Livro Pol Atm HML

Controle da Poluio Atmosfrica Cap 1 - ENS/UFSC

Universidade Federal de Santa Catarina Centro Tecnolgico Departamento de Engenharia Sanitria e Ambiental

CONTROLE DA POLUIO ATMOSFRICA

Coordenador

Henrique de Melo LisboaMontreal - Dezembro 2007 primeira verso Florianpolis Agosto 2010 ltima atualizao.

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Henrique de Melo Lisboa Engenheiro Civil : UFSC, 1980. Especializao em Hidrologia : Madrid, 1981. Professor da UFSC desde 1982. Mestrado em Hidrometeorologia : USP, 1986. Mestrado (DEA) em Fsica e Qumica da Atmosfera Univ. Paris VII, 1993. Doutorado em Poluio Atmosfrica - Frana, outubro de 1996. Ps doutorado em odores no Dpt de Gnie Chimique, cole Polytechnique de Montral, 2007. OBJETIVOS DESTE LIVRO: Propiciar aos acadmicos de engenharia um material didtico para ser utilizado para entender e dar respostas tcnicas aos processos de gerao, transporte, monitoramento e tratamento dos poluentes atmosfricos.

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AGRADECIMENTOS Este livro foi possvel graas ao apoio do CNPQ na forma de bolsa ps-doutoral do autor principal deste trabalho.

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Dedico esta publicao s minhas mulheres que to pacientemente suportaram minhas ausncias para poder escrev-lo. Um Beijo para a Zane, Nina e Lili.

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SUMRIO U.1 - Introduo1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.5.1 1.5.2 1.6 1.7 INTRODUO COMPOSICO DA ATMOSFERA ALTURA E ESTRUTURA DA ATMOSFERA ALGUMAS DEFINICES IMPORTANTES CLASSIFICACO DOS POLUENTES Emisses primrias Poluentes secundrios UNIDADES DE MEDIDA PARA OS POLUENTES ATMOSFERICOS BIBLIOGRAFIA BSICA2 2 4 6 7 8 11 13 19

U.2 - Fontes de poluio atmosfrica2. 1 2.2 2.3 INTRODUO FONTES NATURAIS FONTES ANTRPICAS 3 4 7

U.3 - Efeitos causados pela poluio atmosfrica3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 INTRODUO ...................................................................................................... 2 HISTRICO DA POLUIO ATMOSFRICA .................................................. 4 EFEITOS SOBRE A SADE ................................................................................ 6 EFEITOS SOBRE OS MATERIAIS .................................................................... 10 EFEITOS SOBRE AS PROPRIEDADES DA ATMOSFERA ............................. 11 EFEITOS SOBRE A VEGETAO .................................................................... 31 REPERCUSSES ECONMICAS DA POLUIO DO AR ............................. 31 REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS ................................................................... 33

U.4 - Monitoramento de poluentes atmosfricos4.1 4.2 4.3 4.4 4.4.1 4.4.2 4.4.3 4.4.4 4.4.5 4.5 4.5.1 4.5.2 4.5.3 4.5.4 4.5.5 4.6 4.7 INTRODUO PADRES DE QUALIDADE DO AR INDICE DE QUALIDADE DO AR PADRES DE EMISSO PADRES DE EMISSO DO CONAMA 08/1990 PADRES DE EMISSO DO CONAMA 264/1999 PADRES DE EMISSO DO CONAMA 316/2000 PADRES DE EMISSO DO CONAMA 382/2006 PADRES DE EMISSO DA RESOLUO SEMA PR 054/2006 METODOLOGIAS E EQUIPAMENTOS DE MONITORAMENTO Amostradores passivos Amostradores ativos Analisadores automticos Sensores remotos Biomonitoramento O SISTEMA DE MONITORAMENTO DA CIDADE DE SO PAULO AMOSTRADOR ISOCINTICO MEDIO DE FONTES ESTACIONRIAS 2 2 8 13 14 15 16 17 19 22 23 24 35 38 49 52 55 59 60 64 70

4.8 REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS ANEXO 1 ANEXO 2 ANEXO 3

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U.5 Qumica da Atmosfera5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 5.7 5.8 5.9 5.10 5.11 INTRODUO................................................................................................................................................2 PROCESSOS FOTOQUMICOS ....................................................................................................................4 REAES CIDO-BASE NA ATMOSFERA ...............................................................................................9 REAES DO OXIGNIO ATMOSFRICO E DO OZNIO ESTRATOSFRICO ................................ 10 OZNIO TROPOSFRICO (O SMOG FOTOQUMICO) ....................................................................... 23 REAES DO ENXOFRE ATMOSFRICO ............................................................................................... 28 O MONXIDO E O DIXIDO DE CARBONO ATMOSFRICOS ........................................................... 29 A PRESENA DE GUA NA ATMOSFERA ............................................................................................. 30 CHUVA CIDA ............................................................................................................................................ 31 REAES DO GS HIDROXILA (OH) NA ATMOSFERA ...................................................................... 32 REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS ........................................................................................................... 34

U.6 - Ventilao Industrial6.1 Introduo ................................................................................................................................................................ 3 6.1.1 Definio e Classificao...................................................................................................................................... 5 6.1.2 Tipos de Poluentes do Ar ...................................................................................................................................... 5 6.2 Ventilao geral diluidora....................................................................................................................................... 6 6.2.1 Distribuio do ar no recinto................................................................................................................................. 7 6.2.2 Limites de Tolerncia............................................................................................................................................ 7 6.2.3 Aplicao da ventilao geral diluidora com objetivos de atender as necessidades de conforto .............................. 13 6.2.4 VENTILAO GERAL DILUIDORA PARA A DISPERSO DE CONTAMINANTES INDUSTRIAIS... 14 6.2.5 VENTILAO GERAL PARA CONTROLE DE SUBSTNCIAS EXPLOSIVAS...................................... 18 6.3 VENTILAO LOCAL EXAUSTORA ............................................................................................................. 19 6.3.1 Introduco ........................................................................................................................................................... 19 6.3.2 Captao dos Poluentes....................................................................................................................................... 20 6.3.3 Alguns Aspectos Importantes no Projeto e Localizao do Captor .................................................................... 22 6.3.4 Velocidade de Captura ........................................................................................................................................ 24 6.3.5 Vazo de Exausto .............................................................................................................................................. 24 6.3.6 Requisitos de Energia do Captor......................................................................................................................... 29 6.3.7 Dimensionamento de captores ............................................................................................................................ 36 6.3.8 Dimensionamento de dutos ................................................................................................................................. 37 6.3.8.1. Transporte dos Poluentes ............................................................................................................................... 37 6.3.8.2. Perdas de carga em Singularidades............................................................................................................... 37 6.3.8.3. Dimensionamento de dutos para uma instalao de ventilao geral diluidora ....................................... 41 4.3.8.4. Dimensionamento de dutos para uma instalao de ventilao local exaustora ....................................... 42 6.3.8.5. Filtros ou equipamentos de controle da poluio atmosfrica .................................................................... 46 6.3.8.6. Conjunto Ventilador-Motor........................................................................................................................... 46 6.3.8.7 Presso e Potncia do Ventilador.................................................................................................................... 48 6.4 REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS................................................................................................................. 62 ANEXO - CONVERSO DE UNIDADES ........................................................................................................................ 63

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U.7 Metodologia de controle da poluio atmosfrica7.1 INTRODUO........................................................................................................................................................ 3 7.2 MTODOS DE CONTROLE DA POLUIO DO AR ...................................................................................... 3 7.2.1 MEDIDAS INDIRETAS..................................................................................................................................... 4 7.2.2 MEDIDAS DIRETAS ......................................................................................................................................... 5 7.3 CLASSIFICAO DOS EQUIPAMENTOS DE CONTROLE DA POLUIO DO AR............................... 6 7.3.1 EQUIPAMENTOS DE CONTROLE DE MATERIAL PARTICULADO.................................................... 6 7.3.2 EQUIPAMENTOS DE CONTROLE PARA GASES E VAPORES .............................................................. 7 7.4 CONCEITOS BSICOS PARA OS EQUIPAMENTOS DE CONTROLE DA POLUIO DO AR ............ 7 7.4.1 EFICINCIA DOS EQUIPAMENTOS............................................................................................................ 7 7.4.2 EFICINCIA GLOBAL DE COLETA ............................................................................................................ 7 7.4.4 EFICINCIA FRACIONADA - T(x) ................................................................................................................ 8 7.4.5 PRINCIPAIS PRINCPIOS PARA A DEPURAO DO AR ....................................................................... 9 7.4.6 MECANISMOS DE COLETA ........................................................................................................................ 10 7.5. CLASSIFICAO DOS EQUIPAMENTOS DE CONTROLE DE MATERIAL PARTICULADO............ 13 7.5.1 COLETORES SECO .................................................................................................................................... 13 7.5.1.1 CMARA DE SEDIMENTAO GRAVITACIONAL............................................................................. 13 7.5.1.2 CICLONES .................................................................................................................................................... 17 7.5.1.3 FILTROS DE TECIDO.................................................................................................................................. 28 7.5.1.4 PRECIPITADORES ELETROSTTICOS ................................................................................................... 37 7.5.2 COLETORES MIDOS .................................................................................................................................. 43 7.6 EQUIPAMENTOS PARA REMOO DE GASES E VAPORES .................................................................. 48 7.6.1 ABSORVEDORES............................................................................................................................................ 48 7.6.2 ADSORVEDORES ........................................................................................................................................... 58 7.6.3 INCINERADORES DE GASES E VAPORES............................................................................................... 66 7.6.4 PROCESSOS BIOLGICOS DE TRATAMENTO DE GASES E VAPORES.......................................... 78 7.6.5 CONDENSAO PARA TRATAMENTO DE GASES E VAPORES ....................................................... 85 7.7 FATORES A SEREM VERIFICADOS NA SELEO DE EQUIPAMENTOS DE CONTROLE DA POLUIO DO AR ............................................................................................................................................................ 87 7.8 REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS ................................................................................................................. 91

U.8 - Meteorologia e disperso atmosfrica8.1 INTRODUO ...................................................................................................... 3 8.2 ESCALAS DE MOVIMENTO............................................................................... 3 8.3 CONCEITOS BSICOS DE METEOROLOGIA ................................................. 4 8.3.1 Ventos ................................................................................................................. 4 8.3.2 Transformaes Adiabticas............................................................................... 6 8.3.3 Tenso de vapor saturante................................................................................... 7 8.3.4 Ponto de orvalho ................................................................................................. 7 8.3.5 Orvalho ............................................................................................................... 7 8.3.6 Umidade relativa................................................................................................. 7 8.3.7 A temperatura na atmosfera ................................................................................ 7 8.3.8 CAMADA LIMITE PLANETRIA ou CAMADA DE MISTURA ................. 9 8.4 ESTABILIDADE E INSTABILIDADE DA ATMOSFERA................................. 9 8.5 TRANSPORTE E DISPERSO DE POLUENTES NA ATMOSFERA ............ 20 8.5.1 Clculo da ascenso da pluma : Altura Efetiva da Chamin ............................ 27 8.5.4 Disperso e transporte de poluentes atmosfricos (disperso horizontal) ........ 38 8.6 REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS.................................................................. 49

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U.9 - QUALIDADE DO AR INTERNO 9.1. Introduo.......................................................................................................................... 3 9.2. Antecedentes do Tema ...................................................................................................... 3 9.3. Contaminantes fsico-qumicos do ar interno e efeitos sade ........................................ 5 9.3.1. Material Particulado (MP) ......................................................................................... 5 9.3.2. Compostos Orgnicos Volteis (COV) ...................................................................... 7 9.3.3. Compostos Inorgnicos gasosos ................................................................................ 9 9.3.4. Fumaa de Cigarro (ETS - Environmental Tobacco Smoke) .................................. 11 9.4. Contaminantes microbiolgicos do ar interno e efeitos sade ..................................... 12 9.4.1. Vrus ......................................................................................................................... 12 9.4.2. Bactrias ................................................................................................................... 13 9.4.3. Fungos ...................................................................................................................... 16 9.4.4. Alergnicos Biolgicos e hipersensibilidade ........................................................... 18 9.5. Odores ............................................................................................................................. 18 9.6. Sndrome do edifcio doente (SED) ................................................................................ 19 9.6.1. Doena relacionada ao edifcio ................................................................................ 21 9.6.2. Intolerncia qumica mltipla .................................................................................. 21 9.7. Amostragem de ar interno ............................................................................................... 22 9.7.1. Amostragem de material particulado (MP).............................................................. 22 9.7.2. Amostragem de compostos para anlise fsico-qumica .......................................... 23 9.7.3. Amostragem de microorganismos ........................................................................... 23 9.8. Condies de conforto trmico, circulao e renovao do ar ........................................ 27 9.9. Os sistemas de climatizao ............................................................................................ 29 9.9.1. Unidades de janela ................................................................................................... 31 9.9.2. Sistema tipo fan-coil ................................................................................................ 31 9.10. Legislao e normalizao........................................................................................... 31 9.11. Referncias bibliogrficas ........................................................................................... 34

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