Caracterização Ambiental do Parque Ecológico Urbano de...

Caracterização Ambiental do Parque Ecológico Urbano de Viana do Castelo

Porto, 24 de Janeiro de 2011

Prefácio

O trabalho descrito neste relatório foi elaborado no âmbito de dois projectos que decorrem na

Universidade Fernando Pessoa: o Projecto Pedagógico Interdisciplinar (PROPID) e o Projecto

Ambulatório de Ambiente e Saúde (PAAS). O primeiro teve início no ano lectivo de 2008-2009

e tem como principal objectivo aplicar uma metodologia de Aprendizagem Baseada em

Projectos (“Project Based Learning”) ao ensino da Engenharia do Ambiente. Os alunos são

confrontados com a realização de um trabalho interdisciplinar que contribui para a avaliação a

diferentes unidades curriculares. Os temas dos trabalhos são escolhidos de modo a confrontar

os alunos com situações reais de trabalho que implicam recolha e análise de dados para

responder a questões concretas definidas no início de cada projecto. O PAAS teve início no ano

lectivo de 2010-2011 e tem como objectivo geral desenvolver actividades de extensão

comunitária na área do Ambiente e da Saúde, envolvendo alunos e docentes nas mesmas.

Deste modo, há uma complementaridade natural entre o PROPID e o PAAS. Através do

primeiro podem concretizar-se algumas das actividades do segundo, procurando que os

trabalhos desenvolvidos pelos alunos sirvam não só para obterem os necessários créditos às

diferentes unidades curriculares mas também para prestar algum serviço útil à comunidade.

Em função do exposto, o conteúdo deste relatório é uma síntese dos trabalhos desenvolvidos

por alunos do 3º ano, do 1º ciclo (licenciatura) em Engenharia do Ambiente, da Universidade

Fernando Pessoa, ao longo do 1º semestre do ano lectivo de 2010-11. Os alunos envolvidos

foram os seguintes:

Álvaro Sánchez

Amarilde Moreira

André Andrade

Luísa Costa

Patrícia Neto

Rute Mourão

Os docentes que orientaram e acompanharam os alunos foram os seguintes:

Maria João Guerreiro

Nelson Barros

Pedro Duarte

Sumário executivo

O Centro de Interpretação e Monitorização Ambiental (CMIA) de Viana do Castelo está

enquadrado no Parque Ecológico Urbano de Viana e conserva o engenho de um antigo moinho

de maré. O CMIA tem vindo a acumular uma importante quantidade de dados meteorológicos

e de qualidade da água ao longo dos anos, em consonância com a sua função de

“monitorização”. A Engª Leonor Cruz, enquanto Coordenadora do CMIA e considerando a

função interpretativa do mesmo, mostrou grande interesse numa análise aprofundada dos

dados existentes e na realização de alguns estudos complementares, relacionados com a

poluição atmosférica e sonora no interior do Parque Urbano e com a possibilidade de

aproveitar a energia das marés para produzir energia eléctrica.

Os resultados apresentados e discutidos neste relatório permitem tirar algumas conclusões, e

sugerem o interesse de dar continuidade a esta colaboração entre o CMIA de Viana do Castelo

e a Universidade Fernando Pessoa. Em síntese, os estudos efectuados levam a concluir sobre a

importância da influência da água do mar dentro do Parque Ecológico Urbano, não só através

da variação do nível da água induzido pelo fenómeno da maré, mas também através da

qualidade da água. Os resultados obtidos relativamente à poluição atmosférica e sonora

reflectem o efeito de uma via rodoviária próxima, com um tráfego relativamente intenso,

revelando níveis de ruído algo elevados para as valências de uma zona de lazer, que poderão

requerer algum tipo de melhoria nas barreiras sonoras existentes. O estudo dos caudais que

atravessam o canal de maré permitiu fazer uma estimativa do seu potencial para a produção

de energia eléctrica, face à tecnologia disponível no mercado, sugerindo que será possível

produzir até 10 – 15% da energia consumida pelo CMIA com a instalação de três turbinas.

Universidade Fernando Pessoa – Faculdade de Ciência e Tecnologia

Índice

Caracterização Ambiental do Parque Ecológico Urbano de Viana do Castelo ............................1

Prefácio ...............................................................................................................................2

Sumário executivo ................................................................................................................3

Índice ....................................................................................... Erro! Marcador não definido.

1 Introdução e objectivos .................................................................................................1

2 Metodologia .................................................................................................................2

2.1 Criação de uma base de dados ...............................................................................2

2.2 Qualidade da água do Parque Ecológico Urbano ......................................................4

2.3 Avaliação da poluição atmosférica e sonora no Parque Ecológico Urbano de Vila Nova

de Gaia ............................................................................................................................5

2.3.1 Avaliação da poluição atmosférica...................................................................5

2.3.2 Avaliação da poluição sonora ..........................................................................6

2.4 Produção de energia eléctrica a partir da corrente de maré .....................................7

3 Resultados e Discussão..................................................................................................8

3.1 Criação da base de dados .......................................................................................8

3.2 Qualidade da água do Parque Ecológico Urbano ......................................................8

3.3 Avaliação da poluição atmosférica e sonora no Parque Ecológico Urbano de Vila Nova

de Gaia .......................................................................................................................... 13

3.3.1 Avaliação da poluição atmosférica................................................................. 13

3.3.2 Avaliação da poluição sonora ........................................................................ 19

3.4 Produção de energia eléctrica a partir da corrente de maré ................................... 22

4 Conclusões ................................................................................................................. 27

5 Bibliografia ................................................................................................................. 28


1

1 Introdução e objectivos

O Centro de Monitorização e Interpretação Ambiental (CMIA) de Viana do Castelo tem

recebido estagiários da Universidade Fernando Pessoa (UFP) desde há alguns anos a esta

parte. Os primeiros contactos que levaram ao planeamento do trabalho aqui descrito tiveram

lugar em Junho de 2010, com uma visita efectuada ao CMIA pelos docentes Teresa Lajinha e

Pedro Duarte. Nessa visita, os referidos docentes tiveram oportunidade de reunir com a Engª

Leonor Cruz, a coordenadora técnica do CMIA e de ficar a conhecer alguns dos aspectos que

seria importante investigar relativamente ao Parque Ecológico Urbano de Viana do Castelo e

que compreende uma zona húmida sujeita à acção das marés (Figura 1), usadas em tempos

para accionar um moinho de maré que pode ser visitado no CMIA. A Eng.ª Leonor Cruz colocou

à disposição da UFP uma importante quantidade de dados meteorológicos e de qualidade da

água recolhidos ao longo dos anos por equipamentos de monitorização existentes no CMIA.

Assim, com este primeiro trabalho perseguiram-se os seguintes objectivos:

(i) Organizar os dados disponíveis no CMIA numa base de dados relacional, que

permita uma fácil consulta e actualização dos mesmos mantendo a sua

integridade;

(ii) Utilizar os dados para fazer uma avaliação geral do efeito da maré na qualidade da

água do Parque Ecológico Urbano, ligado ao estuário do Lima por um canal;

(iii) Fazer uma avaliação da poluição atmosférica e sonora no Parque;

(iv) Avaliar a possibilidade de produzir energia eléctrica a partir das correntes de maré

que atravessam o referido canal e que, no passado, eram utilizadas para accionar o

moinho de maré existente no CMIA para a moagem de cereais.

Em síntese, os objectivos (i) a (iii) correspondem a uma caracterização ambiental da área em

que se insere o CMIA e o objectivo (iv) tem um carácter mais “prático”, pois poderá contribuir

para reduzir a factura energética do CMIA.


2

Figura 1 – Localização do CMIA e do Parque Ecológico Urbano de Viana do Castelo com os

canais e as zonas de espraiado de maré (delimitada pela linha a vermelho).

2 Metodologia

A metodologia seguida neste trabalho baseou-se em dados existentes no CMIA e em dados

recolhidos em Outubro e Novembro de 2010. Durante este período, foram realizadas diversas

visitas ao CMIA, por alunos e docentes, durante as quais se procedeu à colheita de dados. A

metodologia das diversas partes do trabalho será apresentada pela mesma ordem dos

objectivos (cf. - Introdução e objectivos).

2.1 Criação de uma base de dados

Os dados do CMIA encontravam-se em ficheiros Excel do Microsoft Office e respeitavam a

medições efectuadas com três equipamentos diferentes: uma estação meteorológica

localizada no telhado do CMIA, uma sonda multiparamétrica fixa (GREENSPAN CS4-1200) na

margem direita e no lado de dentro do canal de ligação do Parque Urbano ao estuário do Lima

e uma sonda móvel (SYMPHONY SP90M5), com a qual foram efectuadas medições em quatro

pontos diferentes do parque (Figura 2).


3

Figura 2 – Localização da estação meteorológica, da sonda multiparamétrica fixa e das

estações de amostragem monitorizadas com a sonda móvel. A fotografia em baixo à esquerda,

mostra um pormenor do canal e o local de colocação da sonda.

A estação meteorológica efectuava a medição de sete variáveis: temperatura do ar (oC),

humidade relativa (%), radiação (W.m-2), pressão atmosférica (mBar), velocidade do vento (m

s-1), direcção do vento (graus em relação ao Norte) e precipitação total (mm3). A sonda

multiparamétrica fixa efectuava a medição de cinco variáveis: temperatura da água (oC),

condutividade (µS.cm-1), oxigénio dissolvido (ppm), pH e turbidez (NTU). Estas medições foram

realizadas com um intervalo de 10 minutos entre Janeiro de 2009 e Setembro de 2010. Com a

sonda móvel, foram realizadas medições de 15 variáveis cerca de duas a três vezes por mês.

Estas variáveis incluíam as medidas com a sonda fixa mais as seguintes: sólidos totais (mg.L-1),

salinidade (g.L-1), resistividade (MΩ.cm-1), cor (mg.L-1 Pt), dureza (mg.L-1 CaCO3), alcalinidade

(mg.L-1 CaCO3), Nitratos (mg.L-1), Nitritos (mg.L-1), Alumínio (mg.L-1) e Ferro (mg.L-1).

Considerando o grande volume de dados disponibilizado pelo CMIA, a necessidade da sua

actualização permanente e a possibilidade de os analisar de diversas formas, efectuando

selecções parciais dos mesmos, ou agrupando os dados segundo algum tipo de critério, tal

como a situação de maré, a estação do ano, etc., foi implementada uma base de dados

relacional utilizando o Microsoft Office Access. Numa base de dados relacional, como a que foi


4

desenvolvida, a organização interna da informação passa pela construção de tabelas,

adequadamente ligadas entre si, constituídas pelo conjunto de atributos (campos) a registar

na base de dados e pela informação correspondente a esses atributos (registos). Há alguma

redundância entre as tabelas, pois todas contêm campos que permitem relacioná-las

inequivocamente entre si. A informação disponível foi agrupada de forma lógica, quanto ao

seu conteúdo ou tipo, em quatro tabelas: Tabela de Variáveis, Tabela de Estações, Tabela de

Amostras e Tabela de Resultados. Na Tabela de Variáveis foi definido um código para cada

variável e foram identificados os seus nomes e respectivas unidades. Na Tabela de Estações foi

definido um código para cada estação (local de amostragem) e identificados os nomes das

estações e as respectivas coordenadas geográficas. Na Tabela de Amostras foi definido um

código para cada amostra, que corresponde a uma determinada data e hora, assim como a

cada amostra foi associado um nível da maré, PM ou BM. A Tabela de Resultados é a tabela

que relaciona todos os códigos das outras três tabelas (Figura 3) com um código único (Código

do Resultado), sendo a tabela na qual são apresentados os valores correspondentes à

conjugação dessas relações. Desta forma, através da consulta na base de dados, podem

seleccionar-se variáveis da forma que seja mais conveniente, por exemplo: dados relativos a

uma só variável em situação de preia-mar (PM) ou de baixa-mar (BM), apenas durante um mês

ou pelo período de tempo que for necessário, entre outras inúmeras possibilidades. Os

resultados das consultas efectuadas podem exportar-se para uma folha de cálculo para

elaborar gráficos, realizar tratamentos estatísticos, etc.

Figura 3 – Estrutura geral da base de dados implementada em Access 2007.

2.2 Qualidade da água do Parque Ecológico Urbano

A partir da base de dados foram efectuadas diversas comparações entre os valores relativos a

algumas variáveis da água em situação de PM e de BM. Estas comparações destinaram-se mais

a ilustrar o tipo de utilização que se pode dar à base de dados do que a analisar

detalhadamente os efeitos do fenómeno de maré na água dos canais do Parque Ecológico. No


5

entanto, procurou-se fazer uma análise preliminar dos resultados disponíveis que permitisse

determinar a variabilidade anual de algumas das variáveis monitorizadas, bem como a

variabilidade induzida pelo fenómeno da maré.

2.3 Avaliação da poluição atmosférica e sonora no Parque Ecológico Urbano de Vila Nova de Gaia

Os estudos efectuados sobre a poluição atmosférica e sonora dentro e nas imediações do

Parque Ecológico foram baseados principalmente em dados recolhidos pelos alunos durante as

visitas realizadas ao CMIA. Relativamente à poluição atmosférica, os dados obtidos incidiram

principalmente sobre a contagem de veículos que circulavam nas imediações do parque, mais

concretamente na Praça da Galiza/Estrada da Papanata pertencente à Estrada Nacional nº 13.

A estrada nas imediações do parque corresponde então à fonte de poluição atmosférica

analisada neste trabalho, sendo esta uma fonte em linha, pois as emissões dos veículos de

transporte são relativas a uma linha de percurso definida. No respeitante à poluição sonora,

foram efectuadas medições do ruído dentro do Parque Ecológico em diversas ocasiões com

recurso a um sonómetro. Importa salientar que as medições realizadas não têm a

representatividade exigida por lei para tirar ilações sobre a qualidade do ar e os níveis de ruído

da área de estudo, em função de diversas limitações logísticas. Para atingir a referida

representatividade seria necessário realizar um número muito superior de medições de dia, de

noite, durante a semana e ao fim de semana, o que se tornaria muito difícil de gerir num

trabalho realizado por alunos que estudam e residem a distâncias consideráveis de Viana do

Castelo. No entanto, os resultados obtidos permitem, pelo menos, determinar alguns aspectos

que importa estudar com maior profundidade.

2.3.1 Avaliação da poluição atmosférica

A contagem dos veículos ocorreu no dia 22 de Outubro de 2010, com o auxílio de uma

“cheklist”, na qual os veículos estavam divididos por categorias, em veículos ligeiros e pesados

e, dentro destes, em veículos de mercadorias ou de passageiros. Também foi efectuada a

contagem dos motociclos com cilindrada superior ou inferior a 50 cm3. A duração total da

contagem de veículos foi de 45 minutos.

Após a contagem, a distribuição dos veículos obtida foi inserida no modelo ARLIPE (Area, Line

and Source Point Atmosptheric Emission Model) (Fontes et al., 2007) que permite o cálculo de

cenários de emissões atmosféricas e a realização de inventários de emissões para diversos

tipos de fontes. O modelo foi utilizado para estimar as quantidades totais emitidas de vários

poluentes e por categoria de veículo, assim como obter os factores de emissão ponderados (g

Km-1) destes transportes rodoviários que circulavam nas imediações do parque. A estimativa

das emissões atmosféricas obtidas através do modelo de cálculo ARLIPE baseia-se na

metodologia EMEP/CORINAIR, segundo a qual as emissões totais são calculadas efectuando a

soma das emissões a quente (que correspondem ao funcionamento estável do motor), as

emissões a frio (que correspondem ao aquecimento do motor) e as emissões correspondentes

à evaporação. Contudo, neste trabalho foram apenas calculadas as emissões a quente, pois

considerou-se que o tráfego que circulava nas imediações do parque era composto

essencialmente por veículos em trânsito. A estimativa dos factores de emissão no modelo de


6

cálculo ARLIPE teve em conta o perfil do automóvel português, sendo as variáveis que

caracterizam este perfil a idade do veículo, o tipo de combustível utilizado, a cilindrada, a tara

e a velocidade média de circulação.

Os poluentes seleccionados foram os seguintes: CO, NOx, PM10 e COVs. A opção pela análise

destes poluentes deveu-se a corresponderem às principais emissões dos veículos, a serem

valorizados ao nível da legislação nacional e à sua perigosidade, pois os níveis de emissão

frequentemente registados causam directa ou indirectamente efeitos nocivos sobre o meio

ambiente e a saúde humana. Foi ainda estimada a emissão de CO2, enquanto gás com efeito

de estufa (GEE).

É importante também referir que os “perfis” disponíveis no ARLIPE não se encontram

actualizados, variam entre os anos de 2001 e 2004, pelo que as conclusões alcançadas terão

sempre que ser vistas à luz desta limitação. Além disso, tiveram que ser assumidas condições

iniciais no modelo que podem afectar a estimativa das quantidades de poluentes emitidas, tais

como a não existência de uma inclinação da via, a consideração de uma temperatura média do

ar de 18 oC e uma velocidade média de circulação dos veículos de 50 Km.h-1.

2.3.2 Avaliação da poluição sonora

A medição do ruído foi efectuada no conjunto de pontos representado na Figura 4. Para definir

os pontos sobre os quais iria ser efectuada a medição do ruído, elaborou-se uma malha

cartesiana sobre o domínio do parque (Figura 4), recorrendo à utilização de um Sistema de

Informação Geográfica (SIG) com o software ArcGIS. Foram seleccionados aleatoriamente 16

pontos da referida malha, onde foram efectuadas as medições com um sonómetro (CESVA

Capture Studio MAndo-t).

O sonómetro foi correctamente instalado, a uma altura acima do solo de cerca de 1.3 m, tal

como está estipulado no Regulamento Geral de Ruído (RGR) definido no Decreto-lei n.º

9/2007, de 17 de Janeiro. As medições do nível de ruído foram efectuadas num dia com céu

limpo, sem precipitação nem ventos fortes, de forma que a medição do nível de ruído não

sofresse qualquer tipo de interferência. Em cada ponto o nível de ruído foi medido durante um

período máximo de cinco minutos registando-se as coordenadas geográficas do ponto com

recurso a um GPS.


7

Figura 4 – Malha cartesiana de pontos definidos num Sistema de Informação Geográfica, a

partir da qual se seleccionaram aleatoriamente os pontos de amostragem (círculos de maiores

dimensões).

2.4 Produção de energia eléctrica a partir da corrente de maré

Para avaliar o potencial do canal do moinho de maré para a produção de energia eléctrica foi

necessário proceder à quantificação do caudal escoado através do canal e do nível da água, ao

longo do ciclo de maré. A partir destes dados foi possível calcular o potencial para produzir

energia eléctrica (Castro, 2008). Para estimar os caudais procedeu-se à medição da velocidade

da corrente ao longo de um período de várias horas com um correntómetro (VALEPORT) e à

medição do perfil transversal e profundidade do canal, de modo a ser possível estimar a

variação da respectiva área e calcular o caudal. O correntómetro foi suspenso na parte de

dentro do canal de maré (lado oposto à entrada principal do CMIA) para registo da direcção e

velocidade da corrente de dez em dez segundos, num período compreendido entre as 11 e as

16 horas e 10 minutos, do dia 8 de Novembro de 2010.

A determinação do perfil transversal do canal, necessária para a obtenção de uma curva de

áreas acumuladas, foi efectuada através de medições da profundidade a cada 50 cm da largura

do canal. Posteriormente, estas medições foram corrigidas pela altura da maré. As alturas da

maré foram calculadas com o software EcoDynamo (Pereira et al., 2006) a partir das

harmónicas do porto de Viana do Castelo obtidas em SHOM (1984).

Considerando as limitações logísticas referidas anteriormente, não foi possível efectuar

medições durante vários ciclos de maré que permitissem amostrar o comportamento

hidráulico do canal de maré de forma representativa, em função do tipo de maré (BM versus

PM) e da amplitude da mesma (marés vivas versus marés mortas). Para tal, seria necessário

efectuar medições com o correntómetro ao longo de um período de, pelo menos duas

semanas.


8

A partir dos resultados obtidos e de uma pesquisa das turbinas disponíveis no mercado que

poderiam ser adaptadas às condições do canal de maré do CMIA, procurou-se avaliar o

potencial de produzir energia eléctrica no mesmo e avaliar a contribuição dessa produção para

a factura de energia paga pelo CMIA.

3 Resultados e Discussão

Os resultados são apresentados e discutidos pela mesma ordem dos Objectivos e da

Metodologia. Em função das limitações apontadas ao longo da Metodologia, os resultados

obtidos são apenas uma primeira abordagem às questões a que se pretende responder.

3.1 Criação da base de dados

Os ficheiros da base de dados estão anexados a este relatório. Oportunamente, será efectuada

uma visita ao CMIA para explicar a forma de usar a base de dados para fazer qualquer tipo de

consulta. Presentemente, a base de dados contém 624047 resultados diferentes. Na Figura 5

demonstra-se a utilização da base de dados para extrair dados relativos a uma das variáveis

para um determinado período de tempo.

Figura 5 - Exemplo de utilização de uma consulta destinada a seleccionar todos os valores

maiores do que zero (valores < 0 indicam avarias na sonda) da variável cujo código é 18

(Oxigénio dissolvido medido com a sonda fixa), obtidos em situação de Baixa-mar (BM), em

datas compreendidas entre 31-01-2010 e 31-09-2010.

3.2 Qualidade da água do Parque Ecológico Urbano

Nas Figuras 6 a 8 são apresentados resultados em BM e PM para diversas variáveis medidas

com a sonda fixa, entre Outubro de 2009 e Maio de 2010. Os resultados apresentados

sugerem a existência de uma marcada sazonalidade nas variáveis analisadas e algumas

diferenças importantes entre BM e PM. Relativamente ao pH, os valores observados variaram


9

entre, aproximadamente 6.4 e 7.7 unidades de pH, no período considerado, sendo os registos

mais baixos observados em Janeiro de 2010. Os valores de PM são sempre superiores aos de

BM e, predominantemente básicos. Esta diferença entre preia-mar e baixa-mar resulta do pH

mais elevado da água do mar quando comparado com o da água doce que aflui ao Parque

Ecológico. O mínimo observado em Janeiro deve estar relacionado com a maior afluência de

água doce como resultado da precipitação e respectiva drenagem para o Parque Ecológico. No

que respeita à temperatura, observa-se a esperada variação sazonal. Quando ao oxigénio

dissolvido, as diferenças entre PM e BM são relativamente reduzidas.

Figura 6 - Comparação do pH em preia-mar e em baixa-mar, para o período compreendido entre Outubro de 2009 e Maio de 2010

Figura 7 - Comparação da temperatura da água em preia-mar e em baixa-mar, para o período

entre Outubro de 2009 e Maio de 2010.

6.4

6.6

6.8

7

7.2

7.4

7.6

7.8

Oct/09 Nov/09 Dec/09 Jan/10 Feb/10 Mar/10 Apr/10 May/10

pH

PM

BM

12

13

14

15

16

17

18


ºC

PM

BM


10

Figura 8 - Comparação do oxigénio dissolvido em preia-mar e em baixa-mar, para o período compreendido entre Outubro de 2009 e Maio de 2010.

Nas Figuras 9 e 10 apresentam-se os valores médios de salinidade, calculados a partir de

medições efectuadas com a sonda móvel, nos quatro pontos representados na Figura 2, entre

Outubro de 2009 e Setembro de 2010 (correspondendo à totalidade dos dados existente na

base de dados para as estações representadas na Figura 2). Os resultados obtidos mostram as

diferenças entre PM e BM e entre os locais de amostragem. Os valores máximos observados

em PM (31.1 g.L-1) são próximos da salinidade da água do mar (cerca de 35 g.L-1),

demonstrando a influência da mesma nos canais do Parque Ecológico. Ou seja, a maré

influencia este ecossistema não só através da indução de caudais de enchente e vazante

através do canal de maré, mas também através da penetração de água do mar. Em situação de

baixa-mar, a salinidade máxima é inferior a 10 g.L-1. As estações mais influenciadas pela maré

são a 3 e a 4, pois estão mais próximas do canal de maré. No entanto, os valores de salinidade

atingem níveis mais elevados em BM na estação 2. A explicação mais provável para este facto

será o efeito da evapotranspiração da água acumulada na zona da estação 2 durante a BM, na

ausência de entradas de água doce.

Os dados de temperatura da água, salinidade e oxigénio dissolvido, obtidos com a sonda

móvel, foram usados para calcular as percentagens de saturação em BM e em PM, nas

estações 1 a 4, entre Outubro de 2009 e Setembro de 2010 (Figuras 11 e 12). Os valores

obtidos variaram entre 48.7 e 136.7 %, em BM, e entre 72.6 e 123,2%, em PM (excluindo um

valor nulo que será referido de seguida). O valor médio em BM foi de 90.0% e em PM foi de

96.0%, ou seja, os valores médios encontram-se próximos da saturação e os valores mínimos

não chegam a apresentar níveis correspondentes a hipoxia. Na base de dados há um valor de

oxigénio dissolvido de 0 mg.L-1 que, provavelmente, corresponde a um problema de

funcionamento da sonda. Foi registado no dia 25 de Maio de 2010, em PM, na estação 2. Este

foi o único valor “alarmante” encontrado na base de dados, em termos de qualidade da água.

Em ambas as situações de maré a água encontra-se mais saturada em oxigénio nos locais mais

próximos do canal de maré e, portanto, sob maior influência do estuário do Lima.

0

2

4

6

8

10

12


Ox

igé

nio

Dis

solv

ido

(p

pm

)

PM

BM


11

Figura 9 - Salinidade média nas quatro estações em regime de maré preia-mar, entre Outubro de 2009 e Setembro de 2010.

Figura 10 - Salinidade média nas quatro estações em regime de maré baixa-mar, entre Outubro de 2009 e Setembro de 2010.

1,05

9,7

30,1 31,1

0

5

10

15

20

25

30

35

ST1 ST2 ST3 ST4

Sali

nid

ad

e (g

/L)

Estações

PM

0,1

9,45

2,4

3,65

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

ST1 ST2 ST3 ST4

Sali

nid

ad

e (g

/L)

Estações

BM


12

Figura 11- Percentagem de saturação média para o oxigénio dissolvido, nas quatro estações, em regime de maré preia-mar, entre Outubro de 2009 e Setembro de 2010.

Figura 12- Percentagem de saturação média para o oxigénio dissolvido, nas quatro estações, em regime de maré baixa-mar, entre Outubro de 2009 e Setembro de 2010.

83,5 86,3

106,5 103,8

0,0

20,0

40,0

60,0

80,0

100,0

120,0

ST1 ST2 ST3 ST4

Oxig

énio

(%

Sat.

)

Estações

PM

84,4

87,1

91,8

95,9

78,0

80,0

82,0

84,0

86,0

88,0

90,0

92,0

94,0

96,0

98,0

ST1 ST2 ST3 ST4

Oxig

énio

(%

Sat.

)

Estações

BM


13

3.3 Avaliação da poluição atmosférica e sonora no Parque Ecológico Urbano de Vila Nova de Gaia

3.3.1 Avaliação da poluição atmosférica

Durante um período de 45 minutos foram contados 641 veículos na Praça da Galiza/Estrada da

Papanata, segundo a distribuição apresentada na Figura 13. Após a inserção da distribuição

dos veículos obtida no modelo ARLIPE, foram obtidos os factores de emissão dos poluentes

CO2 (Figura 14), CO (Figura 15), NOx (Figura 16), PM10 (Figura 17) e COVs (Figura 18) para

diferentes velocidades de circulação (Fontes & Barros, 2007).

Figura 13 - Distribuição de veículos por categoria obtida após a sua contagem na Praça da

Galiza/Estrada da Papanata.

Através da análise dos factores de emissão ponderados (FEP) dos poluentes para diferentes

velocidades de circulação verificou-se, em primeiro lugar, que reduzidas velocidades não

implicam FEPs reduzidos, pelo que é preciso ter muito cuidado quando se preconiza a redução

da velocidade de circulação numa via, tendo em conta a gestão da qualidade do ar (Barros et

al., 2004). Verificou-se também que os FEPs associados às diversas categorias de veículos estão

dependentes de diversos factores que tornam a sua inter-comparação complexa e, como tal,

dificilmente conclusiva. No caso do CO e dos COVs verificou-se que os motociclos são os que

apresentam um FEP mais elevado, enquanto os veículos pesados são os que apresentam um

FEP mais elevado para o NOx, CO2 e PM10 (Barros et al., 2004).

532

45 39 232

0

100

200

300

400

500

600

Ligeiros

Passageiros

Ligeiros

Mercadorias

Pesados

Passageiros

Pesados

Mercadorias

Motociclos

(>50 cm3)

Nú

mer

o d

e Ve

ícu

los

Categorias


14

Figura 14 - Factores de emissão de CO2, para diferentes velocidades de circulação.

Figura 15 - Factores de emissão do poluente CO, para diferentes velocidades de circulação.


15

Figura 16 - Factores de emissão do poluente NOx, para diferentes velocidades de circulação.

Figura 17 - Factores de emissão do poluente PM10, para diferentes velocidades de circulação.


16

Figura 18 - Factores de emissão do poluente COVs, para diferentes velocidades de circulação.

Considerando que a extensão da estrada nas imediações do parque ecológico urbano é de

cerca de 2 Km e assumindo que os veículos presentes nesta circulavam a uma velocidade

média de 50 Km.h-1 (limite legal), a partir da distribuição dos veículos obtida e dos FEPs, foram

estimadas as quantidades emitidas de CO2 e de cada poluente no dia 22 de Outubro de 2010,

durante um período de 45 minutos (Figuras 19-23).

Analisando as quantidades dos diversos poluentes emitidas observa-se que os veículos ligeiros

de passageiros emitem para a atmosfera e relativamente a todos os poluentes as maiores

quantidades, pois o número de veículos desta categoria em circulação é superior. Um

destaque especial deve ser atribuído aos motociclos com cilindrada superior a 50 cm3,

relativamente à emissão de CO, pois estes conseguem apenas com dois veículos, emitir tanto

CO quanto 45 veículos ligeiros e quase tanto quanto 23 veículos pesados de mercadorias

(Barros et al., 2006).

Para uma completa análise da poluição atmosférica no domínio do Parque Ecológico Urbano

seria necessário proceder à realização de campanhas de medição da qualidade do ar exterior,

complementadas por uma análise ao fluxo de tráfego recorrendo a gravações de vídeo ou

contadores automáticos de tráfego 24 horas por dia, durante um determinado período de

tempo, e ter em conta os factores meteorológicos que influenciam de forma preponderante a

dinâmica da atmosfera e interferem de forma determinante na dispersão dos poluentes

emitidos, efectuando uma análise aos principais parâmetros meteorológicos, tais como, a

direcção e velocidade do vento, a radiação solar e a temperatura. Todo este trabalho poderia


17

servir de apoio à modelação deste domínio por modelos adequados e validados com os dados

reais adquiridos.

Importa referir que os aspectos relacionados com a poluição atmosférica estão interligados

com os aspectos relativos à poluição sonora e que, melhorando um destes, o outro também

será beneficiado.

Figura 19 - Quantidades de CO2 emitidas na Praça da Galiza/Estrada da Papanata no dia 22 de Outubro de 2010, durante um período de 45 minutos, estimadas com o modelo ARLIPE.

Figura 20 - Quantidades de CO emitidas na Praça da Galiza/Estrada da Papanata no dia 22 de Outubro de 2010, durante um período de 45 minutos, estimadas com o modelo ARLIPE.

239

158

10

4130

0,350

50

100

150

200

250

Total Lig. Pass. Lig. Merc. Pes. Pass. Pes. Merc. Moto

(>50cm3)

Em

issõ

es C

O2

(Kg)

Categoria Veículos

1963

1690

46 113 68 45

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000


(>50cm3)

Em

issõ

es C

O (

g)

Categoria Veículos


18

Figura 21 - Quantidades de NOx emitidas na Praça da Galiza/Estrada da Papanata no dia 22 de Outubro de 2010, durante um período de 45 minutos, estimadas com o modelo ARLIPE.

Figura 22 - Quantidades de PM10 emitidas na Praça da Galiza/Estrada da Papanata no dia 22 de Outubro de 2010, durante um período de 45 minutos, estimadas com o modelo ARLIPE.

1569

711

82

436338

10

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600


(>50cm3)

Em

issõ

es N

Ox (g

)

Categoria Veículos

73

34

1117

11

0,10

10

20

30

40

50

60

70

80


(>50cm3)

Em

issõ

es P

M10

Categoria Veículos


19

Figura 23 - Quantidades de COVs emitidas na Praça da Galiza/Estrada da Papanata no dia 22 de Outubro de 2010, durante um período de 45 minutos, estimadas com o modelo ARLIPE.

3.3.2 Avaliação da poluição sonora

Tal como no caso da poluição atmosférica, a avaliação da poluição sonora está condicionada

pelo facto de apenas terem sido efectuadas medições dos níveis de ruído numa ocasião.

Segundo o Decreto-Lei n.º 9/2007, de 17 de Janeiro, os mapas de ruído devem ser elaborados

a partir de medições no período diurno, ao entardecer e no período nocturno, de forma a ser

possível calcular o indicador de ruído (Leg) expresso em dB(A) (Equação 1). Para a construção

de um mapa de ruído representativo da situação em que se encontra o Parque Urbano é

necessário efectuar medições durante várias semanas, devendo ser escolhidos dias típicos, em

que as condições de operação das fontes se aproximem das condições médias anuais. A

altimetria do terreno (curvas de nível cotadas), a localização e altura dos edifícios, das fontes

de ruído (infra-estruturas de transporte e fontes fixas) e dos obstáculos permanentes à

propagação do ruído (por exemplo, muros e barreiras acústicas) devem ser incluídos nos

mapas de ruído, bem como considerados os efeitos meteorológicos.

Desta forma, a análise efectuada neste trabalho é uma mera “imagem instantânea” do ruído

no Parque Ecológico Urbano de Viana do Castelo obtida por recurso à Equação 1 aplicada às

medições efectuadas em cada um dos pontos de observação (Figura 4).

Leq = 10Log10 ( (1/N)*10LA/10) dB (1)

O Decreto de lei nº9/2007 de 17 de Janeiro, define como zona sensível “área definida em

plano municipal como vocacionada para uso habitacional, escolas, hospitais ou espaços de

lazer, existentes ou previstos”. Assim, o Parque Ecológico, sendo um local de lazer, deve ser

considerado uma zona sensível. Segundo o mesmo decreto, a exposição máxima nas zonas

sensíveis não deve ultrapassar 55 dB(A), no período diurno expresso pelo indicador Lden e

45dB(A), no período nocturno, expresso pelo indicador Ln.

341

254

9

5022

50

50

100

150

200

250

300

350

400


(>50cm3)

Em

issõ

es C

OV

`s (

g)

Categoria Veículos


20

Como mera análise indicativa, pela observação da “imagem instantânea” do ruído (Tabela 1 e

Figura 24) verifica-se que, com excepção do ponto 2, todos os outros pontos ultrapassam os

valores limite de exposição legalmente estabelecidos. Os menores níveis de ruído do ponto 2,

apesar da sua localização próxima da via de circulação rodoviária, poderão dever-se à

existência de mais vegetação arbórea junto ao referido ponto, que poderá atenuar o nível de

ruído. O caso do ponto 8 é o mais invulgar, pois o elevado nível de ruído verificado não pode

ser explicado por uma maior proximidade de alguma fonte óbvia. De forma geral, observam-se

níveis de ruído elevados junto da barreira acústica que circunda o parque o que poderá indicar

que esta não está a ter o efeito de atenuação acústica desejado.

Tabela 1 – Coordenadas geográficas dos locais de amostragem do ruído representados na Figura 4 e valores de ruído medidos no dia 11 de Outubro de 2010.

Pontos de amostragem

Latitude Longitude Hora Nível de ruído

(dB(A))

1 41º 41m 49,62s N 8º 49m 06,81s W 09:30 57,34

2 41º 41m 59,832s N 8º 49m 05,106s W 10:15 50,40

3 41º 42m 03,09s N 8º 49m 01,80s W 10:25 55,31

4 41º 42m 06,168s N 8º 49m 00,06s W 10:30 61,84

5 41º 42m 04,254s N 8º 49m 56,672s W 10:45 59,15

6 41º 42m 01,969s N 8º 48m 55,132s W 10:50 64,59

7 41º 42m 00,744s N 8º 42m 00,732s W 10:55 62,21

8 41º 41m 56,382s N 8º 49m 00,456s W 11:10 70,47

9 41º 41m 54,078s N 8º 49m 01,932s W 11:15 61,85

10 41º 41m 50,742s N 8º 49m 00,0548s W 11:20 61,59


21

Figura 24 - Interpolação dos níveis de ruído, apresentados na Tabela 1, utilizando o método

Inverse Distance Weighted (IDW).


22

Como conclusão, pode referir-se que da análise da “imagem instantânea” do ruído

apresentada na Figura 24, constata-se que a principal fonte de ruído se encontra associada ao

tráfego rodoviário, especialmente na zona nascente do Parque. A criação de um “corredor de

árvores” ao redor do parque e a intervenção ao nível do tráfego rodoviário na cidade,

poderiam ajudar a diminuir o ruído ambiente.

3.4 Produção de energia eléctrica a partir da corrente de maré

As velocidades da corrente medidas no canal de maré do CMIA apresentam-se na Figura 25.

Obtiveram-se valores entre 0 e cerca de 1.4 m.s-1. A BM e a PM para o porto de Viana, no dia

em que foram efectuadas as medições terão ocorrido cerca das 10H e das 16H,

respectivamente, de acordo com as tabelas de maré do Instituto Hidrográfico e com as

previsões do EcoDynamo.

Conforme se pode verificar pelo gráfico, a velocidade da corrente aumentou a partir,

aproximadamente, das 13H, com a entrada da água da maré até, sensivelmente às 15H,

diminuindo posteriormente. Importa anda referir que a direcção da corrente indicada pelo

correntómetro mudou por volta das 13H, coincidindo com o aumento da velocidade da

corrente acima referido. A direcção indicada pelo correntómetro oscilou, predominantemente,

entre os 150 e os 200o, até às 13H, indicando que a corrente se dirigia para

sul/sudoeste/sudeste, ou seja, a água corria em direcção ao Lima. Posteriormente, a direcção

oscilou entre valores próximos de zero e valores próximos de 3500, indicando que a corrente

se dirigia para norte/noroeste/nordeste, ou seja, a água entrava no Parque Ecológico.

Figura 25 – Velocidade da corrente medida na parte interna do canal de maré do CMIA de

Viana do Castelo, no dia 12 de Novembro de 2010, entre as 10H:54m e as 16H.

Em função do exposto, verifica-se que se sentiu o efeito da enchente somente cerca de 3H

após o seu início. Este desfasamento temporal não pode ser explicado pela distância entre o

Porto de Viana e o Parque Ecológico, pois a onda de maré propaga-se a grande velocidade que

pode ser calculada pela expressão:

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

1,4

1,6

10:5

4:04

11:0

7:24

11:2

0:44

11:3

4:04

11:4

7:24

12:0

0:44

12:1

4:04

12:2

7:24

12:4

0:44

12:5

4:04

13:0

7:24

13:2

0:44

13:3

4:04

13:4

7:24

14:0

0:44

14:1

4:04

14:2

7:24

14:4

0:44

14:5

4:04

15:0

7:24

15:2

0:44

15:3

4:04

15:4

7:24

16:0

0:44

Ve

loci

da

de

(m/s

)


23

C gh= (2)

C – celeridade da onda (m.s-1);

g – aceleração da gravidade (m.s-2);

h – profundidade (m)

Assim, considerando o valor de 9.8 m.s-1 para g e o valor de 3 m para h, obtém-se uma

celeridade de 5.4 m.s-1, ou seja, a onda de maré demora cerca de 9 minutos a percorrer a

distância de, aproximadamente, 3 km, entre o porto de Viana e o Parque Ecológico. O valor

assumido para a profundidade pode estar errado, pois não foi possível ter acesso a dados

batimétricos do estuário do Lima, mas mesmo assumindo um valor de 2 m, o período de

propagação da onda de maré continuaria a ser reduzido – pouco mais de 11 minutos. Em 11

minutos o nível da maré varia um máximo de 12 – 13 cm.

Deste modo, pode assumir-se que o nível da maré no Lima junto ao canal do CMIA é,

aproximadamente, igual ao nível da maré no porto de Viana. Sendo assim, sabendo a altura da

maré no momento em que a água começou a entrar no canal – aproximadamente às 13H,

conforme acima explicado –, a altura de maré para o porto de Viana nessa hora – cerca de 1.9

m – e a profundidade do canal na sua zona mais profunda (medido) – 0.8 m (Figura 26), pode

estimar-se que a cota do canal de maré, no lado de dentro do CMIA, onde foram efectuadas as

medições de velocidade e direcção da corrente, deverá ser de, aproximadamente, 1.9-0.8 = 1.1

m acima do zero hidrográfico. Considerando o possível desfasamento da altura da maré acima

discutido, pode haver aqui um erro de 13 cm por excesso. Este erro foi tido em conta nos

cálculos efectuados.

Na Figura 26 apresenta-se um dos perfis do canal, obtidos a partir de medições de

profundidade. Este perfil foi utilizado para construir uma curva de áreas acumuladas descrita

por uma função polinomial, que permitiu recalcular a área da secção em função da altura da

água. A partir das velocidades da corrente e das áreas foram calculados os caudais através do

canal de maré de 10 em 10 minutos. Os valores obtidos oscilaram entre 0 e cerca de 14 m3.s-1.

Considerando o ábaco representado na Figura 27 e as condições do canal de maré do CMIA, a

nível de altura da água e de caudal, as turbinas que podem ser utilizadas para produção de

energia eléctrica são do tipo Kaplan. Uma pesquisa efectuada permitiu seleccionar alguns

modelos adequados às condições representados, conforme exemplificado na Figura 28. Este

tipo de turbinas precisa de uma altura de água e de um caudal de, pelo menos, 1 m e 0.13

m3.s-1, respectivamente, produzindo um máximo de 1000 W.


24

Figura 26 - Perfil da secção de escoamento às 12H:50m. A profundidade alterou-se ao longo

das medições da velocidade da corrente, em função da maré. Estas alterações foram tidas em

conta nos cálculos dos caudais (ver texto).

Figura 27 – Ábaco para selecção de turbinas. Fonte:

Fonte:http://www.ossberger.de/cms/index.php?eID=tx_cms_showpic&file=uploads/pics/Huell

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-0.8

-0.7

-0.6

-0.5

-0.4

-0.3

-0.2

-0.1

0

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5

Largura do canal (m)

Pro

fund

ida

de

do

can

al (

m)


25

Figura 28 – Microturbina do tipo Kaplan.

Em função das especificações das turbinas mencionadas no parágrafo anterior, das

características do canal de maré e das amplitudes de maré para o porto de Viana do Castelo,

procurou-se determinar o número de horas de trabalho médio diário de uma microturbina. A

Figura 29 representa a variação do nível do mar ao longo do ano de 2010 e inclui uma linha

que mostra a altura de maré a partir da qual a turbina pode operar – cerca de 2.1 m. Este valor

foi obtido a partir da estimativa anterior da conta do fundo do canal de maré - 1.1 m - e da

altura mínima da água necessária para o trabalho da turbina – 1 m. Considerando então um

nível de maré mínimo de 2.1 m, há cerca de 4088 horas por ano em que se verificam tais,

condições, correspondendo a cerca de 11.3 horas por dia, em média. Se for assumido um erro

de 0.13 m (ver acima) na estimativa da cota do canal de maré, então serão esperadas 12.3

horas por dia de condições adequadas ao funcionamento da turbina. No dia em que as

medições foram realizadas foi estimado um total de 9.8 horas nas referidas condições. Os

caudais estimados nestas condições são superiores ao mínimo necessário para o

funcionamento da turbina, levando a supor que poderiam ser instaladas várias turbinas em

paralelo. Considerando que cada turbina pode produzir 1000 W durante 11 – 12 horas por dia,

será de esperar uma produção mensal de cerca de 339 a 369 KWh, ou seja, cerca de 5 a 6 % do

consumo de energia do CMIA – 6268.5 KWh. A utilização de turbinas em paralelo poderia


26

aumentar esta contribuição na proporcionalidade das turbinas instaladas até um máximo de 3.

No entanto, para instalar mas turbinas haveria que regularizar o fundo do canal pela máxima

profundidade. Considerando ainda que o custo da turbina representada na Figura 28 é

próximo de 1000 euros e que o CMIA tem uma despesa média com energia eléctrica de,

aproximadamente, 600 euros, o custo da turbina poderia ser amortizado em menos de três

anos.

Os cálculos aqui apresentados têm as limitações referidas anteriormente, mas podem ser

utilizados como uma primeira abordagem. Seria desejável efectuar medições de velocidade da

corrente e nível da água por períodos mais longos para melhorar as estimativas já obtidas.

Figura 29 – Altura da maré prevista pelo EcoDynamo para o porto de Viana do Castelo ao longo

de 2010. A linha horizontal assinala a altura acima da qual poderá ser produzida energia

eléctrica no canal de maré do CMIA (ver texto).


27

4 Conclusões

Os resultados apresentados e discutidos neste relatório permitem tirar algumas conclusões,

apesar das limitações apontadas ao longo do capítulo anterior, e sugerem o interesse de dar

continuidade a esta colaboração entre o Centro de Interpretação e Monitorização Ambiental

(CMIA) de Viana do Castelo e a Universidade Fernando Pessoa. Em síntese, os estudos

efectuados levam a concluir sobre a importância da influência da água do mar dentro do

Parque Ecológico Urbano, não só através da variação do nível da água induzido pelo fenómeno

da maré, mas também através da qualidade da água. Os resultados obtidos relativamente à

poluição atmosférica e sonora reflectem o efeito de uma via rodoviária próxima, com um

tráfego relativamente intenso, revelando níveis de ruído algo elevados para as valências de

uma zona de lazer que poderão requerer algum tipo de melhoria nas barreiras sonoras

existentes. O estudo dos caudais que atravessam o canal de maré permitiu fazer uma

estimativa do seu potencial para a produção de energia eléctrica, face à tecnologia disponível

no mercado, sugerindo que será possível produzir até 10 – 15% da energia consumida pelo

CMIA com a instalação de três turbinas.


28

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