Impacto na qualidade do ar após intervenção urbanística no Toural e sua envolvente, na cidade de Guimarães

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Setembro 2013

Universidade do Minho

Escola de Engenharia

Patrícia Sofia de Oliveira Cruz Fernandes

Impacto na qualidade do ar após

intervenção urbanística no Toural e sua

envolvente, na cidade de Guimarães

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Setembro 2013

Universidade do Minho

Escola de Engenharia

Patrícia Sofia de Oliveira Cruz Fernandes

Impacto na qualidade do ar após

intervenção urbanística no Toural e sua

envolvente, na cidade de Guimarães

Dissertação de Mestrado

Mestrado Integrado em Engenharia Civil

Trabalho efetuado sob a orientação:

Prof. Doutora Lígia Maria Marques de Oliveira

Torres Silva (Orientadora)

Arquiteto André Leitão Cerejeira Fontes

(Co-orientador)

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Patrícia Fernandes iii Universidade do Minho

AGRADECIME#TOS

Por toda a ajuda prestada, quero expressar o meu muito obrigado às seguintes pessoas:

Em primeiro lugar, quero agradecer à minha orientadora, Prof. Doutora Lígia Maria Marques de Oliveira Torres Silva, pela sucessiva disponibilidade, pelas sugestões e conhecimentos transmitidos, essenciais para a elaboração desta dissertação.

Ao meu co-orientador, Arquiteto André Leitão Cerejeira Fontes, pelos esclarecimentos que transmitiu e pela sua ajuda na recolha de dados essenciais para o desenvolvimento desta dissertação.

À Câmara Municipal de Guimarães, que teve a generosidade de facultar dados essenciais para a elaboração deste trabalho.

À minha família, em especial aos meus pais, quero agradecer o apoio e o amor que sempre me deram, em todos os momentos da minha vida, que me fizeram chegar até aqui.

Ao meu namorado, Octaviano Ferreira por toda a força, apoio e dedicação que me deu ao longo do meu percurso universitário.

À minha prima Cindy Cruz que sempre me encorajou e apoiou quando mais precisei.

A todos os meus amigos, que me encorajaram e acompanharam ao longo deste percurso.

Quero agradecer ainda à Cindy, ao Octaviano e ao Vítor Sousa pela ajuda imprescindível prestada na realização do trabalho de campo.

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Patrícia Fernandes v Universidade do Minho

RESUMO

Nas últimas décadas, a Europa tem conseguido reduzir e controlar a emissão de muitos poluentes. No entanto, e apesar dos esforços, as concentrações dos poluentes continuam demasiado elevadas, em especial as partículas em suspensão e o ozono, o que comporta sérios riscos para a saúde humana.

Em 2011, foram realizadas obras de requalificação urbanística no centro urbano da cidade de Guimarães que visaram libertar o centro histórico da presença massiva do automóvel. A presente dissertação visa, recorrendo a um modelo computacional de simulação de dispersão de poluentes atmosféricos, o Austal, avaliar o impacto na qualidade do ar, em especial a concentração de partículas PM10, gerado por estas alterações urbanísticas. Para tal, foi

necessário recolher alguns dados e realizar uma campanha de contagem de tráfego, que decorreu durante duas semanas em dois dias específicos: sexta-feira e sábado. Através do modelo utilizado, foram então produzidos mapas de concentração de partículas PM10 para os

cenários antes e após a requalificação, de forma a ser possível comparar os dois casos. Para a validação destes mapas foram realizadas medições “in situ” através de um monitor de partículas. Por último, utilizou-se um Sistema de Informação Geográfica, o ArcGis, que possibilitou o cálculo de áreas expostas por classe de concentração de partículas PM10.

Na análise dos resultados, verificou-se que após a requalificação ocorreu uma significativa redução na carga de tráfego e consequentemente uma diminuição na concentração de partículas no ar. Concluiu-se também, que as percentagens de áreas expostas a concentrações superiores a 40µg/m3 (valor limite imposto pela legislação Portuguesa) foram reduzidas em 13,6% no caso de sexta-feira, e em 20,2% no caso de sábado.

Pode-se concluir então, que a requalificação urbanística no centro urbano de Guimarães foi bastante positiva e trouxe uma melhor qualidade de vida à população Vimaranense.

PALAVRAS-CHAVE:

Tráfego rodoviário, qualidade ambiental urbana, requalificação

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Patrícia Fernandes vii Universidade do Minho

ABSTRACT

In the last decades, Europe has managed to reduce and control the emission of many pollutants. However, despite the efforts, the concentration of pollutants is still too high, especially particulate matter and ozone, which involves a serious risk to human health.

In 2011, there were works of urban requalification in the city center of Guimarães which aimed to liberate the historical center of the massive presence of the automobile. The present dissertation, using a computer model simulation of atmospheric pollutant dispersion, the Austal, evaluate the impact on air quality, in particular the concentration of PM10 generated by these urban changes. To this end, was necessary to collect some data and develop a campaign traffic count, which ran for two weeks on two specific days: Friday and Saturday. Through the model used, were then produced maps of PM10 concentration, for the scenarios before and after requalification, in order to be able to compare the two cases. To validate these maps, measurements were carried out "in situ" by a particle monitor. Finally, was used a Geographic Information System, the ArcGIS, which enabled the calculation of areas exposed by class concentration of PM10.

In the analysis results, it was found that after requalification has occurred a significant reduction in the traffic load, thereby reducing the particle concentration in the air. It was also concluded that the percentages of areas exposed to concentrations above 40 µg/m3 (limit imposed by Portuguese law) were reduced by 13.6% in the case of Friday, and 20.2% for Saturday.

It can be concluded then, that the urban requalification in the center of the city was very positive and gave a better quality of life for the people of Guimarães.

KEYWORDS: Road traffic, urban environmental quality, urban requalification, Guimarães, particulate matter.

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Patrícia Fernandes ix Universidade do Minho

Í#DICE GERAL

1. I#TRODUÇÃO ... 1 1.1. Objetivos ... 2 1.1.1. Objetivo geral ... 2 1.1.2. Objetivos específicos ... 2 1.2. Estrutura da dissertação ... 3

2. POLUIÇÃO ATMOSFÉRICA URBA#A ... 3

2.1. Poluentes urbanos- Efeitos na saúde, ambiente e clima ... 5

2.1.1. Fichas síntese dos poluentes atmosféricos... 6

2.2. Qualidade do ar- Valores limite estabelecidos em Portugal ... 13

2.3. Escala dos fenómenos de dispersão dos poluentes atmosféricos ... 14

2.4. Modelos de dispersão de poluentes atmosféricos ... 15

2.5. Qualidade do ar na Europa- Políticas de controlo e legislação da poluição ... 18

2.5.1. Estratégia temática sobre a poluição atmosférica ... 18

2.5.2. Legislação na Europa ... 18

2.5.3. Regulação das emissões do setor do tráfego rodoviário ... 19

2.5.4. Inventário das emissões de poluentes atmosféricos – Modelo CORINAIR ... 21

3. TOURAL E SUA E#VOLVE#TE, CIDADE DE GUIMARÃES ... 29

4. CASO DE ESTUDO ... 33

4.1. Desenvolvimento de base geográfica ... 33

4.1.1. Antes da intervenção ... 33

4.1.2. Após intervenção ... 37

4.2. Introdução dos dados no CadnaA ... 40

4.3. Cálculo dos mapas horizontais de concentração de PM10- CadnaA-APL ... 41

4.4. Validação do modelo ... 43

4.5. Mapas de concentração de PM10 após validação ... 50

4.6. Análise de resultados ... 52

4.6.1. Cenário de sexta-feira... 52

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Patrícia Fernandes x Universidade do Minho

4.7. Determinação da exposição a particulas PM10 ... 56

4.7.1. Cenário de Sexta-feira ... 57

4.7.2. Cenário de sábado ... 60

5.CO#CLUSÃO ... 63

6. DESE#VOLVIME#TOS FUTUROS ... 65

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Patrícia Fernandes xi Universidade do Minho

Í#DICE DE FIGURAS

Figura 1- Contribuição dos cinco sectores-alvo para emissões totais na UE (EEA, 2012) ... 4

Figura 2- Escala dos fenómenos de dispersão atmosférica ... 15

Figura 3- Metodologia de cálculo (Silva, L.T., 2008) ... 22

Figura 4- Largo do Toural ... 30

Figura 5- Alameda de São Dâmaso, antes da requalificação urbanística (CMG, 2008)…..31

Figura 6- Corredores Bus na Alameda de São Dâmaso, após a requalificação urbanística……….31

Figura 7- Área do Toural e sua envolvente antes da requalificação urbanística ... 32

Figura 8- Área do Toural e sua envolvente depois da requalificação urbanística ... 32

Figura 9- Metodologia adotada na recolha de dados anteriores à requalificação ... 34

Figura 10- Localização dos postos de contagem- antes da requalificação urbanística ... 35

Figura 11-Metodologia adotada na recolha de dados atuais... 37

Figura 12- Localização dos postos de contagem, na situação após a requalificação urbanística ... 38

Figura 13-Introdução dos valores relativos ao tráfego ... 40

Figura 14- Altura do mapa... 41

Figura 15-Introdução dos parâmetros de avaliação da poluição do ar ... 42

Figura 16- Geração dos azulejos ... 42

Figura 17- Palete de cores considerada ... 43

Figura 18-Localização dos postos de medição ... 46

Figura 19-Monitor de partículas, Epam 5000, (adaptado de SKC, 1999) ... 46

Figura 20- Concentraçoes registadas no ponto recetor 1 ... 47

Figura 21- Concentrações registadas no ponto recetor 2 ... 48

Figura 22- Mapa de validação de sexta-feira... 49

Figura 23- Cenário de sexta-feira ... 51

Figura 24- Cenário de sábado ... 51

Figura 25- Mapa de concentração de PM10-Sexta-feira antes da requalificação ... 52

Figura 26- Mapa de concentração de PM10- sexta-feira após a requalificação ... 53

Figura 27- Mapa de concentração de PM10- Sábado antes da requalificação ... 54

Figura 28- Mapa de concentração de PM10- Sábado após a requalificação ... 55

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Patrícia Fernandes xii Universidade do Minho

Figura 30- Área de exposição- exemplo de sábado antes ... 57 Figura 31- Comparação entre percentagens de áreas expostas- Cenário de sexta-feira ... 59 Figura 32- Comparação entre percentagens de áreas expostas- Cenário de sábado ... 61

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Patrícia Fernandes xiii Universidade do Minho

Í#DICE DE TABELAS

Tabela 1- Efeitos dos poluentes urbanos (adaptado de EEA, 2011) ... 5

Tabela 2- Valores limite da qualidade do ar e valores-alvo para os óxidos de azoto (EEA,2011) ... 8

Tabela 3-Valores limite da qualidade do ar e valores-alvo para o CO (EEA,2011) ... 9

Tabela 4-Valores limite da qualidade do ar e valores-alvo para as PM10 e PM2.5 (EEA,2011) ... 11

Tabela 5- Valores limite da qualidade do ar e valores-alvo para o ozono (EEA, 2011) ... 13

Tabela 6- Valores limite impostos pela legislação vigente ... 13

Tabela 7-Legislação Europeia relativa à regulação das emissões e concentrações de poluentes do ar (EEA,2011) ... 19

Tabela 8- Normas europeias para as emissões de veículos ligeiros (Adaptado de DieselNet, 2012) ... 21

Tabela 9- Classificação dos veículos de acordo com a UN-ECE ... 23

Tabela 10- Poluentes do grupo 1 (EEA, 2012) ... 24

Tabela 11- Poluentes do grupo 2 (EEA,2012) ... 24

Tabela 14- Contagem de tráfego -antes da requalificação ... 36

Tabela 15- Contagem de tráfego relativa à situação atual ... 39

Tabela 16- Contagem de tráfego de sexta-feira na hora da medição... 44

Tabela 17- Contagem de tráfego de sábado na hora da medição ... 45

Tabela 18-Diferença entre o valor medido e o valor modelado ... 49

Tabela 19-Diferença entre o valor medido e o valor modelado (com a concentração de fundo) ... 50

Tabela 20- Percentagem de área exposta por classe de concentração- sexta-feira antes da requalificação... 58

Tabela 21-Percentagem de área exposta por classe de concentração- sexta-feira após a requalificação... 58

Tabela 22- Percentagem de área exposta a valores superiores ao limite ... 60

Tabela 23- Percentagem de área exposta por classe de concentração- Sábado antes da requalificação... 60

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Patrícia Fernandes xiv Universidade do Minho

Tabela 24- Percentagem de área exposta por classe de concentração- sábado após a requalificação... 61 Tabela 25- % de área exposta a valores superiores ao limite ... 62

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PATRICIA FERNANDES 1 UNIVERSIDADE DO MINHO

1. I#TRODUÇÃO

A qualidade de vida em ambiente urbano tem vindo a assumir uma enorme relevância, nomeadamente no que toca à sua dimensão ambiental. O crescimento acentuado da população, bem como o grande desenvolvimento económico que se fez sentir principalmente nas grandes cidades, levou a que os centros urbanos alcançassem grandes concentrações de pessoas. Este facto aliado à necessidade de uma maior e melhor mobilidade dos cidadãos conduziu ao aparecimento de diferentes meios de transporte ao longo dos anos, entre eles o automóvel. Uma vez que, nos dias de hoje grande parte das pessoas possui um veículo motorizado, o tráfego rodoviário tornou-se uma das principais fontes de poluição atmosférica, comprometendo seriamente a qualidade ambiental nas cidades em que vivemos.

As emissões de fontes móveis contribuem para a poluição primária e secundária do ar o que pode ameaçar a saúde humana, danificar os ecossistemas e influenciar o clima. Os padrões de tráfego, as características dos veículos e as configurações de rua têm um efeito cumulativo nas emissões de escape (Silva, L.T., 2008).

De acordo com a Agência Europeia do Ambiente (AEA), o setor dos transportes representa cerca de um terço do consumo final de energia dos países membros da União Europeia (UE) e é responsável por cerca de um quinto das emissões de gases com efeito de estufa (GEE). No entanto, o consumo de energia e as emissões de numerosos poluentes provenientes dos transportes diminuíram em 2009, mas é possível que esta redução seja apenas um efeito temporário do arrefecimento da economia. O setor do transporte rodoviário é responsável por 17,5% das emissões globais de gases com efeito de estufa na Europa, sendo que as emissões provenientes deste setor aumentaram 23% entre 1990 e 2009. É necessária uma mudança mais profunda no sistema de transportes europeu, a fim de evitar o agravamento dos impactos mesmo em alturas de forte crescimento económico. O novo Livro Branco sobre os transportes exige que os Estados-Membros da UE reduzam, até 2050, as emissões de GEE provenientes dos transportes em 60% face aos níveis de 1990 (EEA,2012).

Segundo Jacqueline McGlade (2012), diretora executiva da AEA, um dos grandes desafios do século XXI consistirá em reduzir os efeitos negativos dos transportes – gases com efeito de

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Patrícia Fernandes 2 Universidade do Minho

estufa, poluição atmosférica e ruído – mantendo, simultaneamente, os aspetos positivos da mobilidade.

O presente trabalho visa fazer a avaliação da emissão de partículas (PM10) provenientes do

tráfego rodoviário, numa cidade de média dimensão, Guimarães, mais propriamente na zona do Toural e sua envolvente.

O Toural encontra-se situado no centro de Guimarães, sendo considerado por muitos, um dos espaços mais emblemáticos da cidade. Em 2011, foram realizadas obras de requalificação urbanística que visaram libertar o centro histórico da presença massiva do automóvel, de forma a promover uma maior qualidade de vida dentro da cidade. É sobre o impacto na qualidade ambiental, gerado pelas alterações urbanísticas do Toural e envolvente, que se vai volver este trabalho.

1.1. Objetivos

1.1.1. Objetivo geral

Pretende-se com este estudo avaliar o impacto ambiental, mais particularmente os níveis emitidos de partículas, provocado pelo tráfego rodoviário que circula no centro urbano de Guimarães, mais precisamente no Toural e sua envolvente, antes e após as obras de requalificação.

1.1.2. Objetivos específicos

• Estudar os fenómenos relacionados com a poluição atmosférica em meio urbano; • Comparar e avaliar a situação existente antes e após a intervenção urbanística realizada

em 2011, relativamente aos níveis de partículas emitidas pelo tráfego rodoviário; • Estudo de um modelo de dispersão de poluentes;

• Calibração do modelo utilizado, fazendo a medição “in situ`` do poluente em estudo através de instrumentos especializados para o efeito.

• Desenvolvimento de mapas horizontais relativos às concentrações de partículas PM10, com recurso a um modelo computacional de simulação de dispersão de poluentes atmosféricos;

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1.2. Estrutura da dissertação

A presente dissertação está dividida nos seguintes capítulos:

• Capítulo 1, no qual é apresentado uma pequena introdução ao tema em estudo, bem como o objetivo geral e os objetivos específicos pretendidos com este trabalho;

• Capítulo 2, onde se descreve os vários temas relacionados com a poluição atmosférica, como os efeitos dos poluentes na saúde, no ambiente e no clima, assim como os valores limite impostos pela legislação europeia e portuguesa para os vários poluentes atmosféricos;

• Capítulo 3, no qual se faz a descrição da zona do Toural e da sua envolvente, assim como das alterações provocadas pela requalificação urbanística;

• Capítulo 4, o qual se refere à componente prática desta dissertação, onde se descreve a metodologia utilizada para a elaboração dos mapas de concentração de partículas PM10

e onde se faz também a análise e discussão dos resultados obtidos;

• Capítulo 5, apresenta as conclusões gerais e finais desta dissertação;

• Capítulo 6, onde se escrevem algumas linhas de desenvolvimentos futuros a realizar na cidade de Guimarães.

2. POLUIÇÃO ATMOSFÉRICA URBA#A

Existem diversas fontes emissoras de poluentes atmosféricos, estas podem ser classificadas como antropogénicas ou naturais. As fontes antropogénicas são aquelas que resultam direta ou indiretamente de qualquer atividade humana, como o tráfego rodoviário ou a atividade industrial, enquanto as fontes naturais dizem respeito a fenómenos de origem natural, como emissões provenientes de erupções vulcânicas. Em meio urbano o tráfego automóvel, juntamente com a atividade industrial, quando existente, é a principal fonte poluidora antropogénica.

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As principais substâncias libertadas pela exaustão de gases de veículos automóveis são o CO2

e o H2O, no entanto quando a combustão dos combustíveis fósseis é incompleta, são

produzidas substâncias prejudiciais como os óxidos de azoto (NOx), monóxido de carbono (CO),compostos orgânicos voláteis (COV) e partículas PM. Muitos destes compostos reagem ainda com o ar ou entre eles formando os poluentes secundários. Depois de emitidos os poluentes são transportados e dispersados até atingirem os vários recetores, podendo originar uma série de impactos ambientais.

Na Figura 1 é possível verificar a contribuição dos cinco setores-alvo para as emissões totais na União Europeia.

Como se pode observar, o setor dos transportes rodoviários é o que mais contribui para a emissão de óxidos de azoto, compostos voláteis e monóxido de carbono.

Segundo dados da Agencia Europeia do Ambiente (AEA) as pessoas que residem próximo de estradas movimentadas, na Europa, continuam a estar particularmente expostas a níveis excessivos de poluição atmosférica. Em 2010, 44% das estações rodoviárias de controlo da qualidade do ar registaram níveis de dióxido de azoto (NO2) nocivos, superiores aos limites

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legais, e os níveis de partículas (PM10) ultrapassaram os limites em 33% dessas estações

(AEA, 2012).

2.1. Poluentes urbanos- Efeitos na saúde, ambiente e clima

A Tabela 1 diz respeito aos vários efeitos dos poluentes urbanos na saúde, no ambiente e no clima.

Tabela 1- Efeitos dos poluentes urbanos (adaptado de EEA, 2011)

Poluente Efeitos na saúde Efeitos no ambiente Efeitos no clima

Óxidos de Azoto (#Ox)

Pode afetar o fígado, o pulmão, o baço e o sangue. Pode agravar doenças pulmonares e ao aumento da suscetibilidade a infeções respiratórias. Contribui para a acidificação e eutrofização do solo e da água, levando a alterações na diversidade das espécies. Percursor de ozono e de partículas. Pode formar ácido nítrico e danificar edifícios. Contribui para a formação de ozono e partículas, com efeitos climáticos associados. Monóxido de carbono (CO)

Pode provocar doenças cardíacas e danos no sistema nervoso, dor de cabeça, tontura e fadiga.

Pode afetar os animais, embora as concentrações capazes de fazer com que estes efeitos ocorram sejam improváveis de acontecer no ambiente, exceto em situações extremas, como incêndios. Contribui para a formação de gases com efeito de estufa, como o CO2 e o ozono. Partículas Podem causar ou agravar doenças cardiovasculares e pulmonares (por exemplo, reduzida função pulmonar, ataques de asma, bronquite crônica, ataques de coração e arritmias. Pode afetar o sistema nervoso central, o sistema reprodutor e morte prematura.

Pode afetar os animais da mesma maneira como nos seres humanos. Afeta o crescimento das plantas e os

ecossistemas. Pode causar estragos e sujidade nos edifícios, incluindo monumentos e objetos de herança cultural. Reduzida visibilidade. O efeito no clima varia consoante o tamanho e a composição das partículas: algumas são refletoras e outras absorvem a radiação solar provocando o aquecimento. Pode levar a mudanças no padrão de precipitação.

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Poluente Efeitos na saúde Efeitos no ambiente Efeitos no clima

Dióxido de carbono

(CO2)

As concentrações capazes de provocar efeitos na saúde são improváveis de acontecer e teriam de ser muito elevadas.

É corrosivo devido à formação de ácido carbónico na presença de água. Contribui para o efeito de estufa e para o consequente aquecimento do planeta. Ozono (O3)

Irrita os olhos, o nariz, a garganta e os pulmões. Pode destruir a garganta e os tecidos do pulmão, levando a

diminuição da função pulmonar; sintomas respiratórios, tais como tosse e falta de ar, asma agravada e outras doenças pulmonares. Pode levar à mortalidade prematura. Danifica a vegetação, reduzindo a fotossíntese, prejudicando a reprodução e o crescimento das plantas e diminuindo o rendimento das culturas. O ozono pode danificar a estrutura dos ecossistemas, reduzir a biodiversidade e diminuir a absorção de CO2 pelas plantas. O ozono é um gás com efeito de estufa, provocando o aquecimento do planeta. Benzeno (C6 H6 ) Um carcinogéneo humano, que pode causar leucemia e defeitos de nascimento. Pode afetar o sistema nervoso central e a normal produção de sangue, e pode prejudicar o sistema imunitário.

Tem um efeito tóxico agudo na vida aquática. Leva a problemas reprodutivos e mudanças na aparência ou no comportamento. Pode danificar folhas de culturas agrícolas e provocar a morte das plantas.

O benzeno é um gás com efeito de estufa contribuindo para o aquecimento da atmosfera. Contribui também para a formação de ozono e aerossóis orgânicos secundários, os quais podem atuar como forçadores

climáticos.

2.1.1. Fichas síntese dos poluentes atmosféricos

2.1.1.1. Óxidos de azoto (#O

x

)

Descrição

Os principais compostos de azoto são o monóxido e o dióxido de azoto. Estes compostos formam-se através da combinação dos átomos de azoto, originários de processos de

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combustão, com o oxigénio presente na atmosfera, em condições de altas temperaturas e de pressão. À saída do tubo de escape, o principal óxido de azoto presente é o NO, gás incolor e inodoro. No entanto, na atmosfera este é rapidamente oxidado transformando-se em NO2, gás

acastanhado e fortemente corrosivo, de acordo com a equação 1.

2ܱܰ + ܱଶ → 2ܱܰଶ

As principais fontes emissoras antropogénicas de NOx são os motores de veículos automóveis

(55%), equipamentos elétricos (22%) em paralelo com fontes industriais/comerciais/residenciais (Silva, L.T., 2008).

Efeitos na saúde humana

Os óxidos de azoto, devido aos vários compostos e derivados provocam uma grande variedade de problemas a nível da saúde e do ambiente.

Os impactes na saúde, após exposição prolongada, são nomeadamente lesões nos brônquios e alvéolos pulmonares, bronquite, enfisemas e diminuição da resistência às infeções respiratórias.

Efeitos no ambiente

Relativamente ao impacto no ambiente os NOx, juntamente com o dióxido de enxofre ao

reagirem com outras substâncias contribuem para a formação das chuvas ácidas danificando edifícios, monumentos e podendo alterar o pH das águas superficiais e dos solos.

Um dos compostos do grupo NOx, o óxido nitroso, é classificado de “gás de estufa”. Em conjunto com outros gases estufa vai contribuir para o aumento da temperatura à escala global. Esta alteração traz um vasto conjunto de impactes negativos nomeadamente, o aumento do nível das águas do mar e alteração dos ecossistemas da Terra. Partículas de nitrato e de dióxido de azoto podem diminuir a penetração dos raios solares, reduzindo a visibilidade em zonas urbanas (Silva, L.T.,2008).

(24)

#ormas europeias da qualidade do ar para #Ox

As normas europeias de qualidade do ar para os NOx, conforme definido pela diretiva relativa à qualidade do ar de 2008, encontram-se na Tabela 2. Os valores limite são especificados para exposição a curto (uma hora) e a longo prazo (anual) e os países foram obrigados a atingi-los até dia 1 de Janeiro de 2010. O valor correspondente a uma hora, pode ser excedido até 18 vezes por ano. A mesma diretiva define também um valor limiar de alerta de 400 µg/m3. Quando excedido em mais de três horas consecutivas, nos locais representativos da qualidade do ar, por pelo menos 100 Km2 as autoridades têm de implementar planos de ação a curto prazo (EEA,2011).

2.1.1.2. Monóxido de carbono (CO)

Descrição

O monóxido de carbono é um gás inodoro, incolor mas altamente tóxico, que resulta da combustão incompleta de combustíveis fósseis. Em meio urbano, a principal fonte de CO é o sector dos transportes. Pode ser também formado pela oxidação de poluentes orgânicos, como o metano.

Na saúde, este composto possui uma afinidade com a hemoglobina do sangue superior à do O2, formando um complexo mais estável a carboxihemoglobina, em vez de oxihemoglobina.

Desta forma, o transporte de O2 dos pulmões aos tecidos é reduzido, causando, em situações

de exposição prolongada, asfixia e a morte das células.

Tabela 2- Valores limite da qualidade do ar e valores-alvo para os óxidos de azoto (EEA,2011)

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Efeitos no ambiente

O CO, juntamente com outros compostos, contribui para a formação do smog (ozono troposférico). Este composto possui grande estabilidade e um tempo de residência médio de cerca de 1 a 2 meses. Em cidades, 85% a 95% do CO é emitido pela exaustão de veículos automóveis (Silva, L.T.,2008).

As concentrações de monóxido de carbono, benzeno e metais pesados (arsénio, cádmio, níquel e chumbo) na UE têm, em geral, baixado, apresentando um caráter esporádico e localizado (EEA,2012).

#ormas europeias da qualidade do ar para o monóxido de carbono

A Tabela 3 define o valor limite europeu da qualidade do ar e da diretriz da OMS (Organização Mundial de saúde) para o CO. O valor limite europeu para a proteção da saúde é o máximo permitido na média das 8-horas, a serem compridas ate 2005 (EEA,2011).

2.1.1.3. Partículas PM

10

e PM

2.5

Descrição

Partículas ou PM é uma mistura complexa de partículas presentes no ar muito pequenas, como cinzas, poeiras, fumo e gotículas líquidas. Estas partículas podem permanecer no ar durante longos períodos de tempo, enquanto outras, devido ao seu peso caiem rapidamente, por ação gravítica.

(26)

O tamanho das partículas está diretamente relacionado com o seu potencial para causar problemas de saúde. A EPA está preocupada com partículas de diâmetro igual a 10 micrômetros ou menores, pois são estas partículas que geralmente passam pela garganta e o nariz, passando para os pulmões. Uma vez inalado, estas partículas podem afetar o coração e os pulmões e causar efeitos graves de saúde (EPA,2013).

As partículas podem ser divididas em duas categorias:

• Partículas respiráveis: partículas com diâmetro aerodinâmico equivalente superior a 2,5 µm e inferior a 10 µm, PM10. Estes tipos de partículas encontram-se perto de

estradas e industrias.

• Partículas inaláveis: partículas com diâmetro aerodinâmico equivalente inferior a 2,5 µm, PM2.5. Este tipo de partículas constituem a fumaça e neblina, e são emitidas a

partir de fogos florestais ou aquando da combustão de combustíveis.

Efeitos no ambiente

No ambiente, as partículas podem ser transportadas pelo vento através de longas distâncias, estabelecendo-se depois em terra ou na água. Ao assentarem estas partículas podem transformar o pH da água e dos solos, danificando os ecossistemas.

As partículas em suspensão são o tipo de poluição atmosférica que mais riscos apresentam para a saúde na UE, causando uma mortalidade prematura. O relatório estima que, em 2010, 21% da população urbana foi exposta a níveis de concentração de PS10 superiores aos valores-limite diários mais restritivos da UE, estabelecidos para proteger a saúde das pessoas. Até 30% da população urbana foi exposta a níveis de concentração de PS2,5 superiores aos valores-limite anuais da UE, que são menos rigorosos (EEA, 2012).

(27)

O limite e os valores-alvo da UE para partículas PM10 e PM2.5 para a proteção da saúde estão

apresentados na Tabela 4. O prazo a respeitar, pelos Estados-Membros, para atingir os valores limite de PM10 foi a 1 de Janeiro de 2005. O prazo para atingir o valor-alvo de PM2.5 (25

mg/m3) foi a 1 de janeiro 2010, enquanto os prazos para atingir o limite de valores de PM2.5

(20 mg/m3) são para 2015 ou 2020 (EEA,2011).

2.1.1.4. Dióxido de carbono

Descrição

O dióxido de carbono encontra-se presente naturalmente na atmosfera, como parte do ciclo de carbono na Terra (a circulação natural de carbono entre a atmosfera, oceanos, solo, plantas e animais). É um gás incolor, inodoro e não inflamável e é um gás com efeito de estufa.

Efeitos no ambiente

As atividades humanas estão a alterar o ciclo de carbono- tanto pela adição de mais CO2 para

a atmosfera como influenciando a capacidade de fontes naturais, como florestas, para remover o CO2 da atmosfera (NRC,2010). Devido á exagerada queima de combustíveis fósseis, que se

vem a sentir desde a Revolução Industrial, a quantidade deste gás na atmosfera aumentou muito, provocando graves alterações climáticas no planeta. Juntamente com outros gases, o CO2 é o principal gás responsável pelo aquecimento global.

Tabela 4-Valores limite da qualidade do ar e valores-alvo para as PM10 e PM2.5 (EEA,2011)

(28)

2.1.1.5. Ozono

Descrição

O ozono é um poluente secundário, formado a partir de reações fotoquímicas. Os óxidos de azoto e os compostos orgânicos voláteis são os principais percursores deste poluente na presença de luz solar. Existem dois tipos de ozono, o troposférico e o estratosférico. O primeiro localizado junto á superfície do solo forma-se em resultado de atividade fotoquímica, sendo considerado um poluente (smog fotoquímico). O segundo encontra-se a uma altitude entre 15 a 50 Km da superfície da Terra, e é fundamental à existência de vida no planeta, pois estabelece um filtro aos raios ultravioletas provenientes do sol.

A exposição ao ozono é muito elevada nas cidades da UE. Em 2010, 97% dos habitantes destas foram expostos a concentrações de O3 superiores ao nível de referência da OMS

(EEA,2012).

#ormas Europeias da qualidade do ar para o ozono

Os objetivos Europeus da qualidade do ar para o ozono são apresentados na Tabela 5. A diretiva de 2008 referente à qualidade do ar estabelece valores para a proteção da saúde humana e para a proteção da vegetação. Para a proteção da saúde o máximo médio diário de 8 horas especificado é de 120 µg/m3. O valor da meta, a ser aplicada pelos Estados-Membros, de 1 de janeiro de 2010, é a de que o limite não deve ser excedido numa estação de monitoramento em mais de 25 dias por ano, determinado como uma média de três anos a partir de 2010. O objetivo a longo prazo é que o nível limite não deve ser excedido de todo. Quando o limite de alerta for excedido, o país em questão é solicitado a elaborar um plano de ação a curto prazo de acordo com disposições específicas definidas na diretiva (EEA,2011).

(29)

2.2. Qualidade do ar- Valores limite estabelecidos em Portugal

A crescente preocupação com a gestão da qualidade do ar impulsionou a União Europeia a emitir várias diretivas, referidas anteriormente, sobre esta problemática, sendo estas mais tarde transpostas para o direito português através de decretos- lei.

A legislação vigente impõe valores limite para os principais poluentes urbanos. A Tabela 6 apresenta os valores limite, para a proteção da saúde humana, dos poluentes dióxido de azoto, monóxido de carbono, PM10 e ozono.

Tabela 6- Valores limite impostos pela legislação vigente

Poluentes Decreto-Lei Período de

referência

Valor limite

#O2 Decreto-lei

nº102/2010, de 23 de setembro

Horário 200 µg/m3, a não exceder mais de 18 vezes por ano civil

CO Decreto-lei

nº102/2010, de 23 de setembro

Máximo diário das médias de oito horas 10 mg/m3 PM10 Decreto-lei nº102/2010, de 23 de setembro Ano 40 µg/m3 O3 Decreto-Lei n.º 320/2003, de 20 de Dezembro

Valor máximo das médias octo horárias do dia (a)

120 µg/m3— a não exceder em mais de 25 dias por ano civil, calculados em média em relação a três anos. (b)

(30)

Patrícia Fernandes 14 Universidade do Minho a) O valor máximo das médias de concentração octo-horárias do dia será selecionado pela análise das médias por períodos consecutivos de oito horas, calculadas a partir de dados horários e atualizados de hora a hora. Cada média octo-horária assim calculada será atribuída ao dia em que termina, ou seja, o primeiro período de cálculo para um dia determinado será o período decorrido entre as 17 horas do dia anterior e a 1 hora desse dia; o último período de cálculo para um dia determinado será o período entre as 16 e as 24 horas desse dia.

(b) Caso os dados anuais utilizados para a determinação das médias relativas a três ou cinco anos não sejam completos e consecutivos, os requisitos mínimos para verificação dos cumprimentos dos valores alvo são os seguintes: Valor alvo para proteção da saúde humana — dados válidos por um ano;

2.3. Escala dos fenómenos de dispersão dos poluentes atmosféricos

As emissões atmosféricas geram problemas a diferentes escalas atmosféricas (Figura 2), desde uma escala global à escala local. No estudo destes fenómenos podem-se distinguir as seguintes escalas:

• Macroescala- Dispersão de extensão superior a 1000Km:

Diz respeito a fenómenos globais e a fenómenos de dispersão de escala regional e continental. Este tipo de escoamento tem uma duração na ordem dos dias ou até meses e influenciam fortemente as características climáticas e sazonais do planeta. Como exemplo deste tipo de escala são os tornados e os ciclones.

• Mesoscala- Dispersão de extensão entre 1 e 1000 Km:

Estes processos afetam principalmente fenómenos de dispersão locais e regionais, e possuem escoamentos na ordem das horas, podendo influenciar o tempo nas diversas regiões próximas.

• Microescala- Dispersão de extensão inferior a 1 Km:

A esta escala a modelação do fluxo de ar é muito trabalhosa uma vez que depende das características encontradas à superfície do terreno, como os edifícios e a sua orientação em relação à direção e velocidade do vento, e da diversidade de fontes de poluição. Um exemplo deste tipo de escala é o estudo da concentração de partículas junto às faixas de rodagem.

(31)

2.4. Modelos de dispersão de poluentes atmosféricos

Os modelos relativos ao transporte e dispersão dos poluentes atmosféricos podem ser diferenciados de várias formas:

À escala espacial (global, regional-a-continental, local-para-regional; local); À escala temporal (modelos episódicos, modelos a longo prazo);

Sobre equações de transporte (modelos Eulerianos e de Lagrange);

Sobre o tratamento de vários processos (químicos, deposição seca e húmida).

De acordo com Moussiopoulos et al, (1996) podem-se distinguir as seguintes categorias de modelos:

Microescala (Envolverde,2009)

Macroescala (MPSC, 2012) Mesoescala (Mundoeducação, 2008)

(32)

Modelos de pluma-ascensão

Na maioria dos casos, os poluentes são injetados no ar ambiente a uma temperatura mais elevada do que o ar envolvente. Grande parte dos poluentes industriais é emitida através de chaminés e possuem portanto um impulso vertical inicial. A flutuação térmica e a dinâmica vertical contribuem para aumentar a altura média da pluma acima da chaminé. Os modelos pluma-ascensão calculam o deslocamento vertical e o comportamento geral da pluma numa fase inicial de dispersão.

Modelos Gaussianos

O modelo de pluma gaussiana é o modelo de poluição de ar mais utilizado. Apoia-se no pressuposto de que a concentração da pluma, a cada distância downwind (a favor do vento), tem distribuições gaussianas independentes quer na horizontal como na vertical.

Modelos Eulerianos

O transporte de poluentes atmosféricos inertes pode ser simulado com a ajuda de modelos que resolvem numericamente a equação de difusão atmosférica, ou seja, a equação da conservação da massa do poluente (Abordagem Euleriana). Estes modelos são muitas vezes incorporados no prognóstico de modelos meteorológicos.

Modelos Lagrangianos

Como alternativa aos modelos de Euler, a abordagem Lagrangiana consiste em descrever a fluidez dos elementos que seguem o fluxo instantâneo. Estes incluem todos os modelos em que as plumas são divididas em segmentos ou partículas. Estes modelos usam um determinado número de partículas fictícias para simular a dinâmica de um parâmetro físico selecionado. As trajetórias das partículas, dependentes do tempo, são calculadas por equações diferenciais (equações de Langevin), que determinam a turbulência descrevendo propriedades (por exemplo, desvios padrão flutuações de velocidade do vento).

(33)

Modelos químicos

Vários modelos de poluição do ar possuem módulos para o cálculo de transformações químicas. A complexidade destes módulos varia entre as que incluem uma simples, reação de primeira ordem (por exemplo, a transformação de dióxido de enxofre em sulfatos) para aqueles que descrevem reações fotoquímicas complexas (por exemplo, as reações que envolvem a formação do ozono). Tem sido propostos vários esquemas para simular a dinâmica da interação de espécies químicas. Estes esquemas têm sido implementados em modelos fotoquímicos lagrangianos e Eulerianos.

Modelos de recetores

Em contraste com os modelos de dispersão, que calculam a contribuição de uma fonte para um recetor a partir do produto da taxa de emissão multiplicada por um coeficiente de dispersão, os modelos de recetores começam por observar as concentrações num dado recetor e procuram repartir o observado num ponto de amostragem entre os vários tipos de fontes. Isto é feito com base na composição química conhecida dos materiais de fonte e de recetor. Estes modelos baseiam-se em equações de balanço de massa e são intrinsecamente estatísticas no sentido que não incluem relações deterministas entre as emissões e as concentrações. No entanto, as metodologias desenvolvidas na modelação dispersão-recetor são muito promissoras.

Modelos estocásticos

Os modelos estocásticos são baseados em técnicas estatísticas e semiempíricas de forma a analisar as tendências, frequências e inter-relações da qualidade do ar com medições atmosféricas, e prever a dispersão da poluição. São várias as técnicas utilizadas para atingir este objetivo, no entanto os modelos estocásticos estão intrinsecamente limitados pois não estabelecem relações causa-efeito. No entanto, os modelos estatísticos são muito úteis em situações em tempo real e na previsão a curto prazo.

(34)

2.5. Qualidade do ar na Europa- Políticas de controlo e legislação da

poluição

Apesar do esforço que se tem feito por toda a Europa para reduzir as emissões antropogénicas dos principais poluentes, a saúde humana e o ambiente são ainda muito afetados pela má qualidade do ar. Como tal, nas últimas décadas têm sido postas em prática várias leis e medidas a nível local, regional, nacional e europeu, bem como convenções internacionais para fazer face a este problema.

2.5.1. Estratégia temática sobre a poluição atmosférica

A estratégia temática, exposta em 2005, define objetivos específicos a longo prazo para melhorias em 2020 relativamente ao ano de 2000, mais especificamente (EEA,2011):

• Redução de 47% na perda da esperança de vida, como resultado da exposição a partículas em suspensão;

• Redução de 10% na mortalidade devido à exposição ao ozono;

• Redução de 74% na deposição de ácido em excesso nas áreas de floresta e uma redução de 39% na superfície de água doce;

• Redução de 43% de áreas ou ecossistemas expostos à eutrofização.

Para atingir estes objetivos, foi estimado que as emissões de SO2 precisam ser reduzidas em

82%, as emissões de NOX em 60%, compostos orgânicos voláteis (VOC) em 51%, amônia em 27% e PM2.5 (partículas finas emitidas diretamente para a atmosfera) em 59% no período 2000-2020 (EEA, 2011).

2.5.2. Legislação na Europa

Nas últimas décadas, a UE introduziu e implementou várias diretivas para melhorar a qualidade do ar. Estas diretivas regulam as concentrações no ar ambiente dos principais poluentes e destinam-se a evitar, prevenir e reduzir os efeitos da poluição na saúde e no ambiente. De seguida apresenta-se a Tabela 7 relativa à legislação Europeia em vigor.

(35)

(a) Diretivas e convenções que limitam as emissões de precursores de partículas, como o SO2, NOx, NH3 e os COV, indiretamente visam reduzir as concentrações no ar de matéria particulada

(b) Diretivas e convenções que limitam as emissões de precursores de ozono, como NOx, COV e CO, indiretamente visam reduzir as concentrações de ozono na troposfera.

2.5.3. Regulação das emissões do setor do tráfego rodoviário

Classificação dos veículos de acordo com as suas tecnologias de controlo de emissões

As emissões provenientes dos veículos rodoviários são controladas pela legislação Europeia desde 1970, através dos chamados ECE R15/01-15/04 (regulamentos para carros movidos a gasolina). A partir de aproximadamente 1990 o mesmo foi continuado a partir das designadas normas Euro 1-4 (regulamentos para veículos ligeiros a gasolina e a diesel) e os semelhantes Euro I-IV (regulamentos para veículos pesados a diesel) durante o período de 1992 a 2005.

Mais recentemente, com o objetivo de limitar tanto quanto possível o impacto ambiental negativo dos veículos rodoviários na saúde e no ambiente foi aprovado o regulamento Tabela 7-Legislação Europeia relativa à regulação das emissões e concentrações de poluentes

(36)

n.º 715/2007, de 20 de Junho de 2007, relativo à homologação dos veículos a motor no que respeita às emissões dos veículos ligeiros de passageiros e comerciais (Euro 5 e Euro 6). Este regulamento abrange uma vasta gama de emissões poluentes: monóxido de carbono, hidrocarbonetos, óxidos de azoto e partículas. A norma Euro 5 entrou em vigor em Setembro de 2009 e a norma Euro 6 entrará em vigor a partir de Janeiro de 2014 (UE, 2013).

Limites de emissão da norma Euro 5

Veículos a gasóleo:

• Monóxido de carbono: 500 mg/km;

• Partículas: 5 mg/km (uma diminuição de 80 % em relação à norma Euro 4);

• Óxidos de azoto (NOx): 180 mg/km (uma redução de mais de 20 % em relação à norma Euro 4);

• Emissões combinadas de hidrocarbonetos e de óxidos de azoto: 230 mg/km.

Veículos a gasolina ou que funcionem com gás natural ou GPL:

• Monóxido de carbono: 1000 mg/km;

• Hidrocarbonetos não-metánicos: 68 mg/km; • Hidrocarbonetos totais: 100 mg/km;

• Óxidos de azoto (NOx): 60 mg/km (uma redução de 25 % em relação à norma Euro 4);

• Partículas: 5 mg/km (limite que não existia na norma Euro 4).

Limites de emissão da norma Euro 6

Veículos a gasóleo:

A partir da entrada em vigor da norma Euro 6, é obrigatória uma redução significativa das emissões de óxidos de azoto em relação a todos os veículos com motor a gasóleo.

As emissões de NOx a partir deste tipo de veículos ficarão limitadas a 80 mg/km (uma

(37)

hidrocarbonetos e de óxidos de azoto serão igualmente reduzidas, até serem sujeitas, por exemplo, a um limite máximo de 170 mg/km (UE, 2013).

A Tabela 8 apresenta os valores relativos a essas mesmas normas europeias.

Tabela 8- Normas europeias para as emissões de veículos ligeiros (Adaptado de DieselNet, 2012)

Norma Ano/mês CO HC HC+NOx NOx PM

Gasóleo (g/Km) Euro1 1992/07 2,72 - 0,97 - 0,14 Euro 2 1996/01 1,0 - 0,70 - 0,08 Euro 3 2000/01 0,64 - 0,56 0,5 0,05 Euro 4 2005/01 0,50 - 0,30 0,25 0,025 Euro 5 2009/09 0,50 - 0,23 0,18 0,005 Euro 6 2014/09 0,50 - 0,17 0,08 0,005 Gasolina (g/Km) Euro 1 1992/07 2,72 - 0,97 - - Euro 2 1996/01 2,2 - 0,50 - - Euro 3 2000/01 2,3 0,20 - 0,15 - Euro 4 2005/01 1,0 0,10 - 0,08 - Euro 5 2009/09 1,0 0,10 - 0,06 0,005 Euro 6 2014/09 1,0 0,10 - 0,06 0,005

2.5.4. Inventário das emissões de poluentes atmosféricos – Modelo

CORI#AIR

O modelo CORINAIR, o mais utilizado a nível europeu, é um projeto realizado desde 1985 pelo Centro Temático Europeu sob contrato da Agência Europeia do Ambiente. O objetivo é recolher, manter, administrar e publicar informações sobre as emissões lançadas para a atmosfera, por meio de um inventário europeu de emissões de ar e conceber uma base de dados.

(38)

Esta base de dados designa-se por EMEP- programa de acompanhamento e avaliação do transporte a longa distancia dos poluentes atmosféricos na Europa, refere-se a emissões de todas as fontes relevantes para os problemas ambientais, qualidade do ar e dispersão de substâncias perigosas. O EMEP visa fornecer, no âmbito da convenção LRTA (Long Range Transboundary Air Pollution), informações científicas de apoio ao desenvolvimento e posterior avaliação dos protocolos internacionais sobre a redução de emissões poluentes. A estimativa das emissões é feita a partir dessas bases de dados que contêm dados de suporte, como: a localização das fontes, fatores de emissão (FE), taxas de capacidade, da produção ou de atividade nos vários setores da fonte; circunstâncias de operação, etc (Silva, L.T., 2008).

Os FE’s dependem da categoria e do tipo de veículo, da idade, do tipo de combustível usado. Com base nestes parâmetros são determinados os FE mais apropriados para cada um dos gases em estudo e para cada uma das categorias dos veículos consideradas, Figura 3.

Categorias dos veículos

Veículos de passageiros: M1

Veículos ligeiros de mercadorias: N1 Veículos pesados: N2 e N3

Autocarros: M2 e M3

Veículos de duas rodas: L1,L2,L3,L4 e L5

Figura 3- Metodologia de cálculo (Silva, L.T., 2008)

(39)

Tabela 9- Classificação dos veículos de acordo com a UN-ECE

Grupos de poluentes

De acordo com a informação disponível e da abordagem adotada pela metodologia, os poluentes mencionados anteriormente podem ser distinguidos da seguinte forma (EMEP/EEA, 2012):

Categoria Descrição

L Veículos motorizados com menos de 4 rodas

L1 Veículos de 2 rodas com cilindrada inferior a 50 cm3 e com velocidade de projeto inferior a 40 Km/h

L2 Veículos de 2 rodas com cilindrada inferior a 50 cm3 e com velocidade de projeto inferior a 40 Km/h

L3 Veículos de 2 rodas com cilindrada superior a 50 cm3 ou com velocidade de projeto superior a 40 Km/h

L4

Veículos com 3 rodas dispostas assimetricamente em relaçao ao eixo longitudinal, com motor de cilindrado superior a 50 cm3 ou com uma

velocidade superior a 40 Km/h L5

Veículos com 3 rodas dispostas simetricamente em relação ao eixo longitudinal, com um peso máximo não superior a 1000 Kg, com motor

de cilindrada superior a 50 cm3 e com uma velocidade superior a 40 Km/h

M Veículos com 3 ou 4 rodas, quando estes têm um peso máximo de 1000 Kg, utilizados para o transporte de passageiros

M1 Veículos utilizados para o transporte de passageiros com um máximo de 8 lugares sentados além do condutor.

M2

Veículos utilizados para o transporte de passageiros com mais de 8 lugares sentados além do condutor, e com um peso máximo não

superior a 5 toneladas. M3

Veículos utilizados para o transporte de passageiros com mais de 8 lugares sentados além do condutor, e com um peso máximo superior a

5 toneladas. N

Veículos a motor com pelo menos 4 rodas ou 3 rodas em que o peso máximo é superior a 1 tonelada, e que é utilizado para o transporte de

mercadorias

N1 Veículos utilizados para o transporte de mercadorias e com um peso máximo não superior a 3.5 toneladas.

N2 Veículos utilizados para o transporte de mercadorias e com um peso máximo superior a 3.5 toneladas mas não superior a 12. N3 Veículos utilizados para o transporte de mercadorias e com um peso

(40)

Grupo 1: Poluentes para os quais existe uma metodologia detalhada, com base em emissões específicas abrangendo os diferentes fatores e situações de tráfego e as condições do motor. Os poluentes representantes deste grupo encontram-se na Tabela 10.

Grupo 2: As emissões do poluentes do grupo 2 são estimadas com base no consumo de combustível, e os resultados são da mesma qualidade que os dos poluentes no grupo 1. Estes poluentes deste grupo encontram-se na Tabela 11.

Tabela 10- Poluentes do grupo 1 (EMEP/EEA, 2012).

(41)

Grupo 3: Poluentes para os quais é aplicada uma metodologia simplificada, devido essencialmente à inexistência de dados detalhados. Estes poluentes encontram-se na Tabela 12.

Grupo 4: Poluentes que são derivados como sendo uma fração do total de emissões de COVNM (Compostos Orgânicos Voláteis Não Metano). Estes poluentes são apresentados na Tabela 13.

Metodologia do modelo CORI#AIR

A abordagem que se segue foi intitulada de “metodologia detalhada” na versão anterior do “Livro Guia”, e é implementado no COPERT IV, (EMEP/EEA,2012).

Na metodologia do modelo CORINAIR, as emissões de escape do transporte rodoviário são calculados através da soma das emissões de calor (funcionamento normal do motor) e as emissões a frio (operações de aquecimento do motor), de acordo com a equação 2. As concentrações de alguns poluentes são muitas vezes superiores na fase de aquecimento do que durante as operações a quente, sendo necessário uma abordagem diferente para estimar as emissões adicionais neste período.

Tabela 12- Poluentes do grupo 3 (EMEP/EEA, 2012)

(42)

ࡱࢀ࢕࢚ࢇ࢒ = ࡱࡴ࢕࢚+ ࡱ࡯࢕࢒ࢊ

Sendo,

ETotal= Emissões totais dos poluentes;

EHot= Emissões a quente durante o funcionamento estável do motor;

ECold= Emissões a frio durante as operações de aquecimento.

As emissões dos veículos dependem das condições de operação do motor. Diferentes formas de condução implicam diferentes condições de funcionamento do motor pelo que resultam em diferentes valores de emissão de poluentes. Logo é importante distinguir entre condução urbana, rural e em autoestrada. As emissões totais podem se calculadas segundo a equação 3.

ࡱࢀ࢕࢚ࢇ࢒ = ࡱࢁ࢘࢈ࢇ࢔+ ࡱࡾ࢛࢘ࢇ࢒+ ࡱࡴ࢏ࢍࢎ࢝ࢇ࢟

As emissões totais são determinadas através da combinação de dados de cada categoria de veículos com fatores de emissão adequados. Os fatores de emissão variam de acordo com os dados de entrada (situações de condução, condições climáticas). Além disso, são necessárias informações sobre o consumo de combustível e especificação do combustível.

• Emissões a quente

As emissões a quente dependem de vários fatores, incluindo a distância a percorrer pelo veículo, a velocidade, a idade, a dimensão e o peso do motor.

A equação 4 permite determinar as emissões de poluentes a quente:

ࡱࡴ࢕࢚;࢏,࢑,࢘ = ࡺ࢑× ࡹ࢑,࢘× ࢋࡴ࢕࢚;࢏,࢑,࢘

Sendo,

ܧு௢௧;௜,௞,௥: emissões a quente do poluente i [g], produzido no período em causa por veículos da

classe k, dirigidos em estradas do tipo r,

(2)

(3)

(43)

Nk: número de veículos [veíc] da classe k em circulação no período em causa,

Mk,k: quilómetros por veículo [km / veíc.] conduzido em vias do tipo r por veículos da classe

k,

EHot,i,k,r: fator de emissão em [g / km] do poluente i, relevante para o veículo da classe k, em

estradas do tipo r.

A velocidade do veículo, que é introduzida no cálculo através de três modos de condução, tem grande influência sobre as emissões produzida. Assim, o modelo apresenta duas alternativas de cálculo: selecionar uma velocidade média única que represente cada um dos tipos de estrada urbana, rural e auto-estrada e aplicar os valores do fator de emissão respetivos; definir as curvas de distribuição de velocidade média fj, k (V) e integrar nas curvas de emissão, isto é, segundo a equação 5:

ࡱࡴ࢕࢚;࢏,࢑,࢘= න(ࢋ(ࢂ) × ࢌ࢑,࢘(ࢂ)ࢊࢂ

Sendo,

V: Velocidade dos veículos das classes rural, urbana, auto-estrada, e (V) :Expressão da velocidade dependente de ܧ_{ு௢௧;௜,௞,௥},

fk,r (V): Equação da distribuição de frequência das velocidades médias que corresponde aos

padrões de condução de veículos das classes de estrada rural, urbano e auto-estrada, ݂௞,௥(ܸ): Função que depende do veículo de classe k e da estrada tipo r.

Como é claro, a primeira alternativa é muito mais simples, pelo que muitos países optam por usa-la. No entanto, a segunda alternativa é mais eficaz do que a primeira.

• Emissões a frio

Os arranques a frio resultam em emissões adicionais. Este tipo de emissões acontece em todos os modos de condução já mencionados, contudo acontecem com maior incidência na condução urbana e rural.

(44)

As emissões a frio são calculadas como sendo uma emissão extra sobre aquelas que seriam esperadas se todos os veículos só trabalhassem com o motor a quente, através da equação 6.

ࡱ࡯࢕࢒ࢊ;࢏,࢑ = ࢼ࢏,࢑× ࡺ࢑× ࡹ࢑× ࢋࡴ࢕࢚,࢏,࢑× (ࢋ࡯࢕࢒ࢊ/ࢋࡴ࢕࢚ \࢏,࢑-1)

Sendo,

ܧ஼௢௟ௗ;௜,௞: Emissões do poluente i (para o ano de referência), produzido pelo veículo da classe

k,

ߚ௜,௞: Fração dos quilómetros percorridos com o motor a frio para o poluente i e para o veículo

da classe k,

Nk: Número de veículos da classe k em circulação,

Mk : Quilómetros totais efetuados por veículo [km / veic.] da classe k, ௘಴೚೗೏

௘ಹ೚೟ \௜,௞: Quociente entre a emissão a frio e a emissão a quente para o poluente i e veículos da

classe k.

(45)

3. TOURAL E SUA E#VOLVE#TE, CIDADE DE GUIMARÃES

O maior interesse de uma cidade reside no seu espaço, sobretudo, se tivermos em mente que é nele que se realizam diariamente as diversas atividades socioeconómicas. De modo que, para falar da qualidade de vida de uma cidade é necessário começar por se analisar a qualidade dos seus espaços exteriores e elementos estruturais (Fontes, A.C, 2009).

A cidade de Guimarães encontra-se situada a norte de Portugal, e pode ser considerada como uma cidade de média dimensão. Nos últimos anos, Guimarães tem sofrido algumas transformações consideráveis, tanto a nível físico como na sua estrutura funcional, em resultado, não só mas também, da dinamização provocada pelo pólo universitário. Situado no centro histórico, o Toural é considerado um dos espaços públicos mais simbólicos da cidade. Em tempos um largo onde se realizavam as feiras de gado bovino e outros bens é hoje uma praça símbolo de vivência em comunidade, que mantém desde sempre uma grande ligação com a população vimaranense.

Recentemente foi feito um estudo, pela Câmara Municipal de Guimarães, que evidenciou várias debilidades na zona do centro histórico, que contrariam os princípios inerentes à qualidade ambiental do território urbano. Sendo estes:

Acesso e mobilidade reduzido; Perda de dinamismo residencial; Comércio tradicional envelhecido;

Desconforto causado pela presença intensa do automóvel; Desconforto na vivência e usufruto do espaço público.

Perante esta realidade, foi desenvolvido um projeto de requalificação urbanística, com o intuito de contrariar estes problemas, visando devolver à população o significado do centro da cidade. Este projeto focou-se principalmente em reduzir a presença do automóvel dentro do centro urbano, tendo sidas implementadas as seguintes medidas:

(46)

• Reduzir a largura das vias;

• Segregar os autocarros dos restantes veículos; • Reduzir o tráfego de atravessamento

Este projeto foi depois materializado em obra em 2011, e envolveu naturalmente a Praça do Toural, a Alameda de São Dâmaso e a rua Santo António.

De seguida é possível observar as alterações que foram efetuadas na praça do Toural (Figura 4).

Antes da requalificação urbanística (Memórias de Araduca, 2010)

Após a requalificação urbanística (Opovo,2012) Figura 4- Largo do Toural

(47)

Como se pode observar nas imagens apresentadas anteriormente, no lado norte (à esquerda) foi retirada uma das vias e o estacionamento, enquanto no lado sul (à direita) manteve-se as duas vias mas com o estacionamento limitado a táxis. A praça em si foi também alterada, tendo sido retirado os jardins, mantendo apenas algumas árvores e bancos.

De seguida, nas Figuras 5 e 6, pode-se observar as principais alterações na Alameda de São Dâmaso.

Figura 6- Corredores Bus na Alameda de São Dâmaso, após a requalificação urbanística Figura 5- Alameda de São Dâmaso, antes da requalificação urbanística (CMG, 2008)

(48)

Na Alameda de São Dâmaso a principal diferença consistiu em segregar os autocarros dos automóveis, em ambos os sentidos de circulação, como se pode ver na Figura 6. Desta forma foi possível terminar com as esperas causadas pelas paragens dos autocarros, permitindo a fluidez do trânsito.

Esta intervenção incidiu também sobre a Rua de Santo António, mais precisamente na largura da via.

As Figuras 7 e 8 representam, em planta, a área do Toural e a sua envolvente antes e após a requalificação urbanística.

Figura 7- Área do Toural e sua envolvente antes da requalificação urbanística

Figura 8- Área do Toural e sua envolvente após a requalificação urbanística

(49)

4. CASO DE ESTUDO

Este capítulo refere-se à parte prática desta dissertação, que se centra no centro urbano de Guimarães. O presente caso prático pretende avaliar de que forma a requalificação urbanística, que se deu em 2011, afetou o nível de emissões de partículas provenientes dos veículos automóveis.

Partindo da situação anterior à intervenção, recolhendo dados relativos às vias e ao tráfego existente na altura, é possível fazer uma comparação com a situação existente atualmente. Esta comparação é feita através do desenvolvimento de mapas de concentração de partículas relativos ao antes e ao depois. Para a obtenção destes mapas foi utilizado um modelo lagrangiano de dispersão de poluentes, o Austal, desenvolvido pela Datakustic. Para tal, foi necessário recolher alguns dados de base a introduzir no programa.

4.1. Desenvolvimento de base geográfica

4.1.1. Antes da intervenção

A Figura 9 apresenta a metodologia abordada na recolha de dados anteriores à intervenção urbanística.

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A campanha de contagem de tráfego, realizada em 2009, foi feita em pontos de contagem específicos, sendo possível observa-los geograficamente através da Figura 10.

Recolha de dados cartográficos

• Planta da cidade antes da intervenção • Largura das vias existentes

• Altura dos edifícios em redor da zona em estudo

Recolha de dados de tráfego na câmara

municipal de Guimarães

• Contagem de tráfego por classe de veículos: ligeiros de passageiros, pesados de mercadoria e autocarros

• Períodos de contagem: Sexta-feira dia 5 de Junho de 2009 das 17h às 19h e sábado dia 6 de junho de 2009 das 11h às 13h.

• Efetuou-se uma média dos valores obtidos em cada ponto, obtendo-se o número de veículos por hora e a percentagem de veículos pesados. Tratamento de dados

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A Tabela 14 diz respeito à campanha de contagem de tráfego realizada nos postos de contagem referidos anteriormente.

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Tabela 14- Contagem de tráfego -antes da requalificação

∗Tráfego deduzido.

Uma vez que, no programa utilizado, é necessário diferenciar as faixas de rodagem consoante o volume de tráfego que suportam, ou seja, numa mesma via pode existir pontos com volumes de trafego distintos, foi necessário chegar a um valor de veículos, para as estradas em que não havia sido feita contagem, postos de contagem sinalizados com asterisco (*) na Tabela 14.

Sexta-feira: 05/06/09 17h00-19h00

Sábado: 06/06/09 11h-13h00

Posto de contagem Veic./h % Pesados Veic./h % Pesados

1 165 0,0 230 0,0 2 1033 3,5 797 4,2 3* 1198 3,0 1027 3,3 4 181 0,3 178 4,5 5 976 3,7 841 4,0 6 306 7,7 401 6,9 7* 565 5,4 644 4,4 8* 717 4,1 598 5,5 9 115 10,0 67 15,8 10 658 2,7 559 4,2 11 78 4,5 67 10,5 12 642 3,0 580 4,1 13* 473 3,9 433 3,9 14 657 4,6 654 4,6 15 397 3,9 383 1,8 16 566 2,8 531 2,5 17* 1223 3,8 1184 3,7 18 328 3,2 277 8,3 19 464 4,4 535 4,2 20 698 3,4 580 4,0 21 227 1,8 250 0,6 22* 1006 0,9 994 1,7 23* 928 0,6 928 1,1 24* 1043 1,6 994 2,1 25* 737 2,5 594 1,8 26 47 0,0 35 15,7 27* 872 2,2 737 2,5 28* 707 2,7 507 3,7

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4.1.2. Após intervenção

A Figura 11 apresenta a metodologia abordada na recolha de dados relativos à situação após à intervenção urbanística.

De forma a ser possível fazer uma comparação mais credível, a contagem de tráfego para a situação atual foi feita tendo em conta os parâmetros utilizados na campanha anterior, ou seja, as contagens foram feitas nos mesmos dias da semana (sexta e sábado), dado que são os dias com mais carga de tráfego, em Guimarães e por isso mais relevantes.

Recolha de dados cartográficos

• Planta da cidade após a intervenção • Largura das vias, medidas “in situ” • Alturas dos edifícios em redor da zona

em estudo, medidas “in situ”

Identificação dos postos de contagem

• Localização dos postos de contagem necessários à correta observação e contagem de veículos

• Períodos de contagem: Sexta-feira das 17h às 19h e sábado das 11h às 13h • Divisão do trafego por classes de

veículos: ligeiros, pesados e autocarros Contagem de

tráfego

Tratamento de dados

• Efetuou-se uma média dos valores obtidos em cada ponto, obtendo-se o número de veículos por hora e a percentagem de veículos pesados.

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Os pontos que foram necessários à correta observação e contagem de tráfego encontram-se identificados na Figura 12.

Devido ao número de postos de amostragem foi necessário realizar as contagens de tráfego em duas sextas-feiras e dois sábados.

A Tabela 15 apresenta a contagem de tráfego realizada para a situação atual.

Figura 12- Localização dos postos de contagem, na situação após a requalificação urbanística