Impacto da inalação de fumo dos incêndios florestais na saúde dos bombeiros e das populações

Carlos Borrego, Jorge Humberto Amorim e Ana Isabel Miranda

Universidade de AveiroDepartamento de Ambiente e Ordenamento

emissões dos fogos florestais

Monóxido de carbono (CO)

Dióxido de azoto (NO2)

Metano (CH4)

Compostos orgânicos

voláteis (COV)

Partículas

Monóxido de azoto (N2O)

Emissão Qualidade do Ar

Concentração é uma característica física do ambiente num dado local e instante e está

associada à capacidade de dispersão da atmosfera

Emissão é a quantidade de uma substância libertada

para a atmosfera

efeitos na qualidade do ar

0

100

200

300

400

500

600

700

18-07 23-07 28-07 02-08 07-08 12-08 17-08

Dia

conc

ug.

m-3

AvancaFundãoErvedeiraIlhavoAveiroCoimbra_IGCoimbra_AFMTeixugueira

03/08/2003

Conc

entra

ção

PM10

(µg.

m-3

) Estações de qualidade do ar:

Valor limite diário para PM10(50 µg. m‐3)

efeitos na qualidade do ar

0100200300400500600

01-09 06-09 11-09 16-09 21-09

Dia

Conc

entra

ção

PM10

(µg.

m-3

) OlivaisEntrecamposAv. LiberdadeLaranjeiroCascaisLouresQt MarquêsMem MartinsCamarinhaReboleiraJune-September 2003

efeitos na qualidade do ar

Estações de qualidade do ar:

13/09/2003 – centro de Lisboa

Santarem

Évora

Lisboa

Setúbal

0

20000

40000

60000

80000

100000

120000

140000

160000

180000

200000

0 20000 40000 60000 80000 100000 120000 140000 160000 180000 200000

Oceano Atlantico

(μ g )

Santarem

Évora

Lisboa

Setúbal

0 20000 40000 60000 80000 100000 120000 140000 160000 180000 20000

Oceano Atlantico

(μ g )Sem emissões dos fogos Com emissões dos fogos

modelação da qualidade do ar13/09/2003 – região de Lisboa Modelo regional AIRFIRE

Conc. PM10

(µg.m-3)

Resultados evidenciam efeito intenso dos fogos sobre a qualidade do ar à escala regional

modelação da qualidade do ar13/09/2003 – centro de Lisboa (Av. Liberdade)

Resultados evidenciam que a dispersão de partículas na cidade é fortemente afectada pelas características do escoamento entre edifícios e árvores

Conc

entra

ção

PM10

(µg.

m-3

)Modelo CFD

Emissão Qualidade do Ar

Exposição Dose Saúde

Concentraçãoé uma

característica física do

ambiente num dado local e

instante e está associada à

capacidade de dispersão da atmosfera

Exposiçãodescreve a

interação entre o ambiente e um ser vivo,

implica o contacto de um indivíduo com um poluente

Dose é a quantidade de material absorvido

ou depositado no corpo

durante um dado

intervalo de tempo

Emissão é a quantidade de uma substância libertada para a

atmosfera

Efeitos na saúde

agudos a crónicos

associados à

diminuição da função respiratória

efeitos na saúde humana

Pode um bombeiro estar expostoa níveis críticos de poluentes atmosféricos?

principal objectivo:

analisar o potencial efeito das emissões dos fogos florestais na saúde dos bombeiros

Projecto FUMEXP Exposição de bombeiros ao fumo e consequentes efeitos na saúde

Financiamento:

equipa

Associação dos Bombeiros Voluntários de Albergaria-a-VelhaBombeiros Voluntários de Castanheira de PêraBombeiros Municipais da Lousã Bombeiros Sapadores de CoimbraTotal de 40 bombeiros

Consultor:Dr. Roger Ottmar

United States Department of Agriculture

metodologia

monitorização

modelação

testes médicos

Fogos experimentais

Incêndios florestais

197500 197600 197700 197800 197900 198000

343850

343950

344050

344150

344250

344350

1000200030004000500060007000800090001000011000120001300014000150001600017000180001900020000

x (m)

CO (µg.m-3)

AQstation

Equipamento de medição da exposição individual ao fumo

Monóxido de carbono (CO)

Dióxido de azoto (NO2)

Metano (CH4)

Compostos orgânicos voláteis (COV)

Partículas finas (PM2,5)com diâmetro aerodinâmico inferior a 2,5 micrómetros

0

2,500

5,000

7,500

10,000

12,500

15,000

17,500

20,000

10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00

Time (hh:mm)

PM2,

5 (μ

g.m-3

)

Continuous data

PM2,5 Gestosa 2008

(bombeiro 5)

- Elevada variabilidade temporal dos valores

0

5,000

10,000

15,000

20,000

25,000

09:36 10:04 10:33 11:02 11:31 12:00 12:28 12:57 13:26

Time (hh:mm)

PM2.

5 (u

g.m-3

)

Continuous data

Gestosa 2010

(bombeiro 5)

- Valores ultrapassaram o limite máximo de medição do equipamento

limite máximo de medição

Resultados: níveis de QA e exposição

Poluente TWA Referência STEL Referência Limite máx. Referência

CO 25 ppmNP

1796:2007NP

1796:2007

200 ppm Legislação Australiana 400 ppm Legislação

Australiana

NO2 3 ppm 5 ppm NP 1796:2007 20 ppm NIOSH

Partículas inaláveis 3 mg.m-3 NP

1796:2007 n.d. n.d. n.d. n.d.

COV n.d. n.d. n.d. n.d. n.d. n.d.

Exposição ocupacional

TWA: limite de exposição ao longo de um período normal de 8 horas de trabalhoSTEL: limite de exposição de curta duração (15 min)Limite máximo: limite máximo de exposição que não pode ser excedido

NIOSH - National Institute for Occupational Safety and Health (USA)

Comparação dos valores medidos com valores limite de exposição ocupacional definidos em normas nacionais e estrangeiras:

Exposição ocupacional – TWA

Em nenhum dos poluentes foi excedido o TWA (limite de exposição em 8h), o que se deve à curta duração dos fogos

Gestosa 2008

bombeiro 5

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

550

600

650

700

10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00

Time (hh:mm)

CO

(ppm

)

Continuous data Peak limitSTEL TWA15 min average 3 min average

Limite máximo

STEL

TWA

Limite máximoTWAMédia 3 min

Dados em contínuoSTELMédia 15 min

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

550

600

650

700

10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00

Time (hh:mm)

CO

(ppm

)

Continuous data Peak limitSTEL TWA15 min average 3 min average

Limite máximo

STEL

TWA

Limite máximoTWAMédia 3 min

Dados em contínuoSTELMédia 15 min

Incêndio 2009

bombeiro 7

Exposição ocupacional – STEL

(5) (13)

Bombeiros que não excederam

o STEL

Bombeiros que excederam o

STEL

Gestosa 2008 e 2009

(5) (4)

Bombeiros que não excederam

o STEL

Bombeiros que excederam o

STEL

Incêndios 2008 e 2009

Para o CO foram identificadas várias ultrapassagens do STEL (limite de exposição em 15 min)

01

23

456

78

910

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

493

487

500

454 421

422 614

Valor máximo medido em cada bombeiro

Gestosa 2008 e 2009

684

422

410 413 893 405

Incêndios 2008 e 2009

Exposição ocupacional – limite máximo

Para o CO foram também identificadas várias ultrapassagens do limite máximo (400 ppm)

0123456789

10

1 2 3 4 5 6 7 8 9

ID bombeiroNº e

xced

ênci

as d

e ca

da b

ombe

iro

Testes médicos

Verificou‐se, após a exposição ao fumo, uma subida muito significativa de CO.

Avaliação do monóxido de carbono no ar exalado (Gestosa 2008):

antes

depois

Concentração CO no ar exalado (ppm)

N.º

de b

ombe

iros

Testes médicosAvaliação do monóxido de carbono no ar exalado (Gestosa 2009):

0.0

2.5

5.0

7.5

10.0

Méd

4.0

6.1

antes depois

Con

cent

raçã

o m

édia

CO

no

ar e

xala

do (p

pm)

Verificou‐se, após a exposição ao fumo, uma subida muito significativa de CO.

Testes médicosAvaliação do monóxido de carbono no ar exalado (Gestosa 2010):

antes depois

Con

cent

raçã

o m

édia

CO

no

ar e

xala

do (p

pm)

1,06 ppm

6,22 ppm

Verificou‐se, após a exposição ao fumo, uma subida muito significativa de CO.

Testes médicosAvaliação do óxido nítrico no ar exalado (Gestosa 2008):

antes depois

Con

cent

raçã

o m

édia

NO

no

ar e

xala

do (p

pb)

Verificou‐se, após a exposição ao fumo, uma descida significativa de NO.

Será possível antecipar e evitarepisódios críticos de exposição?

principal objetivo:

desenvolvimento de um Sistema de Apoio à Decisão no combate a incêndios florestais,

para uma máxima eficácia e segurança

Projeto VitalResponder2

Gestão inteligente de eventos críticos de stress, fadiga e intoxicação pelo fumo no combate a fogos florestais

Financiamento:

equipa

Associação dos Bombeiros Voluntários de Albergaria-a-Velha

metodologia

desenvolvimento de sensores

previsão numérica integrada

Desenvolvimento de um Sistema de Apoio à Decisão

solução tecnológica vestível para monitorização

da exposição individual

INTEGRAÇÃO sistema de modelos integrando previsão meteorológica, comportamento do fogo,

emissão e dispersão do fumo e estimativa da exposição

tecnologia vestível para monitorização da exposição

VitalJacket®

Frequência cardíacaIntervalo R-R ( no eletrocardiograma

frequência ventricular)Temperatura corporal (nova versão)

Parâmetros monitorizados:

Capacete

Elevação do terrenoPressão atmosférica

Humidade do arTemperatura do ar

LuminosidadeConcentração de COConcentração de NO2

Localização

aplicação móvel

hardware vestível

alertas

sistema de

modelos

dados medidos

dados simulados

dados simulados

Sistema de Apoio à Decisão

Sistema de Apoio à DecisãoMenu principal

• Interface gráfica amigável para operação do sistema e visualização de resultados

Sistema de Apoio à Decisão

Exemplo de dados monitorizados

• Monitorização dos níveis de exposição ao longo do tempo

• Localização de cada indivíduo

Sistema de Apoio à DecisãoExemplo de dados simulados

• Previsão de curto prazo (~15 min) dos níveis de qualidade do ar e exposição de cada elemento da equipa de bombeiros no terreno

• Identificação antecipada de risco crítico de exposição

Os níveis de exposição pessoal no decurso de incêndios florestais são muito elevados, com riscos para a saúde humana

Carlos Borregowww.ua.pt/gemac

Obrigado pela atençãoO desenvolvimento de Sistemas de Apoio à

Decisão no combate a incêndios florestais,

suportados por avanços recentes na modelação do

comportamento do fogo e fumo e dos sensores de

monitorização pessoal, permitirá o posicionamento

seguro e eficiente das equipas no terreno.

04/08/2003

Carlos Borrego 

cborrego@ua.pt | www.ua.pt/gemac | Departamento de Ambiente e Ordenamento | UA

Obrigado pela Vossa atenção