MOVIMENTO DENTÁRIO INDUZIDO: alterações e diagnóstico por ...
Caracterização Ambiental do Parque Ecológico Urbano de ... · da variação do nível da água...
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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.
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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
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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.
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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).
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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
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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
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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
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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.
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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.
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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
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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
Oct/09 Nov/09 Dec/09 Jan/10 Feb/10 Mar/10 Apr/10 May/10
ºC
PM
BM
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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
Oct/09 Nov/09 Dec/09 Jan/10 Feb/10 Mar/10 Apr/10 May/10
Ox
igé
nio
Dis
solv
ido
(p
pm
)
PM
BM
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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
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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
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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
Universidade Fernando Pessoa – Faculdade de Ciência e Tecnologia
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.
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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.
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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
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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
Total Lig. Pass. Lig. Merc. Pes. Pass. Pes. Merc. Moto
(>50cm3)
Em
issõ
es C
O (
g)
Categoria Veículos
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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
Total Lig. Pass. Lig. Merc. Pes. Pass. Pes. Merc. Moto
(>50cm3)
Em
issõ
es N
Ox (g
)
Categoria Veículos
73
34
1117
11
0,10
10
20
30
40
50
60
70
80
Total Lig. Pass. Lig. Merc. Pes. Pass. Pes. Merc. Moto
(>50cm3)
Em
issõ
es P
M10
Categoria Veículos
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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
Total Lig. Pass. Lig. Merc. Pes. Pass. Pes. Merc. Moto
(>50cm3)
Em
issõ
es C
OV
`s (
g)
Categoria Veículos
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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
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21
Figura 24 - Interpolação dos níveis de ruído, apresentados na Tabela 1, utilizando o método
Inverse Distance Weighted (IDW).
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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
)
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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.
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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
kurve_eng_26.05.10_03.jpg&width=800m&height=600m&bodyTag=%3Cbody%20style%3D%2
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2%3E%20|%20%3C/a%3E&md5=ca015330ac9d651ce81f21c74915a286
-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)
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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
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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).
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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.
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28
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