CONTROLE DA POLUIO

ATMOSFRICA

METODOLOGIA DE CONTROLE DA POLUIO ATMOSFRICA1

Henrique de Melo Lisboa

Waldir Nagel Schirmer

1) INTRODUO

De acordo com DE NEVERS (1995) e SEINFELD (1995) o processo de poluio do ar se

resume a trs momentos: (1) emisso de poluentes para a atmosfera; (2) transporte, diluio e

modificao qumica ou fsica dos poluentes na atmosfera; (3) imisso dos poluentes -

2) MTODOS DE CONTROLE DA POLUIO DO AR De modo geral h dois mtodos bsicos pelos quais se pode controlar a emisso de poluentes

atmosfricos (e odores) nos processos industriais. Estas tcnicas so divididas em dois grupos: a)

Mtodos indiretos, tais como modificao do processo e/ou equipamento; b) Mtodos diretos ou

tcnicas de tratamento.

2.1) MEDIDAS INDIRETAS

Este grupo classificado como mtodo indireto de controle de gases, uma vez que tal controle

conseguido atravs da modificao do equipamento/processo, alterao de matrias primas por

outras ecologicamente mais adequadas, manuteno dos equipamentos e operao dos mesmos

dentro da sua limitao, etc, sempre com o objetivo de prevenir o escape ou formao dos gases.

So, em grande parte, chamadas de Tecnologias Limpas. Eis algumas destas medidas:

a) Impedir gerao do poluente:

- Substituio de matrias primas e reagentes:

. enxofre por soda na produo de celulose

. eliminao da adio de chumbo tetraetila na gasolina

. uso de resina sinttica ao invs de borracha na fabricao de escovas de pintura

- Mudanas de processos ou operao:

. utilizao de operaes contnuas automticas

. uso de sistemas completamente fechados

. condensao e reutilizao de vapores (indstria petrolfera)

. processo mido ao invs de processo seco

. processo soda ou termoqumico ao invs de processo KRAFT na produo de celulose (soda

reduz emisso de gs sulfdrico)

b) Diminuir a quantidade de poluentes geradas:

- Operar os equipamentos dentro da capacidade nominal

- Boa operao e manuteno de equipamentos produtivos

- Adequado armazenamento de materiais pulverulentos

- Mudana de comportamentos (educao ambiental)

- Mudana de processos, equipamentos e operaes:

. forno cubil por forno eltrico de induo

1 Com algumas modificaes realizadas pelo Prof. Fabricio Gomes

. fornos leo por fornos eltricos de induo (fundies)

. umidificao (pedreiras)

. utilizao de material sinterizado em alto-fornos

. evaporao de contato direto por evaporao de contato indireto na recuperao do licor

negro na produo de celulose

. controle da temperatura de fuso de metais

. operao de equipamentos com pessoal treinado

. reduo da oxidao de SO2 SO3 pela reduo do excesso de ar (menor que 1%) quando da

queima de leos combustveis

- Mudana de combustveis

. combustvel com menor teor de enxofre (leo BPF por BTE)

. combustvel lquido por combustvel gasoso

. combustvel slido por combustvel lquido ou gasoso

. substituio de combustveis fsseis por energia eltrica

c) Diluio atravs de chamins elevadas : Figura 7. 2.

Fatores a serem considerados:

- Relacionados com o processo: quantidade emitida

temperatura de emisso

estado dos poluentes

concentrao

distrib. de tamanho das partc.

propr. qumicas e toxicolgicas

dos poluentes

- Relacionados com a fonte: altura e dimetro da chamin

velocidade dos gases na chamin

relao da chamin com as demais

- Meteorolgicas: direo e velocidade dos ventos

temperatura

estabilidade atmosfrica

aspectos topogrficos

d) Mascaramento do poluente:

. Eliminao da percepo nasal humana de um odor pela superposio de outro odor.

e) Localizao seletiva Fonte/Receptor (planejamento territorial)

f) Adequada construo (lay-out) e manuteno dos edifcios industriais:

. armazenamento de produtos

. adequada disposio de resduos slidos e lquidos

2.2. MEDIDAS DIRETAS

As medidas ou mtodos diretos de controle incluem tcnicas destrutivas como incinerao e

biofiltrao, e tcnicas recuperativas, como absoro, adsoro e condensao. Na sequncia

ser apresentado uma breve descrio de cada uma destas tcnicas. Maiores detalhes, parmetros

de projeto, etc., podem ser encontrados em literatura especfica. Estas tcnicas passam por duas

etapas:

a) Concentrao dos poluentes na fonte para tratamento efetivo antes do lanamento na

atmosfera:

. sistemas de ventilao local exaustora

b) Reteno do poluente aps gerao atravs de equipamentos de controle de poluio do

ar

3. CLASSIFICAO DOS EQUIPAMENTOS DE CONTROLE DA

POLUIO DO AR

Os equipamentos de controle so classificados primeiramente em funo do estado fsico do

poluente a ser considerado. Em seguida a classificao envolve diversos parmetros como

mecanismo

de controle, uso ou no de gua ou outro lquido, etc.

3.1. EQUIPAMENTOS DE CONTROLE DE MATERIAL PARTICULADO

- Coletores secos:

. coletores mecnicos inerciais e gravitacionais

. coletores mecnicos centrfugos (ex.: ciclones)

. precipitadores dinmicos secos

. filtro de tecido (ex.: o filtro-manga)

. precipitador eletrosttico seco

- Coletores midos:

. torre de spray (pulverizadores)

. lavadores com enchimento

. lavador ciclnico

. lavador venturi

. lavadores de leito mvel

3.2. EQUIPAMENTOS DE CONTROLE PARA GASES E VAPORES

- Absorvedores

- Adsorvedores

- Incinerao de gs com chama direta

- Incineradores de gs catalticos

- Mecanismo de coleta de partculas

- Lavadores

- Coletores centrfugos secos ciclone - Filtros de tecidos

- Precipitadores eletrostticos

4. EQUIPAMENTOS DE COLETA DE MATERIAL PARTICULADO

(AEROSIS)

A reteno de partculas, originado de gases residuais, um dos problemas de maior

importncia dentro do contexto da limitao da emisso de contaminantes gasosos. Esses so

responsveis por elevado nmero de fenmenos que depende da concentrao e tempo de

exposio.

Do ponto de vista da meteorologia as partculas se comportam como ncleos de condensao

favorecendo a formao de neblinas que modificam, nas zonas altamente contaminadas, o

microclima.

Do ponto de vista sanitrio, as partculas em suspenso representam um grave perigo para

pessoas afetadas por enfermidades bronquticas crnicas.

Por outra parte, grande a influncia na vegetao, que uma vez depositado, obstruem

estmatos e folhas dificultando o normal desenvolvimento de muitas das atividades biolgicas

(fotossntese).

A reteno das partculas um problema bastante complicado que carece de uma soluo nica.

Junto com o aspecto da separao em si, se encontram fenmenos tais como: perda de carga,

esfriamento da corrente gasosa e outros que obrigam estudar cada caso particular elegendo o

sistema mais adequado em cada circunstncia.

4.1. MECANISMOS DE COLETA

A coleta de partculas envolve a aplicao de um ou mais dos seguintes mecanismos:

- sedimentao gravitacional

- fora centrfuga

- impactao

- intercepo

- difuso

- fora eletrosttica

- fora trmica

4.1.1. SEDIMENTAO GRAVITACIONAL

A sedimentao gravitacional um mecanismo de deposio importante somente para partculas

grandes (maiores que 20 micra). A eficincia de coleta de partculas atravs de sedimentao

gravitacional funo da velocidade terminal da partcula, que diretamente proporcional

densidade e dimetro da mesma.

4.1.2. FORA CENTRFUGA

A Fora Centrfuga age sobre partculas que estejam em movimento numa trajetria circular,

fazendo com que a partcula se afaste do centro do crculo e no caso de ciclones, se dirija s

paredes do mesmo.

A coleta atravs do mecanismo da fora centrfuga ser tanto maior quanto maiores forem o

dimetro da partcula e sua velocidade tangencial e quanto menor o dimetro do coletor. A

coleta por fora centrfuga na prtica limitada a fontes de poluio do ar que emitem

quantidades razoveis de partculas maiores que 5 a 10 micra. Em geral os coletores centrfugos

(ciclones) so utilizados como pr-coletores.

4.1.3. IMPACTAO INERCIAL

A impactao um importante mecanismo de coleta de partculas. Ela representa a "batida" da

partcula contra um obstculo que faz com que a partcula que estava em movimento diminua a

sua energia e se separe do fluxo gasoso que a transportava.

O controle de partculas por impactao geralmente conseguido atravs de pequenos

obstculos secos ou midos. O obstculo mido, em geral, so as gotas do lquido de lavagem.

Os obstculos secos so de vrias formas, como por exemplo, cilndricos, esfricos, chatos,

elipsidicos, etc. A impactao inercial um importante mecanismo de coleta, mas se restringe a

partculas maiores que 1 de dimetro.

4.1.4. INTERCEPO

A intercepo um mecanismo de coleta que pode ser considerado como um caso limite da

impactao, pois representa o mecanismo de coleta para as partculas que ao atingir o

coletor (obstculo) estejam a uma distncia igual ao seu dimetro, ou seja, aquelas partculas que

"raspam" o coletor.

4.1.5. DIFUSO

O mecanismo de difuso torna-se mais importante a medida que o tamanho das partculas

diminui. Esse mecanismo de coleta no apresenta importncia para as partculas maiores que

1m de dimetro. As partculas menores, em funo da sua energia trmica, esto em constante movimento, similarmente ao que ocorre com as molculas de um gs, fenmeno este chamado

de Browniano.

4.1.6. FORA ELETROSTTICA

A fora eletrosttica um mecanismo de coleta predominante em precipitadores eletrostticos.

No entanto apresenta importncia em outros tipos de equipamentos de

controle de poluio do ar, como os filtros de tecidos, uma vez que as partculas podem ter, na

ausncia de campo eltrico, cargas eltricas positivas ou negativas.

O carregamento eltrico de partculas ocorre no s por ao do campo eltrico, o qual

importante para partculas de tamanhos maiores que 0,5 m de dimetro, mas tambm por difuso, o qual age mais intensamente em partculas pequenas ( menores que 0,2 m de dimetro). Para as partculas com dimetro entre 0,2 m e 0,5 m de dimetro o carregamento eltrico ocorre tanto por ao do campo eltrico como por difuso.

5. CLASSIFICAO DOS EQUIPAMENTOS DE CONTROLE DE

MATERIAL PARTICULADO

Podem ser coletores seco e coletores midos. Um sistema de captao de material particulado formado pelas seguintes partes:

dispositivo de captao (captor) rede de coletores (tubulaes) aspirador de potncia necessria (ventilador) sistema de evacuao das partculas residurias (equipamento de controle)

Deve-se respeitar uma srie de princpios a fim de lograr a alta eficincia da captao. Os mais

importantes so:

Colocar o dispositivo de aspirao o mais prximo possvel da fonte emissora devido ao fenmeno da diminuio da velocidade de aspirao com a rea da seo.

Envolver, o mximo possvel, a zona de gerao das partculas slidas. A soluo ideal consiste em colocar a fonte em um recinto hermtico diretamente unido com o circuito de

aspirao, o que provoca frgil depresso e assegurar uma proteo da zona de emisso

contra as correntes de ar.

O desenho da instalao de captao um fator muito importante para resolver corretamente o

problema da eliminao das partculas. Um sistema sobre-dimensionado pode conduzir a gastos

muitos elevados, e se um sistema sub-dimensionado d lugar a uma emisso de partculas em

suspenso muito difcil de controlar.