METODOLOGIA PARA OTIMIZAR O CÁLCULO DE PLANOS PARA
SEMÁFOROS CONSIDERANDO O ATRASO E A POLUIÇÃO
„
ATMOSFÉRICA
TESE SUBMETIDA A UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA
CATARINA PARA OBTENÇÃO DO GRAU DE DOUTOR EM
ENGENHARLA
LUZ DELICLA CASTILLO VILLALOBOS
FLORLANÓPOLIS
II
METODOL OGI A PARA OTIMIZA R O CÁLCULO DE PLANOS PARA SEMÁFOROS CONS IDER AN DO O ATRASO E A POLUIÇÃO
A TMO SFÉ RICA
LUZ DELICIA CASTILLO VILLAL OBOS
E S T A T E S E F O I J U L G A D A P A R A A O B T E N Ç Ã O D O T Í T U L O D E DOU TOR EM ENGENHARIA
E APRO VAD A EM SUA FO RM A ORI GI NAL PELO P R O G RA MA DE PÓ S- GR A DU A ÇÃ O
P r o f EUNICE PASS ÁGLIA, Dr.- O ri en ta d ora
Prof RICARDO MIRRA"
BANCA EXAMINA
Prof. EUNICE PA SSÁ GL IA , Dr. - O rie nta dora
NE SAMOHYL, PhD.
Prof. DORA ORTH, Dr.
Dedico esta tese á Nosso Senhor JESÚ S C R ISTO A meus filhos: Milagros Q. Castillo Jesús André Q. Castillo A minha mãe: Magdalena Villalobos Montenegro
AGRADECIMENTOS
A P r o f e s s o r a E u n i c e P a s s á g l i a p e l a c o n s t a n t e o r i e n t a ç ã o e s u g e s t õ e s . A o s m e m b r o s da b a n c a e x a m i n a d o r a , p e l a p a r t i c i p a ç ã o e s u g e s t õ e s e n c a m i n h a d a s . A m e u s f i l h o s M i l a g r o s e x \ n d r é p o r s e u c o n s t a n t e a p o i o e m o t i v a ç ã o . A U n i v e r s i d a d e F e d e r a l de S a n t a C a t a r i n a - U F S C . A o P r o g r a m a de P ó s - G r a d u a ç ã o e m E n g e n h a r i a de P r o d u ç ã o - P P G E P . A o s P r o f e s s o r e s d e m a i s f u n c i o n á r i o s e c o m p a n h e i r o s do P P G E P .E s t e t r a b a l h o d e s c r e v e u m a m e t o d o l o g i a q u e p e r m i t e e l a b o r a r p l a n o s p a r a s e m á f o r o s o p e r a n d o a t e m p o f i x o m o d o i s o l a d o . V i s a - s e a u m a p r o g r a m a ç ã o ó t i m a , t e n d o c o m o c r i t é r i o de o t i m i z a ç ã o o a t r a s o s o f r i d o p e l o s v e í c u l o s e a p o l u i ç ã o q u e e s t e s p r o d u z e m ao p a s s a r p e l a i n t e r s e ç ã o s i n a l i z a d a . T a l m e t o d o l o g i a u t i l i z a u m a i n t e g r a ç ã o de m é t o d o s d a á r e a de E n g e n h a r i a de T r á f e g o , c o m o o d i m e n s i o n a m e n t o de s e m á f o r o s , c o m os c o n c e i t o s d e p o l u i ç ã o a t m o s f é r i c a . E s t a i n t e g r a ç ã o é o b t i d a a t r a v é s de u m a r e l a ç ã o e n t r e o a t r a s o v e i c u l a r m e d i d o em s e g u n d o s e o g r a u de p o l u i ç ã o m e d i d o e m c o n c e n t r a ç ã o d e CO, u t i l i z a n d o - s e , p a r a t a n t o , c o m o f e r r a m e n t a s , c o n c e i t o s de O t i m i z a ç ã o e A n a l i s e d e R e g r e s s ã o . Os r e s u l t a d o s o b t i d o s a p a r t i r da m e t o d o l o g i a p r o p o s t a a q u i p e r m i t e m p r o g r a m a r s e m á f o r o s , de m o d o q ue a p o l u i ç ã o p r o d u z i d a p e l o s v e í c u l o s s e j a m í n i m a e m u m d e t e r m i n a d o p o n t o de o b s e r v a ç ã o da i n t e r s e ç ã o s e l e c i o n a d a , p o s s i b i l i t a n d o t o m a r d e c i s õ e s s o b r e s e u f u n c i o n a m e n t o .
VI
A B S T R A C T
T h i s w o r k d e s c r i b e s a m e t h o d o l o g y t h a t m a k e s p o s s i b l e to e l a b o r a t e p l a n s f o r t r a f f i c l i g h t s o p e r a t i n g w i t h f i x e d t i m e a n d in i s o l a t e d m o d e , w h o s e p r o g r a m m i n g m u s t b e o p t m i z e d . As o p t i m i z a t i o n c r i t e r i o n we wi l l t a k e i n t o a c c o u n t t h e d e l a y e x p e r i e n c e d b y v e h i c l e s a n d p o l l u t i o n t h e y c a u s e w h e n t h e y c r o s s t h e s i g n a l e d i n t e r s e c t i o n . I n i t s r e s o l u t i o n , d e v e l o p e d m e t h o d o l o g y u s e n a i n t e g r a t i o n o f m e t h o d s f r o m t r a f f i c a r e a , as t r a f f i c l i g h t s p r o g r a m m i n g , w i t h a t m o s p h e r i c p o l l u t i o n c o n c e p t s . T h i s i n t e g r a t i o n h a p p e n s t h r o u g h a r e l a t i o n b e t w e e n v e h i c l e d e l a y , m e a s u r e d i n s e c o n d s , a n d p o l l u t i o n d e g r e e , m e a s u r e d in C O c o n c e n t r a t i o n . F o r t h i s , we u s e O p t i m i z a t i o n a n d R e g r e s s i o n A n a l y s i s . T h e r e s u l t s o b t a i n e d by d e v e l o p e d m e t h o d o l o g y a r e p o s i t i v e , b e c a u s e it m a k e s p o s s i b l e t o p r o g r a m t r a f f i c l i g h t s , w h o s e c a u s e d p o l l u t i o n is m i n i m i z e d at a g i v e n p o i n t o f o b s e r v a t i o n i n s e l e c t e d i n t e r s e c t i o n . T h i s m a k e s p o s s i b l e t o m a k e d e c i s i o n s a b o u t its f u n c t i o n i n g .LISTA DE FIG U RA S...V LISTA DE QUADROS... VII
CAPÍTULO 1 - INTRODUÇÃO... ...1
1.1 - CONSIDERAÇÕES INICIAIS... 1
1.2 - APRESENTAÇÃO DO TEMA DE PESQUISA... 3
1.3 - CONTRIBUIÇÃO PARA A CIÊN CIA... ... 5
1 .4 -OBJETIVOS... ... •...6
1.5 - JUSTIFICATIVA... ...7
1.6 - PROCEDIMENTOS MEDODGLÓGICOS DO ESTUDO... 9
1.7 - LIMITAÇÕES DO ESTU D O ... 11
1.8 - ESTRUTURA DE .APRESENTAÇÃO DA TESE... 12
CAPÍTULO 2 - REVISÃO BIBLIOGRÁFICA... .14
2.1 - POLUIÇÃO DO A R ... 14
2.1.1 - Parâmetros de Qualidade do A r ... ... 15
2.1.2 - Padrões de Qualidade do A r ... 19
2.1.3 - Processo de Concentração de Poluentes... 21
2.1.4 - Tráfego de Veículos Motorizados como Fontes de Emissão de Poluentes... 22
2.1.5 - Capacidade Am biental... 24
2.1.6 - Variáveis de Emissão de Poluentes U rbanos...26
2.1.7 - Fatores de Dispersão de Poluentes...28
2.1.8 - Modelos de Dispersão Atm osférica... 29
2.2 - CONTROLE DE TRÁFEGO EM CRUZAMENTOS SEMAFORIZADOS...33
2.2.1 - Objetivo Geral do Controle de Tráfego nos Cruzamentos Semaforizados...34
2.2.2 - Planos de Sinalização Semafórica... 34
2.2.3 - Aspectos Operacionais...35
2.2.3.1 - Controle a Tempo F ix o ...35
2.2.3.2 - Controle Atuado pelo T ráfego...36
VIII
2.2.5 - Regulagem de Semáforos em Cruzamentos Isolados... 37
2.2.5.1 - Tempo de Ciclo Ó tim o... 37
2.2.5.2 - Porção de V erde...38
2.2.6 - Planos Semafóricos para Semáforos Operando a Tempo Fixo e Modo Isolado... ...39
2.3 - ANTECEDENTES DO PROBLEMA... 39
2.3.1 - Método de M atzoros... ...39
2.3.2 - Método de Dennis e N igel... 46
2.3.3 - Método de Mazen e Hassounah...51
2.3.4 - Pesquisa Realizada por M ichael Bull e Zim m ann...52
CAPÍTULO 3 - METODOLOGIA PROPOSTA... 57
3.1 - SELEÇÃO DA INTERSEÇÃO A SER ANALIZADA...58
3.1.1 - Critérios Considerados para a Escolha da Interseção... 58
3.1.2 - Parâmetros Adotados... 59
3.1.2.1 - Parâmetros de Tráfego... 59
3.1.2.2 - Parâmetros de Poluição atmosférica... ... 59
3.1.2.3 - Parâmetros de Sinalização...60
3.1.2.4 - Parâmetros de Atrasos Veiculares... ... 61
3.1.2.5 - Parâmetros Geométricos da V ia ... 61
3.2 - LEVANTAMENTO DE CAM PO...61
3.2.1 - Determinar as Características da Interseção onde Serão Coletados os D ados...61
3.2.2 - Determinar as Características do Semáforo em Operação... ... 62
3.2.3 - Levantamento dos D ados... 62
3.2.3.1 - Dados Colhidos Durante a Pesquisa... 62
3.2.3.2 - Dados Pertencente a Outras Fontes ou Épocas Anteriores...63
3.3.- ANÁLISE DOS DADOS UTILIZADOS NA PESQ U ISA... 64
3.3.1 - Teste de A derência... ... 65
3.3.2 - Teste de Diferença de M édias...65
3.3.2.1 - Teste Para Amostras Independentes... 65
3.3.3 - Análise de Variância (A N O V A )...66
3.4 - CÁLCULO DOS ATRASOS VEICULARES...67
3.4.1 - Método de W ebster... 67
3.4.2 - Método A llsop...68
3.5 - REALAÇÃO ENTRE ATRASO E POLUIÇÃO... 70
3.5.1 - Relacionamento Linear entre as Variáveis...70
3.5.2 - Estudo da Adequação do Modelo de Regressão Linear...72
3.5.2.1 - Análise de Resíduos... 72
3.5.2.2 - Teste de Durbin-VVatson (D w )...73
3.5.2.3 - Teste de Normalidade, Usando o Coeficiente de Correlação dos Resíduos (r ) ... 73
3.5.3.- Relação não Linear entre as V ariáveis... ... ... ...74
3.6 - OTIMIZAÇÃO DO SEMÁFORO DA INTERSEÇÃO SELECIONADA...76
3.6.1 -Condições Necessárias para Otimizai' o Sem áforo...76
3.6.2 - Dimensionamento do Semáforo da Interseção Selecionada... 79
3.6.3 - Cálculo do Atraso Produzido pelo Plano Ótimo Calculado... 85
3.6.4 - Previsão da poluição... ... ... 85
CAPÍTULO 4 - APLICAÇÃO DO MÉTODO PROPOSTO... !...87
4.1 - ESCOLHA E CARACTERIZAÇÃO DA INTERSEÇÃO... 87
4.2 - LEVANTAMENTO E ANÁLISE DOS DADOS ... ... 91
4.2.1 - Dados Colhidos de Outra F o n te ...91
4.2.2 - Dados Colhidos Durante a Pesquisa... 93
4.2.3 - Comparação e Avaliação dos Dados por Análise Estatística... 94
4.2.3.1 - Teste de x\derência (K -S )... 95
4.2.3.2 - Teste de Diferença de Médias com Dados Pareados...95
4.3 - CÁCULO DOS ATRASOS VEICULARES E SUAS RELAÇÕES COM A POLUIÇÃO NA INTERSEÇÃO EM ESTU D O ...,... ... ...97
4.3.1 - Cálculo dos Atrasos Veiculares na Interseção em E studo... 97
4.3.1.1 - Atrasos Calculados pelo Método de Webster (1958)... ... 98
4.3.2 - Cálculo da Relação entre Atraso e Poluição... 101
4.3.2.1 - Relação Atrasos (Calculados Segundo Webster, 1958) e Poluição... 102
4.3.2.1.1 - Ajuste do Modelo de Regressão, entre Atrasos (Calculados Segundo Webster, 1958) e Poluição...104
4.3.2.1.2 - Estudo da Adequação do Modelo de Regressão entre Atraso (Calculado Segundo Webster, 1958) e Poluição...106
4.3.2.2.- Relação Atraso (Calculado Segundo Allsop, 1981) e Poluição... 111
4.3.2.2.1 - Ajuste do Modelo de Regressão, entre Atrasos (Calculados Segundo Allsop, 1981) e Poluição... 111
4.3.2.2.2 - Estudo da Adequação do Modelo de regressão entre Atrasos (Calculados Segundo Allsop, 1981) e Poluição... 115
4.3.2.3 - Relação Atraso (Calculado Segundo Allsop, 1981) e Poluição, Corrigida... 119
4.3.2.3.1 - Ajuste do Modelo de Regressão Transform ado... 120
4.3.2.3.2 - Adequação do Modelo de Regressão Transformado... 124
4.3.3 - Resumo dos Resultados do Ajuste e da Adequação dos Modelos de Regressão... ... ... 128
4.4 - CÁLCULO DA FROGRAMÇÃO ÓTIMA DO SEMÁFORO DA INTERSEÇÃO SELECIONADA... 131
4.4.1 - Dimensionamento do Semáforo da Interseção Selecionada...131
4.4.2 - Cálculo do Atraso produzido pelos Planos Ó tim os... ... 137
4.4.3 - Previsão da Poluição Mínima para Ambos os P lanos... ... 137
CAPÍTULO 5 - CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES... 142
5.1 - CONCLUSÕES... 142
5.2 - RECOMENDAÇÕES... ... 144
A N EX O ...146
FIGURA 2.1 - Processo De Lançamento Dos Poluentes Na A tm osfera... 18
FIGURAS 2.2 - Sistema De Coordenadas Mostrando AS Distribuições Gaussiana nas Direções Horizontal e Vertical. Extraído de Cohn e Mevoy (1982)... 32
FIGURA 2.3 - Mostra a Relação entre a concentração de CO dos Cinco Receptores Apresentados na Figura 2.5 e os Fluxos Veiculares, em um Intervalo de 500 a 1300 v/Ti. Em um Cruzamento com Sem áforo... 41
FIGURA 2.4 - Mostra a Relação entre a concentração de CO dos Cinco Receptores Apresentados na Figura 2.5 e os Fluxos Veiculares, em um Intervalo de 500 a 1300 v/h. Em um Cruzamento com P la c a ... 42
FIGURA 2.5 - Posição dos Cinco Receptores... ... 43
FIGURA 2.6 - Relação entre a Concentração de CO e os Modos de Operação, para Fluxos Variados. Cruzamento com Sem áforo... ... 44
FIGURA 2.7 - Relação entre a Concentração de CO e os Modos de Operação, para Fluxos Variados. Cruzamento com P la c a ...44
FIGURA 2.8 - Av. Oriental, em Londres, com Seis S inais...47
FIGURA 2.9 - Relação do Tempo Gasto e Fluxo Veicular que Passa pela Interseção 8, no Período A M ... ... ...47
FIGURA 2.10 - Relação entre Taxa de Emissão e Velocidade para Veículos a G asolina... ...55
FIGURA 2.11 - Relação entre Taxa de Emissão e Velocidade para Veículos P esados... 56
FIGURA 3.1 - Ciclo Ótimo para Atraso M ínim o...77
FIGURA 3.2 - Ciclo Ótimo para Poluição M ínim a...78
FIGURA 4.1 - Representação Esquemática da Interseção Selecionada... 89
FIGURA 4.2 - Representação Esquemática dos Estágios do Semáforo em Operação...90
FIGURA 4.3 - Número de Movimentos por Estágio e Grupo F o c a l...90
FIGURA 4.4 - Diagrama de Tem pos...91
FIGURA 4.6 - Diagrama de Dispersão da Relação Atraso (Calculados Segundo Webster, 1958) e Poluição... 102 FIGURA 4.7 - Gráfico de Resíduos Contra Valores Ajustados do Modelo Atraso (Calculados
Segundo Webster, 1958) e Poluição...108 FIGURA 4.8 - Gráfico de Resíduos Contra o Tempo do Modelo Atraso (Calculados Segundo Webster, 1958) e Poluição...109 FIGURA 4.9 - Gráfico de Normalidade dos Resíduos do Modelo Atraso' (Calculados Segundo Webster, 1958) e Poluição ... ... 110 FIGURA 4.10 - Diagrama de Dispersão da Relação Atraso (Calculado Segundo Allsop, 1981) e Poluição...112 FIGURA 4.11 - Gráfico de Resíduos Contra Valores Ajustados do Modelo Atraso (Calculado Segundo Allsop, 1981) e Poluição...116 FIGURA 4.12 - Gráfico de Normalidade dos Resíduos do Modelo Atraso (Calculado Segundo Allsop, 1981) e Poluição...119 FIGURA 4.13: Diagrama de Dispersão (Atraso vs ln. Poluição)... 122
FIGURA 4.14: Gráfico de Resíduos Contra Valores Ajustados do Modelo
T ransformado... 124 FIGURA 4.15: Gráfico de Normalidade dos Resíduos do Modelo Transformado...127 FIGURA 4.16 - Representação Gráfica do Tempo de Ciclo Ótimo e seu Respectivo Atraso
LISTA DE QUADROS
QUADRO 2.1 - Principais Fontes de Poluição do Ar e Principais Poluentes... 17 QUADRO 2.2 - Padrões de Qualidade do A r ... 21 QUADRO 2.3 - Taxa de Emissão de 27 Veículos Americanos, Ano, Modelo e Modo de
Operação... ...27 QUADRO 2.4 - Modelos de Dispersão- características e campos de aplicação...30 QUADRO 2.5 - Dados Do Modelo De Em issão...40 QUADRO 2.6 - Resumo dos Resultados da Av. 12 - Mudanças na Fila Média (MOVA-CLF) ... ... ...48 QUADRO 2.7 - Previsões das Taxas de Emissão (em k g /h )...49 QUADRO 4.1 - Fluxos Veiculares Observrados na Rua Heitor Luz, nos anos de 1998 e
1999... 96 QUADRO 4.2 - Grau de Saturação... 98 QUADRO 4.3 - Atrasos da Aproximação 1 da Interseção (Calculados Segundo Webster, 1958)... ... ... 99 QUADRO 4.4 - Atrasos da Aproximação 1 da Interseção (Calculados Segundo Allsop, 1981) ...101 QUADRO 4.5 - Atrasos da Aproximação 1 da Interseção (Calculados Segundo Webster, 1958)
e Poluição... ... ... 103 QUADRO 4.6 - Análise de Variância do Modelo Atrasos (Calculados Segundo Webster, 1958) e poluição... 105 QUADRO 4.7 - Valores Ajustado da Poluição e Resíduos do Modelo Atrasos (Calculados
Segundo Webster, 1958) e Poluição... 107 QUADRO 4.8 - Atrasos da Aproximação 1 da Interseção (Calculados Segundo Allsop, 1981) e Poluição... ... 113 QUADRO 4.9 - Análise de Variância do Modelo, Atrasos (Calculados Segundo Allsop, 1981)
e Poluição... 114 QUADRO 4.10 - Valores ajustado da Poluição e Resíduos do Modelo Atrasos (Calculados
XIV
QUADRO 4.11 - Atrasos (Calculados Segundo .Allsop, 1981) e Logaritmo Neperiano da Poluição para o Modelo Transform ado...121 QUADRO 4.12 - Análise de Variância do Modelo Transform ado... 123 QUADRO 4.13 - Valores Ajustados (Ln. Poluição) e Resíduos do Modelo Transformado ...125 QUADRO 4.14 - Resultados Obtidos no Ajuste dos Modelos de Regressão...129 QUADRO 4.15 - Resumo dos Resultados Obtidos da Adequação dos Modelos de Regressão
... ... 130 QUADRO 4.16 - Resultados do Dimensionamento dos Planos Semafóricos da Interseção Selecionada... ...136 QUADRO 4.17 - Comparação das Programações Ótimas do Semáforo da Interseção
Analisada com o Semáforo em O peração... 138 QUADRO 4.18 - Planos Semafóricos Calculados para Tempos de Ciclo Especificados ... ... 140 QUADRO A -l - Dados Observados na Rua Heitor L u z ...146 QUADRO A-2 - Fluxos Veiculares Observados no Cruzamento Heitor Luz e Mauro Ramos,
C A P I T U L O 1
I N T R O D U Ç Ã O
1 .1 - C O N S I D E R A Ç Õ E S I N I C I A I S As q u e s t õ e s l i g a d a s a o M e i o A m b i e n t e c o n s t i t u e m u m d os t e m a s q u e m a i s p r e o c u p a m n e s t e f i n a l de s é c u l o . A n e c e s s i d a d e de r e d u ç ã o d o s p o l u e n t e s do ar t o r n o u - s e u m p r o b l e m a m u n d i a l . S e u e s t u d o é c a d a v e z m a i s c o m p l e x o , p o i s m u i t o s f a t o r e s i n g o v e r n á v e i s i n t e r v ê m n a f o r m a ç ã o de p o l u e n t e s . O p r o c e s s o de p o l u i ç ã o d a a t m o s f e r a se i n i c i a c o m a e m i s s ã o d o s p o l u e n t e s p o r f o n t e s , q ue t a n t o p o d e m s e r n a t u r a i s - c o m o os v u l c õ e s - q u a n t o p r o d u z i d a s p e l o h o m e m , c o m o as a t i v i d a d e s i n d u s t r i a i s , o t r â n s i t o , os m e i o s de t r a n s p o r t e m o v i d o s a c o m b u s t í v e i s , e t c . As p r i m e i r a s f o n t e s d e p o l u i ç ã o do a r n a s r e g i õ e s u r b a n a s , o u s e j a , a q u e l a s q u e de f a t o a p r e s e n t a m u m i m p a c t o g l o b a l s o b r e a q u a l i d a d e do ar, s ã o os v e í c u l o s a u t o m o t o r e s e o u t r a s f o n t e s m ó v e i s , c o m o : a e r o n a v e s , l o c o m o t i v a s , e m b a r c a ç õ e s , e t c . ; os p r o c e s s o s i n d u s t r i a i s de e x t r a ç ã o e t r a n s f o r m a ç ã o ; os p r o c e s s o s de g e r a ç ã o de c a l o r i n d u s t r i a l ; a q u e i m a de r e s í d u o s ; e as o p e r a ç õ e s de t r a n s p o r t e , e s t o c a g e m e t r a n s f e r ê n c i a s de c o m b u s t í v e i s , e o u t r o s p r o d u t o s1 v o l á t e i s . N u m a e s c a l a m a i s l o c a l i z a d a , t e m o s as f o n t e s q u e r e p r e s e n t a m u m i n c ô m o d o p a r a a v i z i n h a n ç a t ai s c o m o p e q u e n a s c a l d e i r a s , r e s t a u r a n t e s , p a d a r i a s , c o n s t r u ç ã o ci vi l , e s t r a d a s n ã o p a v i m e n t a d a s , e n t r e o u t r a s . A t u a l m e n t e , d e v i d o a o s p r o g r a m a s de c o n t r o l e de p o l u i ç ã o i n d u s t r i a l q u e v ê m s e n d o d e s e n v o l v i d o s e m d i v e r s o s p a í s e s , e s t u d o s m o s t r a m q u e os v e í c u l o s a u t o m o t o r e s se t o r n a r a m u m a das p r i n c i p a i s f o n t e s de p o l u i ç ã o do ar, em á r e a s u r b a n a s ( M a t z o r o s , 1 9 9 2 ) . E m 1 9 8 7 , n o s E s t a d o s U n i d o s o t r á f e g o a u t o m o t o r f o i r e s p o n s á v e l p o r 6 6% d a s e m i s s õ e s t o t a i s de CO, 4 8 % de H C , 4 3 % de N o x e 3 7 % de e m i s s õ e s d e c h u m b o ( E P A e O T A , 1 9 8 9 e M a t z o r o s , 1 9 9 2 ) . N a m a i o r á r e a da c i d a d e de A t e n a s , e s s e t i p o de t r á f e g o é r e s p o n s á v e l p o r 1 0 0 % de e m i s s õ e s de CO p o r ano, 7 9 % d e HC, 7 7 % de N o x e 6 4 % de f u m a ç a ( P a t a s e S a m a r a s , 1 9 9 0 e M a t z o r o s , 1 9 9 2 ) . P a r a c o n t r o l a r e s t a p o l u i ç ã o , f o r a m i m p o s t o s p a d r õ e s de e m i s s ã o p a r a c a r r o s n o v o s e m m u i t o s p a í s e s e u r o p e u s , E s t a d o s U n i d o s , J a p ã o , et c. ( T r a t a d o a m p l a m e n t e p o r C o r t e s e , 1 9 9 0 ; N i s h i o k a , 1 9 8 9 ; P a t a s e S a m a r a s , 1 9 9 0 ; M a t z o r o s , 19 9 2 ) . I s t o n ã o é s u f i c i e n t e , j á q u e o a u m e n t o de v e í c u l o s m o t o r i z a d o s p a r a o f u t u r o c o n t r a b a l a n ç a r á os e f e i t o s da s t e c n o l o g i a s p r e s e n t e s . U m e x e m p l o d e s t e c r e s c i m e n t o e r a q u e e m 1 9 5 0 , q u a n d o a t e r r a e r a p o v o a d a p o r 2 , 6 b i l h õ e s de p e s s o a s , e x i s t i a m 50 m i l h õ e s de c a r r o s ; e m 1 9 9 6 é r a m o s 5, 5 b i l h õ e s a b o r d o de 5 0 0 m i l h õ e s de a u t o m ó v e i s . A p o p u l a ç ã o d o b r o u e o n ú m e r o de c a r r o s f i c o u d e z v e z e s m a i o r . S o m e n t e n o a n o 1 996, 50 m i l h õ e s de n o v o s c a r r o s c o m e ç a r a m a r o d a r n o m u n d o i n t e i r o . Q u a s e 2 m i l h õ e s d e l e s n o B r a s i l , 1 0 0 0 a c a d a d i a a p e n a s n a c i d a d e de Sã o P a u l o . No a n o 2 0 0 0 , a f r o t a b r a s i l e i r a t i n h a 5 0 % m a i s c a r r o s d o q u e os 18 m i l h õ e s do a n o 1996. E m 2 0 0 3 , e s t a s e r á o d o b r o . P o r t a n t o , é p r e c i s o o u s o de r e g u l a m e n t o s e i n c e n t i v o s p a r a r e d u z i r o u s o de c a r r o s ( V a r e l l a , 1 9 9 6 e C a r n e i r o , 1 9 9 8 ) .
T a m b é m se f a z n e c e s s á r i o a a p l i c a ç ã o de m e d i d a s de a d m i n i s t r a ç ã o de t r á f e g o p a r a s u a v i z a r o f l u x o v e i c u l a r e r e d u z i r a t r a s o s , i n í c i o de p a r a d a s , a c e l e r a ç õ e s , e t c . , e m a m b i e n t e s u r b a n o s . M u i t o s c i e n t i s t a s se p r e o c u p a r a m e m r e d u z i r os e f e i t o s da p o l u i ç ã o do ar p r o v o c a d o p e l o s v e í c u l o s m o t o r i z a d o s , c o m o p o r e x e m p l o P o t t e r e S a v a g e ( 1 9 8 2 ) e ( 1 9 8 3 ) ; C l a g g e t , S c h r o c k e N o l l ( 1 9 8 1 ) ; H o r o w i t z ( 1 9 8 2 ) ; P a t t e r s o n e M e v e r ( 1 9 7 5 ) ; M a t z o r o s ( 1 9 9 2 ) . P o r t a n t o , e s t e s e s t u d o s m o t i v a r a m p a r a a r e a l i z a ç ã o do p r e s e n t e t r a b a l h o , q u e se a p r e s e n t a c o m o u m a p o r t e p a r a o m e l h o r a m e n t o d a s p r o g r a m a ç õ e s d o s s e m á f o r o s . 1 . 2 - A P R E S E N T A Ç Ã O D O T E M A D E P E S Q U I S A E s t e t r a b a l h o a p a r e c e c o m o u m a c o n t r i b u i ç ã o p a r a o r i e n t a r as p o l í t i c a s e p l a n o s de t r á f e g o n a m e l h o r i a d a q u a l i d a d e do ar, a t r a v é s d a r e d u ç ã o d o s p o l u e n t e s p r o d u z i d o s p e l o s v e í c u l o s m o t o r i z a d o s , q u e p a s s a m p o r u m a i n t e r s e ç ã o s i n a l i z a d a . B u s c a n d o c o m e s t e o b j e t i v o , m e l h o r a r a q u a l i d a d e de v i d a d a s p e s s o a s . A s s i m , a p r e s e n t e p e s q u i s a e s t á s u b o r d i n a d a às s e g u i n t e s á r e a s d o c o n h e c i m e n t o c i e n t í f i c o : E n g e n h a r i a d e T r á f e g o e p o l u i ç ã o a t m o s f é r i c a . E s t a p e s q u i s a é d e s e n v o l v i d a e m u m a i n t e r s e ç ã o c o n t r o l a d a p o r s e m á f o r o , j á q u e c o n s i d e r a - s e q u e a m a i o r p o l u i ç ã o e m i t i d a p e l o t r â n s i t o , a c o n t e c e n o s c r u z a m e n t o s ( M a t z o r o s , 1 9 9 2 ) .
4 P o r t a n t o , o t r a b a l h o e s t á v o l t a d o p a r a o c á l c u l o de p l a n o s s e m a f ó r i c o s , c u j a p r o g r a m a ç ã o s e j a ó t i m a . T e n d o c o m o c r i t é r i o de o t i m i z a ç ã o o a t r a s o e o g r a u de p o l u i ç ã o , i s t o é, o p l a n o s e m a f ó r i c o s e r á ó t i m o , q u a n d o o a t r a s o e a p o l u i ç ã o s e j a m o m í n i m o p o s s í v e l . O p r o b l e m a do e s t a b e l e c i m e n t o de u m p l a n o s e m a f ó r i c o é, em s u a f o r m a g e r a l , o de e n c o n t r a r os v a l o r e s do c i c l o e das r e p a r t i ç õ e s v e r d e e v e r m e l h o de c a d a f a s e , de f o r m a a m e l h o r a t e n d e r os c r i t é r i o s p r é - e s t a b e l e e i d o s . S a b e - s e q u e o v a l o r do c i c l o g u a r d a r e l a ç ã o c o m o a t r a s o d o s v e í c u l o s e c o m a c a p a c i d a d e da i n t e r s e ç ã o , p o i s a m e d i d a q u e d i m i n u i o t e m p o d e c i c l o , o a t r a s o t e n d e a d i m i n u i r a t é u m v a l o r ó t i m o ( o u m í n i m o ) , a p a r t i r do q u a l o a t r a s o v o l t a a c r e s c e r . No e n t a n t o , a c a p a c i d a d e d a i n t e r s e ç ã o t a m b é m d e c r e s c e , c o m a d i m i n u i ç ã o do t e m p o de c i c l o . P o r t a n t o , a p r e o c u p a ç ã o n e s t e t r a b a l h o é d e t e r m i n a r o q u e a c o n t e c e c o m a p o l u i ç ã o , e m r e l a ç ã o ao a t r a s o p a r a u m v a l o r d e t e r m i n a d o de t e m p o de c i c l o ? U m m a i o r a t r a s o p r o v o c a u m a m a i o r p o l u i ç ã o ? E s t a s p e r g u n t a s s e r ã o r e s p o n d i d a s n e s t e t r a b a l h o . N a p r o g r a m a ç ã o de u m s e m á f o r o , d i m i n u i - s e o t e m p o de v e r m e l h o a t r a v é s da r e d u ç ã o do c i c l o , o t e m p o de e s p e r a t o r n a - s e p r o p o r c i o n a l , t e n d ê n c i a e s t a q u e p e r m a n e c e a t é u m c e r t o v a l o r do c i c l o . P a r a c i c l o s i n f e r i o r e s a e s t e v a l o r , o t e m p o n e c e s s á r i o p a r a o v e í c u l o se d e s l o c a r p a s s a a s e r s i g n i f i c a t i v o d i a n t e do t e m p o de v e r d e , o q u e i m p l i c a e m u m a u m e n t o do t e m p o de e s p e r a . C o m o c o n s e q ü ê n c i a d e s t e p r o b l e m a , o q u e a c o n t e c e c o m a p o l u i ç ã o n e s t e m o m e n t o ? D e d u z - s e , e n t ã o , a e x i s t ê n c i a de u m a r e l a ç ã o e n t r e t e m p o de e s p e r a e a q u a n t i d a d e de p o l u e n t e s e m i t i d o s , p a r a u m d e t e r m i n a d o t e m p o de c i c l o e p a r a u m a d a d a s i t u a ç ã o .
T a m b é m , a m u d a n ç a dos m o d o s de o p e r a ç ã o ( a c e l e r a ç ã o , d e s a c e l e r a ç ã o e f i l a ) , f u n ç ã o d a s c a r a c t e r í s t i c a s do s i s t e m a de t r á f e g o , a l t e r a m os f a t o r e s de e m i s s ã o , e s t a s m u d a n ç a s s ã o m a i s a c e n t u a d a s n a s i n t e r s e ç õ e s , ma i s a i n d a c o m a p r e s e n ç a de u m s e m á f o r o . P o r t a n t o , no p r e s e n t e t r a b a l h o b u s c a - s e m i n i m i z a r e s t a s m u d a n ç a s , t e n d o c o m o c o n s e q ü ê n c i a a m i n i m i z a ç ã o de s e u s i m p a c t o s ( e m i s s ã o de p o l u e n t e s ) . E m o u t r a s p a l a v r a s , a p r e o c u p a ç ã o é, c a l c u l a r u m t e m p o de c i c l o q u e m e l h o r a t e n d a a i n t e r s e ç ã o em t e r m o s de s e g u r a n ç a e q u a l i d a d e de ar. 1. 3 - C O N T R I B U I Ç Ã O P A R A A C I Ê N C I A E s t e t r a b a l h o p o d e r á s e r v i r c o m o u m a c o n t r i b u i ç ã o m u i t o i m p o r t a n t e à c i ê n c i a , t a n t o no q u e d i z r e s p e i t o à E n g e n h a r i a de t r á f e g o , q u a n t o à p o l u i ç ã o a t m o s f é r i c a . E m r e l a ç ã o à E n g e n h a r i a de T r á f e g o , e s t a c o n t r i b u i ç ã o é a p r e s e n t a d a e m f o r m a de f e r r a m e n t a s q u e p o d e m a j u d a r os t é c n i c o s d a á r e a a e l a b o r a r p l a n o s s e m a f ó r i c o s , c u j a s p r o g r a m a ç õ e s s e j a m ó t i m a s , c o n s i d e r a n d o , a l é m do a t r a s o m í n i m o , o f a t o r p o l u i ç ã o . Q u a n t o à p o l u i ç ã o a t m o s f é r i c a , a r e f e r i d a c o n t r i b u i ç ã o e s t á l i g a d a à f o r m a c o m o a m e t o d o l o g i a p r o p o s t a p e r m i t e e l a b o r a r p l a n o s s e m a f ó r i c o s q u e a c o n s i d e r e m , l e v a n d o , c o m i s t o , ao m e l h o r a m e n t o da q u a l i d a d e do ar n a s i n t e r s e ç õ e s s i n a l i z a d a s , j á q u e é o n d e se r e g i s t r a m os m a i s a l t o s n í v e i s de p o l u i ç ã o . A m e t o d o l o g i a e m p r e g a d a e m s u a r e s o l u ç ã o u t i l i z a u m a i n t e g r a ç ã o de m é t o d o s d a á r e a de t r á f e g o c o m o o d i m e n s i o n a m e n t o de
6 p l a n o s s e m a f ó r i c o s , c u j o c i c l o s e j a ó t i m o c o m c o n c e i t o s de p o l u i ç ã o a t m o s f é r i c a . E s t a i n t e g r a ç ã o o c o r r e a t r a v é s de u m a r e l a ç ã o e n t r e o a t r a s o v e i c u l a r e o g r a u de c o n c e n t r a ç ã o de CO, u t i l i z a n d o - s e , p a r a t a n t o , c o m o f e r r a m e n t a s , c o n c e i t o s de C á l c u l o D i f e r e n c i a l e I n t e g r a l , O t i m i z a ç ã o e A n á l i s e de R e g r e s s ã o . C o m o c o n c l u s ã o , a c o n t r i b u i ç ã o ma i s i m p o r t a n t e do p r e s e n t e t r a b a l h o é c o n s t r u i r p l a n o s p a r a s e m á f o r o s , c u j a p r o g r a m a ç ã o c o n s i d e r a o g r a u de p o l u i ç ã o , i s t o é, o p l a n o s e r á c o n s i d e r a d o ó t i m o q u a n d o a p o l u i ç ã o p r o d u z i d a p o r e s t e f o r m í n i m a , e e s t a p o l u i ç ã o e s t e j a d e n t r o d o s l i m i t e s p e r m i t i d o s . 1.4 - O B J E T I V O S 1 . 4 . 1 - O b j e t i v o G e r a l O o b j e t i v o do p r e s e n t e t r a b a l h o é d e s e n v o l v e r u m a m e t o d o l o g i a q u e c a l c u l e p l a n o s p a r a s e m á f o r o s i s o l a d o s , o p e r a n d o a t e m p o f i x o , c u j a p r o g r a m a ç ã o s e j a ó t i m a , t e n d o c o m o c r i t é r i o s de o t i m i z a ç ã o a p o l u i ç ã o a t m o s f é r i c a e o a t r a s o , p r o d u z i d o s p e l o s v e í c u l o s q u e p a s s a m p e l o c r u z a m e n t o . A s s i m , a l é m de o r g a n i z a r o e s c o a m e n t o de v e í c u l o s e p e d e s t r e s b u s c a - s e m e l h o r a r a q u a l i d a d e de v i d a n a r e g i ã o a t i n g i d a . 1 . 4 . 2 - O b j e t i v o s E s p e c í f i c o s E s t a m e t o d o l o g i a l e v a e m c o n s i d e r a ç ã o os s e g u i n t e s a s p e c t o s :
■ e s t a b e l e c e r u m a r e l a ç ã o de m e l h o r a j u s t e e n t r e a t r a s o e p o l u i ç ã o a t m o s f é r i c a p a r a c a d a p o n t o de o b s e r v a ç ã o ; ■ as o b s e r v a ç õ e s d e v e m s e r f e i t a s n o s h o r á r i o s de p i c o . d u r a n t e u m p e r í o d o d e t e r m i n a d o ( u m a h o r a . u m di a, u m a s e m a n a , e t c . ) , u t i l i z a n d o c o m o m e d i d a de p o l u i ç ã o o g r a u de c o n c e n t r a ç ã o de C O ; ■ o t i m i z a r o t e m p o de c i c l o e os p e r í o d o s de v e r d e de c a d a f a s e , de f o r m a a m i n i m i z a r o a t r a s o e a p o l u i ç ã o a t m o s f é r i c a , r e s p o n d e n d o a s e g u i n t e p e r g u n t a : c o m o c o n s e q ü ê n c i a de u m a i n a d e q u a d a p r o g r a m a ç ã o , u m m a i o r a t r a s o p r o v o c a u m a m a i o r p o l u i ç ã o ? 1. 5 - J U S T I F I C A T I V A S O c r e s c i m e n t o da f r o t a a u t o m o b i l í s t i c a , e m n o s s a s c i d a d e s , t r a z e m c o n s i g o os p r o b l e m a s de p o l u i ç ã o a m b i e n t a l . O q u e m a i s p r e o c u p a n e s t a p r o b l e m á t i c a s ã o os e f e i t o s m a l é f i c o s q u e e s t e s p o l u e n t e s c a u s a m , s o b r e a s a ú d e e a v i d a d os s e r e s v i v o s . E s t u d o s e p i d e m i o l ó g i c o s e t o x i c o l ó g i c o s c o n d u z i d o s p o r e n t i d a d e s de r e c o n h e c i d a r e p u t a ç ã o i n t e r n a c i o n a l , p o r e x e m p l o , a O r g a n i z a ç ã o • M u n d i a l da S a ú d e , d e m o n s t r a m h a v e r u m a f o r t e r e l a ç ã o e n t r e a o c o r r ê n c i a da p o l u i ç ã o a t m o s f é r i c a e o a u m e n t o de c a s o s de d o e n ç a s r e s p i r a t ó r i a s , p o d e n d o - s e c i t a r : a s m a , b r o n q u i t e , i n f e ç ã o p u l m o n a r . D a m e s m a f o r m a , e x i s t e a r e l a ç ã o de c a s o s e n v o l v e n d o s i t u a ç õ e s d e d e s c o n f o r t o f í s i c o : i r r i t a ç ã o d o s o l h o s , n a r i z e g a r g a n t a , d o r de c a b e ç a , a c e s s o s de t o s s e e s e n s a ç ã o de c a n s a ç o . E s s e s p r o b l e m a s t ê m a l t o c u s t o s o c i a l , s e n d o c a r a c t e r i z a d o s p o r g a s t o s c o m
8 t r a t a m e n t o s m é d i c o s , p e r d a de h o r a s de t r a b a l h o , e r e d u ç ã o da p r o d u t i v i d a d e . Bo a p a r t e d e s s e s c u s t o s é t r a n s f e r i d a ao e s t a d o a t r a v é s dos s e r v i ç o s de s a ú d e e p r e v i d ê n c i a s o c i a l p ú b l i c o s . E i m p o r t a n t e d e s t a c a r q u e a p o l u i ç ã o a t m o s f é r i c a t e m s i d o c a u s a de m o r t e s , s e j a n a f o r m a de p r e c u r s o r a de d o e n ç a s , d e n t r e e l a s o c â n c e r p u l m o n a r , s e j a c o m o r e s p o n s á v e l p e l o a g r a v a m e n t o de d o e n ç a s c a r d i o r e s p i r a t ó r i a s . A l i t e r a t u r a e s p e c i a l i z a d a r e g i s t r a d i v e r s o s e p i s ó d i o s a g u d o s de p o l u i ç ã o do ar e n v o l v e n d o c a s o s f a t a i s . O ma i s f a m o s o d e l e s o c o r r e u e m 1952, e m L o n d r e s , q u a n d o u m g r a n d e a u m e n t o da s c o n c e n t r a ç õ e s de ó x i d o de e n x o f r e e p a r t í c u l a s , m a n t i v e r a m - s e p o r q u a t r o di as, e m d e c o r r ê n c i a de c o n d i ç õ e s c l i m á t i c a s d e s f a v o r á v e i s à d i s p e r s ã o d o s p o l u e n t e s - f a l t a de v e n t o , r e s u l t a n d o n a m o r t e de a p r o x i m a d a m e n t e 4 7 0 0 p e s s o a s ( M u r g e l , 1 9 9 0 ) . A p o l u i ç ã o do ar t a m b é m p r o v o c a a d e t e r i o r a ç ã o d e d i v e r s o s m a t e r i a i s : c o u r o , b o r r a c h a , m a t e r i a i s s i n t é t i c o s , t e c i d o s , p i g m e n t o s , p a p e l , m e t a i s e o u t r o s , o c a s i o n a n d o p r e j u í z o s e c o n ô m i c o s à s o c i e d a d e , d e v i d o à n e c e s s i d a d e de s u a s u b s t i t u i ç ã o e / o u de s u a m a n u t e n ç ã o f r e q ü e n t e . C o m o e x e m p l o i n t e r n a c i o n a l m e n t e c o n h e c i d o , t e m o s os m o n u m e n t o s h i s t ó r i c o s q u e se e n c o n t r a m e m z o n a s p o l u í d a s , c o m o o C o l i s e u e m R o m a , ou a A c r ó p o l e e m A t e n a s . E s s e s m o n u m e n t o s s u p o r t a r a m , d u r a n t e s é c u l o s , s e m m a i o r e s d a n o s , os e f e i t o s a m b i e n t a i s . E n t r e t a n t o , n a s ú l t i m a s d é c a d a s , t ê m s o f r i d o g r a v e d e t e r i o r a ç ã o c o m o c o n s e q ü ê n c i a d e p e r d a de m a t e r i a l s u p e r f i c i a l c a u s a d o , p r i n c i p a l m e n t e , p e l a a ç ã o do ó x i d o de e n x o f r e . A p o l u i ç ã o do a r a f e t a a i n d a o d e s e n v o l v i m e n t o de c u l t u r a s a g r í c o l a s , f l o r e s t a s , m a t a s n a t i v a s e p l a n t a s o r n a m e n t a i s ; a t r a v é s da d i m i n u i ç ã o da r e s i s t ê n c i a d a s p l a n t a s a d o e n ç a s e p r a g a s , q u e d a na p r o d u t i v i d a d e e c o m p r o m e t i m e n t o do a s p e c t o e q u a l i d a d e da c u l t u r a
( f a t o s q u e a f e t a m s eu v a l o r de v e n d a ) . 0 p r e j u í z o d a s p e r d a s c o m e r c i a i s d i r e t a s , d e v i d o à a ç ã o d o s o x i d a n t e s f o t o q u í m i c o s na a g r i c u l t u r a da C a l i f ó r n i a , c h e g a a u m b i l h ã o de d ó l a r e s p o r a n o ( M u r g e l , 1 9 9 0 ) . T a m b é m os e f e i t o s s o b r e os a n i m a i s s ã o s i g n i f i c a t i v o s ; v ã o d e s d e os m a l e s à s a ú d e até o a c ú m u l o de p o l u e n t e s t ó x i c o s , e s u a t r a n s f e r ê n c i a a o u t r o s s e r e s a t r a v é s d a c a d e i a a l i m e n t a r . C o m o p o d e m o s o b s e r v a r , é e v i d e n t e q u e a p r e v e n ç ã o da p o l u i ç ã o d e v e s e r v i s t a e e n t e n d i d a c o m o u m a d a s p r i o r i d a d e s s o c i a i s . Q u a l q u e r p r o c e s s o de r e d u ç ã o de p o l u e n t e s n o m e i o a m b i e n t e d e v e s e r c o n s i d e r a d o i m p o r t a n t e , j á q u e c o n t r i b u i p a r a a m e l h o r i a d a q u a l i d a d e de v i d a n a s r e g i õ e s a t i n g i d a s . A p r o g r a m a ç ã o de u m s e m á f o r o q u e l e v a r e m c o n t a o g r a u de p o l u i ç ã o d e v e b u s c a r o p l a n o , c u j a p r o g r a m a ç ã o p r o d u z a m e n o r p o l u i ç ã o , n o p o n t o de o b s e r v a ç ã o d a i n t e r s e ç ã o a n a l i s a d a . N o s p a í s e s i n d u s t r i a l i z a d o s , e e m d e s e n v o l v i m e n t o , a p o l u i ç ã o do ar o c o r r i d a n a s i n t e r s e ç õ e s t o r n o u - s e u m p r o b l e m a c o m p l e x o , d e v i d o ao c r e s c i m e n t o d e s c o n t r o l a d o d o t r á f e g o v e i c u l a r . N o c a s o do B r a s i l , os p r o c e s s o s de p r o g r a m a ç ã o d a s i n t e r s e ç õ e s a i n d a n ã o c o n s i d e r a m e s t a v a r i á v e l de e m i s s ã o d e p o l u e n t e s , m a s as t é c n i c a s de c o n t r o l e d e t r á f e g o e s t ã o a v a n ç a n d o p o s i t i v a m e n t e . 1. 6 - P R O C E D I M E N T O S M E T O D O L Ó G I C O S D O E S T U D O O e s t u d o e m q u e s t ã o f o i d e s e n v o l v i d o e m d i v e r s a s e t a p a s , q u e j u n t a s i n t e g r a m o t r a b a l h o d e s e n v o l v i d o . A s s i m , o e s t u d o t e v e i n í c i o
10 d e f i n i n d o os o b j e t i v o s j á a p r e s e n t a d o s n a s e ç ã o ( 1 . 4 ) . O p r i m e i r o p a s s o f o i r e a l i z a r u m l e v a n t a m e n t o b i b l i o g r á f i c o a c e r c a dos c o n c e i t o s r e l a c i o n a d o s c o m: p o l u i ç ã o a t m o s f é r i c a ; c o n t r o l e do t r á f e g o n a s i n t e r s e ç õ e s s i n a l i z a d a s p o r s e m á f o r o ; p e s q u i s a s do t e m a e m q u e s t ã o b u s c a n d o c o n h e c e r as t é c n i c a s , m é t o d o s e m p r e g a d o s e r e s u l t a d o s j á o b t i d o s . T e n d o c o n h e c i m e n t o d o s c o n c e i t o s , t é c n i c a s e m é t o d o s , p a r t i u - se p a r a o d e s e n v o l v i m e n t o de u m n o v o m é t o d o q u e a j u d e n a s o l u ç ã o d a s q u e s t õ e s f o r m u l a d a s n e s t e t r a b a l h o . O m é t o d o p r o p o s t o a p r e s e n t a v á r i a s e t a p a s c o m o : s e l e ç ã o da i n t e r s e ç ã o s i n a l i z a d a , t r a b a l h o de c a m p o , c á l c u l o d o s a t r a s o s v e i c u l a r e s , e s t a b e l e c i m e n t o de u m a r e l a ç ã o e n t r e a t r a s o e p o l u i ç ã o u t i l i z a n d o a n á l i s e de r e g r e s s ã o e, f i n a l m e n t e , o d i m e n s i o n a m e n t o do p l a n o , c u j a p r o g r a m a ç ã o s e j a ó t i m a p a r a o s e m á f o r o d a i n t e r s e ç ã o s e l e c i o n a d a . A p ó s o d e s e n v o l v i m e n t o do m é t o d o , o p r ó x i m o p a s s o f o i s u a v a l i d a ç ã o . P a r a t a n t o , o m é t o d o p r o p o s t o f o i a p l i c a d o e m u m a i n t e r s e ç ã o l o c a l i z a d a n o c e n t r o d a c i d a d e de F l o r i a n ó p o l i s e n t r e as r u a s H e i t o r L u z e M a u r o R a m o s . No c á l c u l o d o s a t r a s o s v e i c u l a r e s e n o d i m e n s i o n a m e n t o d o s s e m á f o r o s f o r a m u t i l i z a d o s d o i s m é t o d o s : o m é t o d o de W e b s t e r e C o b b e ( 1 9 6 6 ) e o m é t o d o de A l l s o p ( 1 9 8 1 ) . E s t e s m é t o d o s f a z e m p a r t e das f e r r a m e n t a s d a m e t o d o l o g i a p r o p o s t a . O t r a b a l h o é e n c e r r a d o a p r e s e n t a n d o as c o n c l u s õ e s o b t i d a s p e l a a p l i c a ç ã o do m é t o d o .
E s t e e s t u d o p e l a s u a n a t u r e z a , só p o d e ser a p l i c a d o e m i n t e r s e ç õ e s c o m s e m á f o r o . A e s t r a t é g i a de c o n t r o l e d o s s e m á f o r o s , u t i l i z a d o s p a r a e s t e e s t u d o , é o ‘' c o n t r o l e a t e m p o f i x o ” . Os p l a n o s a t e m p o f i x o s ã o a q u e l e s q u e s ão a c i o n a d o s s e g u n d o u m a t a b e l a de h o r á r i o s q u e n ã o é m o d i f i c a d a p e l o s p a d r õ e s de t r á f e g o . N e s t e s p l a n o s o t e m p o de c i c l o é c o n s t a n t e e a d u r a ç ã o e os i n s t a n t e s de m u d a n ç a dos e s t á g i o s s ã o f i x o s e m r e l a ç ã o ao c i c l o p a r a o p e r í o d o c o n s i d e r a d o . P o d e m f a c i l i t a r a c o o r d e n a ç ã o de s e m á f o r o s a d j a c e n t e s c o m m a i o r f a c i l i d a d e d o q u e os c o n t r o l a d o s p e l o t r á f e g o , d e v i d o à c o n s t â n c i a do t e m p o de c i c l o e d e s u a p a r t i ç ã o de v e r d e s . N ã o d e p e n d e m dos d e t e c t o r e s v e i c u l a r e s e, p o r t a n t o , n ã o s ã o a f e t a d o s p o r a n o m a l i a s no d e t e c t o r c o m o , p o r e x e m p l o , n o c a s o de o b r a s n a v i a o u de v e í c u l o s e s t a c i o n a d o s s o b r e as m e s m a s . A p r e s e n t a m r e s u l t a d o s s a t i s f a t ó r i o s e m c r u z a m e n t o s , o n d e os p a d r õ e s s ão r e l a t i v a m e n t e e s t á v e i s e t ê m u m c o m p o r t a m e n t o c í c l i c o e p r e v i s í v e l . O m o d o de o p e r a ç ã o u t i l i z a d a é “ i s o l a d a ” . N e s t e c a s o , o c o n t r o l e d o s m ò v i m e n t o s de t r á f e g o b a s e i a - s e n a s c o n d i ç õ e s e x i s t e n t e s n o p r ó p r i o c r u z a m e n t o , n ã o s e n d o c o n s i d e r a d a s e v e n t u a i s i n t e r f e r ê n c i a s e x e r c i d a s p e l a o p e r a ç ã o d os s e m á f o r o s a d j a c e n t e s . Os p l a n o s s e m a f ó r i c o s i s o l a d o s s ã o r e c o m e n d á v e i s p a r a f a z e r p r e v i s ã o de e m i s s õ e s d e p o l u e n t e s n a s i n t e r s e ç õ e s , j á q u e e s t e s p l a n o s r e d u z e m a e m i s s ã o de CO a p r o x i m a d a m e n t e e m 1 6 % em r e l a ç ã o a o s p l a n o s s i n c r o n i z a d o s n o s p e r í o d o s de p i c o . E s t a d i f e r e n ç a de d e s e m p e n h o d o s m o d o s de o p e r a ç ã o se d e v e ao f a t o de q u e os p l a n o s i s o l a d o s r e d u z e m m a i s o t a m a n h o d a f i l a m é d i a e m c o m p a r a ç ã o c o m os p l a n o s s i n c r o n i z a d o s n o s p e r í o d o s de p i c o ( D e n n i s e N i g e l , 1 9 9 6 ) . M e n o r o 1 .7 - L I M I T A Ç Õ E S D O E S T U D O
12 t a m a n h o da f i l a, m e n o r o n ú m e r o de v e í c u l o s d e s a c e l e r a n d o , a c e l e r a n d o e p a r a n d o c o m m o t o r l i g a d o , p o r t a n t o , m e n o r p o l u i ç ã o . As o b s e r v a ç õ e s t a n t o d o s f l u x o s v e i c u l a r e s c o m o das c o n c e n t r a ç õ e s de CO, d e v e m ser f e i t a s n o s h o r á r i o s de p i c o , j á q u e n e s t e s h o r á r i o s as i n t e r s e ç õ e s f i c a m m a i s c a r r e g a d a s em t e r m o s de t r á f e g o . O u t r a l i m i t a ç ã o i m p o r t a n t e é a m e d i d a d a p o l u i ç ã o a t m o s f é r i c a , p a r a t a n t o é u t i l i z a d o o g r a u de c o n c e n t r a ç ã o de C O . A e s c o l h a d a c o n c e n t r a ç ã o de m o n ó x i d o de c a r b o n o p a r a r e p r e s e n t a r a p o l u i ç ã o a t m o s f é r i c a , d e v e - s e a i m p o r t â n c i a q u e e s t e t i p o de p o l u e n t e t e m p a r a a q u a l i d a d e do ar u r b a n o , j á q u e o CO é o p o l u e n t e ma i s i m p o r t a n t e e m i t i d o p e l o t r â n s i t o ( M a t z o r o s , 1 9 9 2) . 1. 8 - E S T R U T U R A D E A P R E S E N T A Ç Ã O D A T E S E O p r i m e i r o c a p í t u l o d e s t a t e s e d i s c o r r e s o b r e as q u e s t õ e s i n t r o d u t ó r i a s , a t r a v é s d a s q u a i s p o d e - s e c o n h e c e r o t e m a a s e r t r a t a d o , c o m o : o t e m a de p e s q u i s a , c o n t r i b u i ç ã o , o b j e t i v o s e a j u s t i f i c a t i v a do t r a b a l h o . E s t e c a p í t u l o c o b r e , t a m b é m , c o n s i d e r a ç õ e s a r e s p e i t o d a s l i m i t a ç õ e s do t r a b a l h o . N o s e g u n d o c a p í t u l o , s ão a p r e s e n t a d o s c o n c e i t o s i m p o r t a n t e s u t i l i z a d o s n a e l a b o r a ç ã o do p r e s e n t e t r a b a l h o c o m o : p o l u i ç ã o do ar, c o n t r o l e d e t r á f e g o e m c r u z a m e n t o s s e m a f o r i z a d o s e t a m b é m , s ã o a p r e s e n t a d a s p e s q u i s a s j á r e a l i z a d a s s o b r e o t e m a e m e s t u d o .
No t e r c e i r o c a p í t u l o é d e s c r i t o e m d e t a l h e s a m e t o d o l o g i a p r o p o s t a p a r a a e x e c u ç ã o d e s t a t e s e , s e n d o e s t a a p r i n c i p a l c o n t r i b u i ç ã o c i e n t í f i c a da t e s e a q u i a p r e s e n t a d a . N o q u a r t o c a p í t u l o é a p r e s e n t a d o a a p l i c a ç ã o da m e t o d o l o g i a , e m t r a b a l h o de c a m p o r e a l i z a d o n o c e n t r o u r b a n o de F l o r i a n ó p o l i s , E s t a d o de S a n t a C a t a r i n a , no sul do B r a s i l . N o q u i n t o c a p í t u l o s ã o a p r e s e n t a d o s as i n f o r m a ç õ e s c o n c l u s i v a s d e s t e t r a b a l h o , c o l o c a d a s e m r e l a ç ã o a o s o b j e t i v o s e às c o n t r i b u i ç õ e s c i e n t í f i c a s d e s t a p e s q u i s a . A p r e s e n t a - s e a i n d a r e c o m e n d a ç õ e s p a r a t r a b a l h o s f u t u r o s . N o f i n a l da t e s e , s ã o l i s t a d a s as r e f e r ê n c i a s b i b l i o g r á f i c a s e a n e x a d o s d o c u m e n t o s c o m i n f o r m a ç õ e s a d i c i o n a i s .
14
C A P Í T U L O 2
R E V I S Ã O B I B L I O G R Á F I C A .
N e s t e i t e m , s e r ã o a p r e s e n t a d o s t e m a s i m p o r t a n t e s u t i l i z a d o s n a e l a b o r a ç ã o da p r e s e n t e t e s e . E m p r i n c í p i o s e r ã o a p r e s e n t a d o s os c o n c e i t o s r e l a c i o n a d o s c o m a p o l u i ç ã o do ar, a s s i m c o m o , os c o n c e i t o s r e l a c i o n a d o s c o m o c o n t r o l e de t r á f e g o e m c r u z a m e n t o s s e m a f o r i z a d o s e, f i n a l m e n t e , s e r ã o a p r e s e n t a d a s a l g u m a s p e s q u i s a s s o b r e o t e m a e m d i s c u s s ã o . 2 . 1 - P O L U I Ç Ã O D O A R A a t m o s f e r a p o d e s e r c o n s i d e r a d a c o m o u m l o c a l o n d e , p e r m a n e n t e m e n t e , o c o r r e m r e a ç õ e s q u í m i c a s , p o i s , a b s o r v e u m a g r a n d e v a r i e d a d e de s ó l i d o s , g a s e s e l í q u i d o s p r o v e n i e n t e s de f o n t e s , t a n t o n a t u r a i s c o m o i n d u s t r i a i s , q u e p o d e m d i s p e r s a r , r e a g i r e n t r e si o u c o m o u t r a s s u b s t â n c i a s j á p r e s e n t e s n a m e s m a . E s t a s s u b s t â n c i a s o u o p r o d u t o de s u a s r e a ç õ e s f i n a l m e n t e e n c o n t r a m s e u d e s t i n o n u m s o r v e d o u r o , c o m o o o c e a n o , ou a l c a n ç a m u m r e c e p t o r , c o m o oh o m e m . É d i f í c i l d e f i n i r o t e r m o p o l u e n t e , m a s de m o d o g e r a l , q u a l q u e r s u b s t â n c i a q u e e v e n t u a l m e n t e v e n h a c a u s a r i n c ô m o d o o u d e s c o n f o r t o ou p e r i g o ao h o m e m p o d e s e r i n c l u í d a n e s s a c a t e g o r i a . I s s o s i g n i f i c a , s e m d ú v i d a , q u e se d e v e d e f i n i r as c o n c e n t r a ç õ e s na s q u a i s c a d a u m d o s m a t e r i a i s se t o r n a p o l u e n t e e a v a l i a r as c o n c e n t r a ç õ e s c r í t i c a s d o s p o s s í v e i s p r e c u r s o r e s . O b v i a m e n t e , e n t ã o a q u a n t i d a d e t o t a l de u m p o l u e n t e e s p e c í f i c o t e m a p e n a s i m p o r t â n c i a s e c u n d á r i a e m r e l a ç ã o ao e f e i t o q u e c a u s a no m e i o a m b i e n t e ( B e n n e M c A u l i f f e , 19 8 1 ) . A c o n c e n t r a ç ã o r é a l d o s p o l u e n t e s do ar d e p e n d e m d o s m e c a n i s m o s de e m i s s ã o e d i s p e r s ã o . N o r m a l m e n t e , a p r ó p r i a a t m o s f e r a d i s p e r s a o p o l u e n t e , m í s t u r a n d o - o e f i c i e n t e m e n t e c o m u m g r a n d e v o l u m e de ar, o q u e c o n t r i b u i p a r a q u e a p o l u i ç ã o f i q u e e m n í v e i s a c e i t á v e i s . As v e l o c i d a d e s de d i s p e r s ã o v a r i a m m u i t o c o m a t o p o g r a f i a e as c o n d i ç õ e s m e t e o r o l ó g i c a s . 2 . 1 . 1 - P a r â m e t r o s de Q u a l i d a d e d o Ar O n í v e l de p o l u i ç ã o do ar é m e d i d o p e l a q u a n t i f i c a ç ã o da s s u b s t â n c i a s p o l u e n t e s . C o n s i d e r a - s e p o l u e n t e q u a l q u e r s u s t â n c i a p r e s e n t e n o ar e q u e , p e l a s u a c o n c e n t r a ç ã o , p o s s a t o r n á - l o i m p r ó p r i o , n o c i v o o u o f e n s i v o à s a ú d e , i n c o n v e n i e n t e ao b e m e s t a r p ú b l i c o . A v a r i e d a d e d e s u b s t â n c i a s q u e p o d e m e s t a r p r e s e n t e s n a a t m o s f e r a é m u i t o g r a n d e , o que t o r n a d i f í c i l a t a r e f a de e s t a b e l e c e r u m a c l a s s i f i c a ç ã o . E n t r e t a n t o , p o d e - s e i n i c i a r e s t e p r o c e s s o d i v i d i n d o os p o l u e n t e s e m d u a s c a t e g o r i a s :
16 ■ P o l u e n t e s p r i m á r i o s : a q u e l e s e m i t i d o s d i r e t a m e n t e p e l a s f o n t e s de e m i s s ã o ; ■ P o l u e n t e s s e c u n d á r i o s : a q u e l e s f o r m a d o s na a t m o s f e r a a t r a v é s da r e a ç ã o q u í m i c a e n t r e p o l u e n t e s e c o n s t i t u i n t e s n a t u r a i s d a a t m o s f e r a ( C E T E S B , 19 9 6 ) . As s u b s t â n c i a s u s u a l m e n t e c o n s i d e r a d a s p o l u e n t e s do ar p o d e m s e r c l a s s i f i c a d a s d a s e g u i n t e f o r m a : ■ c o m p o s t o s de e n x o f r e ( S 0 2, S O3, H2S, s u l f a t o s ) ; ■ c o m p o s t o s de n i t r o g ê n i o ( N O , N O ;, N H 3, H N O3, n i t r a t o s ) ; ■ c o m p o s t o s o r g â n i c o s de c a r b o n o ( h i d r o c a r b o n e t o s , á l c o o i s , a l d e í d o s , c e t o n a s , á c i d o s o r g â n i c o s ) ; ■ m o n ó x i d o de c a r b o n o e d i ó x i d o de c a r b o n o ; * c o m p o s t o s h a l o g e n a d o s ( H C I , H F , c l o r e t o s e f l u o r e t o s ) ; ■ m a t e r i a l p a r t i c u l a d o ( m i s t u r a de c o m p o s t o s n o e s t a d o s ó l i d o o u l i q u i d o ) . O b s e r v a - s e , p r i m e i r a m e n t e , q u e e s t a c l a s s i f i c a ç ã o é f e i t a n a b a s e q u í m i c a f í s i c a , p o i s o g r u p o “ m a t e r i a l p a r t i c u l a d o ” se r e f e r e ao e s t a d o f í s i c o , e n q u a n t o os o u t r o s a u m a c l a s s i f i c a ç ã o q u í m i c a . O g r u p o “ m a t e r i a l p a r t i c u l a d o ” p o d e t a m b é m s e r f o r m a d o p o r c o m p o s t o s de e n x o f r e , c a r b o n o , n i t r o g ê n i o e t c . ( C E T E S B , 1 9 9 6 ) . O q u a d r o 2 . 1 m o s t r a de f o r m a s i m p l i f i c a d a os p r i n c i p a i s p o l u e n t e s a t m o s f é r i c o s p r o d u z i d o s p e l o s d i f e r e n t e s t i p o s de f o n t e s de e m i s s ã o .
Q u a d r o 2 . 1 - P r i n c i p a i s F o n t e s de P o l u i ç ã o do Ar e P r i n c i p a i s P o l u e n t e s . F O N T E P O L U E N T E S F o n t e s E s t a c i o n á r i a s C o m b u s t ã o M a t e r i a l p a r t i c u l a d o D i ó x i d o de e n x o f r e e t r i ó x i d o de e n x o f r e m o n ó x i d o de c a r b o n o , h i d r o c a r b o n e t o e ó x i d o de n i t r o g ê n i o P r o c e s s o i n d u s t r i a l M a t e r i a l p a r t i c u l a d o ( f u m o s , p o e i r a s , n é v o a s ) G a s e s . S 0 2, S 0 3, H c l , H i d r o c a r b o n e t o s , m e r c a p t a n a s , HF, H 2S, N o x Q u e i m a d e r e s í d u o s ó l i d o M a t e r i a l p a r t i c u l a d o G a s e s , S 0 2, S 0 3, HCL, N O X O u t r o s H i d r o c a r b o n e t o , m a t e r i a l p a r t i c u l a d o m ó v e i s V e í c u l o s g a s o l i n a / d i e s e l Á l c o o l , a v i õ e s , m o t o c i c l e t a s , b a r c o s , locomoti%'as, e t c . M a t e r i a l p a r t i c u l a d o , m o n ó x i d o de c a r b o n o , ó x i d o de e n x o f r e , ó x i d o de n i t r o g ê n i o , h i d r o c a r b o n e t o s , a l d e í d o s , á c i d o s o r g â n i c o s F o n t e s n a t u r ai s M a t e r i a i s p a r t i c u l a d o s , p o e i r a s G a s e s S 0 2. H 2S_ CO, N O, N O z, h i d r o c a r b o n e t o s R e a ç õ e s q u í m i c a s na a t m o s f e r a E x . h i d r o c a r b o n e t o s + ó x i d o s de n i t r o g ê n i o ( l u z s o l a r ) P o l u e n t e s s e c u n d á r i o s 0 3, a l d e í d o s , á c i d o s o r g â n i c o s , n i t r a t o s o r g â n i c o s , a e r o s s o l f o t o q u i m i c o , e tc . F o n t e : C E T E S B ( 1 9 9 6 ) . Q u a n d o se d e t e r m i n a a c o n c e n t r a ç ã o d e u m p o l u e n t e n a a t m o s f e r a , m e d e - s e o g r a u de e x p o s i ç ã o d o s r e c e p t o r e s ( s e r h u m a n o , p l a n t a s , a n i m a i s e m a t e r i a i s ) c o m o r e s u l t a d o f i n a l do p r o c e s s o de
18 l a n ç a m e n t o d e s t e s p o l u e n t e s na a t m o s f e r a p o r s u a s f o n t e s de e m i s s ã o e s u a s i n t e r a ç õ e s n a a t m o s f e r a , do p o n t o v i s t a f í s i c o ( d i l u i ç ã o ) e q u í m i c o ( r e a ç õ e s q u í m i c a s ) . O s i s t e m a p o d e s e r v i s u a l i z a d o c o n f o r m e m o s t r a a fig. 2 . 1 F O N T E S DE E M I S S Ã O A T M O S F E R A R E C E P T O R E S P c l u e n t e s D i l u i ç ã o , H u m a n o s , " "W Re a ç õe s .w a n i m a i s , Q u í m i c a s p l a n t a s , m a t e r i a i s . e t c . F i g u r a 2. 1: P r o c e s s o de l a n ç a me n t o de p o l u e n t e s na a t mo s f e r a O I m p o r t a n t e é f r i s a r q u e m e s m o m a n t i d a s as e m i s s õ e s , a q u a l i d a d e d o ar p o d e m u d a r e m f u n ç ã o d a s c o n d i ç õ e s m e t e o r o l ó g i c a s q u e d e t e r m i n a m a m a i o r o u a m e n o r d i l u i ç ã o d o s p o l u e n t e s . É p o r i s s o q u e a q u a l i d a d e d o a r p i o r a d u r a n t e os m e s e s de i n v e r n o , q u a n d o as c o n d i ç õ e s m e t e o r o l ó g i c a s s ã o m a i s d e s f a v o r á v e i s à d i s p e r s ã o d o s p o l u e n t e s . A i n t e r a ç ã o e n t r e as f o n t e s de p o l u i ç ã o e a a t m o s f e r a v a i d e f i n i r o n í v e l de q u a l i d a d e do ar, q u e d e t e r m i n a , p o r s u a v e z , o s u r g i m e n t o de e f e i t o s a d v e r s o s d a p o l u i ç ã o do ar s o b r e os r e c e p t o r e s . A d e t e r m i n a ç ã o s i s t e m á t i c a d a q u a l i d a d e do ar d e v e ser, p o r p r o b l e m a s de o r d e m p r á t i c a , l i m i t a d a a u m r e s t r i t o n ú m e r o de
p o l u e n t e s , d e f i n i d o em f u n ç ã o de s u a i m p o r t â n c i a e dos r e c u r s o s m a t e r i a i s e h u m a n o s d i s p o n í v e i s . De u m a f o r m a g e r a l , a e s c o l h a r e c a i s e m p r e s o b r e u m g r u p o de p o l u e n t e s q u e s e r v e m c o m o i n d i c a d o r e s d a q u a l i d a d e d o ar, c o n s a g r a d o s u n i v e r s a l m e n t e : d i ó x i d o de e n x o f r e ( S 0 2), p o e i r a e m s u s p e n s ã o , m o n ó x i d o de c a r b o n o ( C O ) , o x i d a n t e s f o t o q u i m i c o s e x p r e s s o s c o m o o z ô n i o (0 3), h i d r o c a r b o n e t o s t o t a i s e ó x i d o de n i t r o g ê n i o ( N O e NO?) . A r a z ã o da e s c o l h a d e s t e s p a r â m e t r o s c o m o i n d i c a d o r e s de q u a l i d a d e d o ar e s t á l i g a d a à s u a m a i o r f r e q ü ê n c i a de o c o r r ê n c i a e a o s e f e i t o s a d v e r s o s q u e c a u s a m ao m e i o a m b i e n t e ( C E T E S B , 1 9 9 6 ) . 2 . 1 . 2 - P a d r õ e s de Q u a l i d a d e do Ar U m p a d r ã o de q u a l i d a d e d o ar d e f i n e l e g a l m e n t e u m l i m i t e m á x i m o p a r a a c o n c e n t r a ç ã o de u m c o m p o n e n t e a t m o s f é r i c o q u e g a r a n t e a p r o t e ç ã o da s a ú d e e de b e m e s t a r d a s p e s s o a s . Os p a d r õ e s de q u a l i d a d e d o ar s ão b a s e a d o s e m e s t u d o s c i e n t í f i c o s d o s e f e i t o s p r o d u z i d o s p o r p o l u e n t e s e s p e c í f i c o s e s ã o f i x a d o s e m n í v e i s q u e p o s s a m p r o p i c i a r u m a m a r g e m de s e g u r a n ç a a d e q u a d a . S ã o e s t a b e l e c i d o s d o i s t i p o s de p a d r õ e s de q u a l i d a d e do a r : os p r i m á r i o s e os s e c u n d á r i o s . S ã o p a d r õ e s p r i m á r i o s de q u a l i d a d e do ar as c o n c e n t r a ç õ e s d e p o l u e n t e s q u e , q u a n d o u l t r a p a s s a d a s , p o d e r ã o a f e t a r a s a ú d e d a p o p u l a ç ã o . P o d e m s e r e n t e n d i d o s c o m o n í v e i s m á x i m o s t o l e r á v e i s de c o n c e n t r a ç ã o de p o l u e n t e s a t m o s f é r i c o s , c o n s t i t u i n d o - s e e m m e t a s de c u r t o e m é d i o p r a z o .
20 S ã o p a d r õ e s s e c u n d á r i o s de q u a l i d a d e do ar as c o n c e n t r a ç õ e s de p o l u e n t e s a t m o s f é r i c o s a b a i x o das q u a i s se p r e v ê o m í n i m o e f e i t o a d v e r s o s o b r e o b e m e s t a r da s p o p u l a ç õ e s , a s s i m c o m o o m í n i m o p r e j u í z o à f a u n a e à f l o r a , aos m a t e r i a i s e ao m e i o a m b i e n t e e m g e r a l . P o d e m ser e n t e n d i d o s c o m o n í v e i s d e s e j a d o s de c o n c e n t r a ç õ e s de p o l u e n t e s , c o n s t i t u i n d o - s e e m m e t a s de l o n g o p r a z o . O o b j e t i v o do e s t a b e l e c i m e n t o de p a d r õ e s s e c u n d á r i o s é c r i a r u m a b a s e p a r a u m a p o l í t i c a de p r e v e n ç ã o da d e g r a d a ç ã o da q u a l i d a d e do ar. Os p a r â m e t r o s r e g u l a m e n t a d o s s ão os s e g u i n t e s : p a r t í c u l a s t o t a i s e m s u s p e n s ã o , f u m a ç a , p a r t í c u l a s i n a l á v e i s , d i ó x i d o de e n x o f r e , m o n ó x i d o de c a r b o n o , o z ô n i o e d i ó x i d o de n i t r o g ê n i o ( C E T E S B , 19 96 ) . As u n i d a d e s de m e d i d a u t i l i z a d a s p a r a se o b t e r a c o n c e n t r a ç ã o de p o l u e n t e s são f u n ç ã o do p e s o d a s p a r t í c u l a s p o r u n i d a d e de v o l u m e d e ar ( m g / m 3, u g / m 3) o u o n ú m e r o de p a r t í c u l a s p o r m i l h ã o d e p a r t e s de m i s t u r a ( p p m ) ( C E T E S B , 1 9 8 5 ) . C o m o a r e s i s t ê n c i a do h o m e m à p o l u i ç ã o d e p e n d e o b v i a m e n t e da i n t e n s i d a d e d a p o l u i ç ã o e / o u do t e m p o d e e x p o s i ç ã o a el a, d a í v e m q u e a m e d i ç ã o da c o n c e n t r a ç ã o de p o l u e n t e s ( s e j a e m u n i d a d e s de p e s o p o r u n i d a d e de v o l u m e do ar ou e m n ú m e r o de p a r t í c u l a s p o r m i l h ã o de p a r t e s de m i s t u r a ) p r e c i s a c o n s i d e r a r o t e m p o de e x p o s i ç ã o ao p o l u e n t e , o r i g i n a n d o , p o i s , d o i s p a d r õ e s da q u a l i d a d e do ar. O p r i m e i r o c o n s i d e r a a p o l u i ç ã o d e s p e j a d a c o n t i n u a m e n t e n o ar. O s e g u n d o c o n s i d e r a a p o l u i ç ã o i n t e n s a e c r í t i c a l i m i t a d a n o t e m p o ( M a r t i n s , 1 9 96) . O s p a d r õ e s n a c i o n a i s de q u a l i d a d e do ar f i x a d o s n a R e s o l u ç ã o C O N A M A n° 3 de 2 8 / 0 6 / 9 0 s ã o a p r e s e n t a d o s n o q u a d r o 2. 2.
Q u a d r o 2 . 2 - P a d r õ e s d e Q u a l i d a d e d o Ar P A D R Ã O P A D R Ã O P O L U E N T E S T E M P O DE P R I M Á R I O SECUNDÁRIO M É T O D O S DE A M O S T R A G E M U G / M 1 U G í M 3 M E D I Ç Ã O P a r t í c u l a s 24 h o r a s ( 1) 240 1 50 A m o s t r a g e m de t o t a i s e m M G A ( 2 ) 80 60 g r a n d e s v o l u m e s s u s p e n s ã o D i o x i d o de 24 h o r a s ( l ) 365 100 e n x o fi e MA A ( 3 ) 80 40 P a r a r o s a n i l i n a 1 h o r a ( l ) 4 0 . 0 0 0 4 0 . 0 0 0 M o n o x i d o de 3 5 p p m 3 5 p p m I n f r a v e r m e l h o c a r b o n o nã o d i s p e r s i v o 8 h o r a s ( l ) 1 0 . 0 0 0 9 p p m 10 . 0 0 0 9 p p m O z ô n i o 1 h o r a ( 1 ) QutmiÍuminesç_ênci 160 160 a F u m a ç a 24 h o r a s ( l ) 150 100 R e f l e t â n c i a M A A Í 3 ) 60 40 P a r t í c u l a s 24 h o r a s ( l ) 150 150 Separação
i n a l á v e i s : M A A ( 3 ) 50 50 Ine rci al / Fi l t r ação
D i ó x i d o d e 1 h o r a M A A ( 3 ) 320 190 Qutmiluminesç_ènci n i t r o g ê n i o 100 100 a N ã o d e v e s e r e x c e d i d o m a i s que u m a v e z ao ano (1) M é d i a g e o m é t r i c a a n u a l ( 2) M é d i a a r i t m é t i c a a n u a l ( 3) F o n t e : C E T E S B ( 1 9 9 6 ) 2 . 1 . 3 - . P r o c e s s o de C o n c e n t r a ç ã o de P o l u e n t e s O p r o c e s s o de c o n c e n t r a ç ã o de p o l u e n t e s a t m o s f é r i c o s i n i c i a - s e c o m o l a n ç a m e n t o de p o l u e n t e s n o ar, g e r a l m e n t e g a s e s , p o d e n d o s e r t a m b é m m a t e r i a i s p a r t i c u l a d o s . Q u a n d o t r a n s p o r t a d o s p e l o s d e s l o c a m e n t o s de m a s s a s de ar e d e p e n d e n d o de o u t r a s c o n d i ç õ e s de d i s p e r s ã o , e s s e s p o l u e n t e s p a s s a m a t e r u m a m a i o r ou u m a m e n o r p a r t i c i p a ç ã o n a c o m p o s i ç ã o d a a t m o s f e r a de u m a r e g i ã o . D e s t a f o r m a ,
