INVENTÁRIO DE EMISSÕES ATMOSFÉRICAS DE FONTES ESTACIONÁRIAS E SUA

CONTRIBUIÇÃO PARA A POLUIÇÃO DO AR NA REGIÃO METROPOLITANA DO RIO

DE JANEIRO

Dilson Ojeda Pires

TESE SUBMETIDA AO CORPO DOCENTE DA COORDENAÇÃO DOS PROGRAMAS

DE PÓS-GRADUAÇÃO DE ENGENHARIA DA UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE

JANEIRO COMO PARTE DOS REQUISITOS NECESSÁRIOS PARA A OBTENÇÃO DO

GRAU DE MESTRE EM CIÊNCIAS EM PLANEJAMENTO ENERGÉTICO.

Aprovada por:

________________________________________________ Prof.Roberto Schaeffer, Ph.D.

________________________________________________ Prof. Marcos Sebastião de Paula,D.Sc.

________________________________________________ Prof. Emílio Lèbre La Rovere,D.Sc.

RIO DE JANEIRO, RJ – BRASIL

FEVEREIRO DE 2005

PIRES, DILSON OJEDA

Inventário de Emissões Atmosféricas de

Fontes Estacionárias e sua Contribuição para a

Poluição do Ar na Região Metropolitana do Rio

de Janeiro [Rio de Janeiro] 2005

VI, 188 p. 29,7 cm (COPPE/UFRJ, M. Sc.,

Planejamento Energético, 2005)

Tese - Universidade Federal do Rio de

Janeiro, COPPE

1. Inventário de Emissões Atmosféricas

2. Fontes Estacionárias

3. Gestão da Poluição do Ar

I. COPPE/UFRJ II. Título (série)

ii

Resumo da Tese apresentada à COPPE/UFRJ como parte dos requisitos necessários

para a obtenção do grau de Mestre em Ciências (M.Sc.)

INVENTÁRIO DE EMISSÕES ATMOSFÉRICAS DE FONTES ESTACIONÁRIAS E SUA

CONTRIBUIÇÃO PARA A POLUIÇÃO DO AR NA REGIÃO METROPOLITANA DO RIO

DE JANEIRO

Dilson Ojeda Pires

Fevereiro/2005

Orientador: Roberto Schaeffer

Programa: Planejamento Energético

Este trabalho inicialmente apresenta um panorama dos instrumentos de gestão da

poluição do ar que são atualmente utilizados em uma das maiores regiões metropolitanas

do país, a Região Metropolitana do Rio de Janeiro. Além disso, mostra como ocorreu o

desenvolvimento da aplicação do Inventário de Fontes Fixas de Poluentes Atmosféricos

para esta área, segundo a metodologia recomendada pela agência ambiental americana.

Na segunda parte do trabalho, o banco de dados gerado é analisado e algumas

possibilidades de utilização são propostas a fim de subsidiar a ação de planejamento do

ambiente atmosférico desta região.

iii

Abstract of Thesis presented to COPPE/UFRJ as a partial fulfillment of the requirements

for the degree of Master of Science (M.Sc.)

STATIONARY SOURCE ATMOSPHERIC EMISSION INVENTORY AND ITS

CONTRIBUITION FOR THE AIR POLLUTION IN THE RIO DE JANEIRO

METROPOLITAN REGION

Dilson Ojeda Pires

February/2005

Advisor: Roberto Schaeffer

Department: Energy Planning

This work initially presents a view of the air pollution management means, actually

utilized in one of the country’s greatest metropolitan region, Rio de Janeiro Metropolitan

Region. Besides that, it presents the appliance development of the Point Source

Atmospheric Pollutants Inventory for this area, according to the methodology

recommended by american environmental agency.

In the second part, the produced data bank is analyzed and some utilization possibilities

are proposed with the aim of subsiding the action of planning the region atmospheric

environment.

iv

ÍNDICE

1- INTRODUÇÃO 1 2- POLUIÇÃO ATMOSFÉRICA 5

2.1- A Atmosfera 5 2.2- Poluição Atmosférica 6 2.3- Poluente Atmosférico 8 2.4- Fontes de Poluição 9 2.5- Escalas do Problema de Poluição do Ar 12 2.6- Efeitos da Poluição Atmosférica 16 2.7- Abordagem Meteorológica da Poluição Atmosférica 22 2.8- Transformações Químicas dos Poluentes na Atmosfera 26

3- GESTÃO DA POLUIÇÃO DO AR 31 3.1- Considerações Gerais 31 3.2- Padrões de Qualidade do Ar 32

3.2.1- Padrões de Qualidade do Ar no Brasil 34 3.2.2- Critérios de Qualidade do Ar 36

3.2.2.1- Critérios para Efeitos Físicos 38 3.2.2.2- Critérios para Efeitos Biológicos 39

3.2.3- Procedimentos Alternativos para o Estabelecimento dos Padrões de Qualidade do Ar 40

3.3- Padrões de Emissão 41 3.3.1- Padrões Subjetivos 41 3.3.2- Padrões Objetivos 42 3.3.3- Abordagens Empregadas no Desenvolvimento dos Limites de Emissão 43

3.3.3.1- Derivação de Considerações sobre o Processo e Equipamento 43 3.3.3.2- Derivação da Abordagem Rollback 45

3.3.4- Meios ou Maneiras para Implementação dos Padrões de Emissão 46 3.3.5- Padrões de Emissão no Brasil 47

3.4- Monitoramento da Qualidade do Ar 49 3.4.1- As Escalas de Espaço de Monitoramento da Qualidade do Ar 49 3.4.2- Visão Geral da Organização de uma Rede de Monitoramento 51

3.4.2.1- Estações de Medição Fixa 52 3.4.2.2- Estações de Medição Móveis 52

3.5- Monitoramento de Fontes 53 3.6- Controle Tecnológico de Fontes Fixas 55

3.6.1- Controle pela Diluição das Emissões 56 3.6.2- Controle na Fonte 56

3.7- Licenciamento Ambiental e Avaliação do Impacto Ambiental 59 4- A FERRAMENTA: INVENTÁRIO DE EMISSÕES ATMOSFÉRICAS DE FONTES ESTACIONÁRIAS 62

4.1-Definição 62 4.2- Importância e Utilização 63 4.3- Tipos de Poluentes e Fontes Comumente Abordados nos Inventários 64 4.4- Abordagens Utilizadas no Desenvolvimento dos Inventários 68 4.5- Metodologia Adotada nos Estados Unidos 70

4.5.1- Exigências Legais 70 4.5.2- O Processo de Inventário de Emissões Atmosféricas 71

4.6- A Iniciativa Brasileira 89

v

5- O DESENVOLVIMENTO DA FERRAMENTA INVENTÁRIO DE EMISSÕES ATMOSFÉRICAS NA REGIÃO METROPOLITANA DO RIO DE JANEIRO. 91

5.1- Caracterização da Área em Estudo: Região Metropolitana do Rio de Janeiro 91

5.2- Principais Fontes de Emissões Atmosféricas 94 5.2.1- Fontes Fixas 94 5.2.2- Fontes Móveis 96

5.3- Panorama da Gestão da Poluição do Ar na Região Metropolitana do Rio de Janeiro 97

5.3.1- Instrumentos Legais 98 5.3.2- Monitoramento da Qualidade do Ar 100

5.3.2.1- Redes de Monitoramento 101 5.3.2.2- Caracterização da Qualidade do Ar na RMRJ 104

5.3.3- Licenciamento de Atividades Poluidoras 110 5.3.4- Programa de Autocontrole de Emissões para a Atmosfera – PROCON-AR 112

5.3.5- Plano de Controle da Poluição por Veículos em Uso - PCPV 113 5.3.6- Avaliação dos Instrumentos Atualmente Utilizados 114

5.4- O Inventário de Fontes de Emissão de Poluentes do Ar na Região Metropolitana do Rio de Janeiro 116

5.4.1- O Inventário de Fontes Fixas 117 5.5- Apresentação dos Resultados 131

6- AVALIAÇÃO DOS RESULTADOS E POSSIBILIDADES DE UTILIZAÇÃO NA GESTÃO DA POLUIÇÃO DO AR DA RMRJ 137

6.1- Avaliação dos Resultados 137 6.1.1- Avaliação: Distribuição Setorial 141 6.1.2- Avaliação: Distribuição Geográfica 152

6.2- Possibilidades de Utilização do Banco de Dados na Gestão da Poluição do Ar da RMRJ 158

6.2.1- Uso a partir da Distribuição Setorial 159 6.2.2- Uso a partir da Distribuição Geográfica 160 6.2.3- Uso a partir da Criação de Cenários 167

7- CONCLUSÕES E CONSIDERAÇÕES FINAIS 170 8- REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 181

vi

Capítulo 1: Introdução A habilidade da sociedade em causar significantes distúrbios ao meio ambiente é um

fenômeno recente e fortemente influenciado pelo crescimento demográfico e

desenvolvimento tecnológico.

O homem primitivo vivendo em menor número e realizando sua prática cotidiana com

baixo consumo de matéria e energia não alterou significativamente o seu ambiente

natural.

Como ressaltou KEMP (1994), a população total mudou muito pouco por milhares de anos

e o domínio sobre o meio ambiente começou a se tornar um desafio à sobrevivência.

Essencial para aquele desafio foi o desenvolvimento da tecnologia que induziu o uso cada

vez mais intenso de recursos materiais e energia.

As atividades humanas, no entanto, estão atreladas às leis naturais bem definidas e

implacáveis em suas ações.

A segunda lei da termodinâmica, por exemplo, através do conceito de entropia,

estabelece patamares energéticos distintos em fenômenos que inicialmente, na forma

mais organizada, apresentam baixa entropia e, após a transformação e obtenção do efeito

desejado, resultam em qualidade energética inferior, ou seja, alto valor entrópico.

O aumento na desorganização ocorrida, aumento da entropia do sistema, gera efluentes:

materiais de conteúdo energético inferior às matérias-primas empregadas, alguns deles

gasosos.

O homem, portanto, ao longo de sua trajetória e conseqüente intensificação no uso de

materiais tem contribuído para o processo de poluição atmosférica através da liberação

destes efluentes ou emissões gasosas.

A poluição atmosférica, entretanto, não é um processo recente e de inteira

responsabilidade do homem, tendo a própria natureza se encarregado, durante milhares

de anos, de participar ativamente deste processo com o lançamento de gases e materiais

particulados originários de atividades vulcânicas e