DISPERSÃO DE POLUENTES NUMA ÁREA URBANA: UTILIZANDO MODELOS DE MICROESCALA (CFD, STREET-NETWORK) ACOPLADOS A MODELOS DE MESO ESCALA
Nome: GEORGYNIO YOSSIMAR ROSALES AYLAS
Data de publicação: 28/08/2024
Banca:
Nome |
Papel |
|---|---|
| BRUNO FURIERI | Examinador Interno |
| DAVIDSON MARTINS MOREIRA | Examinador Externo |
| ELISA VALENTIM GOULART | Coorientador |
| JANE MERI SANTOS | Examinador Interno |
| MARIO EDUARDO GAVIDIA CALDERÓN | Examinador Externo |
Páginas
Resumo: O crescimento da população urbana e a expansão industrial têm impactado negativamente a
qualidade do ar, intensificando problemas de saúde pública, como doenças respiratórias e cardiovasculares. Em áreas densamente povoadas, a concentração de poluentes atmosféricos,
como óxidos de nitrogênio (NOx), pode exceder os limites recomendados pela Organização
Mundial da Saúde (OMS), elevando o número de hospitalizações e mortes prematuras. Nesse
contexto, a avaliação frequente da qualidade do ar é essencial, sendo comum a utilização de
modelos de transporte de poluentes, que fornecem informações em diferentes escalas espaciais
e temporais, destacando-se a necessidade do conhecimento em escala local. Evidencia-se, portanto, a necessidade de implementar e validar sistemas de previsão da qualidade do ar em escala
local, visando superar as limitações dos modelos de grande escala, como a exigência por alta
resolução espacial. Assim, este trabalho visa avaliar o desempenho de modelagens realizadas
por modelos de microescala utilizando dados de inicialização provenientes de modelos de mesoescala. A metodologia adotada integrou modelos meteorológicos e fotoquímicos de mesoescala (WRF e CMAQ) com modelos de microescala (OpenFOAM e MUNICH), nos quais os
modelos de mesoescala fornecem as condições de contorno detalhadas para os modelos de microescala. A implementação foi realizada em C++ e Python, visando à manipulação eficiente
dos dados e ao acoplamento dos modelos. O estudo de caso se centra na avaliação da concentração de poluentes na altura do pedestre (cerca de 2 metros) no bairro Jardim Camburi, em
Vitória, Espírito Santo, Brasil, uma região caracterizada por intenso tráfego veicular, proximidade de áreas industriais e baixa ventilação natural devido à densa ocupação urbana — fatores
que agravam a poluição do ar e reforçam a necessidade de estudos em microescala, especialmente diante da escassez de pesquisas desse tipo na América Latina. Os resultados demonstraram que o OpenFOAM apresentou bom desempenho na representação da dispersão de poluentes em microescala, capturando a variabilidade horária das concentrações de NOx, característica
crucial para compreender os padrões dinâmicos da poluição atmosférica. Por outro lado, o MUNICH mostrou-se mais eficaz na representação das médias diárias, embora tenha evidenciado
limitações em cenários onde a influência de fontes veiculares é menor. Essa combinação de
modelos mostrou-se vantajosa, pois a integração entre modelos de meso e microescala é essencial para capturar a complexidade dos processos de dispersão de poluentes em ambientes urbanos heterogêneos. Entretanto, desafios substanciais foram identificados, como a elevada carga
computacional envolvida nas simulações e a necessidade de refinamento dos dados de entrada,
que devem ser abordados para aprimorar a precisão dos resultados. Conclui-se que a modelagem integrada adotada neste trabalho é promissora para melhorar a previsão da qualidade do ar
em ambientes urbanos reais, proporcionando uma ferramenta valiosa que pode ser estendida
para outras regiões da América Latina, onde há carência de estudos detalhados sobre a dispersão
de poluentes em microescala.
