avaliação da efetividade das medidas de controle previstas no ...

UNIVERSIDADE FEDERAL DO ESPÍRITO SANTO
CENTRO TECNOLÓGICO
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA AMBIENTAL
ANDRÉ NOVAES DA ROCHA
AVALIAÇÃO DA EFETIVIDADE DAS MEDIDAS DE CONTROLE
PREVISTAS NO TERMO DE COMPROMISSO AMBIENTAL VALE
SOBRE A DEPOSIÇÃO DE MATERIAL PARTICULADO NA
REGIÃO DA GRANDE VITÓRIA
VITÓRIA
2011

ANDRÉ NOVAES DA ROCHA
AVALIAÇÃO DA EFETIVIDADE DAS MEDIDAS DE CONTROLE
PREVISTAS NO TERMO DE COMPROMISSO AMBIENTAL VALE
SOBRE A DEPOSIÇÃO DE MATERIAL PARTICULADO NA
REGIÃO DA GRANDE VITÓRIA
Projeto de Graduação apresentado ao
Departamento de Engenharia Ambiental da
Universidade Federal do Espírito Santo como
requisito parcial para obtenção do Grau em
Bacharel em Engenharia Ambiental.
Orientador: Professor Neyval Costa Reis Junior
VITÓRIA
2011

ANDRÉ NOVAES DA ROCHA
AVALIAÇÃO DA EFETIVIDADE DAS MEDIDAS DE CONTROLE
PREVISTAS NO TERMO DE COMPROMISSO AMBIENTAL VALE
SOBRE A DEPOSIÇÃO DE MATERIAL PARTICULADO NA
REGIÃO DA GRANDE VITÓRIA
Projeto de Graduação apresentado ao Departamento de Engenharia Ambiental da
Universidade Federal do Espírito Santo como requisito parcial para obtenção do Grau em
Bacharel em Engenharia Ambiental.
Comissão Examinadora
Aprovada em 13 de julho de 2011.
____________________________________
Professor Neyval Costa Reis Junior
Universidade Federal do Espírito Santo
____________________________________
Professora Jane Meri Santos
Universidade Federal do Espírito Santo
__________________________________
Msc Ayres Geraldo Loriato
Universidade Federal do Espírito Santo

Agradecimentos
Agradeço primeiramente à Deus, pela força e conquistas realizadas em todo período
acadêmico.
Agradeço aos meus pais e à minha irmã pelo suporte e apoio que sempre foi dado. Pel a
educação e caráter demonstrado. À Virgínia pelo apoio e incentivo.
À todos os professores da Engenharia Ambiental pelo conhecimento transmitido ao longo
desses cinco anos e que contribuíram de todas as formas elaboração desse trabalho.
Ao professor Neyval e aos demais integrantes da banca examinadora pela orientação.
À Íris Bortolotti, Larissa Souza, Alexsander Silveira e Nilson Castiglioni do IEMA pelas
informações cedidas.
E aos meus amigos da Engenharia Ambiental pelos ótimos momentos vividos n os últimos
cinco anos.

Resumo
A poluição atmosférica é um problema cada vez mais preocupante nas grandes cidades. Por
isso a gestão da qualidade do ar pelo poder público é de suma importância para a
manutenção da qualidade de vida da população. Contudo, ainda se busca ferramentas para
melhor controle e fiscalização. A utilização de modelos que visam identificar as
contribuições das fontes poluidoras tem se tornado uma grande aliada. Na região da Grande
Vitória a presença de material particulado sedimentável tem fomentado descontentament o
por parte da população pelo incômodo causado pela deposição em áreas de uso cotidiano.
Este trabalho utiliza de modelo receptor para tentar identificar alterações nas contribuições
de material particulado sedimentável pela empresa Vale na região da Ilha do Boi. A referida
região possui posicionamento tal que, com a ação dos ventos, recebe diretamente as
emissões da empresa. Assim, o objetivo do trabalho é levantar os investimentos da empresa
com relação ao controle de emissão de material particulado e verificar alterações nas
contribuições no particulado coletado na região. Para tanto foram analisados o fluxo mensal
de deposição, a composição química do material coletado e do material particulado emitido
pelas principais fontes da região, para, por fim, utilizar o método “Balanço Químico de
Massa” para identificar as contribuições de cada fonte. Os resultados não conseguiram
demonstrar a evolução das contribuições das fontes contempladas pelas medidas de
controle, apenas foi possível concluir alterações no fluxo de deposição durante o período. O
trabalho conclui que houve uma pequena redução do fluxo de deposição de material
particulado quando comparado os anos de 2009, 2010 e 2011. Observou -se uma diminuição
da quantidade de Ferro nas amostras de material sedimentado da região.
Palavras-chave: Partículas sedimentáveis. Modelo Receptor. Controle Ambiental

Lista de Figuras
Figura 1 - Diâmetros equivalentes .................................................................................... 16
Figura 2 - Distribuição média urbana por número de partículas ......................................... 18
Figura 3 - Distribuição volumétrica das partículas e mecanismos de formação .................. 18
Figura 4 - Velocidade de sedimentação das partículas de acordo com o tamanho ............... 25
Figura 5 - Detalhes topográficos da RGV e localização das estações meteorológicas de
superfície ........................................................................................................................ 29
Figura 6 - Precipitação pluviométrica do período de janeiro de 2010 a maio de 2011. ........ 30
Figura 7 - Rosa dos ventos do período de abril a dezembro de 2009. ................................. 31
Figura 8 - Rosa dos ventos do ano de 2010 ....................................................................... 31
Figura 9 - Rosa dos ventos do período de janeiro a maio de 2011. ..................................... 32
Figura 10 - Contribuição do material particulado total na RGV por fontes segundo
Inventário 2011 ............................................................................................................... 33
Figura 11 - Localização das estações do RAMQAR .......................................................... 35
Figura 12- Gráfico da evolução do IQA para PM10 na Estação Cariacica .......................... 36
Figura 13 - Composição química das amostras da Ilha do Boi ........................................... 37
Figura 14 - Exemplo de aplicação de supressor de pó ....................................................... 42
Figura 15 - Calha na ponta de lança de um carregador de navios ....................................... 43
Figura 16 - Wind Fence na Vale ....................................................................................... 43
Figura 17 – Imagem de satélite da região de estudo (RGV), apresentando os pontos de
coletas de MS. ................................................................................................................. 47
Figura 18 - (a) Coletor projetado de acordo com a norma ASTM D1739. Cotas em metros.
(b) Foto do coletor instalado. (c) Detalhe do coletor projetado. ......................................... 49
Figura 19 - Exemplo de resultado principal do EPA-CMB8.2 ............................................ 55

Figura 20 - Tela das Concentrações de Espécies - EPA-CMB8.2 ....................................... 57
Figura 21 - Matrix MPIN – EPA CMB8.2 ......................................................................... 58
Figura 22 - Evolução da taxa de deposição no ponto SENAC. ........................................... 60
Figura 23 - Comparação mensal da taxa de deposição no ponto SENAC. ........................... 60
Figura 24 - Evolução da taxa de deposição no ponto Ítalo ................................................. 62
Figura 25 - Comparação mensal da taxa de deposição no ponto Ítalo. ................................ 62
Figura 26 - Taxa de deposição de partículas na Ilha do Boi ............................................... 64
Figura 27 - Comparação mensal da taxa de deposição na Ilha do Boi. ............................... 65
Figura 28 – (a) Rosa dos ventos de março de 2010; (b) Rosa dos ventos de março de 2011 66
Figura 29 - (a) Rosa dos ventos de novembro de 2009; (b) Rosa dos ventos de novembro de
2010. ............................................................................................................................... 66
Figura 30 - Composição química das amostras eliminando o Oxigênio .............................. 67
Figura 31 - Variação temporal da taxa de deposição de PS relativo às contribuições das
fontes. ............................................................................................................................. 69
Figura 32 - Contribuição média para dois períodos: (a) Nov/09, Dez/09 e Jan/10; (b)
Nov/10, Dez/10 e Jan11 ................................................................................................... 70

Lista de Tabelas
Tabela 1 - Informações sobre cada fração de material particulado ..................................... 20
Tabela 2 - Perfis de Composição de fontes ....................................................................... 21
Tabela 3 - Dados gerais RGV x ES ................................................................................... 28
Tabela 4 - Taxa de emissão para atividades segundo Inventário 2010 ................................ 33
Tabela 5 - Poluentes e parâmetros meteorológicos monitorados por cada estação do
RAMQAR ....................................................................................................................... 35
Tabela 6 - Composição química das fontes em valores percentuais da massa ..................... 39
Tabela 7 - Datas de início de operação dos sistemas de controle de material particulado. ... 45
Tabela 8 - Fontes consideradas e atualizações. ................................................................. 50
Tabela 9 - Perfil da fonte Pedreiras .................................................................................. 54
Tabela 10 - Perfil de receptor ........................................................................................... 54
Tabela 11 - Taxa de deposição no ponto SENAC .............................................................. 59
Tabela 12 - Taxa de deposição no ponto Ítalo ................................................................... 61
Tabela 13 - Taxa de deposição na Ilha do Boi ................................................................... 63
Tabela 14 - Contribuição percentual dos subgrupos .......................................................... 68

Sumário
1 Introdução ................................................................................................................ 10
2 Objetivo ................................................................................................................... 12
2.1 Objetivos específicos ......................................................................................... 12
3 Revisão Bibliográfica ................................................................................................ 13
3.1 Material Particulado ........................................................................................... 13
3.1.1 Classificação e Fontes ................................................................................. 13
3.1.2 Tamanho das Partículas ............................................................................... 15
3.1.3 Composição Química ................................................................................... 19
3.1.4 Efeitos à saúde ............................................................................................ 22
3.2 Partículas Sedimentáveis .................................................................................... 24
4 Região de Estudo ...................................................................................................... 28
4.1 Caracterização Meteorológica ............................................................................. 29
4.2 Principais fontes de poluição .............................................................................. 32
4.3 Qualidade do ar na Região da Grande Vitória ..................................................... 33
4.4 Composição química das partículas .................................................................... 36
4.4.1 Fontes ......................................................................................................... 37
4.4.2 Receptores .................................................................................................. 37
5 Termo de Compromisso Ambiental da Vale ............................................................... 41
5.1 Aplicação de supressor de pó na operação de manuseio de pelotas e aplicação de
polímeros nos pátios de carvão e de finos de minério. ................................................... 41
5.2 Novas tecnologias para controle durante operação de carregamento de minério e
pelotas nos navios. ....................................................................................................... 42
5.3 Wind Fence ........................................................................................................ 42

5.4 Enclausuramento das transferências das correias transportadoras......................... 44
5.5 Precipitador Eletrostático ................................................................................... 44
5.6 Datas de início de operação dos equipamentos .................................................... 45
5.6.1 Sistema de aplicação de supressores de pó e polímeros. ................................ 45
5.6.2 Controle de emissões na operação de carregamento de navios ....................... 45
5.6.3 Instalação de Wind Fences em pátios de estocagem ...................................... 46
5.6.4 Instalação das Casas de Transferência de Correias ....................................... 46
5.6.5 Instalação dos Precipitadores Eletrostáticos ................................................. 46
6 Metodologia ............................................................................................................. 47
6.1 Coleta de MP sedimentável nos receptores e determinação do fluxo. ................... 48
6.2 Caracterização química dos receptores ................................................................ 50
6.3 Composição do material particulado das fontes ................................................... 50
6.4 Modelo Receptor ................................................................................................ 52
6.4.1 EPA-CMB8.2 .............................................................................................. 53
7 Resultados e discussões ............................................................................................ 59
7.1 Análise Quantitativa ........................................................................................... 59
7.1.1 Ponto SENAC ............................................................................................. 59
7.1.2 Ponto Ítalo .................................................................................................. 61
7.1.3 Dados médios para Ilha do Boi .................................................................... 63
7.2 Variação da composição química do material particulado sedimentado ................ 66
7.3 Contribuição das fontes do material sedimentável da Ilha do Boi ......................... 67
8 Conclusões ............................................................................................................... 71
9 Referências ............................................................................................................... 73

APÊNDICE A – Rosas dos Ventos de Abril de 2009 à Maio de 2011 ................................ 78
APÊNDICE B – Resultados do EPA-CMB8.2 ................................................................... 81
APENDICE C – Método PIXE ......................................................................................... 90
APENDICE D – Método TOT .......................................................................................... 92

1 Introdução
Desde a revolução industrial, quando se iniciou a utilização de madeira e carvão como fonte
de energia de trabalho, desenvolveu-se uma preocupação com o problema da poluição. A
Política Nacional do Meio Ambiente (Lei 6938/81) define poluição como “a degrad ação da
qualidade ambiental, que é resultado de atividades que direta ou indiretamente: prejudiquem
a saúde, o bem estar e a segurança da população; criem condições adversas às atividades
sociais e econômicas; afetem negativamente a biota, as condições est éticas ou sanitárias do
meio ambiente; lancem matérias ou energia em desacordo com os padrões ambientais
estabelecidos”. A poluição do ar, especificamente, ganha cada vez mais atenção acadêmica,
pois é responsável por inúmeras consequências adversas ao meio ambiente, entre elas estão
o efeito estufa, consequência da emissão dos gases estufa (CO 2, CH4, etc.), e a chuva ácida,
consequência da emissão de óxidos na atmosfera (NO X, SOX). Esses problemas são
frequentemente noticiados nos meios de comunicação, pois possuem impacto em escala
mundial.
Os problemas causados por gases oriundos de processos antrópicos, entretanto, não se
restringem a danos ao meio ambiente. Muitos são os prejuízos à saúde. O monóxido de
carbono (CO), por exemplo, pode causar asfixia, problemas no sistema nervoso central,
pulmonar e cardiovascular. Os hidrocarbonetos (HC) causam irritação nos olhos, pele e
nariz, além de muitos serem considerados carcinogênicos e mutagênicos. Esses gases, por
sua vez, têm suas consequências em escala local.
Outro tipo de poluente problemático emitido na atmosfera é o Material Particulado (MP).
Eles são os sólidos ou líquidos que, devido ao seu tamanho, se mantém suspenso s na
atmosfera por algum tempo. São originados de processos industriais, combustão de veículos
automotores, ressuspensão de solo descoberto, entre outros. Tem efeitos comuns como:
irritação nos olhos e garganta, alteração na visibilidade do meio, danificação da vegetação,
entre vários outros.
Dentro do grupo dos particulados, os sedimentáveis representam a parte com maior
granulometria e podem causar consideráveis incômodos à população, devido a sua deposição
sobre as superfícies. São formados por partículas de grande diâmetro e por pequenas
partículas agrupadas. Não estão diretamente ligados a problemas físicos à população uma
vez que o mecanismo fisiológico de defesa dos homens e animais previne a penetração dela
nos pulmões (BASCOM et al., 1996). Contudo, não se pode afirmar que esse mesmo
particulado não cause dano à saúde, pois a Organização Mundial da Saúde (OMS) define o
10

tema como “um estado de completo desenvolvimento físico, mental e de bem -estar social, e
não apenas a ausência de doença” (WHO, 2011).
Na Região da Grande Vitória (RGV) estão presentes os principais alicerces da economia
estadual. As atividades de transformação e de serviços são as mais representativas. A
Metalurgia representada por Vale e ArcelorMittal é a principal atividade econômica. Na
região, estão presentes entre 55% e 65% das atividades poluidoras do estado e as partículas
sedimentáveis são problemas do cotidiano da população (IEMA, acesso em 20 de março de
2011).
O Relatório de Qualidade do Ar na Região da Grande Vitória de 2007 (IEMA, 2008) revela
que em nenhum registro a concentração de Partículas Totais em Suspensão (PTS) e
Partículas Inaláveis (PM10) foram superiores ao padrão secundário estabelecido pela
Resolução do CONAMA nº3 de 1990. Entretanto, estudos mostram que a população está
descontente com a poluição de particulado. Estudo feito por Alves et al. (2006) constatou
que 75% dos entrevistados se sentem muito incomodadas com a poeira presente no
ambiente. Foram entrevistadas 653 pessoas maiores de 14 anos, de três municípios da
Região da Grande Vitória, ES – Vila Velha, Serra e Vitória.
Contudo, buscando atender a crescente pressão da população e tentando melhorar o
desempenho ambiental, os empreendimentos poluidores investem cada vez mais no controle
de emissão de poluentes. Inúmeras medidas de controle são tomadas com a finalidade de
emitir menos e melhorar a qualidade do ar da região. O Termo de Compromisso Ambiental
(TCA) que foi firmado em 13 de junho de 2007 pelo Instituto Estadual de Meio Ambiente e
Recursos Hídricos (IEMA), pelo Ministério Público do Estado do Espírito Santo e pela atual
Vale, aparece como ferramenta para diminuir os impactos de material particulado na
qualidade do ar da região da Grande Vitória. Nele são estabelecidas várias ações de
aprimoramento de controle ambiental e é criada uma comissão de acompanhamento
compostas por representantes das instituições envolvidas e comunidade.
Entre as ações, cujos investimentos são de aproximadamente R$ 500 milhões , estão a
instalação de Wind Fences, de novas tecnologias nas operações de carregamento de navios,
de sistemas de aplicação de supressores de pó e polímeros, e o enclausuramento das
transferências de correias transportadoras. Os inícios de operação dos principais sistemas de
controle estão previstos para 2010 e 2011. Neste contexto é importante realizar um estudo
com o objetivo de avaliar a efetividade das medidas de controle adotadas e verificar se
ocorreu alguma alteração no fluxo do material particulado na região e nas contribuições das
fontes contempladas.
11

2 Objetivo
O objetivo deste trabalho é analisar as medidas de controle de poluição atmosférica da Vale,
especificamente material particulado, nos anos 2010 e 2011, e analisar seu impacto na
contribuição da qualidade do ar na região de interesse.
Para tanto, será analisado qualitativa e quantitativamente o material particulado
sedimentável coletado nos pontos de monitoramento no período de abril de 2009 e maio de
2011.
2.1 Objetivos específicos
Na tentativa de alcançar o objetivo principal do projeto, é necessária a realização de alguns
objetivos específicos.
Analisar o fluxo de deposição de material particulado nos pontos de monitoramento.
Analisar a caracterização química das partículas sedimentáveis coletadas a fim de
correlacionar com sua origem.
Utilizar um modelo receptor para determinar a origem das partículas sedimentáveis
coletadas nos pontos de monitoramento e sua variação com o tempo.
Verificar se houve redução dos níveis de deposição e contribuição industrial na
região analisada.
12

3 Revisão Bibliográfica
Neste capítulo, serão abordados os conceitos mais importantes para o trabalho. Incluindo a
conceituação de material particulado, suas principais fontes, classificações, distribuiç ões
granulométricas, composição química e efeitos à saúde (Seção 3.1).
A Seção 3.2 discute material particulado sedimentável e processos de sedimentação.
3.1 Material Particulado
O aumento da poluição atmosférica urbana devido à instalação de indústrias próximas das
grandes cidades e ao aumento da quantidade de automóveis circulando nos centros urbanos é
um grande problema ambiental em nossos dias. O material particulado, por ficar em
suspensão por longos períodos, é preocupação constante e pode afetar diretamente a saúde
da população, especialmente crianças e idosos, além afetar a fauna, flora e materiais.
Essa crescente preocupação com o meio ambiente e a saúde humana acarretou um aumento
significativo no interesse científico por assuntos relacionados ao material particulado. A
maior parte dos trabalhos científicos sobre a presença desse poluente na atmosfera está
relacionada a partículas mais finas PM2,5 (menores que 2,5 µm de diâmetro) e PM10
(menores que 10 µm de diâmetro), devido aos seus efeitos sobre a saúde pulmonar dos seres
humanos (CHIO e LIAO, 2008; HAUCK et al., 2004). Entretanto, partículas maiores
também podem causar consideráveis incômodos à população, devido a sua deposição sobre
as superfícies.
3.1.1 Classificação e Fontes
Considerando a origem do poluente, o MP pode ser classificado de duas maneiras: poluente
primário ou poluente secundário. MP primário é aquele que é emitido diretamente pela
fonte, não participa de nenhuma reação na atmosfera, e se encontra com as mesmas
características de como foi formado. MP secundário é aquele formado através de reações
químicas na atmosfera envolvendo comumente Oxigênio Atmosférico (O 2), vapor de água
(H2O), Ozônio (O3), Dióxido de enxofre (SO2), óxidos de nitrogênio (NOX), radicais como
hidroxila (OH - ) e nitrato (NO3 2- ), e gases orgânicos (USEPA, 2004).
Grande parte do MP é proveniente da ressuspensão dos materiais da crosta terrestre, tais
como as poeiras provenientes de processos da agricultura trazidas pelos ventos, do solo a
céu aberto, de ruas não pavimentadas, desgaste do asfalto ou operações de mineração. Essas
13

partículas podem também ser formadas pela liberação de material não queimado gerado pela
combustão incompleta de biomassa (USEPA, 2004).
A identificação das fontes de MP em diversas regiões é motivo de preocupação por parte
dos órgãos públicos e por isso também ganha importância no meio acadêmico. Alguns
estudos que objetivaram identificar as fontes de MP são citados.
Soluri et al (2007) analisaram o PM 2,5(partículas menores que 2,5 µm) e PM10 (partículas
menores que 10 µm) em dez regiões do Rio de Janeiro entre Setembro/2003 e
Setembro/2007 em uma base semanal de amostragens de 24 horas. Foram coletadas amostras
usando um sistema com filtros em série. Essas foram analisadas através da cromatografia de
íons para determinar a fração solúvel das amostras (Amônia, Potássio, Sódio, Cálcio,
Magnésio, Nitrato, Sulfato e Cloreto) e técnicas de ICP-MS para a fração insolúvel,
Alumínio, Cálcio, Ferro, Magnésio, Potássio, Sódio e Titânio. O solo ressuspenso foi
identificado como responsável por 37-63% da massa da fração PM10 e o aerossol secundário
mais o carbono elementar como 45-58% da massa da fração fina (PM2,5), indicando a
queima de combustíveis como fonte importante desse material.
Braga et al (2005) também analisaram o PM2,5 e PM10, na região nordeste do Rio Grande do
Sul, a fim de caracterizar quimicamente o MP utilizando o método PIXE e, assim, procurar
identificar as fontes de emissão através de análises estatísticas. As coletas foram re alizadas
a cada 15 dias utilizando múltiplos filtros para separar as frações. O estudo concluiu que
diferentes fontes são responsáveis pelo MP presente na região, entre elas: usinas
siderúrgicas, queima de material hospitalar, queima de combustíveis oriunda das usinas, de
automóveis e de indústrias, e sal marinho como fonte natural.
De Souza et al (2010) citam que, no Brasil, as maiores fontes de poluição em regiões
urbanas e industrializadas são a queima de combustíveis fósseis, os processos industri ais, a
incineração do lixo urbano, a mineração, a construção civil e as práticas agrícolas
inadequadas associadas às atividades de queimadas.
Na Região Metropolitana da Grande São Paulo, as principais fontes de PM10, em 2009,
foram os veículos automotores (veículos leves e pesados) representando uma contribuição
de 40% de toda a emissão do poluente (Cetesb, 2010). Esse resultado mostra a importância
de tal fonte.
Também na Região Metropolitana de São Paulo, Castanho, et al (2001) realizaram um
estudo para identificar as contribuições de PM10 e PM2,5 no período de inverno e de verão.
As partículas foram coletadas usando filtros sequenciais. O monitoramento em tempo real
14

de PM10 fornecia a massa, abundância de carbono elementar e orgânico e de black carbono.
Para análise química foi utilizado o método PIXE. Foram realizadas modelagens
meteorológicas complexas e modelos estatísticos para a determinação de contribuição de
fontes de poluição. O resultado mostrou pouca variação das contribuições entre os dois
períodos de análise. Para PM2,5, e períodos de inverno e verão, os veículos automotores
representaram 28% e 24% das contribuições respectivamente. Solo ressuspenso, 25% e 30%
respectivamente. Queima de óleo representaram 18% e 21% respectivamente. Sultafos
somaram 23% e 17% respectivamente. E as emissões industriais contribuíram com 5% e 6%
respectivamente. Já para PM10 o solo ressuspenso representou grande parte das
contribuições (75-78%).
Na Grande Vitória, segundo o Relatório da Qualidade do Ar na Região da Grande Vitória
2007 (IEMA, 2008), as principais fontes de poluição são as indústrias de pelotização, de
siderurgia, as pedreiras e cimenteiras, os veículos automotores, entre outros .
3.1.2 Tamanho das Partículas
O tamanho da partícula é o principal fator para caracterizá-la, tanto sob a ótica das suas
propriedades quanto do seu comportamento aerodinâmico. O tamanho é o principal fator que
determina até onde uma partícula pode chegar ao organismo vivo, ou mais especificamente,
ao organismo humano, e qual dano pode causar-lhe (USEPA, 1999).
Além disso, o tamanho das partículas exerce influência no transporte, tempo de residência
no ambiente, taxa de deposição atmosférica, penetração no trato respiratório, etc. Almeida
(1999) cita que partículas de diferentes tamanhos comportam-se por diferentes leis físicas.
A faixa de tamanhos de MP encontrado na atmosfera é entre 1 nm e 100 µm, abrangendo,
assim, cinco ordens de grandeza (USEPA, 2004). As partículas menores que 2,5 µm de
diâmetro (PM2,5) alojam-se no bronquíolo terminal, enquanto as partículas menores que 10
µm (PM10) podem ficar retidas no nariz e nasofaringe, podendo ser, posteriormente,
eliminadas do sistema respiratório pelos mecanismos de defesa do organismo humano
(HOLGATE et al., 1999).
Os efeitos ambientais e biológicos causados pelo MP estão diretamente ligados ao seu
tamanho, formato e composição química, assim, é fundamental sua divisão com relação ao
tamanho.
15

3.1.2.1 Diâmetro Equivalente
Partículas presentes na atmosfera geralmente não são esféricas. Por isso, o Diâmetro
Equivalente aparece como um conceito utilizado para definir o tamanho de uma partícula.
Ela determina o tamanho de uma esfera de densidade unitária que possui o mesmo valor de
uma propriedade física ou comportamento da partícula (USEPA, 2004).
Por consequência dessa definição, uma mesma partícula pode apresentar diferentes
diâmetros equivalentes, uma vez que possui diferentes propriedades (Figura 1). De acordo
com os fenômenos mais importantes para o estudo realizado, ou de acordo com o método de
análise utilizado, são estabelecidos diferentes diâmetros equivalentes.
O diâmetro óptico (do), por exemplo, é o diâmetro de uma partícula esférica que possui a
mesmo índice de refração da partícula analisada.
Já o diâmetro aerodinâmico (da) é o mais apropriado para discussões de coleta e deposição
de partículas. Esse diâmetro equivalente consiste em equiparar a partícula com uma esfera
que possui iguais propriedades gravitacionais, como a velocidade terminal de sedimentação.
Para partículas menores, cujo fenômeno de difusão é importante, é comum a utilização do
diâmetro de Stokes que descreve o tamanho de uma esfera que possui a mesma força de
arraste aerodinâmico no fluido.
Outros diâmetros equivalentes também são utilizados, alguns exemplos são: diâmetro de
superfície (ds); diâmetro de perímetro (dp); diâmetro de volume (dv); diâmetro de Feret (df);
diâmetro de queda livre (dql); diâmetro de Martin (dm); diâmetro de área projetada (dap).
Para encontrar descrições de alguns desses diâmetros equivalentes, buscar em Seinfeld e
Pandis (2006).
Figura 1 - Diâmetros equivalentes
Fonte: Almeida (1999) – Adaptado
16

3.1.2.2 Granulometria
O estudo da granulometria de partículas em suspensão na atmosfera é muito importante
devido aos efeitos adversos a saúde provocados por algumas faixas de tamanho. Partículas
pequenas (2,5 µm ou menos de diâmetro) tem a capacidade de atravessar o sistema
respiratório inferior e alcançar os alvéolos pulmonares. As partículas maiores que 10 µm
têm maior possibilidade de serem retidas nas vias respiratórias superiores, podendo ser
removidas pelo nariz ou garganta (WHO, 2006). Este último grupo, por não alcançarem os
pulmões, podem não causar danos físicos aos seres humanos, mas preocupa com relação ao
incômodo à população.
Uma forma de classificar o material particulado por tamanho é feito por pontos de corte e
baseia-se no efeito que a partícula pode causar à saúde humana. As partículas são divididas
em três frações: inalável, torácica e respirável. (Ruzer e Harley, 2005)
As partículas inaláveis são as que possuem diâmetros menores que 10 µm (PM10). Essas
conseguem entrar no nariz ou boca. Dentro dessa fração, as partículas en tre 4 µm e 10 µm
ficam retidas no sistema respiratório superior e as partículas menores que 4 µm,
denominadas torácicas, podem alcançar o tórax.
Já as partículas com ponto de corte menor que 2,5 µm são as denominadas respiráveis. São
aquelas que podem alcançar a região alveolar do sistema respiratório, mas não
necessariamente se depositar. As que possuem diâmetro entre 0,1 µm e 2,5 µm ficam retidos
nos brônquios e podem ser eliminados nos processos de expectoração. As menores que 0,1
µm tem potencial de penetração elevado no pulmão, podendo causar grandes danos (Ruzer e
Harley, 2005).
Contudo, há outras maneiras de se dividir as partículas presentes na atmosfera de acordo
com seu tamanho.
USEPA (2004), por exemplo, sugere outra divisão para as partículas pr esentes na atmosfera.
Nela essas partículas se distribuem em duas frações de tamanhos diferentes, as finas
(diâmetros menores que 2,5 µm, PM2,5) e grossas (diâmetros maiores que 2,5 µm). Segundo
Andrade (1993), essa divisão é bastante conveniente uma vez que frações de diâmetros
aerodinâmicos diferentes possuem propriedades físicas e químicas diferentes.
Graficamente, é possível representar a distribuição granulométrica considerando vários
parâmetros como o volume que ocupam essas partículas, o número de partículas
encontradas, a massa das partículas, a área superficial ou concentração encontrada.
17

A Figura 2 exemplifica uma distribuição urbana média com relação ao número de partículas.
Figura 2 - Distribuição média urbana por número de partículas
Fonte: Adaptado Seinfeld e Pandis (2006)
Já a Figura 3 mostra a distribuição volumétrica das partículas medida experimentalmente e
ainda mostra os principais mecanismos de formação.
Figura 3 - Distribuição volumétrica das partículas e mecanismos de formação
Fonte: Wilson et al. (1977) e Wilson and Suh (1997) apud USEPA, 2004 (adaptado).
As partículas denominadas finas, diâmetros menores que 2,5 µm, são as mais danosas ao ser
humano e também influenciam a visibilidade. Sua formação depende das condições
atmosféricas como umidade, radiação e temperatura. Podem originar-se de processos que
envolvem condensação de vapores quentes, transformação de gases em partículas,
coagulação e partículas formadas fotoquimicamente. Dessa maneira, uma única partícula
pode ser composta por elementos de diversas fontes.
18

Por terem origem em reações químicas, essas partículas menores podem conter mais
substâncias tóxicas que as partículas maiores. Praticamente todo o enxofre encontrado no
aerossol atmosférico está na fração mais fina (USEPA, 2004).
As partículas mais grossas, que por sua vez possuem diâmetro maior que 2,5 µm, estão mais
sujeitas a força gravitacional, são formadas a partir de processos mecânicos, como
ressuspensão de poeira de solo por ventos, sal marinho, cinzas de combustão e emissões
biogênicas naturais. (Pandis et al, 1992 apud Queiroz, 2007).
Na Tabela 1 estão presentes informações como a origem, composição, solubilidade, origem,
tempo de residência, processo de remoção e distâncias alcançadas de cada fração do MP.
3.1.3 Composição Química
A composição química do MP é outra característica fundamental para o estudo de seus
efeitos ao ambiente e à saúde. Segundo Godish (1991), o MP possui uma grande
variabilidade de elementos em sua composição. Alguns podem atingir centenas de
compostos diferentes. Esse número é atribuído pela grande capacidade de absorção das
partículas finas, que entram em associação com os gases que as rodeiam. Portanto, para se
determinar a composição do material particulado é necessário avaliar sua fonte e sua
permanência na atmosfera.
A análise da composição química permite também identificar a origem desse material, o que
possibilita que algumas ações possam ser tomadas para que sua emissão seja atenuada, por
exemplo, pavimentação de ruas, reflorestamento, instalação de equipamentos de controle de
poluição.
Para tanto, perfis de composição são encontrados na literatura de acordo com sua origem
(Tabela 2).
Diferenças locais podem alterar a composição geral das fontes, mas os elementos mais
representativos são geralmente os mesmos. Para solos e crosta terrestre, por exemplo, Si, Al
e Fe, encontrados na forma de vários minerais, são os mais representativos (USEPA, 2004).
Em áreas próximas ao litoral é comum encontrar partículas de sal marinho, com
predominância de Na e Cl como componentes formadoras.
19

Tabela 1 - Informações sobre cada fração de material particulado
Partículas Finas
Ultrafinas Modo de acumulação
Processo de
Formação
Formado por
Composto de
Solubilidade
Origens
Via
Atmosférica
Processo de
Remoção
Partículas Grossas
Combustão, processos de alta temperatura e reações atmosféricas. Quebra de grandes sólidos e gotas líquidas.
Nucleação; condensação e
coagulação.
Sulfato; carbono elementar;
compostos metálicos; compostos
orgânicos com muito baixa
pressão de vapor de saturação na
temperatura ambiente.
Provavelmente menos solúvel
que o modo de acumulação.
Combustão; transformação
atmosférica de SO2 e alguns
compostos orgânicos; processos
de alta temperatura.
Condensação; coagulação; reações de gases
dentro ou sobre as partículas, evaporação
de neblina ou nuvem; gotas líquidas
dissolvidas ou reagidas por gases
Íons sulfato, nitrato, amônia e hidrogênio;
carbono elementar; grande variedade de
compostos orgânicos; metais: compostos de
chumbo, cádmio, níquel, cobre, zinco,
manganês, ferro, etc.; partículas envoltas
em água.
Amplamente solúvel e higroscópico
(absorve umidade do ar)
Combustão de carvão, óleo, gasolina, diesel
e madeira; Transformação atmosférica de
NOx, SO2 e compostos orgânicos,
incluindo espécies orgânicas biogênicas;
processos de alta temperatura, moinhos de
aço, etc.
Ruptura mecânica; evaporação de sprays; suspensão de poeiras;
reações de gases dentro ou sobre partículas.
Suspensão de solo ou poeira; cinzas voláteis da combustão não
controlada de carvão, óleo e madeira; nitratos, clorados,
sulfatos da reação de HNO3/HCL/SO2 com partículas grossas;
óxidos de materiais brutos; CaCO3; CaSO4; NaCl; sal marinho;
pólen; fragmentos de plantas e animais; resíduos de pneus,
pastilhas de freio e desgaste de estradas
Amplamente insolúvel e não higroscópico.
Ressuspensão de poeiras industriais e de solos em ruas e
estradas; suspensão após movimentação no solo; construções e
demolições; combustão não controlada de carvão e óleo; spray
do oceano; fontes biológicas.
Minutos a horas. Dias a semanas. Minutos a horas.
Quando crescem e passam para o
modo de acumulação; difusas por
gotas de chuva.
Formação de gotas nas nuvens e chuvas;
deposição seca.
Distância de
Percurso
1 a dezenas de km. Centenas a milhares de km.
Fonte: USEPA (2004)
Deposição seca por queda; remoção por gotas de chuva.
1 a dezenas de km, centenas a milhares de km em tempestades
de poeira.
20

Tabela 2 - Perfis de Composição de fontes
Composição das fontes
Tamanho das
partículas
Elementos químicos em porcentagem de massa
10%
Poeira de rua
pavimentada a
Grossa Rb, Ni, Zr, Sr, Cu, Mn, Pb,
P, Zn, K + , Ti, S, SO 4- ,
K
EC, Fe, Al Si, OC, Ca
Poeira de rua
despavimentada a Grossa
Y, Cu Pb, Rb, Cr, Br, Zr, Ni, Zn, Mn,
Sr, Cl - , P, K +
Ti, SO4 2- , S, NO 3- K, EC, Fe, Al,
OC
Si, Ca
Construção b Grossa Cr, Mn, Zn, Sr, Ba SO4 2- , K + , S, Ti
OC, Al, K, Ca,
Fe
Si
Solos b Grossa Cr, Mn, Sr, Zn, Ba.
Cl - , Na + , EC, P, S, Cl,
Ti
OC, Al, Mg, K,
Ca, Fe,
Si
Veículos a Fina Br, Mn, Cu Na + , Zn, Fe S OC, EC
Queima de vegetação a Fina Ni, Se, Rb, Zn Al, NO 3- , S SO4 2- , K, Cl - , Cl OC, EC
Mar b Fina e Grossa Ti, V, Ni, Sr, Zr, Pb, Ag, Sn, Sb, Pb
Al, Si, K, Ca, Fe, Cu,
Zn, Ba, La
NO 3- , SO4 2- , OC,
EC
Cl - , Na + ,
Na, Cl
Fonte: a Chow et al. (2004) e b Chow (1995) apud Trindade (2009)
21

Há ainda materiais de origem orgânica, partículas oriundas de processo de combustão em
geral – Carbono Orgânico (OC) e Carbono Elementar (EC). Partículas de óxido de ferro de
origem industrial, entre vários outros.
Os resultados das análises químicas, também servem como dado de entrada para modelos de
determinação das contribuições de fonte para o MP na atmosfera, como Balanço Químico
de Massa e Fatoração de Matriz Positiva.
Queiroz et al (2007) desenvolveram um estudo cujo objetivo era a identificação das fontes
geradoras de MP presentes no município de Sete Lagoas, MG, através dos métodos Balanço
Químico de Massa e Fatoração de Matriz Positiva. A coleta foi feita por meio de
amostradores que utilizava filtros de celulose para a determinação das partículas totais em
suspensão (PTS) e filtros de microssílica para a determinação das partículas inaláveis
(PM10). Foi utilizado a gravimetria para determinar a concentração média do material
particulado coletado nos filtros. A composição mineralógica do PTS e PM10 foi determinada
pela técnica de difração de raios X, método pó. A análise para determinação da composição
elementar das amostras de filtros de celulose e microssílica foi realizada por meio da
técnica de ativação neutrônica, método-k0. Os resultados dos modelos mostraram uma
contribuição significativa da extração e beneficiamento de calcário e fabricação de concret o
e produtos cerâmicos no PTS e contribuição da indústria siderúrgica no PM 10.
3.1.4 Efeitos à saúde
Os efeitos à saúde causados pelo material particulado ganham cada vez mais atenção na
área acadêmica à medida que a poluição cresce nos grandes centros urbanos, locais onde se
concentra maior parte da população mundial. As partículas inaláveis (PM 10) são as
principais responsáveis por esses efeitos. Por possuírem pequenos diâmetros, essas
conseguem atravessar as vias respiratórias superiores.
Além disso, partículas finas (PM2,5), que podem ser formada a partir de reações químicas e
físicas, geralmente contêm mais substâncias tóxicas que as partículas maiores. Elas também
conseguem atingir as vias respiratórias mais inferiores, como os alvéolos pulmonares.
Outros fatores agravantes são que (1) elas são biologicamente mais reativas, (2) têm muito
mais área superficial e são mais numerosas por unidade de massa e (3) se depositam com
muita eficiência nos pulmões (Ruzer e Harley, 2005).
Os estudos de várias entidades, entre elas a Sociedade Americana de Câncer, indicam que
problemas cardiorrespiratórios e até morte por câncer de pulmão possuem aumentos
22

estatisticamente relacionados às concentrações de PM 2,5 (WHO, 2003). Os efeitos,
entretanto, estão relacionados à suscetibilidade do agente receptor. A principal afetada é a
parcela da população mais frágil, como idosos, crianças e pessoas que já apresentam
doenças respiratórias (WHO, 2006)
Segundo a OMS, geralmente os efeitos e sintomas provocados em curto prazo são: reaçõe s
inflamatórias no pulmão, insuficiência respiratória, efeitos adversos no sistema
cardiovascular, aumento do uso de medicamento, aumento de internações hospitalares,
mortalidade. Já sob longo período de exposição os sintomas e efeitos são: diminuição da
capacidade de respiração, redução da função pulmonar das crianças, obstrução pulmonar
crônica, redução da expectativa de vida, mortalidades por doenças cardiovasculares e
respiratórias e desenvolvimento de câncer nos pulmões (WHO, 2006).
Muitos estudos são realizados para identificar as consequências à saúde do particulado,
considerando, por exemplo, o número de atendimentos ambulatoriais. Foi o que fizeram Do
Carmo et. al. (2010). O trabalho tentou investigar os efeitos à curto prazo da exposição da
população ao MP de queimadas da Amazônia na demanda diária de atendimento por
doenças respiratórias. Foram levantados registros diários de 14 unidades de saúde no
período de janeiro de 2004 a dezembro de 2005 no município de Alta Floresta - MT, além
dos níveis diários de material particulado fino (PM 2,5). Utilizou-se regressão de Poisson
para relacionar os dois parâmetros. Os resultados sugerem que os níveis de material
particulado das queimadas estão associados aos efeitos adversos à saúde de crianças. Um
incremento de 10 µg de MP esteve associado a aumentos de 2,9% e 2,6% nos atendimentos
ambulatoriais por doenças respiratórias de crianças no 6º e 7º dia subsequente à exposição.
Outro estudo parecido foi realizado por Braga et al (2007). Nele foram analisados os efeitos
de material particulado inalável (PM10) com atendimentos de emergência devido a
problemas respiratórios e cardiovasculares em Itabira – MG. Foi adotado o modelo de
regressão de Poisson para fazer as correlações. Os resultados indicaram que uma maior
exposição a esse poluente pode acarretar problemas à saúde. Foi verificado que, para um
aumento de 10 µg de PM10, estava associado um aumento de 4% nos atendimentos a
crianças e adolescentes até 13 anos até o 1º dia após a exposição e 12% nos três dias
subsequentes para doenças respiratórias. Já para doenças cardiovasculares, houve aumento
de 4% principalmente para pessoas entre 45 e 64 anos.
23

3.2 Partículas Sedimentáveis
Todas as partículas, independente do seu tamanho, tendem a se depositar. Contudo,
geralmente, quanto maior o seu tamanho, mais rápido isso irá ocorrer. O tempo de retenção
das partículas maiores que 2,5µm tende a ser bem menor do que a fração de partículas
menores (EPA, 1999).
Há dois mecanismos principais da remoção de partículas da atmosfera. São eles: deposição
a seco e úmida (TASDEMIR e ESEN, 2007).
Deposição seca é um processo de remoção que ocorre de maneira lenta e contínua que
transfere os poluentes da atmosfera até a superfície do solo, água e vegetação quando não
há precipitação (TASDEMIR e ESEN, 2007).
A ocorrência deste é resultado de diversos fenômenos, incluindo movimento Browniano,
ação da gravidade e ação do vento (IANOMATA et. al., 2009).
Com isso, a intensidade da deposição seca depende de diversos fatores:
Peso da espécie (forma gasosa ou partícula),
Índices pluviométricos da região,
Complexidade do terreno e da cobertura da superfície.
O nível de turbulência atmosférica, especialmente nas camadas mais próximas do
solo, em que determina a taxa em que as espécies serão enviadas para a su perfície,
Da natureza da superfície da partícula. Uma superfície reativa pode permitir a
absorção ou adsorção de certos gases e assim aumentar o seu peso. Já uma superfície
lisa pode conduzir uma partícula para fora.
Na deposição seca, partículas com grandes diâmetros (maiores que 5 µm) se depositam,
principalmente, por impactação e sedimentação gravitacional. Partículas meno res (entre 0,2
e 2 µm), não são predominantemente depositadas por esse processo e tendem a percorrer
grandes distâncias até eventual deposição, geralmente através da precipitação.
A deposição úmida por sua vez, é resultado da incorporação das partículas nas nuvens e
posteriormente precipitação como chuva ou neve, ou da captura das partículas pelas gotas
de chuvas ou flocos de neve (USEPA, 2004).
24

Esse processo depende amplamente da quantidade de chuva e da concentração do poluente
na atmosfera, mas ainda varia com as propriedades da partícula e rugosidade da superfície.
A Figura 4 mostra a variação da velocidade de deposição em função do diâmetro das
partículas.
Figura 4 - Velocidade de sedimentação das partículas de acordo com o tamanho
Fonte: USEPA (2004)
Como mostrado na figura e citado anteriormente, quanto maior o diâmetro, maior a
velocidade de sedimentação. Para as partículas entre 0,1 e 1 µm, entretanto, a velocidade de
sedimentação não depende do tamanho, neste caso a deposição é controlada pela
turbulência atmosférica. A interceptação e a impactação é mais representativo que a difusão
Browniana nessa faixa, o que explica a menor sedimentabilidade quando comparada às
partículas menores (USEPA, 2004).
O grupo de material particulado sedimentável (PS) é caracterizado por ter maior diâmetro
aerodinâmico, que são depositados sobre superfícies, devido, principalmente, à ação
gravitacional.
A ASTM (1998) define material particulado sedimentável como “qualquer material
composto de partículas pequenas o bastante para passar por uma peneira de tela de seleção
de 1 mm e grande o suficiente para se sedimentar em virtude do seu peso em um container
exposto ao ar ambiente”.
No Brasil, a ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas) dá essa definição: “Poeira
presente na atmosfera, suscetível à coleta por sedimentação livre, composta de partículas
25

sólidas ou líquidas suficientemente grandes para se depositarem no frasco coletor , e
bastante pequenas para atravessarem a peneira de 0,84 mm” (ABNT – MB 3402, 1991).
Este grupo não representa dano físico à saúde, visto que seu tamanho reduz a possibilidade
de penetração profunda no sistema respiratório, mas é um constante problema para a
população por se depositar em locais de uso cotidiano.
As partículas podem sedimentar e depositar sobre materiais, edificações e monumentos
causando a descoloração e a decomposição de materiais de construção (Boubel et al., 1994) .
Podem se depositar nas folhas dos vegetais e reduzir a penetração da luz, o que diminui a
capacidade fotossintetizadora do vegetal (Almeida, 1999).
Além disso, a presença desse poluente em residências gera uma necessidade de limpeza
constante, ou obriga esses locais estarem sempre fechados a fim de evitar a entrada do MP.
O que impede o usufruto pleno dessas propriedades.
O PS, por ser um poluente visual e por acarretar problemas visíveis e constantes, acaba por
ser um dos poluentes mais percebidos pela população.
Stenlund et al. (2009) realizaram um estudo para investigar a percepção da poluição, os
riscos dessa poluição, o incômodo e os sintomas à saúde na população da região de
Oxelösund, Suécia. A pesquisa de opinião foi realizada em dois momentos, antes e após o
fechamento de uma área de sinterização, para ser analisada a percepção da alteração da
poluição e seus efeitos. Verificaram que a poeira e fumaça eram os problemas ambientais
que mais incomodavam a região. 83,7% dos entrevistados indicaram graus entre 1 e 3 de
uma escala de 1 a 10, sendo 1 mais problemático e 10 menos problemático.
Alves et al. (2006) fizeram uma análise de percepção ambiental à poeira sedimentável da
população de três municípios da Região da Grande Vitória, ES – Vila Velha, Serra e
Vitória. Entrevistando 653 pessoas maiores que 14 anos, distribuídas proporcionalmente
nos municípios, um dos objetivos do trabalho era mostrar a percepção da população quanto
à poluição atmosférica de particulado sedimentável evidenciando sua intensidade de
incômodo. 28% dos entrevistados se sentem extremamente incomodados com a poeira
presente no ambiente; 47%, muito incomodados; 23%, pouco incomodados; e 1% nada
incomodado.
Em diversas localidades já existem padrões para limites da taxa de deposição de PS, que,
quando ultrapassados, podem causar incomodo à população afetada. Alguns valores para
média anual são: Argentina (10 g/m 2 /30dias), EUA (5,5 a 10 g/m 2 /30dias), Canadá (4,6 a
26

5,4 g/m 2 /30dias), Espanha (6 g/m 2 /30dias) e Finlândia (10 g/m 2 /30dias). Outros valores
para média mensal: Austrália (4 a 10 g/m 2 /30dias), Canadá (5,25 a 8,7 g/m 2 /30dias), nos
EUA (3,0 a 15 g/m 2 /30dias) e em Minas Gerais (5 a 10 g/m 2 /30dias) (Santos e Reis, 2011).
Alguns trabalhos são realizados a fim de quantificar a poeira sedimentável que a população
urbana está exposta no cotidiano.
Jereb et al. (2009) realizaram um monitoramento em 10 pontos nas proximidades do porto
de Koper na Eslovênia. As amostras foram coletadas e analisadas gravimetricamente nos
primeiros 15 dias de cada mês, de dezembro de 2007 até dezembro de 2008. O estudo
salienta que existe constante reclamação por parte dos habitantes da região com relação à
poluição oriunda das emissões do porto, e que tal problema é visível nos jardins,
residências, roupas e vegetais. O resultado mostrou variações entre 0 mg/m².dia e 250
mg/m².dia. Variação atribuída às mudanças nas condições climáticas.
Em 2009, Zhang et al. (2009) analisaram os dados de monitoramento do período de 1982 e
2003 em 93 cidades da China, abrangendo várias regiões. De 1981 a 2004, a quantidade
média de material sedimentável no período total analisado era de 240,5 t/k m².ano, atingido
pico de 717,2 t/km².ano na cidade interiorana de Baotou. Zhang et al. identificaram uma
média anual de material sedimentável 335 t/km².ano no período de 1981 a 1989, que
decresceu para 203 t/km².ano na década de 1990 e atingiu 146 t/km².an o entre 2000 e 2004.
Foi sugerido que a diminuição desses parâmetros esta ligada à mudança da estrutura
energética, ao reflorestamento, a melhora da engenharia sanitária do país e aos melhores
métodos de controle de poluição, sobretudo na queima do carvão.
27

4 Região de Estudo
A Região Metropolitana da Grande Vitória é formada por sete municípios: Cariacica,
Fundão, Guarapari, Serra, Viana, Vila Velha e Vitória. Abrange uma área de 2.331 km²,
representando apenas 5% da área total do Espírito Santo (46.098 km²). Está posicionada na
porção centro-leste do estado e possui uma população de 1.687.704 habitantes, desses
98,7% estão em área urbana. Aquele número representa quase metade (48%) do total do
estado, que soma 3.514.952 habitantes. Dessa forma, a densidade demográfica média da
região é significativa, atingindo média municipal de 1.102 hab./km², enquanto que a média
municipal no estado é de apenas 144 hab./km² (IBGE, acesso em 9 de maio de 2011).
Tabela 3 - Dados gerais RGV x ES
Dados Gerais
RGV ES
População 1.687.704 3.514.952
População Urbana 98,30% 83,40%
Área Total 2.331 46.098
O crescimento da população da Grande Vitória é de 17% entre 2000 e 2010, enquanto que o
número de veículos já ultrapassava 550 mil na Grande Vitória em 2009, um crescimento de
9% com relação a 2008.
A região é limitada ao norte pelos municípios Aracruz e Ibiraçu, à Noroeste por Santa
Teresa, à Oeste por Domingos Martins, Marechal Floriano e Santa Leopoldina, à Sudoeste
por Alfredo Chaves, ao Sul pelo Município de Anchieta e ao Leste pelo Oceano Atlântico.
A região está localizada aproximadamente na latitude 20º18’ Sul, e longitude 40º19’ Oeste.
A topografia da região é complexa, varia desde planícies litorâneas a colinas (Figura 5). Os
destaques são o Mestre Álvaro, com 833 metros de altura no município de Serra; a reserva
de Duas Bocas no município de Cariacica, que possui picos com altur a variando de 200 a
800 metros; maciços costeiros, destacando-se entre eles o Maciço Central no município de
Vitória, que ocupa quase toda a região da cidade, com altura estimada em 293 metros até a
sua fronteira leste com o oceano Atlântico. À Oeste, mas já fora da região de estudo, inicia-
se a área montanhosa do estado.
28

Figura 5 - Detalhes topográficos da RGV e localização das estações meteorológicas de
superfície
Fonte: Santiago (2009)
4.1 Caracterização Meteorológica
De acordo com o relatório anual do IEMA (2008), a Região da Grande Vitória é
caracterizada por um clima tropical quente e úmido. Temperaturas médias dos meses mais
frios maiores que 18º C e úmido com subseção no mês de Agosto.
Tal tipo climático tem comportamento pelo inverno ameno e seco, e verão chuvoso e
quente. O período quente se estende aproximadamente de outubro à abril, com maior
intensidade em dezembro e janeiro.
As chuvas tendem a se concentrar no verão e tem uma média anual de 1250 mm. No ano de
2010, no entanto, foi registrado um total de 1384 mm de precipitação pluviométrica. A
29

Figura 6 mostra a distribuição mensal encontrada na estação meteorológica de Carapina no
período do estudo, entre janeiro de 2010 e maio de 2011. Observa-se que a distribuição teve
um comportamento atípico do característico do clima na região. Apesar de um período de
seca nos meses mais frios (maio a outubro), o período nos meses de calor (novembro a
abril) apresentou algumas anomalias em meses de janeiro e fevereiro de 2010 e 2011 .
Precipitação Pluviométrica (mm)
400
350
300
250
200
150
100
50
0
Período (mês)
Figura 6 - Precipitação pluviométrica do período de janeiro de 2010 a maio de 2011.
A precipitação é um parâmetro meteorológico muito importante para a análise da
concentração de material particulado presente na atmosfera, uma vez que contribui para a
remoção deste através da deposição úmida. Esse processo consiste na captura e carreamento
até a superfície do poluente pelas gotículas de água.
É possível verificar que a maior frequência de ventos é do quadrante norte nordeste, e isso é
característica da região, sendo observada em muitos registros. As figuras mostram os
registros dos ventos na estação Carapina nos períodos entre abril e dezembro de 2009,
Janeiro e Dezembro de 2010, e Janeiro e Maio de 2011.
30

Figura 7 - Rosa dos ventos do período de abril a dezembro de 2009.
Figura 8 - Rosa dos ventos do ano de 2010
NORTH
WEST EAST
4%
SOUTH
8%
NORTH
SOUTH
8%
12%
12%
16%
16%
20%
20%
4%
WEST EAST
WIND SPEED
(m/s)
>= 4,0
3,0 - 4,0
2,0 - 3,0
1,0 - 2,0
0,5 - 1,0
Calms: 5,89%
WIND SPEED
(m/s)
>= 4,0
3,0 - 4,0
2,0 - 3,0
1,0 - 2,0
0,5 - 1,0
Calms: 8,47%
31

Figura 9 - Rosa dos ventos do período de janeiro a maio de 2011.
4.2 Principais fontes de poluição
A RGV possui 55 a 65% das atividades industriais potencialmente poluidoras instaladas no
Espírito Santo (IEMA, acesso em 20 de março de 2011), entre elas estão atividades
portuárias, cimenteiras, fabricas de concreto, frigoríficos, fundição, ind ústrias alimentícias,
indústrias químicas, indústrias têxtis, indústrias de cerâmica, pedreiras, pelotização,
siderurgia, usinas de asfalto, e veículos (IEMA, 2008).
O inventário do IEMA (2011) trás um levantamento das origens do MP da RGV. Os
resultados mostraram que o principal responsável pelo poluente são as partículas oriundas
de ressuspensão das vias (68%) devido ao tráfego ou vento. Logo depois vem a Vale com
contribuições de 15,8%, a ArcelorMittal Tubarão com 6,1%, os veículos automotores são
responsáveis por 3,7% do total, a Sol Coqueria vem com contribuição de 1,1%,
ArcelorMittal Cariacica com 0,8% e outras fontes por 2,7% (IEMA, 2011). Conforme
apresentado na Figura 10.
NORTH
WEST EAST
4%
SOUTH
8%
12%
16%
20%
WIND SPEED
(m/s)
>= 4,0
3,0 - 4,0
2,0 - 3,0
1,0 - 2,0
0,5 - 1,0
Calms: 20,47%
32

Figura 10 - Contribuição do material particulado total na RGV por fontes segundo
Inventário 2011
Fonte: IEMA (2011)
Segundo o Inventário de Emissões Atmosféricas da Região da Grande Vitória (IEMA,
2011), as emissões industriais de material particulado alcançam um valor de 1047,5 kg/h. Já
as emissões veiculares atingiram 2.891,6kg/h, o que inclui ressuspensão de poeira e a
emissão advinda propriamente de veículos (combustão e desgastes). Portos somaram um
total de 96,64 kg/h. A Tabela 4 mostra as taxas médias para as atividades inventariadas.
Tabela 4 - Taxa de emissão para atividades segundo Inventário 2010
Atividade Taxa de Emissão (kg/h)
Alimentícia 4,8
Produtos minerais 78,5
Industrial
Química 9,9
Minero Siderúrgica 954,4
Total 1.047,5
Escapamento e Evaporativa 107,0
Veiculares
Desgaste de Pneus
Ressuspensão de Partículas
41,9
2.742,7
Total 2.891,6
Logísticas (portos e aeroportos) 98,6
Emissões residenciais e comerciais 2,0
Aterros Sanitários 0,5
Outras 3,0
Total RGV
Fonte: IEMA (2011)
4.043,1
4.3 Qualidade do ar na Região da Grande Vitória
O crescente problema da poluição do ar, simultaneamente com o aumento da
conscientização ambiental e crescimento de exigências de melhorias por parte da
33

população, faz surgir cada vez mais instrumentos que subsidiam a gestão da qualidade do ar
pelo poder público.
O monitoramento da qualidade do ar é um desses instrumentos. Permite o traçado de
estratégias de controle ambiental e auxilia em tomadas de decisões. Sustenta programas de
controle da qualidade de ar e permite ações emergenciais em caso de necessi dade.
Além disso, permite avaliar os efeitos da poluição à população e ao meio ambiente,
acompanhar as tendências da qualidade do ar, fornecer dados para a fixação de padrões da
qualidade do ar.
A resolução CONAMA nº 03 de 1990 estabelece que o monitoramento da qualidade do ar
seja atribuição dos Estados. Com isso, é função dos órgãos ambientais estaduais
estabelecer, manter, coordenar e administrar os programas de monitoramento em suas áreas.
Na RGV, o Instituto Estadual de Meio Ambiente e Recursos Hídricos (IEMA) realiza o
monitoramento através da Rede Automática de Monitoramento da Qualidade do Ar
(RAMQAR). A referida rede foi implantada com equipamentos de medição avançados, e
tem como objetivo controlar e conhecer os impactos na qualidade do ar causados pelas
diversas fontes poluidoras presentes, auxiliar a ação mais rápida e eficaz no controle e na
fiscalização por parte do órgão e garantir, assim, a melhoria da qualidade de vida da
população da Região da Grande Vitória (IEMA, 2008).
A RAMQAR é composta por 8 (oito) estações distribuídas em 5 municípios (Figura 11):
Serra: 2 estações (Laranjeiras, Carapina);
Vitória: 3 estações (Jardim Camburí, Enseada do Suá e Vitória - Centro);
Cariacica: 1 estação (Cariacica)
Vila Velha: 2 estações (Centro e Ibes)
Uma vez que a quantidade de poluentes presentes na atmosfera é grande, a necessidade de
selecionar substâncias representativas para monitoramento da qualidade do ar é de suma
importância para sua eficiência econômica. Assim, a RAMQAR realiza o monitoramento de
compostos consagrados que servem de indicadores de qualidade do ar e que estão ligados a
maior frequência de ocorrência e aos efeitos à saúde (IEMA, 2008). A lém disso, eles são
regulamentados pelo CONAMA:
Dióxido de Enxofre (SO2)
Material Particulado (PTS e PM 10)
34

Monóxido de Carbono (CO)
Ozônio (O3)
Hidrocarbonetos Totais (HC)
Óxidos de Nitrogênio (NO e NO2).
Figura 11 - Localização das estações do RAMQAR
Fonte: IEMA (2008)
A rede realiza ainda monitoramento de parâmetros meteorológicos para viabilizar a análise
da qualidade de ar: Direção e Velocidade dos Ventos, Precipitação Pluviométrica, Umidade
Relativa do Ar, Temperatura, Pressão Atmosférica e Radiação Solar.
Os poluentes e parâmetros meteorológicos monitorados nas estações estão mostrados na
Tabela 5.
Tabela 5 - Poluentes e parâmetros meteorológicos monitorados por cada estação do
RAMQAR
Estação PTS PM10 SO2 CO NO HC O3 Meteorologia
Laranjeiras X X X X X X
Carapina X X DV, VV, UR, PP, P, T, I
Jardim Camburí X X X X
Enseada do Suá X X X X X X X DV, VV
Vitória - Centro X
X X X X X X
Ibes X X X X X X X DV, VV
Vila Velha X X
Cariacica X X X X X X DV, VV, T, UR
PTS: Partículas Totais em Suspensão; PM10: Partículas Inaláveis menores de 10 µm; SO2:
Dióxido de Enxofre; NOx: Óxidos de Nitrogênio; O3: Ozônio; HC: Hidrocarbonetos; CO:
Monóxido de Carbono. DV: Direção de Vento; PP: Precipitação Pluviométrica; VV:
Velocidade do Vento; UR: Umidade Relativa; I:Insolação; P: Pressão; T: Temperatu ra.
35

Fonte: IEMA (2008)
Segundo o Relatório da Qualidade do Ar na Região da Grande Vitória (IEMA, 2008), a
qualidade do ar constatado pelo monitoramento está, na maior parte do tempo, dentro dos
padrões primários segundo resolução CONAMA 03/1990. Material particulado e Ozônio
apresentaram alguns momentos de concentrações relativamente mais altas, alterando o IQA
(índice de qualidade do ar) da condição “boa” para “regular” em algumas localidades, como
mostra a Figura 12.
Figura 12- Gráfico da evolução do IQA para PM10 na Estação Cariacica
Fonte: IEMA (2008)
Para valores de Monóxido de Carbono (CO) foi encontrados níveis de concentração
relativamente mais elevados na estação Centro Vitória, local de intenso fluxo de veículos.
Nela os valores variaram de 249,7 μg/m3 e 6009,0 μg/m3, e registrou valor máximo de
média aritmética de 8 horas de 3576,9 μg/m3 em abril de 2007. As demais estações
registraram médias aritméticas de 8 horas menores que 1511,2 μg/m3 (agosto - Cariacica).
Para Dióxido de Nitrogênio (NO2) as médias aritméticas anuais pouco variaram, de 21,94
μg/m3 (Laranjeiras) até 27,58 μg/m3 (Cariacica). Para esse poluente, as maiores
concentrações foram registradas entre maio e setembro.
4.4 Composição química das partículas
Nesta seção são mostrados os resultados das composições químicas das amostras coletadas,
tanto nas fontes quanto nos receptores.
36

4.4.1 Fontes
Os perfis encontrados nas amostras de material particulado das fontes são apresentados na
Tabela 6. Os resultados foram obtidos junto ao relatório “Caracterização e Quantificação de
Partículas Sedimentadas na Região da Grande Vitória”.
De forma geral, os perfis das fontes seguiram a composição encontrada na literatura. Por
exemplo, solo com abundância de Si, Al, Fe e OC. Construção Civil com Fe e Ca
abundantes. E fontes de indústrias siderúrgicas com elevados níveis de Fe e OC.
4.4.2 Receptores
Para a região estudada, foram analisadas 9 amostras. Uma que representa o período de abril
a setembro de 2009, e as demais, os respectivos meses: novembro e dezembro de 2009,
janeiro, fevereiro, março, novembro e dezembro de 2010 e janeiro de 2011.
A Figura 13 ilustra a composição química identificada nas amostras, cada cor represen ta um
elemento diferente.
Composição [%]
100%
90%
80%
70%
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%
19%
5%
3%
23% 43% 38% 45%
3%
7%
4%
44%
3%
4%
2%
Figura 13 - Composição química das amostras da Ilha do Boi
O Oxigênio é, normalmente, o elemento mais encontrado nas amostras, isso se explica pelo
fato de que a maioria dos elementos é encontrada na forma de óxidos. Contudo, ele não é
indicativo de fontes contribuintes.
8% 9% 8% 10% 9%
5% 2%
3%
2%
8%
0% 0%
8% 11%
2%
41%
35%
22%
4%
4%
20%
3%
4% 2%
4% 1% 1%
3% 4% 5%
6%
5%
3% 3% 3% 3%
35%
2%
5%
3%
39% 42% 39% 39% 42% 40% 36%
13%
7% 11%
4%
2%
8%
2%
4%
4%
30%
2%
4%
3%
44%
35%
2%
5%
3%
41%
Outros
EC
OC
Fe
Ca
Si
Al
* O
37

O Ferro também é outro elemento muito abundante nas amostras, ele representa um grupo
de fontes poluidoras encontrado à nordeste da região de coleta, as siderúrgicas ( Tabela 6).
A abundância desse elemento nas amostras é um indicativo da contribuição dessas fontes no
material sedimentável coletado na região.
Dentre os “outros” elementos, o Cloro aparece com maior importância relativa em massa.
Podendo indicar uma boa contribuição de mar, sinterização e LTQ. Cálcio e Silício indicam
contribuição, também de solo e ressuspensão. OC e EC de fontes siderúrgicas.
38

Tabela 6 - Composição química das fontes em valores percentuais da massa
39

Tabela 6 - Composição química das fontes em valores percentuais da massa (continuação)
Fonte: Santos e Reis (2011).
40

5 Termo de Compromisso Ambiental da Vale
O TCA é um termo assinado no dia 13 de junho de 2007 pela empresa Vale, pelo IEMA e
pelo Ministério Público do Estado do Espírito Santo (MP-ES) com o intuito de prevenir e
minimizar os impactos associados à presença de material particulado no ar da Grande
Vitória.
As medidas de controle que constam no TCA são: (1) Aplicação de supressor de pó na
operação de manuseio de pelotas e aplicação de polímeros nos pátios de carvão e de finos
de minério, (2) uso de ‘tromba’ na ponta de lança dos carregadores, (3) Instalação de Wind
Fence, (4) Enclausuramento das transferências das correias transportadoras. Atingindo
valores de investimentos de R$ 500 milhões.
O documento estabeleceu também que a empresa devesse manter a adesão e o apoio ao
projeto “Núcleo de Estudos da Qualidade do Ar no Espírito Santo”, a ser desenvolvido pelo
IEMA e pela Universidade Federal do Espírito Santo. Tal projeto tem como objetivo
quantificar e caracterizar as partículas sedimentáveis presente no ar da Grande Vitória, bem
como qualificar os níveis de incômodo à população. Para, posteriormente, estabelecer uma
norma legal que determine as metas da presença desses poluentes segundo condições de
sensibilidade.
Foi constituída uma Comissão de Acompanhamento da execução do TCA composta por
quatro membros, sendo um representante do MP-ES, um representante da comunidade, um
representante do IEMA e um representante da Vale.
Por fim, ficaram estabelecido medidas restritivas, sanções, e obrigações às partes.
5.1 Aplicação de supressor de pó na operação de manuseio de pelotas e aplicação de
polímeros nos pátios de carvão e de finos de minério.
Anteriormente ao TCA, a prática de aplicação de supressor de pó na operação de manuseio
de pelotas já estava sendo estudada pela Vale. Contudo, foram dados prazos para a
instalação e início de operação do sistema.
O uso de supressores de pó tem como objetivo tornar as partículas mais pesadas e impedir
que elas sejam arrastadas pelos ventos. Esse processo consiste em utilizar agentes químicos
para aglomerar as partículas e criar uma película protetora. As partículas mais pesadas são
41

menos suscetíveis à ação do vento, pois são necessários ventos mais fortes para conseguir
suspende-las ou carregá-las. Os polímeros também funcionam da mesma maneira.
Há supressores que são formados por látex, glicerina, silicone, polissiloxano. Mas é de
interesse dos fabricantes desses produtos que sua composição não seja revelada.
Figura 14 - Exemplo de aplicação de supressor de pó
5.2 Novas tecnologias para controle durante operação de carregamento de minério e
pelotas nos navios.
Foi estabelecido que a empresa devesse promover um estudo técnico contendo proposta de
controle das emissões de material particulado gerados na ponta da lança dos carre gadores
de navio dos píeres I e II durante a operação de carregamento dos navios com pelotas e
minério. Entre esses estudos estaria o uso de ‘calhas’ e ‘saias’ na ponta de lança dos
carregadores (Figura 15). Caso esses estudos fossem viáveis, a empresa deveria apresentar
um cronograma para a instalação do sistema. Caso contrário, a conclusão do estudo seria
submetida à apreciação da Comissão de Acompanhamento, e a Vale se comprometeria a
continuar a desenvolver outros estudos, adotando medidas mitigadoras provisórias.
5.3 Wind Fence
No documento ficou estabelecido que a Vale devesse estudar a alternativa da instalação de
“Wind Fences” (Figura 16) com o objetivo de diminuir as emissões dos pátios de estocagem
de pelota, minério e carvão no Complexo de Tubarão.
42

Constituída de uma estrutura metálica fechada por telas de polipropileno, c om capacidade
para conter ventos de até 120 km/h, as “Wind Fences”, ou barreiras de ventos, funcionam
como uma cerca, diminuindo ação do vento nas pilhas. Ao passar pela barreira, o vento
perde velocidade dificultando, assim, seu poder de arraste.
Figura 15 - Calha na ponta de lança de um carregador de navios
Figura 16 - Wind Fence na Vale
43

Depois das conclusões dos estudos de viabilidade para esse sistema, foi firmado o primeiro
aditivo do TCA. Neste aditivo o objetivo era incluir dois itens com relação à instalação do
sistema de controle “Wind Fence”.
No aditivo ficou estabelecido que a Vale devesse, inicialmente, implantar o sistema e
monitorar sua eficiência no pátio de pelotas das usinas I e IV. E, posteriormente, implantá-
los nos demais pátios de manuseio de pelotas e carvão: Pátios de estocagem Área Nova e
pátio de estocagem Área Velha, pátio de pelotas das Usinas V e VII.
Ao todo serão 9 quilômetros de comprimento, com altura variando de 19 a 30 metros. Os
estudos realizados pela Vale concluiu que a eficiência desse sistema de controle é de
77,4%.
5.4 Enclausuramento das transferências das correias transportadoras
Foi acordado que a empresa deveria concluir o levantamento de avaliação técnica já em
andamento, projetar e implantar o enclausuramento das transferências de correias
transportadoras no Complexo de Tubarão, quando for tecnicamente viável.
5.5 Precipitador Eletrostático
Além de todas as medidas estabelecidas no TCA, a Vale realizou a implementaç ão de outro
sistema de controle como condicionantes de licenças.
Foram instalado 4 novos precipitadores eletrostáticos contemplando cada Usina de
Pelotização da empresa. Dessa maneira, cada usina recebeu seu 3º precipitador. Esses
equipamentos tem o objetivo de controlar as emissões fugitivas em áreas que não eram
contempladas pelos outros dois precipitadores.
Precipitadores eletrostáticos são equipamentos altamente eficientes que ionizam as
partículas de um fluxo gasoso, forçando-as a se aderirem às placas eletricamente
carregadas. Podem tratar grandes volumes de gases e trabalham em ampla faixa de
temperaturas e de diâmetros de partículas. Além de exigir alto custo de investimento, seu
custo de operação é considerado baixo.
44

5.6 Datas de início de operação dos equipamentos
As datas de início da operação dos sistemas de controle de material particulado adotados
estão sintetizadas na Tabela 7.
Tabela 7 - Datas de início de operação dos sistemas de controle de material particulado.
Supressores e Polímeros ●
Carregadores de Navios
Wind Fence;
Enclausuramento de
Transferências de Correias
2007 2008
Precipitadores eletrostáticos ● ●
*contagem cumulativa
Abril-
Jun/09
Jul-
Set/09
O maior detalhamento está exposto nas seções que seguem.
●
Out-
Dez/09
5.6.1 Sistema de aplicação de supressores de pó e polímeros.
23
●
Jul-
Set/10
46 59
●
Out-
Dez/10
45
Jan-
Mar/11
● ●
A Implantação do Sistema definitivo de aplicação de Supressor de pó nas operações de
manuseio de pelotas (empilhamento, recuperação e transporte) encontra-se implantado e em
operação. O início de operação é 21/06/2007.
Houve ainda, no mesmo período, o início da aplicação de polímeros nas pilhas de
estocagem de minério de ferro e carvão.
5.6.2 Controle de emissões na operação de carregamento de navios
A empresa realizou a adoção de três medidas a fim de diminuir as emissões de material
particulado durante o carregamento de navios:
Substituição dos Carregadores de Navios CN1 e CN2 do Píer I por novos
carregadores, os quais possuem instaladas calhas direcionadoras nas pontas das
lanças dos mesmos.
o Operação: CN1 – 30/11/2009 e CN2 – 10/10/2009
Repotenciamento do sistema de aspersão de água no manuseio de pelotas (03
recuperadoras e 08 pontos de transferências de correias)
o Operação: 20/04/10
Analisador on-line de umidade de pelotas
o Operação: 10/04/2010
●

5.6.3 Instalação de Wind Fences em pátios de estocagem
Já foram instaladas ao todo 4 barreiras de vento na empresa e 1 está sendo instalada:
Pátio de Pelotas das Usinas I a IV - Instalação concluída em Set/2009;
Pátio de Pelotas das Usinas V a VII - Instalação concluída em 31/12/2010*;
Pátio da Área Velha - Instalação concluída em 28/02/2011*;
Pátio da Área Nova - Instalação concluída em 31/03/2011*;
Pátio de Carvão Mineral - Prazo previsto para conclusão: 31/07/2011.
As barreiras cujas datas de conclusão estão assinaladas com asterisco (*) não possuem data
de conclusão oficial. As datas expostas são as de previsão de conclusão, porém pode ter
ocorrido antes do prazo.
5.6.4 Instalação das Casas de Transferência de Correias
As casas de transferência de correias (CATs) foram concluídas concomitantemente ao longo
do tempo, desta forma, as datas mostradas indicam a conclusão de certo número de
equipamentos, sendo cumulativo.
16/04/09, Concluído de enclausuramento de 23 CATs;
22/10/09, Concluído de enclausuramento de 46 CATs;
16/07/10, Concluído o enclausuramento de 59 CATs;
Previsão de conclusão do enclausuramento das outras 17 CATs restantes é
31/07/2011.
5.6.5 Instalação dos Precipitadores Eletrostáticos
3º PE da Usina IV – operando desde Out/2007;
3º PE da Usina III – operando desde 01/08/2009*;
3º PE da Usina II – operando desde 23/11/2009;
3º PE da Usina I - operando desde 18/12/2010.
A data assinalada não é oficial, esta é a data de previsão de conclusão de instalação, que
pode ter ocorrido antes do prazo final previsto.
46

6 Metodologia
As análises apresentadas neste trabalho são baseados, principalmente, nos resultados
obtidos pela rede de monitoramento de partículas sedimentáveis operada pelo IEMA e nos
resultados das análises químicas e mapeamento das fontes apresentados no relatório
“Caracterização e Quantificação de Partículas Sedimentáveis na Região da Grande Vitória”.
A rede de monitoramento de partículas sedimentáveis operada pelo IEMA possui 11 pontos
de coleta, sendo 8 pontos nas estações da Rede Automáticas de Monitoramento da
Qualidade do Ar (RAMQAR), 2 pontos na Ilha do Boi (Hotel SENAC e Clube Ítalo
Brasileiro) e um ponto adicional no centro de Vitória na esquina da Av. Jerônimo Monteiro
e a Rua Pitrângelo Biasi. A Figura 17 mostra a localização dos pontos de coleta de
partículas sedimentáveis.
Figura 17 – Imagem de satélite da região de estudo (RGV), apresentando os pontos de
coletas de MS.
Fonte: Rigo (2010).
Em cada ponto de coleta foram instalados 4 coletores a fim de se possibilitar que
quantidade de massa suficiente seja coletada para análise qualitativa, uma vez que os
métodos de análise sugerem que são necessários entre 1 a 2 gramas. E também permitir que
alguma amostra possa ser eventualmente rejeitada. A configuração dos coletores e
procedimentos de coleta e análise são baseados na norma D1739 da ASTM e na ABNT
MB3402.
47

A região da Ilha do Boi é fortemente influenciada pelas empresas de mineração presentes
no Complexo de Tubarão. Como o vento predominante é do quadrante norte-nordeste, as
empresas são responsáveis por grande quantidade de poeira da região. Levando em
consideração tamanha contribuição, essa região foi a selecionada para realização desse
estudo.
6.1 Coleta de MP sedimentável nos receptores e determinação do fluxo.
A coleta do material particulado sedimentável foi realizada junto ao IEMA, de acordo com
a norma ASTM D 1739 – 98 “Standard Test Method for Collection and Measurement of
Dustfall (Settleable Particulate Matter)”.
Os coletores foram confeccionados seguindo o padrão da norma, com coletor cilíndrico com
abertura superior a 150 mm de diâmetro, e altura não inferior a duas vezes o diâmetro
(Figura 18).
Para a quantificação da poeira sedimentada foi utilizada a norma ABNT MB3402 (1991),
exceto em relação ao algicida recomendado que causou interferência na caracterização
química, uma solução de cobre foi utilizada em substituição.
O procedimento da quantificação de MP está descrito:
Pesagem do béquer sem amostra em balança de precisão 0,1 mg,
O material particulado coletado pelo frasco coletor foi lavado com água destilada
com a ajuda de um bastão de vidro com ponta de borracha, e foi t ransferido para
béqueres de 250 ml,
A seguir, os béqueres foram colocados em uma estufa para retirar toda a umidade da
amostra,
Depois de esfriado em dessecador, o béquer foi novamente pesado.
Por fim, as duas pesagens do béquer foram comparadas e a quanti dade de MP foi
determinada.
Para a determinação do fluxo de sedimentação, foi realizado um simples cálculo
com a quantidade coletada:
48
Equação 1
Sendo Q (g/m².mês) o fluxo de deposição, M (g) a massa coletada, t (dias) o tempo de
exposição do coletor e A (cm²) a área de abertura do frasco.

(a) (b)
Figura 18 - (a) Coletor projetado de acordo com a norma ASTM D1739. Cotas em metros.
(b) Foto do coletor instalado. (c) Detalhe do coletor projetado.
Fonte: Santos e Reis (2011)
(c)
49
Detalhe do alinhamento do
coletor e da proteção. Ambos
devem estar alinhados ou a
distância entre a proteção e o
coletor não deve ultrapassar
0,01m.

6.2 Caracterização química dos receptores
As amostras coletadas foram analisadas pelo laboratório Elemental Analysis Inc. para
determinação de elementos químicos e de carbono nas formas orgânica e elementar através
dos métodos PIXE (Particle Induced X Ray Emission) e TOT (Thermo Optical
Transmittance), respectivamente. Maiores informações sobre os métodos de análise química
estão no ANEXO A.
6.3 Composição do material particulado das fontes
A composição química das fontes que foram utilizados no trabalho foram os utilizados no
Relatório “Caracterização e Quantificação das Partículas Sedimentadas na Região da
Grande Vitória”. Os perfis de fontes já existentes foram fornecidos pelo IEMA, e os demais
foram elaborados por projetos financiados por empresas locais. Todos os perfis foram
atualizados conforma necessidade utilizando os métodos PIXE e TOT.
As fontes foram selecionadas levando em consideração sua representatividade segundo o
inventário de fontes realizado pelo IEMA em 2005. As fontes selecionadas e suas
descrições quanto necessidade de atualização e método de amostragem estão descritas na
Tabela 8.
Tabela 8 - Fontes consideradas e atualizações.
Fontes Observações
MAR Perfil obtido através de análise da amostra de água do mar borrifada em
filtro de quartzo.
Não foi necessário atualização.
QUEIMADA Perfil obtido do Speciate 4.2 (USEPA, 2009) Não foi necessária
SOLOS
E RUAS
CONSTRUÇÃO
CIVIL
atualização.
Foi realizada atualização deste perfil.
Foram separados em dois grupos distintos de fontes: solos e ressuspensão
em ruas.
As amostragens dos solos e das ruas foram realizadas 5 pontos diferentes
ao redor de cada estação de monitoramento e as amostras peneiradas 70
mesh (210um).
Este perfil foi incluído.
Foram realizadas amostragens em 3 construções distintas para cada fases
da construção (acabamento, estrutura e alvenaria) e as amostras
peneiradas 70 mesh (210um).
CIMENTEIRAS Este perfil foi atualizado (Mizu). A amostragem foi realizada na chaminé
e nos filtros de manga (do forno) usando o Método 5 EPA com filtro de
quartzo. . Foram coletados 3 filtros por chaminé.
PEDREIRAS Foram realizadas novas amostragens para tornar o perfil mais
representativo.Foram coletadas amostras em 2 pedreiras, com 3 amostras
por pedreira que foram peneiradas 70 mesh. (Rydiem e Brasitália). Não foi
necessário realizar amostragem na empresa Sobrita.
50

Tabela 8 – Fontes consideradas e atualizações (continuação)
Não é necessário atualização. Perfil CETESB para frota nacional para
VEÍCULARES emissões de escapamento e perfil do Speciate EPA para emissões de
pastilhas de freio (novo perfil incluído).
FORNOS DE Foram realizadas novas amostragens para tornar o perfil mais
PELOTAS representativo.
VALE
Método 5 EPA com filtro de quartzo. Longa exposição com a maior
boquilha disponível, sem necessidade de garantir isocinética para coleta
suficiente de massa.
Amostragem em chaminés: 3 grupos de usinas: 1 e 2 (redução direta –
40%); 3 e 4; 5, 6 e 7 (alto forno – 45%). Na época das coletas não foi
produzida pelota de alta sílica (normalmente 15%) nas usinas 5, 6 e 7.
Todas à gás. Serão coletados 3 filtros por chaminé.
MINÉRIO Foram realizadas novas amostragens para tornar o perfil mais
VALE
representativo.
Foram realizadas amostragens em 3 diferentes pilhas de minério ( pellet
feed, sinter feed e granulado) em locais diferentes da mesma pilha. Três
posições horizontais, em três alturas diferentes na mesma pilha. Foram
combinadas as amostras coletadas nas posições horizontais a fim de obter
3 amostras por pilha.
PELOTAS Foram realizadas novas amostragens para tornar o perfil mais
VALE
representativo.
Foram coletadas amostras de 3 pilhas de pelotas de tipos diferentes em
locais diferentes da mesma pilha. Três posições horizontais, em três
alturas diferentes na mesma pilha. As nove amostras foram misturadas e
re-divididas em 3 amostras.
CALCÁRIO Este perfil não foi fornecido. Foi utilizado o perfil obtido através do
VALE
banco de dados SPECIATE 4.2 da USEPA (2009).
CARVÃO Foram realizadas novas amostragens para tornar o perfil mais
VALE e
representativo.
ARCELOR As amostragens nas pilhas de carvão foram realizadas de forma
TUBARÃO semelhante àquela realizada para as pilhas de minério. Mesmos
fornecedores para ambas as empresas.
COQUE E Coque - Foram realizadas novas amostragens (nas pilhas ou silos e fontes
COQUERIA pontuais) para tornar o perfil mais representativo. Foram realizadas
ARCELOR amostragens do coque já resfriado nas duas coquerias da ARCELOR.
TUBARÃO Peneiramento 200 mesh.
Coqueria - Amostragem na chaminé principal da Coqueria e Filtro de
Mangas do Desenfornamento de Coque, usando o Método 5 EPA com
filtro de quartzo. Foram coletados 3 filtros por chaminé.
SINTER E Foram realizadas novas amostragens para tornar o perfil mais
SINTERIZAÇÃO representativo. Amostragem na chaminé principal da Sinterização Método
ARCELOR 5 EPA com filtro de quartzo. Foram coletados 3 filtros por chaminé. Para
TUBARÃO o perfil do SINTER foi utilizado o perfil obtido através do banco de dados
SPECIATE 4.2 da USEPA (2009).
AFORNO Foram realizadas novas amostragens para tornar o perfil mais
ARCELOR representativo. Amostragem nas chaminés dos filtros de manga da casa de
TUBARÃO corrida e stock-house, usando Método 5 EPA com filtro de quartzo. Foram
coletados 3 filtros por chaminé.
ACIARIA Este perfil não foi fornecido. Foi utilizado o perfil obtido através do
ARCELOR
TUBARÃO
banco de dados SPECIATE 4.2 da USEPA (2009).
51

Tabela 8 – Fontes consideradas e atualizações (continuação)
TERMELÉTRICA
ARCELOR
TUBARÃO
LAMINAÇÃO
ARCELOR
TUBARÃO
ARCELOR
CARIACICA
OUTRAS
FONTES
INDUSTRIAIS
Fonte: Santos e Reis (2011)
6.4 Modelo Receptor
Foram realizadas novas amostragens para tornar o perfil mais
representativo. Amostragem na chaminé principal Método 5 EPA com
filtro de quartzo. Foram coletados 3 filtros por chaminé.
Foram realizadas novas amostragens para tornar o perfil mais
representativo. Amostragem na chaminé do Forno de Aquecimento de
Placas com o Método 5 EPA com filtro de quartzo. Foram coletados 3
filtros por chaminé.
Foram realizadas novas amostragens para tornar o perfil mais
representativo. Amostragem na chaminé dos filtros de mangas do forno
elétrico com o Método 5 EPA com filtro de quartzo. Foram coletados 3
filtros por chaminé.
Foram realizadas amostragens na indústria de cerâmica (Biancogrês),
têxtil (Poltex), fábrica de eletrodos (Elken). A empresa alimentícia Buaiz
não realizou a amostragem. A Companhia siderúrgica Santa Barbara e
CBF não estão em funcionamento. Amostragens na chaminé principal,
usando o Método 5 EPA com filtro de quartzo. Foram coletados 3 filtros
por chaminé.
A partir das análises químicas das amostras e das fontes, foi possível utilizar os dados para
trabalhar com modelo estatístico, o Balanço de Químico de Massa. Foi utilizado, neste
trabalho, o programa EPA-CMB8.2, disponibilizado pela USEPA, agência de proteção
ambiental norte americana.
O Balanço Químico de Massa é um de vários dos modelos chamados modelos receptores.
Tais modelos usam as características químicas e físicas das partículas e gases medidas no
receptor e na fonte para identificar as contribuições de cada fonte nos receptores.
Geralmente esse tipo de modelo é utilizado conjuntamente com modelos de dispersão que
estimam taxas de emissão de poluentes, simulam transporte e transformações na atmosfera,
utilizam dados meteorológicos para, por fim, estimar a concentração nos receptores e
contribuição das fontes.
Modelos de dispersão e modelos receptores são modelos complementares, pois carência de
um modelo é suprida pela especialidade do outro modelo.
52

6.4.1 EPA-CMB8.2
O procedimento de modelagem pelo CMB percorre cinco passos: i) identificação das fontes;
ii) seleção das espécies químicas ou outras propriedades que serão incluídas no cálculo; iii)
conhecimento dos perfis das fontes; iv) estimação das incertezas dos perfis das fontes e dos
receptores; v) solução das equações de balanço químico de massa.
O CMB exige que as fontes tenham diferentes quantidades de cada elemento. Essa diferença
é mais importante que a presença de um elemento em alguma fonte e ausência deste em
outra. A singularidade é importante apenas para determinar quais fontes deverão ser
incluídos no inventário analisado. Fontes que possuem perfis parecidos não conseguem ser
distintas pelo programa.
Outro ponto importante é que a combinação de perfis que melhor explicam as medições
pode variar de uma amostra para a outra, mesmo que elas sejam l ocalizadas no mesmo
ponto. Isto porque há diferenças nas taxas de emissão de alguma fonte, por exemplo, por ter
dias em que há queima de madeira e outros dias em que não há; por ter variação nas
condições meteorológicas (mudanças de velocidade e direção do vento, precipitação, etc.);
e mudanças na composição das emissões das mesmas fontes.
Os princípios básicos dos modelos receptores são a conservação e o balanço de massa da
composição química da amostra. Para realizar este balanço é necessário analisar gra nde
número de constituintes químicos das amostras coletadas. Hopke (2003) sugere a Equação 2
para o balanço de massa para todos os constituintes elementares do MP coletados para p
independentes fontes.
∑
53
Equação 2
Onde, é a concentração medida da espécie j na amostra i, é a fração da espécie j
presente na fonte p, é a contribuição da fonte p na amostra i e é a parte da amostra
que não pode ser ajustada pelo modelo.
Na prática é a matriz onde cada coluna representa a composição química da amostra e
é a matriz das composições químicas das fontes. Assim, através de combinações
lineares é possível chegar à contribuição de cada fonte. O termo de erro ( representa a
parte da medida que não podem ser enquadrados pelo modelo (USEPA, 2009).

O CMB soluciona a equação 1 para 54 elementos de um receptor a partir de um algoritmo
de efetiva variância dos mínimos quadrados, o que minimiza a diferença entre o valor
medido e o valor calculado (WITTIG & ALLEN, 2008).
Os dados de entrada do programa são os perfis de cada fonte, ou seja, a porção de cada
elemento presente nela (Tabela 9), e também os perfis de cada receptor (Tabela 10).
Tabela 9 - Perfil da fonte Pedreiras
Na Mg Al Si P S Cl K
1,87% 2,11% 8,17% 23,00% 0,73% 0,35% 0,21% 2,82%
Ca Ti V Cr Mn Fe Ni Cu
4,09% 0,90% 0,00% 0,00% 0,08% 5,31% 0,00% 0,00%
Zn Ga Ge As Se Br Rb Sr
0,01% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,10%
Y Zr Mo Hf Hg Pb OC EC
0,00% 0,06% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,20% 0,00%
Tabela 10 - Perfil de receptor
Na Mg Al Si P S Cl K
7,56% 2,20% 3,74% 6,53% 0,11% 2,39% 6,23% 0,58%
Ca Ti V Cr Mn Fe Ni Cu
2,76% 0,17% 0,00% 0,01% 0,08% 23,40% 0,00% 0,02%
Zn Ga Ge As Se Br Rb Sr
0,14% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,01% 0,00% 0,01%
Y Zr Mo Hf Hg Pb OC EC
0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 0,00% 3,39% 4,79%
Como saída, o programa mostra o resultado do cálculo do valor da contribuição de cada
fonte representada por um perfil para a massa total e para a massa de cada espécie química,
assim como o valor das respectivas incertezas e os parâmetros de qualidade dos resultados
(CHI², R², Massa calculada e Graus de Liberdade) (Figura 19).
Os parâmetros de controle que o CMB utiliza para avaliar a validade da estimação de
contribuição das fontes são o Chi-quadrado (χ²), R-quadrado (R²), grau de liberdade,
porcentagem em massa, erro padrão e T-estatístico.
O Chi-quadrado é a soma ponderada dos quadrados das diferenças entre os valores
calculados e os valores medidos das concentrações das espécies. O ideal é que não haja
diferenças entre os valores calculados e os valores medidos e esse parâmetro de controle.
Contudo, valores menores que 1 indicam que o ajuste dos dados foi muito bom, enquanto
que valores entre 1 e 2 são aceitáveis. Valores maiores que 4 indicam o resultado da
concentração de uma ou mais espécies não está bem explicado pelo modelo.
54

Figura 19 - Exemplo de resultado principal do EPA-CMB8.2
O grau de liberdade é igual ao número de espécies menos o número de fontes e é usado
quando testes estatísticos são aplicados ao Chi- quadrado. No CMB é requisito que o grau
de liberdade seja maior que zero, mas para obter uma boa simulação é necess ário ter pelo
menos grau de liberdade 5.
O R-quadrado pode variar de 0 a 1, e é determinado pela regressão linear dos valores
medidos versus valores calculados pelo modelo. É o coeficiente de determinação do ajuste
entre os resultados das concentrações das espécies calculadas pelo modelo e as
concentrações das espécies medidas no receptor. Quanto mais próximo de 1 for o valor de
R², melhor foi o ajuste feito pelo modelo, isto é, melhor as estimativas de contribuição
55

explicam as concentrações medidas. Por outro lado, valores de R² menores que 0.8 indicam
que o ajuste não foi satisfatório.
Vários fatores podem explicar os valores desses parâmetros fora da faixa aceitável, alguns
deles são: i) erros nos dados de entrada que podem significar erros de medição; ii ) omissão
de uma ou mais fontes significativas; iii) inclusão de um ou mais perfis que não são
representativos para a fonte; iv) subestimação das precisões nos dados de incerteza nos
perfis do receptor e das fontes.
A porcentagem em massa é a razão entre a massa calculada e a massa medida. Idealmente,
espera-se que esse valor atinja 100%, mas valores entre 80% e 120% são aceitáveis.
Outros resultados são apresentados pelo programa a fim de identificar possíveis erros. Um
deles é a Tela das Concentrações de Espécies (Species Concentrations Display), que mostra
o quão satisfatório as concentrações individuais dos receptores são reproduzidas pela
contribuição das fontes (Figura 20). Essa tela permite avaliar se existem espécies
superestimadas, ou subestimadas, e se devem ser removidas do grupo, através de um
parâmetro de medida desempenho que consiste da razão entre a concentração estimada e a
medida. Outra conclusão que se pode chegar é que existe uma fonte que contribui
excessivamente para uma dada espécie e deve ser excluída.
Outra tela de resultado é a matriz MPIN (Modified Pseudo Inverse Normalizer) (Figura 21).
Ela mostra se um elemento causa influência ou não na contribuição e no erro padrão da
fonte. Os valores dessa matriz variam de -1 até 1. Para valores cujo módulo está entre 0,5 e
1, significa que o elemento influencia os valores daquela fonte. Valores menores cujo
módulo é menor que 0,3 significam que o elemento não influencia a fonte. Já para valores
cujo módulo fica entre 0,3 e 0,5 há ambiguidade da conclusão, mas geralmente devem ser
considerados que não influenciam.
Como todo modelo, o CMB faz algumas considerações, que se traduzem em limitações,
para realizar a modelagem, são eles:
A composição química das amostras das fontes é sempre constante, ou seja , não é
considerado que podem ocorrer reações com o poluente no período que vai da
emissão até a captura pelo receptor.
As espécies químicas não reagem entre si, ou seja, elas se adicionam
independentemente.
Todas as fontes com potencial de contribuição para o receptor são identificadas e
têm contribuições calculadas.
56

O número de fontes deve ser menor ou igual ao número de espécies selecionadas
para o cálculo.
Os perfis das fontes são linearmente independentes uma das outras.
Os cálculos das incertezas são randômicos, não correlacionadas e com distribuição
normal.
Para obtenção de resultados satisfatórios, portanto, é importante a escolha de fontes
representativas no período anterior à utilização do modelo. Essa seleção de fontes deve ser
tal que represente de maneira fiel às contribuições em dado receptor. O procedimento de
inventário de fontes requer um planejamento apurado, pois é ela demanda recursos para
análises.
SPECIES CONCENTRATIONS:
CALCULATED RESIDUAL
------------------------ ------------------
SPECIES FIT MEASURED CALCULATED MEASURED UNCERTAINTY
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
TOTAL IC1 1.00000+- 0.10000 1.07143+- 0.08993 1.07+- 0.14 0.5
Na IC2 * 0.07200+- 0.00720 0.05890+- 0.00580 0.82+- 0.11 -1.4
Mg IC3 0.01670+- 0.00167 0.00163+- 0.00079 0.10+- 0.05 -8.2
Al IC4 * 0.02710+- 0.00271 0.01556+- 0.00785 0.57+- 0.30 -1.4
Si IC5 * 0.04210+- 0.00421 0.05575+- 0.03969 1.32+- 0.95 0.3
P IC6 * 0.00096+- 0.00010 0.00036+- 0.00018 0.38+- 0.19 -2.9
S IC7 * 0.02620+- 0.00262 0.02263+- 0.00306 0.86+- 0.15 -0.9
Cl IC8 * 0.05230+- 0.00523 0.05803+- 0.00578 1.11+- 0.16 0.7
K IC9 * 0.00290+- 0.00029 0.00355+- 0.00043 1.22+- 0.19 1.2
Ca IC10 * 0.01940+- 0.00194 0.01772+- 0.00242 0.91+- 0.15 -0.5
Ti IC12 * 0.00104+- 0.00010 0.00100+- 0.00023 0.96+- 0.24 -0.2
V IC13 * 0.00000< 0.00007 0.00000< 0.00004 0.00< 0.00 0.0
Cr IC14 * 0.00000< 0.00006 0.00001< 0.00005 0.00< 0.00 0.1
Mn IC15 * 0.00083+- 0.00008 0.00073+- 0.00058 0.88+- 0.70 -0.2
Fe IC16 * 0.30100+- 0.03010 0.32327+- 0.03423 1.07+- 0.16 0.5
Ni IC18 * 0.00000< 0.00002 0.00001< 0.00002 0.00< 0.00 0.4
Cu IC19 * 0.00018+- 0.00002 0.00019+- 0.00003 1.07+- 0.21 0.4
Zn IC20 * 0.00084+- 0.00008 0.00042+- 0.00021 0.50+- 0.25 -1.9
Ga IC21 * 0.00000< 0.00001 0.00000< 0.00001 0.00< 0.00 0.1
Ge IC22 * 0.00000< 0.00001 0.00000< 0.00001 0.00< 0.00 0.3
As IC23 * 0.00000< 0.00002 0.00001< 0.00002 0.00< 0.00 0.2
Se IC24 * 0.00000< 0.00001 0.00002< 0.00017 0.00< 0.00 0.1
Br IC25 * 0.00013+- 0.00002 0.00002+- 0.00002 0.13+- 0.17 -3.5
Rb IC26 * 0.00021+- 0.00005 0.00002+- 0.00005 0.09+- 0.24 -2.6
Sr IC27 * 0.00000< 0.00004 0.00010< 0.00004 0.00< 0.00 1.8
Y IC28 * 0.00000< 0.00001 0.00000< 0.00002 0.00< 0.00 0.0
Zr IC29 * 0.00000< 0.00007 0.00011< 0.00005 0.00< 0.00 1.3
Mo IC31 * 0.00000< 0.00003 0.00002< 0.00004 0.00< 0.00 0.4
Hf IC60 * 0.00000< 0.00006 0.00000< 0.00004 0.00< 0.00 0.0
Hg IC68 * 0.00000< 0.00003 0.00001< 0.00003 0.00< 0.00 0.3
Pb IC70 * 0.00000< 0.00005 0.00014< 0.00020 0.00< 0.00 0.7
OC IC74 * 0.02500+- 0.00276 0.03180+- 0.00833 1.27+- 0.36 0.8
EC IC75 * 0.07860+- 0.00813 0.09023+- 0.01591 1.15+- 0.23 0.7
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Figura 20 - Tela das Concentrações de Espécies - EPA-CMB8.2
Fonte: USEPA (Acesso em: 2 de junho de 2011)
57

Figura 21 - Matrix MPIN – EPA CMB8.2
Fonte: USEPA (Acesso em: 2 de junho de 2011)
58

7 Resultados e discussões
Os resultados apresentados neste capítulo estão divididos em três grupos: análise
quantitativa, composição química do material coletado e contribuição das fontes.
7.1 Análise Quantitativa
A análise quantitativa foi dividida em três partes: ponto SENAC, ponto Ítalo e resultado
médio dos dois pontos, uma vez que estão localizadas dentro da área de estudo.
7.1.1 Ponto SENAC
No ponto SENAC, a coleta iniciou-se no mês de abril de 2009. Os valores encontrados de
taxa de deposição no ponto estão expostos na Tabela 11.
Tabela 11 - Taxa de deposição no ponto SENAC
Mês Taxa (g/m².mês) Mês Taxa (g/m².mês) Mês Taxa (g/m².mês)
ABR/09 2,61 JAN/10 10,53 OUT/10 6,63
MAI/09 3,72 FEV/10 10,18 NOV/10 9,89
JUN/09 3,44 MAR/10 9,12 DEZ/10 16,22
JUL/09 4,78 ABR/10 4,88 JAN/11 10,83
AGO/09 5,66 MAI/10 1,81 FEV/11 11,06
SET/09 11,69 JUN/10 1,14 MAR/11 4,63
OUT/09 9,65 JUL/10 4,48 ABR/11 3,62
NOV/09 16,16 AGO/10 4,56 MAI/11 2,69
DEZ/09 13,44 SET/10 6,90 MÉDIA 7,32
A média das taxas foi de 7,32 g/m².mês. Com valores variando de 1,14 g/m².mês
(junho/2010) até 16,22 g/m².mês (dezembro/2010).
A Figura 22 mostra a evolução temporal da taxa de deposição no ponto SENAC.
59

Taxa de deposição mensal (g/m².mês)
18,0
16,0
14,0
12,0
10,0
8,0
6,0
4,0
2,0
0,0
Figura 22 - Evolução da taxa de deposição no ponto SENAC.
A evolução da taxa de deposição apresenta um comportamento sazonal com maiores valores
nos meses entre setembro e março, coincidindo com o período mais quente da região e com
o período de maiores velocidades e permanência de ventos no sentido norte e nordeste. Os
menores valores foram encontrados nos meses de abril a agosto.
A Figura 23 compara os dados mensais obtidos para os anos 2009, 2010 e 2011.
Taxa de deposição mensal (g/m².mês)
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0
Período (mês)
Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
Período (mês)
Figura 23 - Comparação mensal da taxa de deposição no ponto SENAC.
2009
2010
2011
60

Comparando os meses de 2010 com 2009, observa-se uma diminuição em sete dos noves
meses passíveis de comparação. Apenas abril e dezembro foram registrados um aumento da
deposição, de 2,61 g/m².mês para 4,88 g/m².mês no primeiro mês (2,28 g/m².mês ou 87%) e
13,44 g/m².mês para 16,22 g/m².mês no segundo mês (2,78 g/m².mês ou 21%). Fazendo
uma média ponderada com a massa, o percentual de diminuição é de 21% entre 2009 e
2010.
Comparando 2011 com 2010, houve crescimento em três dos cinco meses analisados:
janeiro, fevereiro e maio, com crescimento de 0,29 g/m².mês ou 3%, 0,88 g/m².mês ou 9% e
0,89 ou 49%, respectivamente. Em março e abril, diminuição de 9,12 g/m².mês para 4,63
g/m².mês (4,49 g/m².mês ou 49%) e de 4,88 g/m².mês para 3,62 g/m².mês (1,26 g/m².mês ou
26%) (Figura 23).
7.1.2 Ponto Ítalo
No ponto Ítalo as taxas começaram a ser determinadas a partir do mês novembro de 2009.
Os valores encontrados de taxa de deposição no ponto estão expostos na Tabela 12.
Tabela 12 - Taxa de deposição no ponto Ítalo
Mês
Taxa
(g/m².mês)
Mês
Taxa
(g/m².mês)
Mês
Taxa
(g/m².mês)
NOV/09 15,05 JUN/10 2,41 JAN/11 7,99
DEZ/09 10,98 JUL/10 5,31 FEV/11 7,70
JAN/10 8,98 AGO/10 3,61 MAR/11 5,48
FEV/10 6,86 SET/10 8,37 ABR/11 4,77
MAR/10 8,11 OUT/10 5,62 MAI/11 3,23
ABR/10 5,67 NOV/10 7,46 MÉDIA 6,86
MAI/10 2,62 DEZ/10 10,12
A média das taxas encontradas foi 6,68 g/m².mês, com valores variando de 2,41 g/m².mês
em junho de 2010 e 15,05 g/m².mês em novembro de 2009. Observa-se que as variações
foram um pouco menos acentuadas que o ponto SENAC.
A Figura 24 mostra a evolução da taxa de deposição no ponto Ítalo.
61

Taxa de deposição mensal (g/m².mês)
18,0
16,0
14,0
12,0
10,0
8,0
6,0
4,0
2,0
0,0
Figura 24 - Evolução da taxa de deposição no ponto Ítalo
Como esperado, a evolução da taxa de deposição foi similar ao ponto SENAC graças à
proximidade entre os dois pontos (Figura 24). Os maiores valores foram obtidos no período
de setembro até março, coincidindo com o período mais quente. E os menores valores
ficaram no período de Abril à Agosto. Não é possível prever um comportamento da taxa
pois não há dados suficientes.
A Figura 25 compara os valores mensais obtidos nos anos 2009, 2010 e 2011.
Taxa de deposição mensal (g/m².mês)
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0
Período (mês)
Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
Período (mês)
Figura 25 - Comparação mensal da taxa de deposição no ponto Ítalo.
2009
2010
2011
62

Comparando o ano 2010 com 2009, é observado apenas redução nos meses passíveis de
análises. Novembro caiu de 15,05 g/m².mês para 7,46 g/m².mês uma diminuição 7,59
g/m².mês ou 50%. Em dezembro, de 10,98 g/m².mês para 10,12 g/m².mês, 0,86 ou 8% de
redução.
Entre 2011 e 2010, houve redução em três dos cinco meses analisados: Janeiro (8,98
g/m².mês para 7,99 g/m².mês; 11%), março (8,11 g/m².mês para 5,48 g/m².mês; 32%) e
abril (5,67 g/m².mês para 4,77 g/m².mês; 16%). Observou-se aumento em fevereiro (6,86
g/m².mês para 7,7, g/m².mês; 12%) e em maio (2,62 g/m².mês para 3,23 g/m².mês; 24%).
7.1.3 Dados médios para Ilha do Boi
A Tabela 13 mostra os valores das taxas de deposição na Ilha do Boi. Tais valores foram
obtidos através das médias dos valores medidos nos pontos SENAC e Ítalo.
Tabela 13 - Taxa de deposição na Ilha do Boi
Mês
Taxa
(g/m².mês)
Mês
Taxa
(g/m².mês)
Mês
Taxa
(g/m².mês)
ABR/09 2,61 JAN/10 9,76 OUT/10 6,12
MAI/09 3,72 FEV/10 8,52 NOV/10 8,67
JUN/09 3,44 MAR/10 8,61 DEZ/10 13,17
JUL/09 4,78 ABR/10 5,28 JAN/11 9,41
AGO/09 5,66 MAI/10 2,21 FEV/11 9,38
SET/09 11,69 JUN/10 1,78 MAR/11 5,05
OUT/09 9,65 JUL/10 4,89 ABR/11 4,20
NOV/09 15,61 AGO/10 4,08 MAI/11 2,96
DEZ/09 12,21 SET/10 7,63 MÉDIA 6,97
A média durante o período de abril de 2009 até Maio de 2011 foi de 6,97 g/m².mês, com
valor máximo de 15,61 g/m².mês (novembro de 2009) e mínimo de 1,78 g/m².mês (junho de
2010).
A Figura 26 mostra a evolução da taxa de deposição de partículas para a Ilha do Boi.
63

Taxa de deposição Mensal (g/m².mês)
18,00
16,00
14,00
12,00
10,00
8,00
6,00
4,00
2,00
0,00
Figura 26 - Taxa de deposição de partículas na Ilha do Boi
O comportamento dos registros se caracterizou de forma sazonal ao longo do ano, obtendo
maiores valores entre os meses de setembro e fevereiro. Esse acontecimento de máximos
durante os meses de verão e valores baixos na época de inverno indica uma característica
das taxas de deposição. (Figura 26).
Nos meses de março de 2010 e abril de 2010, a constância, direção e velocidade dos ventos
alteraram drasticamente, de uma frequência de aproximadamente 20% norte -nordeste para
uma frequência de aproximadamente 22% para sul-sudeste. Essa alteração contribuiu para
uma diminuição da taxa de deposição de 8,61 g/m².mês para 5,28 g/m².mês.
A Figura 27 compara os valores mensais dos anos 2009, 2010 e 2011.
Outro período que essa mudança de ventos influencia na taxa de deposição é entre fevereiro
e março de 2011. A incidência de ventos também alterou drasticamente e as taxas mudaram
de 9,38 g/m².mês para 5,05 g/m².mês.
Período (mês)
64

Taxa de deposição mensal (g/m².mês)
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0
Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
Período (mês)
Figura 27 - Comparação mensal da taxa de deposição na Ilha do Boi.
Na análise dos meses de 2010 com 2009, são observados diminuições em seis dos nove
meses passíveis de comparação. Aumento apenas nos meses de abril (2,61 g/m².mês para
5,28 g/m².mês; 102%), julho (4,78 g/m².mês para 4,89 g/m².mês; 2%) e dezembro (12,21
g/m².mês para 13,17 g/m².mês; 8%) (Figura 27).
Comparando 2011 com 2010, apenas os meses de janeiro a maio podem ser analisados. Dos
cinco, três apresentaram diminuição nas taxas de deposição: janeiro (9,76 g/m².mês para
9,41 g/m².mês; 4%), março (8,65 g/m².mês para 5,05 g/m².mês; 41%) e abril (5,28 g/m².mês
para 4,20 g/m².mês; 20%). Fevereiro e maio tiveram taxas crescentes, de 8,52 g/m².mês
para 9,38 g/m².mês ou 10% no primeiro, e de 2,21 g/m².mês para 2,96 g/m².mês no
segundo, 34% (Figura 27).
Apesar das variações encontradas, não de pode afirmar que houve uma variação
significativa dos níveis de deposição devido à efetividade das medidas de controle. As
variações podem estar relacionadas as variações meteorológicas no período de estudo.
Por exemplo, entre março de 2010 e 2011 pode ter sido influenciada pela alteração da
predominância dos ventos (Figura 28). Em março de 2010 registrou-se maior ocorrência de
ventos nordeste e velocidades entre 3 m/s e 4 m/s. Já em 2011 esses ventos não ocorreram
como em 2010, os ventos predominantes foram o sul e velocidades dominantes de
intensidade entre 1 m/s e 2 m/s.
2009
2010
2011
65

NORTH
6%
WEST EAST
SOUTH
(a) 1,0 - 2,0
(b)
0,5 - 1,0
Figura 28 – (a) Rosa dos ventos de março de 2010; (b) Rosa dos ventos de março de 2011
Entre novembro de 2009 e novembro de 2010 também podem ter sido influenciada pela
alteração da intensidade dos ventos. Apesar das frequências direcionais serem parecidas,
em 2010 os ventos nordestes foram mais frequentes nas velocidades 2 m/s até 3 m/s.
NORTH
SOUTH
12%
12%
18%
18%
24%
24%
30%
30%
6%
WEST EAST
1,0 - 2,0
(a) (b)
0,5 - 1,0
Figura 29 - (a) Rosa dos ventos de novembro Calms: de 5,48% 2009; (b) Rosa dos ventos de novembro de
2010.
7.2 Variação da composição química do material particulado sedimentado
Os resultados das análises químicas das fontes e dos receptores estão apresentados no
Capítulo 4. Os resultados mostrados Figura 30 são as composições químicas das amostras
nos receptores sem a presença do oxigênio.
WIND SPEED
(m/s)
>= 4,0
3,0 - 4,0
2,0 - 3,0
Calms: 7,94%
WIND SPEED
(m/s)
>= 4,0
3,0 - 4,0
2,0 - 3,0
NORTH
6%
WEST EAST
SOUTH
NORTH
SOUTH
12%
12%
18%
18%
24%
24%
30%
30%
6%
WEST EAST
66
WIND SPEED
(m/s)
>= 4,0
3,0 - 4,0
2,0 - 3,0
1,0 - 2,0
0,5 - 1,0
Calms: 11,94%
WIND SPEED
(m/s)
>= 4,0
3,0 - 4,0
2,0 - 3,0
1,0 - 2,0
0,5 - 1,0
Calms: 14,93%

Composição [%]
100%
90%
80%
70%
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%
Figura 30 - Composição química das amostras eliminando o Oxigênio
Ao fazer uma análise na abundância de ferro nas amostras através da Figura 30, é possível
verificar uma variação entre 33% e 69% da composição. Além disso, ao ser comparado
novembro, dezembro de 2009 e janeiro de 2010 com novembro e dezembro de 2010 e
janeiro de 2011 observa-se uma diminuição percentual média da proporção de Fe, de 63%
para 47%.
7.3 Contribuição das fontes do material sedimentável da Ilha do Boi
As composições químicas dos receptores descritas na seção anterior foram utilizadas como
dados de entrada para o modelo receptor CMB 8.2. Conforme descrito anteriormente, o
modelo EPA-CMB8.2 tem a dificuldade de trabalhar com perfis similares. Por isso, para
melhor análise dos resultados, foram estabelecidos grupos que agrupam as fontes cujos
perfis são similares. Ao todo foram estabelecidos quatro grupos representando fontes
siderúrgicas:
30%
8%
5%
37%
12% 13% 11% 15% 14%
8%
4%
11%
3%
63% 57%
4% 0% 0%
3%
12% 16%
69%
60%
4%
5% 3%
10% 4% 4%
3%
2% 2%
3% 4%
6% 7% 6% 7% 9% 9% 8% 7% 8%
6% 4% 4% 4% 4% 4% 5% 5% 5% 5%
Subgrupo 1: Carvão, Coque e Coqueria;
Subgrupo 2: LTQ e Term_AMT;
Subgrupo 3: Minério, Pelotas e Fornos de Pelotização Vale.
Subgrupo 4: Sínter, Sinterização, Aciaria e Alto-forno.
É importante informar que quando aparece a contribuição de uma das fontes de um grupo,
normalmente não é encontrado contribuição de outra fonte do mesmo grupo, dev ido à
52%
37%
6%
7%
33%
20%
13%
17%
14% 6%
7%
3% 7%
4%
54% 53% 54%
Outros
EC
OC
Fe
Ca
Si
Al
67

similaridade dos perfis. Porém não se pode afirmar que não houve contribuição por parte
das outras fontes do grupo, apenas não foi possível fazer a separação das contribuições. Por
exemplo, as fontes Carvão, Coque e Coqueria possuem perfis muito simi lares. Neste caso,
quando aparece uma destas fontes, não significa que não há influência da outra e sim que
esta fonte atua como representante deste grupo. Não é possível especificar o percentual de
contribuição entre elas.
A Tabela 14 apresenta os resultados obtidos pelo modelo CMB, que atenderam aos critérios
estatísticos para ajustes significativos.
O Subgrupo 2, por ser composto por processos de combustão, pode se r confundido com
veículos, porém a direção do vento predominante na região indica maior influência das
fontes do grupo. Além disso, a seleção do Subgrupo 2apresenta melhores indicadores
estatísticos que a seleção de veículos.
Tabela 14 - Contribuição percentual dos subgrupos
abr-set/09 nov/10 dez/09 jan/10 fev/10 mar/10 nov/10 dez/10 jan/11
Ressusp 23,00% 6,40% 10,60% 7,30% 10,50% 15,00% 16,80% 5,60% 6,70%
Mar 16,50% 6,50% 5,10% 5,50% 8,30% 6,10% 29,40% 14,40% 13,50%
Cimento 5,40% 6,70% 4,60% 0,00% 0,00% 11,80% 3,70% 5,70% 5,10%
Subgrupo1 4,20% 4,50% 6,60% 2,50% 0,00% 0,00% 4,30% 4,50% 9,40%
Subgrupo2 11,90% 6,90% 12,40% 3,30% 0,00% 14,40% 3,10% 5,30% 8,60%
Subgrupo3 25,90% 65,20% 53,50% 72,60% 59,90% 42,80% 23,80% 64,50% 56,70%
Subgrupo4 13,10% 3,90% 7,20% 8,80% 21,30% 10,00% 18,80% 0,00% 0,00%
Na Tabela 14 são encontradas as contribuições dos meses que foram feitas análises
químicas. Esses resultados foram utilizados para estimar a contribuição quantitativa de cada
grupo de fonte, considerando os fluxos mensais encontrados. Para os meses que não foram
feitas análises químicas utilizou-se a média das contribuições, com exceção de outubro de
2009 que foi utilizado a contribuição de novembro de 2009. Assim foi possível levantar a
evolução das contribuições mensais para análise (Figura 31).
As fontes MINÉRIO, PELOTAS, FORNOS VALE, A. FORNO, ACIARIA e
SINTERIZAÇÃO possuem perfis com elementos químicos principais muito similares e em
alguns meses não foi possível separar as influências de cada fonte individualmente ou dos
subgrupos definidos. Neste caso, nos meses em que apenas o Subgrupo 3 aparece com
valores não nulos de contribuição, isto não significa que não há influência das outras fontes
ou subgrupos e sim que subgrupo atua para os demais, não sendo possível especificar o
percentual de contribuição entre eles.
68

Taxa de deposição mensal (g/m².mês)
20
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0
Período (mês)
Figura 31 - Variação temporal da taxa de deposição de PS relativo às contr ibuições das fontes.
Subgrupo 1
Subgrupo 4
Subgrupo 3
Subgrupo 2
Cimento
Mar
Ressuspensão
69

O mar obteve valores de contribuição que ficaram entre 0,21 g/m².mês (junho/10) e 2,56
g/m².mês (novembro/10). Representando uma média de 12% de contribuição do material
particulado na Ilha do Boi durante o período de estudo. O que mostra a influência dessa
fonte natural que circunda a região.
O grupo siderúrgico é, notadamente, o principal contribuinte pelo material particulado na
região. Juntos eles representam uma média de 69% das contribuições , indo de 50%
(novembro/10) até 87% (janeiro/10). Os valores das taxas de sedimentação ficaram entre
1,3 g/m².mês (junho/10) e 12,6 g/m².mês (novembro/09).
Analisando todas as fontes industriais (siderúrgico mais cimento), as contribuições sobem
para 74% em média e vão de 1,4 g/m².mês até 13,6 g/m².mês.
Quando todos os subgrupos da siderurgia estão presentes, é possível verificar uma
contribuição elevada do subgrupo 3. Este subgrupo chega a representar 83% (janeiro/ 2010)
do total das contribuições do grupo siderurgia e mantém em média 65% dessa contribuição.
Os subgrupos 1, 2 e 4 apresentam uma contribuição média de 7%, 11% e 17%
respectivamente.
A Figura 32 - Contribuição média para dois períodos: (a) Nov/09, Dez/09 e Jan/10; (b)
Nov/10, Dez/10 e Jan11 mostra as contribuições médias de dois períodos, o primeiro
novembro/09, dezembro/09 e janeiro/10 e o segundo novembro/10, dezembro/10 e
janeiro/11.
Ressuspensão
Mar
Cimento
Subgrupo 2
Subgrupo 3
Subgrupo 4
Subgrupo 1
(a) (b)
Figura 32 - Contribuição média para dois períodos: (a) Nov/09, Dez/09 e Jan/10; (b)
Nov/10, Dez/10 e Jan11
Ao fazer uma comparação entre os dois períodos cujas análises químicas constataram uma
diminuição da quantidade de ferro, é possível identificar uma diminuiçã o na contribuição
do subgrupo 3 e um aumento da contribuição da fonte Mar no MP da região.
70
Ressuspensão
Mar
Cimento
Subgrupo 2
Subgrupo 3
Subgrupo 4
Subgrupo 1

8 Conclusões
Com relação ao fluxo de deposição de material sedimentável coletado na região da Ilha do
Boi. Pode-se concluir que:
Há grandes variações entre o menor valor encontrado e o maior valor encontrado,
1,78 g/m².mês e 15,61 g/m².mês, respectivamente.
O valor da média anual de 2010, 6,97 g/m².mês, está em conformidade com os
limites máximos de deposição de várias localidades.
Há um comportamento sazonal da taxa de sedimentação na região. Com maiores
valores nos meses quentes e mínimos na época fria.
A predominância e velocidade do vento têm influencia na taxa de deposição. Como
era de se esperar, o vento norte nordeste está associado a uma alteração na taxa de
deposição. É possível verificar essa influência ao fazer, tanto uma análise de
sequencias de meses, quanto uma análise do mesmo mês de diferentes anos. Isso
mostra que não apenas a emissão em si da fonte influencia no fluxo de deposição da
fonte, mas o vento também é importante na análise.
Ao fazer uma média ponderada dos percentuais das alterações, cujo fator de
ponderação é a massa, encontra-se uma diminuição de 22% na taxa de deposição
entre os anos 2009 e 2010, e de 10% entre os anos 2011 e 2010.
Sobre a composição química das partículas coletadas na região:
O Ferro é o elemento mais abundante em todas as amostras, excluindo o Oxigênio
da análise.
Verificou-se uma diminuição da quantidade de ferro quando comparado os meses
novembro, dezembro de 2009 e janeiro de 2010 com novembro e dezembro de 2010
e janeiro de 2011 observa-se uma diminuição percentual da proporção de Fe, de 63%
para 47%, o que pode indicar uma diminuição das contribuições das fontes
siderúrgicas.
Ao fazer o levantamento dos investimentos feitos pela Vale, era de se esperar que o
Subgrupo 1 e Subgrupo 3 obtivessem decrescimento nas contribuições no material
particulado sedimentável na região da Ilha do Boi. A comparação entre dois períodos – o
primeiro novembro/09, dezembro/09 e janeiro/10 e o segundo novembro/10, dezembro/10 e
janeiro/11 – constatou que houve uma diminuição significativa da contribuição do subgrupo
3. E um aumento da contribuição da fonte Mar, sinalizando uma possível redução de
emissão por aquelas fontes.
71

Apesar das variações encontradas, não de pode afirmar que essa variação dos níveis de
deposição esteja apenas justificada pela efetividade das medidas de controle. As variações
também podem estar relacionadas às variações meteorológicas no período de estudo.
Por fim, aconselha-se um melhor trabalho de acompanhamento qualitativo do material
sedimentável na região da Ilha do Boi a fim de se obter mais dados para a tarefa de
identificar as fontes contribuintes da região.
72

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77

APÊNDICE A – Rosas dos Ventos de Abril de 2009 à Maio de 2011
Tabela A1 – Rosas dos Ventos de Abril de2009 à Maio de 2011
NORTH
6%
WEST EAST
SOUTH
12%
18%
24%
30%
WIND SPEED
(m/s)
>= 4,0
3,0 - 4,0
2,0 - 3,0
1,0 - 2,0
1,0 - 2,0
Abril 2009 Maio 0,5 - 1,0 2009 Junho 0,5 - 1,0 2009
NORTH
SOUTH
12%
6%
WEST EAST
Calms: 7,25%
NORTH
6%
WEST EAST
SOUTH
Julho 2009 0,5 Agosto - 1,0
0,5 - 1,0
2009 Setembro 2009
NORTH
18%
24%
30%
8%
WEST EAST
SOUTH
Outubro 2009 Novembro 0,5 - 1,0 2009 Dezembro 0,5 - 1,0 2009
NORTH
SOUTH
16%
16%
24%
24%
32%
32%
40%
40%
8%
WEST EAST
WIND SPEED
(m/s)
>= 4,0
3,0 - 4,0
2,0 - 3,0
1,0 - 2,0
Calms: 10,34%
WIND SPEED
(m/s)
NORTH
SOUTH
1,0 - 2,0
Janeiro 2010 Fevereiro 0,5 - 1,0 2010 Março 0,5 - 1,0 2010
12%
12%
18%
18%
24%
24%
30%
30%
6%
WEST EAST
>= 4,0
3,0 - 4,0
2,0 - 3,0
1,0 - 2,0
Calms: 5,33%
WIND SPEED
(m/s)
NORTH
9%
WEST EAST
>= 4,0
3,0 - 4,0
2,0 - 3,0
Calms: 1,35%
SOUTH
NORTH
SOUTH
18%
12%
27%
18%
36%
24%
45%
30%
6%
WEST EAST
WIND SPEED
(m/s)
>= 4,0
3,0 - 4,0
2,0 - 3,0
Calms: 20,00%
WIND SPEED
(m/s)
NORTH
6%
WEST EAST
>= 4,0
3,0 - 4,0
2,0 - 3,0
1,0 - 2,0
Calms: 1,30%
WIND SPEED
(m/s)
SOUTH
NORTH
SOUTH
12%
12%
18%
18%
24%
24%
30%
30%
6%
WEST EAST
>= 4,0
3,0 - 4,0
2,0 - 3,0
1,0 - 2,0
Calms: 0,00%
WIND SPEED
(m/s)
NORTH
8%
WEST EAST
>= 4,0
3,0 - 4,0
2,0 - 3,0
1,0 - 2,0
Calms: 5,48%
SOUTH
16%
NORTH
SOUTH
12%
24%
18%
32%
24%
40%
30%
6%
WEST EAST
78
WIND SPEED
(m/s)
>= 4,0
3,0 - 4,0
2,0 - 3,0
1,0 - 2,0
0,5 - 1,0
Calms: 5,81%
WIND SPEED
(m/s)
>= 4,0
3,0 - 4,0
2,0 - 3,0
1,0 - 2,0
0,5 - 1,0
Calms: 3,92%
WIND SPEED
(m/s)
>= 4,0
3,0 - 4,0
2,0 - 3,0
1,0 - 2,0
0,5 - 1,0
Calms: 0,00%
WIND SPEED
(m/s)
>= 4,0
3,0 - 4,0
2,0 - 3,0
1,0 - 2,0
0,5 - 1,0
Calms: 7,94%

Tabela A1 – Rosas dos Ventos de Abril de2009 à Maio de 2011 (continuação).
NORTH
6%
WEST EAST
SOUTH
12%
18%
24%
30%
WIND SPEED
(m/s)
>= 4,0
3,0 - 4,0
2,0 - 3,0
1,0 - 2,0
1,0 - 2,0
0,5 - 1,0
Abril 2010 Maio 2010 0,5 - 1,0 Junho 2010
NORTH
6%
WEST EAST
SOUTH
Calms: 5,56%
NORTH
6%
WEST EAST
SOUTH
1,0 - 2,0
1.0 - 2.0
Julho 2010 0.5 - 1.0 Agosto 2010 0,5 - 1,0 Setembro 2010
NORTH
12%
18%
24%
30%
8%
WEST EAST
SOUTH
0,5 - 1,0
0,5 - 1,0
Outubro 2010 Novembro 2010 Dezembro 2010
NORTH
SOUTH
16%
14%
24%
21%
32%
28%
40%
35%
7%
WEST EAST
WIND SPEED
(m/s)
>= 4.0
3.0 - 4.0
2.0 - 3.0
Calms: 13.33%
WIND SPEED
(m/s)
NORTH
SOUTH
2 - 3
2 - 3
Janeiro 2011 1 Fevereiro 2011 1 Março 2011
12%
12%
18%
18%
24%
24%
30%
30%
6%
WEST EAST
>= 4,0
3,0 - 4,0
2,0 - 3,0
1,0 - 2,0
Calms: 13,04%
WIND SPEED
(Knots)
NORTH
9%
WEST EAST
>= 8
6 - 7
4 - 5
Calms: 10,74%
SOUTH
18%
NORTH
SOUTH
12%
27%
18%
36%
24%
45%
30%
6%
WEST EAST
WIND SPEED
(m/s)
>= 4,0
3,0 - 4,0
2,0 - 3,0
Calms: 14,89%
WIND SPEED
(m/s)
NORTH
SOUTH
12%
18%
24%
30%
79
6%
WEST EAST
>= 4,0
3,0 - 4,0
2,0 - 3,0
Calms: 12,20%
WIND SPEED
(m/s)
NORTH
6%
WEST EAST
>= 4,0
3,0 - 4,0
2,0 - 3,0
1,0 - 2,0
Calms: 4,92%
WIND SPEED
(Knots)
SOUTH
NORTH
SOUTH
12%
16%
18%
24%
24%
32%
30%
40%
8%
WEST EAST
>= 8
6 - 7
4 - 5
Calms: 17,98%
NORTH
SOUTH
12%
18%
24%
30%
6%
WEST EAST
WIND SPEED
(m/s)
>= 4,0
3,0 - 4,0
2,0 - 3,0
1,0 - 2,0
0,5 - 1,0
Calms: 9,09%
WIND SPEED
(m/s)
>= 4,0
3,0 - 4,0
2,0 - 3,0
1,0 - 2,0
0,5 - 1,0
Calms: 5,06%
WIND SPEED
(m/s)
>= 4,0
3,0 - 4,0
2,0 - 3,0
1,0 - 2,0
0,5 - 1,0
Calms: 8,22%
WIND SPEED
(Knots)
>= 8
6 - 7
4 - 5
2 - 3
1
Calms: 18,22%

Tabela A1 – Rosas dos Ventos de Abril de2009 à Maio de 2011 (continuação).
NORTH
6%
WEST EAST
SOUTH
12%
18%
24%
30%
WIND SPEED
(Knots)
2 - 3
Abril 2011 1 Maio 2011
>= 8
6 - 7
4 - 5
Calms: 28,79%
NORTH
SOUTH
12%
18%
24%
30%
6%
WEST EAST
WIND SPEED
(Knots)
>= 8
6 - 7
4 - 5
2 - 3
1
Calms: 19,30%
80

APÊNDICE B – Resultados do EPA-CMB8.2
Chemical Mass Balance Version EPA-CMB8.2
Report Date: 09/04/2011
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CHI SQUARE 1.69 DEGREES FREEDOM 23
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----------------------------------------------------
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----------------------------------------------------
0.99766
Figura B1 – Resultado CMB - Abril a Setembro de 2009
81

Figura B2 – Resultado CMB - Novembro de 2009
Chemical Mass Balance Version EPA-CMB8.2
Report Date: 09/04/2011
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EST CODE NAME SCE(µg/m³) Std Err Tstat
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YES 34 TERM_AMT 0.07719 0.01441 5.35521
YES 38 MAR 0.07258 0.00741 9.79897
----------------------------------------------------
1.12307
82

Figura B3 – Resultado CMB - Dezembro de 2009
Chemical Mass Balance Version EPA-CMB8.2
Report Date: 09/04/2011
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YES 38 MAR 0.05739 0.00820 6.99810
----------------------------------------------------
1.12409
83

Figura B4 – Resultado CMB - Janeiro de 2010
Chemical Mass Balance Version EPA-CMB8.2
Report Date: 09/04/2011
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EST CODE NAME SCE(µg/m³) Std Err Tstat
----------------------------------------------------
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YES 44 SINTER 0.05823 0.02530 2.30174
----------------------------------------------------
1.03141
84

Figura B5 – Resultado CMB - Fevereiro de 2010
Chemical Mass Balance Version EPA-CMB8.2
Report Date: 09/04/2011
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CHI SQUARE 0.72 DEGREES FREEDOM 10
SOURCE CONTRIBUTION ESTIMATES:
SOURCE
EST CODE NAME SCE(µg/m³) Std Err Tstat
----------------------------------------------------
YES 5 MINERIO 0.44017 0.14403 3.05609
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YES 36 VALE_2 0.19327 0.09465 2.04208
YES 38 MAR 0.08759 0.01262 6.94233
YES 44 SINTER 0.11433 0.04965 2.30277
----------------------------------------------------
1.05719
85

Figura B6 – Resultado CMB - Março de 2010
Chemical Mass Balance Version EPA-CMB8.2
Report Date: 09/04/2011
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R SQUARE 0.93 % MASS 112.2
CHI SQUARE 1.59 DEGREES FREEDOM 19
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SOURCE
EST CODE NAME SCE(µg/m³) Std Err Tstat
----------------------------------------------------
YES 2 PELOTAS 0.47976 0.08624 5.56276
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YES 38 MAR 0.06795 0.00716 9.49044
----------------------------------------------------
1.12185
86

Figura B7 – Resultado CMB - Novembro de 2010
Chemical Mass Balance Version EPA-CMB8.2
Report Date: 09/04/2011
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SITE: 9_10_SeN BRITT & LUECKE: No
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R SQUARE 0.90 % MASS 89.1
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SOURCE CONTRIBUTION ESTIMATES:
SOURCE
EST CODE NAME SCE(µg/m³) Std Err Tstat
----------------------------------------------------
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YES 29 AFORNO 0.15907 0.03896 4.08338
YES 32 LTQ 0.02760 0.00483 5.71153
YES 36 VALE_2 0.21221 0.08265 2.56757
YES 38 MAR 0.26218 0.02606 10.06047
----------------------------------------------------
0.89130
87

Figura B8 – Resultado CMB - Dezembro de 2010
Chemical Mass Balance Version EPA-CMB8.2
Report Date: 09/04/2011
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SAMPLE DATE: 010323 SOURCE ELIMINATION: No
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R SQUARE 0.89 % MASS 111.6
CHI SQUARE 1.77 DEGREES FREEDOM 24
SOURCE CONTRIBUTION ESTIMATES:
SOURCE
EST CODE NAME SCE(µg/m³) Std Err Tstat
----------------------------------------------------
YES 5 MINERIO 0.71977 0.09841 7.31417
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YES 27 MIZU 0.06347 0.01493 4.25121
YES 32 LTQ 0.01502 0.00314 4.78025
YES 34 TERM_AMT 0.04429 0.02055 2.15474
YES 38 MAR 0.16080 0.01562 10.29377
----------------------------------------------------
1.11571
88

Figura B9 – Resultado CMB – Janeiro de 2011
Chemical Mass Balance Version EPA-CMB8.2
Report Date: 09/04/2011
SAMPLE: OPTIONS: INPUT
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SITE: 9_10_SeJ BRITT & LUECKE: No
SAMPLE DATE: 010325 SOURCE ELIMINATION: No
DURATION: 30 BEST FIT: No
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AD_Recept.txt
PR_Fontes.txt
Species Array: 1
Sources Array: 1
FITTING STATISTICS:
R SQUARE 0.89 % MASS 107.1
CHI SQUARE 1.91 DEGREES FREEDOM 24
SOURCE CONTRIBUTION ESTIMATES:
SOURCE
EST CODE NAME SCE(µg/m³) Std Err Tstat
----------------------------------------------------
YES 5 MINERIO 0.60726 0.08757 6.93457
YES 13 RES_MED 0.07184 0.02130 3.37224
YES 24 COQUERIA 0.10090 0.02133 4.73072
YES 27 MIZU 0.05448 0.01352 4.02840
YES 32 LTQ 0.01425 0.00299 4.76504
YES 34 TERM_AMT 0.07812 0.02614 2.98909
YES 38 MAR 0.14459 0.01414 10.22245
----------------------------------------------------
1.07143
89

APENDICE C – Método PIXE
O PIXE (Particle Induced X Ray Emission) é um método físico de análise quantitativa
multielementar, não destrutiva e de alta sensibilidade. Consiste em irradiar a amostra a ser
analisada com feixe de íons (prótons, alfas, etc.), visando induzir a emissão de espectro de
raios-x característico de cada elemento (Figura A1).
Figura C1 – Resultado CMB – Janeiro de 2011
Fonte: Govil (2001)
A energia lançada na amostra incide sobre as camadas internas dos átomos, excitando os
elétrons lá presentes. O elétron excitado, contudo, tende a retornar à sua configuração
eletrônica original, e retornem à camada de energias menos energéticas (mais internas). Esse
retorno se realiza com a emissão de uma radiação eletromagnética característica do átomo.
90

Figura C2 – Resultado CMB – Janeiro de 2011
Fonte: Govil (2001)
A frequência da radiação emitida é função do número atômico. Assim, a composição elementar
da amostra pode ser determinada pelas radiações que são emitidas por ela. A detecção é
realizada por um detector de Si(Li) que permite a medida simultânea das radiações emitidas.
O método é capaz de identificar e quantificar elementos de número atômico maior que 10,
devido à absorção de radiações com energias baixas. Tem um limite de detecção de 10 14 átomos
por cm².
91

APENDICE D – Método TOT
O método TOT (Thermo Optical Transmittance) é uma técnica de análise de carbono orgânico
(OC) e carbono elementar (EC) baseada no controle e monitoramento contínuo da absorbância
óptica da amostra durante a análise.
Esse método se divide basicamente em duas etapas. A primeira é o aquecimento da amostra
numa atmosfera de hélio (100%) até atingir aproximadamente 820ºC, nesta fase todo o OC
volatiliza da amostra. Na segunda etapa o forno é resfriado e novamente aquecido até 860ºC,
agora numa atmosfera de mistura de 10% O 2. Nesta fase são realizadas as medições de EC.
(USEPA, 2004)
No laboratório Elemental Analysis, Inc., onde foram realizadas as amostras para esse trabalho, os
procedimentos de análise para EC e OC se resumem em três etapas (Elemental Analysis, Inc., acesso em
07 de junho de 2011).
A primeira é o aquecimento da amostra na atmosfera de hélio em quatro estágios de
temperatura a fim de remover o OC. A transição da terceira para a quarta temperatura (500ºC –
700ºC) decompõe os carbonatos inorgânicos, o que produz picos característicos. Nesta fase,
também, alguns compostos orgânicos são convertidos por pirólise para EC. Essa con versão é
monitorada durante toda a análise pela transmissão de um laser através da amostra. Enquanto os
compostos orgânicos são vaporizados, estes são imediatamente oxidados em dióxido de carbono
num forno de oxidação acoplado ao forno da amostra. O fluxo de hélio, que contém o CO2 é
direcionado a um forno de metanização onde o CO 2 é reduzido a metano. O metano é então
detectado pelo detector de chama de ionização (Flame Ionization Detector – FID).
Na segunda etapa, após o resfriamento da amostra a 525°C, a atmosfera de hélio puro á
substituída por uma mistura de 2% O 2/He no forno da amostra, cuja temperatura é ajustada para
850°C, no qual tanto o carbono elementar original quanto o produzido pela pirólise do carbono
orgânico é oxidado a CO2 devido à presença de oxigênio. Esse CO2 é convertido em metano e
detectado pelo FID.
Na etapa final, depois que todo o carbono foi oxidado da amostra, um volume com
concentração conhecida de metano é injetado no forno e desta forma é calibrado para cada
amostra analisada por meio de uma quantidade de carbono conhecida.
A precisão do método TOT é medida pelo desvio padrão e se encontra dentro da faixa de 4 -6%
para amostras que se encontram dentro da faixa de 5-400g/cm 2 de OC e 1-15 g/cm 2 de EC. O
limite de detecção do método, tanto para medida de EC quanto OC, é da ordem de 0,2 g/cm 2 .
92