Nome do Projeto
Desenvolvimento de Amostradores Passivos para Monitoramento da Qualidade do Ar
Ênfase
Pesquisa
Data inicial - Data final
20/04/2020 - 15/04/2024
Unidade de Origem
Coordenador Atual
Área CNPq
Engenharias
Resumo
O aumento da população em conjunto com a intensificação de atividades industriais e automóveis em centros urbanos tem causado preocupações acerca da presença de poluentes atmosféricos. Segundo a resolução CONAMA 491/2018, poluentes atmosféricos são qualquer forma de matéria em quantidade, concentração, tempo ou outras características, que tornem ou possam tornar o ar impróprio ou nocivo à saúde, inconveniente ao bem-estar público, danoso aos materiais, à fauna e flora ou prejudicial à segurança, ao uso e gozo da propriedade ou às atividades normais da comunidade. Dentre os poluentes gasosos e sólidos mais comuns que podem afetar a qualidade do ar destacam-se o monóxido de carbono (CO), o dióxido de carbono (CO2), o óxidos de nitrogênio (NOx), o dióxidos de enxofre (SO2), materiais particulado (MP) e fuligens. Nesse contexto, esforços têm sido realizados no sentido de identificar e quantificar esses poluentes. Normalmente, o monitoramento de compostos gasosos do ar envolve a aplicação de técnicas ativas. Entretanto, estas fazem uso de propulsão para coleta de amostras do ar, o que acaba torna a análise cara. Nesse sentido, o projeto visa desenvolver amostradores, de baixo custo, visando a quantificação de gases poluentes troposféricos, como o SO2, NO2 e O3. Os amostradores desenvolvidos serão baseados na lei de difusão de Fick, o qual permite estimar a concentração de gás após um período de exposição com o ar dos amostradores.

Objetivo Geral

Avaliar e verificar a viabilidade do uso de um amostrador passivo para os poluentes atmosféricos NO2, SO2 e O3, possibilitando seu uso em estudos de monitoramento ambiental do ar.
Objetivos Específicos:
i) Avaliar metodologia de amostragem passiva para quantificar os poluentes SO2, NO2 e O3 em pontos específicos da cidade de Pelotas;
ii) Avaliar metodologia de análise e caracterização de Material Particulado;
iii) Comparar o valores obtidos com as legislações vigentes relacionadas a poluição do ar;
iv) Realizar o monitoramento da qualidade do ar e de fontes de emissões em diversos locais na cidade de Pelotas;
vi) Desenvolvimento de equipamento de amostragem passiva de gases poluentes.

Justificativa

O aumento da população em conjunto com a intensificação de atividades industriais e automóveis em centros urbanos tem causado preocupações acerca da presença de poluente atmosféricos. Segundo a resolução CONAMA 491/2018, poluentes atmosféricos são qualquer forma de matéria em quantidade, concentração, tempo ou outras características, que tornem ou possam tornar o ar impróprio ou nocivo à saúde, inconveniente ao bem-estar público, danoso aos materiais, à fauna e flora ou prejudicial à segurança, ao uso e gozo da propriedade ou às atividades normais da comunidade. Dentre os poluentes gasosos e sólidos mais comuns que podem afetar a qualidade do ar destacam-se o monóxido de carbono (CO), o dióxido de carbono (CO2), o óxidos de nitrogênio (NOx), o dióxidos de enxofre (SO2), materiais particulado (MP) e fuligens. Nesse contexto, esforços têm sido realizados no sentido de identificar e quantificar esses poluentes.

A Poluição do ar ocorre quando são lançadas para a atmosfera partículas, gases e vapores gerados por veículos, indústrias, entre outras fontes. Essa poluição é mais intensa no inverno, quando ocorrem inversões térmicas, ou seja, períodos em que e o ambiente não favorece a dispersão de poluentes, ou ventos de baixa velocidade. A má qualidade do ar causa problemas de saúde às pessoas e também ao meio ambiente, podendo provocar a corrosão de alguns materiais como ferro, aço, concreto e mármore, pela geração de chuva ácida, por meio de reações químicas de compostos ácidos presentes na atmosfera, principalmente SO2 e NOx que, em contato com o vapor d'água, oxigênio e oxidantes, formam ácidos que atacam esses materiais (Cooper & Alley, 2011).

O monitoramento de compostos gasosos do ar envolve a aplicação de duas principais técnicas, uma ativa e outra passiva. As técnicas ativas exigem alguns requisitos, como o uso de equipamentos que se baseiam em algum mecanismo de propulsão para coleta de amostras do ar (Melchert e Cardoso, 2006). Além disso, em caso de amostragem contínua, muitos amostradores são caros e exigem pessoal capacitado para a operação. Considerando que os amostradores ativos normalmente utilizam bomba e controladores de fluxos, torna-se necessário o uso assim de energia elétrica para seu funcionamento, o que também torna a análise mais cara (Melchert e Cardoso, 2006; Bucco, 2010).

Os amostradores passivos são dispositivos capazes de fixar compostos gasosos ou vapores da atmosfera, tais como difusão e permeação, não envolvendo o movimento ativo do ar através do amostrador, ou seja, dispensam bomba de sucção para forçar o ar a ser amostrado. Além disso, os problemas que requerem a determinação da concentração exigem medidas da concentração média diária ou mesmo semanal, e demandam reconhecer quais as regiões do local a ser analisado que são mais afetadas pela concentração de um gás poluente (Souza et al., 2017). Nesse sentido, a média de concentração de um gás ao longo do espaço de horas pode ser convenientemente obtida com o uso desses materiais. Como consequência, esses amostradores têm apresentado uma alternativa simples e de custo muito baixo visando o monitoramento da qualidade do ar.

Apesar da praticidade relacionada à utilização dos amostradores passivos, a aquisição comercial destes equipamentos ainda é um inconveniente, pois não são facilmente encontrados no mercado nacional (Souza et al., 2017). Somado a isso, sua aquisição requer passar por todos os trâmites legais e morosos dos processos de importação.

Em uma etapa de ação posterior, prende-se avaliar a possibilidade de desenvolvimento de equipamento de amostragem passiva de gases poluentes, a ser realizado se a metodologia analítica previamente testada se mostrar satisfatória. A proposta do desenvolvimento equipamento é que seja adicionado elementos de controle e automação, propondo melhorias para baratear os custos de produção.

Diante do exposto, torna-se importante o desenvolvimento de métodos de amostragens que não dependam desses fatores. Além disso, é importante que se desenvolva métodos de amostragem em locais de coleta de amostras em regiões onde tais requisitos não estejam disponíveis.

Metodologia

A elaboração do projeto será dividida nas seguintes etapas: 1ª Etapa: Revisão Bibliográfica: Será realizada uma revisão bibliográfica sobre os principais métodos de construção de amostradores passivos. 2ª Etapa: Confecção dos protótipos de amostradores. Inicialmente será testado para um poluente, e na sequência será desenvolvido os demais amostradores. 3ª Etapa: Amostragem em campos. 4ª Etapa: Quantificação analítica dos gases analisados. 5ª Etapa: Análise dos dados e interpretação estatística dos mesmos. 6ª Etapa: Publicações: Publicação de artigos, resumos para congressos e potencial desenvolvimento de patente.

A construção doa amostradores e análise quantitativa (etapas 2 a 4) será realizada em conformidade com resultados da literatura (Vieria L.C., 2012; Melchert e Cardoso, 2006; Bucco, M.V.S, 2020; Pienaar, JJ, et al., 2015).

Indicadores, Metas e Resultados

- Desenvolvimento de amostradores passivos de baixo custo para análise de poluentes atmosféricos;
- Fomentar a iniciação científica de bolsistas de graduação;
- Participação dos alunos envolvidos na SIIPE (UFPEL);
- Apresentação dos resultados obtidos em congressos científicos;
- Publicação de artigos em periódicos;.

Equipe do Projeto

NomeCH SemanalData inicialData final
CAROLINE MENEZES PINHEIRO
CICERO COELHO DE ESCOBAR4
CÁTIA FERNANDES LEITE4
ERIK KLEN ALVES DA SILVA
MAURIZIO SILVEIRA QUADRO9
MERY LUIZA GARCIA VIEIRA
ROBSON ANDREAZZA2

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