UNIVERSIDADE FEDERAL DO ABC ANDRÉIA SILVA CAIO BIZ MALASSISE DANIEL JOSÉ DA SILVA FERNANDO HENRIQUE GOMES ZUCATELLI

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO ABC

ANDRÉIA SILVA

CAIO BIZ MALASSISE

DANIEL JOSÉ DA SILVA

FERNANDO HENRIQUE GOMES ZUCATELLI

PROJETO DIRIGIDO BASES COMPUTACIONAIS

SANTO ANDRÉ

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO ABC

ANDRÉIA SILVA

CAIO BIZ MALASSISE

DANIEL JOSÉ DA SILVA

FERNANDO HENRIQUE GOMES ZUCATELLI

ANÁLISE DA RELAÇÃO ENTRE A FROTA DE VEÍCULOS

AUTOMOTORES COM A CONCENTRAÇÃO DE OZÔNIO

TROPOSFÉRICO NA RMSP

Trabalho apresentado como

avaliação parcial da

disciplina de Bases

Computacionais do BC&T da

UFABC.

Orientador: Profº Marcelo

Bender Perotoni

SANTO ANDRÉ

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Sumário

EQUATION CHAPTER 1 SECTION 1

1. INTRODUÇÃO ... 3

2. OBJETIVOS ... 4

3. JUSTIFICATIVA ... 4

4. METODOLOGIA ... 4

5. DADOS E ANÁLISE DOS RESULTADOS ... 5

6. CONCLUSÃO ... 9

7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ... 10

8. ANEXOS ... 11

8.1. Anexo 1 ... 11

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1. INTRODUÇÃO

A CETESB (Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental) monitoria a qualidade do ar respirado no estado do São Paulo e publica relatórios anuais, nestes relatórios são apresentados os dados obtidos em suas estações de monitoramento de todo o estado. Em geral, a Região Metropolitana de São Paulo (RMSP) é a maior região poluidora, fato decorrente da sua urbanização e industrialização intensa. Dentre as fontes poluidoras, os veículos automotores são sempre destacados, ora por sua grande quantidade, ora por sua importância na transformação do modo de vida humano.

Na RMSP são cerca de 2000 indústrias de alto potencial poluidor e da frota registrada de aproximadamente 8,4 milhões de veículos – ~6 milhões só na capital (Anexo 1). Essa frota representa cerca de 1/5 do total nacional.

Saliente-se que o Brasil é o único país no mundo que conta com uma frota veicular que utiliza etanol em larga escala como combustível. Na frota atual da RMSP, os veículos movidos a etanol hidratado representam 11,4% e os movidos a gasolina (mistura 22% de etanol e 78% de gasolina), representam 61%. O álcool etílico, considerando suas formas anidra e hidratada, corresponde a 55,1% do combustível consumido. Os veículos do tipo “flex-fuel” (bi-combustível), lançados

recentemente no mercado, correspondem a 10,1%, as motocicletas representam 12,1% e os veículos movidos a diesel representam 5,4% da frota. Deve-se também destacar que a frota da RMSP é bastante antiga, sendo que 49,5% desta são anteriores a 1997.

Dentre os poluentes monitorados pelas estações, encontra-se o ozônio, importante na estratosfera onde forma uma camada protetora contra efeitos danosos da radiação ultravioleta do sol, mas tem efeitos tóxicos que causam complicações no sistema respiratório quando encontrado próximo da superfície (Anexo 2).

O aumento dos níveis de ozônio (O3) nas regiões metropolitanas tem sido

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valor de 200 g/m3_{(102 ppb), o que determina a qualidade do ar má. O ozônio na}

RMSP destaca-se, atualmente, como o poluente com maior número de ultrapassagens do padrão.

O ozônio não é um poluente emitido diretamente pelas fontes (veículos automotores), mas, formado na atmosfera através da reação entre os compostos orgânicos voláteis (COV’s) e óxidos de nitrogênio (NOx) em presença de luz solar.

A formação do ozônio na troposfera inicia-se pela fotólise do NO2, o produto

desta reação, NO, reage rapidamente com O3 para regenerar o NO2.

2

h

NO →ν NO O+ • (1.1)

2 3

O•+O →O (1.2)

3 2 2

O +NO→NO +O _(1.3)

Dessa maneira, o O3 mantém-se num estado estacionário que depende da

velocidade de fotólise do NO2 e da razão [NO2]/[NO]. Assim, se nenhum outro

processo convertesse NO em NO2 a concentração de ozônio não aumentaria

significativamente. Sobre os óxidos de nitrogênio, NO e NO2, são lançados na

atmosfera através de processos de combustão (veicular e industrial).

2. OBJETIVOS

O objetivo do trabalho está em relacionar os dados da CETESB sobre o comportamento do ozônio, com o aumento da frota na RMSP.

3. JUSTIFICATIVA

Os carros não produzem ozônio como subproduto da combustão, porém produzem óxidos de nitrogênio (NOx), que fazem parte do ciclo de produção do

ozônio (O3) e do gás oxigênio (O2). É perceptível o aumento da frota de carros na

RMSP e em todo o mundo, assim pretende-se evidenciar o aumento das ultrapassagens de ozônio na atmosfera com o aumento da frota de carros.

4. METODOLOGIA

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ozônio. Assim a CETESB possui um histórico sobre o comportamento o ozônio na RMSP ao longo dos anos.

A regra utilizada para a coleta dos dados foi selecionar o número total de dias em que houve ultrapassagem do valor padrão de ozônio, que pela Lei Estadual 8.468 de 1976, é estabelecido em 160 g/m3 (82ppb)

Foram selecionadas as amostras de 1999 até 2007, conforme relatórios de 2006 a 2008 publicados pela CETESB. Quanto à frota de veículos na RSMP, os dados disponibilizados pelo DETRAN são de 1998 a 2008, pois relacionam o período de uma década.

Estas amostras são significativas porque representam uma área (RMSP) de grande densidade populacional e grande desenvolvimento econômico e tecnológico.

Os carros da cidade de São Paulo circulam por toda a região metropolitana e vice-versa, justificando a escolha dos dados utilizados.

5. DADOS E ANÁLISE DOS RESULTADOS

A Tabela 1 apresenta o número de dias em que o padrão de qualidade do ar para o ozônio foi ultrapassado em cada mês dos últimos nove anos, para as estações da RMSP. Em 2007, o ozônio ultrapassou o padrão em 72 dias, considerando todas as estações que medem este poluente, o que representa 20% dos dias do ano. Até o ano de 2006, verificou-se que o número de dias de ultrapassagens diminuiu gradativamente, entretanto tornou a aumentar em 2007, quebrando uma sequência de reduções iniciada em 2003 e, atingindo apenas seis dias a menos que em 2003.

Da comparação entre os meses, cabe destaque para março, outubro, por terem a maior quantidade histórica de ultrapassagens dos últimos nove anos.

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Com relação à distribuição dos episódios durante os dias da semana, pode-se observar na análise da Figura 1, que não há diferenças significativas entre os dias úteis e finais de semana, ou seja, mesmo aos sábados e domingos, quando ocorre uma redução no tráfego urbano, e consequentemente na emissão de precursores, observou-se ainda um grande número de eventos.

Figura 1 – Total de ultrapassagens do padrão de ozônio (160 g/m3) por dia da semana, na RMSP de mai/96 a dez/99. (CETESB 2000)

Na Figura 2 está o gráfico com o total de ultrapassagens de ozônio de 1999 a 2007.

Ultrapassagens do ozônio

0 20 40 60 80 100 120

1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 Ano

D

ia

s

co

m

ul

tr

ap

as

sa

ge

m

Ultrapassagens do ozônio

Figura 2 – Nº de dias com ultrapassagens do ozônio de 1999 a 2007.

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7 -5 0 5 10 15 20 25

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

D ia s co m u lt ra p as sa g en s Mês

Variação das ultrapassagens nos meses dos anos

1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007

Figura 3 – Dias com ultrapassagem por mês por ano.

Somando as ultrapassagens de cada mês, foi gerado o gráfico da Figura 4 que é mais fácil de visualizar que o da Figura 3.

Histórico mensal de 1999 a 2007

y = 0,0168x6 - 0,6255x5 + 8,6966x4 - 55,634x3 + 163,53x2 - 203,26x + 156,86 R2 = 0,9559

-20 0 20 40 60 80 100 120

Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez

D ia s co m u lt ra p as sa g em

Total Polinômio (Total)

Figura 4 – Total de dias com ultrapassagem por mês ao longo dos anos.

Na Figura 4 é possível visualizar a linha de tendência das ultrapassagens de ozônio em cada mês dentro do ano.

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Frota capital em milhões

4,00 4,50 5,00 5,50 6,00 6,50

1997 1999 2001 2003 2005 2007 2009

Ano

M

ilh

õ

es

Frota capital em milhões

Figura 5 – Gráfico a partir dos dados do Anexo 1

Analisando o gráfico, nota-se o contínuo crescimento da frota até o ano de 2005, no ano de 2006 houve uma diminuição da frota, mas acompanhado de novo aumento nos anos seguintes.

Para facilitar a visualização do comportamento das curvas de ultrapassagens do ozônio e da frota, seus gráficos foram inseridos no mesmo gráfico, para isso os valores da frota foram divididos por 105_{, sem influenciar no seu comportamento.}

40 50 60 70 80 90 100 110 120

1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009

Ano

Frota capital em centenas de milhares Ultrapassagens do ozônio

Figura 6 – Sobreposição dos gráfico da Figura 2 com a Figura 5.

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9 3 4 5 6 7 8 9 10

49 49 51 53 55 56 58 53 56

F rota de veículos em centenas de milhares

M é d ia d e d ia s c o m u lt ra p a s s a g e m d e o z ô n io

Figura 7 – Correlação da frota e ultrapassagens de ozônio.

6. CONCLUSÃO

Analisando os gráficos, foi possível perceber que, enquanto os níveis de concentração de ozônio decrescem de 1999 a 2007, o número de veículos automotores aumentou, entre 1998 e 2008. Isso pode ser explicado possivelmente devido à eficiência dos catalisadores instalados nos veículos nos últimos anos. E também relacionado às leis ambientais cada vez mais restritivas, que impuseram um maior controle na qualidade dos combustíveis. Além do fato de que, no Brasil, o uso de biocombustíveis (como o etanol), menos poluentes que os combustíveis fósseis (como a gasolina), têm se disseminado cada vez mais rápido.

De acordo com os dados do relatório da CETESB de 2000 e comprovado pela Figura 4, a variação da concentração de ozônio está em função de fatores climáticos, sendo aumentada quando há maior propagação de calor na atmosfera (verão) e diminuída nos meses mais frios (inverno).

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7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

CETESB. Estudo do Comportamento do Ozônio na Região Metropolitana de

São Paulo. São Paulo: CETESB, 2000. Disponível em:

<http://www.cetesb.sp.gov.br/Ar/relatorios/ozonio_rmsp.zip> Acesso em 26.03.09

CETESB. Relatório de qualidade do ar no estado de São Paulo 2007 [recurso eletrônico]. São Paulo: CETESB, 2008. Disponível em:

<http://www.cetesb.sp.gov.br/Ar/publicacoes.asp>. Acesso em 27.03.09

ESTEVES, Gheisa R. T.; DA SILVA, Ennio P.; BARBOSA, Sonia R.C.S. Estimativa da Redução de Emissões na Região Metropolitana de São Paulo pela

Introdução de Transportes Alternativos Limpos. Disponível em :

<http://www.abve.org.br/destaques/EstimativaReducaoEmissoesRMetropolitanaSP.p df>. Acesso em 26.03.09

FROTA de veículos - DETRAN-SP. Disponível em:

<http://www.detran.sp.gov.br/frota/frota_jan.asp>. Acesso em 12.04.09

RANGEL, M. C.; CARVALHO, M. F. A. Impacto dos catalisadores automotivos no

controle da qualidade do ar. Quím. Nova [online]. 2003, vol.26, n.2, pp. 265-277.

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8. ANEXOS

8.1. Anexo 1

Dados do Detran sobre a frota do estado e da capital em Janeiro de cada ano. Tabela 2 – DETRAN

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8.2. Anexo 2

As complicações respiratórias provocadas pelo ozônio nas camadas baixa da atmosfera dependem da sua concentração, conforme a Tabela 3.

Tabela 3 – Tabela com os valores de qualidade do ar e efeitos para o ser humano com o ozônio.

Qualidade do ar Boa Regular Inadequada Má Péssima

Índice(μg/m³) 0-50 51-100 101-150 151-199 200-250 251-299 ≥300

O3(μg/m³)

0-80 >80 - 160 >160 e ≤180 >180 e <200 ≥200 e ≤400 >400 e <800 ≥800

Efeitos desprezíveis Pessoas com doenças respiratórias podem apresentar sintomas como

tosse seca e cansaço

Pessoas com doenças respiratórias, como

asma, e crianças têm os sintomas agravados. População em geral pode apresentar sintomas como ardor nos olhos,

nariz e garganta, tosse seca e cansaço Aumento dos sintomas respiratórios em crianças e pessoas com

doenças pulmonares, como asma. Aumento de sintomas respiratórios na população em geral Agravamento de sintomas respiratórios. Agravamento de doenças pulmonares, como asma, e doença pulmonar obstrutiva crônica Agravamento significativo dos sintomas respiratórios e dificuldade de

respirar na população em

geral. Risco mortes

prematuras de pessoas com

doenças respiratórias

Sérios riscos de manifestações de doenças respiratórias. Aumento de mortes prematuras de pessoas com

doenças respiratórias