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COMPLEXO INDUSTRIAL DO PECÉM – CIP ESTUDO DE DISPERSÃO ATMOSFÉRICA

Dispersão Atmosférica do CIP - licenciamento.ibama.gov.brlicenciamento.ibama.gov.br/Outras%20Atividades/Complexo%20... · da ação dos sistemas de larga escala como a oscilação

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COMPLEXO INDUSTRIAL DO PECÉM – CIP ESTUDO DE DISPERSÃO ATMOSFÉRICA

COMPLEXO INDUSTRIAL DO PECÉM – CIP ESTUDO DE DISPERSÃO ATMOSFÉRICA ii

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 No. 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, NOX, do Monóxido de Carbono, CO, e do Dióxido de Enxofre, SO2.

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.

COMPLEXO INDUSTRIAL DO PECÉM – CIP ESTUDO DE DISPERSÃO ATMOSFÉRICA i

SUMÁRIO

ITEM TÍTULO PÁGINA1. 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, NOX. 8.1 8.2 Monóxido de Carbono, CO. 8.2 8.3 Dióxido de Enxofre, SO2. 8.3 8.4 Material Particulado, MP. 8.4 8.5 Ozônio, O3. 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

COMPLEXO INDUSTRIAL DO PECÉM – CIP ESTUDO DE DISPERSÃO ATMOSFÉRICA 1.1

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 No. 382 de 26 de dezembro de 2006 e também atender os limites de qualidade do Ar definidos na CONAMA No. 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 NOX CO SO2 MP CSP 8 18 X X X X UTE PORTO DO PECÉM

10 2 X X X X

Votorantim Cimentos - 1 - - - X

COMPLEXO INDUSTRIAL DO PECÉM – CIP ESTUDO DE DISPERSÃO ATMOSFÉRICA 1.2

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.

COMPLEXO INDUSTRIAL DO PECÉM – CIP ESTUDO DE DISPERSÃO ATMOSFÉRICA 2.1

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.

COMPLEXO INDUSTRIAL DO PECÉM – CIP ESTUDO DE DISPERSÃO ATMOSFÉRICA 3.1

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.

COMPLEXO INDUSTRIAL DO PECÉM – CIP ESTUDO DE DISPERSÃO ATMOSFÉRICA 4.1

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 km2 e uma população de 40.312 habitantes1. 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 .

COMPLEXO INDUSTRIAL DO PECÉM – CIP ESTUDO DE DISPERSÃO ATMOSFÉRICA

4.2

Figura 4.1 – Localização das fontes do CIP utilizadas no presente estudo. (Fonte)1

1 GEOCONSULT - Consultoria, Geologia e Meio Ambiente 2009.

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4.3

Figura 4.1.1 – Grade Topográfica na área da bacia aérea do CIP.

COMPLEXO INDUSTRIAL DO PECÉM – CIP ESTUDO DE DISPERSÃO ATMOSFÉRICA 4.4

4.2 GRADE DA ÁREA DE DOMÍNIO A Figura 4.2.1 apresenta a grade da área de domínio de 1600 km2 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.

COMPLEXO INDUSTRIAL DO PECÉM – CIP ESTUDO DE DISPERSÃO ATMOSFÉRICA 4.5

Figura 4.2.1 – Grade principal e a subgrade da área de domínio CIP para modelagem de dispersão atmosférica

COMPLEXO INDUSTRIAL DO PECÉM – CIP ESTUDO DE DISPERSÃO ATMOSFÉRICA 5.1

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 26,9o C, sendo a média das mínimas de 24,13 oC e a das máximas de 30,15 oC, resultando em uma amplitude térmica entre 3 e 6 oC. 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 mesoescala2 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, CA3, 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-AERMET4 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.

COMPLEXO INDUSTRIAL DO PECÉM – CIP ESTUDO DE DISPERSÃO ATMOSFÉRICA

5.2

Quadro 5.1 – Distribuição de freqüência da direção e velocidade do vento anual de 2005 a 2007 para região do Pecém

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

COMPLEXO INDUSTRIAL DO PECÉM – CIP ESTUDO DE DISPERSÃO ATMOSFÉRICA

5.3

Figura 5.1 – Rosa dos ventos anual no site da CIP para região do Pecém.

WRPLOT View - Lakes Environmental Software

PROJECT NO.:

DATE:

8/3/2009

MODELER:

SILVIO DE OLIVEIRA - Meteorologista

COMPANY NAME:

CENTEC - INSTITUTO CENTRO DE ENSINO TECNOLÓGICO

COMMENTS:WIND ROSE PLOT:

COMPLEXO INDUSTRIAL DO PECÉM - CIPROSA DOS VENTOS ANUAL DO PECÉM

NORTH

SOUTH

WEST EAST

5%

10%

15%

20%

25%

DATA PERIOD:

2003-2007 Jan 1 - Dec 3100:00 - 23:00

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%

AVG. WIND SPEED:

3.85 m/s

CALM WINDS:

0.10%

TOTAL COUNT:

43824 hrs.

DISPLAY:

Wind SpeedDirection (blowing from)

COMPLEXO INDUSTRIAL DO PECÉM – CIP ESTUDO DE DISPERSÃO ATMOSFÉRICA 5.4

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

COMPLEXO INDUSTRIAL DO PECÉM – CIP ESTUDO DE DISPERSÃO ATMOSFÉRICA 5.5

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.

Quadro 5.1.1 – Comparação do vento medido em Taiba e obtido pelo MMC para Pecém

2002 2006 2003 2007 Período / Parâmetros

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 1a Direção predominante E (38%) E (28% ) E (34%) E (27,8% ) 2a 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

COMPLEXO INDUSTRIAL DO PECÉM – CIP ESTUDO DE DISPERSÃO ATMOSFÉRICA 5.6

Figura 5.1.2 – Comparação entre as velocidades médias horárias da estação Taiba e as do modelo MM5.

COMPLEXO INDUSTRIAL DO PECÉM – CIP ESTUDO DE DISPERSÃO ATMOSFÉRICA 5.7

Figura 5.1.3 – Correlação entre as velocidades médias horárias da estação Taiba e as do modelo MM5.

COMPLEXO INDUSTRIAL DO PECÉM – CIP ESTUDO DE DISPERSÃO ATMOSFÉRICA 5.8

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 em UTM Coordenadas / Receptores

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

COMPLEXO INDUSTRIAL DO PECÉM – CIP ESTUDO DE DISPERSÃO ATMOSFÉRICA

5.9

Figura 5.2.1 – Distribuição espacial dos receptores discretos na bacia aérea do CIP

COMPLEXO INDUSTRIAL DO PECÉM – CIP ESTUDO DE DISPERSÃO ATMOSFÉRICA 6.1

6. PADRÃO DE QUALIDADE DO AR Os padrões de qualidade do ar definidos para os poluentes regulados, Resolução CONAMA No 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

PadrãoPoluente

PADRÃO PRIMÁRIO (μg/m3)

PADRÃO SECUNDÁRIO (μg/m3)

( Hora ) 1 8 24

(anual) (1) 1 8

24 ( anual )

240(1) 150(1) PTS Poeira total em

Suspensão - - (80)* ( 60 )*

365- 100- SO2 Dióxido de Enxofre (80)** ( 40 )**

320(1) 190(1) NO2 Dióxido de Nitrogênio (100) (100)

40.000(1) 10.000(1) 40.000(1) 10.000(1) CO Monóxido de

Carbono

150(1) 150(1) PM10 Poeira Inalável 50** 50**

* - Média Geométrica anual ** - Média Aritimética anual. (1) - Não pode ser excedido mais que uma vez no ano.

COMPLEXO INDUSTRIAL DO PECÉM – CIP ESTUDO DE DISPERSÃO ATMOSFÉRICA 7.1

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 estudo7. A representação analítica do modelo é resumida na equação (1) e na Figura 7.1.

[ ]⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ +Ψ+−+⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ −Ψ−−⋅⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ −⋅= ∑∑

=2

2

2

22

02

2

2)2(

exp2

)2(exp

2exp

2),,(

zj

jdj

zj

jdj

f m zj

j

y

p

y

prp

zmzzmzyufQ

zyxCσσσ

λ

σσπ(1)

Onde,

Cd(x,y,z) = Concentração do poluente específico no espaço, [μ/m3]; u = Velocidade média horizontal do vento de superfície, [m/s]; σy,σzj = Desvio padrão horizontal e vertical, [m;

[ ][ ]

[ ]mterrenododadeirregulariz

plumadahorizontaldispersãoparazz

sgFontedaEmissãodeTaxaQ

mFontedaEfetivaAltura

p

r

dj

,

/,

,

⎪⎭

⎪⎬⎫

⎪⎩

⎪⎨⎧

==

=

=

Figura 7.1 – Mecanismos turbulentos na baixa atmosfera de dispersão

atmosférica da pluma. (Davidson, 1995)8

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

COMPLEXO INDUSTRIAL DO PECÉM – CIP ESTUDO DE DISPERSÃO ATMOSFÉRICA 7.2

As opções regulatórias Default Utilizadas na Modelagem foram: - Área: Rural; - Resultado: Primeira Máxima; - Poluentes: MP10 ,NO2; SO2, 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 NOX, SO2, 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 NOX, 75% de SO2 e 99,5% de CO; a UTE PORTO DO PECÉM com 29% de MP, 28,5% de NOX, 25% de SO2 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.

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7.3

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) Coordenadas UTM Altura Diâmetro Volume Veloc. Temp MP NOX SO2 CO Parâmetros / Chaminés

X(m) Y(m) m m kNm³/h Nm³/s m/s oC g/s g/s g/s g/s

Ter. de Ciclo Combinado No1 514305 9603020 60 6,00 907,0 15120 12,8 120 5,04 50,40 63,00 12,60 Ter. de Ciclo Combinado No2 514305 9603141 60 6,00 907,0 15120 12,8 120 5,04 50,40 63,00 12,60 Turbina a Vapor No.1 514305 9602894 60 2,72 226,7 3778 16,8 150 3,15 22,04 25,19 18,89 Turbina a Vapor No.2 514265 9602894 60 2,72 226,7 3778 16,8 150 3,15 22,04 25,19 18,89 Turbina a Vapor No.3 514225 9602894 60 2,72 226,7 3778 16,8 150 3,15 22,04 25,19 18,89

Coqueria No.1 514823 9604133 70 3,50 204,0 3400 10,2 200 2,83 39,67 19,83 283,33 Coqueria No.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 No. 1 514915 9603593 60 1,5 120 2000 24,5 80 1,33 11,67 13,33 33,33 Sistema PCI No. 2 515405 9603593 60 1,5 120 2000 24,5 80 1,33 11,67 13,33 33,33

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7.4

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) Coordenadas UTM Altura Diâmetro Vazão Veloc. Temp MP NOX SO2 CO Parâmetros / Chaminés

X(m) Y(m) m m m3/h m/s oC 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) Coordenadas UTM Altura Diâmetro Vazão Veloc. Temp MP NOX SO2 CO Parâmetros / Fontes

X(m) Y(m) m m m3/s x m/s oC 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 - - -

COMPLEXO INDUSTRIAL DO PECÉM – CIP ESTUDO DE DISPERSÃO ATMOSFÉRICA 7.5

Quadro 7.2.1.4 – Emissão relativa de poluentes por

empresa na bacia aérea do CIP

MP NOX SO2 CO Poluentes / Fontes

(%) (%) (%) (%)

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 factor9. 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 SOX, NOX e o CO, que representam contribuições de baixas magnitudes, portanto de pouca significância.

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7.6

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 Material Pilha

X(m) Y(m) Comprimento

(m) Largura

(m) Altura

(m) Emissão

(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

Coodenadas UTM Material Tipo de

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

COMPLEXO INDUSTRIAL DO PECÉM – CIP ESTUDO DE DISPERSÃO ATMOSFÉRICA 7.7

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

Coordenadas Taxa de emissão (g/s) Fonte linha de emissão.

X(m) Y(m) SO2 NOX MP CO 513791 9604099 513791 9603796

514019 9603800 0,00006 0,00016 0,0729 0,00012514019 9603693 514019 9603512

Circulação de caminhões na Via interna da Usina.

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 USEPA8, 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.

COMPLEXO INDUSTRIAL DO PECÉM – CIP ESTUDO DE DISPERSÃO ATMOSFÉRICA 7.8

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.

COMPLEXO INDUSTRIAL DO PECÉM – CIP ESTUDO DE DISPERSÃO ATMOSFÉRICA 8.1

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 NOX, CO, SO2 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 – NOX O resultado da modelagem a para o NOX é apresentado em forma de concentrações máximas integradas de curto e longo prazo no Quadro 8.1.1. A máxima concentração integrada horária de NOX foi de 253 μg/m3, o qual representa 79 % do padrão primário do CONAMA 3/90 de 320 μg/m3, 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 NOX 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/m3. Esse valor representa 29,4 % do padrão anual do NO2 da CONAMA 3/90 que é de 100 μg/m3. 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 NOX 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 NOX 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 NOX se restringe com maior tendência nas imediações externas do lado noroeste do CIP.

COMPLEXO INDUSTRIAL DO PECÉM – CIP ESTUDO DE DISPERSÃO ATMOSFÉRICA 8.2

Quadro 8.1.1 – Máxima concentração integrada de curto prazo

de todas as fontes de NOX do CIP

Concentrações máximas de NOX (μg/m3) Poluente / Fontes 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 NO2.

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/m3, média de 1h, a qual representa 12,5 % do padrão primário do CONAMA 3/90 de 40.000 μg/m3. 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/m3. Esse valor representa 42,7% do padrão de 8h do CO da CONAMA 3/90 de 10.000 μg/m3. 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.

COMPLEXO INDUSTRIAL DO PECÉM – CIP ESTUDO DE DISPERSÃO ATMOSFÉRICA 8.3

Quadro 8.2.1 – Máxima concentração integrada de todas as fontes de CO, médias de 1hora e de 8 horas, do CIP

Concentrações máximas de CO (μg/m3) Poluente / Fontes média de 1h localização média de 8 h Localização

Nas dependências Nas dependências Integração das 18 chaminés 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 - SO2 O Quadro 8.3.1 apresenta as concentrações máximas integradas de SO2 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 SO2 diário foi de 75,3 μg/m3, que representa 20,6 % do padrão primário do CONAMA 3/90 de 365 μg/m3. 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/m3, o qual representa 43,3 % do padrão anual do SO2 que é de 80 μg/m3. 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 SO2 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 SO2 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.

COMPLEXO INDUSTRIAL DO PECÉM – CIP ESTUDO DE DISPERSÃO ATMOSFÉRICA 8.4

Quadro 8.3.1 – Máxima concentração integrada de todas as fontes de SO2, médias de 24h e de anual, do CIP

Concentrações máximas de SO2 (μg/m3) Poluente / Fontes média de 24h Localização Média anual Localização

A oeste a 0,6km A oeste a 1,5km Integração das 16 chaminés 75,3 de distância da 34,6 de distância das 2

unidade industrial unidades industriais

Resolução CONAMA 3/90 Padrão primário de SO2.

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 SO2 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/m3, média de 24 horas, a qual representa 14% do padrão primário do CONAMA 3/90 de 150 μg/m3, 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/m3. Esse valor representa 18 % do padrão anual de 50 μg/m3 CONAMA 3/90, para partículas inaláveis, PM10. 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.

COMPLEXO INDUSTRIAL DO PECÉM – CIP ESTUDO DE DISPERSÃO ATMOSFÉRICA 8.5

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

Concentrações máximas de MP (μg/m3) Poluente / Fontes média de 24h localização Média anual Localização

A oeste e a 0,6km A oeste e a 0,6kmIntegração 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 PM10

150 (média de 24h) 50 (média anual)

8.5. Ozônio, O3. 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 NOX 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 (O3) é um gás instável, diamagnético e com PE 112°C. Na realidade o O3 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 F2

reagindo muito mais rapidamente que o oxigênio, O2. 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 O2 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 O2 na presença de um 1 Seinfeld, J. H., Atmospheric Chemistry and Physics: From Air Pollution to Climate Change. John Wiley & Sons, INC. 1998.

COMPLEXO INDUSTRIAL DO PECÉM – CIP ESTUDO DE DISPERSÃO ATMOSFÉRICA 8.6

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 (O3), 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, NO2, o monóxido de nitrogênio, NO, e o ozônio, O3. O resultado é resumido numa equação, a qual é função de constantes empíricas e do NO2, explicitada para estimar as concentrações de O3. 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).

[ ] [ ]⎪⎭

⎪⎬⎫

⎪⎩

⎪⎨⎧

−⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡+⎟⎟

⎞⎜⎜⎝

⎛=

3

1

2/1

023

1

2

2

12

421

kkNO

kk

kkNO (1)

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, NO2, submetidos à incidência da radiação solar ultravioleta, onde se desencadeia o processo para formação de ozônio. Essa reação é uma decorrência da fotólise do NO2 no comprimento de ondas menor que 424nm (nanômetro) do espectro eletromagnético. Uma vez formado, o ozônio reage com o NO para formar o NO2, sendo que nesse processo as três reações fotoquímicas resultantes mais importantes são:

ONOhNO +⎯→⎯+ 12 ν

MOMOO +⎯→⎯++ 32

2

323

3 ONONOO +⎯→⎯+

COMPLEXO INDUSTRIAL DO PECÉM – CIP ESTUDO DE DISPERSÃO ATMOSFÉRICA 8.7

Onde o M é um terceiro corpo (por exemplo, o N2 ou O2) e o hν representa a Lei de Planck, sendo o h uma constante igual a 6,626 x10-34Js e o c é a velocidade da luz igual a 2,9979x108 m.s-1, ver Junge (1972)2. 8.5.3 Cálculo das concentrações de O3 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 NOX (expresso como NO2) obtidos da simulação e apresentadas no Quadro 8.1.1 e das concentrações de NOX 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 O3 de 62,64 μg/m3 (ou 0,32 ppm) é 2,6 vezes menor que o padrão horário de 160 μg/m3 (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/m3 (0,015) é de baixíssima magnitude se comparada com o padrão horário de 160 μg/m3.

Quadro 8.5.3.1 – Máximas concentrações integradas de ozônio, O3, na região do CIP

Concentrações máximas Dióxido de nitrogênio

NO2 Ozônio, O3

Padrão CONAMA 3/90

Poluentes Concentração máxima

μg/m3 ppm μg/m3 ppm μg/m3 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/m3 (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 O3. 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).

COMPLEXO INDUSTRIAL DO PECÉM – CIP ESTUDO DE DISPERSÃO ATMOSFÉRICA 8.8

Quadro 8.5.3.2 – Máxima concentração integrada de ozônio, O3,

sobre os receptores discretos da região do CIP

Concentrações máximas de O3, médias de 1 hora. Dióxido de nitrogênio

NO2 Ozônio, O3

Padrão CONAMA 3/90 Poluentes / Receptores

μg/m3 ppm μg/m3 ppm μg/m3 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 NOX, O3, SO2, 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/m3 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/m3, 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.

COMPLEXO INDUSTRIAL DO PECÉM – CIP ESTUDO DE DISPERSÃO ATMOSFÉRICA 8.9

Quadro 8.6.1 - Distribuição da concentração dos poluentes sobre os receptores

discretos localizados na bacia aérea do CIP e no seu entorno

Máximas Concentrações μg/m3. Poluentes / Receptores

NOX O3 SO2 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)

COMPLEXO INDUSTRIAL DO PECÉM – CIP ESTUDO DE DISPERSÃO ATMOSFÉRICA 9.1

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 No. 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.

COMPLEXO INDUSTRIAL DO PECÉM – CIP ESTUDO DE DISPERSÃO ATMOSFÉRICA 9.2

Quadro 9.1 – Emissões de poluentes estimadas das fontes industriais do CIP

Emissão (1000 ton/ano) Poluentes / Fontes

MP NOX SO2 CO CSP 2,7 27,8 25,3 464,5 UTE PORTO DO PECÉM 1,1 11,5 9,0 2.3 Votorantim 0,0063 - - -

Total (1000 ton/ano) 3,9 39,3 34,3 466,7

9.1 Avaliação da Capacidade de Suporte do CIP Para avaliar a capacidade de suporte da bacia aérea do CIP utilizou-se os dados de concentrações máximas de todos os poluentes obtidos da modelagem matemática de dispersão considerando um cenário de operação simultânea integrada das três fontes estudadas. Essas máximas concentrações integradas foram comparadas com os respectivos padrões de qualidade do ar, para se quantificar o grau de saturação da bacia, verificando se estão próximos ou não de atingir o respectivo padrão. Para tanto os resultados foram separados em duas situações de suporte atmosférico:

• Uma situação que representa o quanto a concentração de cada poluente consumiu a capacidade de suporte atmosférico da bacia aérea; e

• Outra situação representa quanto a capacidade de suporte atmosférico estará

disponível na bacia para outros empreendimentos futuro ou ampliação das que estão em fase de instalação.

O resultado desta avaliação é apresentado no Quadro 9.2, para meta de longo prazo, e no Quadro 9.3 para meta de curto prazo. Observa-se que no caso do NOX deverão ser consumidos 79% do padrão horário do NO2, restando apenas 29% para outros empreendimentos a se instalarem. Significa que no futuro próximo com a instalação de novas indústrias a bacia poderá ficar saturada por concentrações de NOX. A situação praticamente se inverte para meta de longo prazo. Nesse caso existirá um comprometimento do suporte atmosférico de 29,4% e uma disponibilidade de 70,6%. Ressalte-se que em ambas as situações a base de padrão para comparação é diferente. Lembrando que a situação de curto prazo tem maior peso. Para o ozônio deverá haver um consumo do suporte atmosférico de quase 40% da bacia aérea restando apenas 60%.

COMPLEXO INDUSTRIAL DO PECÉM – CIP ESTUDO DE DISPERSÃO ATMOSFÉRICA 9.3

Para o SO2, observa-se que para meta de curto prazo o consumo do suporte atmosférico é apenas de 20%, restando uma boa margem de 79,4%. Ao contrário para meta de longo prazo o consumo do suporte atmosférico é de 43% restando disponível apenas 57%, que dependendo do tipo de combustível a ser utilizado pelos empreendimentos futuros a bacia poderá vir a ficar saturada por SO2. Os poluentes MP e CO, ainda não apresentam motivos de preocupação conforme mostram as estimativas dos Quadros 9.2 e 9.3..

Quadro 9.2 – Resultados da avaliação da capacidade de suporte atmosférico na bacia aérea no CIP, meta de Longo Curto Prazo

Capacidade de suporte por poluente (%), curto prazo. NOX SO2 MP CO 03 Poluentes / Chaminés (%) (%) (%) (%) (%)

Ocupação da capacidade de suporte atmosférico pelas industrias atuais no CIP.

79,0 20,6 14 12,5 39,2

Padrão Q.A. CONAMA 3/90 1h 320

24h 365

24h 150

1 h 40000

1h 160

Disponibilidade da capacidade de Suporte atmosférico no CIP. 21,0 79,4 86,0 87,5 60,8

Quadro 9.3 – Resultados da avaliação da capacidade de suporte atmosférico na bacia aérea no CIP, meta de Longo Prazo

Capacidade de suporte por poluente (%), longo prazo NOX SO2 MP CO 03 Poluentes / Chaminés (%) (%) (%) (%) (%)

Ocupação da capacidade de suporte atmosférico pelas industrias atuais no CIP.

29,4 43,3 18,0 42,7 -

Padrão Q.A. CONAMA 3/90 Anual 100

Anual 80

Anual 50

8 h 10000 -

Disponibilidade da capacidade de Suporte atmosférico no CIP. 70,6 56,7 82,0 57,3

COMPLEXO INDUSTRIAL DO PECÉM – CIP ESTUDO DE DISPERSÃO ATMOSFÉRICA 10.1

10. CONCLUSÃO O presente estudo teve como objetivo desenvolver um estudo de dispersão atmosférica para avaliar o impacto na qualidade do ar da bacia aérea do Complexo Industrial do Pecém CIP, em decorrência da futura atividade industrial dos empreendimentos instalados e os que estão em fase de instalação. Para tanto foi aplicado um modelo matemático de dispersão sobre a grade receptora da bacia área e adjacências, a partir das emissões de poluentes das chaminés de três atividades industriais, das condições meteorológicas e climáticas da região. A seguir são apresentados nas conclusões, em forma de tópicos, os pontos de maior relevância identificados no estudo: As condições de ventilação da região são altamente favoráveis à dispersão dos poluentes, com alta persistência das direções Este (E) com 28 % e de Sudeste (SE) com 25,2 %, com uma velocidade média anual de 4 m/s (14,4 km/h). Se verificou com o modelo de dispersão atmosférica que as máximas concentrações dos poluentes NOx, O3, SO2, MP10 e do CO estão todas abaixo dos respectivos padrões primários de qualidade do ar e os valores máximos são encontrados a noroeste do CIP em função da direção predominante dos ventos. Destes poluentes destaca-se o NOX, cuja máxima concentração horária integrada de todas as fontes foi de 253 μg/m3, a qual é 1,3 vezes menor que padrão primário do CONAMA 3/90, valor esse que representa o consumo de boa parcela da capacidade de suporte atmosférico do CIP em relação ao dióxido de nitrogênio, NO2; Em que pese à geração de impactos mínimos na qualidade do ar as ações de gestão do órgão público de controle, deverão ser objetos de programas específicos que corresponderão a: manutenção adequada das condições de queima de combustível na caldeira; monitoramento das emissões dos poluentes das chaminés; o controle das emissões fugitivas; e o monitoramento automático da qualidade do ar. Conclui-se que a capacidade de dispersão de poluentes atmosféricos na área de influência dos empreendimentos do CIP, sobre o município de São Gonçalo do Amarante, indica que a atmosfera local possui capacidade de suporte compatível com as emissões dos poluentes produzidos pelas três atividades indústrias objeto do presente estudo e, que existe folga para instalação de outros empreendimentos programados sem saturar a bacia e o seu entorno com a emissão dos poluentes regulamentados pela Resolução CONAMA No3 de 28 de junho de 1990.

COMPLEXO INDUSTRIAL DO PECÉM – CIP ESTUDO DE DISPERSÃO ATMOSFÉRICA 11.1

11. BIBLIOGRAFIA

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2. GEOCONSULT - Consultoria, Geologia e Meio Ambiente 2009.

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15. Junge, C.E.: The Cycle of atmospheric Gases-Natural and Man Made, Q. J. Roy.

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SILVIO DE OLIVEIRA Responsável Técnico CREA-SP No. 0600948501 Cadastro IBAMA 40979/2007.