Modelagem da concentração de dióxido de enxofre na região de Candiota - RS utilizando o modelo AERMOD

Abstract

As perspectivas de expansão da produção de energia transformam a região de Candiota em um cenário propício para o estudo da poluição atmosférica. A importância deste assunto tornou-se evidente com o aumento das emissões de poluentes causado pelo crescimento das áreas urbana e industrial. Com a ampliação do Complexo Termelétrico, construção de Candiota III, e, principalmente, por estar previsto a instalação de novas indústrias nesta região, este estudo tem como foco principal avaliar o impacto deste crescimento industrial na qualidade do ar. A metodologia para o desenvolvimento deste trabalho dispõe como principal ferramenta um modelo matemático de dispersão, AERMOD, representando analiticamente o comportamento do poluente, dióxido de enxofre, durante o processo de dispersão no ar, levando em conta as características das fontes de emissão, da topografia da área de estudo e das condições meteorológicas de dispersão. Através da modelagem numérica, foram comparados os dados de concentrações preditos pelo modelo com os dados observados provenientes de estações meteorológicas localizadas no entorno da Usina Termelétrica Presidente Médice, para campanhas anteriores e posteriores à operação de Candiota III. A análise dos resultados foi feita com auxílio de índices estatísticos recomendados na literatura científica para a avaliação de modelos de qualidade do ar. A utilização do modelo AERMOD para uma avaliação preliminar do impacto causado pela operação de Candiota III mostrou-se eficiente. Levando-se em consideração todas as restrições incorporadas aos modelos gaussianos, o modelo apresentou uma tendência de subestimar os valores observados. A utilização de novas tecnologias indicou que ocorrera um aumento da eficiência nos processos de combustão bem como de dessulfurização em virtude de se constatar, através dos resultados obtidos para as concentrações máximas diárias, uma diminuição na emissão de dióxido de enxofre para a atmosfera. Os resultados das concentrações máximas diárias de dióxido de enxofre para o cenário anterior a operação de Candiota III (2003) foram superiores aos simulados para o período posterior (2011). Com uma confiabilidade de 90 e 80%, respectivamente, para os cenários em que as concentrações máximas e médias 24hs foram simuladas e confrontadas com as observadas nos receptores, os resultados obtidos reforçam que as concentrações calculadas pelo modelo de dispersão, apresentam uma concordância satisfatória com os dados observados.

The perspectives for expansion of energy production transform the region of Candiota in a favorable scenario for the study of air pollution. The importance of this issue has become evident with the increase in pollutant emissions caused by the growth of urban and industrial areas. With the expansion of Thermoelectric Complex, construction of Candiota III, and especially for the up-coming establishment of new industries in this region, this study aims to evaluate the impact of industrial growth on air quality. The methodology for the development of this work has as main tool the dispersion of a mathematical model, AERMOD, analytically representing the behavior of the pollutant, sulfur dioxide, during the process air dispersion, taking into account the characteristics of the emission sources, the topography of the study area and meteorological dispersion conditions. Through numerical modeling, it was compared the data of the concentrations predicted by the model with the observed data from meteorological stations located around the Thermoelectric Power Plant “Presidente Médice” for this experimental campaigns before and after the operation Candiota III. The analysis of the results was performed with the aid of statistical indexes recommended in the scientific literature for evaluation of models of air quality. The use of the AERMOD for a preliminary assessment of the impact caused by the operation of Candiota III was efficient. Taking into account all the restrictions of the Gaussian models, the model tended to underestimate the observed values. The use of new technologies indicated that there was an increase in the efficiency of combustion processes and desulfurization due to the results obtained for the maximum daily concentrations, a decrease in the emission of sulfur dioxide into the atmosphere. The results of the maximum daily concentrations of sulfur dioxide to the scenario presented before the operation of Candiota III (2003) were higher than the period after simulated (2011). With a reliability of 90% and 80%, respectively, for scenarios where the peak concentrations and averages 24 hours were simulated and compared with those observed in receptors, the results obtained reinforce that the concentrations calculated by the dispersion model, present a satisfactory agreement with the observed data.