4. Campanha de monitorização
5.2. Escoamento atmosférico
Os primeiros outputs que se obtiveram com a aplicação do modelo VADIS foram os campos de ventos, através do módulo FLOW. As simulações foram feitas numa base temporal horária. Para cada hora, foi necessário definir a velocidade e a direção do vento, as coordenadas 3D dos edifícios e árvores, e as dimensões do domínio (comprimento, largura e altura), tal como referido na secção 3.3. As simulações deram origem aos campos de ventos. Na Figura 23 está representado o campo de ventos respeitante ao
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período das 0 à 1 horas.
A seguir será feita uma análise ao escoamento atmosférico observado sobre a Escola Básica nº 1 da Glória, para três períodos do dia 11 de janeiro de 2012 com direções do vento distintas. Para tal, os campos de ventos das Figuras 24, 25 e 26 referem-se às seguintes direções de vento: sudeste no período das 8 - 9 horas, norte para as 15 - 16 horas e nordeste no período das 18 - 19 horas.
Figura 23: Campo de ventos representado no programa Surfer para a simulação relativa ao período
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Figura 25: Escoamento atmosférico na Escola da Glória no período das 15 - 16 horas. Figura 24: Escoamento atmosférico na Escola da Glória no período das 8 - 9 horas.
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Nas três situações mostradas, observa-se que a presença das árvores (a verde) no recinto da Escola da Glória atenua a velocidade do vento, o que indica que estes elementos urbanos influenciam o escoamento atmosférico. Para além disso, há a registar que na escola, bem como nos edifícios adjacentes, existe recirculação do escoamento, o que favorece a acumulação de poluentes atmosféricos, nos designados hot-spots.
5.3. QA exterior
Os campos de ventos obtidos com o FLOW, juntamente com a definição das vias consideradas e as respetivas emissões de tráfego rodoviário, permitiu iniciar as simulações com o módulo DISPER, obtendo-se assim os campos de concentração de CO no domínio de estudo.
Os valores de concentração de CO simulados no VADIS foram representados no programa Surfer, de maneira a perceber quais os hot-spots da área definida. Como exemplos, apresentar-se-ão a seguir as representações no Surfer das simulações realizadas para os períodos das 8 - 9 horas, 15 - 16 horas, e das 18 - 19 horas. Os restantes períodos estão nas Figuras 38 a 58 em Anexo.
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O campo de concentrações obtido para o período das 8 às 9 horas (Figura 27) mostra a influência da Avenida de Santa Joana para os valores da concentração exterior de CO na Escola da Glória. Devido ao vento ter direção sudeste, o poluente é arrastado para a zona do recreio da escola, levando à formação de hot-spots. O facto de haver recirculação de ventos nesse local, resultante quer da configuração dos edifícios quer da presença de árvores (já analisada na Figura 24), favorece a acumulação de CO. Analisando as concentrações exteriores de CO simuladas, verifica-se que neste período os resultados obtidos não ultrapassaram o valor limite para a proteção da saúde humana imposto no Decreto-Lei nº 102/2010 para o CO (10 mg/m3 = 10000 µg/m3).
CO (µg/m3)
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Para a simulação representada na Figura 28, observa-se a ausência de hot-spots sobre a Escola da Glória, como resultado do vento norte. Os valores mais elevados de concentração de CO verificam-se ao longo da Avenida de Santa Joana, a principal fonte emissora do domínio de estudo. Aqui, tal como no período das 8 às 9 horas, as concentrações exteriores simuladas no VADIS não excederam os valores máximos impostos na legislação.
CO (µg/m3)
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Em relação à representação no Surfer da simulação realizada para o período das 18 - 19 horas (Figura 29), a direção do vento neste caso levou à dispersão de CO para sudoeste do domínio. A QA exterior na Escola da Glória é afetada pelas emissões do tráfego rodoviário da Avenidade de Santa Joana, com valores de concentração na ordem dos 1000 µg CO/m3. Apesar de parecer um valor alto, quando comparado com o valor limite presente no Decreto-Lei nº 102/2010 (10000 µg CO/m3), constata-se que se encontra bem dentro dos parâmetros aceitáveis.
Seguindo o plano de tarefas delineado para o trabalho desenvolvido, comparar- se-ão na Figura 30 os valores de concentração simulados no VADIS e os medidos no exterior da Escola Básica nº 1 da Glória (valores na Tabela 12 em Anexo).
CO (µg/m3)
48 0,0 250,0 500,0 750,0 1000,0 1250,0 1500,0 1750,0 2000,0 2250,0 2500,0 2750,0 CO ( µ g /m 3) Horas
Campanha de monitorização VADIS VADIS + EURAD
Os valores obtidos com o modelo VADIS encontram-se relativamente próximos dos valores medidos durante a campanha de monitorização, à exceção da simulação entre as 12 e as 13 horas, que ultrapassou em muito o valor monitorizado. O período onde se observam os maiores picos de concentração de CO é durante as 18 - 20 horas, o que está de acordo com o máximo registado no perfil diário do tráfego rodoviário junto à Escola da Glória, mostrado na Figura 16.
No gráfico da Figura 30, também se representou a soma dos valores simulados no VADIS com as concentrações de fundo fornecidas pelo modelo EURAD, para perceber qual o efeito da consideração das concentrações de fundo sobre as simulações. Com a contribuição das concentrações de fundo, obtém-se uma maior concordância com os valores medidos, tal como será comprovado estatiticamente na secção 5.5.
5.4. QAI
A estimativa com o modelo IAQX da concentração interior de CO na sala em estudo (ver secção 4.3) originou a representação gráfica da Figura 31.
49 0,0 20,0 40,0 60,0 80,0 100,0 120,0 140,0 C O (µ g/ m 3) Horas IAQX
Interpretando os resultados, constata-se que a simulação das concentrações interiores de CO na sala de aula 3 da Escola Básica nº 1 da Glória seguiram uma tendência razoável. No início do dia têm valores constantemente baixos, começando progressivamente a subir a partir das 7 horas, atingindo um primeiro pico às 12 horas. O segundo pico é registado às 19 horas (116,2 µg CO/m3), diminuindo a partir desse período até ao final do dia. Comparando com as concentrações de CO simuladas no exterior (Figura 30), verifica-se que existe uma relação direta entre os valores simulados no interior e no exterior da Escola Básica nº 1 da Glória.
Na Figura 32, é apresentado o gráfico comparativo das concentrações interiores de CO medidas no interior da sala pelo grupo de trabalho do projeto SINPHONIE e as simuladas pelo IAQX (valores na Tabela 13 em Anexo):
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Analisando a figura anterior, e ao contrário das concentrações exteriores de CO, os resultados não foram tão satisfatórios. Os valores medidos dentro da sala têm uma tendência diferente dos valores simulados, e nem com a utilização das concentrações de fundo do modelo EURAD os resultados são mais favoráveis.
Enquanto que, por um lado, os valores medidos tendem a diminuir nas primeiras horas do dia, aumentando depois a partir das 19 horas, os valores simulados vão aumentando gradualmente de manhã, estabilizando à tarde, e diminuindo ao início da noite (20 horas). Os períodos de maior semelhança entre os resultados obtidos foram durante as 11 - 13 horas, e à tarde, entre as 16 e as 20 horas.
Uma possível razão para esta discrepância de valores pode estar diretamente relacionada com episódios de concentrações exteriores de CO e com as condições meteorológicas. Para tal, mostra-se relevante recuar ao dia anterior. Analisando os valores das concentrações exteriores de CO medidos na campanha de monitorização no dia 10 de janeiro de 2012, registou-se um valor máximo de 2300 µg CO/m3 (Figura 33), entre as 18 e as 19 horas. Este pico do dia 10 de janeiro pode ter influenciado os valores indoor de CO medidos na sala R3, e tendo em conta que a direção do vento entre o final do dia 10 e o início do dia 11 era de sudeste, ou seja, favorável à acumulação de poluentes na sala, daí a provável razão para os altos valores registados no interior da sala para as primeiras horas do dia 11 de janeiro. O posterior decaimento dos valores medidos até às 11 horas, traduz o efeito do fecho das janelas durante a noite. O CO
0,0 100,0 200,0 300,0 400,0 500,0 600,0 700,0 800,0 900,0 1000,0 CO ( µ g/ m 3) Horas
Valores medidos IAQX + VADIS IAQX + VADIS + EURAD
Figura 32: Valores das concentrações interiores de CO medidos e simulados no dia 11 de janeiro de
51 0,0 250,0 500,0 750,0 1000,0 1250,0 1500,0 1750,0 2000,0 2250,0 2500,0 CO ( µ g/ m 3) Horas
Campanha de monitorização_10 de janeiro
acumulou-se no interior da sala durante o período de aulas, havendo depois um decaimento normal das concentrações à noite.
Em relação à tendência contraditória verificada a partir das 19 horas, em que os valores simulados começam a diminuir e os valores medidos no interior da sala a aumentar, é necessário comparar-se as Figuras 30 e 32. A concentração interior simulada (Figura 32) segue, minimamente, a tendência da concentração simulada no exterior (Figura 30), portanto, há um aumento por volta das 19 horas e depois uma diminuição. Isto não é verificado nos valores medidos interiores, que contrariam os valores medidos no exterior. A tendência medida no interior contraria a do exterior, o que pode induzir uma contribuição, que não está a ser contabilizada nas simulações das concentrações interiores de CO.
No entanto, se por um lado os resultados da simulação com o IAQX não foram tão favoráveis, por outro há a registar o facto das concentrações interiores de CO simuladas na sala de aula número 3 encontrarem-se dentro dos limites máximos estipulados na legislação da QAI em vigor (Tabela 2), que define 12,5 mg/m3 (12500 µg/m3) como a concentração máxima de CO permitida no interior de edifícios.
Figura 33: Concentrações exteriores de CO medidas durante a campanha de monitorização na Escola
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