ads:
UFMS
Ministério da Educação
Universidade Federal de Mato Grosso do Sul
Centro de Ciências Exatas e Tecnologia
Programa de Pós-Graduação em Tecnologias Ambientais
LENICE CARRILHO DE OLIVEIRA MOREIRA
COMPARAÇÃO ENTRE OS POLUENTES ATMOSFÉRICOS E
RUÍDOS EMITIDOS POR UMA CALDEIRA
FLAMOTUBULAR MOVIDA A GÁS NATURAL E A ÓLEO
COMBUSTÍVEL BPF 2A
Campo Grande – MS
Dezembro de 2007
ads:
Livros Grátis
http://www.livrosgratis.com.br
Milhares de livros grátis para download.
UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO DO SUL
CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLOGIA
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM TECNOLOGIAS AMBIENTAIS
Lenice Carrilho de Oliveira Moreira
Comparação entre os poluentes atmosféricos e ruídos emitidos por
uma caldeira flamotubular movida a gás natural e a óleo combustível
BPF 2A.
Dissertação submetida ao Programa de Pós-graduação em
Tecnologias Ambientais da Universidade Federal de Mato Grosso do
Sul, para obtenção do grau de Mestre na área de concentração em
Saneamento Ambiental e Recursos Hídricos.
Orientador: Prof. Dr. Amâncio Rodrigues da Silva Júnior
Aprovada em: 03 de dezembro de 2007
Banca Examinadora:
Prof. Dr. Amâncio Rodrigues da Silva Júnior
Orientador – Universidade Federal de Mato Grosso do Sul
Prof. Dr. Hamilton Germano Pavão Prof. Dr.Odivaldo José Seraphim
Universidade Federal de Mato Grosso do Sul Universidade Estadual Paulista FCA-Botucatu
Campo Grande – MS
Dezembro de 2007
ads:
ii
Dados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP)
(Coordenadoria de Biblioteca Central – UFMS, Campo Grande, MS, Brasil)
Moreira, Lenice Carrilho de Oliveira.
M838c Comparação entre os poluentes atmosféricos e ruídos
emitidos por uma caldeira flamotubular movida a gás natural e
a óleo combustível BPF 2A / Lenice Carrilho de Oliveira
Moreira. -- Campo Grande, MS, 2007.
145 f. ; 30 cm.
Orientador: Amâncio Rodrigues da Silva Júnior.
Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Mato Grosso do Sul.
Centro de Ciências Exatas e Tecnologia.
1. Poluição – Aspectos ambientais. 2. Caldeiras - Combustíveis. 3. Gás
como combustível. 4. Gás natural. I. Silva Júnior, Amâncio Rodrigues da.
II. Título.
iii
Ao meu esposo pelo incentivo e
apoio, e aos meus filhos, pelas
ausências durante o desenvol-
vimento do presente estudo.
ii
iv
AGRADECIMENTOS
Agradeço primeiramente a Deus, que me deu força e perseverança para realizar o
objetivo de cursar a Pós-graduação em Tecnologias Ambientais (PGTA) e, àqueles que,
direta ou indiretamente contribuíram para o desenvolvimento deste trabalho, em especial:
♦ ao professor Dr. Amâncio Rodrigues da Silva Júnior, pela orientação incansável e
paciente;
♦ aos servidores que passaram pela chefia da Divisão de Apoio e Manutenção do Hospital
Universitário – UFMS, pela colaboração na coleta de dados sobre a caldeira;
♦ aos professores do PGTA, pela imensa gama de conhecimentos oferecidos;
♦ aos operadores de caldeira: Claudeir da Silva, Eliezer Nogueira, Irineu Filho, Jorge
Oliveira Borges e José Antonio Chaves de Carvalho, pela colaboração e paciência durante
as medições que resultaram nesta dissertação.
iii
v
SUMÁRIO
LISTA DE FIGURAS vii
LISTA DE QUADROS ix
LISTA DE TABELAS xi
LISTA DE SIGLAS E ABREVIATURAS xiii
RESUMO xv
ABSTRAT xvii
1 INTRODUÇÃO 1
2 OBJETIVOS 3
2.1. Objetivo Geral 3
2.2. Objetivos Específicos 3
3 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 4
3.1. Energia e Meio Ambiente 4
3.1.1. Consumo e reservas de energia no mundo 6
3.1.2. Consumo e reservas de energia no Brasil 7
3.1.3. A geração termelétrica 9
3.1.4. O Protocolo de Kioto 10
3.1.5. A Agenda 21 11
3.2. Poluição Atmosférica 12
3.2.1. Características do ar atmosférico 12
3.2.2. Poluentes atmosféricos 14
3.2.3. Efeitos da poluição atmosférica 20
3.2.4. Condicionantes atmosféricos intervenientes na poluição do ar 32
3.2.5. Padrões de qualidade do ar 35
3.2.6. Conversão de unidades de concentração 42
3.2.7. Legislação ambiental referente à poluição atmosférica 43
3.3. Caldeiras Geradoras de Vapor 45
3.3.1. Classificação das caldeiras 46
3.3.2. Principais componentes 51
3.3.3. Tratamento da água 53
3.3.4. Características da chama 53
3.3.5. Requisitos da operação para caldeira utilizando o gás natural 54
iv
vi
3.3.6. Utilização do vapor 54
3.4. Gás Natural 55
3.4.1. Histórico 55
3.4.2. Gás natural 56
3.4.3. Vantagens do uso do gás natural 62
3.4.4. Transporte 63
3.4.5. Reservas brasileiras de gás natural 66
3.5. Combustão 70
3.5.1. O triângulo do fogo 70
3.5.2. Classificação da combustão 72
3.5.3. Relação ar/combustível 73
3.5.4. Tipos de combustão de combustíveis gasosos 74
3.5.5. Condições de ignição 74
3.5.6. Balanços da combustão 76
3.6. Poluição Sonora 81
3.6.1. Fontes de poluição sonora 83
3.6.2. Conseqüências da poluição sonora 83
3.6.3. Padrões de emissão de ruídos 85
3.6.4. Controle da poluição sonora 88
3.7. Neutralização de Carbono 89
3.7.1. Cálculo do fator de emissão de CO
2
por tipo de combustível 91
3.7.2. Cálculo do fator de emissão de CO
2
por usina termelétrica 92
3.8. Tempo de Retorno 93
4 MATERIAIS E MÉTODOS 94
4.1. Materiais 95
4.1.1. Caldeira 95
4.1.2. Analisador de poluentes atmosféricos 98
4.1.3. Decibelímetro 102
4.2. Métodos 103
4.2.1. Medida da concentração dos poluentes atmosféricos 103
4.2.2. Medida do nível de ruído 105
5 RESULTADOS E DISCUSSÕES 107
5.1. Poluentes Gasosos 107
v
vii
5.1.1. Comparação entre os poluentes atmosféricos emitidos pela
caldeira operando a gás natural e a óleo BPF 2A, com a
literatura/legislação. 117
5.2. Outras comparações entre o Óleo Combustível e o Gás Natural 124
5.3. Ruídos Sonoros 127
6 CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES 133
6.1. Conclusões 133
6.2. Recomendações 134
7 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 136
vi
viii
LISTA DE FIGURAS
Figura 3.1 – Efeito Estufa 27
Figura 3.2 – Camadas atmosféricas 34
Figura 3.3 – Classificação das caldeiras quanto à classe de pressão 47
Figura 3.4 – Troca de calor numa caldeira flamotubular 48
Figura 3.5 – Caldeira flamotubular 48
Figura 3.6 – Corte esquemático de uma caldeira flamotubular horizontal
(escocesa) com retorno de chama 50
Figura 3.7 – Gás natural 57
Figura 3.8 – Gás natural associado e não-associado 58
Figura 3.9 – Unidade de Processamento do Gás Natural 61
Figura 3.10 – Gasoduto Bolívia-Brasil 65
Figura 3.11 – Evolução das reservas brasileiras de gás natural 1965-2006 67
Figura 3.12 – Produção mensal de gás natural total 67
Figura 3.13 – Novas descobertas de gás natural 69
Figura 3.14 – Triângulo do fogo na combustão 70
Figura 4.1 – Caldeira flamotubular instalada no Hospital Universitário da
UFMS – Campo Grande-MS 95
Figura 4.2 – Localização da casa de caldeiras do NHU 96
Figura 4.3 – Analisador de Poluentes Atmosféricos TESTO – 350 XL 99
Figura 4.4 – Decibelímetro Minipa, modelo MSL-1351C 102
Figura 4.5 – Detalhe esquemático da seção transversal da chaminé, com os
pontos onde foram medidas as concentrações de poluentes atmosféricos 103
Figura 4.6 – Localização dos pontos de coleta dos poluentes atmosféricos 105
Figura 4.7 – Locais de medição dos níveis de ruídos 106
Figura 5.1 – Concentração de CO medida no interior da chaminé da caldeira 111
Figura 5.2 – Concentração de CO
2
medida no interior da chaminé da caldeira 112
Figura 5.3 – Concentração de NO medida no interior da chaminé da caldeira 112
Figura 5.4 – Concentração de NO
2
medida no interior da chaminé da caldeira 113
Figura 5.5 – Concentração de NO
x
medida no interior da chaminé da caldeira 114
vii
ix
Figura 5.6 – Concentração de CO medida na base da chaminé da caldeira 114
Figura 5.7 – Concentração de NO medida na base da chaminé da caldeira 115
Figura 5.8 – Concentração de NO
2
medida na base da chaminé da caldeira 115
Figura 5.9 – Concentração de NO
x
medida na base da chaminé da caldeira 116
Figura 5.10 – Concentração de CO medida a 10m da chaminé da caldeira 116
Figura 5.11 – Nível de ruído sonoro gerado pela caldeira 129
viii
x
LISTA DE QUADROS
Quadro 3.1 – Tempo de permanência e concentrações de poluentes 15
Quadro 3.2 – Principais poluentes atmosféricos, origens e conseqüências 33
Quadro 3.3 – Especificação para o gás natural comercializado no Brasil 59
Quadro 3.4 – Reserva de gás natural por unidade da Federação 66
Quadro 3.5 – Escala de sons 82
Quadro 3.6 – Limites de tolerância para ruídos contínuos ou intermitentes 85
Quadro 3.7 – Níveis sonoros recomendados para os diversos usos, em dB(A) 86
Quadro 4.1 – Características da caldeira flamotubular do NHU 97
Quadro 4.2 – Dados técnicos na medição de O
2
e CO do Analisador de
Poluentes Atmosféricos TESTO – 350 XL 99
Quadro 4.3 – Dados técnicos na medição de CO
2
, NO e NO
2
do Analisador
de Poluentes Atmosféricos TESTO – 350 XL 100
Quadro 5.1 – Concentração de poluentes e condições atmosféricas medidas
no interior da chaminé da caldeira 108
Quadro 5.2 – Concentração de poluentes e condições atmosféricas medidas
na base da chaminé da caldeira 109
Quadro 5.3 – Concentração de poluentes e condições atmosféricas medidas
a 10m da base da chaminé 110
Quadro 5.4 – Média da concentração de poluentes no interior da chaminé
da caldeira 117
Quadro 5.5 – Média da concentração de poluentes na base da chaminé da
caldeira 120
Quadro 5.6 – Média da concentração de poluentes a 10m da base da chaminé
da caldeira 121
Quadro 5.7 – Resultado da combustão do óleo 2A e do gás natural 122
Quadro 5.8 – Poluentes emitidos por caldeiras utilizando combustíveis
diversos 122
Quadro 5.9 – Fatores de emissão por tipo de combustível na Turquia 123
Quadro 5.10 – Demonstrativo do consumo de combustível pela caldeira
Ata 14 do NHU 124
Quadro 5.11- Custo de operação da caldeira do NHU 125
ix
xi
Quadro 5.12 – Retorno do investimento da conversão da caldeira para gás
natural 126
Quadro 5.13 – Medidas do nível de ruído sonoro gerado pela caldeira 128
Quadro 5.14 – Média dos níveis de ruídos emitidos pela caldeira 130
x
xii
LISTA DE TABELAS
Tabela 3.1 – Reservas comprovadas de petróleo, gás natural e carvão
mineral no mundo 6
Tabela 3.2 – Distribuição das reservas e da produção de petróleo e gás
natural no mundo 7
Tabela 3.3 – Dados do setor energético brasileiro 8
Tabela 3.4 – Principais fontes de poluição e poluentes atmosféricos 17
Tabela 3.5 – Fontes antropogênicas dos gases estufa 28
Tabela 3.6 – Concentração média de poluentes no ar limpo e contaminado 36
Tabela 3.7 – Padrões de concentrações máximas de poluentes no ar
ambiente 37
Tabela 3.8 – Limites máximos de poluentes atmosféricos nas emissões
gasosas de usinas termelétricas 37
Tabela 3.9 – Padrões nacionais de qualidade do ar 38
Tabela 3.10 – Padrões de qualidade do ar para o Estado de São Paulo 39
Tabela 3.11 – Qualidade do ar adotado pela CETESB no estado de São
Paulo 40
Tabela 3.12 – Critérios para episódios agudos de poluição do ar 41
Tabela 3.13 – Limites de emissão para poluentes atmosféricos provenientes
de processos de geração de calor a partir da combustão de óleo
combustível 41
Tabela 3.14 – Limites de emissão para poluentes atmosféricos provenientes
de processos de geração de calor a partir da combustão de gás natural 42
Tabela 3.15 – Limites de emissão para poluentes atmosféricos provenientes
de turbinas a gás para geração de energia elétrica 42
Tabela 3.16 – Composição do gás transportado pelo gasoduto Bolívia-Brasil 64
Tabela 3.17 – Efeito da temperatura inicial do gás sobre os limites de
inflamabilidade de alguns gases 75
Tabela 3.18 – Produtos da combustão perfeita de diversos gases
(sem excesso de ar) 77
Tabela 3.19 – Emissões de diferentes equipamentos industriais e comerciais
queimando gás natural 78
Tabela 3.20 – Poder calorífico de diversos gases (combustão perfeita) 79
xi
xiii
Tabela 3.21 – Níveis de ruídos compatíveis com o conforto acústico, de acordo
com a NBR - 10.152/87, da ABNT 86
Tabela 3.22 – Níveis de Critério de Avaliação – NCA para ambientes
externos, em dB (A) 87
Tabela 3.23 – Valor por combustível 92
xii
xiv
LISTA DE SIGLAS E ABREVIATURAS
ABNT-NBR - Associação Brasileira de Normas Técnicas – Norma Brasileira
ABNT-NR - Associação Brasileira de Normas Técnicas - Norma Regulamentadora
ANP - Agência Nacional de Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis
ANSI - American National Standards Institute
ASTM - American Society For Testing and Materials
BID - Banco Interamericano de Desenvolvimento
BIRD - Banco Internacional para Reconstrução e Desenvolvimento
BNDES - Banco Nacional de Desenvolvimento
BPF - Baixo Ponto de Fluidez.
CAF - Corporación Andina de Fomento
CEC - Comission of the European Communities
CETESB - Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental
CFCs - Clorofluorcarbonos
CLT - Consolidação das Leis Trabalhistas
CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico
CONAMA - Conselho Nacional do Meio Ambiente
COVs - Compostos Orgânicos Voláteis
EIA - Estudos de Impacto Ambiental
ECO - Conferência das Nações Unidas para o Meio Ambiente
EPA - Environmental Protection Agency
EUA - Estados Unidos da América
GEMS - Sistema Global de Monitoramento Ambiental
GLP - Gás Liquefeito de Petróleo
GN - Gás Natural
GNC - Gás Natural Comprimido
GNL - Gás Natural Liquefeito
IBAMA - Instituto Brasileiro do Meio Ambiente
IEC - International and Engineering Consortium
ISO - International Organization for Standardization
INMET - Instituto Nacional de Meteorologia
MCA - Milímetro por coluna de água
xiii
xv
MTE - Ministério do Trabalho e Emprego
MIC - Methil-isocianato
NAAQS - National Ambient Air Quality Standards
NHU - Núcleo de Hospital Universitário
OC - Óleo Combustível
PAN - Peroxiacetilnitrato
P&D - Pesquisa e Desenvolvimento
PPM - Partes por Milhão
PMTA - Pressão Máxima de Trabalho Admissível
PROCONVE - Programa de Controle da Poluição do Ar p/ Veículos Automotores
PRONAR - Programa de Controle da Qualidade do Ar
RIMA - Relatório de Impacto Ambiental
SEMA/MS - Secretaria de Meio Ambiente
SEMACE - Superintendência Estadual do Meio Ambiente – Estado Ceará
SEMADES - Secretaria de Meio Ambiente e Desenvolvimento Sustentável
SENAI-DN - Serviço Nac. de Aprendizagem Industrial – Departamento Nacional
SISNAMA - Sistema Nacional do Meio Ambiente
TBG - Transportadora Brasileira Gasoduto Bolívia-Brasil
TEP - Tonelada Equivalente de Petróleo
UFMS - Universidade Federal de Mato Grosso do Sul
YPFB - Yacimientos Petroliferos Fiscales de Bolívia
WHO - World Health Organization
xiv
xvi
RESUMO
MOREIRA, L. C. O. (2007). Comparação entre os Poluentes atmosféricos e ruídos emitidos por uma caldeira
flamotubular movida a gás natural e a óleo combustível BPF 2A. Campo Grande, 2007. 145 p. Dissertação
(Mestrado em Tecnologias Ambientais) – Universidade Federal de Mato Grosso do Sul, Brasil.
A crise energética pela qual passa o Brasil fez do país um grande mercado para uso de
fontes alternativas de energia. Das várias fontes à disposição, a que mais vem recebendo
investimentos é o uso do gás natural, importado da Bolívia, via gasoduto Bolívia-Brasil. A
utilização do gás natural é uma realidade e passou a ser uma nova opção para os processos de
geração de vapor. Considerando que a adoção de medidas mais limpas começaram a ser
viáveis a partir da passagem do gasoduto Bolívia-Brasil; que a Universidade Federal de Mato
Grosso do Sul (UFMS) optou pela troca do combustível que movia a caldeira instalada no
Núcleo de Hospital Universitário (NHU); e, o levantamento realizado quanto à concentração
de poluentes gerados pela caldeira do NHU movida a óleo combustível, tornou-se interessante
a realização de idênticas medições, com a caldeira agora movida a gás natural, para
identificação dos gases emitidos e sua concentração, bem como os níveis de ruídos gerados,
com vistas a comparar os resultados de ambos os combustíveis e analisar as variações
existentes, além de outras vantagens, como diminuição do número de manutenções, dispensa
de estoques, redução de custos, entre outros. O presente estudo caracteriza-se como pesquisa
bibliográfica e de campo, tendo como foco a concentração dos poluentes atmosféricos
monóxido de carbono (CO), dióxido de carbono (CO
2
), monóxido de nitrogênio (NO),
dióxido de nitrogênio (NO
2
), e óxido de nitrogênio (NO
x
), levantados a partir de medições
realizadas com a utilização de equipamento analisador de poluentes atmosféricos (TESTO
350 XL) e, os níveis de ruído emitidos, medidos com a utilização de um decibelímetro. Os
dados obtidos no presente estudo foram comparados com os dados e informações obtidas por
Okano (2004), quando a caldeira do NHU era movida a óleo combustível, e com a legislação
em vigor, com o objetivo de avaliar a qualidade do ar. Verificou-se que, no interior da
chaminé, a troca do combustível proporcionou uma redução significativa na concentração dos
poluentes medidos, tais como: CO, passou de 46,2 ppm para 1,8 ppm (-96,10%); CO
2
passou
de 6,9% para 5,7% (-17,39%); NO
2
passou de 0,3 ppm para 0,1 ppm (-66,67%); e, Nox,
passou de 310,5 ppm para 22,6 ppm (-92,72%). O nível de ruído a 1m de distância da fonte,
xv
xvii
também diminuiu, passando de 86,7 dB(A) para 84,5 dB(A) (-2,2 dB A). As comparações
com os limites máximos permitidos pelo CONAMA (2006), World Bank (1998), CONAMA
(1990), EPA-NAAQS (1996), CETESB (2003) e, MTE (2005), revelaram que os fatores de
emissão para os poluentes atmosféricos e os níveis de ruídos estudados, estão em
conformidade com a legislação nacional e internacional. Considerando que os fatores de
emissão são afetados pelas características do combustível, caldeira e, a forma de se executar a
combustão, a redução da concentração de poluentes, demonstra a viabilidade da substituição
do óleo combustível pelo gás natural.
PALAVRAS-CHAVES: Poluição ambiental, caldeiras, gás natural.
xvi
xviii
ABSTRACT
MOREIRA, L. C. O. (2007). Comparison between atmospheric pollutants and noise emitted by a fire-tubular
boiler, fueled by natural gas and fuel oil number 2A. Campo Grande, 2007. 145 p. Master Thesis
(Environmental Technologies) - Federal University of Mato Grosso do Sul, Brazil.
The energy crisis through wich Brazil is passing has greatly increased the market for
alternative power sources in the country. Of the various available sources, the use of natural
gas imported from Bolivia, via the Bolivia-Brazil gas-line has received most investment. The
use of natural gas has become a reality, and is now a novel option for the generation of steam.
Considering that the adoption of cleaner practices had started to become viable due to the
passage of the Bolivia-Brazil gas-line, the Federal University of Mato Grosso do Sul (UFMS)
opted to change the type of fuel used in the boiler of the University Hospital Nucleus (NHU).
As a survey quantifying the concentrations of pollutants generated by the boiler when using
fuel oil had been carried out, it seemed interesting to carry out identical measurements with
the boiler now using natural gas, with identification of the emitted gases and measurement of
their concentrations, as well as the levels of noise generated, with the aim of comparing the
results for both fuels; in addition, other possible advantages, such as reductions in
maintenance levels and costs. The present study consisted of a literature review and field
research, focusing on the concentrations of the atmospheric pollutants carbon monoxide (CO),
carbon dioxide (CO
2
), nitrogen monoxide (NO), nitrogen dioxide (NO
2
) and nitrogen oxides
(NO
X
), measured with the analytical equipment TESTO 350 XL, and the noise levels emitted,
measured using a decibel-meter. The data obtained in the present study was compared with
the data of Okano (2004), when the boiler of the NHU used fuel oil, and with the legislation
in vigor, with the objective of evaluating the air quality. It was verified that, in the interior of
the chimney, the changing of the fuel type led to a significant reduction in the concentration
of the measured pollutants: CO decreased from 46.2 ppm to 1.8 ppm (-96.10%); CO
2
from
6.9% to 5.7% (-17.39%); NO
2
from 0.3 ppm to 0.1 ppm (-66.67%); and NOx from 310.5 ppm
to 22.6 ppm (-92.72%). The noise level 1m away from the source, also diminished, from 86.7
dB(A) to 84.5 dB(A) (-2,2 dB). Comparisons with the maximum limits allowed by CONAMA
(2006), World Bank (1998), CONAMA (1990), EPA-NAAQS (1996), CETESB (2003) and
MTE (2005) revealed that the emissions of atmospheric pollutants and the noise levels were
xvii
xix
in compliance with national and international legislation. Considering that the emissions are
affected by the characteristics of the fuel, the boiler and the form of using the fuel, the
reduction of the concentration of pollutants demonstrates the viability of substituting fuel oil
with natural gas.
Keywords: Environmental pollution, Boiler, Natural gas.
xviii
1. INTRODUÇÃO
A deterioração da capacidade assimilativa dos ecossistemas e da capacidade de
regeneração dos recursos naturais a taxas compatíveis com o desgaste imposto pelas
atividades econômicas do homem, vem demandando uma revisão profunda do tipo de relação
mantida com a natureza. Esta questão depende crucialmente do nível de atividades
econômicas e do modelo de desenvolvimento vigentes.
As mudanças promovidas, em grande parte, pela ação direta do homem sobre o meio
ambiente, resultante do crescimento populacional, da urbanização descontrolada, de
atividades agrícolas, da geração e consumo de energia, de processos industriais poluentes,
entre outros; a rapidez e amplitude desse desenvolvimento, com efeitos cumulativos e, a
superação de certos limites que este padrão de consumo da civilização acarreta está colocando
em perigo a própria sobrevivência da humanidade e da vida na Terra.
Assim, o ser humano começou a perceber que a preservação ambiental deve ser
perseguida, buscando-se uma drástica redução dos processos de degradação dos recursos
naturais. A Agenda 21, o Protocolo de Kioto e as normas e legislações ambientais aprovadas,
são exemplos de ações positivas para combater os impactos ambientais gerados pela ação do
homem na Terra.
A queima de combustíveis fósseis é a principal fonte de poluição atmosférica, sendo
que, para que ocorra uma diminuição na quantidade de emissão desses poluentes, as
alternativas são os usos das chamadas fontes limpas – energia solar, eólica e das marés, por
exemplo.
O gás natural, embora seja um combustível fóssil, já ocupa o lugar de fonte energética
abundante menos nociva ao meio ambiente da atualidade.
Apesar de não ser um Estado predominantemente industrial, o meio ambiente tem se
tornado foco de interesse da sociedade sul-mato-grossense como um todo, vez que o problema
ambiental passou a ser uma questão de sobrevivência da própria espécie humana.
O gás natural tornou-se uma realidade em Mato Grosso do Sul desde a implantação do
Gasoduto Bolívia-Brasil, que se encontra em operação desde 1999. A partir de então, uma
nova opção como fonte de energia passou a ser empregada também nos processos de geração
2
de vapor, onde anteriormente utilizava-se, basicamente, os combustíveis líquidos, com
destaque para o óleo BPF (baixo poder de fluidez), e sólidos como lenha e bagaço de cana.
Apesar de o gasoduto Bolívia-Brasil ter trazido para o Estado, a possibilidade de
substituição dos combustíveis líquido-sólidos pelo gás natural, ainda é muito tímido o uso
desse combustível pela indústria para geração de energia (calor), estando, entretanto, bastante
desenvolvido o uso veicular.
O gás natural constitui uma novidade para as empresas da região, entretanto, muitas
delas, ainda não estão convencidas das vantagens de substituir o seu combustível atual pelo
novo combustível. As razões que tem levado as empresas a adotar o uso do gás, variam desde
as econômicas, passando pelas ambientais, operacional-tecnológicas e as de qualidade.
A Universidade Federal de Mato Grosso do Sul, como a maioria das indústrias de
Campo Grande, utilizava na caldeira geradora de vapor, localizada no Núcleo de Hospital
Universitário, o combustível óleo BPF 2A. Porém, consciente da necessidade de contribuir
para a melhoria das condições atmosféricas, e, considerando a disponibilização, por meio da
Companhia de Gás do Estado de Mato Grosso do Sul-MSGÁS, de uma rede de distribuição
dentro de seus limites territoriais, levando o gás até próximo à caldeira, passou a utilizar o gás
natural como combustível.
Este estudo visa, ao identificar os poluentes atmosféricos oriundos da caldeira do
NHU movida a gás natural e suas concentrações, promover uma comparação destes, com os
resultados obtidos por Okano (2004), quando do desenvolvimento de estudos, com a mesma
caldeira, porém movida a óleo BPF 2A, e, ainda, com a legislação vigente. Visa, também,
comparar o nível de ruído emitido antes e após a troca do combustível.
Para tanto, trabalhou-se especificamente com a caldeira tipo flamotubular
instalada no NHU/UFMS, que é utilizada para gerar vapor d’água saturado a ser consumido
na lavanderia, na nutrição (cozinha), na esterilização/limpeza de equipamentos cirúrgicos
(autoclave), e no aquecimento de água para uso geral.
Com a identificação dos gases emitidos e, feitas as análises e comparações
possíveis, verificada a melhoria das condições atmosféricas e as vantagens geradas pelo uso
do gás natural (econômicas, operacionais, de qualidade), o resultado deste estudo poderá gerar
confiança e credibilidade, aumentando a adesão de empresas à novidade, contribuindo para a
diminuição do aquecimento global e a destruição da camada de ozônio.
O presente estudo enquadra-se na linha de pesquisa “Diagnóstico e Avaliação
de Impactos Ambientais” do Programa de Pós-graduação em Tecnologias Ambientais da
UFMS, subárea 03.07.04.00-8 (Saneamento Ambiental) do CNPq.
3
2 OBJETIVOS
2.1. Objetivo Geral
Identificar, medir e avaliar as concentrações das emissões dos poluentes atmosféricos:
monóxido de carbono (CO), dióxido de carbono (CO
2
), monóxido de nitrogênio (NO),
dióxido de nitrogênio (NO
2
) e, óxido de nitrogênio (NO
x
) e, os níveis de ruídos gerados por
uma caldeira flamotubular a gás natural, utilizada na geração de vapor d’água, de modo a
demonstrar a melhoria da qualidade do ar no Núcleo de Hospital Universitário - NHU e
proximidades.
2.2. Objetivos Específicos:
a) comparar os resultados dos parâmetros identificados, com os resultados
encontrados quando a caldeira operava a óleo combustível BPF 2A;
b) comparar os resultados encontrados com os parâmetros estabelecidos pela
legislação pertinente;
c) comparar os níveis de ruídos identificados no presente estudo, com os resultados
encontrados quando a caldeira operava a óleo combustível BPF 2A; e,
d) comparar os custos de aquisição, a estocagem e os pré-requisitos para queima,
entre o óleo combustível BPF 2A e o gás natural.
4
3. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
Para o desenvolvimento deste trabalho, foram realizadas pesquisas em literaturas e
estudos relacionados à energia e ao meio ambiente, poluição atmosférica, caldeiras geradoras
de vapor e gás natural.
3.1. Energia e Meio Ambiente
A passagem da lenha ao carvão no século XIX e a generalização do uso do petróleo e
da eletricidade após 1930, assentaram a base da moderna civilização industrial sobre o
consumo de combustíveis fósseis, que a natureza havia levado milhões de anos para produzir.
A produção de energia por meio de combustíveis fósseis, os processos industriais e os
meios de transporte exercem grande influência sobre o meio ambiente, em virtude do
desmatamento e da emissão de poluentes (CO
2
, NO
x
, SO
x
, C
x
H
y
, particulados, etc.), sendo
considerados as principais fontes antropogênicas da poluição.
A energia é definida como a capacidade de realizar trabalho. Ao longo dos séculos, o
homem aprendeu a utilizar as fontes de energia disponíveis na natureza para atender às suas
necessidades. Hoje, a energia, em suas várias formas, é indispensável à produção de bens e
serviços essenciais à vida humana: calor, força motriz, eletricidade, etc.
Segundo Braga et al. (2002), todos nós incorporamos energia através de nossos
alimentos, utilizamos energia para as nossas necessidades alimentares, de habitação e de
transporte, e produzimos resíduos que precisam ser eliminados de forma adequada para evitar
a contaminação do meio ambiente. O acúmulo destes resíduos, seja por problemas de excesso
de produção ou por dificuldade na sua eliminação, resulta em poluição do nosso meio vivente.
Lora & Teixeira (2001) definem poluição como sendo a degradação do ambiente, ou
seja, mudanças nas características físico-químicas ou biológicas do ar, da água ou do solo que
afetam negativamente a saúde, a sobrevivência ou as atividades humanas e de outros
organismos vivos.
A definição legal de poluição (Lei nº. 6.938, de 31 de agosto de 1981 – Política
Nacional do Meio Ambiente) é: degradação da qualidade ambiental resultante de atividades
que direta ou indiretamente:
5
a) prejudiquem a saúde, a segurança e o bem-estar da população;
b) criem condições adversas às atividades sociais e econômicas;
c) afetem desfavoravelmente a biota;
d) afetem as condições estéticas ou sanitárias do meio ambiente;
e) lancem matérias ou energia em desacordo com os padrões ambientais
estabelecidos.
Em que pese a aplicação da ciência e da tecnologia ter conduzido à melhoria no nível
de vida da população, têm, ao mesmo tempo, provocado efeitos nocivos ao meio ambiente,
tais como: mudanças climáticas; perda de terras cultiváveis (desertificação); desmatamento;
poluição de rios, lagos e mares; poluição do solo e das águas subterrâneas; o smog foto-
químico e a poluição do ar nas cidades.
O consumo de energia sempre traz alguma forma de dano ambiental, seja na sua
exploração ou no seu consumo, e uma das soluções para atenuar e manter em limites
aceitáveis este problema seria a utilização racional das fontes primárias de energia.
Os principais riscos ambientais com que hoje nos defrontamos estão intimamente
associados à elevação do consumo de energia e dão margem a reservas quanto às
conseqüências de seu prosseguimento, indefinidamente, no futuro. Destes riscos,
quatro se destacam por sua dimensão global: o “efeito estufa” (...); a poluição do ar
urbano, pelas indústrias e veículos de transporte; a chuva ácida (...); e o risco de
acidentes em reatores nucleares (...). (La Rovere, 1996, p.12).
Segundo Fontenelle & Coutinho (2004), a maior parte da energia consumida no
planeta vem das chamadas fontes sujas, principalmente petróleo e carvão mineral. Elas são a
principal causa da elevação dos níveis de CO
2
na atmosfera e criam outros riscos ao ambiente.
Na lista dos combustíveis sujos encontram-se, ainda, as fontes de eletricidade que
abastece empresas e residências, sendo a mais polêmica, a energia nuclear que embora não
lance poluente na atmosfera, gera rejeitos que se transformam em um problema ambiental
praticamente eterno.
Na lista de grandes geradores de energia, e de problemas ambientais, figuram, ainda,
as hidrelétricas. Teoricamente uma fonte limpa elas, além de alagarem e desestruturarem
complexos ambientais, são emissoras de metano, um gás com poder de retenção de calor 21
vezes maior que o do dióxido de carbono.
Segundo Coelho et al. (2000), é de amplo conhecimento, hoje em dia, que a geração
de energia, em particular a energia elétrica, poderia ser efetuada com menores conseqüências
ambientais e sociais se seus impactos fossem analisados prévia e criteriosamente, visando sua
minimização e se avaliada a conveniência (ou não) da realização da obra.
6
Como analisa Furtado apud Coelho et al. (2000), em que pese ser importante
especificar os custos e benefícios relativos à concessionária, essa análise do projeto deveria
considerar todos os itens financeiros independente de quem está pagando por eles. Em poucos
casos a análise econômica foi realizada conforme as exigências das agências financiadoras,
porém não incluíram regras definidas para a incorporação dos custos ambientais nos projetos.
Vários estudos têm demonstrado que o gerenciamento da poluição urbana e industrial
utilizando-se métodos corretivos (end-of-pipe), não só é custoso como, também, em muitos
casos, é insustentável. Experiências realizadas nos Estados Unidos e em outros países
desenvolvidos têm demonstrado que, a longo prazo, a prevenção da poluição por meio da
minimização de resíduos e de uma produção com tecnologias mais limpas e eficientes, é mais
sensata tanto na relação custo-benefício, como para o próprio meio ambiente, se comparado às
técnicas tradicionais.
3.1.1. Consumo e reservas de energia no mundo
Considerando-se que a principal fonte de energia da sociedade moderna é a energia
química acumulada nos diferentes combustíveis fósseis (petróleo, carvão, gás natural, etc.),
usa-se como unidade comum para expressar a quantidade de energia consumida e as reservas
disponíveis de combustíveis, a “tonelada equivalente de petróleo – tep”. Um tep libera durante
a combustão 41868,0 MJ, propriedade dos combustíveis que recebe o nome de poder
calorífico.
Na Tabela 3.1, são apresentados dados sobre as reservas mundiais comprovadas de
petróleo, gás natural e carvão, bem como a relação reserva/consumo que indica o número de
anos em que as mesmas se esgotariam. Já na Tabela 3.2, são mostrados os valores das
reservas mundiais de petróleo e gás natural por região, bem como a sua produção.
Tabela 3.1 – Reservas comprovadas de petróleo, gás natural (ANP, 1999) e carvão
mineral (OLADE, 1994) no mundo.
Tipo de combustível Reservas Reservas/consumo (anos)
Petróleo (10
9
Barris) 1053,1 39,0
Gás natural (10
12
m³) 146,4 63,7
Carvão mineral (10
9
toneladas) 1039,2 236,0
Fonte: LORA & TEIXEIRA (2001)
7
Tabela 3.2 – Distribuição das reservas e da produção de petróleo e gás natural no
mundo (ANP, 1999).
Reservas
Reservas mundiais
provadas - petróleo
Reservas mundiais
provadas - GN
Produção
mundial de
petróleo
Produção
mundial de GN
10
9
barris % 10
9
m³ % 10
3
%
barris/dia
10
9
%
m
3
/ano
Mundo 1053,1 100 146386 100 74039 100 2296,4 100
Am. Latina e Caribe 137,5 13 8006 6 10290 14 138,7 6
África 75,4 7 10220 7 7713 10 85,9 4
Oriente Médio 673,7 64 49530 33 22464 31 140,3 6
Antiga União Soviética 65,4 6 56700 39 7660 10 688,5 30
América do Norte 37,3 4 6550 5 10691 15 693,1 30
Ásia e Oceania 43,1 4 10170 6 8368 11 236,2 10
Europa 20,7 2 5210 4 6853 9 313,9 14
Fonte: LORA & TEIXEIRA (2001)
A oferta mundial de energia, no ano de 2005, foi de 11.435.10
6
tep, distribuída nas
seguintes fontes: carvão mineral (25,3%); petróleo e derivados (35,0%); gás natural (20,7%);
energias renováveis (10,0%); hidráulica (2,2%); nuclear (6,3%); outras (0,5%).
O consumo final de energia, no ano de 2005, foi de 7.912.10
6
tep, distribuído nas
seguintes fontes: carvão mineral (8,3%); petróleo (43,4%); gás natural (15,6%); eletricidade
(16,3%) energias renováveis (12,9%); outros (3,5%).
No ano de 2006, a produção mundial de petróleo foi de 4.281,0.10
6
tep, a produção de
gás natural foi de 2.977.10
9
m³ e, a produção de carvão mineral foi de 6.284.10
6
t distribuídos
entre carvão metalúrgico e carvão vapor.
3.1.2. Consumo e reservas de energia no Brasil
O consumo de energia per capita do Brasil, é da ordem de 1,42 tep/hab
(aproximadamente igual à média mundial).
Os indicadores utilizados para análise do desempenho energético e socioeconômico do
Brasil em relação ao mundo foram obtidos no Key World Energy Statistic 2006. Por estes
indicadores o Brasil, com uma Oferta Interna de Energia-OIE per capita de 1,12 tep/hab em
2005, se situa bem abaixo da média mundial (1,78 tep/hab), abaixo da Argentina (1,64
tep/hab) e muito abaixo dos Estados Unidos (7,89 tep/hab).
8
No Brasil a alta participação da energia hidráulica na geração de eletricidade é uma
vantagem complementada por grande utilização de biomassa, fazendo com que o País
apresente baixa taxa de emissão de CO
2
, de 1,57 tCO
2
por tep, pela utilização de
combustíveis, quando comparada com a média mundial, de 2,37 tCO
2
por tep.
A oferta interna de energia, em 2006, foi de 230,6 milhões de tep. Cerca de 45,1% da
OIE teve origem em fontes renováveis, enquanto que no mundo essa taxa é de 12,7% e nos
países membros da OECD é de apenas 6,2%.
Na Tabela 3.3 são apresentados os dados do setor energético brasileiro.
Tabela 3.3 – Dados do setor energético brasileiro (BEN 2007)
Item Valor
Oferta interna de energia
Energia não-renovável
Energia renovável
230,6.10
6
tep
54,9%
45,1%
Oferta interna de energia per capita 1,12 tep/hab
Consumo final total de energia 202,9.10
6
tep
Dependência externa em energia
2005
2006
10,2%
8,3%
Produção nacional de petróleo
1
e LGN 1,761.10³ barris/dia
Produção nacional de gás natural 48,5.10
6
m³/d
Consumo de derivados de petróleo 1.733,2.10³ barris/dia
Geração total de energia elétrica
Geração hidráulica
Geração térmica
Geração autoprodutores
419,4 TWh
335,8 TWh
41,9 TWh
41,7 TWh
Oferta interna de energia elétrica ²
% correspondente às fontes hidráulicas
% correspondente às demais fontes
460,5 TWh
76%
24%
Consumo final de energia elétrica 390,0 TWh
Energia elétrica de fonte térmica 71 TWh
Consumo de carvão mineral na geração elétrica 5.500.10³ t
Fonte: MME (2007)
OBS: 1) inclui líquidos de gás natural; 2) inclui autoprodução. * 1 tep = 10.000 kcal.
A Matriz Energética Brasileira, em 2006, foi composta das seguintes fontes: petróleo e
seus derivados (37,67%); gás natural (9,6%); produtos energéticos resultantes da cana-de-
açúcar (14,6%); carvão mineral e seus derivados (6,0%); lenha e carvão vegetal (12,6%);
urânio (U
3
O
8
) e derivados (1,6%); energia hidráulica (14,8%), outras (3,13%).
Com o objetivo de subsidiar a identificação de prioridades para Pesquisa e
Desenvolvimento (P&D) no setor energético, e atender a demanda feita pelo Ministério de
Minas e Energia como uma das fontes para o planejamento energético, a Secretaria do Fundo
Setorial de Energia/Centro de Gestão e Estudos Estratégicos – Ciência, Tecnologia e Inovação
9
elaborou, sob a coordenação do Dr. Isaias Macedo, o Relatório intitulado “Estado da Arte e
Tendências das Tecnologias para Energia”, através do qual foram apresentadas as
oportunidades de P&D em energia para os próximos 20-30 anos.
O Relatório elenca como áreas de interesse para esforços em P&D, entre outras:
carvão mineral e vegetal; gás natural; biomassa; hidroeletricidade; energia nuclear; energia
solar e eólica; etanol; petróleo; metanol; biogás; e, hidrogênio.
Segundo Macedo (2003), para produção de energia elétrica, as tecnologias
promissoras (geração e co-geração) para os próximos quinze anos incluem as baseadas em
gás natural e turbinas a gás, ciclos integrados de gasificação de carvão/ciclo combinado, e,
ainda, células à combustível.
Para produção de combustível (limpos) de fósseis, pensando na evolução futura para
emissões quase-zero (incluindo as de CO
2
), têm se dado ênfase aos combustíveis sintéticos
gerados a partir de gás de síntese. Estes poderão vir de gás natural ou carvão e, seriam a base
para futura inserção do hidrogênio (H
2
)
como vetor energético em larga escala.
3.1.3. A geração termelétrica
A partir do início do século XX, época em que as máquinas movidas a vapor
apresentavam rendimento de apenas 1%, a tecnologia de conversão de calor em trabalho
mecânico evoluiu consideravelmente. Com a substituição do carvão pelo petróleo, os motores
diminuíram de tamanho e ganharam potência, tornando-se mais rápidos e eficientes,
viabilizando os motores Otto e Diesel e as turbinas a gás e a vapor.
O grande potencial de recursos hídricos do Brasil, conduziu o país, no passado, à
opção de geração hidrelétrica, criando oportunidades para o desenvolvimento de tecnologias
de construção de barragens, de turbinas e de equipamentos hidráulicos, correspondendo ao
chamado Sistema Interligado, restringindo a geração termelétrica à Região Amazônica e
poucas centrais no Sul, Sudeste e Centro-Oeste do País.
Este quadro tende a sofrer alterações, considerando-se a recente construção do
Gasoduto Bolívia-Brasil, e a possibilidade da utilização do gás natural na geração
termelétrica, principalmente com o estabelecimento do chamado Programa Prioritário de
Termelétricas. Em conseqüência deste Programa, ocorrerão alterações na Matriz Energética
brasileira, pois, com a implementação de um parque gerador hidrotérmico, aumentar-se-á para
10
20% ou mais, a participação da termeletricidade na oferta de energia elétrica até o ano de
2009.
Por ser um energético que produz menores impactos ambientais, que queima com
maior facilidade, e que é canalizado e conduzido com segurança até o consumidor final, o gás
natural se apresenta como uma alternativa interessante para os derivados do petróleo.
Entretanto o incremento na oferta de energia com a operação destas térmicas, levará
também a um incremento significativo na emissão de poluentes atmosféricos, particularmente
emissões de carbono e óxidos de nitrogênio, cujos limites de emissão são previstos pelo
Conselho Nacional do Meio Ambiente – CONAMA por meio da Resolução n° 382, de
26/12/2006.
3.1.4. O Protocolo de Kioto
O Protocolo de Kioto resultou do encontro de 160 nações, em 1997, no Japão, visando
reduzir as emissões de gases que causam o efeito estufa (CO
2
, CH
4
, entre outros) e, estimular
o desenvolvimento de novas tecnologias e a implantação de fontes limpas de energia. Desde
então, a possibilidade de comercializar as emissões (principalmente de CO
2
, resultante da
queima de combustíveis fósseis, cuja utilização nos países desenvolvidos é intensiva) vem
ganhando força como estratégia política.
Segundo Coelho et al. (2000), nesse aspecto, o Brasil ocupa uma posição privilegiada
devido principalmente ao Programa Nacional do Álcool, responsável por evitar, em 1997, a
emissão de cerca de 13 milhões de toneladas de carbono; resultados alcançados não apenas
pela substituição de parte da gasolina pelo álcool para fins automotivos, como também pela
co-geração com bagaço de cana, no setor sucro-alcooleiro, que é auto-suficiente em termos
energéticos, com aproximadamente 2.500 MW instalados em todo o País. O fato de a geração
de energia elétrica no Brasil ser predominantemente de origem hídrica, também faz com que
as emissões específicas de carbono sejam bastante reduzidas.
Ratificado por um número suficiente de países depois de sete anos de negociação, o
Protocolo de Kioto começou a vigorar em fevereiro de 2005. É um passo importante no
combate aos efeitos do aquecimento do planeta. O Protocolo entra em vigor em etapas, sendo
que na primeira, de 2008 a 2012, os signatários tem que cumprir o acordado e reduzir, em
5%, sua emissão de poluentes, em relação aos valores apurados em 1990. Cada país possui
uma meta, expressa em “créditos” que pode gastar. Se um país signatário ultrapassar a meta,
11
pode comprar créditos excedentes de outros, tendo ainda a opção de financiar programas de
energia limpa ou desenvolvimento sustentável em outros países, o que também vale créditos.
Em 2005, foi discutida a segunda etapa de Kioto. As metas a serem cumpridas a partir
de 2012 tornar-se-ão mais rígidas, pois, para frear de vez o aquecimento, calcula-se que seja
necessário reduzir 60% das emissões em relação a 1990.
3.1.5. A Agenda 21
A Agenda 21 é um documento elaborado pelas Nações Unidas, estabelecendo um
projeto de ação global visando ao desenvolvimento sustentável, o qual foi adotado
por chefes de Estado de 179 países participantes da Conferência das Nações Unidas
sobre o Meio Ambiente e Desenvolvimento - ECO/92, realizada no Rio de Janeiro,
em junho de 1992. (Mota, 2000, p. 361).
A ECO/92, por meio da Agenda 21, procurou identificar os problemas prioritários, os
recursos e meios para enfrentá-los e as metas para as próximas décadas.
A implementação da Agenda 21 não depende exclusivamente dos governos, visto que
serão necessárias mudanças em termos de valores, de modelos produtivos e de padrões de
consumo, o que se configura uma verdadeira revolução cultural das pessoas.
A Agenda 21 reflete um consenso mundial e um compromisso político no nível mais
alto no que diz respeito a desenvolvimento e cooperação ambiental. Constitui um guia para as
ações dos indivíduos, empresas e governos, no sentido de alcançar um desenvolvimento
sustentável, garantindo-se a qualidade ambiental e as condições econômicas necessárias a
todos os povos do mundo.
“A Agenda 21 é composta de quarenta capítulos, distribuídos em quatro seções, as
quais agrupam assuntos inter-relacionados e sempre voltados para o desenvolvimento
sustentável.” (Mota, 2000, p. 362).
O Capítulo Nono, Seção II, trata da Proteção da Atmosfera. O referido capítulo inclui
as seguintes áreas de programas:
a) Considerações das incertezas: aperfeiçoamento da base científica para a tomada
de decisões;
b) Promoção do desenvolvimento sustentável: desenvolvimento, eficiência e
consumo da energia; transportes; desenvolvimento industrial; desenvolvimento dos recursos
terrestres e marinhos e uso da terra;
c) Prevenção da destruição do ozônio estratosférico;
d) Poluição atmosférica transfronteiriça.
12
3.2. Poluição Atmosférica
3.2.1. Características do ar atmosférico
Pinheiro & Monteiro (1992) definem a atmosfera, ou ar, como é conhecida, como um
composto gasoso com mais de mil quilômetros de espessura que envolve o globo terrestre.
Para Mota (2000), o ar constitui a camada da atmosfera que fica em contato com a
superfície da Terra. Esta camada é denominada troposfera e tem cerca de doze quilômetros de
espessura.
O ar é um recurso natural indispensável ao homem, aos animais e à vegetação, sendo,
portanto, essencial à manutenção da vida na Terra. Também é utilizado na comunicação, no
transporte, na combustão, em processos industriais e como diluidor de resíduos gasosos.
Segundo Mota (2000), o ar atmosférico é constituído por uma mistura de gases,
principalmente nitrogênio (78,11%), oxigênio (20,95%), argônio (0,93%) e dióxido de
carbono (0,03%). Além desses, encontram-se o hidrogênio, o metano, o óxido nitroso e gases
nobres, como o neônio, o hélio e o criptônio. O ar contém, ainda, vapor d’água, ozônio,
dióxido de enxofre, dióxido de nitrogênio, amônia, monóxido de carbono, partículas sólidas
em suspensão e outros componentes, em concentrações variáveis, em função das atividades
desenvolvidas pelo homem.
Sewell (1978) considera o ar como normal quando mais de 99,99% do volume de ar
compõem-se de apenas quatro moléculas gasosas, nitrogênio (78,09%), oxigênio (20,94%),
argônio (0,95%) e dióxido de carbono (0,03%), além de uma dúzia de outros constituintes que
se encontra em quantidades microscópicas, geralmente expressos em partes por milhão.
Na primeira camada deste grande cobertor de ar vive o homem. O ser humano é
dependente desse ar e cada indivíduo respira 22 mil vezes por dia. Se esse cobertor fosse
removido, o homem não sobreviveria mais do que cinco minutos.
O ar é um dos elementos que mais tem sido agredido pelo homem. Indispensável para
a vida, vez que não se pode deixar de respirar, o ser humano vem sendo obrigado a utilizar o
ar nas condições em que o mesmo se encontra no seu ambiente, muitas vezes com suas
características alteradas, gerando impactos sobre o homem, os animais, os vegetais e os
materiais.
As primeiras preocupações com a qualidade do ar surgiram na era pré-cristã. Nessa
época, as cidades já ostentavam ares de qualidade aquém do desejável, em virtude do uso do
13
carvão como combustível. Esta situação agravou-se durante os primeiros séculos da história
pós-cristã, quando foram baixados, na Inglaterra do final do século XIII, os primeiros atos de
controle de emissão de fumaça, passando pela revolução industrial e pelo crescimento das
cidades.
Galvão Filho (1996) define poluição do ar como a presença ou lançamento no ar de
matéria e energia que podem vir a danificar os usos desse recurso natural.
Segundo Braga et al. (2002), a poluição do ar tem sido, desde a primeira metade do
século XX, um grave problema nos centros urbanos industrializados, com a presença cada vez
maior dos automóveis, que vieram a somar-se às indústrias, como fontes poluidoras.
Episódios de poluição excessiva causaram aumento do número de mortes em algumas cidades
da Europa e Estados Unidos. O primeiro episódio ocorreu em 1930, no vale de Meuse,
Bélgica, entre as cidades de Huy e Liége, uma região com grande concentração de indústrias,
distribuídas em uma faixa de aproximadamente vinte quilômetros de comprimento onde, nos
cinco primeiros dias do mês de dezembro, condições meteorológicas desfavoráveis, como a
ausência de ventos, impediram a dispersão dos poluentes que permaneceram estacionados
sobre a região. Imediatamente foi registrado um aumento do número de doenças respiratórias
e um excesso de mortes (sessenta) até dois dias após o início do episódio.
Episódio semelhante ocorreu durante os últimos cinco dias do mês de outubro de 1948
na cidade de Donora, Pensilvânia, quando os produtos da combustão das indústrias locais
permaneceram sobre a cidade devido à ocorrência de inversões térmicas que impediram a
dispersão destes poluentes. Durante este período foram observadas vinte mortes ao invés das
duas mortes esperadas normalmente em uma comunidade de 14.000 pessoas.
Em Londres, durante o inverno de 1952, um episódio de inversão térmica impediu a
dispersão de poluentes, gerados então pelas indústrias e pelos aquecedores domiciliares que
utilizavam carvão como combustível, e uma nuvem, composta principalmente por material
particulado e enxofre (em concentrações, até nove vezes maiores do que a média de ambos),
permaneceu estacionada sobre a cidade por aproximadamente três dias, levando a um
aumento de 4.000 mortes em relação à média de óbitos em períodos semelhantes.
Somente no início da década de 60, foi criado um programa federal de poluição
atmosférica ligado ao Departamento de Saúde, Educação e Bem-estar Social dos Estados
Unidos (EUA).
A ocorrência de novos episódios de aumento súbito da poluição levaram os Estados
Unidos a estabelecerem, ainda na década de 60, padrões de qualidade do ar, especificando os
seis poluentes atmosféricos que seriam controlados: partículas totais, dióxido de enxofre
14
(SO
2
), monóxido de carbono (CO), dióxido de nitrogênio (NO
2
), ozônio (O
3
) e chumbo (Pb).
Para efetivar esse controle, criou-se a Agência de Proteção Ambiental norte-americana (EPA),
tendo-lhe sido conferidos, em 1990, poderes para determinar os critérios técnicos de controle
das substâncias tóxicas, com base nos seus efeitos para a saúde.
Na Europa, o desenvolvimento de ações controladoras também foi bastante
influenciado pelo episódio ocorrido em 1952 na cidade de Londres. Em 1956, o Parlamento
inglês, atribuiu às autoridades locais o controle das áreas de maior risco da ocorrência de
acúmulo de fumaça emitida pelas chaminés das residências, obrigando a troca do sistema a
carvão por eletricidade, gás ou óleo diesel.
Em 1976, uma comissão de países europeus (Comission of the European Communities
– CEC), estabeleceu padrões de qualidade do ar para SO
2
, CO, NO
2
, material particulado e
oxidantes foto-químicos.
Em que pese o aprimoramento das formas de controle ambiental, outros episódios
envolvendo o aumento das concentrações de poluentes atmosféricos continuaram a ocorrer,
mas desta vez, nos países em desenvolvimento.
Em 03 de dezembro de 1984, em Bhopal, na Índia, um grande vazamento de methil-
isocianato (MIC) proveniente da Union Carbide, indústria localizada próxima à cidade,
causou a morte de, pelo menos, 1.700 pessoas devido a um intenso edema pulmonar (acúmulo
de líquido no pulmão) causado pela reação exotérmica do MIC com a água do tecido
pulmonar.
3.2.2. Poluentes atmosféricos
A Resolução CONAMA nº. 003, de 28/06/1990, define como poluente atmosférico,
qualquer forma de matéria ou energia com intensidade e em quantidade, concentração, tempo
ou características em desacordo com os níveis estabelecidos, que tornem ou possam tornar o
ar: I - impróprio, nocivo ou ofensivo à saúde; II - inconveniente ao bem-estar público; III -
danoso aos materiais, à fauna e à flora; IV - prejudicial à segurança, ao uso e gozo da
propriedade e às atividades normais da comunidade.
Os poluentes do ar originam-se principalmente da combustão incompleta de
combustíveis fósseis, para fins de transporte, aquecimento e produção industrial.
Segundo Mota (2000), os poluentes atmosféricos são classificados em dois tipos:
primários e secundários.
15
Os poluentes primários são aqueles emitidos diretamente das fontes para a atmosfera,
destacando-se: material particulado (fumos, poeiras, névoas); monóxido de carbono (CO);
dióxido de carbono (CO
2
), óxidos de nitrogênio (NO e NO
2
); compostos de enxofre (SO
2
e
H
2
S); hidrocarbonetos; clorofluorcarbonos.
Os poluentes secundários são os formados na atmosfera, através de reações químicas,
a partir de poluentes primários. Entre esses se destacam os oxidantes fotoquímicos, resultantes
da reação entre os hidrocarbonetos e os óxidos de nitrogênio, na presença da luz solar.
O ozônio (O
3
) é o oxidante fotoquímico que provoca mais danos ao ambiente. Como
oxidantes, podemos destacar, ainda, o peroxiacetilnitrato (PAN), o peróxido de hidrogênio
(H
2
O
2
) e os aldeídos.
Segundo Pereira & Pereira [entre 1979 e 1981], dependendo do seu teor há impurezas
que se tornam poluentes, e são encontradas na atmosfera em estado gasoso, sólido e líquido.
Os fumos, as poeiras e as fumaças constituem os poluentes sólidos que se dispersam
na atmosfera.
As partículas líquidas encontradas são resultantes da condensação de vapores e das
nebulizações líquidas.
Os gases em geral, formam a parte mais importante, visto que facilmente se
incorporam aos componentes normais da atmosfera.
Os poluentes podem apresentar-se tanto em compostos orgânicos (hidrocarbonetos,
aldeídos e as cetonas), como inorgânicos. (ácido sulfúrico, ácido fluorídrico e amônia),
Segundo Mota (2000), as concentrações típicas de alguns poluentes, no ar limpo e
poluído, bem como o tempo de permanência dos mesmos na atmosfera, são as indicadas no
Quadro 3.1.
Quadro 3.1 – Tempo de permanência e concentrações de poluentes
Concentração típica (ppm) Poluente Tempo de permanência
Ar limpo Ar poluído
SO
2
4 dias 0,0002 0,2
H
2
S < 1 dia 0,0002 -
CO < 3 anos 0,1 40 - 70
NO/NO
2
5 dias <0,002 0,2
Hidrocarbonetos - <0,001 -
CO
2
2 a 4 anos 340 400
O
3
14 a 21 dias 0,03 0,5
Fonte: FREEDMAN (1995)
Quanto à fonte emissora, Mota (2000) afirma que a poluição do ar pode originar-se de
fontes naturais (vulcões; florestas (queimadas); decomposição anaeróbia de matéria orgânica;
16
desnitrificação por bactérias) e, antrópicas (indústrias; meios de transporte; destruição e
queima da vegetação; queima de combustível; queima do lixo; aplicação de agrotóxicos;
fermentação de resíduos (dejetos, lixo); uso de “sprays”, refrigeração, fabricação de espumas
plásticas, solventes; compostos radioativos).
As fontes de poluição do ar podem ser estacionárias ou móveis (veículos, aviões,
motocicletas, barcos, locomotivas).
Os processos industriais respondem pela emissão de material particulado e vários
gases poluentes, tais como, os óxidos de enxofre (SO
2
), os óxidos de nitrogênio (NO e NO
2
);
gás sulfídrico (H
2
S); Hidrocarbonetos, ácido clorídrico (HCl), entre outros.
As fontes móveis de poluição colaboram para o lançamento de material particulado,
monóxido de carbono (CO), óxidos de nitrogênio (NO
x
), óxido de enxofre (SO
2
),
hidrocarbonetos e aldeídos.
A combustão do carvão, do petróleo e da biomassa gera a produção de material
particulado, monóxido de carbono (CO), dióxido de carbono (CO
2
), óxido de enxofre (SO
2
) e
óxidos de nitrogênio (NO
x
).
Por meio da queima do lixo, são lançados na atmosfera, material particulado, óxido de
enxofre (SO
2
), óxidos de nitrogênio (NO
x
) e ácido clorídrico (HCl).
A decomposição anaeróbia da matéria orgânica, presente no esgoto, no lixo e em
dejetos de animais, gera gás sulfídrico (H
2
S) e metano (CH
4
), entre outros.
Os clorofluorcarbonos, originam-se dos processos de refrigeração, dos “sprays”, da
fabricação de espumas plásticas e dos solventes usados na limpeza de circuitos eletrônicos.
Segundo Lora & Teixeira (2001), uma análise da distribuição, por fontes de emissão,
de cinco poluentes, nos EUA, permite concluir que:
a) as emissões de óxido de enxofre são quase totalmente devidas à queima de
combustíveis fósseis;
b) as emissões de óxido de nitrogênio distribuem-se em partes iguais entre a queima
de combustíveis fósseis e as emissões dos veículos automotores;
c) os compostos orgânicos voláteis têm como fontes mais importantes os processos
industriais e o transporte automotivo;
d) as emissões de particulados estão uniformemente distribuídas entre as diferentes
fontes;
e) mais de 2/3 das emissões totais de CO, nos EUA, têm como fonte o transporte
automotivo .
17
Na Tabela 3.4 apresenta-se um resumo dos tipos de poluentes com maior impacto
ambiental, lançados à atmosfera pelos diferentes ramos da indústria e da atividade econômica
em geral. Centrais termelétricas e incineradores de resíduos figuram como grandes emissores
de poluentes, porém, faz-se necessário conhecer a diferença na composição dos gases de
exaustão destas fontes. Nos incineradores, além de particulados, óxidos de enxofre e
nitrogênio, existem dioxinas, vapores de mercúrio e outros compostos ácidos.
Tabela 3.4 – Principais fontes de poluição e poluentes atmosféricos
Fonte
Particulados Emissões Gasosas
Caldeiras e fornos industriais Cinzas e fuligem NO
x
, SO
2
, CO, aldeídos, ácidos orgânicos, 3,4 -
benzopireno
Motores de combustão interna Fuligem CO, No
x
, aldeídos, hidrocarbonetos, 3,4 -
benzopireno
Indústria de refino do petróleo
Pó, fuligem
SO
2
, H
2
S, NH
3
, NO
x
, CO, hidrocarbonetos,
mercaptanas, ácidos, aldeídos, cetonas, substâncias
orgânicas cancinogênicas.
Indústria química Pó, fuligem Dependente do processo (H
2
S, CS
2
, CO, NH
3
,
ácidos, substâncias orgânicas, solventes, compostos
orgânicos voláteis (COV), sulfetos, etc).
Metalúrgia e química do
coque
Pó, óxidos de ferro SO
2,
CO, NH
3
, NO
x
, compostos de flúor, substâncias
orgânicas.
Indústria extrativa mineral Pó Dependente do processo (CO, compostos de flúor,
substâncias orgânicas.
Indústria alimentícia Pó NH
3
, H
2
S (misturas multicomponentes de compostos
orgânicos)
Indústria de materiais da
construção
Pó CO, compostos orgânicos
Fonte: LORA & TEIXEIRA (2001)
Os principais poluentes atmosféricos são:
I) Óxidos de carbono
O monóxido de carbono (CO) origina-se da queima incompleta de combustíveis
fósseis, tendo como sua principal fonte de emissão os veículos automotores. É o mais
abundante poluente atmosférico, sendo altamente nocivo à saúde em ambientes fechados,
como túneis e garagens. É um gás incolor, inodoro e insípido, passando despercebido em
função dessas propriedades. É mais leve que o ar, sendo facilmente disperso na atmosfera, o
que minimiza seus efeitos tóxicos. Apresenta densidade relativa 0,967;
O dióxido de carbono (CO
2
) é um componente natural do ar atmosférico cujas
concentrações vêm sendo aumentadas pelas crescentes queimadas e uso de
combustíveis fósseis. Não sendo um gás tóxico, a não ser em concentrações muito
18
elevadas, o aumento de sua concentração na atmosfera é prejudicial devido a suas
propriedades de gás estufa. (Pinheiro & Monteiro, 1992, p. 58).
II) Óxidos de Enxofre
O dióxido de enxofre (SO
2
), é tradicionalmente originado na queima de carvão e óleo
na geração de energia elétrica ou no aquecimento de ambientes, nas fábricas e nos veículos
automotores. É um gás incolor que possui odor irritante e azedo. Tem efeito altamente
irritante no trato respiratório e nas conjuntivas oculares. Nas plantas causa alterações na
fotossíntese, causando, também, danos materiais de origem calcária (mármore, cimento, etc).
O gás sulfídrico (H
2
S) origina-se na decomposição anaeróbia de matéria orgânica,
como a que ocorre em rios altamente poluídos por esgoto, podendo ser oxidado a dióxido de
enxofre (SO
2
), e contribuir como fonte de emissão deste poluente. São, ainda, fontes naturais
de H
2
S, os vulcões e as atividades geotérmicas.
O dióxido de enxofre (SO
2
), por meio de reação fotoquímica, pode ser transformado
em trióxido de enxofre (SO
3
), que na presença de vapor de água do ar atmosférico pode
transformar-se em ácido sulfúrico (H
2
SO
4
), cuja ação química corrosiva é notada em metais e
condutores elétricos. No homem pode provocar danos irreversíveis ao trato respiratório, e nos
vegetais, lesões em suas folhas.
III) Compostos nitrogenados
Segundo Pereira & Pereira [entre 1979 e 1981], os compostos nitrogenados mais
abundantes são o NO, NO
2
e NH
3
, e outros óxidos de nitrogênio. O NO e o NO
2
são
produzidos na combustão a alta temperatura e em diversas outras atividades industriais e,
ainda, pela combinação de oxigênio e nitrogênio da atmosfera. Suas principais fontes de
emissão são as descargas de veículos automotores e as usinas de energia que se utilizam de
combustíveis fósseis.
Em virtude da radiação solar, o monóxido de nitrogênio (NO) é oxidado a dióxido de
nitrogênio (NO
2
). Este, por sua vez, na presença da luz solar, reage com hidrocarbonetos e
oxigênio formando o ozônio (O
3
), sendo um dos principais precursores deste poluente na
troposfera.
O NO
2
absorve a luz solar fundamentalmente na zona do espectro visível. Tem cor
pardo amarelada e, em baixas concentrações, irrita levemente os pulmões. Nas plantas,
provoca diminuição da atividade fotossintética e, nos materiais, promove o ataque químico às
pinturas.
19
O óxido nitroso (N
2
O) é um gás incolor emitido quase que totalmente por fontes naturais. A
queima de combustíveis sólidos é sua maior fonte antropogênica.
Segundo Lora & Teixeira (2001), os óxidos de nitrogênio (NO
x
) são produzidos por
fontes naturais, como os relâmpagos, a atividade microbiana no solo, a oxidação da amônia e
os processos fotolíticos ou biológicos nos oceanos. Como fontes antropogênicas, têm-se a
queima de combustíveis fósseis e de biomassa. A fim de manter um balanço global, existem
“sumidouros” de NO
x
, como as precipitações e a deposição seca.
IV) Material Particulado (MP)
Segundo Braga et al. (2002), o material particulado é uma mistura de partículas
líquidas e sólidas em suspensão no ar, sendo que a sua composição e tamanho dependem das
fontes de emissão.
Cinzas e fuligem da combustão de carvão ou óleo, para a geração de energia e da
incineração de resíduos, são as fontes mais comuns, porém a queima, pulverização e abrasão
de qualquer coisa sólida, ou o respingo de um líquido costumam produzir partículas.
Os particulados presentes na atmosfera classificam-se em: finos, com diâmetro de
dp < 2,5 mm; e, grossos, com diâmetro dp > 2,5 mm.
O tempo de residência dos particulados na atmosfera inferior varia de alguns dias a
uma semana.
O material particulado é a forma de poluição mais perceptível, em virtude da
interferência na visibilidade.
V) Compostos Orgânicos Voláteis – COVs (VOC’s – Volatile Organic Compound)
Os COVs são hidrocarbonetos do tipo aldeído, cetonas, solventes clorados,
substâncias refrigerantes, etc. A distribuição por fontes das emissões antropogênicas
dos COVs é: processos industriais – 46% e transporte automotivo – 30%. (Lora &
Teixeira, 2001, p. 59).
Os hidrocarbonetos são de grande diversidade e sua tendência ao estado sólido
aumenta com o número de carbonos, enquanto sua tendência ao estado gasoso diminui com a
diminuição do número de carbonos.
20
VI) Ozônio (O
3
)
O ozônio presente na troposfera, a porção da atmosfera em contato com a crosta
terrestre, é formado por uma série de reações catalisadas pela luz do sol (raios
ultravioleta) envolvendo, como precursores, óxidos de nitrogênio (NO
x
) e
hidrocarbonetos, derivados de fontes de combustão móveis, como os veículos
automotivos, de fontes estacionárias, como usinas termoeléctricas, e até mesmo
fontes naturais como as árvores, que contribuem na produção de compostos
orgânicos voláteis. (Braga et al., 2002, p. 9).
O ozônio é um gás composto de três átomos de oxigênio, sem cor e com um
característico cheiro de ar fresco, geralmente percebido durante as tempestades com
trovoadas.
Existem três fontes naturais de ozônio. A principal delas está na estratosfera, onde a
produção de ozônio decorre da reação fotoquímica da luz ultravioleta com o oxigênio. O
ozônio é também produzido por relâmpagos, porém essa é uma fonte menor. A terceira forma
de produzir ozônio, é através de reações fotoquímicas que envolvem o óxido de nitrogênio e
hidrocarbonetos naturalmente emitidos pela vegetação.
Embora nas camadas superiores da atmosfera o ozônio seja benéfico, nas camadas
inferiores seus efeitos nocivos são sentidos pelas plantas e pelo próprio homem.
VII) Hidrocarbonetos (HC)
Para Sewell (1978), os hidrocarbonetos são usualmente vapores não queimados, que se
evaporam dos tanques de gasolina e são emitidos pelos escapamentos de veículos. Mas
também podem ser os solventes em evaporação do asfalto, emissões gasosas de vegetação em
estado de apodrecimento, ou o produto de qualquer reação que envolva matéria orgânica
contendo carbono.
A importância dos hidrocarbonetos como poluentes atmosféricos deve-se a sua
participação em reações fotoquímicas que ocorrem na atmosfera, com a formação de
agentes poluidores secundários. Seus efeitos tóxicos são melhor sentidos próximo
aos locais de emissão, como garagens e refinarias, podendo causar desde leve
irritação das mucosas até condicionar o desenvolvimento de câncer. (Pinheiro &
Monteiro, 1992, p.60-61).
3.2.3. Efeitos da poluição atmosférica
O problema da poluição do ar é intenso nas grandes cidades, especialmente naquelas
localizadas nos países em desenvolvimento. Segundo uma avaliação do GEMS
(Global Environmental Monitoring System), mais de 1,3.10
9
pessoas moram em
cidades onde a concentração de particulados no ar ultrapassa os valores
estabelecidos nos padrões da WHO (World Health Organization). Este valor, para o
caso dos óxidos de enxofre, é de 1,2.10
9
pessoas. A WHO, com base na atualização
21
dos dados obtidos no GEMS, chegou a conclusão que 1,6.10
9
pessoas correm o
risco de condição saudável em conseqüência da poluição do ar. (Lora & Teixeira,
2001, p. 51).
Segundo Mota (2000), nem sempre é fácil estabelecer uma relação direta entre
determinado poluente e os efeitos que o mesmo provoca no ambiente. A dispersão do
poluente no ar, a distância que alcança, sua concentração e o tempo de exposição ao mesmo,
são alguns fatores que influem nos impactos que podem causar.
A poluição atmosférica pode resultar em impactos de alcances locais, regionais e
globais.
Impactos locais são aqueles verificados nas áreas próximas às fontes de poluição,
compreendendo:
I) Danos à saúde humana
Quando a concentração de poluentes do ar aumenta, sem que este seja adequadamente
disperso pela ação da meteorologia, da topografia e de outros fatores, sérios problemas de
saúde acabam ocorrendo.
Segundo Pereira & Pereira [entre 1979 e 1981], a determinação da influência da
poluição do ar na saúde humana é extremamente complexa e difícil. Exige uma avaliação
quantitativa e qualitativa de grande número de fatores, tais como a concentração de poluente,
duração da exposição, localização da sua atuação, efeitos sinergéticos ou antagônicos, tudo
aliado à influência de fatores meteorológicos.
Na maioria dos países sujeitos à poluição do ar, estão sendo desenvolvidos estudos,
visando determinar o grau de influência que os poluentes tem sobre a saúde humana. Os
resultados encontrados vêm demonstrando que a poluição atmosférica constitui um risco
evidente à saúde dos seres humanos.
O grande problema enfrentado pelos técnicos, é a determinação das substâncias
poluidoras capazes de afetar a saúde humana e, em que concentração sua ação patogênica se
faz sentir.
O efeito preciso da poluição do ar usualmente não pode ser previsto,
porque uma pessoa normalmente está exposta a misturas de poluentes
de ar. Alguns intensificam uma reação quando combinados, enquanto
outros podem reagir mutuamente, reduzindo o efeito. Os fatores que
influenciam a resposta humana podem incluir a idade de uma pessoa,
sua saúde e desgaste físico, bem como a intensidade e duração da
exposição. (Sewell, 1978, p. 167).
22
Pereira & Pereira [entre 1979 e 1981], classificam os poluentes atmosféricos que
podem exercer ações sobre o organismo humano, de acordo com sua fisiologia em:
a) asfixiantes:
1) simples – aquelas substâncias que tomam o lugar do oxigênio em sua função
vital. Exemplos: dióxido de carbono (CO
2
), metano, etano e acetileno, nitrogênio, argônio e
neônio;
2) químicos – substâncias que podem provocar asfixia mesmo havendo oxigênio
em quantidade suficiente no ar. Reagem no organismo humano e impedem a vital utilização
do oxigênio do ar atmosférico. Exemplos: monóxido de carbono (CO), ácido cianídrico
(HCN) e ácido sulfídrico (H
2
S);
b) narcóticos – raramente se apresentam livres na atmosfera normal, são encontrados
em ambientes confinados. Exemplos: clorofórmio, acetileno, benzeno, acetona, éter,
hidrocarbonetos;
c) irritantes – produzem geralmente congestão, edema e inflamação. Raramente se
apresentam na atmosfera livre sendo próprios de ambientes fechados. Exemplos: ácido
sulfídrico (H
2
S), ozônio (O
3
), amônia (NH
3
), formaldeído (CH
2
O), dióxido de enxofre (SO
2
),
cloro (Cl
2
), óxidos de nitrogênio (NO
x
);
d) tóxicos sistemáticos – alguns atacam o sistema nervoso, outros o sistema
formador do sangue ou o próprio sangue. Há ainda aqueles que prejudicam o fígado, os rins e
outros órgãos. Exemplos: benzeno (C
6
H
6
), sulfeto de carbono (CS
2
), hidrogênio arsenical
(AsH
3
) hidrogênio fosforado (PH
3
), chumbo, mercúrio, bário, cádmo, cobre;
e) efeitos do material particulado – vários efeitos são causados sobre o homem por
pequeninas partículas. Alguns pesquisadores são de parecer que pode haver estreita relação
entre o aumento de fuligem no ar e o aumento de casos de pneumonia. Exemplos: surto de
asma verificado em Bauru, em 1952, atribuído à poeira de mamona; as partículas de chumbo
no ar podem afetar nosso sistema central; alguns pólens e certas poeiras podem produzir
asma; partículas de arsênico, berílio, cádmo, chumbo, cromo, manganês lançados na
atmosfera pela indústria podem contribuir para o aparecimento de câncer, além de
perturbações cardíacas e outros processos patológicos.
II) Efeitos sobre a flora
Várias plantas são sensitivas aos poluentes do ar, sendo que algumas são usadas como
indicadores de poluição do ar por demonstrarem um tipo característico de dano para cada
poluente específico. A extensão dos danos varia de acordo com vários fatores, tais como: as
23
características dos poluentes (concentração, duração, propriedades físicas e químicas);
condições climáticas (temperatura, intensidade de luz, precipitação); condições do solo
(umidade, nutrientes); e fatores biológicos (estágio de desenvolvimento, composição genética,
doenças).
Segundo Pereira & Pereira [entre 1979 e 1981], um dos primeiros efeitos que se pode
notar é a redução da penetração da luz, por sedimentação direta de partículas nas folhas ou por
interferência de partículas em suspensão na atmosfera. Com isto, há uma sensível redução da
capacidade fotossintetizante do mundo vegetal clorofilado, com graves prejuízos para sua
sobrevivência ou seu desenvolvimento.
A deposição de poluentes no solo, por sedimentação de partículas grosseiras, ou pelo
carreamento de partículas finas e gases solúveis efetuado pelas chuvas, permite a penetração
destes poluentes pelas raízes, alterando substancialmente o solo. Existe, ainda, a possibilidade
da penetração de poluentes pelos estômatos das plantas.
Os poluentes levam ao colapso do tecido foliar, clorose e outras alterações na cor da
folha, podendo provocar alterações no crescimento e produção das plantas.
III) Efeitos sobre a fauna
Para Pereira & Pereira [entre 1979 e 1981], com as evidências de que a poluição afeta
a saúde do homem, pode-se fazer um paralelo com as demais espécies animais.
Os grandes episódios de Donora, Pozza Rica, Vale do Mosa e Londres, contribuíram
para o desencadeamento das investigações. Em Donora, 1948, foi verificado uma
susceptibilidade de grande número de animais, entre eles canários, frangos e pombos, com
regular quantidade de mortes. O que se sabe sobre ocorrências com animais no Vale do Mosa,
1930, é que houve muitos distúrbios digestivos e respiratórios.
Os poluentes chegam ao interior dos organismos animais, por inalação ou por ingestão
de alimentos contaminados.
Da mesma forma como os fluoretos, o arsênico, o chumbo e o molibdênio podem
contaminar a alimentação dos animais, os resíduos ácidos carreados pelas chuvas podem
provocar alterações nas águas dos rios e lagos, com efeitos nocivos sobre os peixes.
IV) Efeitos sobre os materiais
A existência de minúsculas partículas no ar suja tudo, automóveis, edifícios, roupas,
pessoas, obras de arte, etc. A deposição de partículas sobre os tecidos em geral obriga a que
sejam lavados com maior freqüência, gerando um desgaste maior desses.
24
O processo de abrasão causado pelas partículas em suspensão arrastadas pelos ventos,
juntamente com o ataque dos gases ácidos, vem causando grandes prejuízos às obras de arte.
Alguns velhos tesouros da Acrópole e do Partenon, na Grécia, estão quase irreconhecíveis em
conseqüência dos efeitos corrosivos da poluição do ar.
A simples alteração da forma de certos objetos, pela sedimentação pura e simples de
materiais trazidos pelo ar, já é suficiente para degradá-los, agravando o problema com a sua
imediata solidificação.
O ácido sulfúrico ataca a superfície das pedras, corroendo-as lentamente. O ozônio ataca
os têxteis, destrói as tintas utilizadas para colorir e causa deterioração da borracha, além de
degradar materiais orgânicos, fibras, marfim, couro, madeira, papel e outros.
Nos metais a ação dos poluentes oxidantes provoca a sua gradativa mineralização.
V) Efeitos sobre as propriedades atmosféricas
A diminuição da visibilidade é um dos fenômenos mais facilmente observado. A baixa
visibilidade é extremamente prejudicial ao tráfego em geral e, em particular, ao tráfego aéreo.
É, ainda, especialmente danosa em locais com paisagens turísticas.
A redução da visibilidade pode ser causada por materiais particulados, por neblinas,
nevoeiros, vapores que absorvem e dispersam luz. Tanto o smog tipo Londrino como o
fotoquímico, reduz a visibilidade.
A poluição do ar pode causar, ainda, a descoloração da atmosfera. Esse fenômeno
pode ser observado em várias cidades do Brasil, principalmente na cidade de São Paulo, com
a sua nuvem marrom escurecida.
As poeiras protegem a Terra da radiação solar, pois estimulam a formação de nuvem,
reduzindo a quantidade de radiação recebida.
Pereira & Pereira [entre 1979 e 1981], calculam que um aumento de 5% aos 31% da
superfície da Terra coberto com nuvens, poderá diminuir, suficientemente, a temperatura para
produzir uma nova idade do gelo. Em contrapartida ao fenômeno acima, o aumento da
concentração de dióxido de carbono, poderá resultar num aumento de temperatura ambiental
da Terra. Este aumento poderá provocar profundas alterações no clima terrestre, inclusive
com possível degelo das calotas polares, aumentando o nível dos oceanos e inundando todas
as áreas baixas do mundo.
Impactos Regionais ou Continentais, são aqueles observados a distâncias maiores
das fontes, como acontece com as chuvas ácidas.
25
Segundo Mota (2000), as águas das chuvas são, normalmente, levemente ácidas, com
pH aproximadamente igual a 5,65, devido à dissolução de gases, especialmente o CO
2
.
O lançamento de gases na atmosfera, a partir de fontes poluidoras do ar,
especialmente, do dióxido de enxofre (SO
2
) e dos óxidos de nitrogênio (NO
x
), contribui para
aumentar a acidez das águas, formando as chuvas ácidas.
A chuva ácida é um fenômeno decorrente da crescente industrialização do mundo, em
relação direta com a poluição do ar, que se manifesta com maior intensidade e abrangência,
nos países desenvolvidos. Embora as chuvas ácidas estejam afetando, principalmente os
países industrializados, no Brasil, as grandes regiões industrializadas já apresentam os
sintomas iniciais do problema, como é o caso de Cubatão (SP), onde morros e escarpas
encontram-se desprovidos de vegetação, como resultado não só da acidez da chuva como
também da alta taxa de poluentes encontrada na região.
As emissões de fumaça das usinas termelétricas à base de carvão, das indústrias de
celulose, das refinarias, dos veículos automotores, assim como qualquer poluente gasoso
lançado na atmosfera, colaboram para a formação da chuva ácida.
Lora & Teixeira (2001), afirmam que convencionalmente, é considerada ácida a chuva
que apresenta valores de pH menores que 5,6. Este valor expressa o equilíbrio químico
estabelecido entre o dióxido de carbono (CO
2
) atmosférico e sua forma ácida solúvel, o íon
bicarbonato (HCO
3
) em água pura. O decréscimo de uma unidade de pH significa um
aumento de dez vezes na concentração do íon de hidrogênio.
Outras espécies químicas atmosféricas determinam a acidez da chuva, além do dióxido
de carbono. Valores de pH inferiores a 5,6 resultam da presença de ácidos sulfúrico (H
2
SO
4
)
e nítrico (HNO
3
), que se originam das reações e interações que ocorrem na atmosfera entre os
óxidos de nitrogênio (NO e NO
2
), o dióxido de enxofre (SO
2
) e outras espécies químicas
resultantes de reações fotoquímicas.
Na América do Sul, chuvas com pH médio de 4,7 têm sido registradas tanto em áreas
urbanas e industrializadas quanto em regiões consideradas remotas.
Os efeitos da acidificação dos lagos sobre a vida aquática são:
a) diminuição da população de peixes. A truta e o salmão atlântico são
particularmente sensíveis a baixos níveis de pH, o que interfere em seus processos
reprodutivos e, com freqüência, conduz a deformações do esqueleto;
b) redução de certos grupos de zooplâncton, algas e plantas aquáticas, o que
interrompe a cadeia alimentar nos lagos;
26
c) dificuldade de sobrevivência dos moluscos, por causa da dissolução do carbonato
de cálcio;
d) alta mortalidade em anfíbios e falhas no nascimento dos ovos.
As chuvas ácidas podem ser prejudiciais à agricultura. Chuvas com pH entre 2,5 e 3,0
afetam culturas tais como o alface, a beterraba, a cebola, o soja e o tabaco. No entanto, a
chuva ácida pode ter efeito positivo a longo prazo por causa da ação fertilizante do nitrogênio.
Em geral os sistemas terrestres são menos afetados pela chuva ácida que os aquáticos.
Podem causar, ainda, danos à vegetação (amarelecimento das folhas, desfolhamento
prematuro, diminuição do crescimento e da produtividade), e impactos sobre o solo
(alterações da química do solo, elevação da acidez do solo, esterilização, alteração no
processo de decomposição e nitrificação realizado pelos microrganismos).
A chuva ácida causa danos às estruturas e monumentos, sendo os casos mais notáveis
a Acrópole de Atenas e diferentes obras de arte na Itália. A água acidificada corrói as
tubulações, havendo o risco de que o metal desprendido das paredes possa afetar as pessoas
através do consumo de água.
Centenas de lagos nos Estados Unidos e na Escandinávia se tornaram tão ácidos que
não mais abrigam vida aquática. Mais de noventa lagos do Estado de Nova York, na região
de Adirondacks, já não possuem mais peixes por causa das condições ácidas. No centro-leste
dos Estados Unidos, os números de pH chegam aos valores de 4 a 4,2.
Devido às correntes aéreas e regimes pluviais, as nuvens ácidas podem deslocar-se por
muitos quilômetros de seu ponto de origem, levando seus efeitos deletérios a regiões onde
estes gases não são normalmente observados. Hong Kong, por exemplo, acredita ser a China a
responsável pela maior parte da chuva ácida que cai sobre o seu território.
Impactos Globais são os que podem afetar o planeta como um todo.
I) Efeito Estufa
Até dois séculos atrás, havia na atmosfera uma quantidade natural de poluentes,
resultado basicamente das erupções vulcânicas, da decomposição orgânica e da
fumaça de grandes incêndios. Depois que a humanidade começou a queimar carvão
para alimentar as chaminés da Revolução Industrial, o volume de gases e partículas
tóxicas dispersos no ar aumentou 30%, segundo calculam cientistas do Painel
Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas. A análise de bolhas de ar presas há
milênios no subsolo gelado da Antártica comprovou que a atual concentração de
CO
2
na atmosfera é a maior já registrada nos últimos 440.000 anos. É um terço a
mais do que a natureza é capaz de reciclar. (Fontenelle & Coutinho, 2004, p. 188).
A sociedade moderna, para sua manutenção, depende da produção de energia. Para
Lora & Teixeira (2001), o problema de maior importância causado pelo uso da energia é o
27
efeito estufa, que pode ser definido como o acréscimo constante da temperatura média da
Terra em conseqüência do aumento da concentração atmosférica de alguns gases, tais como o
gás carbônico (CO
2
), os clorofluorcarbonos (CFCs), o metano (CH
4
), o óxido nitroso (N
2
O),
etc. Estes gases são conhecidos como gases estufa e capturam parte da radiação infravermelha
que a terra devolve para o espaço, provocando o aumento da temperatura atmosférica com as
decorrentes mudanças climáticas.
Quando em grande quantidade, o gás carbônico e outros poluentes, acabam formando
um filtro na atmosfera. Durante o dia, a Terra é aquecida pelo sol e à noite perde o calor
armazenado tendo, por conseqüência, uma redução de temperatura. Entretanto, com a
camada de poluentes presentes, o calor fica retido na Terra, provocando um aumento na
temperatura média (Figura 3.1).
Fonte: RECICLE CARBONO/2007
Figura 3.1 – Efeito Estufa
O efeito estufa foi identificado pelo francês Jean Fournier no século XIX. O cientista
Suedes Svante Arrhenius chamou a atenção sobre os possíveis impactos ambientais
da duplicação do conteúdo de CO
2
na atmosfera, já em 1896. (Markham apud Lora
& Teixeira, 2001, p. 43).
Conforme Lora & Teixeira (2001), no ano de 1938, num artigo titulado: A produção
artificial do dióxido de carbono e sua influência na temperatura, o cientista Callendar G.,
28
chegou à conclusão que a utilização dos combustíveis fósseis tem a propriedade de aumentar
as concentrações atmosféricas de CO
2
.
Segundo Goldemberg apud Mota (2000), o CO
2
não é o único gás responsável pelo
efeito estufa, apesar de atualmente representar 55% do fenômeno. O restante é causado pelo
metano (CH
4
), responsável por 15%, e pelos clorofluorcarbonos (CFCs), que contribuem com
20%, cabendo 10% ao óxido nitroso (N
2
O), ozônio (O
3
) e outros. As fontes antropogênicas
de cada um destes gases são mostradas na Tabela 3.5.
O homem é culpado por mais de 95% dos incêndios em florestas. Segundo a Nasa,
que monitora, por satélite, as ocorrências em todo o mundo, já se chegaram a
queimar em apenas um ano 820 milhões de hectares (...). A fumaça gerada pelas
queimadas lança na atmosfera quase três vezes o total de poluentes gerado no Brasil
pela indústria, pelos transportes e pela agricultura, segundo um inventário divulgado
em dezembro pelo Ministério da Ciência e Tecnologia. A Amazônia responde por
77% das emissões, produzindo 776 milhões de toneladas de partículas de CO2 por
ano. (...). (Fontenelle & Coutinho, 2004, p. 194).
Tabela 3.5 – Fontes antropogênicas dos gases estufa (ROSSWELL,1991)
Gases Estufa Fontes Antropogênicas
CO
2
• combustão de combustíveis fósseis;
• desmatamento/mudanças no uso da terra.
CFCs
• espuma plástica para embalagens;
• refrigerantes (freon, etc);
• solventes;
• aerosol spray propelentes.
CH
4
• cultivo de arroz;
• ruminantes;
• combustão de combustíveis fósseis;
• queima de biomassa;
• vazamento de gás natural.
N
2
O
• fertilizantes;
• queima de biomassa;
• conversão da terra para fins de agricultura;
• combustão de combustíveis fósseis.
Fonte: LORA & TEIXEIRA (2001)
As atividades do homem que mais contribuem para o efeito estufa são: produção de
energia - 57%; uso de clorofluorcarbonos - 17%; agricultura - 14%; modificações no
uso do solo e desmatamento - 9%; indústria - 3%. (Goldemberg apud Mota, 2000,
p. 112).
A seguir são apontados alguns impactos causados pelo efeito estufa:
a) elevação da temperatura. Segundo Silver & DeFries apud Mota (2000), por causa
do dióxido de carbono e de outros gases que estão se acumulando na atmosfera, desde 1860, a
29
Terra provavelmente já está comprometida com um aumento de 0,5 ºC a 1,5 ºC na sua
temperatura média. Os modelos de circulação atmosférica prevêem que, com a concentração
de CO
2
na atmosfera dobrando dentro de 50 a 60 anos, quando serão atingidas 600 partes por
milhão em volume - ppmv (o dobro do início do século passado), a temperatura média do
ambiente deverá subir de, no mínimo, 1,5 ºC a 4,5 ºC;
b) alterações nas precipitações pluviométricas. Embora as modificações nas
precipitações dependam de outros fatores, como a remoção da cobertura vegetal, o efeito
estufa poderá causar o aumento de chuvas em algumas regiões e a diminuição em outras, com
repercussão na agricultura, umidade do solo e no ciclo hidrológico, com impactos sobre a
população;
c) elevação do nível do mar. De acordo com Silver & DeFries apud Mota (2000), os
cientistas esperam que o nível do mar suba em toda a Terra em virtude, primeiro, do acúmulo
dos gases-estufa na atmosfera, com conseqüente aumento da temperatura da superfície
terrestre, que fará com que as geleiras e a terra gelada em torno do globo derretam mais
rapidamente, liberando água; segundo, quando o oceano começar a absorver o calor adicional
do ar acima dele, a água se expandirá.
Segundo Hoskyn et al. apud Lora & Teixeira (2001), as principais medidas que podem
ser tomadas para redução das emissões de CO
2
são: eficiência e conservação de energia;
substituição de combustíveis; utilização de fontes renováveis de energia; captura e deposição
de CO
2
.
De acordo com Fontenelle & Coutinho (2004), os sinais da mudança do clima podem
ser sentidos em todo o planeta. Um quarto das espécies animais estará ameaçada de extinção
até 2050.
Na América do Norte, em pouco mais um mês, quatro furacões atingiram a Flórida em
2004. Na América Central, o sapo dourado, um símbolo da Costa Rica, foi dado como extinto,
vez que uma seca anormal destruiu o seu habitat.
Na América do Sul, teme-se que o El Niño seja reforçado pelo aquecimento global,
provocando secas em algumas regiões e enchentes em outras. Sessenta por cento da
Amazônia pode virar cerrado.
A Antártida teve 1.994 quilômetros quadrados de gelo derretidos apenas em janeiro de
1995.
Na Europa, o glaciar da Noruega recuou dois quilômetros em um século.
Na Ásia, 10% dos mamíferos da China estão sob risco de extinção. Uma onda de calor
atingiu a Índia em 2003, matando mais de 1.200 pessoas e provocando incêndios florestais.
30
O Sudeste Asiático é coberto, constantemente, por uma nuvem de poluição criada por
fontes como complexos industriais do Japão, as quais acredita-se provoque secas na Austrália.
Segundo Fontenelle & Coutinho (2004), o ciclone Catarina, que se formou no litoral
sul do Brasil, em 2004, foi considerado por um grupo de cientistas ingleses como sinal
antecipado da mudança do clima. Os especialistas afirmam que tormentas assim serão
normais nessa região do Atlântico daqui a uma década. Dois séculos atrás, a Praça de São
Marcos, em Veneza, era inundada uma ou duas vezes por ano. Agora é interditada quase toda
semana por causa do avanço das águas.
King (2004), em artigo publicado na revista Science, em janeiro/2004, qualificou as
mudanças climáticas como “um perigo com dimensões maiores que o terrorismo”. Para King
(2004), embora seja difícil ligar eventos individuais às tendências de longo prazo, há
evidências de que a onda de calor na Europa teve influência do aquecimento global .
II) Destruição da Camada de Ozônio
O gás oxigênio caracteriza-se por apresentar-se na natureza sob a forma diatômica
(molécula com dois átomos – O
2
). No alto da atmosfera, o oxigênio molecular absorve ondas
de luz UV de até 150 nm formando o oxigênio atômico (O). Este oxigênio atômico combina-
se com o molecular formando o ozônio – O
3
– forma alotrópica altamente oxidante e com
relativa instabilidade. A instável molécula de ozônio, por sua vez, absorve outra parte das
radiações UV e se quebra novamente em O
2
e O, reiniciando o ciclo. Este processo pode
ocorrer, também, pela eletrização (descargas elétricas na atmosfera) do oxigênio molecular.
Vários outros processos químicos ocorrem simultaneamente quebrando a molécula de
ozônio. Do equilíbrio entre os processos de síntese e degradação que ocorrem na atmosfera
resulta uma faixa de concentração máxima de ozônio situada na estratosfera, a uma altura
média de 30 km, conhecida como camada de ozônio.
O ozônio (O
3
), gás azulado presente na atmosfera terrestre, é responsável pela
proteção dos seres vivos contra a ação nociva dos raios ultravioleta (UV) oriundos da radiação
solar.
Atualmente, a camada de ozônio tem sido bastante afetada pela ação de algumas
substâncias químicas voláteis que, ao chegar à estratosfera, perturbam o frágil equilíbrio de
sua composição. Pela interferência dessas substâncias, as reações normais do ciclo de
oxigênio na camada de ozônio vêm sendo gradativamente reduzidas, resultando em um
perigoso aumento dos níveis de radiação sobre a superfície.
31
Segundo Mota (2000), os clorofluorcarbonos, substâncias químicas sintetizadas pelo
homem, utilizadas nos sistemas de refrigeração, como propolentes de “sprays”, na fabricação
de espumas plásticas, ou como solventes na limpeza de circuitos eletrônicos, são apontados
como destruidores da camada de ozônio.
Os CFCs apresentam baixa toxicidade, não possuem cor nem cheiro, são inertes, não
inflamáveis, de baixo custo e bastante estáveis. Entretanto, possuem a nefasta característica de
corroer a camada de ozônio graças ao cloro contido em sua molécula. A radiação solar
fornece energia suficiente para romper as moléculas dos CFCs e liberar o cloro, que, reagindo
com O
3
, resulta O
2
. Um átomo de cloro consegue destruir 10.000 moléculas de O
3
.
Além dos CFCs, outras substâncias semelhantes também contribuem para a destruição
da camada de ozônio, destacando-se o tetracloreto de carbono e o metilclorofórmio, usados
como solventes em lavagens à seco e no ramo farmacêutico, e os “halons”, usados em alguns
extintores de incêndio, que contêm bromo e são dez vezes mais destruidores de ozônio do que
os CFCs.
Os buracos na camada de ozônio são resultado da destruição das moléculas de O
3
pelos CFCs, e tem sido constatado principalmente na Antártida, onde as condições
meteorológicas, contribuindo para a composição química das nuvens, além das baixas
temperaturas, são favoráveis às reações químicas que causam a destruição da camada de
ozônio.
A destruição da camada de ozônio permite o aumento da penetração das radiações
ultravioletas à Terra, causando graves impactos:
a) danos à saúde humana: câncer de pele, enfraquecimento do sistema imunológico
do organismo e incidência de catarata;
b) danos às plantas: redução do crescimento, diminuição do tamanho das folhas,
maior suscetibilidade às pragas, doenças, pestes e, qualidade inferior das sementes;
c) destruição do fitoplâncton, com impactos sobre a cadeia alimentar marinha.
III) Smog Fotoquímico e Redutor
Segundo Ambiente Global (2005), antes de 1950, a maior parte dos danos poluentes
era oriunda da queima de carvão para a geração de energia, aquecimento, alimentação e
transporte. Sob certas condições, a fumaça pode combinar com a fog para produzir o smog
(termo que vem do inglês e deriva das palavras smoke = fumaça e fog = nevoeiro). Em altas
32
concentrações o smog pode ser extremamente tóxico para os humanos e outros organismos
vivos.
Hoje há dois tipos quimicamente diferentes de formação de smog, o chamado Smog de
Los Angeles, ou Fotoquímico, com características oxidantes, cujos ingredientes são luz solar,
óxidos de nitrogênio (NO
2
) e hidrocarbonetos. Têm como principais produtos o ozônio, o
nitrato de peroxiacila (PAN) e os aldeídos.
O Smog de Londres, com características redutoras, é composto, geralmente, por dióxido
de enxofre e material particulado. Este tipo de smog se forma em atmosferas contaminadas
por SO
2
, CO e fuligem, e após várias reações as moléculas de SO
2
oxidam-se a SO
3
que reage
com a água da neblina formando ácido sulfúrico.
No Quadro 3.2 são apresentados os principais poluentes atmosféricos, suas origens e
conseqüências.
3.2.4. Condicionantes atmosféricos intervenientes na poluição do ar
Diversos agentes poluidores são lançados diariamente à atmosfera e, dependendo das
condições meteorológicas, têm seus efeitos nocivos minimizados ou potencializados.
Segundo Mota (2000), a concentração de um poluente atmosférico, em uma
determinada área receptora, depende do tipo de fonte e da concentração com que foi lançado,
bem como das condições de dispersão do mesmo na atmosfera.
A dispersão de poluentes varia em função das características do ambiente, incluindo-se
as condições naturais ou antropogênicas.
Como condições criadas pelo homem para barrar a propagação dos poluentes pode-se
citar a altura do ponto de lançamento (exemplo, altura da chaminé), a disposição das
edificações ou a colocação de obstáculos físicos.
Para evitar o acúmulo desastroso de poluentes, depende-se de movimentos do ar para
diluir os gases e partículas e, por fim, facilitar sua remoção por precipitação, lavagem e
reações químicas.
Mota (2000) cita como principais características naturais do ambiente que têm
influência na dispersão de poluentes: a velocidade e direção dos ventos; a estabilidade
atmosférica; e a topografia.
33
Quadro 3.2 – Principais poluentes atmosféricos, origens e conseqüências
Fonte: MOTA (2000)
A condição meteorológica tem grande influência no transporte e dispersão de
poluentes lançados na atmosfera.
O ar move-se no sentido horizontal, na direção dos ventos, e vertical, em função dos
deslocamentos das camadas atmosféricas.
Segundo Sewell (1978), se uma cidade tiver “ventilação” vantajosa, espaço aberto em
volta e brisas freqüentes, como é o caso de Boston e Nova Iorque, a poluição raramente se
constitui em crise crítica.
Poluente
Origens Conseqüências
Monóxido de Carbono - Veículos automotores
- Combustão incompleta do
carvão e petróleo
- Afeta a capacidade de oxigenação da
hemoglobina → asfixia
- Danos ao aparelho respiratório
- Corrosão do ferro, aço, mármore
Óxidos de Enxofre - Queima de comb. fósseis
- Queima de carvão
- Processos industriais
- Danos às plantas (amarelecimento e
morte)
- Chuvas ácidas
Óxidos de Nitrogênio - Veículos automotores
- Processos industriais
- Queima de combustíveis
fósseis
- Tóxicos ao homem; irritação da mucosa;
carcinogênicos
- Danos às plantas
- Reagem com os hidrocarbonetos
produzindo oxidantes fotoquímicos
- Chuvas ácidas
Hidrocarbonetos - Veículos automotores
- Processos industriais
- Queima de comb. fósseis
- Carcinogênicos
- Reagem com os óxidos de nitrogênio
produzindo oxidantes fotoquímicos
Oxidantes Fotoquími-
cos, principalmente o
Ozônio
- Reação dos óxidos de
nitrogênio com os
hidrocarbonetos, na presença
da luz solar
- Irritação severa dos olhos e pulmões
- Nocivos às plantas
- Deterioração da borracha, de produtos
sintéticos, etc.
Material Particulado - Veículos automotores
- Processos industriais
- Redução da visibilidade
- Sujeira de roupas, prédios, monumentos
(paisagem)
- Carreiam poluentes tóxicos para os
pulmões
Dióxido de Carbono - Queima do petróleo /carvão
- Queima da biomassa
- Desmatamento
- Efeito estufa
Gás Sulfídrico - Decomposição anaeróbia
- Indústrias químicas
- Odor desagradável
Clorofluorcarbonos - Refrigeração
- “Sprays”
- Fabricação de espumas
plásticas
- Solventes usados na limpeza de
circuitos eletrônicos
- Destruição da camada de ozônio
- Câncer de pele
- Catarata
- Danos à vegetação
34
A direção do vento determina que área em torno da fonte de poluição receberá os
poluentes. O vento não circula permanentemente em uma determinada direção, devendo ser
consideradas as mudanças de direção, na determinação das áreas sujeitas a receber poluentes,
a partir de uma fonte.
A estabilidade atmosférica, a qual está associada os movimentos ascendentes e
descendentes de volumes de ar, é uma das características meteorológicas mais importantes na
dispersão de poluentes de ar.
De acordo com Mota (2000), em condições normais, a temperatura do ar decresce com
a altura, ficando as camadas mais frias sobre as camadas mais quentes. Ocorre uma renovação
natural, com o ar mais quente (mais leve) subindo e o ar mais frio (mais pesado) descendo,
conforme Figura 3.2 (A).
Ocasionalmente ocorrem condições estáveis que suprimem esse movimento vertical.
Isso é chamado inversão térmica, inversão de temperatura ou, ainda, inversão de camada,
conforme mostrado na Figura 3.2 (B).
Fonte: MOTA (2000)
Figura 3.2 – Camadas atmosféricas
Segundo Pinheiro & Monteiro (1992), a inversão térmica caracteriza-se pela
sobreposição de uma camada de ar quente a uma camada de ar frio, que, sendo mais pesada,
35
fica “aprisionada” sob o ar quente. Este fenômeno natural ocorre durante todo o ano. Contudo,
na estação fria, ele se manifesta próximo à superfície do solo, impedindo a formação de
correntes aérea de convecção, fazendo com que os poluentes fiquem estagnados próximos ao
solo, elevando sua concentração a níveis críticos.
Dependendo da topografia e das condições meteorológicas, alguns locais estão mais
sujeitos a inversões térmicas, como é o caso da Região Metropolitana de São Paulo.
A topografia se refere à irregularidade ou às configurações da superfície de um
terreno. As irregularidades podem ser naturais, tais como colinas, ou artificiais, como
edifícios, porém elas influenciam na circulação de ar. Quando ocorre uma inversão contra
uma montanha ou vale, a poluição do ar se intensifica porque os poluentes não têm liberdade
de movimento vertical nem horizontal.
Nas cidades, as construções formam novas elevações no solo, alterando a topografia
inicial, o que contribui para modificar a circulação e a velocidade do vento. Prédios altos em
filas, uns frente aos outros, produzem o efeito de “encanamento” do ar, mudando seu fluxo e
provocando regiões de redemoinho.
3.2.5. Padrões de qualidade do ar
Os principais objetivos do monitoramento da qualidade do ar são:
a) fornecer dados para ativar ações de emergência, durante períodos de estagnação
atmosférica quando os níveis de poluentes na atmosfera possam representar risco à saúde
pública;
b) avaliar a qualidade do ar à luz de limites estabelecidos para proteger a saúde e o
bem-estar das pessoas;
c) acompanhar as tendências e mudanças na qualidade do ar devidas a alterações nas
emissões dos poluentes.
Na Tabela 3.6 mostram-se dados sobre a concentração média de poluentes em uma
atmosfera limpa e em uma contaminada. Pode-se notar que os valores correspondentes ao ar
contaminado são superiores àqueles correspondentes ao ar limpo. Considerando este
problema, as organizações ambientais começaram a atentar para a padronização das
concentrações de poluentes na atmosfera, estabelecendo padrões de qualidade do ar.
36
Tabela 3.6 – Concentração média de poluentes no ar limpo e contaminado
Concentração, ppm
Poluente
Ar limpo Ar contaminado
SO
2
0,001-0,01 0,02-0,2
CO 0,12 1-10
NO 0,00001-0,00005 0,05-0,75
NO
2
0,0001-0,0005 0,05-0,25
O
3
0,02-0,08 0,1-0,5
Fonte: LORA & TEIXEIRA (2001)
A Resolução CONAMA n° 005, de 15/06/1989, que instituiu o Programa Nacional de
Controle da Qualidade do Ar – PRONAR definiu como limite máximo de emissão, a
quantidade de poluentes permissível de ser lançada por fontes poluidoras para a atmosfera,
sendo que esses limites serão diferenciados em função da classificação de usos pretendidos
para as diversas áreas.
As áreas de todo território nacional serão enquadradas nas classes I, II e III. Enquanto
cada estado não definir a classificação de suas áreas, serão adotados os padrões primários de
qualidade do ar estabelecidos na Resolução CONAMA n° 003, de 28/06/1990.
Segundo Derisio apud Lora & Teixeira (2001), um padrão de qualidade do ar define
legalmente um limite máximo para a concentração de um componente atmosférico, que
garanta a proteção da saúde e do bem-estar das pessoas. Os padrões já estabelecidos baseiam-
se em estudos científicos dos efeitos produzidos por poluentes específicos e são fixados em
níveis que possam propiciar uma margem de segurança adequada.
De acordo com Lora (2000), nos Estados Unidos foram desenvolvidos padrões de
concentrações máximas de poluentes no ar ambiente conforme demonstrado na Tabela 3.7.
Os limites máximos permitidos de poluentes nas emissões gasosas de usinas
termelétricas, para diversos tipos de combustíveis, são os apresentados na Tabela 3.8.
No Brasil, o Conselho Nacional de Meio Ambiente – CONAMA, por meio da
Resolução nº. 003, de 28/06/1990, estabeleceu os padrões de qualidade do ar (Tabela 3.9).
O Art. 1º da referida Resolução estabelece como padrões de qualidade do ar, as
concentrações de poluentes atmosféricos que, ultrapassadas, podem afetar a saúde, a
segurança e o bem-estar da população, bem como ocasionar danos à flora e à fauna, aos
materiais e ao meio ambiente em geral.
37
Tabela 3.7 – Padrões de concentrações máximas de poluentes no ar ambiente
Poluente Concentração máxima permissível
Média em 24 horas 0,14 ppm (365 µg/m³)
SO
2
Média anual 0,03 ppm (80 µg/m³)
Média em 1 hora 0,12 ppm
Ozônio
Média em 8 horas 0,08 ppm
NO
2
Média anual 0,53 ppm (100 µg/m³)
Média em 1 hora 35 ppm (40.000 µg/m³)
CO
Média em 8 horas 9 ppm (10.000 µg/m³)
Média em 24 horas 260 µg/m³
PTS - Particulados totais em suspensão
Média anual 75 µg/m³
Média em 24 horas 150 µg/m³
PM
10
- Partículas com dimensões menores
que 10 µm
Média anual 50 µg/m³
Média em 24 horas 65 µg/m³
PM
2,5
- Partículas com dimensões menores
que 2,5 µm
Média anual 15 µg/m³
Chumbo
Média em 4 meses 1,5 µg/m³
Fonte: EPA – NAAQS (1996)
Tabela 3. 8 – Limites máximos de poluentes atmosféricos nas emissões gasosas de usinas
termelétricas.
Combustível
Poluente (*)
Carvão
(mg/Nm
3
)
Óleo Diesel
(mg/Nm
3
)
Óleo
(mg/Nm
3
)
Gás (*)
(mg/Nm
3
)
Material Particulado 50 50 50 50
NO
x
750 165 300 125
SO
x
2000 2000 2000 2000
(*) Limites estabelecidos para usinas acionadas por turbinas convencionais.
Fonte: WORLD BANK (1998)
38
Tabela 3.9 – Padrões nacionais de qualidade do ar
(Resolução CONAMA nº. 003, de 28/06/90, Derísio, 1992)
Poluentes
Tempo de
amostragem
Padrão
primário,
(µ
µµ
µg/m³)
Padrão
secundário,
(µ
µµ
µg/m³)
Método de amostragem
24 horas (1) 240 150
Partículas totais em
suspensão
MGA (2) 80 60
Amostrador de Grandes
Volumes
24 horas (1) 365 100 Dióxido de enxofre
MAA (3) 80 40
Pararonasilina
40. 000 40.000 1 hora (1)
(35 ppm) (35 ppm)
10.000 10.000
Monóxido de
carbono
8 horas (1)
(9 ppm) (9 ppm)
Infravermelho não
Dispersivo
Ozônio 1 hora (1) 160 160 Quimioluminescência
24 horas (1) 150 100 Fumaça
MAA (3) 60 40
Refletância
24 horas (1) 150 150 Partículas inaláveis
MAA (3) 50 50
Separação Inercial/Filtração
1 hora (1) 320 190 Dióxido de
nitrogênio
MAA (3) 100 100
Quimioluminescência
(1) Não deve ser excedido mais que uma vez ao ano.
(2) MGA - Média geométrica anual.
(3) MAA - Média aritmética anual
Fonte: LORA & TEIXEIRA (2001)
A Resolução CONAMA nº. 003/90, estabelece que são padrões primários de qualidade
do ar, as concentrações de poluentes que, ultrapassadas, poderão afetar a saúde da população.
Estabelece, ainda, que padrões secundários de qualidade do ar, são as concentrações de
poluentes abaixo das quais se prevê o mínimo efeito adverso sobre o bem-estar da população,
assim como o mínimo dano à fauna, à flora, aos materiais e ao meio ambiente em geral.
O Decreto Estadual nº. 8.468, de 08/09/1976, estabelece padrões de qualidade do ar
para o estado de São Paulo, porém abrange um número menor de parâmetros. Não são
estabelecidos na legislação estadual, padrões e critérios para os parâmetros fumaça, partículas
inaláveis e dióxido de nitrogênio, sendo que os parâmetros comuns às legislações federal e
estadual, têm os mesmos padrões e critérios (Tabela 3.10).
39
Tabela 3.10 – Padrões de qualidade do ar para o Estado de São Paulo
(Decreto Estadual nº. 8.468, de 08/09/76, Derísio, 1992)
Poluente Tempo de
amostragem
Padrão
(µ
µµ
µg/m³)
Método de amostragem
24 horas 240 Partículas totais em suspensão
MGA (2) 80
Amostrador de Grandes
Volumes
24 horas (1) 365 Dióxido de enxofre
MAA (3) 80
Pararonasilina
1 hora (1) 40.000 Monóxido de carbono
8 horas (1) 10.000
Infravermelho não
Dispersivo
Oxidantes Fotoquímicos
(como ozônio)
1 hora (1) 160 Quimioluminescência
(1) Não deve ser excedido mais que uma vez ao ano.
(2) Média geométrica anual.
(3) Média aritmética anual
Fonte: LORA & TEIXEIRA (2001)
A Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental - CETESB (2003), por meio
do Relatório de Qualidade do Ar no Estado de São Paulo, classifica a qualidade do ar, quanto
à concentração de poluentes atmosféricos, em boa, regular, inadequada, má, péssima ou
crítica (Tabela 3.11).
A Resolução CONAMA nº. 003/90, estabelece, ainda, os níveis de qualidade do ar
para elaboração do Plano de Emergência para Episódios Críticos de Poluição do Ar, assim
considerados, a presença de altas concentrações de poluentes na atmosfera, em curto período
de tempo, resultante da ocorrência de condições meteorológicas desfavoráveis à dispersão dos
mesmos (Tabela 3.12).
A Resolução CONAMA n° 382, de 26/12/2006, estabelece os limites máximos de
emissão de poluentes atmosféricos para fontes fixas, ou seja, a quantidade máxima de
poluentes permissível de ser lançada para a atmosfera.
Fonte fixa de emissão é definida como qualquer instalação, equipamento ou processo,
situado em local fixo, que libere ou emita matéria para a atmosfera, por emissão pontual ou
fugidia.
Entende-se por emissão pontual, o lançamento na atmosfera de qualquer forma de
matéria sólida, líquida ou gasosa, efetuado por uma fonte provida de dispositivo para dirigir
ou controlar seu fluxo, como dutos e chaminés; e, por emissão fugidia, o lançamento difuso
na atmosfera de qualquer forma de matéria sólida, líquida ou gasosa, efetuado por uma fonte
desprovida de dispositivo projetado para dirigir ou controlar seu fluxo.
40
Tabela 3.11 – Qualidade do ar adotado pela CETESB no Estado de São Paulo
Faixas
Qualidade do ar
Padrão (CONAMA)
Faixa de Concentração
(µ
µµ
µg/m
3
)
Dióxido de Enxofre (SO
2
)
0-80 Boa
81-365 Regular
Atende ao padrão
366-800 Inadequada
801-1600 Má
1601-2100 Péssima
>2101 Crítica
Não atende ao padrão
Faixa de Concentração
(µ
µµ
µg/m
3
)
Partículas Inaláveis (MP
10
)
0-50 Boa
51-150 Regular
Atende ao padrão
151-250 Inadequada
251-420 Má
421-500 Péssima
>501 Crítica
Não atende ao padrão
Faixa de Concentração
(µ
µµ
µg/m
3
)
Dióxido de Nitrogênio (NO
2
)
0-100 Boa
101-320 Regular
Atende ao padrão
321-1130 Inadequada
1131-2260 Má
2261-3000 Péssima
>3001 Crítica
Não atende ao padrão
Faixa de Concentração
(ppm)
Monóxido de Carbono (CO)
0-4,5 Boa
4,6-9,0 Regular
Atende ao padrão
9,1-15,0 Inadequada
15,1-30,0 Má
30,1-40,0 Péssima
>40,1 Crítica
Não atende ao padrão
Faixa de Concentração
(µ
µµ
µg/m
3
)
Ozônio (O
3
)
0-80 Boa
81-160 Regular
Atende ao padrão
161-200 Inadequada
201-800 Má
801-1000 Péssima
>1001 Crítica
Não atende ao padrão
Fonte: CETESB (2003)
41
Tabela 3.12 – Critérios para episódios agudos de poluição do ar
Fonte: Resolução CONAMA nº. 003, de 28/06/90.
Os limites de emissão para poluentes atmosféricos provenientes de processos de
geração de calor a partir da combustão externa de óleo combustível e gás natural, são
apresentados nas Tabelas 3.13 e 3.14.
Tabela 3.13 – Limites de emissão para poluentes atmosféricos provenientes de processos
de geração de calor a partir da combustão de óleo combustível
Potência térmica nominal
(MW)
Material particulado
(MP)
NO
x
(1)
(como NO
2
)
SO
x
(1)
(como SO
2
)
Menor que 10 300 1600 2700
Entre 10 e 70 250 1000 2700
Maior que 70 100 1000 1800
(1) Os resultados devem ser expressos na unidade de concentração mg/Nm³, em base seca e 3%
de excesso de oxigênio.
Fonte: Resolução CONAMA n° 382, de 26/12/2006.
Processo de geração de calor por combustão externa é o processo de queima de óleo
combustível ou gás natural, realizado em qualquer forno ou caldeira, cujos produtos de
combustão não entram em contato direto com o material ou produto processado.
A Resolução CONAMA n° 382/2006, estabelece que para sistemas com potência de
até 10 MW (combustão a óleo combustível), poderá o órgão ambiental licenciador aceitar a
avaliação periódica apenas de monóxido de carbono, sendo que neste caso, o limite máximo
de emissão deste poluente será de 80 mg/Nm³.
Níveis
Parâmetro
Atenção Alerta Emergência
Dióxido de Enxofre-SO
2
(µg/m³) - 24h
800 1.600 2.100
Partículas Totais em Suspensão-PTS (µg/m³) - 24h
375 625 875
SO
2
(µg/m³) x PTS (µg/m³) - 24 h
65.000 261.000 393.000
Partículas Inaláveis (µg/m³) - 24 h
250 420 500
Fumaça (µg/m³) - 24 h
250 420 500
Monóxido de Carbono-CO (ppm) - 8 h 15 30 40
Ozônio (µg/m³) - 1h
400 800 1.000
Dióxido de Nitrogênio-NO
2
(µg/m³) - 1 h
1.130 2.260 3.000
42
Tabela 3.14 – Limites de emissão para poluentes atmosféricos provenientes de processos
de geração de calor a partir da combustão de gás natural
Potência térmica nominal (MW)
NO
x
(1)
(como NO
2
)
Menor que 70
320
Maior ou igual a 70
200
(1) Os resultados devem ser expressos na unidade de concentração mg/Nm³, em base seca e 3%
de excesso de oxigênio.
Fonte: Resolução CONAMA n° 382, de 26/12/2006.
Na Tabela 3.15, são apresentados os limites de emissão para poluentes atmosféricos
gerados por turbinas destinadas à geração de energia elétrica, movidas a gás natural ou
combustíveis líquidos, em ciclo simples ou ciclo combinado, sem queima suplementar, com
potência elétrica acima de 100 MW.
Tabela 3.15 – Limites de emissão para poluentes atmosféricos provenientes de turbinas a
gás para geração de energia elétrica.
Turbina por tipo de
Combustível
NO
x
(1)
(como NO
2
)
CO
(1)
SO
x
(1)
(como SO
2
)
MP
(1)
Gás natural 50 65 N.A. N.A.
Combustíveis líquidos 135 N.A. 200 50
(1) Os resultados devem ser expressos na unidade de concentração mg/Nm³, em base seca e 15% de excesso
de oxigênio.
N.A. – Não aplicável.
Fonte: Resolução CONAMA n° 382, de 26/12/2006.
3.2.6. Conversão de unidades de concentração
De acordo com Calinesw apud Okano (2004), a conversão de unidades de
concentração de mg/m
3
para ppm é feita através da equação (3.1).
)(
)(0341,0
3
.
1
.
273
)(
.4,22)(
KT
mxh
e
kg
kmol
PMSK
KT
kmol
m
ppmC =
(3.1)
43
Onde:
C = concentração (ppm)
h = altitude local (m)
T = Temperatura ambiente (K)
PMS = Peso molecular da substância (kg).
Segundo Okano (2004), aplicando-se a equação (3.1) em Campo Grande – MS, onde a
temperatura média ambiente é de 32ºC e, a altitude de 540m, o valor de 1mg/m
3
equivale a:
CO = 0,956 ppm; CO
2
= 0,609 ppm; NO = 0,893 ppm; NO
2
= 0,582 ppm; NO
x
= 1,475 ppm;
SO
2
= 0,418 ppm; O
3
= 0,558 ppm.
Para o NO
x
a relação entre mg/Nm
3
e ppm é: NO
x
(mg/Nm
3
) = 1,234 ppm.
Conforme Reis Jr. (2006), a conversão de unidades de concentração de contaminantes
para µg/m³, é feita por meio da equação (3.2).
C
[µg/m³]
= C
[ppm]
x P
[Pa]
x M
[g/mol]
(3.2)
8.1314 x T
[K]
onde:
C
[µg/m³]
= concentração dada em µg/m³
C
[ppm]
= concentração dada em ppm
M
[g/mol]
= valor da massa molecular da substância
P
[Pa]
= pressão
T
[K]
= temperatura em kelvin
3.2.7. Legislação ambiental referente à poluição atmosférica
I) Legislação Federal
A Lei Federal nº. 6.938, de 31/08/1981, estabelece a Política Nacional do Meio
Ambiente, seus fins e mecanismo de formulação e aplicação, constitui o Sistema Nacional do
44
Meio Ambiente (SISNAMA), e institui o Cadastro de Defesa Ambiental. Prevê, ainda, como
instrumentos da Política Nacional do Meio Ambiente, o estabelecimento de padrões de
qualidade ambiental, o zoneamento ambiental, a avaliação dos impactos ambientais, o
licenciamento e a revisão de atividades efetiva ou potencialmente poluidoras e o cadastro
técnico federal de atividades potencialmente poluidoras ou utilizadoras dos recursos
ambientais, entre outros.
A Resolução do Conselho Nacional do Meio Ambiente-CONAMA nº. 001, de
23/01/1986, estabelece critérios básicos e diretrizes gerais para uso e implementação de
avaliação de impacto ambiental (EIA/RIMA).
A Resolução CONAMA nº. 011, de 18/03/1986, altera e acrescenta incisos na
Resolução CONAMA nº. 001/86, que institui o RIMA.
A Resolução CONAMA nº. 005, de 15/06/1989, institui o Programa Nacional de
Controle da Qualidade do Ar – PRONAR, e dá outras providências.
A Resolução CONAMA nº. 003, de 28/06/1990, estabelece Padrões de Qualidade do
Ar (padrões primários e secundários) e, amplia o número de poluentes atmosféricos passíveis
de monitoramento e controle.
A Resolução CONAMA nº. 008, de 06/12/1990, estabelece, em nível nacional, limites
máximos de emissão de poluentes do ar para processos de combustão externa em fontes novas
fixas de poluição com potências nominais totais até 70 MW (megawatts) e superiores.
A Resolução CONAMA nº. 382, de 26/12/2006, estabelece os limites máximos de
emissão de poluentes atmosféricos para fontes fixas.
II) Legislação do Estado de Mato Grosso do Sul
A Lei nº. 90, de 02/06/1980, dispõe sobre as alterações do meio ambiente, estabelece
normas de proteção ambiental e dá outras providências.
O Decreto nº. 4.625, de 07/06/1988, regulamenta a Lei nº. 90, de 02/06/1980 e dá
outras providências.
A Resolução SEMA/MS nº. 001, de 26/01/1989, disciplina o Serviço Estadual de
Licenciamento de Atividades Poluidoras e dá outras providências.
A Resolução SEMADES nº. 302, de 20/06/1997, altera anexos da Resolução
SEMA/MS nº. 001, de 26/01/1989, da Resolução SEMA/MS nº. 009, de 19/04/1994, e dá
outras providências.
45
3.3. Caldeiras Geradoras de Vapor
O homem, em virtude da crescente necessidade de produção, tem sido levado a
aprimorar e racionalizar a transformação dos materiais, sendo que grande parte do parque
fabril brasileiro, conta com o uso do vapor para essa transformação.
Segundo Arruda (1977), uma forma rudimentar de turbina a vapor chamada Eolipila,
foi criada por Heron de Alexandria em 130 a.C., a qual viria provocar, séculos mais tarde,
uma verdadeira revolução industrial, com a invenção da máquina a vapor.
A máquina foi aperfeiçoada por Thomas Sarveny passando a funcionar, a partir de
1705, com cilindro e êmbolo.
Em 1763, estudando a máquina, James Watt chegou a novas conclusões, terminando
por inventar sua própria máquina a vapor.
Em 1782, Watt patenteou um novo modelo de máquina rotativa de ação dupla, que
permitiu o aproveitamento do vapor para impulsionar toda espécie de mecanismo.
Por volta de 1800, Richard Tvevithick e Oliver Evans, observando o fenômeno de alta
pressão, aperfeiçoaram a engenhosa máquina, que logo teve aplicação nas locomotivas e na
navegação.
As primeiras caldeiras eram feitas de cobre e ferro e trabalhavam a baixa pressão
(menos de 100 psi). A partir de 1880, a utilização do aço permitiu o aparecimento de caldeiras
de alta pressão.
No século XIX, as caldeiras eram quadradas. Por volta de 1862, surgiram as caldeiras
cilíndricas, dotadas de três ou quatro fornalhas, reconhecidas como caldeiras Scoth ou
caldeiras aquotubulares.
Para Martins (2001), geradores de vapor ou caldeiras, são equipamentos que se
destinam a produzir e acumular vapor sob pressão superior à atmosférica, usando qualquer
fonte de energia, com exceção dos refervedores e equipamentos similares utilizados em
unidade de processo.
Torreira (1995) descreve caldeira a vapor como sendo um trocador de calor que
produz vapor de água sob pressões superiores a da atmosférica a partir da energia térmica de
um combustível e de um elemento comburente e ar, constituído por diversos equipamentos
associados e perfeitamente integrados para permitir a obtenção do maior rendimento térmico
possível.
A Norma Regulamentadora nº. 13, aprovada pela Portaria 3.214, de 08/06/1978, do
Ministério do Trabalho, com a redação atualizada pela Portaria nº. 23, de 27/12/1994, do
46
Secretário de Segurança e Saúde no Trabalho, no item 13.1.1, estabelece que caldeiras a vapor
são equipamentos destinados a produzir e acumular vapor sob pressão superior à atmosférica,
utilizando qualquer fonte de energia, excetuando-se os refervedores e equipamentos similares
utilizados em unidades de processo.
As caldeiras, atualmente, são utilizadas em larga escala em várias etapas de processos
industriais que necessitam de calor ou energia de pressão, tais como, indústrias de alimentos,
frigoríficos, hospitais, hotéis e indústria de madeira.
No Brasil, a Consolidação das Leis Trabalhistas (CLT), desde 1943, contempla a
preocupação com a segurança em caldeiras. Uma das primeiras técnicas para inspeção de
caldeiras foi a NB-55 que vigorou até o ano de 1975, quando sofreu a primeira revisão, com a
inclusão de testes hidrostáticos. Em 1978, foi criada a norma sobre caldeiras e vasos de
pressão, a NR-13, que estabeleceu as medidas de segurança para os usuários destes sistemas.
A ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas), por meio da NBR-12177 (1 e
2), e NBR-13203, dispõe sobre como fazer inspeções de segurança em caldeiras estacionárias
a vapor.
As caldeiras também são utilizadas em sistemas de co-geração, onde se produz vapor
para uso em processos industriais, aproveitando-se o excedente para geração de eletricidade.
3.3.1. Classificação das caldeiras
As caldeiras podem classificar-se de acordo com as classes de pressão, o grau de
automatização, os tipos de energia empregada e, o tipo de troca térmica.
O Ministério do Trabalho e Emprego-MTE (2005), por meio da NR 13, item 13.1.9,
classificou as caldeiras, quanto as classes de pressão, em:
a) caldeiras da categoria A: são aquelas que apresentam pressão de operação igual ou
superior a 1.960 KPa (19,98 Kgf.cm
-2
);
b) caldeiras da categoria B: são aquelas cuja pressão de operação é maior que 588
KPa (5,99 Kgf.cm
-2
) e menor que 1.960 KPa (19,98 Kgf.cm
-2
);
c) caldeiras da categoria C: são aquelas cuja pressão de operação é igual ou inferior a
588 KPa (5,99 Kgf.cm
-2
) e o volume interno é igual ou inferior a 100 litros.
Na Figura 3.3, é demonstrada a classificação das caldeiras quanto às classes de
pressão, segundo o MTE (2005).
47
Figura 3.3 – Classificação das caldeiras quanto à classe de pressão
Quanto ao grau de automatização, classificam-se em: manuais, semi-automáticas e
automáticas.
De acordo com a energia empregada para o aquecimento, as caldeiras são classificadas
em: caldeiras a combustíveis convencionais (líquidos, sólidos e gasosos); elétricas (eletrodos
submersos, a resistores); de recuperação (emprego de gases quentes de outros processos que
liberam calor); nucleares (urânio); e, solares.
Dentre os combustíveis sólidos mais utilizados destacam-se a lenha em tora e cavaco,
o carvão, o bagaço de cana, as cascas e caroços. Os combustíveis líquidos mais comuns são:
óleo BPF, óleo de xisto, diesel e gorduras. Entre os combustíveis gasosos estão o gás natural e
o GLP (gás liquefeito de petróleo).
De acordo com sua mobilidade, as caldeiras podem classificar-se em estacionárias ou
móveis (navais, rodoviárias ou ferroviárias). Quanto à posição do costado, podem ser
horizontais ou verticais.
Quanto à troca térmica, classificam-se em: flamotubulares, aquotubulares, mistas e
elétricas.
I) Caldeiras Flamotubulares
Segundo Torreira (1995), as caldeiras Flamotubulares ou Fogotubulares, são aquelas
em que os gases provenientes da combustão (gases quentes), circulam no interior dos tubos,
ficando por fora a água. Na Figura 3.4, apresenta-se a troca de calor numa caldeira
flamotubular.
48
Fonte: CHD VÁLVULAS (2005)
Figura 3.4 – Troca de calor numa caldeira flamotubular
O vapor é gerado pelo calor transferido dos gases quentes da combustão, através das
paredes metálicas dos tubos, para a água que fica circundando estes tubos (Figura 3.5).
Fonte: TENGE (2005)
Figura 3.5 – Caldeira Flamotubular
À medida que os gases da combustão fluem através dos tubos, eles são resfriados pela
transferência de calor para a água; assim, quanto maior o resfriamento dos gases, maior a
quantidade transferida de calor.
Martins (2001), afirma que as caldeiras flamotubulares são essencialmente metálicas,
sendo que o processo de combustão ocorre dentro da própria caldeira, no tubo-fornalha. Os
49
gases quentes, após a queima do combustível, passam a percorrer os tubos internamente,
fornecendo calor à água até que esta atinja a vaporização.
Este tipo de caldeira é de construção simples, podendo ter tubos de distribuição
verticais ou horizontais. Nas caldeiras verticais os tubos são colocados verticalmente num
corpo cilíndrico fechado nas extremidades por placas, chamadas espelhos. A fornalha interna
situa-se no corpo cilíndrico logo abaixo do espelho inferior. Os gases de combustão sobem
através dos tubos aquecendo e vaporizando a água que se encontra circundando os mesmos.
As fornalhas externas são utilizadas principalmente, no aproveitamento da queima de
combustíveis de baixo poder calorífico.
As caldeiras horizontais abrangem desde as caldeiras Cornuália e Lancaster, de grande
volume de água, até as modernas unidades compactas.
Criada basicamente para uso marítimo, a caldeira Escocesa é o modelo de caldeira
industrial mais difundido no mundo. É destinada à queima de óleo combustível ou gás, além
da lenha.
Segundo Torreira (1995), dependendo do sentido da direção dos gases em seu interior,
as caldeiras podem ser classificadas em: caldeira de chama direta e caldeira com retorno de
chama. Nas caldeiras de chama direta, os gases percorrem um caminho direto, desde a
fornalha até os condutos de fumaça, para chegar até a chaminé. As fornalhas, as câmaras de
combustão e os tubos, estão submersos na água contida no interior do invólucro, ou seja,
encontram-se submetidos à pressão de vapor da caldeira.
Nas caldeiras com retorno de chama, os gases de combustão circulam em um sentido
através das fornalhas e câmaras de combustão, e no sentido oposto, pelo interior dos tubos, no
sentido dos condutos de fumaça e chaminé, conforme apresentado na Figura 3.6.
O uso de caldeiras flamotubulares apresenta as seguintes vantagens e desvantagens:
a) vantagens: custo de aquisição mais baixo; exigem pouca alvenaria por ser de
construção fácil, sendo totalmente pré-fabricada; fácil de operar; atendem bem ao aumento
instantâneo de demanda de vapor; não exige tratamento de água muito apurado; fácil limpeza
da fuligem; e, fácil substituição de tubos;
b) desvantagens: baixo rendimento térmico; partida lenta devido ao grande volume
interno de água; limitação de pressão de operação (até 20 Kgf.cm
-2
); baixa taxa de
vaporização; capacidade de produção limitada; ocupam muito espaço, com relação à área de
aquecimento; apresenta circulação de água deficiente; apresentam dificuldades para
instalação de economizador, superaquecedor e pré-aquecedor; e, grande peso por metro
quadrado de superfície de aquecimento.
50
Fonte: SOUZA (2001)
Figura 3.6 – Corte esquemático de uma caldeira flamotubular horizontal (escocesa) com
retorno de chama
II) Caldeiras Aquotubulares
A evolução técnica das indústrias gerou a necessidade de caldeiras com maior
rendimento, menor consumo, rápida produção e grandes quantidades de vapor. Baseado nos
princípios da termodinâmica e na experiência com os tipos de caldeiras existentes, os
fabricantes resolveram inverter o processo, trocando os tubos de fogo por tubos de água, o que
aumentou a superfície de aquecimento, surgindo a caldeira aquotubular.
De acordo com Souza (2001), o princípio de funcionamento das caldeiras
aquotubulares baseia-se no fato de que, quando um líquido é aquecido, as partículas
aquecidas ficam mais leves e sobem, enquanto que as frias, que são mais pesadas, descem;
recebendo calor elas tornam a subir, formando assim, um movimento contínuo, ocorrendo o
fenômeno denominado calefação, até que a água entre em ebulição.
Segundo Martins (2001), somente com o advento das caldeiras aquotubulares tornou-
se possível maiores produções de vapor a pressões elevadas e a altas temperaturas. Neste tipo
de caldeira, a água circula no interior dos tubos e os gases da combustão circulam por fora.
51
As caldeiras aquotubulares apresentam as seguintes vantagens e desvantagens:
a) vantagens: redução do tamanho da caldeira; queda da temperatura de combustão;
não há limite de pressão e de capacidade; eliminação da necessidade de uso de refratários de
alta qualidade; vaporização específica maior (de 28,30 kg de vapor por m
2
a 50 kg de vapor
por m
2
, para caldeiras de tiragem forçada); fácil manutenção e limpeza; facilidade de inspeção
nos componentes; partida rápida devido ao pequeno volume de água relativa à superfície de
aquecimento; e, grande flexibilidade de operação;
b) desvantagens: exigem pessoal mais qualificado para sua operação e tratamento de
água adequado e rigoroso; tem pouca capacidade no que diz respeito à demanda, devido ao
relativamente pequeno volume de água; e, são de construção mais complexa que as
flamotubulares; exigem sempre alvenaria.
III) Caldeiras Mistas
São caldeiras flamotubulares que possuem uma ante fornalha com parede d’água. São
projetadas, normalmente, para queima de combustível sólido (lenha, bagaço de cana, etc.).
IV) Caldeiras Elétricas
Caldeira elétrica é um equipamento cujo papel principal é transformar energia elétrica
em energia térmica.
Caldeiras a eletrodos submersos e a jato de água são os tipos de caldeiras elétricas
mais utilizadas, sendo as caldeiras elétricas a resistores particularmente empregadas
para a produção de água aquecida ou para baixas quantidades de vapor. (Martins,
2001, p. 335).
3.3.2. Principais componentes
As caldeiras são construídas com observância às normas e códigos vigentes no País e
constituem-se, normalmente, de fornalha, queimadores, tubos, chaminé, boca de visita,
válvulas de segurança e manômetro.
I) Fornalha
É o local destinado à queima do combustível, constituindo-se de um recinto fechado e
isolado termicamente do meio externo à caldeira, que converte energia química em energia
térmica.
52
Difere em relação ao tipo e à qualidade do combustível, vez que o sistema de
abastecimento ou injeção é diferente. No caso de caldeira alimentada por combustíveis
gasosos ou líquidos estes são injetados nas devidas proporções, o que permite a queima total e
ainda em suspensão. Já nos casos dos combustíveis sólidos, estes são alimentados de formas
variadas conforme o projeto de instalação.
As fornalhas para queima de combustíveis gasosos são simples, apresentando
queimadores também simplificados, com a finalidade de fornecer o gás combustível e o
comburente à câmara de combustão, posicionar a chama, misturar de forma conveniente o
combustível e o ar e manter uma combustão contínua.
II) Queimadores
Os queimadores de óleo ou gás são dispositivos que proporcionam a automatização do
combustível com turbulência no interior da fornalha, com o objetivo de provocar uma mistura
adequada com o ar e garantir uma combustão completa.
III) Tubos
Através dos tubos ocorre a principal troca térmica entre os gases da combustão e a
água a ser vaporizada. Os tubos em caldeira podem ser lisos ou espiralados.
IV) Chaminé
Componente que faz a tiragem dos gases resultantes da queima do combustível
lançando-os na atmosfera, o que pode se dar de modo natural ou forçado. Natural dá-se pela
diferença entre a fornalha e o topo da chaminé. Forçado, quando induzidos por ventiladores
instalados na entrada da fornalha ou por exaustores na saída da chaminé.
V) Boca de Visita
São componentes utilizados para permitir a visualização e limpeza mecânica, quando
possível, de partes internas da caldeira.
VI) Válvulas de Segurança
As válvulas de segurança promovem o alívio de pressão no interior da caldeira, não
deixando ultrapassar a PMTA (Pressão Máxima de Trabalho Admissível), assim garante a
segurança do equipamento e, por conseqüência, das pessoas e instalação.
53
A PMTA é o maior valor de pressão de vapor com a qual a caldeira pode operar.
VII) Manômetro
Instrumento utilizado para indicar ao operador a pressão interna da caldeira,
garantindo que a PMTA não seja ultrapassada. Este dispositivo pode ser encontrado com
indicador analógico ou digital.
3.3.3. Tratamento da água
A qualidade da água de uma caldeira é condição fundamental de segurança e
durabilidade. Os sais de cálcio presentes na água são insolúveis em altas temperaturas,
podendo formar incrustações nas paredes internas dos tubos de vaporização. Uma incrustação
de apenas 0,1 mm de espessura atua como uma camada isolante, comprometendo a superfície
de troca térmica, aumentando o consumo de combustível necessário ao aquecimento da água
para possibilitar a mudança de fase, provocando, ainda, o enfraquecimento dos tubos. Coelho
et al. (2000), afirmam que em uma caldeira que produz 400.000 kg/h de vapor, se a água
contiver 0,1 ppm de carbonato de cálcio, no final de um ano, 350 kg deste sal passará pela
caldeira e provavelmente uma grande quantidade será depositada nos tubos.
Óxidos de ferro e de cobre são outras impurezas cujos teores são rigorosamente
controlados na água de alimentação de caldeiras de alta pressão, aceitando-se no máximo 0,01
ppm.
Outro problema operacional é a formação na parte interna dos tubos de uma película
de magnetite (Fe
3
O
4
) pela reação do aço dos tubos com a água em elevadas temperaturas, na
presença de oxigênio dissolvido na água. Esta película constitui uma barreira impermeável
para possíveis oxidações futuras.
O pH é também rigorosamente controlado para se estabilizar entre 9,2 e 9,5 na água de
alimentação e entre 9,6 e 10,0 dentro da caldeira.
3.3.4. Características da chama
O gás possui característica de emissão de radiação de calor diferente da chama com
óleos combustíveis, possuindo comprimento de onda menor, emitindo, portanto, raios
54
ultravioletas, diferentes do óleo que é do tipo infravermelho. Isto altera significativamente a
distribuição de temperatura no equipamento, devendo a mesma ser analisada caso a caso.
Em face desta característica, em sistemas de troca de calor a transmissão com gás
natural ocorre mais por convecção do que por irradiação. Assim, em fornalhas que operam
com óleo, a temperatura no final da chama se dá mais elevada, exigindo do usuário medidas
preventivas para que não haja comprometimento da estrutura.
3.3.5. Requisitos da operação para caldeira utilizando o gás natural
Por tratar-se de um combustível gasoso, a utilização do mesmo requer uma série de
cuidados e acessórios para garantir uma operação segura.
Os requerimentos de controle e segurança estão descritos na Norma Brasileira NBR
12313. A NBR 12313 trata do Sistema de Combustão, Controle e Segurança para Utilização
de Gases Combustíveis em Processos de Baixa e Alta Temperatura.
Principais requerimentos da NBR 12313:
a) Tubulações do Sistema de Combustão;
b) Válvulas de Bloqueio Manual;
c) Reguladores de Pressão;
d) Proteção contra Alta Pressão e Baixa Pressão do Gás;
e) Sistema de Bloqueio de Segurança;
f) Válvula de Descarga Automática;
g) Válvula de Alívio;
h) Suprimento de Ar de Combustão;
i) Visualização da Chama;
j) Detectação de Chama;
k) Pré-purga e Pós-purga;
l) Ignição por Centelhamento Elétrico.
3.3.6. Utilização do vapor
Segundo Torreira (1995), o vapor produzido em uma caldeira pode, dependendo do
tipo de indústria e da região, destinar-se à:
55
a) processos de fabricação/beneficiamento – utilizado das mais diversas formas pelas
indústrias de bebidas e conexos, laticínios, química, têxtil, de vulcanização e de
recauchutagem, de petróleo e derivados, metalúrgica, madeireiras, curtumes e frigoríficos;
b) geração de energia elétrica – a energia elétrica é obtida por meio das usinas
termelétricas, as quais se compõem basicamente, de um equipamento de geração de vapor
superaquecido, uma turbina, um gerador elétrico e um condensador;
c) geração de trabalho mecânico – utiliza o vapor para a movimentação de
equipamentos rotativos;
d) aquecimento de linhas e reservatórios de óleo combustível – quando se trabalha
com “óleo combustível pesado”, faz-se necessário o aquecimento das tubulações e
reservatórios, sob pena do mesmo não fluir livremente e também não proporcionar uma boa
combustão;
e) prestação de serviços – utilização do vapor por hospitais, indústrias de refeições e
hotéis, em lavanderias, cozinha e conforto térmico.
3.4. Gás Natural
3.4.1. Histórico
Segundo Gasenergia (2005), registros antigos mostram que a descoberta do gás natural
ocorreu no Irã entre 6000 e 2000 a.C e que, na Pérsia, utilizavam o combustível para manter
aceso o “fogo eterno”, símbolo de adoração de uma das seitas locais. O gás natural já era
conhecido na China desde 900 a.C, mas foi em 211 a.C que o país começou a extrair a
matéria-prima com o objetivo de secar pedras de sal. Eram usadas varas de bambu para retirar
o gás natural de poços com profundidade aproximada de 1000 metros.
Na Europa, o gás natural só foi descoberto em 1659, porém não despertou interesse à
época, em virtude da grande aceitação do gás resultante do carvão carbonizado (town gás),
que foi o primeiro combustível responsável pela iluminação de casas e ruas desde 1790. Nos
Estados Unidos, o primeiro gasoduto com fins comerciais entrou em operação na cidade de
Fredonia, Estado de Nova York, em 1821, fornecendo energia aos consumidores para
iluminação e preparação de alimentos.
56
Somente no final do século XIX, o gás natural passou a ser utilizado em maior escala
na Europa, devido a invenção do queimador Bunsen, em 1885 (por Robert Bunsen), que
misturava ar com gás natural, e a criação de um gasoduto à prova de vazamentos, em 1890.
Em virtude de os gasodutos contarem com, no máximo, 160 km de extensão, tornava-se
impossível o transporte de grandes volumes a longas distâncias.
Os avanços na tecnologia de construção de gasodutos viabilizaram, no final de 1930, o
transporte do gás natural para longos percursos.
A indústria do gás no Brasil iniciou-se em 1828, com o licenciamento por parte de D.
Pedro I, de uma empresa para executar a iluminação das ruas da cidade do Rio de Janeiro.
Em São Paulo, a iluminação iniciou-se em 1872, propiciada pela empresa inglesa denominada
The São Paulo Gás Company Ltda.
Com as descobertas de óleo e gás na Bahia, na década de 40, iniciou-se efetivamente o
uso do gás natural no Brasil, com fornecimento deste combustível às indústrias do Recôncavo
Baiano.
O grande marco do gás natural ocorreu, na década de 80, com a exploração da Bacia
de Campos, no Estado do Rio de Janeiro, que proporcionou um aumento no uso da matéria-
prima, elevando em 2,7% a participação do gás natural na matriz energética nacional.
3.4.2. Gás natural
O gás natural é um combustível fóssil, de origem semelhante a do carvão e a do
petróleo, resultante da decomposição de matéria orgânica (vegetal e animal) em meio carente
de oxigênio e sob condições elevadas de pressão e temperatura, encontrado retido em rochas
porosas no subsolo (Figura 3.7). O gás natural é uma mistura variada de gases inorgânicos e
hidrocarbonetos saturados, cujo componente preponderante é sempre o metano (CH
4
) e, em
menores quantidades o propano (C
3
H
8
) e o butano (C
4
H
10
), entre outros.
Além dos hidrocarbonetos fazem parte da composição do gás natural bruto, outros
componentes, tais como, o Dióxido de Carbono (CO
2
), o Nitrogênio (N
2
), Hidrogênio
Sulfurado (H
2
S), Água (H
2
O), Ácido Clorídrico (HCl), Metanos e impurezas mecânicas.
Segundo Alonso (2005), gás natural (GN), é definido como uma mistura de
hidrocarbonetos (contém somente hidrogênio e carbono) parafínicos leves, contendo
predominantemente metano, etano, propano e outros componentes de maior peso molecular
(podendo chegar à faixa do C 12+, dependendo da sua origem), que à temperatura ambiente e
57
pressão atmosférica permanece no estado gasoso. Apresenta normalmente baixos teores de
contaminantes tais como nitrogênio, dióxido de carbono, água e compostos sulfurados, com
raras ocorrências de gases nobres (hélio e argônio).
Fonte: GASENERGIA (2005)
Figura 3.7 - Gás natural
Mais leve que o ar, o gás natural dissipa-se facilmente na atmosfera em caso de
vazamento. Para que se inflame, é preciso que seja submetido a uma temperatura superior a
620ºC. Além disso, é incolor e inodoro, queimando com uma chama quase imperceptível. Por
questões de segurança, o gás natural comercializado é odorizado com enxofre.
Quando o reservatório contém gás natural associado ao petróleo, recebe a designação
de gás natural associado (Figura 3.8 A). Quando o reservatório contém pouca ou nenhuma
quantidade de petróleo, o gás natural é dito não associado (Figura 3.8 B).
A composição comercial do gás natural é variada e depende da composição do gás
natural bruto, do mercado atendido, do uso final e do produto gás que se deseja. Apesar da
variabilidade da composição, são parâmetros fundamentais que determinam a especificação
comercial do gás, o seu teor de enxofre total, de gás sulfídrico, de gás carbônico e, de gases
inertes, bem como o ponto de orvalho da água e dos hidrocarbonetos, e o poder calorífico.
58
(A) Gás Associado (B) Gás Não-associado
Fonte: GASENERGIA (2005)
Figura 3.8 - Gás natural associado e não-associado
No Quadro 3.3, são apresentadas as normas para a especificação do gás natural a ser
comercializado no Brasil, de origem nacional ou importado, igualmente aplicável às etapas de
comercialização e transporte desse produto, determinadas pela Agência Nacional do Petróleo
– ANP, por meio da Portaria nº. 104, de 08 de julho de 2002.
A unidade básica de medida para o gás natural é o metro cúbico nas condições de 20ºC
e pressão de 1 atmosfera absoluta, sendo que a energia produzida pela combustão é medida
em J (joules) e seus múltiplos ou o kWh (quilowatts/hora).
É aquele que, no reservatório, está
livre ou junto a pequenas
quantidades de óleo. Neste caso, só
se justifica comercialmente
produzir o gás. As maiores
ocorrências de gás natural no
mundo são de gás não associado.
É aquele que, no reservatório, está
dissolvido no óleo ou sob a forma de capa
de gás. Neste caso, a produção de gás é
determinada diretamente pela produção do
óleo.Caso não haja condições econômicas
para a extração, o gás natural é reinjetado
na jazida ou queimado, a fim de evitar o
acúmulo de gases combustíveis próximos
aos poços de petróleo. O gás natural não
associado é mais interessante do ponto de
vista econômico, devido ao grande
acúmulo de propano e de hidrocarbonetos
mais pesados.
59
Quadro 3.3 – Especificação para o gás natural comercializado no Brasil
Caracterís- Unidades Limites
(2) (3)
Métodos de
ticas
(1)
Norte Nordeste
Sul, Sudeste,
Centro-Oeste
Ensaio
Poder Calorífico
Superior (PCS)
(4)
kJ/m³
kWh/m³
34.000 a 38.400
9,47 a 10,67
35.000 a 42.000
9,72 a 11,67
35.000 a 42.000
9,72 a 11,67
ASTM D 3588
ou ISO 6976
Índice de Wobbe
(5)
kJ/m³ 40.500 a 45.000 46.500 a 52.500 46.500 a 52.500 ISO 6976
Metano, mínimo % volume 68,0 86,0 86,0 ASTM D 1945
ou ISO 6974
Etano, máximo % volume 12,0 10,0 10,0 -
Propano, máximo % volume 3,0 3,0 3,0 -
Butano e mais
pesados, máximo
% volume 1,5 1,5 1,5 -
Oxigênio, máximo % volume 0,8 0,5 0,5 -
Inertes (N
2
+ CO
2
),
máximo
% volume 18,0 5,0 4,0 -
Nitrogênio % volume Anotar 2,0 2,0 -
Enxofre Total,
máximo
mg/m³ 70 70 70 ASTM D 5504,
ISO 6326-2 ou
ISO 6326-5
Gás Sulfídrico (H
2
S),
máximo
(6)
mg/m³ 10,0 15,0 10,0 ASTM D 5504,
ISO 6326-2 ou
ISO 6326-5
Ponto de Orvalho da
Água a 1 atm,
Máximo
ºC -39 -39 -45 ASTM D 5454
Obs.: (1) – O gás natural deve estar tecnicamente isento, ou seja, não deve haver traços visíveis de partículas sólidas e líquidas.
(2) – Limites especificados são valores referidos a 293,15 K (20ºC) e 101,325 KPa (1 atm), em base seca, exceto ponto de
orvalho.
(3) – Os limites para a região Norte se destinam às diversas aplicações, exceto veicular, e para esse uso específico devem ser
atendidos os limites equivalentes à região Nordeste.
(4) – O poder calorífico de referência de substância pura empregado neste Regulamento Técnico, encontra-se sob condições de
temperatura e pressão equivalentes a 293,15 K, 101,325 kKa, respectivamente, em base seca.
(5) – O índice de Wobbe é calculado empregando o Poder Calorífico Superior em base seca. Quando o método ASTM D 3588
for aplicado para a obtenção do Poder Calorífico Superior, o índice de Wobbe deverá ser determinado pela fórmula
constante do Regulamento Técnico.
(6) – O gás odorizado não deve apresentar teor de enxofre total superior a 70mg/m³.
Fonte: Agência Nacional do Petróleo, Regulamento Técnico ANP nº. 3/2002
60
De acordo com a Companhia Paranaense de Gás-COMPAGÁS (2005), o gás natural é
composto de:
a) Metano: 89,11%;
b) Etano: 5,87%;
c) Propano: 1,86%;
d) Butano (+): 1,06%;
e) Nitrogênio: 0,91%;
f) Dióxido de Carbono: 1,17%;
g) Densidade Relativa do Ar: 0,6340;
h) Poder Calorífico Superior (PCS): 9560 kcal/m
3
.
Equivalência energética dos principais combustíveis:
a) 1 kg OC = 1 m
3
de gás natural;
b) 1 kg GLP = 1,25 m
3
de gás natural;
c) 1 st Lenha = 93 m
3
de gás natural;
d) 1 lt diesel = 0,92 m
3
de gás natural.
O gás natural é produzido, muitas vezes, juntamente com o petróleo. Ao chegar à
superfície ele é tratado para remoção de outras substâncias consorciadas, como a água e as
partículas sólidas, por meio de separadores ou, ainda, para adequação do gás natural às
características técnicas especificadas para o consumo. Este procedimento tem a finalidade de
evitar que ocorram problemas durante a produção, transporte ou no próprio uso do produto.
O tratamento pode ser feito diretamente no poço de produção ou em plantas
centralizadas e específicas. No caso de gases altamente ácidos, o tratamento é feito
diretamente no poço, onde são desidratados, para evitar danos ao duto.
Na Unidade de Processamento do Gás Natural (UPGN), o gás natural passa por
algumas etapas até estar pronto para a comercialização (Figura 3.9).
Segundo a Gasnet (2005), o gás natural tem amplo espectro de aplicações. Suas
principais utilizações tem sido como combustível industrial, comercial, domiciliar e
residencial, e na recuperação secundária de petróleo em campos petrolíferos, através de sua
reinjeção. É também utilizado como matéria-prima nas indústrias petroquímica (plásticos,
tintas, fibras sintéticas e borracha) e de fertilizantes (uréia, amônia e seus derivados), e para
redução do minério de ferro na indústria siderúrgica.
61
Fonte: GASENERGIA (2005)
Figura 3.9 – Unidade de Processamento do Gás Natural
O gás natural é utilizado, ainda, como combustível na geração de eletricidade, seja em
usinas termelétricas, seja em unidades industriais, instalações comerciais e de serviços, em
regime de co-geração (produção combinada de vapor e eletricidade). O gás natural é a terceira
maior fonte de energia primária no mundo, superado somente pelo petróleo e pelo carvão.
Nos segmentos de transporte coletivo e de cargas, a utilização do gás natural assume
importância na redução de agentes poluentes.
O gás natural, sob todas as formas, é a energia mais segura, e os índices de mortes e
acidentes são mais baixos que em quaisquer outras energias. A indústria de gás é também a
menos perigosa, vez que não opera sistemas de altas temperaturas, como refinarias, os
processos de limpeza do gás são simples e não aplica altas tensões ou correntes elétricas.
As principais características físico-químicas que conferem segurança ao gás natural
são:
a) Densidade relativa ao ar atmosférico inferior a 1: significa que o gás natural é
mais leve que o ar, assim, sempre que alguma quantidade de gás natural for colocada livre no
meio ambiente, esta subirá e ocupará as camadas superiores da atmosfera;
b) Ponto de vaporização: é o ponto em que ocorre a mudança de fase do estado
líquido para o estado gasoso em uma certa combinação de temperatura e pressão. À pressão
atmosférica, a vaporização do gás natural ocorre à temperatura de (-162)ºC;
c) Não toxidade: o gás natural não é quimicamente tóxico. Sua ingestão ou inalação
acidental não provoca danos à saúde, vez que suas substâncias componentes são inertes no
corpo humano;
62
d) Limites de inflamabilidade: percentagem mínima e máxima de gás combustível
em composição com o ar, a partir das quais a mistura não irá inflamar-se e permanecer em
combustão. O limite inferior representa a menor proporção de gás em mistura com o ar que
irá queimar sem a aplicação continua de calor de uma fonte externa. O limite superior é a
proporção de gás na mistura a partir da qual o gás age como diluente e a combustão não pode
se auto-propagar. Os limites de inflamabilidade inferior e superior do gás natural são,
respectivamente, 5% e 15% do volume;
e) Não explosividade: considerando que o gás natural não se acumula em ambientes
internos, que as condições de inflamabilidade não são facilmente atingidas e que nestas
condições a velocidade de propagação da combustão do gás natural é a menor entre os gases
combustíveis, a ocorrência de explosões por escapamento de gás é praticamente nula.
3.4.3. Vantagens do uso do gás natural
A utilização do gás natural traz inúmeras vantagens, destacando-se:
a) Macroeconômicas: diversificação da matriz energética; fontes de importação
regional; disponibilidade ampla, crescente e dispersa; redução do uso do transporte rodo-
ferro-hidroviário; atração de capitais de riscos externos; melhoria do rendimento energético;
maior competitividade das indústrias; geração de energia elétrica junto aos centros de
consumo; não exige gasto de energia com o aquecimento para a queima; aumento da oferta de
empregos; elimina o custo da estocagem;
b) Ambientais de segurança: não apresenta restrições ambientais; reduz a emissão de
particulados (cinzas); redução do desmatamento; composição química constante, sem
compostos pesados; dispensa a manipulação de produtos químicos perigosos; melhoria da
qualidade do ar nas grandes cidades; baixíssima presença de contaminantes; não exige
tratamento dos gases de combustão; rápida dispersão de vazamentos; emprego em veículos
automotivos, diminuindo a poluição urbana;
c) Diretas para o usuário: redução de doenças respiratórias; maior vida útil dos
equipamentos; obtenção de curvas de temperatura ideais; o calor energético queimado se
aplica diretamente ao produto; dispensa aquecimento no inverno; possibilita a utilização da
rede existente; fácil adaptação das instalações existentes; menor investimento em
armazenamento/uso de espaço; menor corrosão dos equipamentos e menor custo de
manutenção; menor custo de manuseio de combustível; menor custo das instalações;
63
combustão facilmente regulável; elevado rendimento energético; admite grande variação do
fluxo; pagamento após o consumo; menores prêmios de seguro; custo bastante competitivo;
entre outras alternativas.
O gás natural está entre os energéticos que tem menor potencialidade para impactar o
meio ambiente. Sua sintonia ecológica é a maior entre os combustíveis. Seu estado natural
gasoso e sua baixa densidade proporcionam uma rápida dissipação na atmosfera sem
impregnar organismos minerais, vegetais ou animais. A ausência de compostos sulfurosos e
nitrogenados em sua composição proporciona uma combustão livre da emissão de SO
x
e com
a menor taxa de emissão de NO
x
entre os combustíveis. Como é um combustível no estado
gasoso, sua combustão se processa da forma mais completa e a emissão de CO é baixíssima.
3.4.4. Transporte
O gás natural pode ser transportado na forma gasosa ou liquefeito. No estado gasoso,
o transporte é feito por meio de dutos ou, em casos muito específicos, em cilindros de alta
pressão (como GNC – gás natural comprimido).
No estado líquido (como GNL – gás natural liquefeito), é transportado por meio de
navios, barcaças e caminhões criogênicos , a (-160)ºC, sendo seu armazenamento facilitado,
vez que seu volume é reduzido em cerca de seiscentas vezes.
Para grandes volumes e em regime de operação contínua, por ser econômico e
confiável, o ideal é utilizar-se de gasodutos que operam à pressão de 120 kgf.cm
-2
. Este meio
é o mais conveniente para realizar transporte ininterrupto de gás natural “on shore” e para
distribuí-lo aos consumidores finais.
Segundo Kirchhoff (2004), a força que faz com que o transporte de gás nos gasodutos
aconteça é a pressão, que gradualmente se dissipa e, sendo assim, uma série de estações de
compressão são posicionadas ao longo do caminho do gasoduto. Cada estação tem um grande
número de compressores que aumentam a pressão do gás, a fim de “empurrá-lo” até a
próxima estação.
O gasoduto Bolívia-Brasil tem capacidade para transportar 30 Mm
3
/dia a uma pressão
de 100 Kgf.cm
-2
. O volume importado pela Petrobrás, em julho de 2007, atingiu 27,55
Mm³/dia.
A extensão total do gasoduto Bolívia-Brasil é de 3.150 km, destes, 2.583 km estão
situados em solo brasileiro e, 567 km em solo boliviano. O empreendimento liga Rio Grande
64
na Bolívia (a 40 km de Santa Cruz de La Sierra), a Porto Alegre/RS, passando pelos estados
de Mato Grosso do Sul, São Paulo, Paraná e Santa Catarina, atravessando quatro mil
propriedades em 122 municípios. Em seu ramal tronco no Estado de Mato Grosso do Sul, a
extensão do gasoduto é de 716 km, ligando os municípios de Corumbá e Três Lagoas,
passando por Campo Grande.
A bitola da linha tronco do gasoduto é de 32 polegadas, sendo que, a cada 30 km,
aproximadamente, possui instalações com sistema de válvula, by-pass e acessórios. No
percurso do Estado, conta com cinco Estações de Compressão (ECOMP) distribuídas nos
endereços das válvulas: VES-050 no município de Corumbá, VES-100 a 130 em Miranda,
VES-180 em Anastácio, VES-230 a 270 em Campo Grande, VES-310 em Ribas do Rio
Pardo e VES-360 a 390 no município de Três Lagoas.
O gasoduto conta com sistemas de proteção catódica em toda a sua extensão. Estações
Retificadoras também fazem parte das instalações e são devidamente projetadas e executadas
com malhas de aterramento e demais exigências que garantem a necessária proteção da
tubulação.
As instalações das ECOMPs e algumas válvulas ao longo do gasoduto são operadas
remotamente a partir da CSC (Central de Supervisão e Controle) instalada no Rio de Janeiro.
Segundo Kirchhoff (2004), dados contidos no Relatório Ambiental Preliminar (RAP)
realizado pela Gás Brasiliano Distribuidora S.A., a composição do gás que vem da Bolívia é a
descrita na Tabela 3.16.
Tabela 3.16 – Composição do gás transportado pelo gasoduto Bolívia-Brasil
COMPONENTE PORCENTAGEM (do volume)
Metano
Etano
Propano
I-Butano
N-Butano
Pentano
Nitrogênio
Dióxido de Carbono
91,80
5,58
0,97
0,03
0,02
0,10
1,42
0,08
T O T A L 100,00
Fonte: GÁS BRASILIANO DISTRIBUIDORA S/A (2001)
65
A TBG – Transportadora Brasileira Gasoduto Bolívia-Brasil constituída em 1997, é a
proprietária e operadora do gasoduto do lado brasileiro. O controle acionário da TBG é da
Gaspetro, uma subsidiária da Petrobrás que tem 51%. Os outros 49% pertencem a um
consórcio de sócios privados (BBPP Holdings, que reúne a britânica British Gás, a australiana
BHP e, a norte-americana El Paso; Shell; Enron; e, Transredes).
O custo total do gasoduto é de US$ 2,1 bilhões, sendo que 80% dos recursos
necessários para as obras de implantação do mesmo foram obtidos por meio de financiamento
(Banco Internacional para Reconstrução e Desenvolvimento – BIRD; Banco Interamericano
de Desenvolvimento – BID; Corporación Andina de Fomento – CAF; Agências de Fomento
do Japão e Itália; BNDES, entre outros).
A TBG não tem permissão para comercializar o gás natural, sendo seu único cliente, a
Petrobrás, que vai vender o gás natural comprado da YPFB (Yacimientos Petroliferos Fiscales
de Bolívia) às empresas distribuidoras MSgás, Comgás, Compagás, SCgás e Sulgás.
A Companhia de Gás do Estado de Mato Grosso do Sul–MSGÁS, sociedade de
economia mista, criada em 29 de julho de 1998, tem a concessão para distribuição de gás
natural em todo o território do Estado de Mato Grosso do Sul. A MSGÁS tem em sua
composição acionária o Governo do Estado de Mato Grosso do Sul, com 51% das ações, e a
Petrobrás Gás S/A – GASPETRO, com 49%.
Na Figura 3.10, é mostrado o gasoduto Bolívia-Brasil.
Fonte: GASENERGIA (2005)
Figura 3.10 – Gasoduto Bolívia-Brasil
66
3.4.5. Reservas brasileiras de gás natural
Segundo a ANP (2007), as reservas provadas de gás natural, no período compreendido
entre os anos de 1964 e 2006, cresceram a uma taxa média de 7,5% a.a. Este crescimento,
resultado, principalmente, das descobertas ocorridas na Bacia de Campos e na Bacia do
Solimões, levaram as reservas provadas de gás natural a atingir a marca de 347,9 bilhões de
m
3
, um aumento de 13,5% em relação a 2005. As reservas totais atingiram a marca de 588,6
bilhões de m³, um acréscimo de 29,5% em relação ao ano de 2005 (Quadro 3.4).
Quadro 3.4 – Reserva de gás natural por unidade da Federação
(bilhões de m
3
)
Unidade da Reservas (2005) Reservas (2006)
Federação Provadas Totais Provadas Totais
Alagoas
Amazonas
Bahia
Ceará
Espírito Santo
Paraná
Rio de Janeiro
Rio Grande do Norte
Santa Catarina
São Paulo
Sergipe
4.609
51.465
21.767
995
32.328
15
145.378
17.617
7
28.696
3.519
6.159
84.361
49.469
1.105
46.938
821
197.405
21.236
15
41.206
5.739
4.056
53.232
25.743
825
40.749
9
164.503
16.444
7
38.543
3.792
6.086
88.634
54.755
992
69.713
370
274.525
18.460
1.355
67.347
6.380
T O T A L
306.396 454.454 347.903 588.617
Fonte: ANP/SDP, conforme a Portaria ANP n° 9/00
OBS: 1) Reservas em 31/12 dos anos de referência;
2) Reservas totais representam o somatório das reservas provadas, prováveis e possíveis.
A Figura 3.11 mostra como se comportou a evolução das reservas brasileiras de gás
natural no período de 1965-2006.
No período 1964-2006, a produção de gás natural cresceu, em média, 11,4% a.a. Em
2006, 62,3% da produção concentrou-se nos campos marítimos, situação bastante distinta
daquela ocorrida até 1972, quando a produção concentrava-se nos campos terrestres,
especialmente no estado da Bahia.
67
Fontes: ANP/SDP; MME
Figura 3.11 – Evolução das reservas brasileiras de gás natural
1965-2006
É importante observar que o volume de gás natural produzido não é disponibilizado
em sua totalidade para venda, uma vez que parte do volume extraído é destinado a consumo
próprio, queima e perda, reijenção e LGN.
De acordo com a ANP (2007) a produção média de gás natural, no mês de julho de
2007, foi de aproximadamente 50,4 milhões de m³/d. Destes 8,16 milhões de m³/d representa
o consumo próprio das áreas de produção, 6,30 milhões de m
3
/d refere-se à queima e perda
(12,50% da produção total), enquanto que 9,81 milhões de m³/d refere-se ao gás reinjetado. A
Figura 3.12 demonstra a produção de gás natural no Brasil, de 2000 a 2007.
0
200.000
400.000
600.000
800.000
1.000.000
1.200.000
1.400.000
1.600.000
1.800.000
Jan
e
iro
Fevereiro
M
a
rço
A
br
il
Ma
i
o
J
un
ho
Julho
A
go
sto
S
e
te
m
bro
O
utub
r
o
Novembro
Dez
em
br
o
Mês
10
3
m
3
2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007
Fontes: ANP – Boletim mensal de produção submetido à ANP
Figura 3.12 – Produção mensal de gás natural total (mil m³)
68
Desde 2000 a oferta interna de gás natural no país tem crescido a uma taxa média de
17% a.a., muito superior, portanto, ao crescimento médio da economia brasileira (2,2% a.a.) e
do crescimento médio da oferta de energia (3,3% a.a.). Esse resultado contribuiu para o
crescimento da participação do gás natural na matriz energética nacional, de 5,4% em 2000
para 9,6% em 2006.
Apesar da importância do gás natural para a diversificação da matriz energética
brasileira, o país tornou-se dependente quase que exclusivamente de um único fornecedor – a
Bolívia.
Segundo Barufi et al. (2006), a participação das importações no mercado brasileiro de
gás natural cresceu substancialmente entre 1999 e 2005, passando de 3,3% da oferta total de
gás do país para 33,7% em 2005. Em 2004, cerca de 54% de todo o gás comercializado,
excluindo o voltado para usos próprios da Petrobrás, foi importado, sendo a Bolívia a
principal supridora. As importações bolivianas representam mais de 80% do gás
comercializado em SP, MS e toda região Sul do país.
De acordo com Bermann (2002), a ampliação da oferta de gás natural faz parte da
atual política governamental que aponta para uma participação da ordem de 12% na matriz
energética ao longo dos próximos anos. A solução para garantir o mercado para o gás natural
que será disponibilizado através do gasoduto Bolívia-Brasil, além do proveniente da
Argentina e da ampliação da produção nas bacias de Campos (RJ) e de Urucu (AM), é a
priorização da utilização do gás natural como combustível para geração de eletricidade em
termelétricas.
Em virtude da nacionalização das reservas de petróleo e gás natural por parte da
Bolívia, a Petrobrás resolveu antecipar a produção das reservas brasileiras, de modo a
diminuir a dependência do gás boliviano. Sua meta é atingir, no início de 2011, a produção de
aproximadamente 74,5 milhões de m³/d, sendo a maior parte desse valor (55 Mm³/d)
produzida na região Sudeste, nas bacias de Campos, Santos e Espírito Santo. Outros 12,8
Mm³/d devem ser obtidos dos campos do Nordeste.
Na Figura 3.13, apresenta-se as novas descobertas de gás natural no Brasil.
Taxas de crescimento do consumo de energia elétrica da ordem de 4,7% ao ano,
criando a necessidade de novos projetos de geração da ordem de 4.330 MW por ano,
são alguns dos motivos evocados pelo Ministério de Minas e Energia para justificar
a criação do Programa Prioritário de Termelétricas, em 06 de fevereiro de 2000.
Estas previsões faziam parte do Plano Decenal de Expansão 1999-2008, elaborado
pela Eletrobrás. (Bermann, 2002, p.6).
69
Fonte: SANTOS (2005)
Figura 3.13 – Novas descobertas de gás natural
Estima-se que o consumo de gás natural será da ordem de 3,5 trilhões de metros
cúbicos em 2010 e 4,7 trilhões em 2020, contra 2,3 trilhões em 1997, ou seja, um crescimento
de 52% ou 4,2% ao ano na próxima década.
O gás natural deverá desempenhar um papel fundamental na sociedade mundial,
permitindo a estruturação de uma civilização tecnológica e economicamente desenvolvida,
ambiental e ecologicamente sustentável, atendendo à demanda energética industrial,
comercial e residencial e à demanda de insumos da moderna indústria química e de materiais,
base do progresso industrial do século XX.
A lógica da destruição do meio ambiente ou do aproveitamento sem limites dos bens
naturais dos modelos de produção baseados exclusivamente na rentabilidade econômica e na
otimização financeira está chegando ao fim. O novo paradigma se apóia na tecnologia para
encontrar soluções efetivamente globais e justas para o binômio meio ambiente –
desenvolvimento.
Este desenvolvimento sustentável tem passagem obrigatória pela transformação da
matriz energética do mundo, que será bastante árdua e exigirá, antes de mais nada, a
mobilização coordenada e a conscientização dos interessados.
70
3.5. Combustão
3.5.1. O triângulo do fogo
Há fogo quando há COMBUSTÃO.
Segundo Martins (2001), a combustão é um processo químico exotérmico composto
de dois elementos distintos, o combustível e o comburente. Combustível é a substância,
natural ou artificial, susceptível de, ao se combinar quimicamente com outra, gerar uma
reação exotérmica rápida, desprendendo luz e calor. Os combustíveis são compostos
basicamente de carbono e hidrogênio, contendo pequenas porcentagens de enxofre e outros
elementos.
Comburente é todo elemento que, ao associar-se quimicamente ao combustível, é
capaz de fazê-lo entrar em combustão (o ar atmosférico é o comburente mais utilizado, por ser
a fonte mais abundante e barata de oxigênio).
Além do combustível e do comburente, uma terceira condição é necessária para que a
combustão possa se processar, a temperatura de ignição, que é a temperatura acima da qual
um combustível pode queimar.
O triângulo do fogo pode ser visto na Figura 3.14.
Combustível
C
a
l
o
r
(
i
g
n
i
ç
ã
o
)
A
r
o
u
O
x
i
g
ê
n
i
o
Fonte: SENAI (1995)
Figura 3.14 – Triângulo do fogo na combustão
71
Segundo a Gasnet (2005), combustão é a reação química do oxigênio com materiais
combustíveis em cujo processo se apresenta luz e rápida produção de calor. A diferença entre
a reação química de oxidação clássica (ferrugem, zinabre, alumina, etc.) e a de combustão é a
velocidade com que esta última ocorre independente da quantidade de calor liberado.
De acordo com Souza (2001), combustível é a substância que queima e contém em
sua composição, entre outros componentes, principalmente carbono e hidrogênio, que ao
queimar em presença de oxigênio, desprendem uma grande quantidade de calor, formando gás
carbônico e vapor d’água, segundo uma reação do tipo:
Onde: z = x + y
n
O resultado da queima do combustível produz calor da seguinte forma:
Carbono + Oxigênio Gás Carbônico + Calor
Hidrogênio + Oxigênio Vapor de Água + Calor.
Os combustíveis, quanto ao estado físico, são classificados em:
a) sólidos (carvão, madeira, turfa, pólvora, etc.);
b) líquidos (gasolina, álcool, éter, óleo, etc.);
c) gasosos (gás natural, metano, etano, hidrogênio, etc.).
Quanto a Volatilidade, classificam-se em:
a) voláteis – aqueles que, à temperatura ambiente, são capazes de se inflamar
(álcool, éter, benzina, etc.);
b) não voláteis – aqueles que, para desprenderem vapores capazes de se inflamar,
necessitam aquecimento acima da temperatura ambiente (óleo combustível, óleo lubrificante,
etc.).
O comburente normalmente encontrado na maioria das reações que geram a
combustão é o oxigênio. A percentagem de oxigênio existente no ar atmosférico é de
aproximadamente 21%. Quando a percentagem de oxigênio cair abaixo de 16%, o mesmo já
não alimentará mais a combustão, ficando, se mantido este percentual, afastado um dos lados
C
x
H
y
+ zO
2
xCO
2
+ _1_ H
2
O + calor (3.3)
2
72
do triângulo do fogo, extinguindo, conseqüentemente, o mesmo. Este método de extinção do
fogo é chamado de ABAFAMENTO.
Quanto à temperatura, tem-se:
a) Ponto de fulgor – é a temperatura na qual um combustível desprende vapores
suficientes para serem inflamados por uma fonte externa de calor, porém não em quantidade
suficiente para manter a combustão;
b) Ponto de combustão – é a temperatura do combustível acima da qual ele
desprende vapores em quantidade suficiente para serem inflamados por uma fonte externa de
calor, e continuarem queimando, mesmo quando retirada esta fonte;
c) Ponto de ignição – é a temperatura mínima na qual os vapores desprendidos por
um corpo combustível provocam combustão ao entrar em contato com o ar, independente ou
não da presença de qualquer fonte ígnea externa. Assim, conclui-se que, se abaixarmos a
temperatura de um combustível, ou da região onde seus vapores flutuam, abaixo da sua
temperatura de ignição, cessará a combustão. Este segundo método básico de extinção de
incêndios é conhecido como RESFRIAMENTO. O agente universal utilizado no método do
resfriamento é a ÁGUA.
3.5.2. Classificação da combustão
Pode-se classificar a combustão em:
a) Combustão Estequiométrica – é a reação de oxidação teórica que determina a
quantidade exata de moléculas de oxigênio necessárias para efetuar a completa oxidação de
um combustível. A reação estequiométrica da combustão do metano é:
b) Combustão completa – é a reação onde todo o carbono do combustível se combina
com o oxigênio, convertendo-se, integralmente, em dióxido de carbono (CO
2
), água (H
2
O),
óxidos de enxofre e nitrogênio;
c) Combustão incompleta ou parcial – nesta reação surgem produtos intermediários
da combustão, em especial, o monóxido de carbono (CO) e o hidrogênio (H
2
), resultado da
CH
4
+ 2 O
2
+ 3,76 N
2
= CO
2
+ 2 H
2
O + 7,52 N
2
(3.4)
73
oxidação incompleta dos elementos do combustível. Ela pode ser induzida pela limitação na
quantidade de oxigênio oferecido para a reação, pelo resfriamento ou sopragem da chama;
d) Combustão perfeita – é a combustão que, realizada com a quantidade de ar teórico
ou de oxigênio (O
2
) estequiométrico, resulta numa combustão completa. Por vários motivos,
entre eles as características reais das reações químicas entre os elementos ou as condições
técnicas dos equipamentos esta reação nunca se realiza na prática;
e) Combustão real – é a reação que ocorre, na prática, nos equipamentos
combustores com maior ou menor excesso de ar e com a presença de uma quantidade mínima
de produtos intermediários da combustão.
CH
4
+ (1,1)*2O
2
+ (1,1)* 2*3,76N
2
= 0,95CO
2
+ 2H
2
O + 0,05CO + 0,225O
2
+ 8,27N
2
(3.5)
As principais reações entre os constituintes básicos dos combustíveis e o oxigênio são:
3.5.3. Relação ar/combustível
É a relação entre a quantidade de ar e a quantidade de combustível, usadas na reação
de combustão. Para combustíveis sólidos e líquidos a relação é entre as massas, para
combustíveis gasosos a relação é calculada entre os volumes envolvidos.
Ar teórico é a quantidade de ar atmosférico que fornece a quantidade exata de
moléculas de oxigênio necessárias para efetuar a combustão estequiométrica.
Visando reduzir ao mínimo a presença dos produtos intermediários em uma
combustão, tais como monóxido de carbono (CO) e hidrogênio (H
2
), aplica-se uma
quantidade de ar superior ao ar teórico, denominado ar real (AR), para que a abundância de
oxigênio (O
2
) proporcione uma reação próxima da combustão perfeita. A diferença entre o ar
teórico e o ar real é denominada de Excesso de Ar, e é apresentada como uma relação
percentual.
Reação Calor liberado (kJ/kg)
C + O
2
= CO
2
32.600 (3.6)
2 CO + O
2
= 2 CO
2
10.100 (3.7)
2 C + O
2
= 2 CO 9.990 (3.8)
2 H
2
+ O
2
= 2 H
2
O 142.120 (3.9)
S + O
2
= SO
2
9.190 (3.10)
74
3.5.4. Tipos de combustão de combustíveis gasosos
Segundo a Gasnet (2005), os tipos de combustão de combustíveis gasosos podem ser:
a) Atmosférica – processo de combustão utilizado na maior parte dos queimadores
de uso comum, consiste em um sistema à baixa pressão de gás, até 35 mBar, em que a injeção
do gás através de um venturi arrasta parte ou a totalidade do ar necessário à combustão;
b) Catalítica – processo de combustão utilizado para produzir uma superfície
emissora de radiação infravermelha de alta intensidade, consiste da queima do gás em
presença de elementos catalisadores;
c) Combustão interna e explosão – processos utilizados nos queimadores a jato e nos
motores a jato ou a pistão, onde a combustão é realizada, e após compressão do ar e injeção
do gás a alta pressão (até 20 bar). O motor a explosão utiliza uma mistura gás/ar e um sistema
de ignição após a compressão da mistura.
3.5.5 Condições de ignição
De acordo com a Gasnet (2005), são condições de ignição:
I) Limites de inflamabilidade
Uma mistura de gás inflamável é aquela em que a chama se propaga, sendo a iniciação
da chama realizada por uma fonte externa. Os limites de inflamabilidade de um combustível
gasoso definem a faixa de diluição mínima e máxima do gás em ar para que a combustão
possa ocorrer. Abaixo do limite mínimo a mistura não queimará sem a presença contínua de
uma fonte de calor externa e, acima do limite máximo, a mistura do gás age como diluente e a
chama não se propaga.
Os fatores que influenciam os limites de inflamabilidade são:
a) Temperatura da mistura – uma elevação da temperatura inicial da mistura gás
combustível ar amplia os limites de inflamabilidade, isto é, o limite inferior se reduz e o limite
superior se eleva, como pode ser visto na Tabela 3.17;
b) Pressão da mistura – os valores tabelados dos limites de inflamabilidade são
obtidos para a pressão atmosférica. Próximo à pressão atmosférica os valores não variam de
forma significativa. Em pressões inferiores à atmosférica a tendência é de contração da faixa
de inflamabilidade, com elevação do limite inferior e redução do limite superior. Em pressões
75
superiores à atmosférica o limite inferior tende a permanecer estável enquanto o limite
superior apresenta um crescimento.
Tabela 3.17 – Efeito da temperatura inicial do gás sobre os limites de inflamabilidade de
alguns gases
Temperatura
Inicial do Gás
Limites de Inflamabilidade da Mistura Ar Gás (%)
(ºC)
Metano Hidrogênio
Monóxido de
Carbono
Etileno
17 6,3 – 12,9 9,4 – 71,5 16,3 – 70,0 3,45 – 13,7
100 5,95 – 13,7 8,8 – 73,5 14,8 –71,5 3,20 – 14,1
200 5,50 – 14,6 7,9 – 76,0 13,5 – 73,0 2,95 – 14,9
300 5,10 – 15,5 7,1 – 79,0 12,4 – 75,0 2,75 – 17,9
400 4,80 – 16,6 6,3 – 81,5 11,4 – 77,5 2,5 - ...
Fonte: Gas Engineers Handbook / SINDE
II) Temperatura de ignição ou de inflamação
É a menor temperatura na qual o calor é gerado pela combustão em velocidade
superior ao calor dissipado para a vizinhança, dando à mistura condições de se auto-propagar.
Abaixo desta temperatura a combustão da mistura ar gás só será contínua, mediante o
fornecimento ininterrupto de calor externo.
III) Energia de ignição ou inflamação
É a energia mínima que deve ser fornecida por uma chama, centelha elétrica ou fonte
de calor a uma mistura combustível, para que esta possa atingir a temperatura de ignição em
algum ponto e iniciar a propagação da combustão.
IV) Auto combustão
Também chamada combustão espontânea, ocorre quando a temperatura de uma
substância se eleva até atingir a temperatura de ignição. Quando toda a substância está nesta
temperatura, qualquer aporte mínimo de energia gera a auto-ignição.
76
3.5.6. Balanços da combustão
Para a Gasnet (2005), combustão é o processo de reações químicas que se produzem
durante a oxidação completa ou parcial do carbono, do hidrogênio e do enxofre contidos em
um combustível. A análise destas reações é feita através de balanço de massas e de balanço
térmico.
I) Balanço de massas
O balanço de massas é a análise das quantidades de ar e gás fornecidos à combustão e
das quantidades de produtos de combustão escoados.
Os gases de exaustão, também denominados produtos da combustão, têm como
componentes básicos o dióxido de carbono (CO
2
), o vapor d’água (H
2
O-), o oxigênio (O
2
) e o
nitrogênio (N
2
). Na Tabela 3.18 é apresentada como referência, a composição dos gases de
exaustão para a combustão perfeita de diversos gases.
O teor ou a proporção de cada produto nos gases de exaustão é apresentado em
proporção à massa total de gases ou ao volume total de gases. Neste total pode estar incluído
ou não o vapor d’água, sendo, portanto, chamados teor em base seca ou em base úmida
(Tabela 3.19).
II) Balanço térmico
O balanço térmico é a análise das quantidades de calor gerado e transferido na
combustão, dos processos de transferência envolvidos, dos níveis de temperatura alcançados e
das quantidades de calor perdidas no escoamento dos produtos de combustão.
O transporte de energia resultante de um gradiente de temperatura de um sistema ou,
da diferença de temperatura entre dois sistemas, é denominado de transferência de calor. São
três os mecanismos de transferência de calor: condução, convecção e radiação. A
transferência de calor pode ocorrer em regime permanente ou estacionário ou em regime
transiente.
Poder calorífico é a quantidade de energia liberada pela combustão completa de uma
unidade de massa ou de volume de uma substância combustível. Em virtude da formação de
água (H
2
O) nos produtos da combustão, definiram-se dois valores de poder calorífico para as
substâncias combustíveis:
a) Poder calorífico superior (PCS) – é a energia liberada pela combustão com a água
(H
2
O) dos produtos da combustão em estado líquido;
77
b) Poder calorífico inferior (PCI) – é a energia liberada pela combustão com a água
(H
2
O) dos produtos da combustão em estado de vapor.
Tabela 3.18 – Produtos da combustão perfeita de diversos gases
(sem excesso de ar)
Substância
Proporção em Volume
(m³ produto/m³ combustível)
Ponto
de
Orva-
lho
(ºC)
Proporção em Massa
(kg produto/kg combustível)
Propor-
ção de
CO
2
Volume
em Base
Seca
CO
2
H
2
O N
2
Total
CO
2
H
2
O N
2
Total (%)
Carbono 3,66 8,86 12,53 29,30
Monóxido Carbono 1,00 1,88 2,88 1,57 1,90 3,47 34,70
Hidrogênio 1,00 1,88 2,88 72 8,94 26,41 35,34
Hidrocarbonetos Parafinados
Metano 1,00 2,00 7,53 10,53 59 2,74 2,25 13,28 18,27 11,73
Etano 2,00 3,00 13,18 18,18 57 2,93 1,80 12,39 17,12 13,18
Propano 3,00 4,00 18,82 25,82 55 2,99 1,63 12,07 16,70 13,75
Butano 4,00 5,00 24,47 33,47 54 3,03 1,55 11,91 16,49 14,05
Pentano 5,00 6,00 30,11 41,11 53 3,05 1,50 11,81 16,35 14,24
Hexano 6,00 7,00 35,76 48,76 53 3,06 1,46 11,74 16,27 14,37
Heptano 7,00 8,00 41,40 56,40 53 3,07 1,44 11,69 16,20 14,46
Octano 8,00 9,00 47,05 63,05 53 3,08 1,42 11,65 16,15 14,80
Séries Olefinas
Eteno 2,00 2,00 11,29 15,29 52 3,14 1,29 11,39 15,81 15,05
Propeno 3,00 3,00 16,94 22,94 52 3,14 1,29 11,39 15,81 15,05
Buteno 4,00 4,00 22,59 30,59 52 3,14 1,29 11,39 15,81 15,05
n-Penteno 5,00 5,00 28,23 38,23 52 3,14 1,29 11,39 15,81 15,05
Séries Aromáticas
Benzeno 6,00 3,00 28,23 37,23 42 3,38 0,69 10,22 14,30 17,53
Tolueno 7,00 4,00 33,88 44,88 44 3,34 0,78 10,40 14,53 17,12
Xileno 8,00 5,00 39,52 52,52 45 3,32 0,85 19,53 14,70 16,83
Gases Diversos
Acetileno 2,00 1,00 9,41 12,41 39 3,38 0,69 10,22 14,30 17,53
Naphtaleno 10,00 4,00 45,17 59,17 38 3,43 0,56 9,97 13,96 18,13
Álcool Metílico 1,00 2,00 5,65 8,65 64 1,37 1,13 6,64 9,14 15,05
Álcool Etílico 2,00 3,00 11,29 16,29 59 1,91 1,17 8,09 11,17 15,05
Amônia 1,50 3,32 4,82 70 1,76 1,59 7,82 11,16
Formaldeido 1,00 1,00 3,76 5,76 57 1,47 0,60 3,55 5,61 20,99
Ácido Fórmico 1,00 1,00 1,88 3,88 66 0,96 0,39 1,16 2,50 34,70
Acetaldeido 2,00 2,00 9,41 13,41 54 2,00 0,82 6,05 8,87 17,53
CO
2
H
2
O SO
2
N
2
CO
2
H
2
O N
2
SO
2
Total
Gases Sulfúricos
Enxofre 1,00 3,76 1,66 1,50 3,16
Sulfito de Hidrogênio 1,00 1,00 5,65 52 0,53 4,69 2,82 8,03
Metil Mercaptan 1,00 2,00 1,00 11,29 52 0,55 0,45 3,99 1,20 6,18 9,55
Etil Mercaptan 2,00 3,00 1,00 16,94 52 0,94 0,57 5,09 1,02 7,62 12,93
Propil Mercaptan 3,00 4,00 1,00 22,58 52 1,22 0,67 5,90 0,89 8,68 14,64
Butil Mercaptan 4,00 5,00 1,00 28,23 52 1,44 0,74 6,53 0,79 9,46 15,71
Amil Mercaptan 5,00 6,00 1,00 33,88 52 1,62 0,79 7,03 0,71 10,25 16,42
Fonte: Gas Engineers Handbook / SINDE
78
Tabela 3.19 – Emissões de diferentes equipamentos industriais e comerciais queimando
gás natural
Gás Excesso Produtos da Combustão – Condição de Exaustão Emissão de Contaminantes
Natural de Ar de
Composição dos Gases Exaustos Parti- Aldeí- Óxidos
Equipamento Consu- Com-
Gases de Tempe Análise Orsat (Base Úmida)
cula- dos de Ni-
mido bustão Exaustão ratura
CO
2
O
2
CO Vapor
dos trogê-
(Nm³/h)* (% Vol) (Nm³/min)* (ºC) (%
Vol)
(%
Vol)
(%
Vol)
D’água (g/h)** (g/h) nio (g/h)
Caldeira(27 kw) 23,8 98 11,3 288 4,8 10,0 0,000 9,2 5,44 2,27 45,4
Gerador de
Vapor (45 kw)
57,8 93 20,4 149 4,5 9,3 0,100 14,3 54,43 9,07 90,7
Caldeira
(112kw)
203,9 13 51,0 304 7,4 2,3 0,200 18,3 36,29 9,07 181,4
Caldeira
(112kw)
62,9 28 76,5 71 1,7 17,2 0,000 4,3 4,08 22,68 72,6
Caldeira
(150kw)
120,6 94 48,1 188 4,8 9,6 0,000 10,8 7,26 13,61 72,6
Caldeira
(150kw)
70,4 135 35,4 193 3,8 11,3 0,000 10,8 8,16 29,48 66,2
Caldeira
(225kw)
137,6 13 34,0 227 7,8 2,3 0,010 16,6 9,07 9,07 151,5
Caldeira
(225kw)
173,3 124 87,8 166 3,8 12,4 0,000 8,2 9,53 27,22 358,3
Caldeira
(260kw)
305,8 72 116,1 249 5,0 8,2 0,000 13,3 20,87 63,50 771,1
Caldeira
(345kw)
436,6 85 152,9 103 5,2 9,1 0,000 11,2 36,29 40,82 703,1
Caldeira
(372kw)
815,5 84 325,6 316 4,8 9,0 0,000 10,9 149,69 90,72 4717,4
Caldeira
(650kw)
679,6 73 260,5 249 5,0 8,1 0,020 14,6 77,11 226,80 3855,5
Aquecedor de
Água
3,3 203 2,3 43 3,4 14,6 0,001 5,7 2,27 0,91 11,8
Condicionador 3,7 480 3,5 71 2,0 17,7 0,000 3,8 0,45 0,45 7,3
Estufa de
Pintura
11,6 99 4,4 189 5,0 9,5 0,000 11,6 0,41 1,36 172,4
Estufa de
Pintura
10,9 437 6,5 188 1,7 16,6 0,000 5,0 1,18 2,72 11,8
Forno de
Cozimento
16,5 38 8,8 121 3,5 14,7 0,000 7,0 2,18 3,63 20,4
Fundição de
Alumínio
32,5 6 36,8 166 18,1 1,0 0,000 20,0 33,11 0,00 72,6
Forno 17,5 67 6,8 227 5,6 9,1 0,040 5,6 1,81 1,13 10,4
Forno p/ Vidro 11,9 11,9 182 0,7 19,4 0,000 2,9 1,95 2,04 2,1
Forno Túnel 32,3 105 12,7 560 4,9 10,0 0,000 11,7 3,67 4,54 99,8
Forno para
Alimento
132,5 355 31,1 310 2,7 15,7 0,000 8,1 21,77 15,88 68,0
Obs: *Condição Normal: temperatura de 15 ºC e pressão de 1,0 atmosfera.
** Matéria descarregada na atmosfera contendo carbono livre ou combinado.
Fonte: Gas Engineers Handbook / SINDE
79
Na Tabela 3.20, é apresentado o poder calorífico de diversos gases.
Tabela 3.20 - Poder calorífico de diversos gases (combustão perfeita)
Gás Combustível Poder Calorífico Superior
(MJ/Nm
3
)
Poder Calorífico Inferior
(MJ/Nm
3
)
Monóxido de Carbono
Hidrogênio
11,97
12,11
11,97
10,23
Hidrocarbonetos Parafinados
Metano
Etano
Propano
n-Butano
iso-Butano
n-Pentano
Iso-Pentano
Neopentano
n-Hexano
Neohexano
n-Heptano
Trieptano
n-Octano
iso-Octano
37,72
66,08
94,03
121,86
121,51
149,77
149,43
148,81
177,66
177,35
203,40
202,87
233,24
232,83
33,96
60,44
86,52
112,47
112,11
138,50
138,16
137,56
164,51
164,20
188,38
187,86
216,33
215,92
Séries Olefinas
Eteno
Propeno
Buteno
Iso-Buteno
n-Penteno
59,75
87,17
114,91
114,35
142,96
56,00
81,54
107,49
106,86
133,57
Séries Aromáticas
Benzeno
Tolueno
Xileno
139,78
167,16
194,60
134,15
159,65
185,21
Outros Gases Combustíveis
Acetileno
Naftaleno
Álcool Metílico
Álcool Etílico
Amônia
Sulfito de Hidrogênio
Formaldeído
Ácido Fórmico
Acetaldeído
Óxido Nítrico
Teróxido de Nitrogênio
55,01
218,11
32,34
59,61
16,43
24,07
23,96
11,21
50,67
12,63
10,58
53,14
210,66
28,58
53,99
13,56
22,17
22,09
9,35
46,91
12,63
10,58
Fonte: Gas Engineers Handbook / SINDE
80
A diferença entre o PCS e o PCI está na quantidade de calor latente que o vapor
d’água nos produtos da combustão possui, que foi fornecida pelo combustível e que não será
aproveitada.
Temperatura adiabática da chama, é a temperatura teórica máxima que se pode
alcançar com a mistura ar combustível em um processo de combustão adiabático, ou seja, um
processo sem troca de calor dos reagentes com o meio, sem realização de trabalho ou
variações de energia cinética e potencial.
A temperatura da chama atingida pela mistura ar combustível depende de vários
fatores da combustão e influencia significativamente os processos de transferência de calor. A
taxa de transferência de calor se eleva com a temperatura da chama, sendo a taxa de
aquecimento de um objeto, diretamente proporcional à diferença de temperatura entre a
chama e o objeto.
A intensidade específica da chama, é definida como a taxa de calor liberado por
unidade de área da superfície da chama primária (chama no interior do cone) em J/s-cm
2
ou
W/cm
2
. É utilizada para caracterizar a concentração de calor disponível na chama, vez que a
temperatura da chama apenas indica o nível do calor e não a taxa em que este é liberado. É
dada por:
I – V.H (3.11)
A
onde:
I = Intensidade específica da chama [W/cm
2
ou J/s-cm
2
]
V = Fluxo volumétrico de mistura primária gás ar [m
3
/s]
H = Poder calorífico líquido da mistura primária [J/m
3
]
A = Área da superfície do cone de chama [m
2
]
H e A são valores empíricos.
Denomina-se Radiação da Chama, a quantidade da energia total liberada pela
combustão que se transmite por radiação térmica infravermelha, em diferentes temperaturas e
com distribuição espectral (comprimento de onda) entre 1,4 e 16 microns. A radiação emitida
pela combustão de um gás combustível é de baixa intensidade.
81
Além das perdas existentes no processo de combustão, uma perda importante ocorre
na etapa de exaustão dos produtos da combustão (Calor de Exaustão). Estas perdas são
funções do volume de cada produto e da sua temperatura.
As perdas ocorrem por:
a) calor sensível que é o calor contido nos produtos que são descartados a
temperaturas superiores à ambiente;
b) calor latente contido no vapor d'água que não pode ser aproveitado sem a
condensação do vapor;
c) combustível não queimado presente nos produtos, tais como o monóxido de
carbono (CO), o hidrogênio (H
2
) e hidrocarbonetos.
Ponto de orvalho, é a temperatura em que se inicia a condensação do vapor d'água
presente em uma massa de gases à determinada pressão. O ponto de orvalho é função da
concentração do vapor d'água na massa de gases.
3.6. Poluição Sonora
Segundo Pereira & Pereira [entre 1979 e 1981], o som é uma perturbação mecânica do
meio ambiente, devido às vibrações de um corpo emitente, que se desloca a partir de uma
posição de equilíbrio. Estas vibrações provocam variações nas pressões do ar e, portanto, o
som pode ser definido como resultado destas variações na pressão do ar, acima e abaixo da
pressão atmosférica.
As ondas sonoras necessitam de um meio com massa e elasticidade para se
propagarem – meio gasoso, líquido ou sólido. O ar é considerado como o principal meio de
propagação do som.
Ruído e som são constituídos do mesmo fenômeno, porém o ruído é formado,
geralmente, por uma mistura irregular e aleatória de várias freqüências, não necessariamente
harmônicas entre si.
Mota (2000) define ruído como um som indesejável, ou seja, desagradável ao homem.
O ruído em excesso é um fato comum em grandes centros urbanos. Várias atividades
desenvolvidas pelo homem, nas cidades, resultam na emissão de sons em altas intensidades,
contribuindo para uma nova modalidade de poluição - a Poluição Sonora.
A intensidade do som é expressa em unidades de pressão sonora. Como os sons
audíveis pelo homem compreendem um intervalo muito amplo, o que dificulta sua medição
82
em escala de pressão, utiliza-se uma escala logarítmica, a qual exprime o som numa unidade,
chamada decibel. Considerando que a escala que representa o som de forma mais próxima ao
comportamento da audição do homem é chamada Curva A, a intensidade do som é expressa
em decibel A – dB (A).
Sewell (1978) afirma que o ouvido normal pode detectar pressões de som tão
pequenas quanto 0,0002 microbar ou tão grandes quanto 100.000 microbares, antes que a
capacidade auditiva seja destruída. Um microbar é definido como a pressão de um dina sobre
um centímetro quadrado.
Mota (2000), apresenta uma escala associando diversos sons aos seus níveis, em dB
(A), e aos seus efeitos (Quadro 3.5).
Quadro 3.5 - Escala de sons
Tipo de Som Nível – dB (A) Conseqüências
140 Dolorosamente audível
Sirene de ataque aéreo 130
Música de Rock 110
Jato decolando (a cerca de 400m) 100
Esquina de rua movimentada 90 Muito incômodo
Caminhão pesado (a 15m);
Descarga de lixo
80 Incômodo
Aspirador de pó; Restaurante barulhento;
Tráfego de auto-estrada
70 Início de danos à audição
Conversação em tom normal;
Aparelho de ar condicionado (a 6m)
60 Interferência
Tic-tac de um relógio; Sussurro (a 5m) 30 Muito calmo
Barulho de folhas ao vento 20
10 Justamente audível
0 Limite de audição
Fonte: Adaptado de publicações da US EPA.
Um aumento de dez decibéis no nível do som, considerando ser a escala de medição
logarítmica, corresponde à sensação, para o ouvido humano, de que o mesmo dobrou de
intensidade. A intensidade do som é medida por meio de um equipamento chamado
decibelímetro.
83
3.6.1. Fontes de poluição sonora
A poluição sonora urbana já vem se arrastando e se agravando desde longa data. Os
problemas nacionais do barulho vêm desde o Império, quando foi baixada a primeira Lei do
Silêncio, em 06 de maio de 1824, pelo imperador D. Pedro I. Tratava-se de uma lei sábia,
vez que proibia o ruído permanente, abusivo e por isso mesmo intolerável, representado pela
incômoda chiadeira dos carros dentro da cidade.
Os obstáculos para o cumprimento da determinação imperial foram enormes e as
chiadeiras continuaram a infernizar os pacatos moradores do período imperial e os atribulados
citadinos de nossa época, visto que a chiadeira chegou aos dias atuais, tendo sido substituída
pelo bonde, outra fábrica de barulho, e após, pelos, pelos automotores.
Conforme Mota (2000) muitas atividades do homem resultam na poluição sonora
principalmente nos grandes centros urbanos. Dentre as principais fontes de poluição sonora,
destacam-se:
a) atividades industriais;
b) meios de transporte terrestre como veículos automotores, trens, metrôs de
superfície;
c) tráfego aéreo;
d) obras de construção civil: bate-estaca, serras, equipamentos pesados etc.;
e) oficinas mecânicas, lanternagem;
f) alto-falantes, rádios, equipamentos de som;
g) aparelhos eletrodomésticos;
h) restaurantes, bares, boates, pistas de dança, clubes, casas de “show” etc;
i) outras fontes de ruído: buzinas, matracas, campainhas, sirene, apitos, morteiros,
bombas etc.
3.6.2. Conseqüências da poluição sonora
O ruído que nos cerca pode ser simplesmente incômodo, mas pode também produzir
dor física e até mesmo destruir partes do nosso corpo ou nos tornar loucos.
Segundo Pereira & Pereira [entre 1979 e 1981], são vários os fatores modificadores
dos efeitos dos ruídos, entre eles pode-se arrolar:
a) freqüência: quanto mais altas mais danosas;
84
b) intensidade: maior intensidade, maior dano, levando-se em conta as combinações
de intensidade e freqüência;
c) tipo de ruído: os constantes prejudicam, em geral, o ouvido, e os intermitentes e
flutuantes causam irritação. Isto não quer dizer que uma ação exclua a outra;
d) tempo de exposição: o efeito do ruído está estreitamente ligado a este fato;
e) local: o ruído em recintos fechados, com paredes lisas é mais prejudicial (devido à
reverberação) do que o mesmo ruído ao ar livre;
f) localização da fonte de ruído: fontes próximas às paredes, em centro de paredes
côncavas, etc, causarão maior problema devido à reflexão do som;
g) características individuais: como a susceptibilidade individual, lesões anteriores
no aparelho auditivo, etc.
O ouvido humano não pode registrar variações de pressão além de certo limite, sem
que venha a sofrer distúrbios fisiológicos. O limite de dor definido é variável segundo a
freqüência e corresponde a níveis sonoros compreendidos entre 110 e 130 decibéis.
Cento e quarenta decibéis é o nível sonoro máximo que os tímpanos do homem podem
suportar sob pena de rompimento, sendo que o desconforto acústico, com danos para o
organismo humano, começa aos 90 dB.
O ouvido humano só suporta determinado tempo, um ruído com intensidade de 85 a
90 dB, sem possíveis distúrbios fisiológicos. Portanto considera-se que ruídos acima destes
valores, são traumáticos para os ouvidos.
Segundo Mota (2000), as principais conseqüências da poluição sonora são:
a) perda gradativa da audição;
b) incômodo; irritação; exaustão física;
c) perturbação do sono; insônia;
d) fadiga;
e) problemas cardiovasculares;
f) “stress”;
g) aumento da adrenalina no sangue;
h) aumento da produção de hormônios da tireóide;
i) redução da eficiência e ocorrência de acidentes, nos locais de trabalho.
No Quadro 3.6, demonstra-se a relação dos limites de tolerância do ser humano a
ruídos contínuos ou intermitentes, estabelecidos pelo Ministério do Trabalho e Emprego -
MTE (2005), por meio da NR. 15: Atividades e operações insalubres.
85
Denomina-se fadiga auditiva a perda gradativa da audição em pessoas que ficam
expostas a níveis de ruídos acima de 85 dB(A), por períodos acima dos apresentados no
Quadro 3.6.
Quadro 3.6 – Limites de tolerância para ruídos contínuos ou intermitentes
Máxima exposição diária
permissível
Nível de ruído
dB (A)
8 horas 85
7 horas 86
6 horas 87
5 horas 88
4 horas e 30 minutos 89
4 horas 90
3 horas e 30 minutos 91
3 horas 92
2 horas e 40 minutos 93
2 horas e 15 minutos 94
2 horas 95
1 hora e 45 minutos 96
1 hora e 15 minutos 98
1 hora 100
45 minutos 102
35 minutos 104
30 minutos 105
25 minutos 106
20 minutos 108
15 minutos 110
10 minutos 112
8 minutos 114
7 minutos 115
Fonte: MTE (2005)
3.6.3. Padrões de emissão de ruídos
Níveis máximos de ruídos para ambientes internos e externos têm sido estabelecidos,
em função do tipo de uso do solo e do período de exposição aos mesmos, com o objetivo de
garantir o conforto acústico ou evitar danos à saúde das pessoas.
Mota (2000) estabelece os níveis sonoros para alguns tipos de uso, em ambientes
externos e internos, a serem observados nos períodos diurno e noturno (Quadro 3.7)
A Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT), por meio da NBR - 10.152, de
dezembro de 1987, fixou os níveis de ruídos compatíveis com o conforto acústico em
ambientes diversos (Tabela 3.21).
86
Quadro 3.7 – Níveis sonoros recomendados para diversos usos, em dB(A)
Ambientes Externos Ambientes Internos
Período Período
Tipo de Uso
Diurno Noturno Diurno Noturno
Residencial 55 50 45 40
Diversificado 65 60 55 50
Predominantemente Industrial 70 65 60 55
Fonte: Superintendência Estadual do Meio Ambiente do Ceará (FOLHETO)
Tabela 3.21 – Níveis de ruídos compatíveis com o conforto acústico, de acordo com a
NBR – 10152/87, da ABNT
Locais
Níveis – dB(A)
Hospitais
Apartamentos, Enfermarias, Berçários, Centros Cirúrgicos.
Laboratórios, Áreas de uso público.
Serviços.
35-45
40-50
45-55
Escolas
Bibliotecas, Salas de música, Salas de desenho.
Salas de aula, Laboratórios.
Circulação.
35-45
40-50
45-55
Hotéis
Apartamentos.
Restaurantes, Salas de Estar.
Portaria, Recepção, Circulação.
35-45
40-50
45-55
Residências
Dormitórios.
Salas de estar.
35-45
40-50
Auditórios
Salas de concertos, Teatros.
Salas de conferências, Cinemas, Salas de uso múltiplo.
30-40
35-45
Restaurantes
40-50
Escritórios
Salas de reunião.
Salas de gerência, Salas de projetos e de administração.
Salas de computadores.
Salas de mecanografia.
30-40
35-45
45-65
50-60
Igrejas e Templos (cultos meditativos)
40-50
Locais para esporte
Pavilhões fechados para espetáculos e atividades esportivas.
45-60
Fonte: MOTA (2000)
87
A Resolução CONAMA nº. 001, de 08/03/1990, estabeleceu padrões, critérios e
diretrizes a serem obedecidos no tocante à emissão de ruídos em decorrência de quaisquer
atividades industriais, comerciais, sociais ou recreativas, inclusive as de propaganda política.
De acordo com esta Resolução, são prejudiciais à saúde e ao sossego público, os
ruídos com níveis superiores aos considerados aceitáveis pela Norma NBR 10.151 –
Avaliação do Ruído em Áreas Habitadas visando o conforto da comunidade, da ABNT
(Tabela 3.22).
Tabela 3.22 – Níveis de Critério de Avaliação-NCA para ambientes externos,
em dB (A)
TIPO DE ÁREA DIURNO NOTURNO
Área de sítios e fazendas 40 35
Área estritamente residencial urbana ou de hospitais ou de
escolas
50 45
Área mista, predominantemente residencial 55 50
Área mista, com vocação comercial e administrativa 60 55
Área mista, com vocação recreacional 65 55
Área predominantemente industrial 70 60
Fonte: ABNT- NBR 10.151, de 01/06/2000.
O nível de critério de avaliação-NCA para ambientes internos é o nível indicado na
Tabela 3.22, com a correção de -10 dB (A) para janela aberta e, -15 dB (A) para janela
fechada.
A NBR 10.151 estabelece que as medições no exterior das edificações que contém a
fonte, devem ser efetuadas em pontos afastados aproximadamente 1,20 m do piso e, pelo
menos 2,0 m do limite da propriedade e de quaisquer outras superfícies refletoras como
muros, paredes, etc.
As medições em ambientes internos devem ser efetuadas a uma distância de, no
mínimo, 1,0 m de quaisquer superfícies como paredes, teto, pisos e móveis.
Os limites de horário para o período diurno e noturno previstos na Tabela 3.22, podem
ser definidos pelas autoridades de acordo com os hábitos da população, porém, o período
noturno, não deve terminar antes das 7:00 horas do dia seguinte (se dia útil) e, antes das 9:00
horas, se domingo ou feriado.
88
Na execução dos projetos de construção ou de reformas de edificações para atividades
heterogêneas, o nível de som produzido por uma delas não poderá ultrapassar os níveis
estabelecidos pela NBR 10.152 – Níveis de Ruído para Conforto Acústico, da ABNT.
3.6.4. Controle da poluição sonora
Para Mota (2000), o controle da poluição sonora deve ter como objetivo garantir que
os níveis de ruído não ultrapassem os limites estabelecidos para os diversos ambientes do
homem, sejam externos ou internos. Este controle é realizado das seguintes formas:
I) Controle da Emissão de Ruídos
O controle nas fontes, que visa a reduzir os níveis de emissão de ruídos, é conseguido
através de procedimentos tais como:
a) aperfeiçoamento dos equipamentos, de forma a reduzir o barulho gerado pelos
mesmos;
b) manutenção dos equipamentos: lubrificação, alinhamento de rolamentos e eixos,
suportes antivibratórios;
c) isolamento das fontes de ruídos (ex.: paredes com materiais que impeçam a
propagação do som - isolantes acústicas);
d) regulagem das descargas dos veículos;
e) disciplinamento dos horários de funcionamento de equipamentos
barulhentos.
II) Proteção dos Receptores
São medidas a serem adotadas com vistas a não permitir a exposição das pessoas a
ruídos em níveis excessivos:
a) isolamento de ambientes internos (isolamento acústico);
b) diminuição do período de exposição ao ruído; redução da jornada de trabalho;
c) uso de protetores auditivos individuais nos locais de trabalho;
d) criação de barreiras à propagação dos ruídos.
89
III) Disciplinamento do Uso e Ocupação do Solo
Uma das medidas mais eficazes de atenuação de ruídos é o afastamento entre a fonte e
a área receptora, pois, quanto maior for a distância entre elas, mais elevada será a redução do
som.
Segundo a U.S. Environmental Protection Agency – EPA apud Mota (2000), a
intensidade do som decresce inversamente com o quadrado da distância da fonte, isto é, cada
vez que a distância da fonte de ruído dobra, a pressão do som é reduzida à metade. Esse
fenômeno produz um decréscimo de seis dB cada vez que a distância da fonte é dobrada.
Uma medida a ser considerada no disciplinamento do uso e ocupação do solo de uma
cidade, é a distribuição das diversas atividades considerando os afastamentos entre as fontes
de ruído e os usos sensíveis (residências, hospitais, escolas, bibliotecas, etc.).
O zoneamento de uma área urbana deve ser feito de modo que os usos que resultem
na emissão de sons em grande intensidade (áreas industriais, vias de grande tráfego,
aeroportos, etc), fiquem adequadamente afastados dos usos sensíveis ao barulho.
Influencia, ainda, na propagação do som, a direção e velocidade dos ventos, o tipo de
cobertura do solo, o arranjo das edificações, as barreiras naturais ou artificiais. Barreiras de
vegetação têm sido recomendadas como uma forma de reduzir a propagação do som,
apresentando melhores atenuações, aquelas que formam barreiras compactas, tipo touceiras.
Por meio da disposição adequada das vias de grande movimento, localizando-as
afastadas de áreas residenciais, promove-se a redução dos ruídos dos veículos automotores.
Para diminuir o barulho nas grandes cidades, deve-se promover a melhoria do
transporte coletivo e incentivar o seu uso, de forma a reduzir o número de veículos por
passageiro, e proibir o tráfego de veículos pesados nas áreas onde os níveis de ruído não
devem ser elevados.
3.7. Neutralização de Carbono
Os países desenvolvidos têm sérias dificuldades em reduzir suas emissões de CO
2
devido ao elevado custo. Assim, foi criada uma fórmula alternativa nos grandes centros
produtivos: o Mecanismo de Desenvolvimento Limpo (MDL), por meio do qual os países
desenvolvidos pode optar por financiar ações desta ordem nos países em desenvolvimento,
90
adquirindo em troca, créditos de carbono, evitando que sua competitividade seja afetada pelos
custos de adequação.
Entretanto, compensação não significa o direito de poluir, e sim, a contrapartida da
emissão de gases poluentes através do desenvolvimento sustentável, sendo fundamental a
mudança no comportamento de todos, visando reduzir a emissão dos gases causadores do
efeito estufa.
Além do MDL, existem outros dois mecanismos estabelecidos pelo Protocolo de
Kioto: a Implementação Conjunta, realizado entre países desenvolvidos, podendo envolver
economias em transição; e, o Mercado de Emissões, somente entre países desenvolvidos, onde
um país que tenha reduzido as suas emissões a níveis abaixo da meta pode vender esse
“excesso” para outro país, sendo os dois integrantes do Anexo 1 da Convenção.
Este mercado funciona através da comercialização de certificados de emissão de gases
do efeito estufa em bolsas (exchanges), fundos ou através de brokees, onde os países
desenvolvidos que tem que cumprir compromissos de redução da emissão desses gases,
podem comprar créditos derivados dos mecanismos de flexibilização. Esse processo de
compra e venda de créditos se dá a partir de projetos, que podem ser ligados a
reflorestamentos, ao desenvolvimento de energias alternativas, eficiência energética, controle
de emissões, e outros.
Segundo a Recicle Carbono (2007), a proposta do MDL consiste em que cada tonelada
de CO
2
deixada de ser emitida ou retirada da atmosfera por um país em desenvolvimento
poderá ser negociada no mercado mundial criando um novo atrativo para redução das
emissões globais. As empresas que não conseguirem (ou não desejarem) reduzir suas
emissões poderão comprar Certificados de Emissões Reduzidas (CER) em países em
desenvolvimento e usá-los para cumprir suas obrigações.
De acordo com a Wikipédia (2007), Créditos de Carbono ou Redução Certificada de
Emissões (RCE) são certificados emitidos quando ocorre a redução de emissão de Gases do
Efeito Estufa (GEE). Por convenção uma tonelada de dióxido de carbono (CO
2
) equivalente
corresponde a um crédito de carbono.
Créditos de carbono criam um mercado para a redução de GEE dando um valor
monetário à poluição. Acordos internacionais como o Protocolo de Kioto determinam uma
cota máxima que países desenvolvidos podem emitir. Os países ou indústrias que não
conseguem atingir as metas de reduções de emissões tornam-se compradores de créditos de
carbono. Aquelas indústrias que conseguirem diminuir suas emissões abaixo das cotas
determinadas podem vender o excedente no mercado nacional ou internacional.
91
O CO
2
equivalente é o resultado da multiplicação das toneladas emitidas do GEE pelo
seu potencial de aquecimento global. O potencial de aquecimento global do CO
2
foi
estipulado como 1 (um). O potencial de aquecimento global do gás metano é 21 vezes maior
que o potencial de CO
2
, portanto o CO
2
equivalente do metano é igual a 21. Assim, uma
tonelada de metano reduzida corresponde a 21 créditos de carbono.
Potencial de aquecimento global dos GEE:
- CO
2
(dióxido de carbono) = 1;
- CH
4
(metano) = 21;
- N
2
O(óxido nitroso) = 310;
- HFCs (hidrofluorcarbonetos) = 140 ~ 11.700;
- PFCs (perfluorcarbonetos) = 6.500 ~ 9.200;
- SF
6
(hexafluoreto de enxofre) = 23.900.
Seqüestro de carbono é um processo de remoção de gás carbônico. Ocorre
principalmente em oceanos, florestas e outros organismos que, por meio da fotossíntese,
capturam o carbono e lançam oxigênio na atmosfera.
Segundo Carbono Brasil (2007), a média de emissão de CO
2
por ano é igual a: 4,5
toneladas para um carro comum norte americano; 4,5 toneladas para um cidadão global
comum; 1,7 toneladas para um cidadão comum brasileiro; 6,2 toneladas para a utilização
média de eletricidade de uma casa comum; 21 toneladas para o cidadão comum norte
americano; 1,5 milhão de toneladas para uma usina a gás de 500 MW; 6 bilhões de toneladas
para os Estados Unidos como um todo; 725 bilhões de toneladas para o planeta como um
todo.
3.7.1. Cálculo do fator de emissão de CO
2
por tipo de combustível
As usinas térmicas emitem CO
2
pela queima de combustível fóssil. O fator de emissão
de CO
2
por unidade de combustível consumido é calculado com base no poder calorífico dos
combustíveis e em fatores de emissão por unidade de energia, conforme a equação:
FC
c
= CE
c
x FE
c
x OX
c
x 44 / 12 (3.12)
Onde:
FC
c
= fator de emissão de CO
2
por tipo de combustível
CE
c
= conteúdo de energia por unidade de combustível
92
FE
c
= fator de emissão de carbono por quantidade de energia do combustível
OX
c
= fator de oxidação do combustível
A tabela 3.23 mostra os valores de conteúdo de energia, os fatores de emissão de
carbono e os fatores de oxidação dos combustíveis.
Tabela 3.23 – Valor por combustível
Combustível
Unidade
Conteúdo de
energia
(TJ/unidade)
Fator de emissão de
carbono/combustível
(tC/TJ)
Fator de
Oxidação
Gás natural
Óleo Combustível
Óleo Diesel
10
6
m³
1000 t / 10
6
l
10
6
l / 1000 m³
36,84
40,15
35,52
15,30
21,10
20,20
0,995
0,99
0,99
Fonte: Recicle Carbono (2007)
Aplicando-se a eq. (3.12) para o gás natural, o óleo combustível e o óleo diesel,
obtiveram-se os seguintes resultados:
a) FC
gn
= 36,84 TJ/10
6
m³ x 15,30 tC/TJ x 0,995 x 44/12 = 2.056,390 tCO
2
/10
6
m³;
b) FC
oc
= 40,15 TJ/1000 t x 21,10 tC/TJ x 0,99 x 44/12 = 3.075,209 tCO
2
/1000t;
c) FC
od
= 35,52 TJ/10
6
l x 20,20 tC/TJ x 0,99 x 44/12 = 2.604,540 tCO
2
/10
6
l.
3.7.2. Cálculo do fator de emissão de CO
2
por usina termelétrica
O fator de emissão de CO
2
por quantidade de energia gerada por cada termelétrica é
função das quantidades de combustível consumido por energia gerada e dos fatores de
emissão por tipo de combustível. O fator de emissão é calculado anualmente conforme a
equação:
FT
jy
= ∑ [CC
cjy
x FC
c
] (3.13)
e
G
jy
Onde:
FT
jy
= fator de emissão de CO
2
por usina termelétrica
CC
cjy
= valores do consumo anual de combustíveis por usina (fornecidos pelo MME)
FC
c
= fator de emissão de CO
2
por tipo de combustível
G
jy
= valores de geração anual de energia elétrica por usina (consolidados pelo
operador nacional do sistema elétrico – ONS)
93
3.8. Tempo de Retorno
O tempo de retorno é definido como o período necessário para o retorno do
investimento realizado.
O PayBack é um método não exato que mede quanto tempo será necessário para que
o capital investido inicialmente, retorne para o investidor.
A utilização deste método é bem aceito quando o investidor leva em consideração não
a maior lucratividade possível de se obter a partir de certo investimento, mas sim o tempo
mínimo possível para a recuperação do capital, em virtude de incertezas, riscos ou do
surgimento de possíveis novas oportunidades.
O PB é calculado segundo a equação:
PB = Investimento inicial (3.14)
∑Fn
Onde:
Investimento inicial = custo do investimento inicial em Reais
Fn = fluxo de caixa anual em Reais
94
4. MATERIAIS E MÉTODOS
O presente estudo foi desenvolvido nas dependências do Núcleo de Hospital
Universitário (NHU), da Universidade Federal de Mato Grosso do Sul, em Campo Grande –
MS, que utiliza uma caldeira geradora de vapor, do tipo flamotubular com retorno de chama.
A cidade de Campo Grande – MS, localizada na região central do Estado de Mato
Grosso do Sul, de acordo com o INMET (2007), apresentou, no período de janeiro de 2006 a
outubro de 2007, os seguintes fatores e elementos do clima: temperatura máxima média:
29,79 ºC; temperatura mínima média: 18,28 ºC; temperatura média: 22,57 ºC; e, umidade
relativa do ar média: 68%.
As coordenadas geográficas da caldeira, fornecidas pelo GPS de fabricação
BRUNTON, modelo Multi Navegator, configurado em sistema Datum SAD 69 são: Latitude
de 20º 30’ 3,7” Sul; Longitude 54º 37’ 8,8” oeste; e, altitude 540m.
A Universidade Federal de Mato Grosso do Sul (UFMS), foi instituída nos termos da
Lei Federal nº. 6.674, de 05 de julho de 1979, mediante a transformação da então
Universidade Estadual de Mato Grosso (UEMT), criada pela Lei Estadual nº. 2.946, de 16 de
setembro de 1969.
O NHU, onde está situada a caldeira em estudo, idealizado para dar suporte ao curso
de Medicina da então UEMT, foi construído entre o final do ano de 1970 e início de 1971 e,
inaugurado em 13 de março de 1971. Por falta de equipamentos, recursos humanos e,
financeiros, foi fechado por quatro anos, sendo reaberto em 03 de abril de 1975,
permanecendo ativo até hoje.
Com uma área física total de 36.000 m
2
, o NHU, após várias reformas e ampliações,
conta com 28.867 m
2
de área construída, dispõe de 296 leitos, 84 salas de ambulatório, nove
salas de cirurgia, quatro salas de centro obstétrico, tendo atendido, no exercício de 2006,
cerca de 103.000 consultas (ambulatórios e Pronto Atendimento Médico-PAM), 7.300
internações e 402.000 exames complementares. Tem como finalidade básica dar suporte ao
ensino nos cursos de: medicina, enfermagem, farmácia-bioquímica, psicologia e odontologia,
dando suporte, ainda, aos mestrados em saúde coletiva e pediatria.
A medição das concentrações dos gases de exaustão gerados na combustão da caldeira
foi efetivada por meio do Analisador de Poluentes Atmosféricos marca Testo 350 XL e, os
95
níveis de ruídos, foram medidos por meio de um Decibelímetro marca Minipa, modelo MSL
1351. Além dos gases de exaustão, foram medidos, ainda, com o Analisador Testo 350 XL, a
temperatura ambiente, a temperatura do fluido, o ponto de orvalho, a pressão atmosférica e a
umidade relativa do ar. Após, os dados coletados foram comparados com os valores obtidos
por Okano (2004) e, com os valores estabelecidos pela legislação vigente.
4.1. Materiais
4.1.1. Caldeira
A caldeira geradora de vapor utilizada pelo NHU, mostrada na Figura 4.1, é do tipo
flamotubular com retorno de chama, semi-automática, marca ATA, modelo H-3-14, fabricada
em 1983. Está localizada em um espaço de 81 m², denominado “casa de caldeiras”,
juntamente com uma segunda caldeira (movida a óleo combustível), usada apenas nas
ocasiões em que a caldeira principal encontra-se em manutenção.
Figura 4.1 – Caldeira flamotubular instalada no Hospital Universitário da UFMS –
Campo Grande – MS
96
A Figura 4.2 mostra o local onde está situada a casa de caldeiras dentro do espaço
físico do NHU.
Figura 4.2 – Localização da casa de caldeiras do NHU
Até julho de 2005, a referida caldeira utilizava como combustível, o óleo BPF 2A,
quando foi convertida à gás natural, conforme Contrato n° 42/2005-PROPLAN/CPE,
celebrado entre a UFMS e a Companhia de Gás do Estado de Mato Grosso do Sul, passando a
operar definitivamente com este combustível a partir de dezembro/05.
O vapor gerado pela caldeira é utilizado na lavanderia (70% da produção); na nutrição
(20% da produção); e, para aquecimento e esterilização (10% da produção).
Apresenta pressão tipo B – pressão de operação superior a 6 kgf. cm
-2
; e inferior a 20
kgf.cm
-2
.
97
Funciona com seis operadores, por um período de 16 horas/dia (das 6:00 às 22:00
horas), durante 30 dias. Três operadores trabalham no período diurno, sendo dois com carga
horária de 12h x 36h, e um com carga horária de 44 horas/semanais. É pré-requisito para
contratação no cargo, possuir 2° grau completo e curso para operação e segurança em
caldeira, assim como possuir experiência profissional registrada em carteira.
Com uma capacidade de produção de vapor tipo saturado de 2000 kg/h, em uma área
de superfície de vaporização de 62 m
2
, possui uma pressão máxima de trabalho admissível
(PMTA) de 10,55 kgf.cm
-2
; uma pressão de trabalho de 8,00 kgf.cm
-2
(classe B); e, uma
pressão de prova de 15,82 kgf.cm
-2
.
No Quadro 4.1, são apresentadas as características mecânicas da caldeira em estudo.
Quadro 4.1 – Características da caldeira flamotubular do NHU
Sistemas Características/Medidas
De alimentação de combustível:
- combustível utilizado na partida
- combustível utilizado durante funcionamento
- consumo máximo de combustível
- tipo de combustor/queimador
- temperatura do gás
Gás natural
Gás natural
20.000 m³/mês
Atomizador
Ambiente
De alimentação de ar e exaustão de gases:
- tipo de alimentador de ar
- temperatura de ar primário
- temperatura na base da chama
- diâmetro da chaminé
- altura da chaminé
- soprador de fuligem
- equipamento controle de emissão de gases
Ventilador
Ambiente
250 ºC
0,40 metros
3,5 metros
Não
Não possui
De alimentação de água
- fonte de captação água de alimentação
- capacidade do reservatório
- altura do reservatório
- temperatura de alimentação da água
- desaerador
- condensado
- temperatura do condensado
- tratamento da água (dosador c/ bomba d’água)
Poço artesiano
4.000 litros
4 metros
20 ºC
Não Possui
É reaproveitado (50%)
80 ºC
Possui
Fonte: Manual da caldeira ATA
98
Possui alarmes de nível de água, sendo que a bomba é ligada e desligada
automaticamente, assim como o pressostato de alta/baixa, que liga e desliga o queimador.
O vapor não aproveitado retorna na forma líquida, com temperatura em torno de 80ºC,
ficando armazenada em um reservatório térmico, localizado logo abaixo do reservatório de
água fria, nos fundos da casa de caldeiras. Essa água é utilizada para nova produção de vapor,
diminuindo o consumo de combustível e o tempo gasto na geração de vapor.
A água que alimenta a caldeira possui adição de produto químico, sendo a análise da
mesma realizada, mensalmente, por uma empresa terceirizada, contratada via processo
licitatório, sendo feita descarga de fundo, automática, a cada duas horas, por dez segundos.
As manutenções da caldeira sempre foram realizadas regularmente, entretanto, no
período de realização do presente estudo, somente as manutenções corretivas estavam sendo
realizadas. A casa de caldeiras possui equipamentos de segurança e a caldeira é inspecionada,
anualmente, pelo Ministério do Trabalho.
A UFMS segue a norma ABNT - NR 13, que regulamenta o uso de Caldeiras e Vasos
de Pressão.
Em que pese haver passado por uma reforma geral no ano de 2003, a caldeira vinha
operando de forma precária durante a realização do presente estudo. Em inspeção periódica de
segurança realizada em março de 2007, a empresa responsável encontrou uma série de
anomalias, entre as quais, a falta de manutenção em vários itens de segurança e acessórios,
recomendando a paralisação da caldeira até a resolução dos problemas apresentados. A
caldeira continuou em funcionamento, tendo sido desligada no dia 12/06/07, data da última
medição realizada.
4.1.2. Analisador de poluentes atmosféricos
As concentrações dos gases emitidos na combustão pela caldeira a gás natural do
NHU, foram medidas por meio do Analisador de Poluentes Atmosféricos da marca TESTO,
modelo 350 XL, de fabricação alemã, mostrado na Figura 4.3.
99
Figura 4.3– Analisador de poluentes atmosféricos da TESTO – 350 XL.
As especificações técnicas do equipamento são fornecidas nos Quadros 4.2 e 4.3.
Quadro 4.2 – Dados técnicos na medição de O
2
e CO do Analisador de Poluentes
Atmosféricos TESTO – 350 XL
Tipo de Sonda
Medição de
Temperatura
Medição de O
2
Medição de CO
(H
2
Compensado)
Medição CO (Baixo)
Faixa de
medição
-40 a 1200°C 0 a 25 Vol (%) 0 a 10.000 ppm 0 a 500 ppm
Exatidão
± 1 digito
± 0,5% de v.m.
(100 a 1200°C)
± 0,5 °C
(-40 a 99,9°C)
± 0,8% de v.f.
(0 a 25 Vol%)
± 5% de v.m.
(200 a 2000 ppm)
± 10% de v.m.
(2001 a 10.000 ppm)
± 5 ppm (0 a 99 ppm)
± 5% de v.m.
(40 a 500 ppm)
± 2 ppm
(0 a 39,9 ppm)
Resolução
0,1°C
(-40 a 1200°C)
0,1% Volume
(0 a 25 Vol%)
1 ppm
(0 a 10.000 ppm)
0,1 ppm
(0 a 500 ppm)
Tempo de
resposta
- 20s 40s 40 s
Onde: v.m. – volume máximo.
v.f. – volume fracionado.
Fonte: Manual Testo 350 XL, Testo 454.
100
Quadro 4.3 – Dados técnicos na medição de CO
2
, NO e NO
2
do Analisador de Poluentes
Atmosféricos TESTO – 350 XL
Tipo de
Sonda
Medição
de CO
2
Medição de NO
Medição de
NO (Baixo)
Medição
de NO
2
Faixa de
medição
0 a 50 Vol.(%) 0 a 3.000 ppm 0 a 300 ppm 0 a 500 ppm
Exatidão
± 1 digito
± 0,3 Vol.(%)
1% de v.m.
(0 a 25 Vol%)
± 0,5 Vol.(%)
1,5% v.m.
(>25 a 50 Vol%)
± 5% de v.m.
(100 a 1.999,9 ppm)
± 10% de v.m.
(2.000 a 3.000 ppm)
± 5 ppm (0 à 99 ppm)
± 5% de v.m.
(40 a 300 ppm)
± 2 ppm
(0 a 39,9 ppm)
± 5% de v.m.
(100 a 500 ppm)
± 5 ppm
(0 a 99,9 ppm)
Resolução
0,01 Vol.(%)
(0 a 25 Vol%)
0,1 Vol.(%)
(>25 Vol%)
1 ppm
(0 a 3.000 ppm)
0,1 ppm
(0 a 300 ppm)
0,1 ppm
(0 à 500 ppm)
Tempo de
resposta
20s 30s 30s 40s
Onde: v.m. – volume máximo.
v.f. – volume fracionado.
Fonte: Manual Testo 350 XL, Testo 454.
Dados técnicos adicionais do Analisador TESTO – 350XL:
a) memória: 250.000 leituras;
b) alimentação: 90 à 260 V (47 à 63 Hz) ou Bateria recarregável
c) corrente: 0,5A (110 VAC) e 0,3A (230 VAC);
d) cálculo de ponto de orvalho: 0 à 99°C;
e) pressão máxima positiva: 50 hPa (500 mca);
f) pressão máxima negativa: 200 hPa (2000 mca);
g) fluxo da bomba: 0,8 m/s com fluxo monitorado;
h) carga máxima de poeira: 20 g.m
-3
de poeira no tubo;
i) carga máxima de umidade: 70°C (temperatura do ponto de orvalho na entrada);
j) fatores de diluição para CO: 0, 2, 5, 10, 20, 40;
k) gás de diluição: ar limpo ou N
2
;
101
l) exatidão: 2% para leituras maiores que as máximas;
m) medidas: 305 x 275 x 95 mm;
n) peso: 3.200 g.
O Analisador de Poluentes Atmosféricos marca Testo, é composto de dois
equipamentos em um, Testo 350 XL e Testo 454. Juntos constituem um instrumento de
medição para medidas sensíveis em um processo térmico complexo,
O sistema de medição do equipamento Testo 350/454 é flexível, operando com
unidades individuais ou combinadas entre si, que podem ser adquiridas separadamente,
dependendo do uso que se pretenda.
A Unidade de Controle (Testo 454) é um instrumento portátil de medição em cuja
entrada para a sonda podem se conectar quase todas as demais sondas da Testo. Possui
visualizador gráfico, sendo que as leituras podem ser impressas, simultaneamente, ou
armazenadas na memória interna do equipamento.
Ao equipamento podem ser acopladas uma ampla categoria de sondas, que permitem
medir, com precisão, temperatura, umidade, velocidade, turbulência, pressão, rpm, corrente e
voltagem. É operado por meio de um teclado e um sistema de menu guiado que depende da
sonda utilizada. As funções mais freqüentes se executam diretamente com as teclas de
funções.
A Caixa Analisadora Testo 350 XL, mede todos os parâmetros de um processo de
combustão (O
2
, CO, CO
2
, NO, NO
2
, NO
x
), dependendo dos componentes acoplados
(inclusive do tipo de célula adquirida). Os dados medidos são visualizados na Unidade de
Controle, por meio da qual se pode acessar e controlar a Caixa Analisadora.
O analisador mede as concentrações dos gases por células eletroquímicas, com
exceção de CO
2
e Hidrocarbonetos não-queimados. Para o primeiro, pode ser usada uma
célula de infravermelho não dispersivo ou, caso contrário, o que é mais comum, por cálculo, a
partir da leitura de oxigênio. Para o segundo, usa-se uma célula catalítica.
Calibração do aparelho
O analisador foi calibrado pelo fabricante, em dezembro de 2006, tendo essa
calibração, garantia de dois anos.
102
4.1.3. Decibelímetro
Para a medida do nível de ruído sonoro emitido pela caldeira, utilizou-se o
Decibelímetro marca MINIPA, modelo MSL 1351C, apresentado na Figura 4.4.
Figura 4.4 - Decibelímetro MINIPA, modelo MSL 1351C
O decibelímetro é um instrumento digital portátil, com LCD de quatro dígitos com
resolução de 0,1 dB, que opera em conformidade com as normas IEC-651, tipo 2 e, ANSI
S1.4 tipo 2. Quanto à segurança, segue a norma EMC (CE).
O equipamento é alimentado por uma bateria de 9V, e trabalha em um ambiente de
operação de 0º a 40º, RH < 90%, altitude < 2.000 m; e em um ambiente de armazenamento de
-10ºC a 60ºC, RH < 75%. Possui Display cuja atualização é de 0,5s.
O decibelímetro trabalha nas faixas de 30dB – 80dB (baixa), 50dB – 100dB (média) e
80dB – 130dB (alta), tendo faixa dinâmica de 50dB.
Sua precisão varia em torno de ± 1,5 dB (94dB/1kHz), apresentando duas ponderações
equivalentes de nível de pressão sonora, A e C. Trabalha nas faixas de freqüência de 31,5Hz a
8kHz, podendo apresentar Resposta Lenta (1s) ou Rápida (125ms).
A função alarme mostra quando a intensidade de ruído medida está abaixo (UNDER)
ou acima (OVER) da faixa mensurável. A função máximo/mínimo (MAX/MIN), congela
leituras máximas e mínimas, apresentando saídas de sinais AC e DC. A saída AC, com 1V
(RMS) no fundo de escala (limite superior de cada faixa), impedância de saída aproximada de
50Ω e, a saída DC, com 10mV/dB, impedância de saída aproximada 100Ω. Possui, ainda,
microfone de Eletreto de ½”.
103
4.2. Métodos
O presente estudo caracteriza-se como pesquisa bibliográfica e de campo, utilizando
dados secundários e primários.
4.2.1. Medida da concentração dos poluentes atmosféricos
A identificação da concentração dos poluentes atmosféricos gerados pela caldeira do
NHU, movida a gás natural, foi realizada no período de fevereiro a junho do ano de 2007.
Para que os resultados identificados por Okano (2004) quando a caldeira era movida a
óleo combustível BPF 2A pudessem ser comparados com os resultados deste estudo, as
medições foram realizadas nos mesmos locais e distâncias promovidas, ou seja, no interior da
chaminé da caldeira (no centro, a 5 cm do centro, a 10cm do centro e, a 15 cm do centro),
conforme mostrado na Figura 4.5; na base da chaminé; e, a 10m da base da chaminé.
Figura 4.5 – Detalhe esquemático da seção transversal da chaminé, com o os pontos onde
foram medidas as concentrações de poluentes atmosféricos
Fonte: OKANO (2004)
104
A chaminé da caldeira, confeccionada em chapa de 6,0mm, com diâmetro de 40 cm,
mede 3,5m de altura e possui proteção contra chuva no topo (chapéu chinês). O tubo,
acoplado à caldeira, atravessa a parede da casa de caldeiras, na horizontal, a uma altura de
2,50m do piso acabado, saindo para o ambiente na vertical, sendo os gases de exaustão
liberados a uma altura de 6,0m do solo.
Para coleta dos poluentes atmosféricos dentro da chaminé, fez-se um orifício de cerca
de 10mm de diâmetro na mesma, logo acima da curva de saída na vertical, a uma altura de
3,30m do piso acabado. A escolha do local para introdução da sonda coletora levou em
consideração a informação dos operadores da caldeira de que, nessa posição, a concentração
dos poluentes seria muito próxima à concentração coletada na boca da chaminé. A coleta não
foi realizada na boca da chaminé, em virtude de a mesma estar situada a 6,0m de altura, a
dificuldade de acesso e, ainda, a fragilidade das telhas (amianto), que recobrem a casa de
caldeiras.
Para medir a concentração dos gases na base da chaminé e, a 10m da chaminé,
utilizou-se o mesmo equipamento (Testo 350 XL), com a sonda posicionada a 1,50m de altura
do solo. A escolha da altura do posicionamento da sonda, deveu-se ao fato de ser esta a altura
utilizada por Okano (2004) em suas medições, corroborada com o fato de a Instrução Técnica
para Aplicação da Norma Brasileira NBR 10.151 da CETESB (2000) estabelecer, para
medida de ruídos em ambientes externos e internos, o posicionamento do microfone a uma
altura entre 1,20m e 1,50m acima do solo/piso.
Diferentemente de Okano (2004), que coletou os dados apenas nos fundos da casa de
caldeiras, neste estudo, a concentração dos gases a 10m da chaminé, foi coletada nos quatro
quadrantes (norte, sul, leste e oeste), a partir da localização da mesma.
Os resultados apresentados, tanto dentro da chaminé, quanto a 10m da chaminé,
correspondem à média aritmética dos valores medidos.
Quando funcionando normalmente, a caldeira, ao atingir a pressão de 8,5 kgf.cm
-2
,
entra em “stand by”, permanecendo neste estado até que a pressão alcance cerca de 5,5
kgf.cm
-2
, quando a mesma volta a ser acionada. Durante as medições, a caldeira não estava
atingindo esse estado (“stand by”), pois havia sido programada para operar em fogo baixo,
ficando ligada durante todo período de funcionamento. Isso influiu na escolha dos horários
para realização das medições, visto que mesmo em horário de pico (horário de maior consumo
de vapor), a geração do vapor não oscilava. Assim, optou-se por realizar duas medições, uma
no período da manhã e outra no período da tarde.
105
A Figura 4.6 mostra os locais onde foram realizadas as medições dos poluentes
atmosféricos.
Figura 4.6 – Localização dos pontos de coleta dos poluentes atmosféricos
Para avaliação dos poluentes atmosféricos, foram realizadas trinta medições, sendo 16
no período matutino e, 14 no período vespertino (no interior da chaminé, na base da chaminé
e, a 10m da base da chaminé).
4.2.2. Medida do nível de ruído
Quanto ao nível de ruído, foram efetuadas 50 medições no período de dezembro de
2005 a maio de 2006, sendo 24 no período matutino e 26 no período vespertino.
Chaminé vertical
Local de medição
dentro da chaminé
(orifício para
introdução da sonda)
40cm
40cm
Chaminé horizontal
Local de medição a 10m da
chaminé - Norte
Local de medição a 10m da
chaminé
-
Oeste
Local de medição a 10m
da chaminé - Sul
Local de medição na
base da chaminé
Local de medição a 10m da
chaminé
-
Leste
106
As medições dos níveis de ruídos foram feitas de acordo com o estabelecido pela
Instrução Técnica para Aplicação da Norma Brasileira NBR 10.151 – CETESB (2000), no
tocante ao instrumento utilizado, que atende a IEC-651. As medições foram feitas na curva A
do aparelho, utilizando-se a resposta rápida (FAST) do instrumento de medição
(Decibelímetro).
As medidas, tanto externas quanto internas à casa de caldeiras, foram realizadas com o
Decibelímetro posicionado a uma altura de cerca de 1,25m do solo/piso. Esta altura foi
escolhida, em virtude de atender ao padrão estabelecido pela legislação.
Para que os resultados deste estudo pudessem ser comparados com os resultados
identificados por Okano (2004), foram realizadas medições nas distâncias de 1 metro, 2
metros, 4 metros e 8 metros da fonte.
Diferentemente de Okano (2004), que coletou os dados apenas do lado norte (onde
fica localizado o queimador), neste estudo, o nível de ruído, em todas as distâncias, foi
medido nos quatro quadrantes (norte, sul, leste, oeste) a partir da localização da caldeira. Os
resultados apresentados correspondem à média aritmética dos valores identificados.
Para levantamento do nível de ruído a 1m de distância, nos quadrantes leste e oeste
foram realizadas medições na frente e fundo da caldeira. A Figura 4.7 mostra os locais de
medição dos níveis de ruídos.
Figura 4.7 – Locais de medição dos níveis de ruídos
Caldeira
Norte
S
ul
Leste
Oeste
1 m
1
m
1 m
1 m
2 m
4 m
8 m
2 m
4 m
8 m
1 m
2 m
4 m
8 m
1 m
2 m
4 m
8 m
107
5. RESULTADOS E DISCUSSÃO
5.1. Poluentes Gasosos
O equipamento utilizado (Analisador de Poluentes Atmosféricos Testo 350 XL),
além da concentração dos poluentes atmosféricos CO, CO
2
, NO, NO
2
e NO
x
, identificou,
também, a concentração de O
2
e H
2
.
Em que pese não ser o foco principal do presente estudo, identificou-se, ainda, a
temperatura ambiente, a temperatura do fluido, o ponto de orvalho, a pressão atmosférica e, a
umidade relativa do ar.
Para identificar os poluentes atmosféricos gerados pela caldeira a gás natural do
NHU, foram realizadas 30 medições, no período compreendido entre fevereiro e junho de
2007.
Os Quadros 5.1, 5.2 e 5.3, apresentam os resultados das medidas das concentrações
dos poluentes e das condições atmosféricas no interior da chaminé da caldeira, na base da
chaminé da caldeira e, a 10m da base da chaminé da caldeira, respectivamente.
As concentrações de O
2
e H
2
apresentadas nos Quadros 5.1, 5.2 e 5.3, não serão
analisadas neste estudo, pois esses elementos não são considerados poluentes.
No interior da chaminé da caldeira (Quadro 5.1), verifica-se que a temperatura dos
gases de combustão oscilou, durante praticamente todo o desenvolvimento deste estudo, entre
185°C e 200°C, tendo apresentado, em apenas duas oportunidades, temperatura acima da
considerada de referência para Caldeira Ata a gás (240ºC), no dia 11/06/07, quando a
temperatura atingiu 256,5°C e, no dia 12/06/07, quando a temperatura chegou a 243,3°C.
Nessa ocasião a caldeira estava apresentando muitos vazamentos, o que interferiu na
temperatura de saída dos gases na chaminé.
108
Quadro 5.1 – Concentração de poluentes e condições atmosféricas medidas no interior da chaminé da caldeira (média)
N
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
DATA
10.02.07
27.03.07
27.03.07
28.03.07
28.03.07
29.03.07
29.03.07
30.03.07
30.03.07
31.03.07
31.03.07
01.04.07
01.04.07
02.04.07
02.04.07
03.04.07
03.04.07
04.04.07
04.04.07
07.05.07
07.05.07
08.05.07
08.05.07
09.05.07
09.05.07
10.05.07
10.05.07
11.06.07
11.06.07
12.06.07
Horário
09:02
08:20
13:54
07:52
13:41
08:20
14:25
07:57
13:28
07:58
13:41
08:27
13:59
08:19
13:35
08:12
13:29
07:43
14:03
07:35
13:25
07:28
13:32
07:30
13:23
07:50
13:32
08:41
14:25
08:13
O
2
(%)
11,1
11,1
11,0
11,0
10,7
10,9
10,8
10,9
10,8
10,8
10,8
10,9
10,8 11,0
10,8
10,8
10,8
11,0
10,9
11,0
10,7
10,9
11,1
11,0
11,0
11,0
10,9
11,2
11,1
11,2
H
2
(ppm)
2 2 3 2 11 3 3 3 5 3 4 1 2 3 3 2 2 3 1 1 3 4 2 4 2 2 4 2 1 2
CO (ppm)
3,6 2,3 1,6 1,2 2,0 1,7 1,5 1,9 1,0 1,9 1,5 1,8 1,8 2,1 1,5 1,2 1,6 1,8 2,5 1,7 1,3 1,9 2,1 1,3 1,7 1,8 1,7 1,7 1,5 1,5
CO
2
(%)
5,6 5,6 5,7 5,6 5,8 5,7 5,7 5,7 5,7 5,8 5,7 5,7 5,8 5,7 5,7 5,8 5,8 5,7 5,7 5,7 5,7 5,7 5,8 5,8 5,7 5,7 5,7 5,5 5,6 5,6
NO (ppm)
17,0
18,2
23,4
20,3
23,7
23,1
24,4
22,7
25,1
22,1
24,1
22,3
23,4 21,5
23,9
22,8
24,4
21,1
20,3
20,4
22,4
21,5
23,2
22,8
22,5
23,4
23,2
23,3
24,5
23,7
NO
2
(ppm)
0,1 0,5 0,2 0,4 0,0 0,2 0,4 0,0 0,4 0,1 0,2 0,3 0,3 0,1 0,3 0,2 0,0 0,1 0,0 0,1 0,2 0,2 0,1 0,0 0,1 0,1 0,2 0,4 0,4 0,4
NO
x
(ppm)
17,1
18,7
23,6
20,7
23,7
23,3
24,8
22,7
25,5
22,2
24,3
22,7
23,8 21,7
24,3
23,0
24,4
21,2
20,3
20,5
22,6
21,7
23,3
22,8
22,6
23,5
23,4
23,7
24,9
24,1
TF (ºC) 194,5
190,1
185,2
200,5
193,0
188,8
189,1
187,8
185,6
191,5
191,5
195,4
189,6
187,4
186,5
195,3
189,7
195,2
188,9
195,7
198,9
194,1
194,9
196,6
202,8
202,1
200,9
256,5
232,9
243,3
TA (ºC)
29 29 34 29 34 28 33 29 35 26 31 26 32 27 34 27 36 29 32 23 31 22 32 17 21 18 24 25 29 28
PO (ºC)
48,6
48,7
48,8
48,7
49,1
48,9
48,9
48,8
49,0
49,0
49,0
48,9
49,0 48,8
49,0
49,0
49,1
48,8
48,9
48,7
48,9
48,8
49,0
48,5
48,8
48,9
48,9
48,4
48,6
48,5
PA
(mm Hg)
950 952 949 953 950 952 947 951 947 952 948 952 949 952 948 951 948 950 948 951 948 950 949 951 952 950 951 955 951 952
UR (%)
68 40 29 46 35 51 34 50 29 64 39 58 37 60 33 63 31 52 41 53 37 51 32 49 34 60 41 45 34 42
108
109
Quadro 5.2 – Concentração de poluentes e condições atmosféricas medidas na base da chaminé da caldeira (média)
N
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
DATA
10.02.07
27.03.07
27.03.07
28.03.07
28.03.07
29.03.07
29.03.07
30.03.07
30.03.07
31.03.07
31.03.07
01.04.07
01.04.07
02.04.07
02.04.07
03.04.07
03.04.07
04.04.07
04.04.07
07.05.07
07.05.07
08.05.07
08.05.07
09.05.07
09.05.07
10.05.07
10.05.07
11.06.07
11.06.07
12.06.07
Horário
08:43
08:52
13:33
07:46
13:36
07:57
14:43
07:53
13:24
07:54
13:36
08:57
13:55
07:58
13:29
07:41
13:53
07:28
13:45
08:08
14:03
08:10
14:13
08:15
13:55
07:32
13:25
09:17
14:47
08:02
O
2
(%)
21,1
21,0
21,0
21,0
20,9
21,1
21,0
21,0
21,0
21,1
21,0
21,1
21,0
21,1
21,0
21,0
21,0
21,0
21,0
21,0
21,1
20,9
21,0
20,9
21,0
21,1
21,0
21,0
21,0
21,1
H
2
(ppm)
4 0 0 0 10 3 0 0 3 3 1 0 0 3 1 0 1 4 0 0 3 0 5 1 1 0 3 0 3 2
CO (ppm)
0,0 0,1 0,1 0,1 0,2 0,0 0,0 0,0 0,0 0,1 0,0 0,0 0,3 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,1 0,0 0,0 0,0 0,1 0,4 0,0 0,1
NO (ppm)
0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,3 0,2 0,1 0,0 0,0 0,5 0,0 0,0 0,0 0,1 0,0 0,0 0,1 0,0 0,0 0,1 0,0 0,0 0,0 0,0 0,1 0,0 0,0 0,0
NO
2
(ppm)
0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,4 0,0 0,4 0,0 0,4 0,0 0,0 0,0 0,2 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,2 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0
NO
x
(ppm)
0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,7 0,2 0,5 0,0 0,4 0,5 0,0 0,0 0,3 0,1 0,0 0,0 0,1 0,0 0,2 0,1 0,0 0,0 0,0 0,0 0,1 0,0 0,0 0,0
TF (ºC)
28,9
35,4
37,9
29,9
36,6
30,0
40,9
32,0
37,6
28,8
34,3
32,2
32,3
28,9
35,7
27,7
37,8
29,7
32,9
25,1
32,9
24,7
33,3
20,1
24,8
21,2
26,6
31,1
31,4
29,1
TA (ºC)
29 29 34 29 34 28 33 29 35 26 31 26 32 27 34 27 36 29 32 23 31 22 32 17 21 18 24 25 29 28
PA
(mm Hg)
950
952 949 953 950 952 947 951 947 952 948 952 949 952 948 951 948 950 948 951 948 950 949 951 952 950 951 955 951 952
UR (%)
68 40 29 46 35 51 34 50 29 64 39 58 37 60 33 63 31 52 41 53 37 51 32 49 34 60 41 45
34
42
OBS: A emissão de CO
2
e o PO não foram detectados pelo Analisador Testo 350 XL.
109
110
Quadro 5.3 – Concentração de poluentes e condições atmosféricas medidas a 10m da base da chaminé (média)
N
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
DATA
10.02.07
27.03.07
27.03.07
28.03.07
28.03.07
29.03.07
29.03.07
30.03.07
30.03.07
31.03.07
31.03.07
01.04.07
01.04.07
02.04.07
02.04.07
03.04.07
03.04.07
04.04.07
04.04.07
07.05.07
07.05.07
08.05.07
08.05.07
09.05.07
09.05.07
10.05.07
10.05.07
11.06.07
11.06.07
12.06.07
Horário
09:19
09:02
14:23
08:21
13:28
07:36
14:55
08:23
14:00
08:33
14:12
09:15
14:38
08:58
14:09
08:41
14:18
08:50
14:53
08:20
14:31
08:38
14:20
08:25
14:09
08:30
14:15
09:35
15:00
08:40
O
2
(%)
21,1
21,0
21,0
21,1
21,0
21,0
21,0
21,0
21,0
21,1
21,0
21,0
20,9 21,0
21,0
21,1
20,9
21,0
21,0
21,1
21,0
20,9
21,0
21,0
21,0
21,0
21,1
21,1
21,0
21,0
H
2
(ppm)
1 1 0 0 6 1 1 4 0 2 0 3 3 0 1 1 3 0 0 0 1 4 0 3 2 1 0 0 3 3
CO (ppm)
0,0 0,0 0,0 0,1 0,3 0,0 0,0 0,2 0,0 0,0 0,1 0,1 0,2 0,0 0,1 0,1 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,2 0,0 0,2 0,1 0,0 0,0 0,1 0,2 0,0
NO (ppm)
0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0
NO
2
(ppm)
0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0
NO
x
(ppm)
0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0
TF (ºC)
28,4
33,7
36,4
32,9
33,5
33,0
34,7
32,8
33,5
29,3
33,2
28,7
32,8 30,1
35,2
30,3
35,1
32,5
33,7
28,2
32,8
26,0
33,7
21,9
26,3
23,1
25,7
28,0
34,3
32,0
TA (ºC)
30 33 35 32 35 32 35 32 33 29 33 28 32 29 35 30 35 32 33 27 32 25 33 20 25 21 25 27 32 31
PA
(mm Hg)
950 952 948 953 950 952 948 951 949 952 950 951 950 951 950 950 948 950 950 951 949 950 950 951 952 950 951 955 952 951
UR (%)
63 31 28 35 38 38 30 42 27 55 34 52 33 57 32 57 28 45 37 48 32 48 30 46 31
56
38 41 32 39
OBS: A emissão de CO
2
e o PO não foram detectados pelo Analisador Testo 350 XL.
110
111
A temperatura dos gases de exaustão emitidos pela caldeira utilizando gás natural
como combustível diminui, em virtude de que a emissão de radiação de calor da chama do gás
é diferente da do óleo combustível, que possui comprimento de onda menor, o que altera
significativamente a distribuição da temperatura no equipamento. Assim, considerando que
em sistemas de troca de calor a transmissão com gás natural ocorre mais por convecção do
que por irradiação, a temperatura final da chama em caldeiras operando com óleo se dá mais
elevada, o que influi na diminuição da concentração de NO e NO
2
, gases esses produzidos na
combustão a altas temperaturas.
Observando-se os Quadros 5.1, 5.2 e 5.3, nota-se que a temperatura ambiente variou
de 17°C a 36°C e a pressão atmosférica de 947 mmHg a 955 mmHg. A umidade relativa do
ar variou de 27% a 68%. O ponto de orvalho medido no interior da chaminé, variou de
48,4°C a 49,1°C.
As Figuras 5.1 a 5.10 apresentam, respectivamente,
as concentrações de CO, CO
2
,
NO, NO
2
e NO
x
, obtidas durante as medições realizadas no interior da chaminé, na base da
chaminé e, a 10m da base da chaminé da caldeira.
35
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
Concentração (ppm)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
N° de medidas
Chaminé
Figura 5.1 – Concentração de CO medida no interior da chaminé da caldeira
Nota-se na Figura 5.1, que a maior concentração de CO foi 3,6 ppm e a menor foi de
1 ppm, ficando abaixo do estipulado pela Resolução CONAMA n° 003/90.
R. CONAMA 003/90
112
5,35
5,4
5,45
5,5
5,55
5,6
5,65
5,7
5,75
5,8
Concentração (%)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
N° de Medidas
Chaminé
Figura 5.2 – Concentração de CO
2
medida no interior da chaminé da caldeira
Observa-se na Figura 5.2, que a maior concentração de CO
2
foi de 5,8% e a menor foi
de 5,5%. A variação entre o maior e o menor valor obtido foi de 0,3%.
0
5
10
15
20
25
30
Concentração (ppm)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
N° de medidas
Chaminé
Figura 5.3 – Concentração de NO medida no interior da chaminé da caldeira
A concentração de NO variou entre 17,1 ppm e 25,1 ppm. Das trinta medições
realizadas, apenas duas ficaram abaixo de 20 ppm, obtidas nos dias 10/02/2007 e 23/03/2007,
respectivamente.
113
A Figura 5.3 mostra que não houve uma grande variação nos resultados obtidos,
considerando-se a queima uniforme do combustível, pois a mistura ar-combustível, com o uso
de gás natural, é feita automaticamente, não dependendo dos operadores da caldeira para fazê-
lo, como no caso da utilização de óleo combustível.
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
N° de medidas
Concentração (ppm)
Chaminé R. CONAMA 003/90
Figura 5.4 – Concentração de NO
2
medida no interior da chaminé da caldeira
A concentração máxima de NO
2
foi de 0,5 ppm e a mínima foi de 0,0 ppm, sendo que
esse valor máximo ocorreu em apenas uma oportunidade, no dia 27/03/2007.
Considerando que o limite estabelecido pela Resolução CONAMA n° 003/90 é de 0,2
ppm (320 µg/m³), em dez oportunidades o valor medido ultrapassou o estabelecido pela
referida legislação.
A Figura 5.5 mostra que os valores máximos e mínimos da concentração de NO
x
observada foram, respectivamente, 25,5 ppm e 17,1 ppm.
Considerando que o limite fixado pela Resolução CONAMA n° 382/06 é de 156 ppm
(320 mg/Nm³), os valores medidos encontram-se abaixo do estabelecido pela legislação
vigente.
114
156
0
5
10
15
20
25
30
Concentração (ppm)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
N° de medidas
Chaminé
Figura 5.5 – Concentração de NO
x
medida no interior da chaminé da caldeira
35
0
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
0,3
0,35
0,4
Concentração (ppm)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
N° de medidas
Base da chaminé
Figura 5.6 – Concentração de CO medida na base da chaminé da caldeira
A concentração máxima de CO observada na base da chaminé foi de 0,4 ppm, ocorrida
em 11/06/2007. Das trinta medições realizadas, vinte valores foram iguais a 0,0 ppm.
R. CONAMA 382/06
R. CONAMA 003/90
115
Analisando-se a Figura 5.6, verifica-se que todas as medidas estão em conformidade
com a legislação vigente.
0
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
0,3
0,35
0,4
0,45
0,5
Concentração (ppm)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
N° de medidas
Base da chaminé
Figura 5.7 – Concentração de NO medida na base da chaminé da caldeira
Por meio da Figura 5.7, nota-se que a concentração máxima de NO foi de 0,5 ppm e a
mínima foi de 0,0 ppm, ocorrida em 22 das trinta medições realizadas.
0
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
0,3
0,35
0,4
0,45
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
N° de medidas
Concentração (ppm)
Base da chaminé R. CONAMA 003/90
Figura 5.8 – Concentração de NO
2
medida na base da chaminé da caldeira
Verifica-se na Figura 5.8, que a concentração máxima de NO
2
foi de 0,4 ppm e a
mínima foi de 0,0 ppm.
116
Esse valor máximo ocorreu em três oportunidades, ficando acima do estabelecido pela
Resolução n° 003/90, que é de 0,2 ppm (320 µg/m³).
156
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
Concentração (ppm)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
N° de medidas
Base da chaminé
Figura 5.9 – Concentração de NO
x
medida na base da chaminé da caldeira
35
0
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
0,3
Concentração (ppm)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
N° de medidas
A 10m da chaminé
Figura 5.10 – Concentração de CO medida a 10m da chaminé da caldeira
R. CONAMA 382/06
R. CONAMA 003/90
117
A Figura 5.9 mostra que os valores máximos e mínimos da concentração de NO
x
foram, respectivamente, 0,7 ppm, ocorrida em 29/03/07 e, 0,0 ppm observadas em dezenove
das trinta medições realizadas.
Os valores obtidos atendem ao estabelecido pela Resolução CONAMA n° 382/06.
Na Figura 5.10, observa-se que o valor máximo de CO obtido a 10m da base da
chaminé foi de 0,3 ppm, em 28/03/07 e, o valor mínimo, foi de 0,0 ppm, obtido em dezessete
das trinta medições realizadas.
Os valores encontram-se abaixo do estabelecido pela legislação vigente.
5.1.1. Comparação entre os poluentes atmosféricos emitidos pela caldeira operando a
gás natural e a óleo BPF 2A, com a literatura/legislação
A seguir, serão avaliadas as concentrações dos poluentes atmosféricos emitidos pela
caldeira enquanto operando a gás natural e, após, estas serão comparadas com as
concentrações dos poluentes atmosféricos emitidos pela caldeira quando operada a óleo
combustível.
Os resultados correspondentes a média aritmética dos níveis de concentração de
poluentes lançados pela chaminé da caldeira, obtidas neste estudo, no estudo realizado por
Okano (2004) após a reforma da caldeira, bem como os dados da literatura/legislação, estão
demonstrados no Quadro 5.4.
Quadro 5.4 – Média da concentração de poluentes no interior da chaminé da caldeira
Elementos
analisados
Gás natural Óleo
combustível
a
Literatura/Legislação
CO (ppm)
CO
2
(%)
NO (ppm)
NO
2
(ppm)
NO
X
(ppm)
1,8
5,7
22,5
0,1
22,6
46,2
6,9
310,2
0,3
310,5
0,12
b
; 0,1
c
; 9
d
(8h), 35
d
(1h); 9
f
(8h), 35
f
(1h); 0-9,0
g
.
0,03
c
.
0,00001-0,00005
b
; <0,002
c
.
0,0001-0,0005
b
; <0,002
c
; 0,53
d
(ma)*; 0,2
f
; 0–0,2
g
.
154
e
(gás); 156
h
(gás); 370
e
(óleo); 779
h
(óleo).
OBS: * Média anual;
a
Okano (2004);
b
Lora & Teixeira (2001);
c
Mota (2000);
d
EPA-NAAQS (1996);
e
World Bank (1998);
f
Res. CONAMA n° 003/90;
g
CETESB (2003);
h
Res. CONAMA n° 382/06.
118
Analisando os resultados obtidos no interior da chaminé com a caldeira operando a gás
natural, verifica-se que, segundo Lora & Teixeira (2001) e Mota (2000), as médias das
concentrações de CO, CO
2
, NO e NO
2
, estão acima dos limites estabelecidos, caracterizando
o ar como poluído ou contaminado. Entretanto, de acordo com a Resolução CONAMA n°
003/90 e a Agência de Proteção Ambiental Americana – EPA-NAAQS (1996), tanto a média
da concentração de CO quanto a média da concentração de NO
2
, estão em conformidade com
os padrões estabelecidos pelos órgãos reguladores ambientais. Comparando-se os resultados
encontrados para CO e NO
2
, com os valores estabelecidos pela CETESB (2003) para o estado
de São Paulo, verifica-se que a qualidade do ar é considerada de boa a regular, atendendo ao
padrão CONAMA.
Com relação à média dos níveis de concentração de NO
x
lançada pela chaminé,
verifica-se que a mesma, segundo a Resolução CONAMA n° 382/06, que fixa o valor limite
de NO
x
(como NO
2
) em 156 ppm (320 mg/Nm³), para processos de geração de calor a partir
da combustão externa de gás natural com potência térmica nominal menor que 70 MW e, o
Banco de Dados Americano – World Bank (1998), que limita em 154 ppm (125 mg/Nm³) o
valor máximo de NO
x
lançado por usinas termelétricas convencionais à gás natural, está
abaixo do permitido pelas legislações nacional e americana.
Os aumentos na concentração de NO
x
são vinculados ao acréscimo de temperatura na
queima do combustível, porém, a temperatura medida na chaminé apresentou valores abaixo
do normal (deveria estar acima de 200°C, sendo considerada normal, temperatura de até
240°C). Durante as medições, por várias vezes, a válvula de segurança foi acionada, em
virtude não do aumento da pressão, o que ocorre quando a mesma atinge entre 9,0 e 9,5
kgf.cm
-
², mas sim, em virtude da temperatura. Nessa ocasião, a caldeira estava funcionando
em estado precário, apresentando uma grande quantidade de vazamentos, entre outros
problemas, não refletindo, assim, a temperatura medida na chaminé, à temperatura efetiva
existente dentro da caldeira. Conforme relato dos operadores da caldeira, por ocasião do
acionamento da válvula de segurança, a temperatura medida no termômetro acoplado à
caldeira, variava entre 300°C e 310°C.
Nota-se, como era de se esperar, quando da comparação entre a combustão a óleo
combustível e a gás natural, que todos os gases de combustão (CO, CO
2
, NO, NO
2
e NO
x
),
sofreram redução.
Comparando os resultados obtidos por Okano (2004), com os resultados deste estudo,
verifica-se que a média aritmética da concentração de CO medida no interior da chaminé, teve
uma redução de 96,10%, passando de 46,2 ppm para 1,8 ppm. A média de CO encontrada
119
por Okano (2004), de acordo com a Resolução CONAMA n° 003/90 e a EPA-NAAQS
(1996), encontrava-se acima dos limites estipulados pelos órgãos reguladores.
Segundo Okano (2004), a grande variação nos resultados obtidos em seu estudo se
deve, provavelmente, a queima não uniforme do combustível, devido a não padronização da
mistura ar-combustível, que era realizada de forma diferente por cada um dos cinco
operadores da caldeira, além da variação no consumo de vapor solicitado no hospital, por
ocasião da medição.
A concentração de CO
2
passou de 6,9% para 5,7%, apresentando uma redução de
17,39% com o uso do gás natural. Mesmo com a diminuição apresentada, segundo Lora &
Teixeira (2001) e Mota (2000), tais concentrações caracterizam o ar como poluído,
contribuindo para o efeito estufa.
Segundo Berman (2002), com a utilização de gás natural em substituição ao óleo
combustível, ocorre uma redução de aproximadamente 32% na concentração de CO
2
.
A concentração de NO medida no interior da chaminé, com o uso do gás natural,
passou de 310,2 ppm para 22,5 ppm, correspondendo a uma redução de 92,75%.
O resultado obtido por Okano (2004), classificava o ar como poluído, segundo Lora &
Teixeira (2001) e Mota (2000). Segundo Okano (2004), o aumento na produção de NO e NO
x
em seu estudo, foi devido ao ganho de 58,5°C na temperatura do gás lançado pela chaminé,
vez que a produção de nitrogênio a partir da queima de óleo combustível é proporcional à
temperatura de queima do óleo utilizado.
A concentração de NO
2
no interior da chaminé sofreu uma redução de 66,67% com o
uso do gás natural, passando de 0,3 ppm para 0,1 ppm. Quando do uso de óleo combustível, a
concentração emitida encontrava-se acima da permitida pela Resolução CONAMA n° 003/90
e, segundo a CETESB (2003) o ar era classificado como inadequado, não atendendo ao
padrão CONAMA.
A média aritmética da concentração de NO
x
lançada pela chaminé da caldeira,
diminuiu 92,72% com o uso do gás natural, passando de 310,5 ppm para 22,6 ppm. Segundo a
Resolução CONAMA n° 382/06, que fixa o valor limite de NO
x
(como NO
2
) em 779 ppm
(1600 mg/Nm³), para processos de geração de calor a partir da combustão externa de óleo
combustível com potência térmica nominal menor que 10 MW e, o Banco de Dados
Americano World Bank (1998) que limita em 370 ppm (300 mg/Nm³) o valor máximo de
NO
x
lançado por usinas termelétricas convencionais à óleo combustível, o valor obtido por
Okano (2004) também estava abaixo do permitido pelas duas legislações.
120
No Quadro 5.5, mostra-se o resultado deste estudo com relação às médias aritméticas
das concentrações de poluentes analisados na base da chaminé da caldeira, as médias das
concentrações de poluentes encontradas por Okano (2004), após a reforma da caldeira e, os
dados da literatura/legislação vigentes.
Quadro 5.5 – Média da concentração de poluentes na base da chaminé da caldeira
Elementos
analisados
Gás
natural
Óleo
combustível
a
Literatura/Legislação
CO (ppm)
NO (ppm)
NO
2
(ppm)
NO
x
(ppm)
0,1
0,1
0,1
0,1
0,1
14,8
-
-
0,12
b
; 0,1
c
; 9
d
(8h), 35
d
(1h); 9
f
(8h), 35
f
(1h); 0-9,0
g
.
0,00001-0,00005
b
; <0,002
c
.
0,0001-0,0005
b
; <0,002
c
; 0,53
d
(ma)*; 0,2
f
; 0-0,2
g
.
154
e
(gás); 156
h
(gás); 370
e
(óleo); 779
h
(óleo).
Obs: 1) A emissão de CO
2
e o ponto de orvalho não foram detectados pelo Analisador Testo 350 XL;
2)* Média anual;
a
Okano (2004);
b
Lora & Teixeira (2001);
c
Mota (2000);
d
EPA-NAAQS (1996);
e
World Bank (1998);
f
Res. CONAMA n° 003/90;
g
CETESB (2003);
h
Res. CONAMA n° 382/06.
Analisando os resultados obtidos na base da chaminé com a caldeira operando a gás
natural, nota-se que a concentração de CO classifica o ar como limpo e de boa qualidade, de
acordo com Lora & Teixeira (2001), Mota (2000) e CETESB (2003), atendendo ao padrão
CONAMA. De acordo com a Resolução CONAMA 003/90 e a EPA-NAAQS (1996), a média
da concentração de CO medida na base da chaminé, está em conformidade com os valores
estipulados por aqueles órgãos reguladores.
A média da concentração obtida para NO
2
classifica o ar como contaminado segundo
Lora & Teixeira (2001) e Mota (2000), atendendo, entretanto, aos padrões estabelecidos pela
EPA-NAAQS (1996), Resolução CONAMA n° 003/90 e, pela CETESB (2003). A
concentração de NO
x
atende plenamente ao estabelecido na legislação.
Analisando o Quadro 5.5, com relação às concentrações de poluentes atmosféricos
emitidos pela caldeira operando a gás natural e a óleo BPF 2A, verifica-se que o elemento
que apresentou variação mais significativa foi o NO, cuja média passou de 14,8 ppm para 0,1
ppm, correspondendo a uma redução de 99,32%. Ainda assim, a concentração de NO
classifica o ar como poluído segundo Lora & Teixeira (2001) e Mota (2000), sendo nocivo à
saúde e ao bem estar do homem.
Segundo Okano (2004), a concentração de NO obtida em seu estudo, é devido ao
acréscimo na produção de nitrogênio, resultado do aumento na temperatura de combustão do
óleo utilizado, precipitado na base da caldeira.
121
Nota-se que as concentrações de NO medidas no interior da chaminé e na base da
chaminé (Quadros 5.4 e 5.5), movida tanto a óleo combustível quanto a gás natural, apresenta
um percentual de redução semelhante – de 310,2 ppm para 14,8 ppm e, de 22,5 ppm para 0,1
ppm (95,2% e 99,5%, respectivamente), demonstrando que a concentração cai
significativamente já na base da chaminé.
Não foi detectada pelo Analisador de Poluentes Atmosféricos Testo 350 XL, a
concentração de NO
2
e NO
x
nas medições realizadas na base da chaminé quando a mesma
operava com combustão a óleo combustível.
No Quadro 5.6, mostra-se o resultado deste estudo com relação às médias das
concentrações dos poluentes atmosféricos lançados a 10m da chaminé da caldeira, as médias
das concentrações de poluentes encontradas por Okano (2004), após a reforma da caldeira e,
os dados da literatura/legislação vigente.
Quadro 5.6 – Média da concentração de poluentes a 10m da base da chaminé da
caldeira
Elementos
analisados
Gás
natural
Óleo
combustível
a
Literatura/Legislação
CO (ppm)
NO (ppm)
NO
2
(ppm)
NO
x
(ppm)
0,1
0,0
0,0
0,0
-
1,2
-
-
0,12
b
; 0,1
c
; 9
d
(8h), 35
d
(1h); 9
f
(8h), 35
f
(1h); 0-9,0
g
.
0,00001-0,00005
b
; <0,002
c
.
0,0001-0,0005
b
; <0,002
c
; 0,53
d
(ma)*; 0,2
f
; 0-0,2
g
.
154
e
(gás); 156
h
(gás); 370
e
(óleo); 779
h
(óleo).
Obs: 1) A emissão de CO
2
e o ponto de orvalho não foram detectados pelo Analisador Testo 350 XL;
2)* Média anual;
a
Okano (2004);
b
Lora & Teixeira (2001);
c
Mota (2000);
d
EPA-NAAQS (1996);
e
World Bank (1998);
f
Res. CONAMA n° 003/90;
g
CETESB (2003);
h
Res. CONAMA n° 382/06.
A média da concentração obtida neste estudo para CO, NO, NO
2
e NO
x
, classifica o ar
como limpo em todas as legislações vigentes.
Analisando o Quadro 5.6, verifica-se uma diminuição na concentração de NO, com a
transformação da caldeira para operar com combustão a gás natural, cuja média passou de 1,2
ppm para 0,0 ppm. A média da concentração obtida por Okano(2004), classificava o ar como
poluído, segundo Lora & Teixeira (2001) e Mota (2000).
Segundo Okano (2004), a explicação para a concentração de NO em seu estudo, se
deve ao aumento da quantidade de nitrogênio, resultado do acréscimo de temperatura na
queima do óleo combustível e má dispersão no ar do poluente gerado pela cadeira.
É importante frisar que, em que pese à média da concentração de CO apresentada por
Okano (2004) no interior da chaminé estar acima do fixado pelas legislações vigentes, em
122
quatorze das trinta medidas realizadas em seu estudo, a concentração ficou abaixo do limite
estabelecido pela Resolução CONAMA 003/90 e EPA-NAAQS (1996), ou seja, menor que
35 ppm. O mesmo ocorreu em relação à concentração de NO
2
que, em apenas oito das trinta
medidas realizadas, ultrapassou o limite estabelecido pela Resolução CONAMA 003/90, que
é de 0,2 ppm, tendo inclusive sido nulas 21 medidas, isto é, de valor igual a 0,0 ppm.
Para reforçar a constatação de que a opção pelo uso do gás natural na combustão da
caldeira é um avanço ambiental, por minimizar a agressão ao meio ambiente, procurou-se
resultados de outros trabalhos similares.
Correa (2002), na comparação ambiental efetivada em seu estudo de viabilidade
econômica para troca do combustível óleo 2A pelo gás natural encanado via gasoduto
Bolívia-Brasil, realizado em duas caldeiras de uma empresa da indústria química do setor de
química fina, encontrou os resultados apresentados no Quadro 5.7.
Quadro 5.7 – Resultado da combustão do óleo 2A e do gás natural
Unidades Óleo 2A Gás natural
medidas
Caldeira 1 Caldeira 2 Caldeira 1 Caldeira 2
Temperatura chaminé (°C)
Temperatura ambiente (°C)
O
2
(%)
CO
2
(%)
CO (ppm)
Excesso de ar (%)
Produção Vapor (ton/h)
Índice de fumaça
291
33
3,1
14,1
64
16,29
8,5
7 e 8
258
30,5
6,1
11,7
14
38,58
7,2
3
272
29,5
3,3
9,9
0
16,62
8,5
0
260
27,5
7,4
7,6
2
5,82
7,4
0
Fonte: Correa (2002)
Scariot (2004), em seu estudo da viabilidade técnica e econômica da substituição do
óleo combustível por gás natural, afirma, conforme demonstrado no Quadro 5.8, que a
conversão da caldeira para gás reduz significativamente as emissões de poluentes tendo,
quando comparado com outros combustíveis, o menor impacto sobre o meio ambiente.
Quadro 5.8 – Poluentes emitidos por caldeiras utilizando combustíveis diversos
Emissão
(g/kWh)
Gás natural Óleo Diesel Óleo Pesado
BPF
Carvão
NO
X
CO
2
Particulados
SO
2
Enxofre
0,22
255
0
0
0
0,2
310,5
Baixo
0,59
0,3% no combustível
0,79
333
Médio
5,27
2,5% no combustível
0,78
410
Alto
5,14
2,0% no combustível
Fonte: Scariot (2004)
123
Karademir (2006), em seu estudo sobre a avaliação do potencial de poluição
atmosférica proveniente de combustível em combustão de caldeiras industriais em Kocaeli,
Turquia, utilizou o equipamento Testo 350 XL para medir os gases de combustão de 104
caldeiras de 44 plantas industriais, entre 1999-2003, utilizando cinco tipos de combustíveis:
gás liquefeito de petróleo-GLP (17 caldeiras), gás natural (44 caldeiras), óleo combustível
leve (34 caldeiras), óleo diesel (5 caldeiras) e, madeira (4 caldeiras).
O Quadro 5.9 mostra os fatores de emissão para caldeiras de acordo com o tipo de
combustível.
Quadro 5.9 – Fatores de emissão por tipo de combustível na Turquia
Fator de emissão (mg/kg combustível queimado)
Parâmetros Dados das caldeiras Literatura de Dados
Variação Média*
Caldeiras com GLP
Material particulado
CO
SO
2
NO
2
Formaldeído
5-108
8-1609
8-1305
234-6215
0,8-48,7
35
225
83
1768
11,2
90-131, Média 120
a
;70
b
;68
c
;125
d
;310
e
433-810, Média 621
b
; 150
d
; 743
e
20-22, Média 21
b
; 10
c
3165-4748, Média 3968
b
;1400
c
;843
d
;4340
e
9-11, Média 10
b
Caldeiras com gás natural
Material particulado
CO
SO
2
NO
2
Formaldeído
0,8-69
8-19.757
8-1080
1382-20.017
1,0-32,9
18
147
49
3174
8,8
40
f.g
; 145
d
; 340
e
499
f
;1607
d
; 510
g
13
f.g
; 11
d
2163
f
; 1913
d
; 3182
g
1,7
f
Caldeiras com óleo combustível leve
Material particulado
CO
SO
2
NO
2
51-2173
8-2273
17.907-61.792
5251-12.394
407
462
36.295
6522
1580
a
; 824
f
; 1032
c
; 650
e
1129ª; 706
f
; 500
c
67.710ª; 56.250
f
; 42.500
c
4514ª; 6588
f
; 6990
c
Caldeiras com óleo diesel
Material particulado
CO
SO
2
NO
2
Formaldeído
198-409
99-2232
3392-8889
542-2908
4,11-4,14
284
439
5542
1809
4,12
244
f
; 293
d
; 970
c
1129
f
; 733
d
9615
f
; 24.496
d
4063
f
; 2933
d
79
h
Caldeiras com madeira
Material particulado
CO
SO
2
NO
2
649-1731
3033-237.531
2-2467
2284-28.731
1172
23.995
30
10.342
1580ª; 6600
f
; 8036
h
1129ª; 2000-80.000
f
; 12.054
h
; 7100
i
67.710ª; 10-200
f
; 503
h
4514ª; 660-3600
f
; 9844
h
;3210
j
Fonte: Karademir (2006)
Obs.: * Média geométrica;
a
USEPA (1995);
b
ERI (1998);
c
ECI (2001);
d
ADEQ (2003);
e
Reddy & Venkatamaran (2002);
f
USEPA (1998);
g
LAI (2004);
h
USEPA (2000);
i
IPCC (1997);
j
CORINAIR (1992).
Analisando o Quadro 5.9, verifica-se que as caldeiras a gás natural, apresentam médias
de emissão muito inferiores aos demais combustíveis.
124
5.2. Outras comparações entre o óleo combustível e o gás natural
Além da comparação dos resultados identificados neste estudo com os resultados
encontrados quando a caldeira operava a óleo combustível e, com a legislação pertinente,
estabeleceu-se como objetivo, comparar os custos de aquisição, a estocagem e os pré-
requisitos para queima, entre ambos os combustíveis.
Efetuou-se junto ao setor responsável pela caldeira em estudo, levantamento dos
gastos com combustíveis nos anos de 2003 a 2007, assim como o consumo dos mesmos,
como demonstrado no Quadro 5.10.
Quadro 5.10 – Demonstrativo do consumo de combustível pela caldeira Ata 14 do NHU
Combustível
Ano Óleo combustível Gás natural
Quantidade
(kg)
Valor
(R$/kg)
Valor Total
(R$)
Quantidade
(m³)
Valor
(R$/m³)
Valor
Total(R$)
2003
2004
2005 (até maio)
2005 (nov/dez)
2006
2007 (até junho)
426.026
349.751
117.545
-
-
-
1,1745
1,5642
2,4356
-
-
-
500.388,59
547.091,84
286.290,71
-
-
-
-
-
-
21.036
236.581
120.554
-
-
-
1,3458
1,4485
1,4678
-
-
-
28.309,77
342.693,75
176.950,18
Fonte: Seção de Manutenção/NHU
Analisando o Quadro 5.10, nota-se que o valor gasto com a aquisição de gás natural
foi muito inferior ao que se gastou com a aquisição de óleo combustível. Considerando-se que
no período entre 2003-2007 houve aumento nos preços dos combustíveis, a troca do óleo pelo
gás natural torna-se ainda mais vantajosa economicamente para o NHU.
Ao comparar os valores gastos com a aquisição de óleo BPF nos anos 2003 e 2004,
com os valores gastos com a aquisição de gás natural no ano de 2006, verifica-se uma redução
de R$ 157.694,84 (Cento e cinqüenta e sete mil, seiscentos e noventa e quatro reais, oitenta e
quatro centavos) e, R$ 204.398,09 (Duzentos e quatro mil, trezentos e noventa e oito reais e
nove centavos), respectivamente.
Comparando o ano de 2005 com o ano de 2007 (cinco e seis meses de consumo,
respectivamente), nota-se que em 2007 pagou-se pelo gás natural, um total de R$ 109.340,53
(Cento e nove mil, trezentos e quarenta reais, cinqüenta e três centavos) a menor que o valor
pago pelo óleo combustível BPF, mesmo com a caldeira operando em estado precário. O
125
rendimento da caldeira não foi melhor, em virtude de que a mesma estava funcionando
ininterruptamente e apresentava muitos vazamentos, gerando perdas de eficiência e,
conseqüentemente, maior consumo de combustível.
Enquanto operando a óleo combustível, a jornada diária de funcionamento da caldeira
era de dezoito horas, totalizando 540 h/mês. Operando a gás natural, a jornada diária foi
reduzida para dezesseis horas, totalizando 480 h/mês.
O Quadro 5.11 mostra a média de consumo e o custo mensal da caldeira operando com
os dois combustíveis.
Quadro 5.11 – Custo de operação da caldeira do NHU
Óleo combustível Gás natural
Ano
Custo
(R$/mês)
Consumo
(Kg/mês)
Consumo
(kg/h)
Consumo
(kg/vapor)
Custo
(R$/mês)
Consumo
(Kg/mês)
Consumo
(kg/h)
Consumo
(kg/vapor)
2003
2004
2005*
2005**
2006
2007
***
41.699,05
45.591,00
57.258,14
-
-
-
35.502
29.146
23.509
-
-
-
65,74
53,97
43,53
-
-
-
0,033
0,027
0,022
-
-
-
-
-
-
14.155,00
28.558,00
29.492,00
-
-
-
10.518
19.715
20.092
-
-
-
21,91
41,07
41,86
-
-
-
0,011
0,020
0,021
Obs.: * Janeiro a maio; ** Novembro e dezembro; *** Janeiro a junho.
O ano de 2005 foi um ano atípico, tendo sido adquirido pela UFMS, três tipos de
combustíveis. De janeiro a maio, a caldeira funcionou com óleo combustível BPF 2A. No
período de junho a novembro de 2005, a caldeira Ata 14 foi desligada para que fosse realizada
a conversão para gás natural, ficando em funcionamento a caldeira sobressalente. Nesse
período foram gastos 129.523 litros de óleo diesel, no valor de R$ 245.674,14 (Duzentos e
quarenta e cinco mil, seiscentos e setenta e quatro reais, quatorze centavos). Nos meses de
novembro e dezembro a caldeira principal voltou a funcionar, porém já a gás natural.
Assim, a UFMS teve uma despesa de R$ 560.274,62 (Quinhentos e sessenta mil,
duzentos e setenta e quatro reais, sessenta e dois centavos) com a aquisição de combustível
para operação de suas caldeiras durante o ano de 2005.
Comparando-se os valores gastos com a aquisição de combustíveis nos anos de 2005
e 2006, nota-se uma redução de R$ 217.580,87 (Duzentos e dezessete mil, quinhentos e
oitenta reais, oitenta e sete centavos).
O investimento para modificação do sistema de alimentação da caldeira, de óleo para
gás natural, foi de R$ 86.500,00 (Oitenta e seis mil e quinhentos reais), pagos em quinze
parcelas mensais de R$ 5.766,66 (Cinco mil, setecentos e sessenta e seis reais, sessenta e seis
centavos), no período de novembro de 2005 a janeiro de 2007.
126
Considerando a economia operacional anual dos exercícios de 2004 e 2005 em relação
ao exercício de 2006, de R$ 204.398,09 (Duzentos e quatro mil, trezentos e noventa e oito
reais e nove centavos) e, R$ 217.580,87 (Duzentos e dezessete mil, quinhentos e oitenta reais
e oitenta e sete centavos), respectivamente, verifica-se que, se a UFMS tivesse promovido o
investimento em uma única parcela de R$ 86.500,00 (Oitenta e seis mil e quinhentos reais), o
retorno do investimento dar-se-ia em 0,42 e 0,40 anos, conforme demonstrado no Quadro
5.12.
Quadro 5.12 – Retorno do investimento da conversão da caldeira para gás natural
Valor gasto Custo mensal Economia/mês Retorno sem custo de capital
R$ % Meses Anos
Óleo combustível (2004)
Gás natural (2006)
45.591
28.558
17.033 37,36 5,07 0,42
Combustíveis (2005) *
Gás natural (2006)
46.690
28.558
18.132 38,83 4,77 0,40
Obs.: * óleo combustível, óleo diesel e gás natural.
Considerando a economia mensal gerada com a aquisição de gás natural e, que o
investimento foi pago de forma parcelada, conclui-se que a UFMS quitou as parcelas da
conversão da caldeira e ainda teve um superávit de R$ 12.365,34 (Doze mil, trezentos e
sessenta e cinco reais, trinta e quatro centavos) mensais.
Levando-se em consideração que o fator de emissão de CO
2
para o óleo combustível é
igual a 3075,209 tCO
2
/1000t
oc
e, que o consumo de óleo combustível no ano de 2004 foi de
349.751 kg, conclui-se que a caldeira emitiu, naquele ano, o equivalente a 1075,56 tCO
2
.
Considerando que o fator de emissão de CO
2
para o gás natural é igual a 2056,390
tCO
2
/10
6
m³
gn
e, que o consumo de gás natural no ano de 2006 foi de 236.581 m³, verifica-se
que a caldeira emitiu, naquele ano, o equivalente a 486,50 tCO
2
.
Com a transformação da caldeira a UFMS deixou de emitir 571,06 tCO
2
para a
atmosfera, o que equivale a 571 créditos de carbono.
A quantidade de carbono emitida pela caldeira do NHU é ainda minimizada, em
virtude de que a casa de caldeiras está localizada ao lado da Reserva Particular de
Patrimônio Natural, situada nas dependências da UFMS, com cerca de 50 hectares, cujas
árvores auxiliam na captura de carbono e lançamento de oxigênio na atmosfera.
Já no transporte o óleo combustível apresentava desvantagens com relação ao gás
natural, pois a entrega era feita em caminhões. A logística de entrega era complicada,
necessitando, para confirmação da quantidade de óleo entregue, que o caminhão fosse a um
127
posto fiscal para pesagem. No momento da entrega, fazia-se necessário o fechamento do pátio
para que o óleo fosse descarregado no reservatório.
Antes de sua utilização o óleo também gerava cuidados especiais, visto que o mesmo
deveria ser mantido a uma temperatura entre 30°C e 60°C no tanque de armazenagem, com
vistas a permitir o fluxo sempre que necessário e, no aquecedor, a uma temperatura de
aproximadamente 120°C, para permitir uma boa atomização quando injetado na câmara de
combustão. Para manter essa temperatura, fazia-se necessário o emprego de resistências
elétricas, o que gerava custos com energia elétrica.
Com a utilização do gás natural todo esse aparato foi desativado e os custos com
energia deixaram de ser computados, vez que o gás chega diretamente da rede distribuidora à
caldeira pronto para a queima, dispensando transporte, estocagem e gastos com energia para o
aquecimento, ou seja, exige apenas ajuste da pressão de queima. Também foram eliminadas
as operações de limpeza do sistema ao final de cada turno de trabalho quando o sistema
atomizador deveria ser mergulhado em óleo diesel ou querosene.
Tem-se, ainda, a facilidade de que o pagamento do gás natural é efetuado após o
consumo, enquanto o óleo combustível era pago a cada carga recebida, ou seja, o produto era
pago antes de ser utilizado.
Pelas suas propriedades, o gás natural, mesmo havendo vazamentos eventuais, quando
mínimo, tende a se dissipar subindo na vertical, diferentemente do que ocorreria com o óleo
combustível, que deixaria marcas onde escoaria, produzindo poluição do solo, fauna e flora
existentes nas proximidades.
5.3. Ruídos Sonoros
O levantamento do nível de ruídos emitidos pela Caldeira ATA 14, instalada no NHU,
foi realizado no período de dezembro de 2005 a março de 2006.
Foram realizadas 50 medições, com raras exceções, duas vezes ao dia, uma no período
da manhã, outra no período da tarde, às distâncias de 1m, 2m, 4m e 8m da fonte, nos
quadrantes norte, sul, leste e oeste.
Salienta-se que, além do ruído emitido pela caldeira, ocorria o acionamento da bomba
de água, elevando o nível de ruído dentro e fora da casa de caldeiras.
O Quadro 5.13 e a Figura 5.11 mostram a média dos ruídos obtidos durante as
medições.
128
Quadro 5.13 – Medidas do nível de ruído sonoro gerado pela caldeira (dB (A) médio)
Continua
N 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25
DATA
26.12.05
28.12.05
29.12.05
30.12.05
30.12.05
18.01.06
18.01.06
19.01.06
19.01.06
20.01.06
20.01.06
21.01.06
21.01.06
22.01.06
22.01.06
23.01.06
23.01.06
24.01.06
24.01.06
06.02.06
06.02.06
07.02.06
07.02.06
08.02.06
08.02.06
Horário
15:05
1
6:45
15:45
10:28
14:57
08:55
14:45
08:20
14:15
08:45
14:40
09:15
13:47
08:50
14:45
09:13
14:00
09:40
14:23
09:08
15:15
07:50
16:58
10:08
13:48
1 METRO
85,1 83,5
84,6 84,2
84,2
85,0
83,5
84,9
83,5
84,5
83,8
83,8
84,2
84,0
84,1
82,5
85,1
84,2
83,8
84,5
84,7
85,1
84,4
84,6
85,1
2 METROS
80,0 79,7
79,6 80,2
79,6
80,5
80,4
80,4
80,2
80,3
79,6
80,1
81,2
80,6
80,0
80,0
80,5
80,3
80,8
80,5
81,3
80,9
80,9
80,5
79,9
4 METROS
77,5 77,4
78,3 78,9
77,8
77,7
77,7
77,6
77,3
77,6
77,4
77,7
78,2
78,7
78,2
78,3
79,0
78,5
78,3
78,5
79,3
78,4
79,0
78,4
77,9
8 METROS
72,3 72,8
72,2 73,2
72,9
72,2
71,4
72,5
72,4
71,8
72,3
70,9
72,8
73,2
72,9
72,6
72,7
72,5
71,6
73,3
73,3
73,0
73,4
72,6
73,2
Quadro 5.13 – Medidas do nível de ruído sonoro gerado pela caldeira (dB (A) médio)
Conclusão
N 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50
DATA
09.02.06
09.02.06
10.02.06
10.02.06
11.02.06
11.02.06
12.02.06
12.02.06
13.02.06
13.02.06
02.03.06
02.03.06
03.03.06
03.03.06
04.03.06
04.03.06
05.03.06
05.03.06
06.03.06
07.03.06
07.03.06
08.03.06
08.03.06
09.03.06
09.03.06
Horário
09:15
14:49
09:28
14:50
09:40
15:08
09:23
15:14
08:58
14:55
09:08
13:00
09:14
14:57
08:40
14:42
09:08
14:00
08:35
07:38
14:43
08:53
15:06
08:50
13:08
1 METRO
85,5 84,3
86,0
85,5
84,8
83,7
86,0
84,3
84,2
83,9
84,7
84,0
85,5
84,5
84,6
84,1
84,3
86,4
84,7
85,4
85,9
84,6
85,2
84,3
83,4
2 METROS
81,2 80,6
80,7
80,9
81,1
80,4
81,0
80,3
80,9
80,7
80,9
80,7
80,2
80,4
80,3
80,9
80,7
81,0
81,2
81,5
80,9
81,0
80,2
80,7
80,5
4 METROS
79,3 78,0
77,9
78,9
78,5
78,1
78,4
78,4
79,0
78,3
78,4
78,4
77,9
77,7
78,3
78,4
78,4
79,2
78,4
78,9
78,7
78,6
77,8
77,8
78,2
8 METROS
73,8 72,4
72,9
73,0
72,7
72,6
72,8
73,0
73,2
73,1
73,0
72,7
72,6
72,1
72,7
72,5
73,0
73,2
73,1
73,1
72,2
72,6
72,5
72,2
72,5
128
129
60
65
70
75
80
85
90
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50
N° de medidas
Decibéis (dB A)
1 METRO 2 METROS 4 METROS 8 METROS
Figura 5.11 – Nível de ruído sonoro gerado pela caldeira (dB A médio)
MTE (2005)
129
130
Analisando o Quadro 5.13 e a Figura 5.11, verifica-se que a 1m da fonte, o nível
máximo de ruído registrado foi de 86,4 dB (A) e o mínimo de 82,5 dB (A). Considerando o
limite estabelecido pelo MTE (2005), de 85 dB (A) para oito horas de exposição, nota-se que
em treze das cinqüenta medições realizadas, os valores ficaram acima do limite estabelecido.
Enfatiza-se que os operadores da caldeira têm um tempo de exposição bem menor que às 8
horas estabelecidas pela legislação, vez que os mesmos não permanecem o tempo todo dentro
da casa de caldeiras, fazendo inserções de cerca de cinco a dez minutos a cada duas horas, o
que dá uma média de cerca de duas horas de exposição diária.
O nível de ruído a 2m de distância da fonte variou de 79,6 dB (A) a 81,5 dB (A). A 4m
de distância da fonte o nível de ruído variou de 77,3 dB (A) a 79,3 dB (A). A 8m de distância
da fonte a variação foi de 70,9 dB (A) a 73,8 dB (A). Comparando os valores medidos com o
limite estabelecido pelo MTE (2005), verifica-se que todos os valores encontram-se abaixo do
estipulado por aquele órgão.
Acima de 80 dB (A), o som já é considerado incômodo. O ouvido humano só suporta
determinado tempo um ruído de intensidade entre 85 dB e 90 dB, sem possíveis distúrbios
fisiológicos.
O Quadro 5.14 apresenta a comparação dos resultados correspondentes à média
aritmética dos níveis de ruídos sonoros produzidos pela caldeira durante a realização deste
estudo, com as médias encontradas por Okano (2004), após a reforma da caldeira.
Quadro 5.14 – Média dos níveis de ruídos emitidos pela caldeira
Distância da
fonte
Gás natural
dB (A)
Óleo combustível
a
dB (A)
Variação
dB (A)
1 metro 84,5 86,7 -2,2
2 metros 80,5 81,0 -0,5
4 metros 78,3 76,7 1,6
8 metros 72,7 72,0 0,7
a
Okano (2004)
Considerando que o limite de tolerância para ruídos contínuos e intermitentes
estabelecido pelo MTE (2005), para oito horas de exposição contínua é de 85 dB (A), conclui-
se que a média aritmética dos níveis de ruídos emitidos pela caldeira do NHU, a 1m de
distância da fonte, de 84,5 dB (A), está abaixo do estipulado pelo órgão regulador.
131
Como a caldeira não foi substituída, mas convertida a gás natural, já era esperado que
a atenuação dos ruídos não fosse tão significativa. Este estudo revelou que a troca de
combustível, de óleo para gás natural, acarretou uma diminuição de 2,2 dB (A) a 1m de
distância da fonte e, de 0,5 dB (A) a 2m de distância da fonte. Segundo os padrões
estabelecidos pelo MTE (2005), o limite para seis horas de exposição contínua a ruído sonoro
é de 87,0 dB (A). Considerando que os operadores têm uma exposição máxima de 2h diárias,
vez que não permanecem o tempo todo na casa de caldeiras, o valor medido por Okano
(2004), de 86,7 dB (A), está abaixo do estipulado pelo órgão regulador.
Considerando-se a distância de 8m em relação à de 1m da fonte, verifica-se um
aumento de 11,8 dB (A), dando a impressão de que a 1m da fonte o nível de ruído apresenta o
dobro da intensidade sentida a 8m. O nível de ruído emitido pela caldeira a 8m, segundo Mota
(2000), já tem como conseqüência início de danos à audição.
As médias aritméticas dos níveis de ruídos registrados neste estudo a 4m e a 8m de
distância da fonte apresentaram um acréscimo de 1,6 dB (A) e 0,7 dB (A), respectivamente,
em comparação com as médias encontradas por Okano (2004). Possivelmente esta variação
resulte do fato de que Okano (2004) trabalhou com medidas apenas no lado norte, enquanto
neste estudo, as médias são resultantes das medidas nos quatro quadrantes (norte, sul, leste e
oeste), a partir da localização da caldeira. O acionamento da bomba de água que alimenta a
caldeira também pode ter influenciado nos resultados apresentados.
De acordo com a NBR 10.152, na área de serviços em um hospital, os níveis de ruídos
compatíveis com o conforto acústico devem variar entre 45-55 dB (A). Segundo a NBR
10.151, o nível de critério de avaliação-NCA, para ambientes externos, em dB (A), para área
estritamente residencial urbana ou de hospitais ou de escolas, deve ser de 50 dB (A) no
período diurno e, 45 dB (A) no período noturno.
Os níveis de ruídos emitidos pela caldeira, tanto operando a óleo combustível como a
gás natural, para as distâncias de 1m a 8m da fonte, apresentam níveis bem acima dos
estabelecidos pelas duas legislações anteriormente citadas, entretanto, a caldeira fica em uma
área afastada dos apartamentos, enfermarias, centros cirúrgicos e laboratórios, sendo que os
prédios mais próximos localizam-se a uma distância maior que 10m, o que faz com que o
nível de ruído seja bem menor, não causando incômodo às áreas próximas.
A Resolução CONAMA n° 001/90, estabelece que os ruídos com níveis superiores aos
considerados aceitáveis pela NBR 10.151, são prejudiciais à saúde e ao sossego público.
Considerando o estado precário de funcionamento da caldeira, a mesma foi interditada
na última inspeção de segurança, ficando proibida de operar até o conserto das anomalias
132
detectadas. A caldeira foi desligada em 12/06/2007. Ao se estimar o custo para realização do
conserto, verificou-se que o mesmo ultrapassaria 60% do valor de aquisição de uma caldeira
nova. Como a caldeira do NHU completará 25 anos no ano de 2008 e, que após esse tempo de
uso, a mesma deve passar por uma avaliação rigorosa para determinar sua vida útil
remanescente, a direção do NHU optou pela aquisição de uma nova caldeira (gás/óleo), com
menor capacidade de produção de vapor (cerca de 1600 kg/h), que já se encontra em processo
de licitação. Nesse ínterim, encontra-se em funcionamento uma caldeira ATA 8, com
capacidade de produção de vapor de cerca de 1000 kg/h, movida a óleo diesel.
133
6. CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES
6.1. Conclusões
A utilização de gás natural como combustível para combustão da caldeira
proporcionou um melhor rendimento energético, gerando uma minimização dos resíduos e
uma melhoria no padrão da qualidade do ar, sendo que as concentrações de poluentes emitidas
atendem plenamente as legislações pertinentes.
A principal razão para a baixa contribuição da caldeira em termos de concentração de
poluentes emitidos, é a mudança para combustível mais limpo, com baixo teor de enxofre e
cinzas, como a troca do óleo combustível BPF 2A pelo gás natural, considerada uma fonte de
energia segura, eficiente e econômica.
Este estudo revelou uma minimização da agressão ao meio ambiente e uma
diminuição dos custos operacionais, evitando gastos com manutenção, estocagem, limpeza e
com a compra de equipamentos anti-poluição, como filtros e lavadores de gás. O
abastecimento contínuo evita movimentação e transferência entre reservatórios com diferentes
temperaturas no preparo para queima, como ocorre com o óleo combustível.
Analisando o resultado do investimento (conversão da caldeira e aquisição de
combustível), constata-se que o NHU tomou uma decisão acertada ao optar pela conversão da
caldeira para gás natural.
A troca proporcionou, ainda, uma maior higiene na casa de caldeiras, pela eliminação
dos resíduos e vazamentos de óleo, liberando gases de exaustão mais limpos. Isso gerou uma
redução na emissão de materiais particulados e fuligem, lançados na atmosfera, melhorando
as condições do ar atmosférico no NHU e áreas circunvizinhas, evitando multas e
advertências de órgãos ambientais, bem como reclamações dos moradores da região.
Quanto ao nível de ruído emitido pela caldeira, as médias obtidas para as distâncias de
1m a 8m da fonte, estão abaixo do estipulado pelo órgão regulador.
134
O estudo dos poluentes atmosféricos e ruídos emitidos por uma caldeira flamotubular
a gás natural, não foi esgotado com a apresentação deste trabalho, mas certamente, poderá
contribuir como objeto de novos estudos e de outros projetos de pesquisa relacionados a
emissões de gases poluentes e de ruídos oriundos de geradores de energia a combustíveis
fósseis.
A demanda por geração de energia é crescente. Gerar energia suficiente para atender
aos diversos usos, com diminuição da agressão ao meio ambiente é o grande desafio da
humanidade.
A solução passa pela conscientização e educação do consumidor e pelo
desenvolvimento de tecnologias que levem ao aumento da eficiência energética de
equipamentos, sistemas e processos.
6.2. Recomendações
Para um melhor rendimento da caldeira e um maior controle da concentração dos
poluentes emitidos, deve ser adotado um sistema de controle efetivo da combustão.
O NHU deve manter atualizado e de fácil acesso para consulta, o livro de ocorrências
da caldeira, onde deverão ser registradas todas as ocorrências importantes capazes de influir
nas condições de segurança da caldeira, bem como informações sobre as inspeções de
segurança periódicas e extraordinárias, devidamente assinado pelo profissional habilitado e
pelo operador que acompanhou a inspeção.
Promover um maior acompanhamento da execução do contrato de prestação de
serviços para tratamento da água da caldeira, visando a remoção dos íons de cálcio e
magnésio da água, vez que as paredes externas dos tubos de fogo encontram-se totalmente
impregnadas por carbonato de cálcio, o que diminui a sua eficiência (prejudica a troca de
calor) gerando, inclusive, aumento no consumo de combustível e enfraquecimento desses
tubos.
Promover reciclagem permanente dos operadores da caldeira, por meio de atualização
técnica, cursos e palestras, de forma a repassar informações sobre as condições físicas e
operacionais dos equipamentos e medidas de segurança, com vistas a uniformizar
procedimentos.
Repetir as medições das concentrações de poluentes atmosféricos e de níveis de
ruídos, após a instalação da caldeira que está sendo adquirida, quando a mesma estará
135
operando em condições normais, com vistas a ratificar/retificar os resultados obtidos neste
estudo e promover o controle das emissões para fins de tomada de decisões gerenciais.
Aplicar modelos matemáticos a fim de identificar a que distância da caldeira ocorre
impacto ambiental devido a emissão dos poluentes gasosos.
136
7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
1. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 10151. Avaliação do
ruído em áreas habitadas visando o conforto da comunidade. 2000.
2. _______ NBR 10152. Fixa os níveis de ruídos compatíveis com o conforto acústico em
ambientes diversos.1987.
3. _______ NBR 12177-1. Caldeiras estacionárias a vapor – inspeção de segurança –
Parte 1: caldeiras flamotubulares. 1999.
4. ________ NBR 12177-2. Caldeiras estacionárias a vapor – inspeção de segurança –
Parte 2: caldeiras aquotubulares. 1999.
5. ________ NBR 12313. Sistema de combustão – controle e segurança para utilização de
gases combustíveis em processos de baixa e alta temperatura. 2000.
6. ________ NBR 13203. Caldeiras estacionárias elétricas a vapor – inspeção de
segurança. 2000.
7. ALONSO, P.S.R. O que é gás natural. Disponível em:
http://www.ctgas.com.br/template02.asp?parametro=93. Acesso em: 28 de janeiro de
2005.
8. AMBIENTE GLOBAL. Smog fotoquímico. Disponível em:
http://ambienteglobal/air/gases.html. Acesso em 28 de janeiro de 2005.
9. ARRUDA, J.J.A. História moderna e contemporânea. 8.ed. São Paulo: Ática, 1977.
p.119-135.
10. BARUFI, C.B.; SANTOS, E.M.; REIS, C. Auto-suficiência energética e
desenvolvimento: o comércio de gás natural entre Brasil e Bolívia. 26p. Disponível em:
http://www.usp.br/prolam/downloads/2006_2_6.pdf. Acesso em 02 de setembro de 2007.
11. BERMANN, C. A perspectiva da sociedade brasileira sobre a definição e implementação
de uma política energética sustentável – uma avaliação da política oficial. In: Seminário
internacional de fontes alternativas de energia e eficiência energética: opção para
uma política energética sustentável no Brasil. Brasília, DF: Câmara dos Deputados, 2002.
13p. Disponível em: http://www.riosvivos.org.br/arquivos/571566216.pdf. Acesso em 31
de janeiro de 2005.
137
12. BORELLI, A.B.; NAKA, H.K.; OLIVEIRA, V.C. Gás natural – transporte e
distribuição. São Paulo, 2001. 7p. Trabalho apresentado como parte da conclusão do
curso de Introdução ao Petróleo e Gás Natural. Programa de Pós-graduação do Instituto
de Eletrotécnica e Energia – PIPGE-IEE, USP. Disponível em:
http://geocities.yahoo.com.br/jbonds_0072001/pagina02.htm. Acesso em 31 de janeiro de
2005.
13. BRAGA, A.; PEREIRA, L.A.A.; SALDIVA, P.H.N. Poluição e seus Efeitos na Saúde
Humana. In: Seminário sobre sustentabilidade na geração e uso de energia.
Campinas, SP: UNICAMP, 2002. 20p. Disponível em:
http://libdigi.unicamp.br/document/?code=1039. Acesso em 26 de janeiro de 2005.
14. BRASIL. Leis, etc. Lei Federal n °
°°
° 6.938, de 31/08/1981. Dispõe sobre a Política
Nacional do Meio Ambiente, seus fins e mecanismos de formulação e aplicação e dá
outras providências. Publicada no DOU de 02/09/1981. Disponível em:
http://www.planalto.gov.br Acesso em 25 de janeiro de 2005.
15. ________ Lei Federal n °
°°
° 6.674, de 05/07/1979. Autoriza o Poder Executivo a instituir
a Fundação Universidade Federal de Mato Grosso do Sul. Publicada no DOU de
05/07/1979. p. 9.412.
16. ________ Ministério da Educação. Portaria Ministerial nº. 1.686, de 03/07/2003.
Aprova o Estatuto da Fundação Universidade Federal de Mato Grosso do Sul. Publicada
no DOU de 07/07/2003. Disponível em: http://ufms.br/inform/estatuto/Estatuto2003.pdf
Acesso em 31 de janeiro de 2005.
17. ________ Fundação Universidade Federal de Mato Grosso do Sul. Pró-reitoria de
Planejamento. Relatório de gestão 2002. Campo Grande, MS: UFMS, 2003. p.27-28.
Disponível em: http://www.ufms.br/index.php?id=25&modo=gestao Acesso em 05 de
maio de 2005.
18. ________ Fundação Universidade Federal de Mato Grosso do Sul. Pró-reitoria de
Planejamento. Relatório de gestão 2006. Campo Grande, MS: UFMS, 2007. p.27-28.
Disponível em: http://www.ufms.br/prpl2610/Relatorio-UFMS-2006.pdd Acesso em 01
de setembro de 2007.
19. ________ Ministério do Meio Ambiente. Conselho Nacional do Meio Ambiente.
Resolução CONAMA n° 001, de 23/01/1986. Estabelece critérios básicos e diretrizes
gerais para uso e implementação de avaliação de impacto ambiental (EIA/RIMA).
138
Publicada no DOU de 17/02/1986. In: Conselho Nacional do Meio Ambiente.
Resoluções CONAMA: 1984/91. 4.ed. rev. e aum. Brasília: IBAMA, 1992. p.39-44.
20. ________ Resolução CONAMA n° 011, de 18/03/1986. Altera e acrescenta incisos na
Resolução nº. 001/86 que institui o RIMA. Publicada no DOU de 02/05/1986. In:
Conselho Nacional do Meio Ambiente. Resoluções CONAMA: 1984/91. 4.ed. rev. e
aum. Brasília: IBAMA, 1992. p.56.
21. ________ Resolução CONAMA n° 005, de 15/06/1989. Institui o Programa Nacional de
Controle da Poluição do Ar - PRONAR. Publicada no DOU de 30/08/1989. In:
Conselho Nacional do Meio Ambiente. Resoluções CONAMA: 1984/91. 4.ed. rev. e
aum. Brasília: IBAMA, 1992. p.161-165.
22. ________ Resolução CONAMA n° 001 de 08/03/1990. Estabelece critérios e padrões
para emissão de ruídos em decorrência de quaisquer atividades industriais, comerciais,
sociais ou recreativas. Publicada no DOU de 02/04/1990. In: Conselho Nacional do
Meio Ambiente. Resoluções CONAMA: 1984/91. 4.ed. rev. e aum. Brasília: IBAMA,
1992. p.195-197.
23. ________ Resolução CONAMA n° 003, de 28/06/1990. Estabelece os padrões
nacionais de qualidade do ar. Publicada no DOU de 22/08/1990. In: Conselho Nacional
do Meio Ambiente. Resoluções CONAMA: 1984/91. 4.ed. rev. e aum. Brasília:
IBAMA, 1992. p.199-205.
24. ________ Resolução CONAMA n° 008, de 06/12/1990. Estabelece limites máximos de
emissão de poluentes do ar, previstos no PRONAR. Publicada no DOU de 28/12/1990.
In: Conselho Nacional do Meio Ambiente. Resoluções CONAMA: 1984/91. 4.ed. rev.
e aum. Brasília: IBAMA, 1992. p.214-217.
25. ________ Resolução CONAMA n°
°°
° 382, de 26/12/2006. Estabelece os limites máximos
de emissão de poluentes atmosféricos para fontes fixas. Publicada no DOU de
02/01/2007. Disponível em: http://www.mma.gov.br/port/conama/index.cfm Acesso em
16 de março de 2007.
26. ________ Ministério de Minas e Energia. Agência Nacional do Petróleo. Portaria ANP
nº. 104, de 08/07/2002. Estabelece a especificação do gás natural, de origem nacional
ou importada, a ser comercializado em todo o território nacional. Disponível em:
http://nxt.anp.gov.br/NxT/gateway.d//?f=templates&fn=default.htm&vid=anp.10.1048/en
u Acesso em 02 de maio de 2005.
139
27. ________ Ministério de Minas e Energia. Agência Nacional do Petróleo. Boletim
mensal do gás natural, referência julho/2007. 90 p. Disponível em:
http://www.anp.gov.br/doc/gas/2007/boletimgas_200707.pdf. Acesso em 10 de outubro
de 2007.
28. ________ Ministério de Minas e Energia. Agência Nacional do Petróleo. Boletim
mensal de produção – Dados estatísticos. Disponível em:
http://www.anp.gov.br/doc/dados_estatísticos/Producao_de_Gas_Natural_m3.xls#A53
Acesso em 16 de novembro de 2007.
29. ________ Ministério de Minas e Energia. Empresa de Pesquisa Energética. Balanço
energético Nacional 2007 - Ano base 2006. 194 p. Disponível em:
http://ben.epe.gov.br/dowloads/BEN2007_versao_completa.pdf Acesso em 16 de
novembro de 2007.
30. ________ Ministério do Trabalho e Emprego – MTE. NR. 13. Classificação de
caldeiras. Disponível em:
http://www.mte.gov.br/Empregador/segsau/Legislacao/Normas/conteudo/nr13/default.as
p Acesso em 21 de março de 2005.
31. ________ NR. 15. Atividades e operações insalubres. Disponível em:
http://www.mte.gov.br/Empregador/segsau/Legislacao/Normas/conteudo/nr15/default.as
p Acesso em 21 de março 2005.
32. ________ Portaria nº. 3.214, de 18/06/1978. Aprova as Normas Regulamentadoras –
NR – do Capítulo V, Título II, da Consolidação das Leis do Trabalho, relativas a
segurança e medicina do Trabalho. Disponível em:
http://www.mte.gov.br/Empregador/segsau/Legislacao/Portarias/1978/conteudo/port3214
.asp Acesso em 03 de maio de 2005.
33. ________ Secretaria de Segurança e Saúde no Trabalho. Portaria nº. 23, de
27/12/1994. Altera a NR. 13, e dá outras providências. Disponível em:
http://www.mte.gov.br/Empregador/segsau/Legislacao/Portarias/1994/conteudo/port23.as
p Acesso em 03 de maio de 2005.
34. CARBONO BRASIL. Neutralização de carbono. Disponível em:
http://www.carbonobrasil.com. Acesso em 29 de dezembro de 2007.
35. CEG – Companhia Distribuidora de Gás do Rio de Janeiro. Compromissos com o meio-
ambiente. Disponível em: http://www.ceg.com.br. Acesso em 22 de dezembro de 2004.
140
36. CETESB – Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental. Relatório de
qualidade do ar no Estado de São Paulo, 2003. Disponível em:
http://www.cetesb.sp.gov.br/Ar/ar_boletim.asp Acesso em 21 de março de 2005.
37. ________ Instrução técnica para aplicação da Norma Brasileira NBR 10.151.
Disponível em: http://www.feb.unesp.br/jcandido/acustica/Textos/Cetesb-nbr10152.doc.
Acesso em 15 de março de 2007.
38. COELHO, S.T.; PALETTA, C.E.M.; FREITAS, M.A.V. (Ed.). Medidas mitigadoras
para a redução de emissões de gases de efeito estufa na geração termelétrica.
Brasília: Dupligráfica, 2000. p.9, 41, 42, 173. il.
39. COMPAGAS – Companhia Paranaense de Gás. Composição do gás natural - gasoduto
Bolívia-Brasil. Disponível em: http://www.compagas.com.br Acesso em 31 de janeiro de
2005.
40. ________ Gás natural. Disponível em:
http://www.compagas.com.br/port/ogasnatural.shtml. Acesso em 31 de janeiro de 2005.
41. CONSERVAÇÃO E GESTÃO DOS RECURSOS PARA O DESENVOLVIMENTO:
Proteção da atmosfera. In: Conferência das Nações Unidas sobre o Meio Ambiente e
Desenvolvimento, Rio de Janeiro, 1992. Brasília: Câmara dos Deputados, 1995. Seção
II, cap. 9, p.111-122.
42. CORREA. E.L. A viabilidade econômica do gás natural. Florianópolis-SC, 2002. 83p.
Dissertação (Mestrado em Engenharia da Produção). Centro Tecnológico. Universidade
Federal de Santa Catarina. Disponível em: http://teses.eps.ufsc.br/defesa/pdf/5581.pdf
Acesso em 25 de janeiro de 2005.
43. CTGAS – Centro de Tecnologia do Gás. Usos e vantagens do gás natural. Disponível
em: http://www.ctgas.com.br. Acesso em 28 de janeiro de 2005.
44. DERISIO, J.C. Apud: LORA, E.S.; TEIXEIRA, F.N. Energia e meio ambiente. In:
MARQUES, M.; HADDAD, J.; MARTINS, A.R.S. (Coord.). Conservação de energia:
eficiência energética de instalações e equipamentos. Itajubá, MG: FUPA, 2001. cap. 2,
p.60.
45. ECIENCIA. Combustão. Disponível em:
http://www.eciencia.usp.br/exposicao/gepeq/combustao.htm. Acesso em 09 de março de
2005.
46. EPA-US - US Environmental Protection Agency. Apud: MOTA, S. Introdução à
engenharia ambiental. 2.ed. Rio de Janeiro: ABES, 2000. p.235.
141
47. ESTEVES, M.; RODRIGUEZ, J.A.; MACIEL, M. Sistema de intertravamento de
segurança. Resende, 2003. p.40-51. Monografia (Curso de Engenharia Elétrica).
Associação Educacional Dom Bosco. Disponível em:
http://www.professores.aedb.br/arlei/AEDB/Pj2003/monografia5.doc. Acesso em 22 de
dezembro de 2004.
48. FONTENELLE, A.; COUTINHO, L. O estado geral da Terra. Revista VEJA. São Paulo,
v.37, n.51, p.181-189 e 202-211, 2004.
49. FURTADO, R.C. Apud: COELHO, S.T.; PALETTA, C.E.M., FREITAS, M.A.V. (Ed.).
Medidas mitigadoras para a redução de emissões de gases de efeito estufa na
geração termelétrica. Brasília: Dupligráfica, 2000. p.173.
50. GALVÃO FILHO, J.B. Poluição do ar. In: Margulis, S. (Ed.). Meio ambiente: aspectos
técnicos e econômicos. 2.ed. Brasília: IPEA, 1996. cap. 2, p.35-55.
51. GASENERGIA. O que é gás natural. Disponível em:
http://www.gasenergia.com.br/portalge/port/gn/oquee.jsp. Acesso em 31 de janeiro de
2005.
52. GASNET. O produto. Disponível em:
http://www.gasnet.com.br/gasnet_br/oque_gn/produto_completo.asp. Acesso em 22 de
dezembro de 2004.
53. ________ O gás. Disponível em: http://www.gasnet.com.br. Acesso em 31 de janeiro de
2005.
54. ________ Informações gerais. Disponível em: http://www.gasnet.com.br. Acesso em 31
de janeiro de 2005.
55. ________ O combustível. Disponível em:
http://www.gasnet.com.br/gasnet_br/oque_gn/combust_completo.asp. Acesso em 09 de
março de 2005.
56. ________ Produto. Disponível em:
http://www.gasnet.com.br/novo_gasnatural/produto_completo.asp#prod1. Acesso em 07
de setembro de 2007.
57. GEOCITIES. Triângulo de fogo e combustão. Disponível em:
http://www.geocities.com/g_anjos/combincendiospg1.htm. Acesso em 09 de março de
2005.
58. GOLDEMBERG, J. Apud MOTA, S. Introdução à engenharia ambiental. 2.ed. Rio de
Janeiro: ABES, 2000. p.112.
142
59. HOSKYN, K.G.; HOSKYN, A.M.; SAROFF, L. Apud: LORA, E.S; TEIXEIRA, F.N.
Energia e meio ambiente. In: MARQUES, M.; HADDAD, J.; MARTINS, A.R.S.
(Coord.). Conservação de energia: eficiência energética de instalações e equipamentos.
Itajubá, MG: FUPA, 2001. cap. 2, p.45.
60. INMET – Instituto Nacional de Meteorologia. Disponível em http://inmet.gov.br Acesso
em 10 de novembro de 2007.
61. KARADEMIR, A. Evaluation of the potential air pollution from fuel combustion in
industrial boilers in Kocaeli, Turkey. Department of Environmental Engineering.
University of Kocaeli. Kocaeli, Turkey, 2006. 10p. Disponível em:
http://www.sciencedirect.com/science?_ob=ArticleURL&_udi=B6V3B-4JDOFV3.
Acesso em 30 de outubro de 2007.
62. KING, D. Uma ameaça maior que o terrorismo. Rev. VEJA. São Paulo, v. 37, n.51,
p.201, 2004.
63. KIRCHHOFF, D. Avaliação de risco ambiental e o processo de licenciamento: o
caso do gasoduto de distribuição gás brasiliano trecho São Carlos – Porto Ferreira. São
Carlos, 2004. 137 p. Dissertação (Mestrado em Engenharia). Escola de Engenharia de
São Carlos. Universidade de São Paulo. Disponível em
http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18138/tde-09112004-
172134/publico/disserta_Dkirchhoff.pdf. Acesso em 26 de janeiro de 2005.
64. LA ROVERE, E.L. Energia e meio ambiente. In: Margulis, S. (Ed.). Meio ambiente:
aspectos técnicos e econômicos. 2.ed. Brasília: IPEA, 1996. cap. 1, p.11- 33.
65. LORA, E. S. Prevenção e controle da poluição nos setores energético, industrial e de
transporte. Brasília, DF: ANEEL, 2000. p.230-254.
66. LORA, E.S; TEIXEIRA, F.N. Energia e meio ambiente. In: MARQUES, M.; HADDAD,
J.; MARTINS, A.R.S. (Coord.). Conservação de energia: eficiência energética de
instalações e equipamentos. Itajubá, MG: FUPA, 2001. cap. 2, p.30-89.
67. MACEDO, I. (Coord.). Estado da arte e tendências das tecnologias para energia.
Secretaria Técnica do Fundo Setorial de Energia. Centro de Gestão de Estudos
Estratégicos – Ciência, Tecnologia e Inovação. 2003. (Relatório técnico).
68. MARCONDES, A. Um país movido a gás. Disponível em:
http://tierramerica.net/2004/0126/pacentos.shtml. Acesso em 31 de janeiro de 2005.
69. MARGULIS, S. (Ed.). Meio ambiente: aspectos técnicos e econômicos. 2.ed.
Brasília: IPEA, 1996. p.3-9.
143
70. MARKHAM, A. Apud: LORA, E.E.S; TEIXEIRA, F.N. Energia e meio ambiente. In:
MARQUES, M.; HADDAD, J.; MARTINS, A.R.S. (Coord.). Conservação de energia:
eficiência energética de instalações e equipamentos. Itajubá, MG: FUPA, 2001. cap.2,
p.43.
71. MARTINS, A.R.S. Caldeiras e fornos. In: MARQUES, M.; HADDAD, J.; MARTINS,
A.R.S. (Coord.). Conservação de energia: eficiência energética de instalações e
equipamentos. Itajubá, MG: FUPA, 2001. cap. 9, p.307-337.
72. MATO GROSSO DO SUL (Estado). Leis, etc. Lei nº. 90, de 02/06/1980. Dispõe sobre as
alterações do meio ambiente, estabelece normas de proteção ambiental e dá outras
providências. In: MORELLI, S.L. (Org.). Legislação ambiental do Estado de Mato
Grosso do Sul. Campo Grande, MS: UFMS, 2000. p.23-29.
73. ________ Decreto nº. 4.625, de 07/06/1988. Regulamenta a Lei nº. 90, de 02 de junho
de 1980 e dá outras providências. In: MORELLI, S.L. (Org.). Legislação ambiental do
Estado de Mato Grosso do Sul. Campo Grande, MS: UFMS, 2000. p.169-180.
74. ________ Secretaria de Estado de Meio Ambiente. Resolução SEMA/MS nº. 001, de
26/01/1989. Disciplina o serviço estadual de licenciamento de atividades poluidoras e dá
outras providências. In: MORELLI, S.L. (Org.). Legislação ambiental do Estado de
Mato Grosso do Sul. Campo Grande, MS: UFMS, 2000. p.331-352.
75. ________ Secretaria de Estado de Meio Ambiente e Desenvolvimento Sustentável.
Resolução SEMADES nº. 302, de 20/06/1997. Altera anexos das Resoluções SEMA/MS
nºs 001/89 e 009/94, e dá outras providências. In: MORELLI, S.L. (Org.). Legislação
ambiental do Estado de Mato Grosso do Sul. Campo Grande, MS: UFMS, 2000.
p.396-408.
76. MINIPA Indústria e Comércio Ltda. Manual de instruções do decibelímetro MSL
1351C. Disponível em http://www.minipa.com.br Acesso em 10 de maio de 2005.
77. MOTA, S. Impactos ambientais das atividades humanas. In: _____ Introdução à
engenharia ambiental. 2.ed. Rio de Janeiro: ABES, 2000. cap. 3, p.95-118.
78. ________ O ar. In: _____ Introdução à engenharia ambiental. 2.ed. Rio de Janeiro:
ABES, 2000. cap. 6, p.205-238.
79. ________ Conservação ambiental. In: _____ Introdução à engenharia ambiental.
2.ed. Rio de Janeiro: ABES, 2000. cap. 9, p.361-362.
80. ________ Urbanização e meio ambiente. Rio de Janeiro: ABES, 1999. p.82 - 96.
81. OKANO, S.M. Avaliação dos poluentes atmosféricos e ruídos emitidos por uma
caldeira flamotubular a óleo combustível BPF 2A. Campo Grande, MS, 2004. 101p.
144
Dissertação (Mestrado em Tecnologias Ambientais). Centro de Ciências Exatas e
Tecnologia. Universidade Federal de Mato Grosso do Sul.
82. PEREIRA, N.S.; PEREIRA, J.Z.F. Poluição atmosférica. In: _____ Terra planeta
poluído: engenharia ambiental. Porto Alegre, RS: Sagra S.A. [entre 1979 e 1981]. v.2,
cap. 5, p.7-64.
83. ________ Poluição sonora. In: PEREIRA, N.S.; PEREIRA, J.Z.F. Terra planeta
poluído: engenharia ambiental. Porto Alegre, RS: Sagra S.A. [entre 1979 e 1981]. v.2,
cap. 6, p.65- 81.
84. PINHEIRO, A.C.F.B.; MONTEIRO, A.L.F.B.A. O ecossistema do ar – a atmosfera. In:
_____ Ciências do ambiente: ecologia, poluição e impacto ambiental. São Paulo:
Makron, 1992. cap. 5, p.49-55.
85. ________ A poluição do ar e seu controle. In: PINHEIRO, A.C.F.B.; MONTEIRO,
A.L.F.B.A. Ciências do ambiente: ecologia, poluição e impacto ambiental. São Paulo:
Makron, 1992. cap. 6, p.56-67.
86. PRATES, C.P.T.; PIEROBON, E.C.; COSTA, R.C.; FIGUEIREDO, V.S. Evolução da
oferta e da demanda de gás natural no Brasil. Disponível em:
http://www.bndes.gov.br/conhecimento/bnset/set2402.pdf. Acesso em 03 de setembro de
2007.
87. RECICLE CARBONO. Cálculo dos fatores de emissão de CO
2
pela geração de
energia elétrica no Sistema Interligado Nacional do Brasil. 15p. Disponível em:
http://www.reciclecarbono.com.br/index_biblio.htm. Acesso em 29 de dezembro de
2007.
88. REIS JR., N.C. Fundamentos principais de controle da poluição do ar. v.II. p.5.
Departamento de Eng. Ambiental, Centro Tecnológico-UFES. 2006. Disponível em:
http://www.inf.ufes.br/~neyval/Ger_Emis_Atm/Gerencia_Atm_Mod_II.pdf. Acesso em
30 de outubro de 2007.
89. ROCHA, M.T. Aquecimento global e o mercado de carbono: uma aplicação do modelo
CERT. São Paulo, 2003, 196p. Tese (Doutorado em Ciências, área de concentração:
Economia Aplicada). Universidade de São Paulo. Disponível em:
http://www.reciclecarbono.com.br/biblio/tese_marcelo.pdf. Acesso em 29 de dezembro
de 2007.
90. ROSSO, C. Relatório de inspeção de segurança periódico da caldeira ATA n° 7310.
Fundação Universidade Federal de Mato Grosso do Sul. Hospital Universitário. 6p.
Março de 2007.
145
91. SÃO PAULO (Estado). Leis, etc. Decreto n°
°°
° 8.468, de 08/09/1976. Aprova o
Regulamento da Lei nº. 997, de 31/05/1976, que dispõe sobre a prevenção e o controle da
poluição do meio ambiente. Disponível em:
http://www.cetesb.sp.gov.br/Institucional/Dec8468.pdf Acesso em 04 de maio de 2005.
92. SCARIOT, E.J. Estudo da viabilidade técnica e econômica da substituição do óleo
combustível pelo gás natural em caldeiras. Campo Grande, MS, 2004, 79p.
Monografia (Especialização). Universidade para o Desenvolvimento do Estado e da
Região do Pantanal.
93. SEWELL, G.H. A importância da poluição do ar. In: _____ Administração e controle
da qualidade ambiental. Trad. Gildo Magalhães dos Santos Filho. São Paulo: EPU.
CETESB, 1978. cap. 8, p.161-178.
94. ________ Controle do ruído. In: SEWELL, G.H. Administração e controle da
qualidade ambiental. Trad. Gildo Magalhães dos Santos Filho. São Paulo: EPU,
CETESB, 1978. cap. 10, p.199-214:
95. SILVER, C.S.; DEFRIES, R.S. Apud: MOTA, S. Introdução à engenharia ambiental.
2.ed. Rio de Janeiro: ABES, 2000. p.113-114.
96. SOUZA, P.P. Fontes de emissões de gases e níveis de poluição atmosférica das
empresas que utilizam caldeiras como fonte de energia, nas micro regiões de Campo
Grande, Dourados, e Nova Andradina. Campo Grande, MS, 2001, 98p. Monografia
(Especialização em Inovação e Difusão Tecnológica). Universidade Federal de Mato
Grosso do Sul.
97. TORREIRA, R.P. Geradores de vapor. São Paulo: Companhia de Melhoramentos,
1995. p.131-230 e p.361-387
98. VIGÂNNICO, A.S., PEREIRA, A.C., COSTA NETO, B.L., KAWANO, M. (Coord.)
Medição e prevenção da poluição atmosférica. SENAI, Departamento Nacional.
Santos/SP, 1999. p.4-22.
Livros Grátis
( http://www.livrosgratis.com.br )
Milhares de Livros para Download:
Baixar livros de Administração
Baixar livros de Agronomia
Baixar livros de Arquitetura
Baixar livros de Artes
Baixar livros de Astronomia
Baixar livros de Biologia Geral
Baixar livros de Ciência da Computação
Baixar livros de Ciência da Informação
Baixar livros de Ciência Política
Baixar livros de Ciências da Saúde
Baixar livros de Comunicação
Baixar livros do Conselho Nacional de Educação - CNE
Baixar livros de Defesa civil
Baixar livros de Direito
Baixar livros de Direitos humanos
Baixar livros de Economia
Baixar livros de Economia Doméstica
Baixar livros de Educação
Baixar livros de Educação - Trânsito
Baixar livros de Educação Física
Baixar livros de Engenharia Aeroespacial
Baixar livros de Farmácia
Baixar livros de Filosofia
Baixar livros de Física
Baixar livros de Geociências
Baixar livros de Geografia
Baixar livros de História
Baixar livros de Línguas
Baixar livros de Literatura
Baixar livros de Literatura de Cordel
Baixar livros de Literatura Infantil
Baixar livros de Matemática
Baixar livros de Medicina
Baixar livros de Medicina Veterinária
Baixar livros de Meio Ambiente
Baixar livros de Meteorologia
Baixar Monografias e TCC
Baixar livros Multidisciplinar
Baixar livros de Música
Baixar livros de Psicologia
Baixar livros de Química
Baixar livros de Saúde Coletiva
Baixar livros de Serviço Social
Baixar livros de Sociologia
Baixar livros de Teologia
Baixar livros de Trabalho
Baixar livros de Turismo
