poluição atmosférica-11nov2011

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POLUIO ATMOSFRICA

A poluio atmosfrica pode ser definida como a presena de substncias estranhas na atmosfera, resultantes da atividade humana ou de processos naturais, em concentraes suficientes para interferir direta ou indiretamente na sade, segurana e bem estar dos seres vivos.

Fontes de poluio do ar Queima acidental de biomassa (qualquer material derivado de plantas ou animais); Erupes vulcnicas, as quais podem ser consideradas as mais antigas fontes de contaminao do ar; Queima de combustveis fsseis nos motores a combusto, nas indstrias siderrgicas e, mais recentemente, nos veculos automotivos, alm dos produtos qumicos.

Poluente atmosfrico toda substncia slida, lquida ou gasosa que afeta prejudicialmente o meio ambiente aps mudanas qumicas na atmosfera ou pela ao sinergtica com outras substncias. - So classificados em slidos, lquidos e/ou gasosos, de acordo com seu estado de agregao.

Principais poluentes atmosfricos MATERIAL PARTICULADO: mistura de partculas lquidas e slidas em suspenso no ar. Sua composio e tamanho dependem das fontes de emisso. Partculas grandes - emitidas atravs de combustes descontroladas, disperso mecnica do solo ou outros materiais da crosta terrestre (polens, esporos e materiais biolgicos); Partculas pequenas - emitidas pela combusto de fontes mveis e estacionrias, como automveis, incineradores e termoeltricas, que por serem de menor tamanho e mais cidas, podem atingir as pores mais inferiores do trato respiratrio.

Gases e vapores: poluentes moleculares com existncia permanente; so os gases propriamente ditos, ou os vapores que temperatura ambiente podem sofrer condensao e voltar forma lquida original.

Fontes Classificao Tipo Combusto Processo industrial Fontes estacionrias Queima de resduos slidos Outros Fontes mveis Veculos automotores Avies e barcos Locomotivas, etc. Fontes naturais Reaes qumicas

Poluentes (Fonte: CETESB, 2002)

Material particulado; dioxido de enxofre; monoxido de carbono; hidrocarbonetos e xido de nitrognio.. Material particulado (fumos, poeiras e nvoa); gases (SO2, SO3, HCl), marcaptanas (HF, H2S, Nox), Material particulado, gases (SO2, SO3, HCl), Hidrocarbonetos, material particulado Material particulado, monxido de carbono, xidos de nitrogenio, hidrocarbonetos e xidos de enxofre xidos de enxofre e xidos de nitrognio cidos orgnicos, hidrocarbonetos e aldedos Material particulado poeiras; gases (SO2, SO3, HCl, NOx), hidrocarbonetos. Poluentes secundrios O3, aldedos, cdios orgnicos, nitratos orgnicos, aerossol fotoqumica,...

Efeitos da poluio atmosfrica Sade (doenas respiratrias, doenas cardacas, diminuio de reflexos, doenas vasculares...); Deposio cida (emisso de xidos de enxofre e de nitrognio leva a deposio destes poluentes que, com o vapor dgua leva a formao de cido sulfrico, sulfuroso, sulfdrico...); Efeito estufa (efeito natural; a radiao infravermelha refletida pela superfcie terrestre retida por alguns gases da atmosfera (CO2, CH4, N2O e CFCs); o aumento da concentrao destes gases causa uma maior reteno das radiaes levanto ao aumento de temperatura);

Os padres de qualidade do ar so estabelecidos de duas maneiras nas resolues:Resoluo N 3 - os padres de qualidade do ar so estabelecidos em relao quantidade de poluente por volume de ar (imisso)

Resoluo N 8 - os padres de qualidade do ar so estabelecidos em relao quantidade de poluente por quantidade de energia calorfica gerada (emisso)

A Resoluo CONAMA No 003, de 28 de junho de 1990, estabelece os conceitos de Padres Primrios e Secundrios de Qualidade do Ar: Padres Primrios de Qualidade do Ar: j emitidos na forma de poluentes; As concentraes de poluentes que, ultrapassadas, podero afetar a sade da populao. Padres Secundrios de Qualidade do Ar: so formados na atmosfera por reaes qumicas ou fotoqumicas com a participao de dois ou mais poluentes ou com a participao de componentes prprios da atmosfera;

As concentraes de poluentes, abaixo das quais se prev o mnimo efeito adverso sobre o bem-estar da populao, assim como dano mnimo fauna, flora, aos materiais e ao ambiente em geral.

Padres de qualidade do ar para os principais poluentes segundo a Environmental Protection Agency - EPA,/EUAPoluentes Partculas inalveis (PM10) Oznio (O3) Dixido de enxofre (SO2) Monxido de carbono (CO) Dixido de nitrognio (NO2) Padres Primrios 50 g/m3 150 g/m3 0,12 ppm (235 g/m3) 0,03 ppm (80 g/m3) 0,14 ppm (365 g/m3) 9 ppm (10 g/m3) 35 ppm (40 g/m3) 0,053 ppm (100 g/m3) Tempo Mdio mdia aritmtica anual nvel limite para 24 horas mdia de 1 hora mxima diria mdia aritmtica anual nvel mximo em 24 horas mdia mxima de 8 horas nvel mximo em 1 hora mdia aritmtica anual

CONSIDERAES PARA A SELEO DO MTODO OU EQUIPAMENTO DE CONTROLE DE POLUIO AMBIENTAL Principais fatores limitantes na Engenharia quanto ao controle de poluio: Limites legais impostos para proteo da sade pblica e bem estar social; Limites sociais impostos pela comunidade nos quais a fonte de poluio est ou ser localizada; Limitaes econmicas impostas por presses de mercado

Alternativas principais na estratgia de avaliao do impacto ambiental: Eliminao da operao/etapa inteira ou em parte

Modificao operao/etapa Relocao da operao Aplicao de uma tecnologia de controle de poluio adequada Combinao das alternativas anterioresFatores Importantes na Seleo de Equipamentos de Controle

AmbientaisEngenharia Econmicos

Ambientais-Localizao do equipamento -Espao disponvel

-Condies do ambiente-Disponibilidade de utilidades e instalaes auxiliares -Emisso mxima de poluentes permitida -Fatores estticos (vapores visveis em vapores de gua, odores, etc.) -Contribuio do sistema de controle de poluio do ar para efluentes lquidos e poluio do solo -Contribuio do sistema de controle de poluio do ar para os nveis de rudo da planta

Engenharia-Caractersticas dos contaminantes (propriedades fsicas e qumicas, concentrao, etc.)

-Caractersticas da corrente gasosa (fluxo, temperatura, etc.)-Caractersticas do projeto e eficincia do sistema de controle

Econmicos-Capital investido (equipamentos, instalao, servios de engenharia, etc.)-Custos operacionais (utilidades, manuteno, etc.) -Expectativa de vida til do equipamento

MTODOS E EQUIPAMENTOS DE CONTROLESistemas de adsoro

Sistemas de absoroColetores mecnicos Filtros de manga Condensadores Precipitadores eletrostticos

Sistemas de Combusto

Adsoro: Transferncia de um gs para uma fase slida Fsica ou Qumica

reao qumica entre as molculas adsorvidas e as da superfcie slida

geralmente irreversvel

no economicamente praticvel, uma vez que ou os adsorventes so usados uma nica vez ou requerida muita energia para a regenerao

adsorventes

grandes reas superficiais

carvo ativado

AluminaBauxita Peneiras moleculares slica gel

Regenerao dos Adsorventes:regenerao trmica vapor (340oC )

Vantagens: recuperao do produto possvel h possibilidade do sistema ser totalmente automatizado sem necessidade de operao manual

alta capacidade de remoo de contaminantes gasosos ou vapores Desvantagens: a recuperao do produto pode necessitar de um esquema de destilao ou extrao caro e no usual a capacidade adsorvente diminui com o aumento no nmero de ciclos a regenerao do adsorvente requer uma fonte de vapor/vcuo

investimento inicial relativamente alto pr-filtrao da corrente de gs pode ser necessria para remover alguns particulados capazes de entupir o leito do adsorvente o resfriamento da corrente gasosa pode ser necessrio para obter-se uma faixa de temperatura de operao usual necessidade de vapor relativamente alta para dessoro de hidrocarbonetos de alto peso molecular

Absoro: Processo no qual um gs solvel transferido de uma corrente gasosa para um lquido

O gs pode ficar fisicamente dissolvido no lquido ou pode reagir com um constituinte dissolvido no lquido Principais Aplicaes: recuperao de compostos gasosos purificao de correntes gasosas HCl, HF, Cl2, SO2, H2S, NH3, NOX, aminas, lcoois e orgnicos

Produtos mais usados em Sistemas de Absoro

gua, solues alcalinas e cidas

Equipamentos de Absoro

Disperso da fase lquida: coluna de recheio (mais utilizada para poluentes gasosos quando so necessrias eficincias de 90 a 95%.As colunas de asperso so bastante utilizadas para coleta de poeira mais grosseira (acima de 25 m) e para pr-resfriamento de correntes gasosas;

Disperso da fase gasosa

Coluna de recheio - fluxo contra-corrente

Tipos de recheios de coluna

Coluna de asperso ou lavador de gases

Colunas empacotadas e colunas de pratos - Vantagens: queda de presso relativamente baixa padronizao da construo em fibra de vidro e armao de plstico permite operao em atmosferas corrosivas capacidade de obter eficincia relativamente alta de transferncia de massa aumentando-se a altura e/ou tipo de enchimento ou nmero de pratos, pode-se melhorar a transferncia de massa sem a necessidade de compra de uma nova parte do equipamento custo de investimento relativamente baixo espao necessrio relativamente pequeno capacidade para coleta de material particulado e gases

Colunas empacotadas e colunas de pratos - Desvantagens:

pode gerar um problema de disposio de gua ou lquido

o produto coletado ou removido molhado a remoo de slidos pode causar o entupimento do leito ou pratos

quando a construo feita em fibra de vidro com estrutura de plstico, o sistema torna-se sensvel temperatura custos de manuteno so relativamente elevados

Lavadores de Gases - Vantagens: no possuem fontes secundrias de poeira espao necessrio relativamente pequeno

capacidade para coleta de gases, assim como particulados (especialmente aqueles com caractersticas mais aderentes) capacidade