Poluentes Atmosféricos

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JORGE R. HENRQUEZ GUERRERO

GRUPO DE ENGENHARIA TRMICA (GET)

Poluentes Atmosfricos (Mquinas Primrias)JORGE R. HENRQUEZ GUERRERO GRUPO DE ENGENHARIA TRMICA (GET)

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MECNICA CENTRO DE TECNOLOGIA E GEOCINCIAS UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO

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Poluio atmosfrica So considerados poluentes atmosfricos aquelas substncias adicionadas ao ar em quantidade suficiente para produzir mudanas fsico-qumica na atmosfera que afete negativamente a sade ou sobrevivncia do homem ou de outros organismos vivos.

Os poluentes podem ser classificados em dois grupos: Aqueles emitidos diretamente por uma fonte identificvel poluentes primrios Aqueles produzidos no ar por interao entre duas ou mais substncias, sejam elas poluentes ou no poluentes secundrios.

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Poluentes gasosos primrios prim Primrios: so aqueles lanados diretamente na atmosfera como Prim lan resultado de processos industriais; processos de combusto, causas causas naturais ( emisses vulcnicas, processos micro-biolgicos, incndios micro- biol florestais), motores de combusto interna (emisses veiculares); etc. xidos de enxofre, xidos de nitrognio, particulados; monxidos de mon carbono; dixidos de carbono, etc. di

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Poluentes gasosos Secundrios Secund Secundrios: so produzidos por reaes qumicas que ocorrem na Secund rea qu atmosfera entre poluentes primrios prim Formao do oznio estratosfrico Forma estratosf Formao de Peroxiacetil nitrato (PAN) como resultado da reao Forma rea de xidos de nitrognio com hidrocarbonetos na atmosfera. cido sulfrico sulf cido ntrico n SMOG Fotoqumico (Oznio NOx- Componentes Orgnicos Fotoqu NOxvolteis SO2- Aerossis e materiais particulados Reao com luz vol SO2- Aeross Rea solar)

Presena de Smog na cidade de Pequim

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Combusto e Poluio: Os processos de combusto industrial so importantes fontes de emisso de compostos qumicos para o ambiente. Nos gases efluentes do processo de combusto encontra-se vrios encontrav constituintes poluentes.

xidos de nitrognio (NOx) NO, NO2 Material particulado (Orgnicos, Inorgnicos) Composto de Enxofre (SOx) SO2, SO3, H2SO4 CO Compostos Orgnicos Volteis (VOC)

Mais preocupantes

Em equipamentos operando em condies normais so emitidos a taxas muito pequenas

CO2 A abordagem como poluente recente e controversa

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Atmosfera A atmosfera seca constituda por cerca de 78% (em volume) de constitu nitrognio; 20,9% de oxignio; 0,9% de argnio; 0,035% de dixido di de carbono e outros gases em pequenas concentraes. concentra

Outros gases:

Nenio (Ne) Hlio (He) Metano (CH4) Criptnio (Kr)

0,0018% 0,00052% 0,00017% 0,00011%

Hidrognio (H2) xido Nitroso (N2O) Oznio (O3)

0,00005% 0,00003% 0,000004%

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Estratosfera (50 km): O aumento de temperatura nesta regio ocorre devido a absoro de radiao de onda curta (solar) pelo oznio. Entre 20 e 30 km situa-se a camada de oznio (maior concentrao de oznio) Na troposfera (15 km): Temperatura diminui coma altitude, fenmenos naturais podem alterar esta condio (por pouco tempo) ocasionando o fenmeno de inverso trmica, que prejudica a disperso de poluentes. Nesta regio o ar se mantm bem misturado 75% da massa da atmosfera est contida da altitude at 10 km (basicamente a troposfera) 99% da massa de ar est contido da altitude e 33 km (envolvendo toda troposfera e parte da estratosfera)

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Inverso trmica t No um problema de poluio ou no est relacionado com este. polui est Entretanto, quando ocorre inverso trmica a disperso de poluentes t fica comprometida. um agravante do problema de poluio. polui Durante o processo de inverso trmica observa-se um aumento da t observatemperatura, constituindo um regime extremamente estvel. estSuperfcie Quente

y

(dT/dy) > 0Superfcie Fria

Estratificao trmica

Superfcie Fria

(dT/dy) < 0 ySuperfcie Quente Fenmeno convectivo

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Inverso por adveco O ar quente resfriado ao entrar em contato com uma superfcie fria (mar, lago, neve, etc.) Este tipo de inverso tambm conhecida como inverso superficial

Inverso por drenagem O ar em contato com a terra nas colinas de um vale resfria-se noite, drenando (descendendo). Cria-se, assim, uma piscina de ar frio coberta por ar quente. Se a inverso to forte como para formar um nevoeiro no vale, este vai refletir a luz solar, fazendo com que a inverso persista um tempo maior.

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Inverso por radiao: Acontece em noites claras, sem vento. a terra resfria-se intensamente devidos as perdas de calor por radiao ao espao. Inverso frontal: Acontece na interface de duas massas de ar com temperaturas diferentes.

Topografia A topografia de uma regio exerce um papel importante no comportamento dos poluentes na atmosfera. Fundos dos vales so lugares propcios para o aprisionamento dos prop poluentes. Principalmente quando ocorre inverso trmica, esses t locais so transformados em verdadeiras cmaras de concentrao e concentra de reao principalmente na ocorrncia de smog fotoqumico. rea fotoqu

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Poluio do Ar em Diferentes Escalas Espaciais

Do ponto de vista espacial as fontes de poluio podem ser polui classificadas em mveis e estacionrias. m estacion Uma chamin de indstria que emite poluentes considerada chamin ind uma fonte estacionria de poluio Produz cargas pontuais de estacion polui poluentes. Veculos so considerados fontes mveis de poluio Produzem Ve m polui cargas difusas de poluio. polui Do ponto de vista do controle da poluio esta distino polui distin fundamental O enfoque do tratamento do problema diferente para cada caso.

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Pensando na Dimenso da rea atingida pelo problema de poluio do ar, polui podemos distinguir entre: Problemas Locais Os problemas locais dizem respeito a problemas de poluio numa regio relativamente pequena: Imediao de uma indstria Uma cidade (algumas regies da cidade com alta concentrao de indstrias, alto fluxo de veculos, um ponto geogrfico que favorece fenmenos de inverso trmica e onde haja considervel emisso de poluentes, etc.) Problemas Globais Os problemas globais envolvem toda a ecosfera, exigindo esforos ecosfera, esfor mundiais para enfrent-los e constat-los: enfrent constat Efeito Estufa Chuva cida Destruio da camada de oznio estratosfrico Destrui estratosf

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O tempo de residncia das substncia emitidas para a atmosfera tem uma relao direta com a escala da poluio (local ou global).

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Efeito Estufa Significa aumento da temperatura da terra provocada pela maior reteno na atmosfera de radiao infravermelha em funo do aumento da concentrao de certos gases que tm essa propriedade: Gs carbnico (CO2) Metano (CH4) Clorofluorcarbono CFCs xido nitroso Sabe-se que a camada de gases que envolvem a terra tem uma funo importante na manuteno da vida no planeta pela reteno de calor que ela proporciona Efeito Estufa Natural O aumento dessa reteno de calor pelo aumento de concentrao dos gases absorventes de radiao infravermelha tornou-se um problema

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Mecanismo que origina o Efeito Estufa

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Efeito Estufa (Atmosfera versus Radiao solar e trmica) Radia t

A atmosfera terrestre quase totalmente transparente radiao radia solar incidente. Uma pequena frao dessa radiao fra radia (principalmente luz visvel) refletida de volta ao espao. vis espa Porm a maior parte dessa radiao atinge a superfcie da Terra, Por radia superf onde absorvida e reemitida em todas as direes como dire radiao trmica (infravermelho). radia t Certos gases presentes na atmosfera no so transparentes radiao trmica, no deixando este tipo de radiao passar de radia t radia volta para o espao, resultando no aquecimento da atmosfera, espa aumentando a temperatura da superfcie da Terra. superf

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Efeito Estufa (Atmosfera versus Radiao solar e trmica) Radia t

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Efeito Estufa (Atmosfera versus Radiao solar e trmica) Radia t

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Efeito Estufa (Atmosfera versus Radiao solar e trmica) Radia tEfeitos semelhantes

Radiao solar e trmica na atmosferaRadiao solar direta

Radiao solar e trmica numa janela de vidro

direta refletida

Radiao solar incidente

Radiao infravermelha emitida pelo vidro

difusa difusa refletida

difusaRadiao solar refletida

Radiao solar transmitida Conveco Conduo na janela

direta refletida

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Efeito Estu