simulação e análise da dispersão de poluentes nas avenidas estruturais em curitiba, paraná
TRANSCRIPT
Simulação e análise da dispersão de poluentes nas avenidas estruturais em Curitiba, Paraná
Francisco Bemquerer Costa Rasia
Orientador: Prof. Dr. Eduardo Leite Krüger
Dissertação de Mestrado | 11 de Março de 2011
1.Considerações iniciais
2.Poluição do ar na camada limite urbana
3.Método e equipamentos
4.Resultados: simulação da dispersão de poluentes nos setores estruturais
5.Conclusões
6.Referências
2
Sumário
O Plano Preliminar de Urbanismo, de 1965, direcionou o crescimento urbano de Curitiba ao longo de quatro eixos estruturais, sistemas trinários caracterizados pela concentração de infraestrutura de transporte de massa, vias de tráfego rápido de veículos e alta densidade de ocupação, com uso misto residencial e comercial. Embora, em anos recentes, novos polos de urbanização tenham surgido em Curitiba, as vias estruturais ainda preservam importância como elementos direcionadores do crescimento urbano.
3
Considerações iniciais
4
Objetivo e pergunta de pesquisa
Objetivo: a avaliação dos impactos da morfologia urbana sobre a dispersão de poluentes em áreas do Setor Estrutural e do Setor Especial Nova Curitiba (Ecoville).
Pergunta de pesquisa: Quais as con*igurações urbanas (distanciamento entre prédios, altura das edi*icações, orientação das edi*icações e orientação das vias em relação aos ventos dominantes) que poderiam assegurar a dispersão adequada de poluentes nas vias estruturais?
5
Trajetória dos Setores Estruturais
O Plano Preliminar foi sancionado em 1966, e estão entre suas principais diretrizes:
• Uso e ocupação diferenciados do solo; • Expansão linear da cidade ao longo de eixos estruturais que integrariam sistema de transportes e uso do solo;
• A criação de uma paisagem urbana típica de Curitiba (eventualmente resultando no Plano Massa).
Apoiava-‐se no tripé “sistema viário, uso do solo e transporte de massa”.
No ano 2000, a Lei 9.800/00 institui o afastamento lateral de H/6.
6
Trajetória dos Setores Estruturais
Fonte: Campos, 2005, p. 52
Sistema trinário -‐ planta
7
Trajetória dos Setores Estruturais
Fonte: Campos, 2005, p. 55
Sistema trinário -‐ perZil
8
Legislação ambiental brasileira
O controle e o monitoramento da qualidade do ar no Brasil têm fundamento na Política Nacional do Meio Ambiente (Lei 6.938/81) e é regulada por uma série de resoluções do CONAMA. É responsabilidade dos Estados o monitoramento da qualidade do ar.
O monitoramento da qualidade do ar na RMC é feito pelo IAP, com 13 estações de coleta. No município de Curitiba, a qualidade do ar é geralmente boa, com algumas instâncias de alta concentração de NO2 e O3.
Para esse estudo, elegeram os óxidos de nitrogênio (NOx) como substância de interesse.
Limite de concentração do NO2: 190 µg/m3
9
Métodos e Equipamentos
Método experimental, abordagem consagrada de comparação entre Cenário Atual e Cenário Alternativo.
Foi adotado o modelo ENVI-‐met, em um processo de simulação que envolve dados de diversas fontes: climáticos (INMET e UWYO, medições in loco), características de desenho urbano e ocupação do solo (obtidos da PMC, imagens de satélite e levantamento in loco) e inventário de tráfego.
Equipamentos empregados: estações meteorológicas HOBO Onset (adaptadas a um veículo tipo picape), contadores estatísticos, máquina fotográlica digital, computador para execução das simulações.
Todos os resultados das simulações devem ser compreendidos como indicadores de tendências.
Fluxo de trabalho
10
11
Seleção dos pontos de interesse
12
Seleção dos pontos de interesse
Ponto P8 -‐ Av Sete de Setembro
13
Seleção dos pontos de interesse
Ponto P3 -‐ Ecoville
Method and model workllow
14
Uma folha de levantamento em campo, criada a partir da planta cadastral.
15
Fluxo de trabalho -‐ Geometria
Modelagem no software Eddi
Fluxo de trabalho -‐Dados climáticos
16
Estação meteorológica -‐ (a) e (b) Av Sete de Setembro; (c) e (d) Ecoville
O modelo foi calibrado através da comparação entre velocidades de vento médias (a 3 e 5m) de altura medidas em campo e aquelas previstas nas simulações.
Medições foram feitas em pontos localizados dentro dos cânions urbanos estudados.
Foi realizada uma campanha de medição, entre dezembro de 2009 e abril de 2010.
17
Fluxo de trabalho -‐ Calibração
Comparação entre velocidades médias de vento medidas e preditas -‐ Ecoville
Comparação entre velocidades médias de vento medidas e preditas -‐ Sete de Setembro
18
Fluxo de trabalho -‐ Inventário de tráfego
Sete de Setembro (a) Composição da frota (b) PerZil horário de tráfego
Fluxo de trabalho: Cenários
Cenário Atual: conZiguração presente do Setor Estrutural e do Ecoville, volumes de tráfego medidos in loco.
Cenário alternativo: uma hipotética reconZiguração do Setor Estrutural segundo a lei 9.800/00 (aplicando o afastamento de H/6) e consolidação do Ecoville, manutenção do volume de tráfego atual.
19
20
Resultados: Av Sete de Setembro -‐ Cenário Atual
Concentração simulada de NOx a 3,00 m, às 18h00 (a) Cenário Junho Atual-‐Leste Mínimo (b) Cenário Junho Atual-‐Nordeste Mínimo (c) Escala
A comparação de concentrações simuladas de poluente, entre o SE e as ZR-‐4 lindeiras, sugere que a combinação de tráfego intenso com o adensamento cria um “eixo de poluição” sobreposto ao Eixo Estrutural.
21
Resultados: Av Sete de Setembro -‐ Cenário Alternativo
Concentração simulada de NOx a 3,00 m, às 18h00 (a) Cenário Junho Alternativo-‐Leste Mínimo (b) Cenário Junho Alternativo-‐Nordeste Mínimo (c) Escala
22
Concentração simulada de NOx a 3,00 m, às 18h00 (a) Cenário Junho Atual-‐Leste Mínimo (b) Cenário Junho Atual-‐Nordeste Mínimo (c) Escala
Resultados: Ecoville -‐ Cenário Atual
23
Concentração simulada de NOx a 3,00 m, às 18h00 (a) Cenário Junho Alternativo-‐Leste Mínimo (b) Cenário Junho Alternativo-‐Nordeste Mínimo (c) Escala
Resultados: Ecoville -‐ Cenário Alternativo
24
Para o Setor Estrutural, as simulações do cenário Alternativo sugerem a melhoria da dispersão de poluentes sob as condições de vento mínimo, as mais críticas. Sob outras condições climáticas, no entanto, os resultados do cenário alternativo foram inconclusivos.
Para o Ecoville, as simulações do cenário Atual apontaram boas condições de dispersão de poluentes; as simulações do cenário Alternativo sugerem que, mesmo que a área atinja a densidade máxima de construção prevista na Lei 9.800/00, deve se manter a boa condição de ventilação e dispersão de poluentes.
Conclusões
Pergunta 1: as condições de ventilação nos Setores Estruturais são su*icientes para a garantia de salubridade e controle da exposição dos moradores às substâncias nocivas?
De maneira geral, nos cenários com vento não mínimo, a dispersão de poluentes nos Setores Estruturais é adequada. Nas situações de vento mínimo a dispersão é severamente prejudicada, com aumentos signilicativos das concentrações média e máxima do poluente estudado e formação de extensivas manchas de alta concentração ao longo dos cânions, e instâncias em que a concentração do poluente potencialmente ultrapassa o limiar delinido na legislação.
25
Conclusões
26
Pergunta 2: há diferença de qualidade ambiental entre o Ecoville e os Setores Estruturais?
As simulações apontaram diferenças quantitativas e qualitativas nas condições de ventilação e dispersão de poluentes.
Os valores médios e máximos para a concentração do poluente no Setor Estrutural são mais elevados que os encontrados para o Ecoville, em todos os cenários.
Através das simulações percebeu-‐se também que a morfologia urbana do Ecoville é mais permeável aos lluxos de ar, aumentando o contraste entre as áreas de máxima concentração de poluente e a concentração média para o trecho simulado.
Conclusões
27
Pergunta 3: o afastamento de H/6 melhoraria as condições de ventilação e dispersão de poluentes nos Setores Estruturais?
As simulações sugerem que a maior permeabilidade proporcionada pelo afastamento de H/6 melhoraria a ventilação e a dispersão de poluentes nos Setores Estruturais, com diferenças mais expressivas nas condições de vento mínimo.
A análise qualitativa dos lluxos de vento sugere que, mesmo com o maior afastamento entre as torres, os embasamentos parecem ser um impedimento à dispersão de poluentes na altira de 3 m. Para a altura de 15 m, há grandes melhorias no lluxo de vento entre os edilícios, com potencial melhoria das condições de ventilação no interior das edilicações.
Conclusões
28
Conclusões
Pergunta 4: a adoção do afastamento de H/6 reduziria o contraste entre os SE e as ZR-4 lindeiras?
As simulações do cenário alternativo sugerem que a maior permeabilidade da morfologia deZinida pela Lei 9.800/00 promoveria melhorias na dispersão de poluentes nos SE e nas ZR-‐4, atenuando o “eixo de poluição”.
Conclusões
Finalmente, os resultados sugerem que os parâmetros atuais de ocupação e uso do solo, embora benélicos, não serão sulicientes para a solução das condições desfavoráveis à dispersão de poluentes nos Setores Estruturais.
A simples adoção do afastamento de H/6 sem mudanças mais profundas na legislação -‐ como o abandono do Plano Massa, por exemplo -‐ e sem a revisão do modelo de mobilidade urbana não será suliciente para a melhoria das condições de dispersão de poluentes ao nível da rua.
29
Referências
BRUSE, Michael. ENVI-met website. <http://www.envi-‐met.com>. Acesso em 11/2009.
OKE, T. R. Boundary layer climates. Nova York : Methuen, 1978.
________. Initial guidance to obtain representative meteorological observations at urban sites. WMO, 2006.
DANNI-‐OLIVEIRA, I. M. A Cidade de Curitiba e a Poluição do Ar: Implicações de seus atributos urbanos e geoecológicos na dispersão de poluentes em período de inverno. In: MONTEIRO, C. A. F.; MENDONÇA, F. Clima Urbano. São Paulo : Contexto, 2003.
30
Referências
CALIXTO, A. O Ruído gerado pelo Tráfego de Veículos em “Rodovias-Grandes Avenidas”, situadas dentro do perímetro urbano de Curitiba, analisados sobre parâmetros acústicos objetivos e seu impacto ambiental, Curitiba. Dissertação de mestrado em Engenharia Mecânica, Universidade Federal do Paraná, 2002.
KESSLER, C. NIEDERAU, A. SCHOLZ, W. Estimation of NO2/NOx relations of traflic emissions in Baden-‐Württemberg from 1995 to 2005. 2nd Confe Environment & Transport and 15th Conf. Transport and Air Pollution. Proceedings of...
BORTOLI, P. S. Análise da poluição sonora urbana em zoneamentos distintos da cidade de Curitiba. 103f. Dissertação – Programa de Pós-‐Graduação em Tecnologia. Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2002. Disponível em <http://www.ppgte.ct.utfpr.edu.br/dissertacoes/2002/bortoli.pdf>
31
Referências
INSTITUTO AMBIENTAL DO PARANÁ (IAP). Relatório Qualidade do Ar na Região Metropolitana de Curitiba, Ano de 2008. Paraná, 2009a.
INSTITUTO DE PESQUISA E PLANEJAMENTO URBANO DE CURITIBA (IPPUC). Uso do Solo: Legislação. Lei nº 9.800 de 3 de Janeiro de 2000 e Leis Complementares. Curitiba: IPPUC, 2002. Disponível em < http://www.ippuc.org.br/pensando_a_cidade/textos_zoneamento/legisla%C3%A7%C3%A3o%20de%20uso%20do%20solo(%20lei%209800%20e%20leis%20complementares).pdf >. Acesso em 23/03/2010.
32
Obrigado.slideshare.net/chicorasia