravs do Instituto Nacional de Meteorologia (INMET). Para o clculo da mdia da velocidade dos ventos e para a determinao da direo de vento predominante, foi utilizado o software Wind Rose Plots for Meteorological Data, desenvolvido pelo mesmo criador do Screen View, a Lakes Environmental Software.Para o clculo do fator de emisso do carbono durante a queima, foi utilizado como base um estudo feito por pesquisadores do Instituto de Qumica da Universidade de So Paulo. Nesses experimentos foi realizada a queima da palha de cana-de-acar seca em um ambiente confinado (capela de laboratrio fechada), previamente limpa, sem exausto e incidncia de luz direta. Assim, foi possvel medir as emisses de compostos carbonlicos e CO durante a queima. O CO foi medido empregando um sensor porttil especfico, o Indoor Air Quality Probe - Gray Wolf (LOPES, 2009).

O valor de emisso de CO obtido foi 30g para cada quilograma de palha queimada. Alm disso, esse estudo determinou que cada hectare de cana-de-acar possui 8 toneladas de palha que pode ser queimada.

O INPE, em parceria com a UNICA, desenvolveu um programa chamado Canasat para mapear as plantaes de cana e usinas sucro-alcooleiras atravs de imagens de satlites de observao da Terra. Trata-se de imagens e informaes sobre a produo de cana-de-acar pela regio Centro-Sul do Brasil, disponibilizadas em mapas. Essas imagens foram utilizadas para caracterizao da produo dos municpios estudados.

Resultados

Adotou-se um perodo de queima de 8 horas, levando-se em conta que a queima feita no perodo noturno e o limite padro de concentrao de CO estabelecido pela Resoluo CONAMA 03/90 dado em concentrao mdia de 8 horas (10000 g/m). Assim temos uma emisso de CO de 8,3x10-4 g/s/m.

No estado de Mato Grosso do Sul podemos notar duas regies que se destacaram pela rea produzida de cana-de-acar em 2008. Uma regio a formada pelos municpios de Iguatemi, Itaquira e Navira, totalizando 48.502 ha cultivados. A outra regio composta pelos municpios de Rio Brilhante e Nova Alvorada do Sul com 81.785 ha plantados.

Figura 1: Locao das cidades de Navira e Itaquira em relao s plantaes TC "Figura 5: Locao das cidades em relao s plantaes" \f C \l "1" .

Fonte: INPENa regio Itaquira-Iguatemi-Navira, a rea urbana de Iguatemi se encontra bem distante da rea plantada de cana-de-acar. Em relao Itaquira, as plantaes mais prximas distam 15 km da rea urbana, e, segundo clculos do regime de ventos, essa rea possui menor probabilidade de sofrer influncia dos poluentes provenientes do norte. Apenas o municpio de Navira se encontra prximo das lavouras de cana-de-acar, e por isso tende a sofrer maiores conseqncias com a poluio emitida.

A linha vermelha traada na figura 2 representa a direo de ventos predominante na regio. Sendo assim, as reas que sero consideradas para o clculo de emisso de monxido de carbono sero as lavouras do entorno dessa linha.

Figura 2: Rosa dos ventos obtida pelo WRPlot e representao do sentido dos ventos no mapa TC "Representao do sentido dos ventos no mapa" \f C \l "1" .A rea total de lavoura em estudo foi de 5450 hectares.

Levando-se em considerao o ndice de queima de Mato Grosso do Sul de 55% para o ano de 2008, estimamos ento que desses 5450 hectares, 2997,5 sofrero com a queima pr-colheita.

Trabalhando com esses dados no Screen, temos a tabela 4, mostrando as concentraes de CO. As plantaes mais distantes, dentro da rea de estudo, encontravam-se a 20 quilmetros do municpio de Navira. considerado como o ponto inicial da disperso dos poluentes o centro da rea fonte das emisses. Sendo assim, a concentrao estimada de monxido de carbono no municpio de Navira foi de 62,71 g/m.

Tabela 1: Concentrao de CO e distncia da fonte em Navira TC "Tabela 4: Concentrao de CO e distncia da fonte" \f D \l "1" .

Distncia(m)Concentrao (g/m)Distncia(m)Concentrao (g/m)

1000

1100

1200

1300

1400

1500

1600

1700

1800

1900

2000

2100

2200

2300

2400

2500

2600

2700

2800

2900

3000

1478,00

1298,00

1151,00

1029,00

926,80

839,70

765,20

700,90

644,70

595,70

552,50

516,10

483,70

454,60

428,20

404,40

382,60

362,80

344,70

328,00

312,70

3500

4000

4500

5000

5500

6000

6500

7000

7500

8000

8500

9000

9500

10000

15000

20000

25000

30000

40000

50000

254,30

212,50

181,30

157,30

138,30

123,00

110,30

99,81

91,22

83,86

77,49

71,93

67,04

62,71

37,01

26,13

16,96

16,02

11,52

8,92

Na regio formada pelos municpios de Rio Brilhante e Nova Alvorada do Sul, o municpio de Nova Alvorada do Sul sofre mais as conseqncias da emisso de poluentes por estar rodeado de grandes plantaes de cana de acar prximas sua rea urbana. Com relao Rio Brilhante, a rea urbana est distante das plantaes que esto na direo do vento predominante na regio.Segundo os dados tratados pelo WRPlot, a velocidade mdia dos ventos foi de 1,96 m/s.Considerando a colheita mecanizada de 45%, a rea queimada ser de 55%, ou seja, 2170,85 ha

As plantaes mais distantes de Nova Alvorada do Sul, encontravam-se a 8 quilmetros da rea urbana. A concentrao estimada de monxido de carbono no municpio de Nova Alvorada do Sul foi de 78,71 g/m.

Em uma simulao alterando o valor da velocidade de ventos para 1 m/s, mesma condio apresentada em Navira, a concentrao estimada de CO para Nova Alvorada do Sul de 154,3 g/m.

Todos os resultados da concentrao de CO apresentados encontram-se dentro do padro de qualidade do ar institudo pela Resoluo CONAMA 03/90.

Em relao ao Screen, o grande limitante no uso a incapacidade de determinar os impactos de mltiplas fontes e fundir em uma nica representao. Para fazer tal representao, necessrio que se faa simulaes separadas, e depois, fazer manualmente a sobreposio dos resultados obtidos. Mas o recomendado mesmo nessas situaes fazer uso de algum programa pago, porm mais completo, por exemplo, o ISCST3. Outra limitao que o programa apresenta os resultados apenas linearmente e em uma distncia mxima de 50 quilmetros.

ConclusesAo analisar os resultados encontrados, da concentrao de monxido de carbono, pode-se observar dois aspectos. O primeiro diz respeito rea de emisso e distncia em relao s cidades. Mesmo a rea estudada de Navira, e conseqentemente a emisso de CO, sendo muito maior que a de Nova Alvorada do Sul, as concentraes encontradas foram menores devido distncia em relao fonte de emisso. Isso acontece pois a disperso dos poluentes exponencial, sendo as concentraes nos pontos iniciais muito altas.

O segundo aspecto relevante a respeito das condies da atmosfera, principalmente a velocidade dos ventos. Isso ficou bem claro na simulao feita em Nova Alvorada do Sul. Quando foi suposta uma velocidade bem menor dos ventos, a concentrao de CO aumentou significamente. Isso vem mostrar a importncia das condies atmosfricas na disperso dos poluentes atmosfricos em geral.

Assim, para evitar maiores concentraes de poluentes deve-se buscar, na oportunidade de implantao de usinas e plantaes de cana-de-acar, no apenas condies de fertilidade e facilidades econmicas, mas tambm importante a escolha de regies distantes das cidades e em regies onde o regime atmosfrico absorva melhor os impactos gerados.

Em relao ao CO, apesar das concentraes encontrarem-se abaixo do limite mximo estabelecido pelo CONAMA, deve-se salientar que esse padro tambm considerado secundrio, ou seja, que mesmo abaixo dessa concentrao pode haver efeito adverso na populao e no meio ambiente, ainda que esse efeito seja mnimo. Portanto, enquanto mais estudos sobre a exposio a pequenas concentraes de monxido de carbono no forem realizados, no possvel afirmar que as concentraes abaixo do estabelecido pelo CONAMA sejam completamente seguras.

Referencias BibliogrficasBRASIL Conselho Nacional do Meio Ambiente CONAMA. Resoluo n 03/90, de 28 de junho de 1990. Dispe sobre padres de qualidade do ar, previstos no PRONAR. Braslia, 1990.

LOPES, M.L.A.; ROTHSCHILD, L. Estimativas de emisso de gases provenientes da queima de cana- de -acar em escala regional. IN: 32 Reunio Anual da Sociedade Brasileira de Qumica, 2009, Fortaleza. Anais da 32 Reunio Sociedade Brasileira de Qumica. So Paulo: Sociedade Brasileira de Qumica, 2009PHILIPPI JR, A.; ROMRO,M.A.; BRUNA, G.C. Curso de gesto ambiental. Barueri: Manole, 2004.