Simulação e análise da dispersão de poluentes nas vias ... - UTFPR

UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM TECNOLOGIA
FRANCISCO BEMQUERER COSTA RASIA
SIMULAÇÃO E ANÁLISE DA DISPERSÃO DE POLUENTES NAS VIAS
ESTRUTURAIS EM CURITIBA, PARANÁ
DISSERTAÇÃO - MESTRADO
CURITIBA
2011

FRANCISCO BEMQUERER COSTA RASIA
SIMULAÇÃO E ANÁLISE DA DISPERSÃO DE POLUENTES NAS VIAS
ESTRUTURAIS EM CURITIBA, PARANÁ
Dissertação apresentada como requisito
parcial para obtenção do grau de Mestre em
Tecnologia, do Programa de Pós-Graduação
em Tecnologia, Universidade Tecnológica
Federal do Paraná. Área de Concentração:
Tecnologia e Desenvolvimento
Orientador: Prof. Dr. Eduardo Leite Krüger
CURITIBA
2011

AGRADECIMENTOS
Ao Prof. Dr. Eduardo Leite Krüger, pela orientação e auxílio.
Às colegas pesquisadoras Francine Rossi e Cíntia Tamura, pelo apoio na concepção
desse estudo.
A David Queiroz Sant’Anna, pelo auxílio com os dados e equações de acústica.
A Flávia C. O. Minella, pelo valioso auxílio durante o trabalho de campo.
A Simone C. Dias, pelo apoio incondicional durante o desenvolvimento deste estudo.
Ao Prof. M. Sc. L. H. Fragomeni, pelo incentivo e inspiração.
Aos amigos Henry, Andressa, Luciana, Deisi, Neura, Clara, e todos os colegas das
turmas de 2009 e 2010. E especialmente à Catiane, pelas ricas discussões que nossas
nossas pesquisas tão diferentes inspiraram.

RESUMO
RASIA, Francisco B. C. Simulação e análise da dispersão de poluentes nas vias estruturais
em Curitiba, Paraná. 2011. 211f. Dissertação (Mestrado). Programa de Pós-Graduação em
Tecnologia, Universidade Tecnológica Federal do Paraná.
Originalmente estabelecidos nos anos 1970, os eixos estruturais de Curitiba são importantes
elementos direcionadores do crescimento e adensamento da cidade. Quarenta anos após sua
criação, os eixos estruturais se encontram em variados graus de consolidação, mas sua
importância como eixos de circulação – tanto de veículos particulares quanto como suporte
do transporte coletivo – se mantém. Este estudo avalia as condições de dispersão de poluentes
atmosféricos gerados pelo tráfego de veículos automotores em Vias Estruturais de Curitiba
por intermédio de simulações no modelo ENVI-met. Extensivos trabalhos de campo para
reconhecimento da morfologia urbana, medição de dados climáticos e inventário de tráfego
foram realizados para a elaboração e calibração do modelo numérico. Foram analisadas seções
do Setor Estrutural Sul de Curitiba (Av. Sete de Setembro) e do Setor Especial Nova Curitiba
(“Ecoville”), explorando a relação entre a morfologia urbana, as condições climáticas e a
dispersão de poluentes. Os resultados das simulações sugerem a formação de um “eixo de
poluição” ao longo do eixo estrutural da Av. Sete de Setembro, enquanto a maior
permeabilidade do Ecoville promove melhores condições de ventilação e dispersão de
poluentes. É também avaliado um cenário alternativo de morfologia urbana, baseado na atual
lei de ocupação e uso do solo. As simulações desse cenário alternativo sugerem que o maior
distanciamento entre as edificações poderia melhorar a ventilação e a dispersão de poluentes
no Setor Estrutural.
Palavras-chave: ENVI-met, climatologia urbana, planejamento urbano, qualidade do ar,
simulação de dispersão de poluentes.

ABSTRACT
The Structural Sectors of Curitiba were conceived in the 1970s as high-density linear
development areas. Forty years since their inception they have achieved varying degrees of
consolidation, but their importance as urban circulation axes, for both private and public
transport, still remains. This study aims to evaluate the dispersion of vehicle-borne pollutants
in the Structural Sector by means of simulations with the ENVI-met model. Extensive surveys
of the urban morphology, measurement of weather data and traffic inventory were used for
the construction and calibration of the numeric model. Sections of the Southern Structural
Sector and of the Nova Curitiba Special Sector (“Ecoville”) were analyzed, for the exploration
of the relationship between urban morphology, climate and pollutant dispersion. Simulation
results suggest the formation of a “pollution axis” overlaid onto the Structural Sector. An
alternative urban morphology is also evaluated; simulations of this alternate morphology
suggest that increasing the distance between buildings could improve ventilation and
pollutant dispersion in the Structural Sector.
Keywords: ENVI-met, urban climatology, urban planning, air quality, simulation of pollutant
dispersion.

LISTA DE FIGURAS
Figura 2.1 - Sistema trinário....................................................................................................................28
Figura 2.2 - Esquema de verticalização do Setor Estrutural e sua relação com as ZR-
4. .........................................................................................................................................................29
Figura 2.3 - Galeria coberta definida pela sobreloja do embasamento do Plano
Massa. ................................................................................................................................................30
Figura 2.4 – Influência do terreno nos perfis de velocidade do vento. .............................................39
Figura 2.5 - Padrões de fluxo em torno de um edifício de arestas retas (a)
representação dos fluxos em corte (b) perfis de velocidade (c) edifício
perpendicular ao fluxo de vento (d) edifício disposto a 45º em relação ao fluxo
de vento. ............................................................................................................................................44
Figura 2.6 - Fluxo de vento ao sobre um conjunto de edifícios de mesma altura na
vizinhança de um edifício de maior altura. ..................................................................................46
Figura 2.7 - Influência do fluxo de vento entre edifícios sobre a dispersão de
poluentes. ..........................................................................................................................................47
Figura 2.8 - Representação esquemática da atmosfera urbana...........................................................48
Figura 2.9 - Representação esquemática do volume de ar em um cânion urbano. .........................49
Figura 2.10 - Progresso dos poluentes, da fonte até o sumidouro. ....................................................50
Figura 2.11 - Modelo simplificado de entradas e saídas para a poluição na camada
limite..................................................................................................................................................58
Figura 3.1 – Fluxograma - resumo do fluxo de trabalho.....................................................................71
Figura 3.2 - Arquivo de entrada no editor Eddi, com indicações de vegetação e
edificações e planta cadastral como imagem de fundo...............................................................80
Figura 3.3 - Arquivo de configuração em formato ASCII.....................................................................81
Figura 3.4 – Fragmento de arquivo SOURCES.DAT em formato ASCII. .............................................82
Figura 3.5 - Representação gráfica do modelo unidimensional de vegetação utilizado
no ENVI-met....................................................................................................................................83
Figura 3.6 - Exemplo da estrutura das pastas de resultados do modelo ENVI-met........................83
Figura 3.7 - Fluxograma: arquitetura do modelo ENVI-met e fontes de dados. .............................85
Figura 3.8 - Imagem em formato .BMP, para uso no software Eddi – planta cadastral
sobreposta a imagem de satélite (Google Earth). ........................................................................86
Figura 3.9 – Exemplo de configuração inicial do modelo no editor Eddi. .......................................87
Figura 3.10 – Detalhes da modelagem a) solos e pavimentações b) edificações e
vegetação. ..........................................................................................................................................88

Figura 3.11 - Detalhe da modelagem a) Receptor virtual b) Fontes de poluente. ...........................88
Figura 3.12 - Ponto P3, Rua Dep. Heitor Alencar Furtado (Ecoville)...............................................92
Figura 3.13 - Ponto P8, Av. Sete de Setembro. .....................................................................................92
Figura 3.14 – P8: Planta de situação.......................................................................................................93
Figura 3.15 - P3: Planta de situação. ......................................................................................................95
Figura 3.16 – Estação meterorológica (a) e (b) Confecção do assoalho (c) e (d)
Fixação do tripé e mastro (e) Detalhe do sistema de ajuste de altura do tripé (f)
Estrutura da estação montada no veículo.....................................................................................100
Figura 3.17 - Estação meteorológica em campo (a) e (b) P8 - Sete de Setembro (c) e
(d) P3 – Ecoville. ..............................................................................................................................101
Figura 3.18 - Contadores estatísticos. ....................................................................................................107
Figura 4.1 – Localização dos cânions L, M, N, O e P...........................................................................118
Figura 4.2 – P8: Concentração simulada de NO x a 2,40m, às 18h00 (a) Cenário
Junho Atual-Leste Mínimo (b) Cenário Junho Atual-Nordeste Mínimo (c)
Escala. ................................................................................................................................................122
Figura 4.3 – P8: Concentração simulada de NO x a 2,40m, às 18h00, para o mês de
março (a) Cenário Atual-Leste (b) Cenário Atual-Sudeste (c) Escala......................................123
Figura 4.4 – P8: Concentração simulada de NO x a 2,40m, às 18h00, para o mês de
dezembro (a) Cenário Atual-Leste (b) Cenário Atual-Sudeste (c) Escala. ..............................124
Figura 4.5 – P8: Concentração simulada de NO x a 2,40m, às 18h00, para o mês de
junho (a) Cenário Atual-Leste (b) Cenário Atual-Nordeste (c) Escala....................................125
Figura 4.6 – Pontos de análise das concentrações simuladas de NO x nas vias
transversais. ......................................................................................................................................131
Figura 4.7 – P8: Trajetória de partículas a 3 m de altura, Cenário Atual (a) ventos de
Leste (b) ventos de Nordeste (c) ventos de Sudeste. ...................................................................135
Figura 4.8 – P8: Trajetória de partículas a 15 m de altura, Cenário Atual (a) ventos
de Leste (b) ventos de Nordeste (c) ventos de Sudeste. ..............................................................136
Figura 4.9 - P3: Concentração simulada de NOx a 3,00, às 18h00, para o mês de
junho (a) Cenário Atual-Leste Mínimo (b) Cenário Atual-Nordeste Mínimo
(c) Escala. ..........................................................................................................................................141
Figura 4.10 – P3: Concentração simulada de NOx a 3,00m, às 18h00, para o mês de
março (a) Cenário Atual-Leste (b) Cenário Atual-Sudeste (c) Escala......................................142
Figura 4.11 – P3: Concentração simulada de NOx a 3,00m, às 18h00, para o mês de
dezembro (a) Cenário Atual-Leste (b) Cenário Atual-Sudeste (c) Escala. ..............................143
Figura 4.12 – P3: Concentração simulada de NOx a 3,00m, às 18h00, para o mês de
junho (a) Cenário Atual-Leste (b) Cenário Atual-Nordeste (c) Escala....................................144
Figura 4.13 - P3: Trajetória de partículas a 3 m de altura (a) ventos de Leste (b)
ventos de Nordeste (c) ventos de Sudeste.....................................................................................146

Figura 4.14 - P3: Trajetória de partículas a 15 m de altura (a) ventos de Leste (b)
ventos de Nordeste (c) ventos de Sudeste.....................................................................................147
Figura 5.1 - Comparação entre o parcelamento do solo atual (a) e o parcelamento
simulado (b)......................................................................................................................................150
Figura 5.2 - Exemplos da nova morfologia – edificações (a) Elevação (b) Planta. ..........................150
Figura 5.3 - P8: Comparação entre os modelos (a) cenário Atual (b) cenário
Alternativo. .......................................................................................................................................151
Figura 5.4 – P3: Comparação entre os modelos (a) cenário Atual (b) cenário
Alternativo. .......................................................................................................................................152
Figura 5.5 – P8: Concentração simulada de NOx a 3,00m, às 18h00 (a) Cenário
Junho Alternativo-Leste Mínimo (b) Cenário Junho Alternativo-Nordeste
Mínimo (c) Escala............................................................................................................................157
Figura 5.6 – P8: Concentração simulada de NOx a 3,00m, às 18h00, para o mês de
março (a) Cenário Alternativo-Leste (b) Cenário Alternativo-Sudeste (c)
Escala. ................................................................................................................................................158
Figura 5.7 – P8: Concentração simulada de NOx a 3,00m, às 18h00, para o mês de
dezembro (a) Cenário Alternativo-Leste (b) Cenário Alternativo -Sudeste (c)
Escala. ................................................................................................................................................159
Figura 5.8 – P8: Concentração simulada de NOx a 3,00m, às 18h00, para o mês de
junho (a) Cenário Alternativo-Leste (b) Cenário Alternativo-Nordeste (c)
Escala. ................................................................................................................................................160
Figura 5.9 – P8: Trajetória de partículas a 3 m de altura, Cenário Alternativo (a)
ventos de Leste (b) ventos de Nordeste (c) ventos de Sudeste...................................................170
Figura 5.10 – P8: Trajetória de partículas a 15 m de altura, Cenário Alternativo (a)
ventos de Leste (b) ventos de Nordeste (c) ventos de Sudeste...................................................171
Figura 5.11 - P3: Concentração simulada de NOx a 3 m, às 18h00, para o mês de
junho (a) Cenário Alternativo-Leste Mínimo (b) Cenário Alternativo-Nordeste
Mínimo (c) Escala............................................................................................................................176
Figura 5.12 – P3: Concentração simulada de NOx a 3 m, às 18h00, para o mês de
março (a) Cenário Alternativo-Leste (b) Cenário Alternativo-Sudeste (c)
Escala. ................................................................................................................................................177
Figura 5.13 – P3: Concentração simulada de NOx a 3 m, às 18h00, para o mês de
dezembro (a) Cenário Alternativo-Leste (b) Cenário Alternativo-Sudeste (c)
Escala. ................................................................................................................................................178
Figura 5.14 – P3: Concentração simulada de NOx a 3 m, às 18h00, para o mês de
junho (a) Cenário Alternativo-Leste (b) Cenário Alternativo-Nordeste (c)
Escala. ................................................................................................................................................179
Figura 5.15 - P3: Trajetória de partículas a 3 m de altura, Cenário Alternativo (a)
ventos de Leste (b) ventos de Nordeste (c) ventos de Sudeste...................................................181
Figura 5.16 - P3: Trajetória de partículas a 15 m de altura, Cenário Alternativo (a)
ventos de Leste (b) ventos de Nordeste (c) ventos de Sudeste...................................................182

Figura A.1 - Modelo de Planta de Situação na escala de 1:5000.........................................................196
Figura A.2 - Modelo de planta de levantamento na escala 1:2000.....................................................197
Figura A.3 - Planta de levantamento preenchida.................................................................................198
Figura B.1 - Modelo de caderneta para contagem de tráfego.............................................................199
Figura C.1 – P8 - Relatório de análise – cenário Atual........................................................................200
Figura C.2 – P8 - Relatório de análise – cenário Alternativo .............................................................201
Figura C.3 – P3 - Relatório de análise – cenário Atual........................................................................202
Figura C.4 – P3 - Relatório de análise – cenário Alternativo. ............................................................203
Figura D.1 – P8 - Arquivo de configuração, cenário Junho Atual-Nordeste Mínimo ...................204
Figura D.2 – P8 - Arquivo de configuração, cenário Junho Atual-Leste..........................................205
Figura I.1 – Ponto P1 – Situação ............................................................................................................206
Figura I.2 - Ponto P2 – Situação .............................................................................................................207
Figura I.3 - Ponto P3 - Situação..............................................................................................................207
Figura I.4 - Ponto P4 – Situação .............................................................................................................208
Figura I.5 - Ponto P5 – Situação .............................................................................................................208
Figura I.6 - Ponto P6 – Situação .............................................................................................................209
Figura I.7 - Ponto P7 – Situação .............................................................................................................209
Figura I.8- Ponto P8 – Situação ..............................................................................................................210
LISTA DE GRÁFICOS
Gráfico 3.1 – Registros de velocidade de vento maior que 0 ms -1 , por azimute, para o
mês de Março. ..................................................................................................................................74
Gráfico 3.2 – Registros de velocidade de vento maior que 0 ms -1 , por azimute, para o
mês de Junho. ...................................................................................................................................74
Gráfico 3.3 – Registros de velocidade de vento maior que 0 ms -1 , por azimute, para o
mês de Dezembro.............................................................................................................................75
Gráfico 3.4 – P8 - Sete de Setembro (a) Composição da frota (b) Perfil horário de
tráfego................................................................................................................................................111
Gráfico 3.5 - P3 - Ecoville (a) Composição da frota (b) Perfil horário de tráfego...........................113
Gráfico 4.1 – P8: Histogramas de concentração de NO x , Cenários (a) Atual-Leste
Mínimo (b) Atual-Nordeste Mínimo............................................................................................119
Gráfico 4.2 – P8: Histogramas de concentração de NO x , Cenários (a) Março Atual-
Leste (b) Março Atual-Sudeste (c) Junho Atual-Leste (d) Junho Atual-Nordeste
(e) Dezembro Atual-Leste (f) Dezembro Atual-Sudeste. ...........................................................120

Gráfico 4.3 – P8: Histogramas de concentração de NO x , Cenário Junho Atual-Leste
Mínimo (a) Cânion L (b) Cânion M (c) Cânion N (d) Cânion P. ............................................127
Gráfico 4.4 – P8: Histogramas de concentração de NO x , cenário Junho Atual-
Nordeste Mínimo (a) Cânion L (b) Cânion M (c) Cânion N (d) Cânion P. ...........................127
Gráfico 4.5 – P8: Histogramas de concentração de NO x , cenário Março Atual-Leste
(a) Cânion L (b) Cânion M (c) Cânion N (d) Cânion P.............................................................128
Gráfico 4.6 – P8: Histogramas de concentração de NO x , cenário Março Atual-
Sudeste (a) Cânion L (b) Cânion M (c) Cânion N (d) Cânion P. .............................................128
Gráfico 4.7 – P8: Histogramas de concentração de NO x , cenário Dezembro Atual-
Leste (a) Cânion L (b) Cânion M (c) Cânion N (d) Cânion P...................................................129
Gráfico 4.8 – P8: Histogramas de concentração de NO x , cenário Dezembro Atual-
Sudeste (a) Cânion L (b) Cânion M (c) Cânion N (d) Cânion P. .............................................129
Gráfico 4.9 – P8: Histogramas de concentração de NO x , cenário Junho Atual-Leste
(a) Cânion L (b) Cânion M (c) Cânion N (d) Cânion P.............................................................130
Gráfico 4.10 – P8: Histogramas de concentração de NO x , cenário Junho Atual-
Nordeste (a) Cânion L (b) Cânion M (c) Cânion N (d) Cânion P. ..........................................130
Gráfico 4.11 – P8: Comparação entre as concentrações simuladas de NOx nos
pontos em ZR-4 e SE, Cenário Atual. ...........................................................................................133
Gráfico 4.12 – P3: Histogramas de concentração de NOx, Cenários (a) Atual-Leste
Mínimo (b) Atual-Nordeste Mínimo............................................................................................138
Gráfico 4.13 – P3: Histogramas de concentração de NO x , Cenários (a) Março Atual-
Leste (b) Março Atual-Sudeste (c) Junho Atual-Leste (d) Junho Atual-Nordeste
(e) Dezembro Atual-Leste (f) Dezembro Atual-Sudeste. ...........................................................139
Gráfico 5.1 – P8: Histogramas de concentração de NO x , Cenários (a) Alternativo-
Leste Mínimo (b) Alternativo-Nordeste Mínimo. ......................................................................154
Gráfico 5.2 – P8: Histogramas de concentração de NO x , Cenários (a) Março
Alternativo-Leste (b) Março Alternativo -Sudeste (c) Junho Alternativo -Leste
(d) Junho Alternativo -Nordeste (e) Dezembro Alternativo -Leste (f)
Dezembro Alternativo –Sudeste. ...................................................................................................155
Gráfico 5.3 – P8: Histogramas de concentração de NO x , Cenário Junho Alternativo-
Leste Mínimo (a) Cânion L (b) Cânion M (c) Cânion N (d) Cânion P. ..................................163
Gráfico 5.4 – P8: Histogramas de concentração de NO x , cenário Junho Alternativo-
Nordeste Mínimo (a) Cânion L (b) Cânion M (c) Cânion N (d) Cânion P. ...........................163
Gráfico 5.5 – P8: Histogramas de concentração de NO x , cenário Março Alternativo-
Leste (a) Cânion L (b) Cânion M (c) Cânion N (d) Cânion P...................................................164
Gráfico 5.6 – P8: Histogramas de concentração de NO x , cenário Março Alternativo-
Sudeste (a) Cânion L (b) Cânion M (c) Cânion N (d) Cânion P. .............................................164
Gráfico 5.7 – P8: Histogramas de concentração de NO x , cenário Dezembro
Alternativo-Leste (a) Cânion L (b) Cânion M (c) Cânion N (d) Cânion P.............................165

Gráfico 5.8 – P8: Histogramas de concentração de NO x , cenário Dezembro
Alternativo-Sudeste (a) Cânion L (b) Cânion M (c) Cânion N (d) Cânion P.........................165
Gráfico 5.9 – P8: Histogramas de concentração de NO x , cenário Junho Alternativo-
Leste (a) Cânion L (b) Cânion M (c) Cânion N (d) Cânion P...................................................166
Gráfico 5.10 – P8: Histogramas de concentração de NO x , cenário Junho Alternativo-
Nordeste (a) Cânion L (b) Cânion M (c) Cânion N (d) Cânion P. ..........................................166
Gráfico 5.11 – P8: Comparação entre as concentrações simuladas de NOx nos
pontos em ZR-4 e SE, Cenário Alternativo..................................................................................168
Gráfico 5.12 – P3: Histogramas de concentração de NOx, Cenários (a) Alternativo-
Leste Mínimo (b) Alternativo-Nordeste Mínimo. ......................................................................173
Gráfico 5.13 – P3: Histogramas de concentração de NO x , Cenários (a) Março
Alternativo-Leste (b) Março Alternativo-Sudeste (c) Junho Alternativo-Leste
(d) Junho Alternativo-Nordeste (e) Dezembro Alternativo-Leste (f) Dezembro
Alternativo-Sudeste. ........................................................................................................................174
LISTA DE MAPAS
Mapa 5.1 - Localização dos pontos P1 a P8 ..........................................................................................91
LISTA DE QUADROS
Quadro 2.1 – Escalas espaciais de estudo dos eventos atmosféricos. ................................................38
Quadro 2.2 – Tipos de poluentes e suas fontes.....................................................................................52
Quadro 2.3 - Configurações típicas de fontes de poluentes................................................................56
Quadro 2.4 - Classificação do território nacional conforme os padrões de qualidade
do ar admissíveis. .............................................................................................................................64
Quadro 2.5 - Estações de monitoramento da qualidade do ar na RMC. ..........................................67
Quadro 3.1 - Critérios para a seleção dos pontos de monitoramento. .............................................89
Quadro 3.2 - Pontos identificados no levantamento prévio...............................................................90
Quadro 3.3 - Instrumentos e equipamentos utilizados para medição de dados
climáticos. .........................................................................................................................................97
Quadro 3.4 - Resumo das configurações para medição em campo...................................................98
Quadro 3.5 - Resumo das missões de medição.....................................................................................98
Quadro 3.6 - Categorias de veículos para fins de caracterização da frota. .......................................107

LISTA DE TABELAS
Tabela 2.1 - Evolução histórica dos parâmetros construtivos da legislação para o
setor estrutural para uso misto ou de habitação coletiva. ..........................................................34
Tabela 2.2 - Valores recomendados para a altura dos elementos (z H ), altura de
deslocamento zero (z d ) e comprimento de rugosidade (z 0 ). ......................................................41
Tabela 2.3 - Valores de K e a para ajuste de velocidade de vento através da Equação
2.4. ......................................................................................................................................................42
Tabela 2.4 - Padrões primários e secundários de qualidade do ar.....................................................65
Tabela 3.1 - Frequencia de vento por direção para a cidade de Curitiba..........................................75
Tabela 3.2 - Dados típicos de umidade relativa para fins de simulação............................................76
Tabela 3.3- Temperatura inicial da atmosfera e umidade específica a 2500m
adotados para fins de simulação. ...................................................................................................77
Tabela 3.4 - Resumo dos parâmetros climáticos para fins de simulação..........................................78
Tabela 3.5 - Condições de contorno das medições nos pontos P8 e P3............................................99
Tabela 3.6 – P8: Parâmetros de entrada no modelo ENVI-met e comparação entre
velocidades de vento medidas e previstas a 3 e 5 m (etapa de calibração)...............................104
Tabela 3.7 – P3: Parâmetros de entrada no modelo ENVI-met e comparação entre
velocidades de vento medidas e previstas a 3 e 5 m (etapa de calibração)...............................105
Tabela 3.8 - Valores adotados de emissão de poluentes por categoria de veículo...........................109
Tabela 3.9 - P8: Volume de tráfego e composição da frota no horário de pico, por
faixa....................................................................................................................................................110
Tabela 3.10 - P8 - Sete de Setembro - Valores horários de emissão das substâncias de
interesse para fins de simulação.....................................................................................................112
Tabela 3.11 - P3: Volume de tráfego e composição da frota no horário de pico, por
faixa....................................................................................................................................................113
Tabela 3.12 - P3 - Ecoville - Valores horários de emissão das substâncias de interesse
para fins de simulação. ....................................................................................................................113
Tabela 4.1 – P8: Resumo das concentrações simuladas de NO x , Cenário Atual..............................117
Tabela 4.2 – P8: Resumo das concentrações simuladas de NO x para os pontos em
vias transversais, Cenário Atual.....................................................................................................132
Tabela 4.3 – P3: Resumo das concentrações simuladas de NO x , Cenário Atual..............................137
Tabela 5.1 – P8: Resumo das concentrações simuladas de NO x , Cenário Alternativo. ..................153
Tabela 5.2 – P8: Resumo das concentrações simuladas de NO x para os pontos em
vias transversais, Cenário Alternativo...........................................................................................168
Tabela 5.3 – P3: Resumo das concentrações simuladas de NO x , Cenário Alternativo. ..................172

LISTA DE ABREVIAÇÕES E SIGLAS
ASCII American Standard Code for Information Interchange
CFD Fluidodinâmica Computacional
CO x Óxidos de carbono
DER Departamento de Estradas de Rodagem
HC hidrocarbonetos
ICU Ilha de calor urbana
IPPUC Instituto de Pesquisa e Planejamento Urbano de Curitiba
MP x Materiais particulados
NO x Óxidos de nitrogênio
PI Partículas inaláveis
PMC Prefeitura Municipal de Curitiba
RMC Região Metropolitana de Curitiba
SE Setor Estrutual
SE-NC Setor Especial Nova Curitiba
SIG Sistema de Informações Geográficas
STA Sistema Terra-Atmosfera
USB Barramento Serial Universal
UWYO Universidade do Wyoming
WMO Organização Meteorológica Mundial
ZR-4 Zona Residencial 4
LISTA DE ACRÔNIMOS
CONAMA Conselho Nacional do Meio Ambiente
ENVI-met Environmental Meteroology
INMET Instituto Nacional de Meteorologia
RAM Memória de Acesso AleatórioLista de formatos de arquivos
.1DR Arquivo de modelo unidimensional do ENVI-met
.BMP Bitmap do Windows
.CF Arquivo de configuração do ENVI-met

.CSV
.DAT
.EDI
.EDT
.IN
Arquivo de valores separados por vírgula
Arquivo de base de dados do ENVI-met
Arquivo binário de informação de saída do ENVI-met
Arquivo binário de saída de dados do ENVI-met
Arquivo de entrada de área do ENVI-met
LISTA DE SÍMBOLOS
€
χ Concentração média de poluente
h* Altura da camada de convecção mista
I Intensidade de tráfego
k Constante de von Karman
L eq
u *
ū z
X
X comp
z 0
z 0
z d
z H
Nível de ruído equivalente
Velocidade de fricção
Velocidade média de vento na altura z
Taxa de emissão de poluente
Taxa de emissão composta para a substância de interesse
Comprimento de rugosidade
Comprimento de rugosidade.
Altura da camada de deslocamento zero
Altura dos elementos de rugosidade

SUMÁRIO
1 Introdução 19
2 Revisão bibliográfica 25
2.1 Aspectos históricos do planejamento urbano de Curitiba e trajetória dos Setores
Estruturais
25
2.1.1 Parâmetros urbanísticos nos Setores Estruturais 32
2.2 Aspectos Físicos: ventilação e dispersão de poluentes em áreas urbanas 37
2.2.1 A atmosfera e a camada limite 37
2.3 O clima urbano 42
2.3.1 Poluição do ar na camada limite 50
2.3.2 Emissões 51
2.3.3 Dispersão de poluentes na camada limite urbana 58
2.4 Estudos sobre ventilação e qualidade do ar na camada limite urbana 60
2.5 Legislação brasileira sobre qualidade do ar 63
2.6 Poluentes e qualidade do ar na RMC 66
3 Metodologia 70
3.1 Caracterização climática da área de estudo 73
3.2 Descrição da ferramenta ENVI-met 78
3.2.1 Arquitetura do modelo e fluxo de trabalho 79
3.2.1.1 Area input file (.IN): 79
3.2.1.2 Configuration file (.CF): 80
3.2.1.3 Fontes de Poluentes (SOURCES.DAT): 82
3.2.1.4 Vegetação (PLANTS.DAT) 82

3.2.1.5 Arquivos de saída 83
3.3 Modelagem da área de estudo 85
3.4 Seleção dos pontos de medição e levantamento preliminar 89
3.4.1 Ponto P8 – Sete de Setembro 93
3.4.2 Ponto P3 – Ecoville 94
3.5 Instrumentos e equipamentos para o monitoramento em campo 96
3.6 Calibração do modelo 102
3.6.1 P8 – Sete de Setembro 103
3.6.2 P3 – Ecoville 104
3.7 Inventário de tráfego 106
3.7.1 P8 – Sete de Setembro 109
3.7.2 P3 – Ecoville 112
3.8 Modelagem dos cenários 114
4 Circulação do ar nos Setores Estruturais – cenário Atual 117
4.1 Sete de Setembro – Cenário Atual 117
4.1.1 Análise dos cânions L, M, N e P 126
4.1.2 Concentração de NO x nas vias transversais 131
4.1.3 Análise qualitativa dos fluxos de vento 133
4.2 Ecoville – Cenário Atual 137
4.2.1 Análise qualitativa dos fluxos de vento 145
5 Circulação do ar nos Setores Estruturais - cenário Alternativo 149
5.1 Sete de Setembro – Cenário Alternativo 153
5.1.1 Análise dos cânions L, M, N e P 161
5.1.2 Concentração de NO x nas vias transversais 167
5.1.3 Análise qualitativa dos fluxos de vento 169

5.2 Ecoville – Cenário Alternativo 172
5.2.1 Análise qualitativa dos fluxos de vento 180
6 Conclusão 183
6.1 Considerações finais e trabalhos futuros 188
Referências
Apêndice A: Modelos de plantas para levantamento
Apêndice B: Caderneta para contagem de tráfego
Apêndice C: Relatórios de análise dos modelos
Apêndice D: Arquivos de configuração
Anexo I: Imagens de satélite dos pontos de interesse
Glossário
189
196
199
200
204
206
211

19
1 INTRODUÇÃO
Sancionado na década de 1960, o Plano Preliminar de Urbanismo direcionou o
crescimento urbano de Curitiba ao longo de quatro eixos estruturais, sistemas trinários
caracterizados pela concentração de infraestrutura de transporte de massa (ônibus
expressos), vias de tráfego rápido de veículos e alta densidade de ocupação, com uso
misto residencial e comercial. Embora, em anos recentes, novos polos de urbanização
tenham surgido em Curitiba, as vias estruturais não perderam sua importância como
elementos direcionadores do crescimento urbano.
No ano em que completam quarenta anos – a implantação dos Eixos Estruturais
teve início em 1971 – esses importantes elementos da paisagem curitibana são fruto da
discussão arquitetônica e urbanística modernista, que muito influi no planejamento de
Curitiba a partir dos anos 1960 (CAMPOS, 2005; DANNI-OLIVEIRA, 2009). Nesse
estudo, novas ferramentas de projeto e simulação são usadas para avaliar os padrões
urbanísticos vigentes nas vias estruturais e seus impactos sobre a dispersão de óxidos de
nitrogênio, gases originários da queima de combustíveis. Compõe também esse estudo
uma investigação sobre o Setor Especial Nova Curitiba (SE-NC), também conhecido
como Ecoville 1 , um novo eixo de adensamento e desenvolvimento urbano onde se
realizou uma conformação espacial similar à originalmente proposta para os Setores
Estruturais e que oferece uma interessante base para comparação entre duas morfologias
urbanas distintas.
Para compreender os efeitos da urbanização sobre o clima, o ambiente e a
emissão, dispersão e remoção de poluentes da atmosfera, recorre-se à abordagem da
moderna climatologia urbana. Os fenômenos climáticos em escala urbana ocorrem
dentro de uma camada atmosférica denominada camada limite urbana. O estudo do
clima nessa camada enfoca fenômenos atmosféricos que ocorrem em altitudes de 100 m a
1 km, distâncias horizontais de até cinquenta quilômetros e em períodos de um dia, e leva
1
Apesar de não ser um nome oficial, “Ecoville” já está incorporado ao léxico e é usado, aqui, como um
sinônimo de Setor Especial Nova Curitiba.

20
em consideração os fluxos de energia e de matéria bem como os efeitos do atrito da
superfície, da topografia e da geometria das edificações e áreas pavimentadas sobre tais
fluxos. A maior parte dos poluentes do ar da cidade é gerada dentro dos cânions urbanos,
e sua dispersão pode ser negativamente afetada pelas condições microclimáticas dentro
dos cânions, onde potencialmente ocorrem condições de estagnação dos fluxos de ar e
aumento da concentração de poluentes (OKE, 1978).
Atendendo às determinações da legislação brasileira, a qualidade do ar na Região
Metropolitana de Curitiba (RMC) é monitorada pelo Instituto Ambiental do Paraná
(IAP), que publica relatórios de qualidade do ar anualmente. Além dessa iniciativa oficial,
merece destaque o trabalho de Danni-Oliveira (2009), que estudou a influência dos
aspectos geo-ecológicos e dos atributos urbanos na dispersão de poluentes no inverno
analisando amostras coletadas entre 1996 e 1998. Enquanto essas duas iniciativas
preocupam-se com as grandes estruturas urbanas, o estudo em menor escala aqui
proposto permitiria o detalhamento e a melhor compreensão das interações entre as
formas urbanas e a emissão, circulação e dispersão de poluentes nesses Setores. Essa
pesquisa ajuda a compor um perfil ambiental das Vias Estruturais, somando-se aos
trabalhos de Schmid (2001), Suga (2005), Campos (2005) e Bender (2008).
A abordagem proposta nesta dissertação baseia-se em um modelo numérico de
análise e previsão de microclimas urbanos. O modelo escolhido, ENVI-met, foi
desenvolvido por uma equipe da Universidade de Mainz, Alemanha. Como ferramenta
preditiva, o modelo simula, entre outros parâmetros: turbulência, fluxo ao redor e entre
edifícios, dispersão de partículas (ENVI-MET, 2009). Trata-se ainda de uma ferramenta
gratuita (distribuída sob o regime de freeware), executável em computadores pessoais,
que pode ser adicionada à “caixa de ferramentas” das municipalidades e escritórios de
planejamento com relativa facilidade. Entre as contribuições dessa pesquisa estão o
desenvolvimento de uma rotina de trabalho que incorpora o ENVI-met e a compreensão
das capacidades e limitações do modelo, e sua adaptabilidade às cidades brasileiras.
O objetivo desse estudo é a avaliar os impactos da morfologia urbana sobre a
dispersão de poluentes em áreas do Setor Estrutural e do Ecoville. Esse estudo propõe,
como pergunta de pesquisa: quais as configurações urbanas (distanciamento entre prédios,
altura das edificações, orientação das edificações e orientação das vias em relação aos
ventos dominantes) que poderiam assegurar a dispersão adequada de poluentes nas vias

21
estruturais? A partir dessa pergunta inicial, e face aos aspectos legais, formais e históricos
que produziram a morfologia dos dois setores estudados, foram elaboradas quatro
indagações secundárias.
A primeira pergunta secundária diz respeito às condições atuais de ventilação e
salubridade nos Setores Estruturais: as condições de ventilação nos Setores Estruturais são
suficientes para a garantia de salubridade e controle da exposição dos moradores às
substâncias nocivas?
A segunda pergunta procura avaliar as diferenças, qualitativas e quantitativas, de
qualidade ambiental (ventilação e dispersão de poluentes) entre os dois setores estudados:
há diferença de qualidade ambiental entre o Ecoville e os Setores Estruturais?
Uma terceira pergunta informou a criação do cenário alternativo de morfologia
urbana, baseado na Lei 9.800/00, e busca avaliar a efetividade da mudança na lei quanto à
melhoria da qualidade do ar nos Setores Estruturais: o maior afastamento entre as
edificações, previsto na lei atual de uso do solo, melhoraria as condições de ventilação e
dispersão de poluentes nos Setores Estruturais?
Finalmente, a quarta pergunta secundária refere-se ao efeito do maior
afastamento entre prédios sobre a diferença entre as concentrações de poluentes ao longo
dos Setores Estruturais e as Zonas Residenciais de menor densidade adjacentes: a adoção
do afastamento de H/6 (um sexto da altura da edificação) reduziria o contraste entre os
Setores Estruturais e as Zonas Residenciais (ZR-4) lindeiras?
O método de pesquisa adotado é experimental e é composto por teste do cenário
atual, desenvolvimento do cenário alternativo, simulação e comparação entre os dois
cenários, segundo a abordagem consagrada da Técnica de Cenários. A construção dos
cenários envolveu tarefas de pesquisa documental (plantas, imagens de satélite, dados
climáticos e legislação de uso e ocupação do solo) e pesquisa em campo (caracterização
das edificações, inventário de tráfego, monitoramento de dados climáticos).
Do campo CTS (estudos em Ciência, Tecnologia e Sociedade), incorporou-se o
marco teórico para análise da cidade como artefato técnico. Seja na sua evolução
vernacular, nas grandes intervenções urbanísticas ou mesmo a partir das iniciativas de
cidades projetadas, é possível perceber na construção cumulativa desse artefato diversos
momentos sociais, políticos e econômicos. A cidade é, sobretudo, a mediação da relação
entre a humanidade e o território, em um processo de constante construção coletiva.

22
Colocando novamente em foco a natureza coletiva e temporal da construção da
cidade, o Estatuto da Cidade (BRASIL, 2001) pretende promover a democratização das
mudanças tecnológicas e relativizar argumentos do senso comum como a nãointerferência
leiga sobre o trabalho dos experts e a administração hierarquizada e
centralizada como imperativo técnico da criação da cidade, argumentos levantados por
Feenberg (1995), que propõe ainda um conjundo de contramedidas (para usar um termo
do autor) pró-democratização da construção da cidade: demonstrar a possibilidade do
controle democrático sobre a tecnologia, estabelecer a legitimidade do envolvimento do
público informal e reconciliar envolvimento público, racionalidade e autonomia do
trabalho técnico profissional.
Assim, por meio do emprego de uma ferramenta de análise numérica, típica das
ciências ditas “duras”, torna-se visível a ligação entre os aspectos físicos do ambiente
urbano e seus aspectos legais, históricos e econômicos que existem em espaços relativos.
Não se trata de uma busca por uma solução determinista ambiental para a questão da
sustentabilidade das cidades, mas, mediante a explicitação dessas relações, da criação de
uma posição em que os diversos atores estejam capacitados a intervir de maneira
consciente sobre a construção da cidade.
No Capítulo 2 revisa-se brevemente a história dos setores estruturais de Curitiba,
cuja concepção foi informada pela discussão e crítica ao Movimento Modernista na
arquitetura e no urbanismo. Os principais parâmetros de uso e ocupação do solo nos
Setores Estruturais e no Ecoville são apresentados. A seguir, revisam-se os aspectos físicos
da ventilação e dispersão de poluentes em áreas urbanas: estudam-se os elementos do
clima da camada limite, a partir da abordagem clássica de T. R. Oke (1978), os fenômenos
físicos que afetam a dispersão de poluentes e as condições de ventilação nos edifícios. São
tecidas considerações sobre qualidade do ar e poluentes nas áreas urbanas – as principais
substâncias de interesse e seus efeitos sobre a saúde dos habitantes, inclusive sob o ponto
de vista da legislação ambiental brasileira. Por fim, revêem-se estudos sobre ventilação,
dispersão de poluentes e qualidade do ar na camada limite urbana e aspectos de qualidade
do ar na RMC.
No Capítulo 3, são detalhados os métodos e equipamentos empregados neste
estudo, que tem como elemento central as simulações no modelo ENVI-met. Discute-se o
processo de trabalho, a coleta de dados iniciais para a construção do modelo no programa

23
ENVI-met, os equipamentos utilizados para o monitoramento in loco, o processo de
confecção do modelo da área de estudo e de calibração do modelo numérico.
O cenário atual de dispersão de poluentes nos Setores Estruturais é o objeto do
Capítulo 4; emprega-se o monitoramento in loco e a simulação numérica para a análise da
dispersão de poluentes em uma seção selecionada no Setor Estrutural – Av. Sete de
Setembro – além de uma seção do Ecoville. No Capítulo 5 é apresentado o cenário
alternativo de ocupação desses setores e os resultados das simulações da dispersão de
NO x .
As conclusões e sugestões para trabalhos futuros são apresentadas no Capítulo 6.
Finalmente, nos Apêndices e Anexo são apresentados exemplos de plantas e cadernetas
para levantamento in loco, os arquivos de configuração e os relatórios de análise dos
modelos e imagens de satélite dos pontos de interesse identificados.

25
2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
Preocupações com a salubridade dos espaços urbanos entram e saem de pauta
seguidamente na história das cidades, consolidando-se no Movimento Moderno do início
do século XX, em parte como resposta à congestão das cidades industriais, em parte
influenciada por uma visão científica do corpo e da saúde humanas (MUMFORD, 2008;
SENNET, 2008). As ideias do planejamento de Curitiba e dos Setores Estruturais
encontram sua gênese na discussão e na crítica do Movimento Moderno.
Neste capítulo é traçado um breve histórico do planejamento urbano de Curitiba
e dos Setores Estruturais. A seguir, são discutidos alguns aspectos físicos de ventilação e
dispersão de poluentes na camada limite urbana, comenta-se a legislação brasileira sobre
qualidade do ar e discutem-se as emissões veiculares urbanas.
Complementam esse capítulo revisões de estudos sobre ventilação e qualidade
do ar na camada limite urbana, e aspectos da qualidade do ar na Região Metropolitana de
Curitiba (RMC). Além de empregarem uma grande gama de métodos - medições in loco,
coletas de amostras, simulações numéricas e em túneis de vento – vários desses estudos
foram utilizados como referência para a concepção e como fontes de dados desta
pesquisa.
2.1 ASPECTOS HISTÓRICOS DO PLANEJAMENTO URBANO DE
CURITIBA E TRAJETÓRIA DOS SETORES ESTRUTURAIS
As iniciativas de planejamento da cidade de Curitiba datam de meados do século
XIX; após a emancipação política do Paraná e a transferência do status de capital de
Paranaguá para Curitiba. Data de 1855 o primeiro traçado em malha ortogonal para a
cidade (de autoria de Pierre Taulois), pois a cidade, como capital da província, deveria
“possuir um perfil de cidade organizada” (CAMPOS, 2005). Em resposta ao rápido
crescimento da cidade – devido em parte ao influxo de imigrantes – foi estabelecido, em
1895, o primeiro Código de Posturas de Curitiba, documento que estabelecia as normas
para o ordenamento e crescimento da cidade; bem ao espírito da época, incorporavam-se

26
idéias de modernização, higienização e funcionalidade. Inspirada pela Paris do Barão
Haussmann, almejava-se a criação de uma cidade que se identificasse funcional e
esteticamente com os exemplos europeus (CAMPOS, 2005).
Nos anos 1940 (quando Curitiba abrigava cerca de 140 mil habitantes), começam
as preocupações com a setorização funcional da cidade; em 1943, é elaborado o Plano
Agache, primeira iniciativa formal de planejamento da cidade (DANNI-OLIVEIRA,
2009; CAMPOS, 2005).
Segundo Danni-Oliveira (2009), tanto o Plano Agache quanto a iniciativa
seguinte, o Plano Serete, constituem projetos de planejamento filiados aos ideais
progressistas da Carta de Atenas. Para a autora, enquanto o Plano Agache setoriza a
cidade nas quatro grandes funções da Carta – habitação, trabalho, locomoção, cultivo do
corpo e do espírito – o “Plano Serete redimensionava tais funções e propunha, em sua
versão original, o conceito de cidade-jardim 2 , proposto no planejamento progressista de
Le Corbusier” (DANNI-OLIVEIRA, 2009, p. 156). Nas palavras de Choay (1979, p. 21-
22),
A obsessão pela higiene polariza-se em torno de noções de sol e de
verde. [...] Estes objetivos levarão os urbanistas progressistas a fazer o
velho espaço fechado explodir para desdensificá-lo, para isolar no sol e
no verde edifícios que deixam de ser ligados uns aos outros para tornarse
‘unidades’ autônomas [...] O espaço torna-se fundo, meio no qual se
desenvolve a aglomeração nova. Este novo fundo é, em grande parte,
investido pelo verde.
Ideais que transparecem no Plano Preliminar de Urbanismo, desenvolvido pela
Sociedade Serete de Estudos e Projetos Ltda, vencedora de concorrência em 1964, com
colaboração do escritório de Jorge Wilheim – Arquitetos Associados (CAMPOS, 2005).
Por sua vez, Souza (2001) ressalta o referencial modernista no Plano Preliminar
de Urbanismo, ao mesmo tempo em que lembra do contexto desse novo momento do
desenvolvimento da cidade:
2
Embora homônimo, o conceito de cidade-jardim de Le Corbusier difere das propostas culturalistas de
Ebenezer Howard.

27
A divisão da cidade em zonas funcionais excludentes, a transformação
de ruas em avenidas, a hierarquização do sistema viário, a construção da
cidade como todo orgânico a ser equilibrado e a consequente
classificação da população segundo ‘necessidades’ identificadas pela
razão técnica inspirada num conceito de homem universal, são
procedimentos típicos do urbanismo modernista adotados pelos
planejadores da capital paranaense. Também é característico do traço
modernista a aposta no planejamento global como empreendimento
capaz de superar as contradições sociais a partir tão-somente da
redefinição do espaço. (SOUZA, 2001, p. 108).
Para Souza (2001), a modernização de Curitiba ocorreu em um contexto de
ascensão das forças burocrático-militares, quando a ideologia do planejamento racional e
a crença no poder da Arquitetura e do Urbanismo, no ordenamento do espaço e na
transformação do comportamento das camadas mais pobres da população, se viam
fortalecidas.
O Plano Preliminar foi sancionado em 1966 (Lei Municipal 2.828/66), e estão
entre suas principais diretrizes: uso e ocupação diferenciada do solo; mudança do sentido
radial de expansão para uma configuração linear a partir de eixos estruturais que
integrariam sistema de transportes e uso do solo; e a criação de uma paisagem urbana
típica de Curitiba (CAMPOS, 2005). Apoiava-se no tripé “sistema viário, uso do solo e
transporte de massa”, em que o sistema viário iria desempenhar o papel de indutor e
controlador do crescimento da cidade, e não o contrário. O Plano buscou disciplinar o
crescimento da malha urbana, direcionando o adensamento populacional ao longo dos
eixos estruturais – onde estariam localizadas as edificações de maior altura, com
combinação de uso residencial e comercial e de serviços.
Segundo Oliveira (2000), as avenidas estruturais de grandes dimensões foram
decompostas nos sistemas trinários (Figura 2.1) para viabilizar a implementação do
plano. Originalmente, as vias seriam avenidas excepcionalmente largas, capazes de
comportar o tráfego de veículos particulares e as vias exclusivas para ônibus, mas,
segundo o autor, o grande volume de recursos necessários às desapropriações
inviabilizaria o projeto. A avenida única foi substituída por três vias paralelas: a via
central receberia duas faixas para uso exclusivo dos ônibus, em dois sentidos, e vias
laterais estreitas para circulação dos automóveis particulares e acesso aos edifícios. Uma
quadra à esquerda e à direita do eixo central foram implantadas outras duas vias de mão
única, cada uma em um sentido – centro-bairro e bairro-centro, denominadas “vias

28
rápidas”. Oliveira (2000) argumenta ainda que o Sistema Trinário foi uma importante
realização técnica, que viabilizou a implantação dos Eixos Estruturais sem que seu
propósito original fosse desfigurado.
Figura 2.1 - Sistema trinário.
Fonte: CAMPOS, 2005, p. 52
O Plano foi sancionado em 1966, mas a implantação das vias estruturais –
consideradas fundamento básico do Plano Diretor – teve início em 1971. Em 1974, são
reformadas as avenidas João Gualberto, Paraná e República Argentina, com a construção
das canaletas e início da operação dos ônibus expressos (CAMPOS, 2005).
O transporte coletivo foi organizado ao longo dos eixos estruturais (“ônibus
expressos”, circulando em vias exclusivas, as “canaletas”), com o apoio de terminais de
médio porte a cada dois ou três quilômetros e ramais de linhas alimentadoras. Ao sistema
viário hierarquizado – avenidas de acesso, vias rápidas estruturais, vias coletoras –
atrelou-se um uso do solo coerente, com densidades de construção e ocupação
inversamente proporcionais à distância do eixo do transporte de massa, conforme a
Tabela 2.2Figura 2.2 (CAMPOS, 2005; RABINOVITCH, 1996).

29
Figura 2.2 - Esquema de verticalização do Setor Estrutural e sua relação com as ZR-4.
Fonte: CAMPOS, 2005, p. 55
A proposta inicial do Plano previa o adensamento dos eixos estruturais com uma
limitação para a ocupação do solo: o Plano impunha o limite de três edifícios por quadra,
naquelas limitadas pelos Eixos Estruturais, com recuos em relação aos limites do terreno;
as áreas remanescentes seriam ocupadas com parques, jardins e áreas de lazer,
constituindo as Torres Residenciais (DANNI-OLIVEIRA, 2000). Em 1975 são finalmente
fixados os parâmetros de uso e ocupação do solo, e é abandonada a concepção de torres
residenciais isoladas (CAMPOS, 2005).
Essa tipologia poderia ter tido efeitos benéficos sobre a qualidade climática local,
favorecendo a insolação dos edifícios, as condições de iluminação natural, as trocas de
calor e umidade, a ventilação dos pavimentos construídos, a dispersão de poluentes, a
desobstrução das vistas. Porém, nos lembra Danni-Oliveira (2009) que “os rearranjos a
que o Plano Serete foi submetido ao longo dos seus 25 anos de implementação foram
conceitualmente pautados nas idéias de formas-tipo e de geometria do urbanismo
progressista manifestados na estruturação e nas edificações das Vias Estruturais”,
atendendo à pressão das forças político-econômicas locais e abandonando a idéia das
torres-jardins (DANNI-OLIVEIRA 2009, p. 157). Pressões essas que se manifestaram na
adoção, na segunda metade da década de 1970, do Plano Massa, que priorizava o máximo
adensamento ao longo dos eixos estruturais sem maiores considerações sobre a
preservação da qualidade ambiental.
Campos (2005) traçou uma interessante retrospectiva da evolução da legislação
de uso do solo nos Setores Estruturais, desde sua criação (em 1971) até a adoção do
afastamento de H/6 regulamentado pela Lei Municipal 9.800/00. Sua análise se concentra
nos parâmetros: coeficiente de aproveitamento, afastamentos laterais e incentivos à

30
ocupação e adensamento, entre eles as bonificações na forma de áreas não computáveis
(“prêmios”).
Forte elemento definidor da paisagem urbana de Curitiba, o Plano Massa foi
instituído pelo Decreto 408/76. Em alguns trechos das vias centrais dos Setores
Estruturais, incentiva-se o adensamento ao se liberar a construção de um embasamento
comercial, formado por loja e sobreloja. A sobreloja projeta-se sobre o alinhamento
predial, enquanto o térreo obedece ao recuo de quatro metros, constituindo uma galeria
longitudinal coberta, em toda a extensão da testada do lote (Figura 2.3). Sobre o
embasamento se constrói uma torre para uso residencial, comercial ou de prestação de
serviços.
Figura 2.3 - Galeria coberta definida pela sobreloja do embasamento do Plano Massa.
Fonte: autoria própria.
O Plano Massa reorientou o conceito dos eixos estruturais, atendendo a dois
propósitos originais do Plano Diretor: promover o adensamento populacional ao longo
dos eixos estruturais e expandir o centro tradicional com oferta de áreas para atividade
comercial e prestação de serviços, utilizando os embasamentos das edificações e
abandonando o uso exclusivamente residencial (OLIVEIRA, 2000). Decretos
subsequentes (247/80 e 399/80) promoveram o adensamento dos eixos estruturais, com o
aumento do coeficiente de aproveitamento - relação entre a área construída computável
da edificação e a área do terreno - para até seis vezes a área do lote e exclusão do subsolo
como área computável (CAMPOS, 2005).
No ano de 1985 (final da administração de Maurício Fruet) apresentou-se a
primeira etapa do Plano Municipal de Desenvolvimento Urbano (PMDU). Essa etapa do
PMDU era constituída por inventário de informações, análise, diagnóstico e diretrizes para

31
propostas, e destinava-se a orientar o processo de planejamento até o ano 2000. Segundo
Campos (2005), o PMDU já apontava diferentes maneiras de ocupação dos lotes (devido a
diferentes condições de infra-estrutura e valorização das áreas) e problemas ambientais
causados pela proximidade das edificações e elevada impermeabilização.
Na década de 1990, o foco muda para projetos de grande impacto visual,
segundo Campos, “atualizando o mito de vanguarda urbanística do início da década de
1970” (CAMPOS, 2005, p. 59). O discurso dos anos 1970 – a “cidade humana”, “cidade
funcional”, “cidade laboratório” é substituído por novas sínteses: “capital ecológica”,
“cidade modelo”, “capital de Primeiro Mundo”. Mas os impactos ambientais desse
modelo de adensamento já começavam a ser verificados: sobre a paisagem, ventilação,
insolação, circulação e aumento expressivo da densidade populacional dos Setores
Estruturais.
O Decreto 579/90 reduziu o coeficiente de aproveitamento para quatro vezes a
área do lote, ao mesmo tempo em que instituiu o mecanismo de transferência de
potencial construtivo em algumas áreas de interesse de adensamento, como incentivo à
ocupação.
Na gestão de Cássio Taniguchi (1997 a 2000) o Plano Diretor é finalmente
revisado, ainda que superficialmente. A Lei 9.800/00 (e decretos complementares) impôs
o novo plano diretor. As principais críticas ao Plano Diretor abordavam a proposta de
cidade pluriaxial, o incentivo à ocupação ao longo do trecho urbano da rodovia BR-116
(hoje denominada Linha Verde), os novos eixos de adensamento em direção às áreas de
mananciais, e o projeto do metrô (ainda em etapa de estudo à época da redação).

32
2.1.1 Parâmetros urbanísticos nos Setores Estruturais
Os lotes do Setor Estrutural possuem testada para três categorias de vias: a via
central é aquela onde está implantada a canaleta para o transporte de massa e permite, na
maior parte de sua extensão, a construção segundo as definições do Plano Massa; as vias
externas são as “vias rápidas” centro-bairro e bairro-centro, a uma quadra de distância da
via central; finalmente, as demais vias são as aquelas transversais à via central e às vias
externas. Para cada categoria de via, os seguintes parâmetros urbanísticos são
determinados (INSTITUTO, 2002):
• Uso;
• Taxa de ocupação;
• Coeficiente de aproveitamento;
• Altura da edificação;
• Recuo do alinhamento predial;
• Afastamento das divisas;
• Taxa de permeabilidade;
• Dimensão do lote.
A evolução histórica dos parâmetros urbanísticos do Setor Estrutural foi
compilada por Campos (2005), e é reproduzida na Tabela 2.1, p. 34. Os aspectos da lei de
uso do solo de interesse para este estudo (os parâmetros que influem diretamente na
morfologia urbana) são, sobretudo, a taxa de ocupação, o coeficiente de aproveitamento,
a altura da edificação, o recuo do alinhamento predial e o afastamento das divisas.
Embora a combinação da taxa de ocupação e coeficiente de aproveitamento inponham
um limite à altura da edificação, não há um limite explícito para esse valor, exceto em
algumas áreas onde o cone de aproximação da aeronáutica limita a altura das edificações
a trinta metros (CAMPOS, 2005).
Os Decretos n o 408/76 e 464/80 detalharam a tipologia do Plano Massa esboçada
em 1975 (Decreto n o 855/75); os parâmetros construtivos regem a largura das galerias, o
uso do pavimento térreo, as alturas mínimas e máximas do embasamento, chegando a
aspectos como a dimensão dos pilares e revestimentos de piso e soluções de iluminação.

33
Essa rigidez nos parâmetros construtivos definiu uma tipologia característica para os
embasamentos dos edifícios da via central dos eixos estruturais (CAMPOS, 2005).
Uma mudança significativa ocorre no ano 2000, quando a Lei 9.800/00 institui o
afastamento lateral de H/6. Campos (2005) ressalta que, com essa medida, “ao invés de
serem reduzidos os coeficientes ou as taxas de ocupação, foram alterados os afastamentos
das divisas, que passaram a ser determinados pela altura da construção dividida por seis
(H/6), o que deverá definir uma nova configuração na ocupação do Setor Estrutural”
(CAMPOS, 2005, p. 72). Segundo Schmid (2001), essa maneira de cálculo dos
afastamentos laterais poderia ser interpretada como uma abordagem simplificada de
envelope solar 3 .
3
As abordagens de prisma ou envelope solar são utilizadas para a definição do “volume máximo que pode
ser construído em um determinado sítio para que este [volume de construção] não projete sombras sobre
os sítios contíguos” (BROWN; DEKAY, 2004, p. 112).

34
Tabela 2.1 - Evolução histórica dos parâmetros construtivos da legislação para o setor estrutural para
uso misto ou de habitação coletiva.
Taxa de
Ocupação
Afastamento
Lateral
Leis
Vias
Embasamento
Torre
Coeficiente de
aproveitamento
Recuo
Via Central
Vias externas e
demais vias
Prêmios
Dec. n o 855/75 Central 100% 50% 6 - 3,0 m
Externas 80% 50% 6 10 m 3,0 m
Demais 80% 50% 6 5 m 3,0 m
Dec. no 408/76 Central 100% 6 Plano Massa Sem aberturas: 0 m
Externas 50% 6 10 m Até 3 pav.: 1,5 m
Demais 50% 6 5 m 4 a 8 pav.: 3,0 m
Dec. n o 247/80 Central 100% 50% 6 Plano Massa
Externas 50% 4-6 10 m
Demais 50% 4-6 5 m
9 a 11 pav.: 3,5 m
>12 pav.: 4,0 m
2 o pavimento para
comércio
2 o pavimento para
comércio
Coeficiente 6 para
uso comercial ou
via local executada
Dec. no 399/80 Central 100% 50% 6 Plano Massa Subsolos
Externas 50% 5 10 m Embasamento
Demais 50% 6 5 m Pavimento de lazer
Dec. n o 579/90 Central 100% 50% 4 Plano Massa
Lei no 9.800/00
Dec. no 190/00
Dec. no 197/00
Dec no 198/00
Externas 75% 50% 4 10 m
Demais 7
5
%
5
0
%
54
m
Inclusive no
subsolo
Central 100% 50% 4 Plano Massa
Externas 75% 50% 4 10 m
Demais 75% 50% 4 5 m
Fonte: Reproduzido de Campos (2005, p. 74).
Mais de 7
pavimentos – 2,0 m
H/6 (mínimo 2,5m)
Áreas comerciais e
50% de garagem
Uso exclusivamente
comercial – 1,5x lote
1 o e 2 o pav. Nas vias
externas/demais vias
Uso exclusivamente
comercial – 2x térreo
Pavimento de lazer
Embasamento
Uso exclusivamente
comercial – 1,5x
lote
1o e 2o pav.
Nas vias
externas/demais
vias
Pavimento de lazer

35
No Ecoville (prolongamento Oeste do Setor Estrutural Norte) é utilizado um
expediente semelhante de cálculo do afastamento lateral: este é facultado para até dois
pavimentos, ou deve corresponder a H/5 acima de dois pavimentos atendendo-se, nesse
caso, o mínimo de 2,50 m (INSTITUTO..., 2002). Essa área, também conhecida como
Ecoville, tem vários atributos para torná-la um “descendente filosófico” dos Setores
Estruturais, com uma importante diferença: a ocupação desses trechos envolveu a
reorganização da estrutura fundiária, com a fusão de lotes e a construção de grandes
torres de uso majoritariamente residencial (há, no momento, somente um conjunto de
quatro edifícios de uso comercial, de pequeno porte), isoladas em lotes de grandes
dimensões, sobre os quais se encontram áreas de lazer e áreas verdes (inclusive bosques
de preservação) privadas. Apesar dos projetos que conscientemente se voltam para
dentro, ignorando o espaço público, no Ecoville se realizou em parte a proposta original
para os Setores Estruturais: as torres-jardim isoladas em meio ao verde. No entanto, a
atenção dedicada pela comunidade científica ao Ecoville é virtualmente nula: estudos
sobre a evolução histórica dessa ocupação, seus atributos arquitetônicos e ambientais são
escassos.
Dada sua importância histórica, econômica e como elemento da paisagem
curitibana, não é inesperado que os Setores Estruturais sejam objeto constante de estudo.
Entre os estudos já realizados, têm destaque as questões de partilha da cidade, a evolução
da ocupação dos setores estruturais e seus aspectos ambientais.
A partir dos cadernos do Plano Preliminar de Urbanismo (PPU) e outros
documentos do IPPUC, Souza (2001) investigou a articulação do saber técnico às
estratégias de arregimentação da população, divisão desigual do espaço e orientação
diferenciada das políticas urbanas. Para o autor, a leitura da cidade e a classificação das
áreas – e seus habitantes – entre aquelas de expansão orgânica (ou natural) e inorgânica
visou sobretudo à indução de investimentos e adensamento ao longo dos Eixos
Estruturais, adicionando valor suplementar às áreas centrais já valorizadas.
O estudo de Lobo, Scheer e Campos (apud CAMPOS, 2005), de 1988, se valeu
apenas da análise gráfica, sem quantificação (esta estava acima da capacidade de
computação disponível à época). Ainda assim “o resultado final induzia à necessidade de
se rever os parâmetros urbanísticos vigentes, a fim de se evitar o comprometimento do

36
Setor Estrutural em diversos aspectos, como insolação, ventilação, circulação e paisagem”
(CAMPOS, 2005, p. 76-7).
Em um estudo encomendado pelo IPPUC, e posteriormente publicado no
formato de artigo, Schmid (2001) utilizou um modelo computacional para avaliar os
impactos da então proposta alteração da lei de uso do solo (a Lei 9.800/00) sobre o
aproveitamento da luz natural e a irradiação solar nos interiores de edifícios nos Setores
Estruturais e zonas residenciais adjacentes. Além da situação preexistente, foram
analisados dois cenários alternativos de cálculo dos afastamentos, H/5 e H/6. Ambos os
cenários apontaram melhorias ambientais nos interiores das edificações. Finalmente, a
municipalidade optou pelo afastamento de H/6, por considerar o valor de H/5
excessivamente restritivo.
Campos (2005) estudou a influência da orientação das testadas – somente as de
orientação Norte e Sul – sobre as tipologias de construção e usos das edificações em um
trecho do Setor Estrutural Sul (Rua Sete de Setembro). O trecho estudado, da Avenida
Sete de Setembro, se sobrepõe parcialmente a um dos setores do presente estudo.
Para Campos, o acesso à insolação não foi priorizado pelos parâmetros
construtivos. Apesar dos múltiplos incentivos, a ocupação da testada Norte – mais
favorável ao uso residencial – está mais consolidada que a testada Sul. Segundo o autor:
Em busca de um rápido adensamento e consolidação, o processo de
ocupação do Setor Estrutural de Curitiba foi guiado por incentivos
oferecidos através de diversas alterações na legislação vigente. [...] [As
conclusões do estudo] confirmam que a ocupação do Setor Estrutural
de Curitiba sofreu influência da orientação da testada dos lotes. Mesmo
em uma região nobre, próxima ao centro e com um alto valor de
mercado, os resultados da análise demonstram que a restrição à
insolação, causada pela rápida ocupação dos lotes face Norte, teve
influência na ocupação pouco consolidada dos lotes com testada para o
Sul, levando a processos distintos de ocupação de cada face da via.
(CAMPOS, 2005, p. 159-63).
Em outras palavras, enquanto os incentivos atingiram o objetivo de consolidar a
ocupação dos lotes de face Norte, em processo autofágico, eles dificultaram a ocupação
dos lotes de face Sul. Os resultados do estudo de Campos (2005) sugerem que, apesar de
excluído das preocupações dos planejadores, um imperativo ambiental se impôs à lógica
da expansão imobiliária.

37
Suga (2005) estudou as condições de aproveitamento da luz do dia em ambientes
do 1 o andar de edifícios típicos do Plano Massa, em quatro trechos dos setores estruturais.
Para todas as orientações avaliadas, a razão H/W com valor 2,00 se mostrou crítica. De
seu trabalho, resultaram sugestões de variados valores para a razão H/W, adequados às
diferentes orientações de vias para melhoria dos níveis de iluminação e períodos de
insolação nos ambientes internos.
2.2 ASPECTOS FÍSICOS: VENTILAÇÃO E DISPERSÃO DE
POLUENTES EM ÁREAS URBANAS
Enquanto a primeira seção deste Capítulo tratou dos aspectos da história e, em
certa medida, dos jogos econômicos que contribuíram para gerar a forma de Curitiba, as
próximas seções irão tratar dos aspectos físicos do clima nos espaços urbanos. Nesta
seção, são estudados os aspectos físicos do clima urbano, a partir principalmente do texto
de T. R. Oke (1978), Boundary Layer Climates, referência essencial em qualquer estudo
sobre climatologia urbana.
2.2.1 A atmosfera e a camada limite
A camada de ar que recobre a superfície terrestre não é homogênea,
concentrando 98% de sua massa nos primeiros 29 km de altura, com os 2% restantes
decaindo gradativamente até o vácuo do espaço (adota-se, como referência, a altura de
10.000 km como limite da atmosfera terrestre). Não apenas a densidade do ar modifica-se
com a altura: a composição dos gases também se altera. O trecho denominado Homosfera
se estende até 90 km de altura e é caracterizado pela distribuição relativamente uniforme
de seus componentes gasosos. Até 25 km de altura, a atmosfera é composta em sua quase
totalidade de nitrogênio (78,1%) e oxigênio (20,9%), mas contém ainda traços de dióxido
de carbono (0,033%), argônio (0,0934%) e, em ainda menor proporção, neônio, hélio,
kriptônio, hidrogênio, metano e óxido nitroso. Acima de 90 km de altura, os gases se
dispõem em camadas de diferentes composições químicas, e denomina-se essa camada
Heterosfera (MONTEIRO; DANNI-OLIVEIRA, 2009).

38
Os fenômenos climáticos se produzem na Troposfera, a camada mais baixa e em
contato com a superfície terrestre, com 12 km de extensão em média. É nessa camada que
“os fluxos de matéria e energia próprios do Sistema Terra-Atmosfera (STA) ganham
considerável complexidade, dada não só pelas interações entre a superfície e a camada de
ar sobrejacente, mas também pelas atividades humanas que nela se realizam”
(MONTEIRO; DANNI-OLIVEIRA 2009, p. 31).
Eventos atmosféricos ocorrem em uma grande gama de escalas temporais e
espaciais. Uma possível classificação é apresentada no Quadro 2.1, abaixo:
Denominação Limites (escala espacial) Limites (escala temporal)
Microescala 10 -2 a 10 3 m De poucos segundos a algumas horas
Topoescala 10 2 a 5x10 4 m De algumas horas a alguns dias
Mesoescala 10 4 a 2x10 5 m Semanas
Macroescala 10 5 a 10 8 m Anos
Quadro 2.1 – Escalas espaciais de estudo dos eventos atmosféricos.
Fonte: Adaptado de Oke (1978).
Em períodos de um dia, a faixa da atmosfera que sofre influência da superfície
terrestre é pequena, extendendo-se até um quilômetro de altura, é denominada camada
limite atmosférica, ou simplesmente camada limite; esta faixa é caracterizada pela intensa
turbulência gerada pelo movimento da atmosfera ao longo da superfície terrestre, rígida e
rugosa. Assim, segundo Oke (1978), o estudo da camada limite engloba distâncias
verticais de até um quilômetro, distâncias horizontais de até 50 km e períodos de até um
dia.
Os ventos são formados pelo movimento de massas de ar de áreas de alta pressão
para áreas de baixa pressão; a velocidade do vento é controlada pelo gradiente de pressão
que se estabelece entre essas duas áreas (MONTEIRO; DANNI-OLIVEIRA, 2009).
Segundo Oke (1978), as diferenças horizontais de pressão são geradas pelas diferenças
horizontais de temperatura no Sistema Terra-Atmosfera (STA) – a energia térmica, parte
da cascata de energia solar, se converte em energia cinética dos sistemas de vento e passa
então a participar da cascata de energia cinética.
O comportamento do campo de vento na camada limite é fortemente
influenciado pelo arrasto gerado pela superfície rígida sob o fluxo. O movimento próximo
ao chão é retardado, e a velocidade média do vento decai rapidamente ao se aproximar da

39
superfície; devido às diferenças de rugosidade, os perfis de vento em áreas urbanas,
suburbanas e em campo aberto são bastante diferentes (BROWN; DEKAY, 2004). Sendo
z g a altura da camada limite onde o arrasto da superfície se torna desprezível (ou seja, a
velocidade média do vento se torna constante), a altura dessa camada limite é
proporcional à rugosidade da superfície, e é afetada também pela temperatura da
superfície: em sobre superfícies aquecidas, a altura z g aumenta; sobre superfícies
resfriadas, a altura z g diminui (OKE, 1978).
Figura 2.4 – Influência do terreno nos perfis de velocidade do vento.
Fonte: Adaptado de Brown; DeKay (2004, p. 40).
Denomina-se cisalhamento de superfície a força de arrasto exercida pelo ar na
superfície, à qual se opõe uma força igual exercida pela superfície na atmosfera. Porém,
sendo o ar um fluido, essa força age somente no limite inferior, e não em toda a
atmosfera. A força de cisalhamento é transmitida para baixo como um fluxo de
quantidade de movimento: o fluxo constante de parcelas de ar em rotação (vórtices). Em
condições de estabilidade, a variação da velocidade do vento conforme a altura segue uma
curva de decaimento logarítmico definida pela Equação 2.1 (OKE, 1978):
u z
= u *
k ln z z o
Onde ū z – velocidade média de vento (m.s -1 ) na altura z (m), u * - velocidade de
corte (m.s -1 ), k – constante de von Karman (aproximadamente 0,40) e z 0 – comprimento
!
de rugosidade (m).
A velocidade de vento a 10 metros acima do solo, altura padrão de medição da
Organização Meteorológica Mundial (WMO), é um importante parâmetro
meteorológico. Entretando, obter medições representativas de velocidade de vento a esta
(2.1)

40
altura dentro de áreas urbanizadas é virtualmente impossível (OKE, 2006). Há ao menos
duas rotinas para a estimativa da velocidade de vento nas áreas urbanas; ambas tentam,
de alguma maneira, usar as diferenças de rugosidade entre áreas rurais e urbanas. Oke
(2006) propõe uma equação para o ajuste do perfil logarítmico de vento, que utiliza
diretamente o valor de z 0 (Equação 2.3):
u 1
= ln(z 1
/z 0
)
u ref
ln(z ref
/z 0
)
Onde z ref – altura de referência, z 1 – altura do anemômetro no local, z 0 – altura de
rugosidade correspondente a cada zona. Nas áreas urbanas, a altura de referência deve
€
incluir a altura de deslocamento do plano zero (z d ).
A altura dede rugosidade (z 0 ) mede a rugosidade aerodinâmica da superfície, e é
uma importante variável em estudos de comportamento dos ventos em áreas urbanas,
dispersão de poluentes e turbulência. Relaciona-se à altura dos elementos presentes na
superfície, à sua forma, e densidade de distribuição, mas sua determinação é
problemática.
Grimmond e Oke (1999) revisaram abordagens morfométricas – que tentam
relacionar características aerodinâmicas às dimensões das superfícies – e abordagens
micrometeorológicas – baseadas em observações em campo de velocidades de vento e
turbulência. Nenhuma abordagem se mostrou conclusiva. Na Tabela 2.2 são
reproduzidos os valores recomendados pelos autores para o comprimento de rugosidade,
em quatro situações urbanas típicas 4 .
(2.2)
4
Os autores também propõem uma rotina mais sofisticada de cálculo, baseada na análise de fotos aéreas e
medição das alturas médias dos elementos de rugosidade (GRIMMOND; OKE, 1999).

41
Tabela 2.2 - Valores recomendados para a altura dos elementos (z H ), altura de deslocamento zero (z d ) e
comprimento de rugosidade (z 0 ).
Forma Urbana z H (m) z d (m) z 0 (m)
Baixa altura e baixa densidade – residencial, casas isoladas de
um ou dois pavimentos, jardins, árvores pequenas; casas
mistas e pequenas lojas. Armazém, indústria leve, poucas
árvores
Média altura e média densidade – casas em série de dois ou
três pavimentos, árvores grandes. Blocos de até cinco andares
isolados. Uso misto: lojas, indústria leve, templos, escolas
Grande altura e grande densidade – edifícios residenciais de
até seis pavimentos pouco espaçados; grandes equipamentos
(fábricas, universidades, etc.); centro da cidade
Arranha-céus – centro urbano ou núcleo suburbano com
torres em contexto urbano denso; complexos institucionais
de grande porte.
FONTE: adaptado de Grimmond; Oke (1999, p. 1281)
5-8 2-4 0,3-0,8
7-14 3,5-8,0 0,7-1,5
11-20 7-15 0,8-1,5
>20 >12 >2,0
Como alternativa à determinação de z 0 para uma área urbana, Allard e
Santamouris (1998, p. 90) propõem uma equação empírica para ajuste das velocidades de
vento medidas em estações meteorológicas padrão (Equação 2.4):
U 1
U 0
= K⋅ Z 1
a
Sendo U 0 – velocidade média de vento na estação meteorológica (m.s -1 ), U 1 –
velocidade de vento no ponto de interesse (m.s -1 ), Z 1 – altura da medição na estação
€
meteorológica (m), e K e a são coeficientes de ajuste adimensionais cujos valores estão
listados na Tabela 2.3.
(2.3)

42
Tabela 2.3 - Valores de K e a para ajuste de velocidade de vento mediante a Equação 2.3.
K
a
Urbano 0,35 0,25
Cidade 0,21 0,33
Fonte: Allard; Santamouris (1998).
No período diurno, a instabilidade gerada na superfície permite trocas verticais
em grande profundidade na atmosfera, transportando quantidade de movimento do ar
mais rápido das camadas superiores e aumentando a velocidade dos ventos na superfície;
os efeitos combinados da convecção natural e forçada, nessa camada mista, aumentam a
eficiência do transporte e mistura vertical, e são importantes para se compreender o
transporte de calor e a dispersão de poluentes. A profundidade dessa camada mista (h*)
aumenta rapidamente ao longo da manhã, atingindo 0,5 a 2 quilômetros de altura no
meio da tarde. Já no período noturno, a estratificação causada pela inversão –
resfriamento da camada de ar mais próxima ao solo – reduz as trocas verticais e a
transferência de quantidade de movimento para a superfície. Em condições de ventos
fracos e pouca turbulência, a altura da camada limite (que sofre influência da superfície) é
reduzida para 50 metros e não há camada mista em contato com o solo - ou seja, h* se
iguala a zero (OKE, 1978).
2.3 O CLIMA URBANO
Os elementos da paisagem urbana afetam a composição da atmosfera e os fluxos
de energia e de vento, a ponto de se falar de um “clima urbano” 5 . Essas influências do
ambiente construído sobre os processos atmosféricos têm sido objeto de pesquisa há
várias décadas. Segundo Oke (1978, p. 240, tradução do autor):
5
Em oposição ao clima “natural” de áreas não urbanizadas.

43
O processo de urbanização produz alterações radicais na natureza da
superfície e nas propriedades atmosféricas de uma região. Ele envolve a
transformação das características radiantes, térmicas, higroscópicas e
aerodinâmicas e assim desloca as cascatas solar e hidrológica naturais 6 .
Entre os efeitos da urbanização sobre o clima da cidade e da área circundante,
têm destaque:
a. Transformação da superfície, ocasionando alterações no balanço de
radiação (efeito dos materiais com maior capacidade térmica) e alteração
das características aerodinâmicas: as superfícies urbanas são mais rugosas,
causando maior atrito e afetando a velocidade dos ventos locais;
b. Os sistemas de drenagem eliminam rapidamente a água da chuva. Menos
água incorpora-se ao solo, e as taxas de evaporação urbanas são menores
que as rurais;
c. As atividades urbanas liberam substâncias contaminantes;
d. Geração de calor dito tecnógeno, dissipado de veículos, equipamentos,
instalações, indústrias.
A presença de edificações causa alterações nas características de radiação,
térmicas, hidrológicas e aerodinâmicas em sua vizinhança. Quanto à radiação, os efeitos
mais significativos são a redução do ganho de energia nas áreas sombreadas, o aumento
localizado do fluxo de radiação devido à reflexão da radiação solar nas fachadas da
edificação, a menor perda de radiação de onda longa (causada pela redução do fator de
visão do céu), e o aumento da radiação de onda longa emitida pelo edifício. A
combinação de proteção contra o vento e perdas térmicas dos prédios torna as
temperaturas de solo e ar mais altas nas adjacências das edificações que em campo aberto
(OKE, 1978). Para Romero (2001), o vento é o elemento climático mais alterado pela
urbanização, mas também o mais passível de controle pelo desenho urbano. Segundo a
autora, “a orientação das ruas com relação à direção dos ventos, o tamanho, a altura e a
densidade dos edifícios, assim como a distribuição dos edifícios altos entre os baixos, etc.
têm um grande impacto nas condições urbanas do vento” (ROMERO, 2001, p. 92).
6
“The process of urbanization produces radical changes in the nature of the surface and atmospheric
properties of a region. It envolves the transformation of the radiative, thermal, moisture and aerodynamic
characteristics and thereby dislocates the natural solar and hydrologic cascades.”

44
A Figura 2.5, abaixo, ilustra os padrões gerados quando o fluxo de ar atinge um
edifício de arestas retas. Ao atingir o edifício, o ar é defletido por sobre o topo, para baixo
ao longo da fachada, ou pelos lados da edificação. Na visão em corte (Figura 2.5a), ficam
evidentes quatro zonas de fluxo: A – inalterado, B – deflexão, C – cavidade, D – esteira.
Figura 2.5 - Padrões de fluxo em torno de um edifício de arestas retas (a) representação dos fluxos em
corte (b) perfis de velocidade (c) edifício perpendicular ao fluxo de vento (d) edifício disposto a 45º em
relação ao fluxo de vento.
Fonte: OKE, 1978, p. 232.
Na fachada a barlavento, as pressões são relativamente altas, atingindo o valor
máximo próximo ao topo e centro da parede. Nesse ponto, a velocidade do vento cai a
zero, e a pressão cai em direção às bordas do edifício. O fluxo acelerado sobre o topo e as
laterais do edifício se separa da superfície, gerando sucção nas paredes laterais e a
sotavento, com fluxos de vento na direção contrária ao fluxo incidente (o vórtice na zona
C da Figura 2.5a).
Os perfis de velocidade correspondentes a esse fluxo podem ser vistos na Figura
2.5b. Na seção 1, é evidente o perfil logarítmico padrão. O perfil é fortemente distorcido
imediatamente sobre o edifício (seção 2): na camada de deflexão acima do limite da
esteira, quando as linhas de fluxo convergem, existe um jato de ar de alta velocidade.

45
Aproximando-se da cobertura, a velocidade diminui drasticamente e, nas camadas mais
baixas, é visível o fluxo de retorno sobre o telhado. A sotavento do edifício (seção 3), o
efeito de jato é menos pronunciado, e as linhas de fluxo começam a divergir. O vórtice a
sotavento na zona de cavidade gera um fluxo de retorno junto ao solo. Apesar de, na
média, as velocidades do ar na zona de cavidade serem menores que na zona inalterada, o
fluxo naquela é mais turbulento.
Conforme aumenta a distância do edifício (seções 4 e 5), o efeito de abrigo é
progressivamente perdido, com o jato se unindo ao fluxo enquanto este se reajusta,
recobrando a forma inalterada. Na seção 5, o reajuste completo não é atingido – o
gradiente de velocidade próximo à superfície não é tão agudo quando na seção 1 –
indicando que turbulência residual na zona de esteira continua a facilitar o transporte de
quantidade de movimento a uma taxa maior que a normal para o terreno (OKE, 1978).
Finalmente, na Figura 2.5c e na Figura 2.5d estão representados, em planta, os fluxos de
vento ao redor de um edifício de arestas retas disposto de maneira perpendicular e de
maneira oblíqua ao fluxo de vento, respectivamente.
No caso de conjuntos de prédios do mesmo tamanho, os fluxos podem ser como
os representados no lado esquerdo da Figura 2.6, abaixo. Nesse caso, as características do
fluxo de ar dentro do cânion variam conforme o ângulo de incidência do vento: em
situações de vento perpendicular aos edifícios, fluxos em vórtice se formam no espaço
entre os edifícios. Nessa situação, ao nível do solo, apesar da proteção oferecida pelo
edifício, o vento pode ser mais turbulento que na mesma altura em áreas abertas. Quando
o vento incide de maneira oblíqua aos edifícios, o vórtice descreve uma trajetória em
“parafuso”, com movimento ao longo da rua. Quando o vento incide paralelamente ao
cânion, ocorre o efeito de jato, com velocidades mais altas que em áreas abertas (OKE,
1978).

46
Figura 2.6 - Fluxo de vento ao sobre um conjunto de edifícios de mesma altura na vizinhança de um
edifício de maior altura.
Fonte: Adaptado de OKE, 1978, p. 234.
Segundo Oke (1978), compreender o ambiente de vento nas proximidades das
edificações é importante para prever proteções contra danos causados pelo vento, para o
conforto e segurança dos ocupantes e pedestres e para a dispersão de poluentes. As
pressões de vento sobre os edifícios são usadas para o cálculo das cargas exercidas sobre a
estrutura e influenciam as condições de ventilação. O redirecionamento da chuva afeta os
materiais de revestimento de fachadas e a infiltração de umidade. Portas e janelas podem
ter sua operação dificultada ou até mesmo serem arrancadas em áreas de intensa pressão
de vento (OKE, 1978).
Por sua vez, Romero (2001) se preocupa com o efeito do agrupamento de
edifícios sobre as condições de ventilação ao nível da rua:

47
Quando os edifícios formam longas fileiras de mesma altura,
perpendiculares à direção do vento, então a distância entre os edifícios
tem pouca influência na velocidade das correntes de ar entre eles. Isso se
deve ao fato de que as primeiras filas de edifícios desviam as correntes,
enquanto o resto, que fica atrás, é deixado à sombra do vento. São
criados, então, dois regimes separados. A média total de velocidade do
vento nos espaços protegidos é menos que 30% do vento livre, com a
mesma altura [...] Constatou-se que as torres, quando dispersas na
vizinhança, sempre aumentam a velocidade do ar nas ruas. Uma
configuração densa com torres 7 é melhor ventilada do que uma
configuração de baixa densidade com edifícios de altura uniforme.
(ROMERO, 2001, p. 93).
O vento e a turbulência são vitais para a dispersão de poluentes atmosféricos.
Segundo Oke (1978), em áreas de gabarito baixo, as trocas entre o nível da rua e o nível
superior aos telhados depende da razão entre a altura das edificações e a largura da rua
(razão H/W): em ruas estreitas as trocas são mais restritas que em ruas mais largas, onde
a circulação de vórtice auxilia na dispersão de poluentes (Figura 2.7).
Figura 2.7 - Influência do fluxo de vento entre edifícios sobre a dispersão de poluentes.
Fonte: OKE, 1978, p. 239
Oke (1978) define dois loci de estudo dos climas urbanos, representados
esquematicmente na Figura 2.8: a camada limite urbana, acima dos telhados, onde
ocorrem fenômenos em meso-escala influenciados pelas características gerais da
“superfície” urbana, e a camada de cobertura urbana, camada abaixo da linha de telhados
7
A configuração em torres isoladas é um tema recorrente no urbanismo modernista, com exemplos como a
Ville Radieuse de Le Corbusier, do início do século XX.

48
governada pelos processos que operam em micro-escala nos cânions entre os edifícios; o
clima da camada de cobertura urbana é o resultado de múltiplos microclimas dominados
pelas características dos seus contextos (OKE, 1978, p. 241).
Ventos regionais, vindos do campo para a cidade, encontram um conjunto
diferente de condições, gerando uma camada limite interna a sotavento do limite urbano.
Ao alcançar a zona rural, forma-se uma nova camada limite (camada limite rural) a
sotavento, mas uma pluma urbana carrega a sotavento a influência da área urbanizada -
alterações de temperatura, umidade, poluentes.
Figura 2.8 - Representação esquemática da atmosfera urbana.
Fonte: Adaptado de OKE, 1978, p. 240.
A principal unidade de estudo da camada intra-urbana é o cânion urbano,
composto pelas paredes de prédios adjacentes e o espaço aberto entre eles, geralmente
uma rua (Figura 2.9). Em uma cidade de arruamento em malha ortogonal, as duas
orientações dos cânions, defletidas em 90º, irão possuir diferentes características
microclimáticas devido às diferenças no ângulo de incidência solar e a orientação em
relação aos ventos. Somam-se a essas diferenças aquelas geradas pelas características
radiantes, térmicas e higroscópicas dos materiais de construção e pela geometria do
cânion, geralmente expressa como a razão entre a altura dos edifícios e a largura do
espaço entre eles – razão H/W (OKE, 1978).

49
Figura 2.9 - Representação esquemática do volume de ar em um cânion urbano.
Fonte: Adaptado de OKE, 1978, p. 250.
Diferentes condições climáticas influenciam as trocas nos cânions: ventos mais
intensos aumentam o efeito da turbulência e da advecção, tendendo a reduzir as
diferenças no interior do cânion, entre a camada de cobertura urbana e a camada limite
urbana, e as diferenças entre aquela e a área rural (OKE, 1978).
À noite e em dias de pouco vento, o ar na camada de cobertura urbana costuma
ser mais quente que na zona rural, um efeito conhecido como Ilha de Calor Urbana
(ICU). Diferenças de umidade do entre o ar urbano e rural são pequenas. Nas médias
latitudes, o ar na camada de cobertura urbana é geralmente mais seco durante o dia e
ligeiramente mais úmido à noite, devido ao efeito combinado da baixa evaporação, pouca
deposição de orvalho, emissões antropogênicas de vapor e a estagnação do fluxo de ar
(OKE, 1978). Esse efeito recebe o nome de “ilha de umidade”.
Finalmente, as velocidades de vento na camada de cobertura urbana são
geralmente menores que as registradas em áreas rurais, para a mesma altura. Já em
condições de calmaria ou de ventos regionais muito fracos, o gradiente de temperatura e
pressão através do limite entre as áreas rural e urbana pode induzir uma brisa do campo
em direção à cidade, formando um sistema de recirculação (OKE, 1978) com efeitos
potencialmente adversos sobre a dispersão de poluentes.

50
2.3.1 Poluição do ar na camada limite
A poluição atmosférica pode ter origem natural (incêndios florestais, erupções
vulcânicas, tempestades de areia) ou ser ocasionada pela ação humana, Seja qual for sua
origem,
Os poluentes são substâncias que, sob certas condições, podem ser
nocivos a seres humanos, vida animal e vegetal, microorganismos ou
aos materiais, ou que podem interferir na qualidade de vida ou usufruto
de edifícios e paisagens (OKE, 1978, p. 268, tradução do autor) 8 .
Ainda segundo Oke (1978), duas classes de fatores determinam a quantidade de
poluentes em um local: a natureza das emissões e o estado da atmosfera. Além da
natureza física e química dos poluentes, para determinar a carga de poluentes também se
faz necessário conhecer a forma da fonte emissora (pontual, linear ou extensa), a duração
das emissões e a altura em que os poluentes são injetados na atmosfera. A Figura 2.10
resume o progresso dos poluentes desde a fonte (emissor) até o sumidouro, influenciados
pelo estado da atmosfera.
Figura 2.10 - Progresso dos poluentes, da fonte até o sumidouro.
Fonte: Adaptado de OKE (1978, p. 268).
8
“Air pollutants are substances which, when present in the atmosphere under certain conditions, may
become injurious to human, animal, plant or microbial life, or to property, or which may interfere with
the use and enjoyment of life or property.”

51
O movimento atmosférico – vento e turbulência – controla a dispersão dos
poluentes, em vários níveis. A intensidade da turbulência térmica e a profundidade da
camada de turbulência mista da superfície sofrem influência da estratificação de
temperatura; esses dois processos, juntos, regulam a dispersão para cima dos poluentes e
a taxa de renovação com ar mais limpo das camadas superiores da atmosfera.
Em mesoescala, o campo de vento é crítico com relação à dispersão horizontal na
camada limite, determinando tanto a distância que os poluentes são transportados a
sotavento, quanto o percurso geral descrito por estes. Combinada à rugosidade da
superfície, a velocidade de vento estabelece a intensidade da turbulência mecânica (OKE,
1978).
No ambiente urbano, o fluxo do vento (e, consequentemente, as condições para
difusão e mistura verticais e horizontais) é afetado pela presença de edifícios, vegetação e
outras características. Os efeitos cumulativos da convergência de múltiplas fontes de
poluentes e a existência de áreas de estagnação podem levar à formação de pontos
problemáticos de poluição que fogem às medições de poluentes em mesoescala, e a
dimensão vertical da dispersão de poluentes é frequentemente ignorada (WANG;
BOSCH; KUFFER, 2008).
2.3.2 Emissões
Nem todas as emissões são danosas – dióxido de carbono e compostos de
nitrogênio, por exemplo, são essenciais para a manutenção de processos naturais.
Quando suas concentrações estão excessivamente altas, essas substâncias passam a ser
consideradas poluentes. Na Quadro 2.2 são listados os principais poluentes atmosféricos e
suas fontes naturais e artificiais.
Monóxido de nitrogênio (NO), dióxido de enxofre (SO 2 ) e monóxido de carbono
(CO), originários da queima de combustíveis, são considerados poluentes primários,
enquanto ozônio (O 3 ) e dióxido de nitrogênio (NO 2 ) formam-se na atmosfera a partir de
reações químicas envolvendo substâncias precursoras sob os efeitos da radiação solar. A
dinâmica desse processo será abordada adiante.

52
Tipo
Fonte
Natural
Antropogênica
Material Particulado Vulcanismo Combustão
Poeira levantada pelo vento Processos industriais
Meteoros
Spray marinho
Incêndios florestais
Compostos de enxofre Bactérias Queima de combustíveis fósseis
Vulcanismo
Processos industriais
Spray marinho
Monóxido de Carbono Vulcanismo Motores à combustão interna
Incêndios florestais
Queima de combustíveis fósseis
Dióxido de Carbono Vulcanismo Queima de combustíveis fósseis
Animais
Plantas
Hidrocarbonetos Bactérias Motores à combustão interna
Plantas
Compostos de Nitrogênio Bactérias Combustão
Quadro 2.2 – Tipos de poluentes e suas fontes.
Fonte: adaptado de Oke (1978, p. 273).
São as principais substâncias de interesse:
- Materiais particulados (MP): segundo Oke (1978), 90% das
partículas atmosféricas são oriundas de processos naturais; as
principais fontes antrópicas estão associadas à combustão (usinas
termoelétricas, aquecimento doméstico, incineradores de lixo),
processos industriais (em cimenteiras, olarias, fundições e
siderúrgicas) e atividades de construção civil. Fontes veiculares de
materiais particulados são a combustão do óleo diesel e o desgaste
dos pneus e freios.
Os materiais particulados são sólidos ou líquidos com diâmetros de
0,1 a 100 µm. Partículas maiores que 10 µm compõem a poeira e a
fumaça visível, e são depositadas rapidamente sob ação da
gravidade, causando a maior parte dos problemas próximo às suas

53
fontes. Partículas menores ficam mais tempo suspensas no ar, e sua
dispersão depende do estado da atmosfera. Material particulado
menor do que 10 µm (MP 10 ) pode ser inalado e está associado a
asma, problemas cardiovasculares, câncer de pulmão e mortes
prematuras (DANNI-OLIVEIRA, 2008). Na legislação brasileira
sobre qualidade do ar, emprega-se o termo “partículas inaláveis”
(PI) como sinônimo de material particulado com diâmetro inferior a
10 µm.
- Compostos de enxofre: o enxofre é lançado na atmosfera
principalmente como dióxido de enxofre (SO 2 ), sulfureto de
hidrogênio (H 2 S) e ácidos sulfuroso (H 2 SO 3 ) e sulfúrico (H 2 SO 4 ),
além de sulfatos (sais) na forma de material particulado. Cerca de
dois terços do enxofre atmosférico têm origem natural (atividade
das bactérias); as emissões antropogênicas são, em sua maioria, SO 2 ,
originário da queima de combustíveis fósseis (carvão mineral e óleo
diesel), siderurgia, refinarias de petróleo. Fábricas de papel e
refinarias de petróleo emitem ainda grandes quantidades de H 2 S
(OKE, 1978).
O dióxido de enxofre é uma das substâncias regulamentadas pelas
normas nacionais e intenacionais de qualidade do ar, e está
relacionado com doenças respiratórias, irritação dos olhos. Causa
ainda o aumento da morbidade e mortalidade por doenças cardíacas
durante os episódios críticos e está relacionado à chuva ácida e à
névoa fotoquímica (DANNI-OLIVEIRA, 2008).
- Óxidos de carbono (CO x ): o monóxido de carbono (CO) é resultado
da combustão incompleta de materiais que contém carbono; é um
gás extremamente tóxico que causa mortes por asfixia. Fontes
naturais de CO são relativamente pequenas, e as principais fontes
antrópicas são os motores de combustão interna; segundo Oke
(1978), a emissão de CO é concentrada ao longo das estradas e vias
urbanas, devido à grande concentração de veículos, à ventilação
restrita e à baixa eficiência dos motores sob essas condições. O CO é

54
uma das substâncias cujas emissões e concentrações na atmosfera
são reguladas pela legislação brasileira.
Por ser essencial à manutenção da vida, o dióxido de carbono (CO 2 )
não é geralmente considerado um poluente. Plantas e animais são
fontes naturais de CO 2 , e as fontes antrópicas são principalmente a
queima de combustíveis fósseis e biocombustíveis – por esse motivo,
as maiores concentrações de CO 2 são encontradas nas áreas urbanas.
Ao contrário do monóxido de carbono, a legislação ambiental
brasileira não traz parâmetros para o controle das emissões e
concentração do CO 2 , embora disposições na recente Política
Nacional sobre Mudança do Clima já prevêem ações de controle das
emissões de gases geradores do efeito estufa (BRASIL, 2009).
- Hidrocarbonetos (H C ): a maior parte das emissões de
hidrocarbonetos tem origem na decomposição de matéria vegetal; as
emissões antrópicas são relativamente pequenas, originando-se da
queima de combustíveis fósseis e da evaporação de gasolina. Porém,
alguns hidrocarbonetos são tóxicos à vida animal e vegetal, e têm
papel importante na formação do smog fotoquímico e na geração de
ozônio na baixa atmosfera. As emissões veiculares de
hidrocarbonetos são reguladas em resolução do Conselho Nacional
do Meio Ambiente (CONAMA).
- Óxidos de nitrogênio (NO x ): a decomposição de matéria orgânica
no solo e nos oceanos é a fonte das emissões naturais de compostos
de nitrogênio. A queima de combustíveis libera óxido de nitrogênio
(NO), uma substância envolvida em vários processos patológicos e
fisiológicos em mamíferos, tanto benéficos como prejudiciais, que
pode se tornar tóxica em altas concentrações; na atmosfera, essa
substância se combina rapidamente com ozônio livre, gerando
dióxido de nitrogênio (NO 2 ), gás marrom amarelado irritante,
tóxico se inalado e causador de baixa visibilidade, e oxigênio (O 2 ).
As principais fontes de óxidos de nitrogênio são os veículos, usinas

55
movidas a carvão e a gás natural, e a fabricação de fertilizantes e
explosivos.
Na legislação ambiental brasileira, é previsto, por um lado, o
monitoramento da concentração de NO 2 na atmosfera (BRASIL,
1990) e, por outro, a emissão de óxidos de nitrogênio totais (NO x )
pelos veículos automotores (BRASIL, 2002). De maneira geral, se
adota o valor de 5% a 10% para a razão NO 2 /NO x . No entanto,
medições ao longo de estradas na região de Baden-Württemberg
(Alemanha) mostraram que essa razão pode atingir 25% (KESSLER;
NIEDERAU; SCHOLZ, 2006).
- Ozônio (O 3 ): Na baixa atmosfera, o ozônio é gerado em uma reação
fotoquímica envolvendo óxidos de nitrogênio, monóxido de
carbono e hidrocarbonetos; o ozônio é um gás irritante e oxidante
que também está associado a doenças respiratórias (INSTITUTO...,
2009a). A concentração de ozônio na baixa atmosfera é uma das
substâncias de monitoramento obrigatório segundo a legislação
ambiental brasileira.
- Outras substâncias: compõem ainda a atmosfera urbana uma
quantidade de substâncias “exóticas”, nem todas sujeitas a
monitoramento obrigatório pela legislação ambiental. Segundo
Danni-Oliveira (2008, p. 115):
Com a modernização da indústria, outros e diversificados poluentes
passaram a compor o ar das cidades, em decorrência não só do aumento
da industrialização mundial, como também da diversidade de novos
elementos processados, particularmente nas indústrias química e
farmacêutica, como plásticos, fertilizantes, fibras sintéticas, detergentes
e pesticidas.
Entre essas substâncias destacam-se os peroxiacil nitratos (PAN), os
aldeídos, os hidrocarbonetos aromáticos policíclicos, com
propriedades irritantes e mutagênicas.
O Quadro 2.3 sintetiza as configurações típicas de fontes de poluentes quanto a
forma (pontual, linear ou extensa), duração e altura de emissão. Enquanto uma avenida
ou estrada movimentada são bons exemplos de fontes lineares, em escalas maiores de

56
estudo pode-se pensar a cidade como uma fonte extensa, formada pela junção de
múltiplas fontes pontuais individuais.
Forma Duração Altura Exemplo
Pontual Contínua Elevada Chaminé
Solo
Fogueira
Instantânea Elevada Explosão de projétil
Solo
Explosão
Linha Contínua Solo Rodovia movimentada
Instantânea Elevada Exaustão de avião
Extensa Contínua Elevada Cidade; incêndio
florestal
Quadro 2.3 - Configurações típicas de fontes de poluentes.
Fonte: adaptado de Oke (1978, p. 273).
Estudos recentes demonstraram que as emissões veiculares são a fonte mais
importante de poluentes nas áreas urbanas; esse quadro é agravado pelo crescimento da
frota nos países em desenvolvimento e pelas dificuldades inerentes ao controle das fontes
móveis de poluentes (KIM OAHN et al., 2008; LAU; et al., 2008; INSTITUTO…, 2009a).
No entanto, realizar um inventário de emissões veiculares sempre envolve grandes
incertezas; além da deficiência de dados de medições, a variação de condições de
utilização dos veículos, variações na composição química dos combustíveis e outros
fatores aumentam a dificuldade da tarefa (RABL, 2002).
O segundo momento do ciclo dos poluentes relaciona-se com as condições da
atmosfera. As melhores condições para dispersão de poluentes por convecção ocorrem
em situações de forte instabilidade, quando a camada mista é mais profunda; por outro
lado, em situações de inversão – quando uma camada de ar mais quente sobrepõe-se ao ar
resfriado mais próximo ao solo – e quando a camada limite está estável verificam-se as
piores condições de dispersão. Nessas condições, a turbulência é suprimida e
efetivamente não há movimento ascendente (OKE, 1978).
Ainda segundo Oke (1978), inversões podem ocorrer por resfriamento (radiante
ou por evaporação, como no “efeito oásis”), por aquecimento (inversão por subsidência
ou sob a base das nuvens) ou por advecção. Esses mecanismos ganham importância em
meso e macroescala.

57
Os poluentes são diluídos ou transportados pelo movimento da atmosfera.
Segundo Oke (1978), quando os vórtices são menores que os da pluma ou nuvem de
poluentes, ocorre a difusão ou diluição; se os vórtices forem maiores, o efeito é de
transporte dos poluentes. Com fluxo de ar, a poluição é difundida ao longo da direção do
vento e, através de difusão turbulenta dos vórtices, nas direções transversal ao vento e
vertical.
A velocidade do vento influencia a convecção forçada na camada limite devido
ao cisalhamento interno entre as camadas de ar, e entre a camada de ar e os elementos da
superfícies geradores da rugosidade. Maior velocidade significa aumento da atividade
turbulenta e, consequentemente, da profundidade da camada mista (h*).
Ainda segundo Oke (1978), a direção do vento determina o percurso descrito
pelos poluentes após a emissão. Direções de ventos particulares podem resultar no
acúmulo de entradas de poluentes devido ao alinhamento de emissores, além da potencial
formação de combinações reativas de substâncias e o consequentemente desenvolvimento
de poluentes secundários a sotavento.
Assim, as condições favoráveis à alta concentração de poluentes ocorrem com
ventos fracos, quando o transporte horizontal e a difusão por turbulência são
enfraquecidos. Segundo Oke (1978), sob essas condições tendem a se desenvolver os
sistemas de vento locais (sistema de circulação convectiva entre o campo e a cidade). Tais
sistemas são particularmnte perigosos, pois existem de maneira auto-contida sobre uma
área de alta densidade de fontes de poluentes. Os fluxos da camada intra-urbana
convergem sobre o centro da cidade (mais aquecido), sobem e direcionam-se para fora,
subsidindo no limite entre área urbana e rural e unindo-se novamente ao fluxo em
direção ao centro. Sob essas condições, ocorre a recirculação dos poluentes e pouca troca
de ar.
Os poluentes são eliminados da atmosfera mediante três mecanismos:
assentamento gravitacional, deposição a seco e limpeza por precipitação. O primeiro
processo é responsável pela remoção da maior parte dos materiais particulados com
diâmetro maior que 1 µm. Material particulado com diâmetro superior a 10 µm (MP 10 ) se
assenta próximo à fonte poucos minutos após a emissão. Poluentes gasosos podem ser
absorvidos pelas partículas e removidos por assentamento gravitacional. A efetiva taxa de
absorção é afetada por uma série de atributos dos poluentes e das superfícies, entre eles a

58
abertura estomatal (das folhas da vegetação), atividade das bactérias no solo, tensão
superficial (sobre superfícies de água), atração eletrostática e reações químicas entre os
materiais e os poluentes (OKE, 1978).
A limpeza por precipitação é o mecanismo mais eficaz para a remoção de
poluentes gasosos e particulados de menor diâmetro da atmosfera. Alguns materiais
particulados, carregados pelas correntes ascendentes de convecção, fornecem os núcleos
de condensação necessários à formação das nuvens; esses poluentes são então removidos
da atmosfera como gotículas de chuva ou cristais de gelo. Abaixo das nuvens, a
precipitação também tem papel ativo na remoção dos poluentes ao “varrer” essas
substâncias do ar (OKE 1978).
Emissões, concentração de poluentes em um volume de ar e os processos de
remoção são os três elementos principais do modelo simplificado de entradas e saídas de
poluentes atmosféricos discutido na próxima subseção.
2.3.3 Dispersão de poluentes na camada limite urbana
Oke (1978) explora as dinâmicas de dispersão de poluentes oriundos de fontes
individuais, os efeitos do aumento da altura do ponto de injeção, da velocidade de vento e
das condições de estabilidade da atmosfera sobre a dispersão dos poluentes.
Entretanto, segundo o autor, em áreas urbanas a multiplicidade das fontes tem
como efeito a descaracterização das plumas de poluentes individuais, que se mesclam em
um nível geral de contaminação da camada limite (OKE, 1978). Nesse caso, opta-se por
um modelo simplificado de entradas e saídas, conforme a Figura 2.11, abaixo:
Figura 2.11 - Modelo simplificado de entradas e saídas para a poluição na camada limite.

59
Fonte: Adaptado de Oke (1978, p. 293).
€
Nesse modelo, a “caixa” representa um volume de ar sobre uma área com um
grande número de fontes emitindo poluentes à taxa X (em kg m -2 s -1 ). Uma camada de
inversão no topo do volume impede a dispersão para cima dos poluentes e define o limite
da camada de convecção mista (altura h*). As saídas de poluentes do volume se dá por de
processos de remoção vertical – assentamento, deposição a seco e limpeza– ou por
renovação do ar causada pelo vento à velocidade média ū ao longo da altura h*. A não ser
em períodos de precipitação, é aceitável assumir que a remoção vertical é desprezível se
comparada à remoção por advecção.
Assumindo-se que o ar que adentra o volume está “limpo”, que a taxa de emissão
de poluentes é uniforme, que a substância está bem distribuída ao longo da altura h*, e
que a mistura lateral não causa redução na concentração, pode-se definir a concentração
média
χ (em kg m -3 ) à distância ∆x (m) do limite a barlavento por meio da Equação 2.4:
χ = XΔx
u h ∗ (2.4)
Segundo essa equação, a concentração é diretamente proporcional à taxa de
emissão e à distância percorrida horizontalmente sobre as fontes e inversamente
€
proporcional à velocidade do vento e à profundidade da camada mista; em qualquer
ponto do volume, a concentração irá depender da quantidade de emissões e das
condições meteorológicas, que variam ao longo do tempo. Ainda segundo Oke (1978), a
taxa de emissão X está ligada aos padrões diários e sazonais de atividades humanas, e o
fator de ventilação (produto ūh*) também responde aos controles meteorológicos da
camada limite e sinópticos. Segundo o mesmo autor, a velocidade média de vento (ū) e a
profundidade da camada mista (h*) são maiores durante o dia. De maneira geral, as
melhores condições para a dispersão de poluentes ocorrem durente o dia, e as piores à
noite.
Na aplicação desse modelo ao estudo de cânions ou agrupamentos de cânions
urbanos com altura limitada, h* pode ser considerado “infinitamente grande”, se
estendendo para além do topo do modelo. Sob essas circunstâncias, a velocidade média
do vento dentro dos cânions se torna a principal variável de interesse para o estudo da
dispersão de poluentes.

60
2.4 ESTUDOS SOBRE VENTILAÇÃO E QUALIDADE DO AR NA
CAMADA LIMITE URBANA
Grimmond e Oke (1999) avaliaram metodologias de determinação das
características aerodinâmicas de áreas urbanas – comprimento de rugosidade (z 0 ) e altura
do plano de deslocamento zero (z d ). Todos os métodos de estimativa dessas variáveis
avaliados pelos autores tiveram sucesso limitado; ao final do artigo, os autores propõem
uma rotina de análise baseada em fotos aéreas e estimativa das alturas médias dos
elementos de rugosidade na área de interesse. Embora esse estudo não trate diretamente
das questões de ventilação em áreas urbanas, as considerações dos autores sobre esses
dois parâmetros, que surgem repetidamente em trabalhos sobre o tema, são importantes,
e evidenciam a insuficiência do conhecimento disponível sobre a questão do
comportamento do vento em áreas urbanas de alta densidade.
As características de circulação do ar no interior de um cânion urbano foram
estudadas mediante medições in loco na cidade de Göteburg, Suécia (ELIASSON et al.,
2006). Os pesquisadores usaram sensores de baixo tempo de resposta, permitindo o
detalhamento da dinâmica da formação e dissolução dos vórtices dentro do cânion. O
estudo procurou compreender, e também detalhar, a razão entre a velocidade vertical e a
velocidade de atrito (u*), importante para a modelagem da dispersão de poluentes.
Danni-Oliveira (2000; 2008; 2009) analisou aspectos históricos da poluição do ar
nas cidades, seus efeitos sobre a saúde da população urbana. Avaliou também os
parâmetros brasileiros de qualidade do ar, comparando-os aos valores adotados nos
Estados Unidos e na Comunidade Européia. A autora estudou a influência das
características ecológicas e da morfologia urbana de Curitiba sobre as concentrações de
poluentes na cidade.
O estudo de Hang, Sandberg e Li (2009) se valeu de modelo numérico (software
Fluent 6.2) e maquete em escala em um túnel de vento para a análise de formas urbanas
típicas do Império Romano. As medições de pressão no túnel de vento foram usadas para
validar o modelo computacional. Foram avaliadas quatro formas urbanas, e duas
condições de densidade de construção (número de ruas) para cada uma, com incidência
de ventos paralelamente à rua principal e em ângulos de 15º, 30º ou 45º. Quanto às
condições de dispersão de poluentes, os autores dedicam atenção às trocas no nível do

61
telhado, além do fluxo para dentro e fora dos cânion. Os resultados das simulações
apontaram que ventos oblíquos contribuem para maior velocidade média dentro da rede
de ruas.
Jensionek e Bruse (2003?) empregaram o modelo ENVI-met para avaliar, por
meio de simulações, os comportamentos microclimáticos de quatro diferentes
organizações urbanas, com especial interesse sobre os efeitos de diferentes níveis de
arborização. Foram analisadas quatro classes de construções: bloco, linha, ponto e
edificação isolada em lote individual. O estudo avaliou diferentes morfologias,
considerando parâmetros como a geometria dos edifícios, o espaçamento entre eles e o
recuo dos edifícios em relação à rua, entre outros.
As principais variáveis analisadas foram a concentração de material particulado
(MP 10 ) e a temperatura do ar. No entanto, os autores não discutem aspectos de calibração
do modelo, nem a inserção das fontes de poluentes. Os resultados das simulações
sugerem que a concentração de poluentes nos fundos dos lotes (áreas não edificadas) é
significativamente menor que próximo à rua, mas que a presença de vegetação tende a
aumentar a concentração de poluentes nos cânions, devido à redução da velocidade do
vento e do fechamento do topo do cânion pelas copas das árvores.
Enquanto iniciativas como o Programa de Controle da Poluição do Ar por
Veículos Automotores (PROCONVE) estabelecem limites para as emissões veiculares em
condições idealizadas, alguns estudos tentaram determinar essas taxas de emissão no
“mundo real”. Kim Oahn et al. (2008) combinaram medições de NO X , CO e
hidrocarbonetos com estatísticas de tráfego (contagem de veículos e velocidade média),
na cidade tailandesa de Bangkok, em uma tentativa de compreender os volumes de cada
substância emitidos por cada classe de veículo. A abordagem teve sucesso limitado, mas
sugere que as taxas de emissão em condições reais de circulação são maiores que as
registradas em ensaios padronizados. O estudo não traz a comparação entre os valores
medidos e as normas locais para controle da emissões veiculares.
Lau et al. (2008) demonstraram que as contribuições das emissões veiculares
para a poluição do ar em Hong Kong são significativas. Médias horárias de concentração
de poluentes (SO 2 , NO 2 , NO x , material particulado) em três estações urbanas, três
estações ao longo de estradas e uma estação rural, obtidas ao longo de sete anos, foram

62
analisadas. Exceto para o dióxido de enxofre, foi demonstrada a correlação positiva entre
as concentrações das substâncias e o volume de tráfego.
Abrangendo uma quadra do Setor Comercial Sul (SCS) de Brasília, o estudo de
Romero et. al. (2007) empregou dois pacotes de software: Ecotect (para estudos de
insolação) e MicroFlo (modelo CFD, usado para simulação dos ventos). Segundo as
autoras, como demonstraram as simulações, a disposição dos edifícios prejudica
ventilação do SCS, barrando os ventos dominantes do leste e gerando regiões sem
ventilação ou onde esta é deficiente, afetando as condições de conforto nas áreas externas.
Um estudo comparativo das influências da distribuição dos edifícios sobre as condições
de ventilação foi realizado, usando-se o software MicroFlo. Todos os cenários
consideraram edifícios prismáticos de planta retangular, velocidade de vento de 2 m.s -1 .
Foram avaliadas três configurações (situação atual, edifícios com maior dimensão no
sentido do comprimento da quadra, ocupação com os edifícios em ziguezague). No
entanto, não houve preocupação de calibração do modelo. Ainda que breve, o estudo
demonstra possibilidades de análise de condições microclimáticas mediante simulação,
mas não traz orientações sobre a integração dos resultados de simulação de insolação aos
resultados de ventilação, o que permitiria a geração de indicadores de conforto térmico
para as áreas externas.
Ari Rabl (2002) elaborou um estudo comparativo dos custos de ciclo de vida do
uso de óleo diesel e gás natural como combustível para os ônibus urbanos na França.
Modelos numéricos foram utilizados para estudar a dispersão dos poluentes (software
EcoSense) e para a estimativa dos impactos sobre a saúde da população, agricultura,
edificações e aquecimento global. O autor estimou os custos financeiros desses impactos e
concluiu que os materiais particulados e os óxidos de nitrogênio oriundos da queima do
óleo diesel apresentam o maior custo por quilômetro rodado, ressaltando os potenciais
benefícios da adoção do gás natural.
Usando o modelo OSPM 9 , o estudo de Wang, Bosch e Kuffer (2008) propôs uma
rotina de integração dos resultados da simulação de dispersão de poluentes em microescala
a uma base SIG, de maneira a facilitar a visualização e a interpretação dos dados
9
Operational Street Pollution Model, ferramenta computacional desenvolvida pelo Departamento do
Ambiente Atmosférico do Instituto Nacional de Pesquisa Ambiental da Dinamarca, conforme
informações em . Acesso em 24/03/2010.

63
pelas autoridades locais e pelo público em geral. Os autores ressaltam a importância da
informação detalhada de dispersão de poluentes para a detecção de pontos problemáticos
(hotspots), merecedores de maior atenção.
Empregando o mesmo modelo, Bender (2008), em um estudo sobre a cidade de
Curitiba, explorou os efeitos dos parâmetros da Lei no. 9.800/00 sobre a dispersão de
poluentes em um trecho idealizado, criado segundo parâmetros urbanísticos dos Setores
Estruturais. A abordagem adotada pela autora foi a comparação entre a morfologia criada
segundo a lei anterior (Lei no. 5.234/75), comparando o que era então o cenário presente
com cenários alternativos de morfologia urbana. Entre suas conclusões, destaca-se o
efeito benéfico do afastamento de H/6 sobre a ventilação e dispersão de poluentes nos
cânions simulados.
Apesar de ser uma importante variável nas simulações de dispertsão de
poluentes, estudos sobre o perfil de tráfego em áreas urbanas são inesperadamente raros -
muito do que se publica sobre distribuição horária de tráfego vem do campo da acústica,
como o estudo de Mansouri et. al. (2006) sobre o ruído de tráfego em áreas centrais de
Teerã. Em um estudo sobre ruído de tráfego em Curitiba, Bortoli (2002) se valeu de dados
históricos de pressão sonora. Seu estudo mostrou picos de tráfego nas ruas da área central
de Curitiba e na Av. Iguaçu (próxima ao Setor Estrutural Sul) entre 12h e 14h, e entre as
17h e 19h.
2.5 LEGISLAÇÃO BRASILEIRA SOBRE QUALIDADE DO AR
O controle e monitoramento da qualidade do ar no Brasil têm fundamento na
Política Nacional do Meio Ambiente (Lei 6.938, de 31 de agosto de 1981). Entre outras
providências, essa lei designa o Conselho Nacional do Meio Ambiente – CONAMA –
como órgão deliberativo e consultivo do Sistema Nacional do Meio Ambiente. Cabe ao
CONAMA estabelecer, mediante resoluções, os diferentes parâmetros para
monitoramento e preservação do meio ambiente.
Por intermédio da Resolução n. 5/1989 (BRASIL, 1989), o CONAMA instituiu o
Programa Nacional de Controle da Qualidade do Ar – PRONAR –, concebido como um
instrumento de gestão ambiental, cuja estratégia básica é limitar as emissões por tipos de
fontes e poluentes, sendo os padrões de qualidade do ar ações complementares de

64
controle. Uma interessante proposição dessa resolução é a classificação das áreas do
território nacional em três diferentes categorias (Quadro 2.4). A mesma resolução
estabeleceu os dois padrões de qualidade do ar – primário e secundário.
Classe
Classe I
Classe II
Classe III
Descrição
Áreas de preservação, lazer e turismo onde deverá ser mantida a qualidade do ar em nível o
mais próximo possível do verificado sem intervenção antrópica
Áreas onde a deterioração da qualidade do ar seja limitada pelo padrão secundário de
qualidade
Áreas de desenvolvimento onde o nível de deterioração da qualidade do ar seja limitado pelo
padrão primário de qualidade.
Quadro 2.4 - Classificação do território nacional conforme os padrões de qualidade do ar admissíveis.
Fonte: BRASIL, 1989.
Essa proposta de classificação do território nacional ainda não foi plenamente
implementada. O texto de 1989 determina que uma Resolução específica do mesmo órgão
irá definir as áreas de Classe I e III, e as demais áreas serão consideradas de Classe II; até
que tal Resolução seja publicada, todo o território nacional deve ser considerado como
pertencente à Classe II (BRASIL, 1989).
A Resolução CONAMA n. 3/1990 (BRASIL, 1990) fixou os conceitos de padrão
primário e padrão secundário de qualidade do ar:
Padrões Primários de Qualidade do Ar são as concentrações de
poluentes que, ultrapassadas, poderão afetar a saúde da população. [...]
Padrões Secundários de Qualidade do Ar são as concentrações de
poluentes abaixo das quais se prevê o mínimo efeito adverso sobre o
bem-estar da população, assim como o mínimo dano à fauna, flora, aos
materiais e a meio ambiente em geral (BRASIL, 1990).
Além de fixar esses conceitos, a Resolução estabeleceu os valores máximos 10 das
concentrações de substâncias potencialmente nocivas em cada padrão (Tabela 2.4).
10
Sob as condições de referência: temperatura de 25ºC e a pressão de 101,32 kPa.

65
Tabela 2.4 - Padrões primários e secundários de qualidade do ar.
Poluente
Tempo de
amostragem
Padrão primário
(µg.m -3 )
Padrão secundário
(µg.m -3 )
Partículas Totais em Suspensão (PTS) 24 horas 240** 150**
1 ano* 80 60
Fumaça 24 horas 150** 100**
1 ano* 60 40
Material Particulado (MP 10 ) 24 horas 150** 150**
1 ano* 50 50
Dióxido de Enxofre (SO 2 ) 24 horas 365** 100**
1 ano* 80 40
Monóxido de Carbono (CO) 24 hoas 40.000** 40.000**
8 horas 10.000** 10.000**
Ozônio (O 3 ) 1 h 160 160
Dióxido de Nitrogênio (NO 2 ) 1 h 320 190
1 ano* 100 100
*Média geométrica para PTS; para as outras substâncias as médias são aritméticas
**Não deve ser excedida mais de uma vez por ano
Fonte: Adaptado de Brasil (1990).
A Resolução CONAMA n. 3/1990 estabelece, ainda, os métodos de amostragem
e análise dos poluentes atmosféricos, transfere aos Estados a responsabilidade pelo
monitoramento da qualidade do ar, estabelece os níveis de “alerta”, “atenção” e
“emergência” para os episódios críticos de qualidade do ar, e menciona os Planos
Regionais de Controle de Poluição do Ar.
O programa nacional de controle de emissões veiculares, PROCONVE, foi
estabelecido inicialmente em 1986, por meio da Resolução CONAMA 18/1986,
atendendo a preceitos da Política Nacional do Meio Ambiente e é regulamentado por
resoluções sucessivas que prevêem limites progressivamente menores de emissões para
cada substância (BRASIL, 1993 e 2002). Enquanto Oke (1978) afirma que a principal
estratégia para controle da concentração de poluentes na atmosfera é o controle das
fontes emissoras (em oposição ao sequestro ou remoção dessas substâncias da atmosfera),
em casos como o do dióxido de nitrogênio (NO 2 ), não há correspondência entre as
substâncias cuja emissão é controlada pelo PROCONVE e aquelas monitoradas como
indicadoras da qualidade do ar.

66
2.6 POLUENTES E QUALIDADE DO AR NA RMC
O monitoramento da qualidade do ar na Região Metropolitana de Curitiba
(RMC) teve início em 1985, com cinco estações de coleta. Atualmente, esse trabalho é
realizado pelo Instituto Ambiental do Paraná (IAP) em parceria com as instituições e
empresas responsáveis pela manutenção das estações de monitoramento. O IAP publica
relatórios anuais de qualidade do ar na RMC (INSTITUTO..., 2009a).
O sistema contava em 2008 com treze estações de monitoramento, concentradas
em Araucária (área industrial) e Curitiba (área industrial, área central e bairro). Uma
deficiência do sistema de monitoramento apontada pelo próprio IAP é a ausência de
equipamento para medição de monóxido de carbono na área central de Curitiba.
No ano de 2008, a qualidade do ar na cidade de Curitiba foi predominantemente
boa, ocorrendo apenas quatro instâncias de violação dos limites para NO 2 e O 3 , na estação
Ouvidor Pardinho. Em relação às faixas definidoras do índice de qualidade do ar, a
maioria dos registros nas estações Santa Casa e Ouvidor Pardinho indicam boa qualidade
do ar, ocorrendo algumas instâncias de concentrações altas de PTS (partículas totais em
suspensão), NO 2 e O 3 , rebaixando a qualidade do ar para regular. A situação mais
preocupante foi apontada no município de Colombo, onde foi registrado o maior número
de violações (INSTITUTO..., 2009a); supõe-se que os altos índices de material particulado
registrados no município estejam relacionados com a presença das indústrias de cal e
cimento ao norte de Curitiba.
Afora essa iniciativa oficial, há poucos estudos independentes sobre qualidade do
ar em Curitiba. Danni-Oliveira (2009) estudou a influência dos aspectos geo-ecológicos e
dos atributos urbanos na dispersão de poluentes no inverno através da análise de
amostras coletadas entre 1996 e 1998, em áreas representativas de diferentes estruturas
urbanas: área central de alta densidade, áreas residenciais e áreas rurais.

67
Estação Região / bairro Município / categoria Poluentes monitorados
em 2008
Santa Cândida
Cidade Industrial
Assis Automática
Nordeste / Santa
Cândida
Oeste / Cidade
Industrial
Centro / Norte Fazenda
Velha
Curitiba / bairro SO 2 , NO 2 , O 3
Curitiba / industrial
Araucária / industrial
Interrompida desde
Junho/2006
SO 2 , NO 2 , O 3 , PTS
Ouvidor Pardinho Centro / Rebouças Curitiba / centro SO 2 , NO 2 , O 3 , PTS, PI
Boqueirão Sudeste / Boqueirão Curitiba / bairro Interrompida desde
Outubro/2007
UEG Centro / Centro Araucária / industrial,
centro
SO 2 , NO 2 , O 3 , CO, PI
CSN-CISA Centro / Nordeste Sabiá Araucária / industrial SO 2 , NO 2 , O 3 , PTS, PI
REPAR
Centro / Nordeste Pátio
Refinaria
Araucária / industrial
SO 2 , NO 2 , O 3 , CO,
PTS, PI
Santa Casa Centro / Centro Curitiba / centro Fumaça, SO 2 , PTS 11
São Sebastião
Assis – Manual
Centro / Leste
Tindiquera
Centro / Norte Vila
Nova
Araucária / bairro Fumaça, SO 2
Araucária / industrial Fumaça, SO 2
Seminário Centro / Norte Sabiá Araucária / industrial,
centro
Colombo Centro / Centro Colombo/ industrial,
centro
Fumaça, SO 2
PTS, PI
Quadro 2.5 - Estações de monitoramento da qualidade do ar na RMC.
Fonte: Adaptado de INSTITUTO... (2009a, p. 20).
O estudo buscava “a compreensão da espacialização dos contaminantes no ar na
cidade na perspectiva de entender como as feições urbano-topográficas locais articulamse
com os parâmetros de qualidade do ar, e como os mesmos são afetados pela dinâmica
atmosférica regional” (DANNI-OLIVEIRA, 2009, p. 156).
A autora estudou concentrações de NO 2 , material particulado e deposição de
partículas ácidas (SO 4 ); a distribuição dessas substâncias ao longo dos eixos amostrais
evidenciou efeitos da morfologia urbana e do uso do solo: maior concentração de
partículas ácidas e material particulado na região da Cidade Industrial de Curitiba (CIC),
11
O relatório apresenta os resultados do monitoramento de NO 2 na estação Santa Cândida. Foi tentado
contato com o IAP, buscando a confirmação desses dados, sem resposta à época de redação.

68
grande concentração de NO 2 na área da estação rodoferroviária. A comparação entre
duas áreas de uso residencial – Bigorrilho e Água Verde, fortemente verticalizados, e o
Pilarzinho, caracterizado pela menor densidade de ocupação, com residências de até dois
pavimentos e mais áreas verdes – também apontou maior concentração dessa substância
nas áreas de maior densidade. Seu estudo é anterior à adoção do afastamento de H/6, e
entre as conclusões da autora destaca-se:
A forma-tipo adotada nos referidos Eixos [Estruturais] atuou muito
mais no sentido de concentrar e canalizar poluentes do que no sentido
de promover a dispersão dos mesmos por efeito do canyon das
edificações. O adensamento por meio das edificações de grandes torres
residenciais [...] sem a manutenção dos recuos entre os prédios [...] não
favoreceu a dispersão dos poluentes, que é agravada pelo fato de
induzirem a geração de contaminantes pelo aumento do fluxo de
veículos. (DANNI-OLIVEIRA, 2009, p. 172).
Em todos os locais estudados, constatou-se que as situações de menor incidência
de ventos foram favoráveis à elevação dos índices das substâncias monitoradas. No
relatório do IAP, apontam-se os meses de março a setembro como os de maior ocorrência
de condições desfavoráveis à dispersão de poluentes (INSTITUTO..., 2009a). A série
histórica de condições meteorológicas (GOULART; LAMBERTS; FIRMINO, 1998)
aponta menores velocidades médias de vento para os meses de março a agosto, e
predomínio de condições de calmaria em maio e junho. Tratam-se dos meses de outono e
inverno, em que o declínio das temperaturas e a menor disponibilidade de radiação solar
favorecem a ocorrência de situações de inversão térmica. Esses fatores, conjugados,
limitam a profundidade da camada de turbulência mista, criando condições desfavoráveis
de dispersão de poluentes.

70
3 METODOLOGIA
Esse capítulo apresenta os equipamentos, métodos e o pacote de software
empregados nessa pesquisa. Com o objetivo de avaliar os impactos da morfologia urbana
sobre a dispersão de poluentes em áreas do Setor Estrutural e do Ecoville, optou-se pela
comparação entre cenário atual e cenário alternativo, em uma pesquisa experimental
aplicada composta pelas fases: pesquisa de campo, confecção dos modelos das áreas de
estudo, teste do cenário atual, simulação de cenário alternativo e comparação entre os
dois cenários. Apesar da capacidade limitada de qualquer modelo em reproduzir a
realidade, a simulação numérica permite a avaliação de cenários tendenciais e alternativos
com mínimo dispêndio de tempo e recursos. No entanto, dadas as limitações inerentes ao
método de simulação, todos os resultados devem ser compreendidos como indicadores de
tendências.
Foi adotada uma abordagem preditiva das condições de vento e sua influência
sobre a dispersão de poluentes nos cânions urbanos estudados. Para isso, foi utilizado o
modelo ENVI-met (desenvolvido na Universidade de Mainz, Alemanha), peça central de
um processo de simulação que envolve dados de diversas fontes: climáticos (INMET e
UWYO, além de medições in loco), características de desenho urbano e ocupação do solo
(obtidos da PMC, imagens de satélite e levantamento in loco) e inventário de tráfego; o
fluxo de trabalho é apresentado de forma gráfica na Figura 3.1.
Entre as ferramentas de software para a simulação de ventilação e de efeitos
microclimáticos do desenho urbano, o ENVI-met destaca-se por se tratar de um pacote
gratuito capaz de lidar tanto com a ventilação quanto com a dispersão de poluentes e
partículas, além de aspectos de conforto térmico. Outros pacotes de software, por
exemplo Fluent e o WinOSPM, requerem a compra de licenças de uso; dada sua relativa
facilidade de uso, o modelo ENVI-met tem atraído crescente atenção dos pesquisadores
em climatologia urbana, embora sejam ainda raros os trabalhos que se utilizem desse
modelo para análise da dispersão de poluentes.

71
Figura 3.1 – Fluxograma - resumo do fluxo de trabalho.
Fonte: autoria própria.
Os dados coletados nas medições e levantamentos de campo e documentais
alimentaram o modelo numérico ENVI-met. Especial atenção foi dedicada à calibração
do modelo, buscando-se a convergência entre as velocidades de vento medidas e
previstas. Após a etapa de calibração, produziram-se os cenários de simulação; uma vez
processados, os campos de vento e de concentrações de poluentes foram analisados
comparativamente, buscando-se relações entre a morfologia urbana e suas interações com
as condições climáticas e as concentrações de óxidos de nitrogênio (NO x ) resultantes
dessas interações. Concentrações de poluentes simuladas foram plotadas no formato de

72
mapas e histogramas para a visualização da gama de concentrações presentes na área de
estudo.
Na concepção dos cenários de simulação, foram levadas em consideração: a
intensidade e direção típicas de vento para Curitiba, os volumes de tráfego, a tipologia de
construção e o afastamento das edificações das divisas do lote, esses dois últimos
parâmetros consolidados na forma das leis de uso e ocupação do solo.
O fluxo de trabalho foi testado em um estudo piloto na área central de Curitiba
(RASIA; KRÜGER, 2010). A experiência daquele estudo piloto informou os ajustes nos
procedimentos e equipamentos para a pesquisa aqui apresentada. Os trechos de medição
e simulação selecionados são áreas consolidadas representativas das ocupações nos dois
Setores estudados. A partir dessa situação de controle (ocupação atual), foram feitas
alterações no modelo, modificando-se a morfologia urbana, e novas simulações foram
executadas; os resultados desses cenários alternativos foram comparados com o cenário
atual. Os resultados das simulações foram finalmente utilizados para responder as quatro
perguntas de pesquisa secundárias:
• Pergunta 1: as condições de ventilação nos Setores Estruturais são
suficientes para a garantia de salubridade e controle da exposição dos
moradores às substâncias nocivas?
• Pergunta 2: há diferença de qualidade ambiental entre o Ecoville e os
Setores Estruturais?
• Pergunta 3: o afastamento de H/6 melhoraria as condições de ventilação e
dispersão de poluentes nos Setores Estruturais?
• Pergunta 4: a adoção do afastamento de H/6 reduziria o contraste entre os
Setores Estruturais e e as Zonas Residenciais (ZR-4) lindeiras?
Nas próximas páginas, é apresentada a caracterização climática da área de
estudo, são descritas em detalhes as etapas do trabalho, a arquitetura, as capacidades e
limites do modelo numérico, os instrumentos utilizados, o desenvolvimento da
plataforma de medição, e os processos de calibração do modelo e confecção dos cenários.

73
3.1 CARACTERIZAÇÃO CLIMÁTICA DA ÁREA DE ESTUDO
Curitiba encontra-se na região sul do Brasil, latitude 25° 31’ S, longitude 49° 11’
W e altitude de 917m acima do nível do mar. Abrange uma área de 435 km² e possui uma
população de aproximadamente 1.800.000 habitantes (INSTITUTO..., 2009b). A cidade
situa-se ao sul do Trópico de Capricórnio, no primeiro planalto paranaense. De acordo
com a classificação de Köppen-Geiger, o clima de Curitiba é predominantemente
mesotérmico com verões frescos (Cfb), com invernos tipicamente secos (INSTITUTO...,
2009c). As precipitações são da ordem de 1600 mm anuais, com sazonalidade evidente
(redução do volume de precipitação no inverno). Segundo o Zoneamento Bioclimático
Brasileiro (Parte 3 da NBR-15220) (ASSOCIAÇÃO..., 2004), Curitiba está na Zona
Bioclimática I, a mais fria das oito zonas.
O clima da região de Curitiba é controlado pelas massas de ar Tropical Atlântica
(MTA), Tropical Continental (MTC) e Polar Atlântica, estando também sujeito aos
efeitos da Massa Tropical Marítima (MTm). No verão, é marcado também o efeito da
Massa Equatorial Continental (MEC) (MONTEIRO; DANNI-OLIVEIRA, 2009).
Medições meteorológicas oficiais são realizadas pelo INMET em uma estação no
Centro Politécnico da UFPR, na região leste da cidade. A análise dos registros climáticos
de Curitiba (GOULART; LAMBERTS; FIRMINO, 1998) mostra que a direção de vento
predominante para a cidade é Leste, com direções secundárias Sudeste (de novembro a
abril) e Nordeste (de maio a outubro). A temperatura máxima entre as médias mensais é
26ºC e a mínima entre as médias mensais é 7,4ºC. Os ventos dominantes sopram de leste
e nordeste, no período de maio a setembro, e de leste e sudeste, no período de outubro a
abril, com média anual de 3,1 m.s -1 , e médias mensais variando entre 2,3 m.s -1 (no mês de
maio) e 3,7 m.s -1 (no mês de dezembro). A umidade relativa média é de 85%, com valores
mensais variando entre 83% e 86% (GOULART; LAMBERTS; FIRMINO, 1998).
Por simplicidade, simulações foram executadas para os meses de março (meia
estação), junho (inverno) e dezembro (verão); esses meses abrangem as direções
predominantes de vento – Leste, Sudeste e Nordeste (Gráfico 3.1, Gráfico 3.2, Gráfico
3.3). A Tabela 3.1 resume as condições predominantes de vento (direção, velocidade e
frequência). Trabalhou-se com o valor médio mensal da velocidade de vento, além de
dois cenários de vento mínimo.

74
Gráfico 3.1 – Registros de velocidade de vento maior que 0 ms -1 , por azimute, para o mês de Março.
Fonte: autoria própria a partir de dados em Goulart; Lamberts; Firmino (1998, p. 81).
Gráfico 3.2 – Registros de velocidade de vento maior que 0 ms -1 , por azimute, para o mês de Junho.
Fonte: autoria própria a partir de dados em Goulart; Lamberts; Firmino (1998, p. 81).

75
Gráfico 3.3 – Registros de velocidade de vento maior que 0 ms -1 , por azimute, para o mês de Dezembro.
Fonte: autoria própria a partir de dados em Goulart; Lamberts; Firmino (1998, p. 81).
Tabela 3.1 - Frequencia de vento por direção para a cidade de Curitiba.
1o Predominante 2o Predominante Velocidade Calmaria
média
Mês Direção No. registros Direção No. registros
No. registros
(m.s-1)
Janeiro L 2678 SE 1041 3,30 1183
Fevereiro L 2293 SE 990 3,20 1183
Março L 2557 SE 985 3,10 1430
Abril L 2311 SE 989 2,90 1676
Maio L 1762 NE 733 2,30 2539
Junho L 1681 NE 926 2,60 2047
Julho L 1956 NE 1046 2,90 1888
Agosto L 2110 NE 1117 3,00 1601
Setembro L 2625 NE 967 3,40 1174
Outubro L 3156 NE 947 3,60 1001
Novembro L 3074 SE 1049 3,60 869
Dezembro L 3093 SE 1073 3,80 870
Fonte: adaptado de Goulart; Lamberts; Firmino (1998, p. 80).

76
Os dados históricos de umidade relativa mostram pouca variação ao longo do
ano. Adotaram-se os valores médios mensais para a cidade (GOULART; LAMBERTS;
FIRMINO, 1998) , resumidos na Tabela 3.2:
Tabela 3.2 - Dados típicos de umidade relativa para fins de simulação.
Mês UR (%)
Janeiro 85%
Fevereiro 86%
Março 86%
Abril 86%
Maio 85%
Junho 85%
Julho 84%
Agosto 83%
Setembro 85%
Outubro 86%
Novembro 84%
Dezembro 85%
Fonte: adaptado de Goulart, Lamberts, Firmino (1998, p. 78).
O modelo ENVI-met exige ainda a inclusão da temperatura da atmosfera a 2500
m nos dados de entrada. Segundo o manual do programa, esse é o valor potencial da
temperatura a 2500 m (ENVI-MET, 2009) ou seja, são desconsiderados todos os efeitos
da pressão atmosférica – na prática, adota-se, para a temperatura inicial a 2500 m, a
temperatura registrada na estação meteorológica a 2 m de altura. Bruse (HOW TO, 2010)
recomenda a adoção do valor médio da temperatura de bulbo seco nas últimas 24 a 48 h.
O valor adotado para a umidade específica, 5,42 g/kg a 2500 m de altitude, é uma
média obtida por amostragem das sondagens atmosféricas publicadas pela UWYO
(ATMOSPHERIC, 2011). A Tabela 3.3 resume os valores adotados:

77
Tabela 3.3- Temperatura inicial da atmosfera e umidade específica a 2500m adotados para fins de
simulação.
Mês TBS média (ºC)* Temperatura
inicial da
atmosfera (K)
Umidade
específica (g/kg)
Janeiro 20,0 293,2 5,42
Fevereiro 20,2 293,4 5,42
Março 19,4 292,6 5,42
Abril 17,0 274,5 5,42
Maio 14,3 287,5 5,42
Junho 12,9 286,1 5,42
Julho 12,6 285,8 5,42
Agosto 13,8 287,0 5,42
Setembro 15,3 288,5 5,42
Outubro 16,3 289,5 5,42
Novembro 17,9 291,1 5,42
Dezembro 19,0 292,2 5,42
*Temperatura de Bulbo Seco na superfície
Fonte: Elaborado pelo autor a partir de dados em Goulart, Lamberts, Firmino (1998) e Atmospheric
(2011).
A Tabela 3.4 traz o resumo dos parâmetros climáticos usados como entradas do
modelo. O mês de março representa condições em meia estação; o valor de velocidade de
vento, de 3,10 m.s -1 , equivale ao valor médio anual, segundo os dados históricos. Além da
condição predominante de vento Leste, foi executado também o cenário secundário de
ventos de Sudeste.
O mês de junho representa as condições de inverno, com a menor velocidade de
vento média mensal entre os três períodos selecionados. Para o mês de junho, foram
concebidos cenários de vento Leste, Nordeste e duas situações de vento mínimo, com
velocidade de 0,30 m.s -1 .
O mês de dezembro representa as condições de verão, com a maior velocidade
média de vento mensal. Para esse mês, foram concebidos os cenários de ventos de Leste e
de Sudeste.

78
Tabela 3.4 - Resumo dos parâmetros climáticos para fins de simulação.
Mês Cenário ū @ 10m Az UR (%) TBS
média
(ºC)*
Temperatura
inicial da
atmosfera (K)
Março Leste 3,10 90º 86% 19,4 292,6 5,42
Sudeste 3,10 135º 86% 19,4 292,6 5,42
Junho Leste 2,60 90º 85% 12,9 286,1 5,42
Nordeste 2,60 45º 85% 12,9 286,1 5,42
Leste-Mínimo 0,30 90º 85% 12,9 286,1 5,42
Nordeste-Mínimo 0,30 45º 85% 12,9 286,1 5,42
Dezembro Leste 3,80 90º 85% 19,0 292,2 5,42
Sudeste 3,80 90º 85% 19,0 292,2 5,42
*Temperatura de Bulbo Seco na superfície
Fonte: Elaborado pelo autor a partir de dados em Goulart, Lamberts, Firmino (1998) e Atmospheric
(2010).
Umidade
específica
(g/kg)
3.2 DESCRIÇÃO DA FERRAMENTA ENVI-MET
ENVI-met é uma ferramenta de simulação microclimática projetada para avaliar
as interações entre plantas, superfícies e o ar em escalas espaciais de 0,5 a 10 m e escala
temporal de 10 segundos, e está em desenvolvimento contínuo pelo Prof. Dr. Michal
Bruse e equipe, do Grupo de Modelagem Ambiental, Instituto de Geografia da
Universidade de Mainz, Alemanha.
Segundo os desenvolvedores do software (ENVI-MET, 2009), o modelo é capaz
de lidar com os aspectos de fluxo de ar em torno de e entre edifícios, turbulência e
dispersão de partículas e substâncias. Apesar da crescente adoção deste modelo e sua
facilidade de uso, ainda há carência de estudos que confrontam medições em campo e
resultados preditos através da simulação 12 .
Todas as simulações foram executadas no ENVI-met versão 3.1 beta 4 (versão
corrente no momento da redação dessa dissertação), executada em plataforma MS
12
Para uma revisão das equações usadas no modelo, ver Bruse e Fleer (2003) e Ali-Toudert (2005). São
exemplos de estudos sobre conforto térmico na camada de cobertura urbana empregando o modelo
ENVI-met: Ali-Toudert (2005), Han, Mun e Huh (2007), Spangenberg et al. (2008), Hedquist et al. (2009),
Krüger, Pearlmutter e Rasia (2009).

79
Windows Vista Home Basic. Foi utilizado um computador de mesa com processador
Intel Core2Duo 2.66GHz e 2GB de memória RAM.
3.2.1 Arquitetura do modelo e fluxo de trabalho
O modelo ENVI-met utiliza vários arquivos em formato de texto ASCII para a
entrada de dados (ENVI-MET, 2009). Os resultados são exportados em formato binário
ou ASCII; os arquivos utilizados são: area input file (arquivo de entrada de área, extensão
.IN), configuration file (arquivo de configuração de simulação, extensão .CF),
SOURCES.DAT (configuração e intensidade de emissão das fontes de poluentes),
PLANTS.DAT (base de dados de vegetação), além de uma série de arquivos de saída. Cada
um desses formatos de arquivo é discutido a seguir:
3.2.1.1 Area input file (.IN):
Arquivo gerado no software de edição (Eddi), a partir da planta cadastral,
imagens de satélite e levantamento in loco (Figura 3.2). Esse arquivo inclui as informações
geométricas (arruamento, edificações, revestimentos de piso, vegetação) e geográficas
(latitude, longitude, orientação em relação ao Norte), além de alguns parâmetros de
configuração (extensão do domínio de modelo, dimensão da malha).
Enquanto o Eddi oferece uma interface gráfica para a edição do arquivo de
entrada, este se trata de um arquivo de texto ASCII que pode também ser modificado em
qualquer editor de texto.

80
Figura 3.2 - Arquivo de entrada no editor Eddi, com indicações de vegetação e edificações e planta
cadastral como imagem de fundo.
Fonte: autoria própria.
3.2.1.2 Configuration file (.CF):
Arquivo de texto que traz as informações para inicialização do modelo. Inclui
dados meteorológicos (velocidade e direção do vento a 10 m de altura, temperatura inicial
da atmosfera a 2500 m, umidade absoluta a 2500 m, rugosidade superficial – z 0 -,
temperatura e umidade do solo), dados das edificações (albedo 13 , transmitância das
paredes e cobertura, temperatura interna), informações sobre fontes de poluentes
(natureza da substância, massa específica, diâmetro da partícula), além dos parâmetros de
execução do modelo (hora inicial, tempo de simulação, intervalos de atualização,
intervalo de gravação dos dados simulados, local de destino para a gravação, entre
outros). A Figura 3.3 reproduz um arquivo de configuração.
Durante a etapa de calibração do modelo, são usados os dados meteorológicos
obtidos do INMET – temperatura inicial da atmosfera, umidade relativa a 2m, direção e
velocidade de vento – e da Universidade do Wyoming (UWYO) – umidade absoluta a
13
Razão entre a radiação eletromagnética refletida (direta ou difusa) e a quantidade de radiação incidente
para determinado comprimento ou faixa de comprimento de onda.

81
2500m – correspondentes aos dias de monitoramento em campo 14 . Para a concepção dos
cenários de simulação, são utilizados os dados meteorológicos históricos e um valor
médio para a umidade específica a 2500m de altura.
%---------------------------------------------ENVI-met Configuration File V1.1
%-----------------------------------------------------------------------------
%MAIN-DATA --------------------------------
Name for Simulation (Text):
=rua Sete de Setembro - NOX - jun_AT-Input
file Model Area
=F:\P9_SeteDeSetembro\P9-...NOx.in
Filebase name for Output (Text):
=P8_setesete
Output Directory:
=C:\ENVImet Results\085_P8_jun_AT-LM
Start Simulation at Day (DD.MM.YYYY): =22.06.2010
Start Simulation at Time (HH:MM:SS): =6:00:00
Total Simulation Time in Hours: =12:00
Save Model State each ? min =60
Wind Speed in 10 m ab. Ground [m/s] =0.3
Wind Direction (0:N..90:E..180:S..270:W..) =90
Roughness Length z0 at Reference Point =0.1
Initial Temperature Atmosphere [K] =286.05
Specific Humidity in 2500 m [g Water/kg air] =5.42
Relative Humidity in 2m [%] =85
Database Plants
=Plants.dat
[TIMING]_____________________________________Update & Save Intervalls
Update Surface Data each ? sec =60.0
Update Wind and Turbulence each ? sec =72000
Update Radiation and Shadows each ? sec =900
Update Plant Data each ? sec =600
[TURBULENCE]_________________________________Options Turbulence Modells
Turbulence Closure ABL (0:diagn.,1:prognos.) =1
Turbulence Closure 3D Modell (0,1 see above) =1
Upper Boundary for e-epsilon (0:clsd.,1:op.) =0
[BUILDING]__________________________________Building properties
Inside Temperature [K] = 293
Heat Transmission Walls [W/m≤K] =1.94
Heat Transmission Roofs [W/m≤K] =6
Albedo Walls =0.2
Albedo Roofs =0.3
[SOILDATA] ______________________________________Settings for Soil
Initial Temperature Upper Layer (0-20 cm) [K]=293
Initial Temperature Middle Layer (20-50 cm) [K]=293
Initial Temperature Deep Layer (below 50 cm)[K]=293
Relative Humidity Upper Layer (0-20 cm) =50
Relative Humidity Middle Layer (20-50 cm) =60
Relative Humidity Deep Layer (below 50 cm) =60
[TIMESTEPS] ____________________________________Dynamical Timesteps
Sun height for switching dt(0) -> dt(1) =40
Sun height for switching dt(1) -> dt(2) =50
Time step (s) for interval 1 dt(0) =10
Time step (s) for interval 2 dt(1) =10.0
Time step (s) for interval 3 dt(2) =10.0
[RECEPTORS] ______________________________________
Save Receptors each ? min =60
[SOURCES] _______________________________________Type of emitted gas/particle
Name of component
=NO
Type of component
=NO
Particle Diameter in [µm] (0 for gas) =0
Particle Density [g/cm≥] =1
Update interval for emission rate [s] =600
[LBC-TYPES] _______________________________________Types of lateral boundary conditions
LBC for T and q (1:open, 2:forced, 3:cyclic) =3
LBC for TKE (1:open, 2:forced, 3:cyclic) =3
Figura 3.3 - Arquivo de configuração em formato ASCII.
Fonte: autoria própria.
14
Como padrão, adotaram-se as sondagens atmosféricas às 12h00 GMT (horário de Greenwich) publicadas
pela UWYO; na ausência de dados de temperatura e umidade para a altura exata de 2500m, esse valor foi
estimado a partir da interpolação dos valores imediatamente superior e inferior

82
3.2.1.3 Fontes de Poluentes (SOURCES.DAT):
Enquanto os arquivos .IN e .CF são específicos de cada projeto, as taxas de
emissão de poluentes devem ser digitadas em um arquivo à parte, denominado
SOURCES.DAT, que serve a todos os projetos processados no ENVI-met. Uma vez que as
taxas de emissão são calculadas a partir do inventário de tráfego de cada ponto de
interesse, recomenda-se a criação de várias versões do arquivo de fontes, uma para cada
ponto modelado. As informações sobre a substância são: tipo de fonte (pontual, linear,
extensa), altura da emissão, e taxas horárias de emissão. Valores intermediários são
interpolados pelo modelo ENVI-met.
----- Sources-Database. Type (T) 1,4=point, 2,5=line 3,6=area, E in mg/s (1), mg/s*m (2)
or mg/s*m≤ (3), µg/s (4), µg/s*m (5) or µg/s*m≤ (6)
ID T hh.hh E(00h) E(01h) E(02h) … E(22h) E(23h) Name (40)
N1 2 01.00 00.009 00.009 00.009 … 00.025 00.009 NO2_linear_SmallVehicles
Figura 3.4 – Fragmento de arquivo SOURCES.DAT em formato ASCII.
Fonte: autoria própria.
Os campos indicados na Figura 3.4 são:
• ID: campo de identificação da fonte, com dois dígitos, utilizado para ligar
os dados do arquivo SOURCES.DAT às fontes incluídas no area input file
(arquivo .IN);
• T: indica o tipo de fonte (pontual, linear ou extensa) e a unidade da taxa
de emissão da substância. A indicação 2, por exemplo, designa uma fonte
do tipo linear com sua taxa de emissão expressa em mg.s -1 m;
• hh.hh: altura da fonte, em metros;
• E(00h), E(01h), etc.: taxa de emissão do poluente na hora indicada entre
parênteses;
• Name: nome e breve descrição da fonte.

83
3.2.1.4 Vegetação (PLANTS.DAT)
Para representar os diferentes tipos de vegetação – forrações, arbustos, árvores –
são utilizados modelos unidimensionais de densidade de folhas 15 , gravados no arquivo
PLANTS.DAT. A Figura 3.5, abaixo, traz a representação gráfica desse modelo para as
classes de vegetação T1 e T2, usadas como exemplo.
Figura 3.5 - Representação gráfica do modelo unidimensional de vegetação utilizado no ENVI-met.
Fonte: Spangenberg et al. (2008).
Nesse estudo, adotaram-se as classes de vegetação já incluídas como padrão no
pacote de software. Modelos de espécies locais foram utilizados nos estudos de
Spangenberg et al. (2008) e Hedquist et al. (2009).
3.2.1.5 Arquivos de saída
Os resultados da simulação são gravados em arquivos binários e de texto,
distribuídos em pastas para atmosfera (pasta atmosphere), receptores virtuais (pasta
receptors) e assim por diante, conforme a Figura 3.6, abaixo.
Figura 3.6 - Exemplo da estrutura das pastas de resultados do modelo ENVI-met.
Fonte: autoria própria.
15
Leaf Area Density – LAD

84
São utilizados dois formatos principais para a gravação dos arquivos: .EDT é um
formato binário com os resultados da simulação em três dimensões; esses arquivos
podem ser abertos no programa Leonardo (aplicativo incluído no pacote ENVI-met) para
visualização, geração dos mapas e exportação em formato .CSV. Os dados podem então
ser manipulados usando-se aplicativos de planilha (MS Excel) ou o de análise estatística
(QtiPlot). Os dados dos receptores virtuais são gravados no formato .1DR, e podem ser
convertidos 16 para o formato .CSV para importação no aplicativo de planilha ou
estatística.
O fluxograma da Figura 3.7 resume a arquitetura do modelo, os arquivos de
entrada, as fontes dos dados, os arquivos de saída e os aplicativos utilizados para a
plotagem e interpretação dos resultados. Na porção superior da figura (seção de input, ou
entradas no modelo) estão indicados os diversos elementos e conjuntos de dados
levantados na pesquisa documental e de campo e os arquivos de entrada (.IN, .CF,
SOURCES.DAT) onde esses dados são inseridos. Na porção inferior (seção de ouput, ou
saídas do modelo), estão indicados os arquivos de saída (.EDT, .1DR) e os aplicativos
utilizados para a extração, plotagem (em mapas e gráficos) e análise dos resultados.
16
A “conversão” se limita à mudança da extensão do arquivo para .CSV, pois o mesmo já se trata de um
arquivo de valores separados por ponto-e-vírgula.

85
Figura 3.7 - Fluxograma: arquitetura do modelo ENVI-met e fontes de dados.
Fonte: autoria própria.
3.3 MODELAGEM DA ÁREA DE ESTUDO
Após a seleção dos trechos de interesse, traça-se o domínio de modelo desejado
sobre a planta cadastral com auxílio de software de CAD. Rotaciona-se a planta cadastral
de modo que o principal cânion urbano coincida com a direção horizontal, melhorando o
ajuste da planta à malha. Nesse estudo, adotou-se malha de 6x6m como padrão para
todos os levantamentos.
A partir desses desenhos são geradas as plantas de situação e levantamento
(Apêndice A), utilizadas no levantamento in loco. Gera-se também um arquivo de

86
imagem 17 , com dimensões proporcionais ao domínio de modelo pretendido, que é usado
como base para a modelagem (Figura 3.8). A planta cadastral pode ser sobreposta a
imagens de satélite da área de interesse.
Figura 3.8 - Imagem em formato .BMP, para uso no software Eddi – planta cadastral sobreposta a
imagem de satélite (Google Earth).
Fonte: autoria própria.
Informações básicas são incorporadas ao modelo durante a configuração inicial:
dimensões do domínio de modelo, dimensões da malha, dados geográficos – latitude,
longitude, fuso horário (Figura 3.9).
Modelam-se então as pavimentações – ruas asfaltadas, revestidas com
paralelepípedos, calçadas em concreto – a partir do arruamento indicado na planta
cadastral. Por simplicidade, estendeu-se a pavimentação em asfalto até o alinhamento
predial. Sobre os recuos, foram indicadas pavimentação em concreto (classe ) ou
17
O modelador Eddi aceita somente arquivos no formato Windows Bitmap com extensão .BMP.

87
gramado (classe ), conforme observado na imagem de satélite e durante o
levantamento. Nas áreas de solo nu, foi indicado solo argiloso (classe ).
Como a resolução do modelo é relativamente baixa (6x6x10 m), considerou-se
como rua as quadrículas onde o alinhamento predial não intercepta a marca de centro da
quadrícula (Figura 3.10a). Modelam-se então as edificações e massas de vegetação,
respeitando os limites das vias (Figura 3.10b). Assumiu-se a altura piso-a-piso de três
metros para todas as edificações.
Para grande parte das aplicações do modelo, esse conjunto de informações
geométricas é suficiente. No entanto, a simulação da dispersão de poluentes exige dados
adicionais: volume de tráfego, distribuição horária do tráfego, composição da frota, taxas
de emissão de poluentes por veículo, consolidados em um tipo de fonte de poluente e, na
rotina de modelagem adotada, o número de pistas de cada rua na área de interesse.
O modelo geométrico é complementado pelos receptores virtuais (utilizados
primariamente para a calibração do modelo) e as fontes de poluentes (Figura 3.11a e b).
Esses elementos também devem ser adicionados ao modelo no aplicativo Eddi.
Figura 3.9 – Exemplo de configuração inicial do modelo no editor Eddi.
Fonte: autoria própria.

88
(a)
(b)
Figura 3.10 – Detalhes da modelagem a) solos e pavimentações b) edificações e vegetação.
Fonte: autoria própria.
(a)
(b)
Figura 3.11 - Detalhe da modelagem a) Receptor virtual b) Fontes de poluente.
Fonte: autoria própria.

89
3.4 SELEÇÃO DOS PONTOS DE MEDIÇÃO E LEVANTAMENTO
PRELIMINAR
Os Setores Estruturais encontram-se em variados graus de adensamento e
consolidação; o mesmo se verifica no Ecoville. Para esse estudo, foram localizadas áreas
bem consolidadas e representativas da ocupação definida na legislação. A Quadro 3.1
resume os critérios utilizados para a seleção dos pontos:
Setor
Setor Estrutural
Ecoville
Critérios
- quantidade de lotes ocupados
- edificações da tipologia definida pelo Plano Massa
voltados para a via central
- presença de torres voltadas para as vias rápidas
- edificações sem afastamento lateral, ou com
afastamento mínimo, anteriores à lei 9.800/00
- orientação da via central
- quantidade de lotes ocupados
- presença de edificações (torres) concluídas ou em
construção, atendendo aos parâmetros de
zoneamento e afastamento lateral
- orientação da via central
Quadro 3.1 - Critérios para a seleção dos pontos de monitoramento.
Fonte: autoria própria.
Um mapeamento prévio foi feito utilizando-se a ferramenta Google Earth
(GOOGLE, 2010), que permitiu localizar pontos que aparentemente atendiam aos
critérios do Quadro 3.1. Foram identificados oito pontos, listados no Quadro 3.2 e
representados no Mapa 3.1. No Anexo I são apresentadas as imagens de satélite com a
localização desses pontos.

90
Número Rua Zoneamento Azimute
Da rua
Orientação
(aproximada)
P1
P2
R. Pe. Anchieta, entre R. Bruno Filgueira
e R. Gen. Aristides Athayde Jr.
R. Pe. Anchieta, entre R. Da. Alice
Tibiriçá e R. Joaquim Inácio T. Ribas
Setor Estrutural 67º SO-NE
Setor Estrutural 67º SO-NE
P3 R. Dep. Heitor Alencar Furtado, entre R.
Geraldo Lipka e R. Eduardo Thá
Ecoville 106º L-O
P4
P5
P6
P7
P8
R. Pe. Anchieta, entre R. Profa. Ephigênia
do R. Barros e R. Fernando Simas
Av. João Gualberto, entre R. Augusto
Severo e R. Mauá
Av. João Gualberto, entre R. Bom Jesus e
R. São Pedro
Av. Rep. Argentina, entre Av. Iguaçu e
Av. Pres. Getúlio Vargas
Av. Sete de Setembro, entre R. Cel.
Dulcídio e R. Alf. Ângelo Sampaio
Setor Estrutural 67º SO-NE
Setor Estrutural 40º SO-NE
Setor Estrutural 40º SO-NE
Setor Estrutural 182º N-S
Setor Estrutural 67º SO-NE
Quadro 3.2 - Pontos identificados no levantamento prévio.
Fonte: autoria própria.
As ruas foram percorridas, localizando-se os pontos previamente identificados e
à busca de novos potenciais pontos de interesse, que não haviam sido identificados nas
imagens de satélite.

91
Mapa 3.1 - Localização dos pontos P1 a P8.
Fonte: autoria própria.

92
Figura 3.12 - Ponto P3, Rua Dep. Heitor Alencar Furtado (Ecoville).
Fonte: autoria própria.
Figura 3.13 - Ponto P8, Av. Sete de Setembro.
Fonte: autoria própria.
Desses oito candidatos, foram selecionados dois pontos para modelagem e
monitoramento. O P8, na Avenida Sete de Setembro, está em uma área de alta densidade,
em meio a torres da tipologia Massa, sem afastamento lateral ou com afastamento
mínimo. O P3, na região do Ecoville, localiza-se em um dos trechos mais consolidados do
bairro, em uma área que pode ser considerada representativa da ocupação proposta.
Com azimutes de 67º (Av. Sete de Setembro) e 106º (R. Dep. Heitor Alencar
Furtado, no trecho de interesse), as ruas selecionadas apresentam deflexões de 23º e 16º,

93
respectivamente, em relação ao eixo Leste-Oeste. Para esse estudo, foi adotado como
padrão o domínio de modelo de 140x120 unidades, com malha de 6x6 m, resultando em
uma área de 840x720 m. Na dimensão vertical, a malha é composta por 20 unidades com
altura de 10 m. Conforme orientações de Sad de Assis (2010), a malha de aninhamento é
composta por 15 unidades em cada lado do modelo, e a condição da bordas laterais foi
configurada como cíclica.
3.4.1 Ponto P8 – Sete de Setembro
Um retângulo com as dimensões do domínio de modelo foi sobreposto à planta
cadastral, rotacionada de maneira a dispor o eixo da Av. Sete de Setembro na horizontal.
Foram então geradas a planta de situação (na escala de 1:5.000) e quatro plantas de
levantamento na escala de 1:2.000.
A área do levantamento estende-se da R. Silveira Peixoto até a R. Des. Motta, no
sentido longitudinal (aproximadamente Leste-Oeste), e da Av. do Batel à Av. Iguaçu, no
sentido transversal, totalizando 26 quadras (Figura 3.14). O levantamento visual foi
realizado entre os dias 18 e 21 de janeiro de 2010. Consultou-se o Google Earth para
dirimir eventuais dúvidas sobre a disposição e forma das edificações.
Figura 3.14 – P8: Planta de situação.
Fonte: autoria própria.

94
Foram percebidas poucas alterações no parcelamento do solo em relação à planta
cadastral do ano 2000. O escalonamento entre o Setor Estrutural e as áreas ZR-4 lindeiras
é claramente visível. A topografia da área não é particularmente acidentada: no sentido
transversal, a cota eleva-se em direção à Av. Sete de Setembro, a partir das avenidas
Iguaçu e do Batel.
As galerias do Plano Massa foram modeladas com 3m de altura livre, e a
sobreloja com 6m de altura total. Teve-se o cuidado de reproduzir os recuos das
edificações, incluindo-se as áreas gramadas ou pavimentadas nos lotes conforme pôde ser
observado nas imagens de satélite. Foi utilizada a classe para grama e para as
massas de árvores. Não foi incluída, no modelo, a arborização das ruas.
3.4.2 Ponto P3 – Ecoville
Um retângulo com as dimensões do domínio de modelo foi sobreposto à planta
cadastral, rotacionada de maneira a dispor o eixo da R. Dep. Heitor Alencar Furtado na
horizontal. Foram então geradas a planta de situação (na escala de 1:5.000) e quatro
plantas de levantamento na escala de 1:2.000.
A área do levantamento estende-se da R. Francisco Juglair até a R. Paulo Gorksi,
no sentido longitudinal (aproximadamente Leste-Oeste), e da R. Ignacio Barvick à R.
Domingos Imbronizio, no sentido transversal, abrangendo 11 quadras (Figura 3.15). O
levantamento visual foi feito entre os dias 28 e 31 de janeiro de 2010.
A morfologia do Ecoville difere dos Setores Estruturais em vários aspectos: o
traçado do sistema trinário adapta-se ao contorno do terreno, descrevendo curvas e
alternando subidas e descidas; as quadras têm grandes dimensões; e o terreno é
notadamente acidentado. A área foi modelada como sendo plana, pois a versão corrente
do modelo ENVI-met não permite a modelagem do terreno.

95
Figura 3.15 - P3: Planta de situação.
Fonte: autoria própria.
O parcelamento do solo, nas quadras lindeiras à via central, encontra-se
significativamente alterado em relação aos desenhos do ano 2000 – as diferenças são tão
significativas que se fez necessária a sobreposição da planta cadastral a um mosaico de
imagens de satélite no momento da modelagem. Percebe-se a tendência de verticalização
das quadras externas ao Setor Especial, que começam a receber edifícios de uso
residencial com cerca de sete pavimentos, mas a maioria dos lotes ainda é ocupada por
casas de um ou dois pavimentos e pequenos estabelecimentos comerciais, entremeadas
por bosques de mata nativa e instalações esportivas.
Adotou-se 3m como padrão de distância piso a piso (altura do pavimento).
Teve-se o cuidado de reproduzir os recuos das edificações, incluindo-se as áreas gramadas
ou pavimentadas nos lotes conforme pôde ser observado nas fotos de satélite, e as áreas de
bosques, jardinetes e canteiros. Foi utilizada a classe para grama e para as
massas de árvores. Não se incluiu, no modelo, a arborização das ruas.

96
3.5 INSTRUMENTOS E EQUIPAMENTOS PARA O
MONITORAMENTO EM CAMPO
O modelo foi calibrado por meio da comparação entre velocidades de vento
médias medidas em campo e aquelas previstas nas simulações. Medições foram feitas em
pontos localizados dentro dos cânions urbanos estudados. Enquanto os procedimentos e
especificações para medição de dados climáticos, padronizados pela WMO, visam à
obtenção de dados comparáveis, registrados em condições as mais semelhantes possível,
quando se estudam contextos urbanos as especificações-padrão da WMO – que se
aplicam essencialmente a contextos rurais – podem não ser viáveis (OKE 2006); em
contextos urbanos, o fluxo de vento é afetado pelas obstruções geradas pelos edifícios e
vegetação, além das diferentes coberturas de solo.
Foi realizada uma campanha de medição, com início em dezembro de 2009 e fim
em abril de 2010. O Quadro 3.3 traz a especificação resumida dos instrumentos de
medição, enquanto o Quadro 3.4 resume composição de equipamentos escolhida e as
alturas de montagem de cada sensor, e o Quadro 3.5 resume as missões de trabalho de
campo.

97
Fotografia
Descrição
Estação meteorológica HOBO H21-001
- Datalogger para uso em ambientes externos
- Operação com pilhas tamanho AA
- Capacidade para conexão de até 10 sensores
- Interface RS-232 para conexão com computador
Sensor de temperatura do ar e umidade (S-THB-
M002)
- Intervalo de medição: -40 a 75 ºC (Ta) e 0 a
100% (UR)
- Precisão: 0,2 ºC (Ta) e ±2,5% (UR)
- Resolução: 0,02 ºC (Ta) e 0,1% (UR)
- Utilizado com proteção contra radiação solar
Piranômetro de silício (S-LIB-M003)
Para medição da radiação solar na faixa espectral
de 300 a 1100 nm.
- Intervalo de medição: 0 a 1280 W.m -2
- Precisão: ±10 W.m -2 ou ±5%
Sensor de direção e velocidade do vento (S-WCA-
M003)
Velocidade do vento:
- Intervalo de medição: 0 a 44 m.s -1
- Precisão:
± 0,5 m.s -1
± 3% (na faixa de 17-30 m.s -1 )
±4% (na faixa de 30-44 m.s -1 )
- Resolução: 0,19 m.s -1
Direção do vento:
- Intervalo de medição: 0 a 358º
- Precisão: ±5º
- Resolução: 1,4º
Quadro 3.3 - Instrumentos e equipamentos utilizados para medição de dados climáticos.
Fonte: Adaptado de Onset (2010).

98
Datalogger
Sensor de TUR
Piranômetro
Anemômetro
Estrutura
300cm 500cm 200cm 300cm 500cm
X X X X X X Customizada
Quadro 3.4 - Resumo das configurações para medição em campo.
Fonte: autoria própria.
Número Ponto Data Hora de início Hora de fim
1 P8 – Sete de Setembro 06.dez.2009 14h11min 18h00min
2 P3 – Ecoville 11.dez.2009 14h15min 18h00min
3 P8 – Sete de Setembro 21.abr.2010 9h00min 15h00min
4 P3 - Ecoville 28.abr.2010 9h00min 15h00min
Quadro 3.5 - Resumo das missões de medição.
Fonte: autoria própria.
Optou-se por montar uma plataforma baseada em um veículo tipo picape, de
maneira a aliar a mobilidade e rapidez de montagem à estabilidade do equipamento, uma
vez montado.
Tentativas de montar o anemômetro a 10 m de altura não se mostraram viáveis
tecnicamente. Uma solução intermediária foi adotada, com medição a 3 e a 5m acima do
solo. Foram utilizados dois anemômetros de copos (montados a 3m e a 5m do solo), dois
termohigrômetros (montados a 3m e a 5m do solo) e um piranômetro de silício montado
a 2m do solo.
Os componentes da estação meteorológica foram combinados com elementos
especialmente fabricados. Um assoalho em compensado e madeira foi produzido, com
1,10m de largura e 1,00m de comprimento. Furos foram feitos para a fixação de parafusos
e um conjunto de porca e contra-porca permitem a fixação e nivelamento do tripé da
estação meteorológica (Figura 3.16).

99
Um conjunto de mastros em tubo de chapa de aço galvanizado foi
confeccionado; furações nesses mastros permitem a montagem dos anemômetros em
alturas diferentes, a intervalos de 1 m. Um sistema de atirantamento fixa os mastros à
carroceria do veículo e proporciona maior estabilidade. Os demais componentes –
datalogger, termohigrômetros e piranômetro – fixam-se diretamente aos mastros.
Extensões foram confeccionadas para a conexão dos sensores ao datalogger, em
cabo telefônico de 6 vias com conectores tipo RJ-11. Testes em laboratório mostraram
que o comprimento adicional dos cabos não afetou os valores registrados no datalogger.
Optou-se pela programação da estação meteorológica in loco. Para tanto,
utilizou-se um computador portátil com sistema operacional Windows XP e o software
HOBOWare Pro. O computador foi conectado à estação usando-se um cabo adaptador
USB-Serial (RS-232).
Foi selecionado um único ponto de medição, ao longo da via central e o mais
próximo possível do centro do domínio de modelo (Figura 3.17). Durante a montagem da
estação em campo, foi utilizado um nível de cantoneira para verificar o prumo do mastro,
ajustado regulando-se os parafusos de fixação do tripé ao assoalho. A Tabela 3.5 resume
as condições de contorno das medições (mínimas das médias e máximas das médias dos
parâmetros monitorados em campo).
Tabela 3.5 - Condições de contorno das medições nos pontos P8 e P3.
P8 – Sete de Setembro
Parâmetro Mínimo Data Hora Máximo Data Hora
Velocidade de vento
(m.s -1 )
0,8 21/04/2010 10h00min 1,4 06/12/2009 15h00min
Temperatura do ar (ºC) 24,3 21/04/2010 10h00min 27,5 21/04/2010 14h00min
Umidade relativa (%) 49,5 21/04/2010 15h00min 66,1 21/04/2010 10h00min
Radiação solar (W.m -2 ) 158,9 21/04/2010 14h00min 499,2 21/04/2010 10h00min
P3 – Ecoville
Parâmetro Mínimo Data Hora Máximo Data Hora
Velocidade de vento
(m.s -1 )
0,7 11/12/2009 14h59min 1,7 11/12/2009 17h59min
Temperatura do ar (ºC) 16,6 28/04/2010 10h00min 26,6 11/12/2009 15h59min
Umidade relativa (%) 61,8 11/12/2009 16h59min 83,4 28/04/2010 10h00min
Radiação solar (W.m -2 ) 118,1 11/12/2009 17h59min 428,6 28/04/2010 12h00min
Fonte: organizado pelo autor a partir de dados de campo e dados em INMET (2011)

100
Figura 3.16 – Estação meterorológica (a) e (b) Confecção do assoalho (c) e (d) Fixação do tripé e mastro
(e) Detalhe do sistema de ajuste de altura do tripé (f) Estrutura da estação montada no veículo.
Fonte: autoria própria.

101
Figura 3.17 - Estação meteorológica em campo (a) e (b) P8 - Sete de Setembro (c) e (d) P3 – Ecoville.
Fonte: autoria própria.

102
3.6 CALIBRAÇÃO DO MODELO
A calibração do modelo – comparação entre os dados medidos em campo e
dados previstos pelo programa – foi considerada uma etapa crítica do fluxo de trabalho. A
simulação dos cenários somente foi feita após a obtenção de resultados satisfatórios de
calibração – boa convergência entre os valores previstos e os medidos.
Para avaliar a precisão dos modelos das áreas de interesse, foi analisada a
convergência entre as velocidades de vento previstas pelo modelo ENVI-met e aquelas
medidas em campo. As velocidades médias de vento a 3 m e 5 m de altura foram
selecionadas como variáveis de interesse 18 . Devido à natureza turbulenta do fluxo de
vento dentro da subcamada de rugosidade, a direção do vento nesta altura foi ignorada
pois, segundo o modelo proposto por Oke (1978) a velocidade média de vento (ū) é a
variável mais importante para a dispersão de poluentes em áreas urbanas.
A comparação entre os dados de concentração dos poluentes medidos e
previstos seria muito proveitosa – tanto para a calibração do modelo quanto para a
análise dos resultados. Infelizmente, no momento de realização deste estudo, não se
dispunha de acesso a equipamentos para medição de concentração das substâncias de
interesse.
Para a calibração, receptores virtuais foram incorporados ao modelo em locais
correspondentes aos pontos de medição. Os parâmetros de entrada (arquivo .CF) foram
configurados de maneira a corresponder com os dados registrados pelo INMET e
UWYO, sendo executadas rodadas sucessivas de simulação, uma para cada hora
monitorada em campo. A velocidade do vento prevista na altura de interesse em cada
receptor no final da hora simulada foi então comparada com a velocidade média medida
no período correspondente. Foi determinada a média dos módulos das diferenças entre as
velocidades medidas e previstas, e esse valor foi comparado com os limites de precisão
dos anemômetros utilizados. Nos casos em que a convergência entre dados medidos e
previstos não foi satisfatória, buscou-se na literatura uma rotina de ajuste da velocidade
de vento a 10 m de altura.
18
Entre outros estudos, os trabalhos de Spangenberg et al (2008) e Hedquist et al (2009) apresentam
comparações entre os dados de temperatura do ar previstos pelo modelo ENVI-met e medidos em campo.

103
Apesar dos bons resultados obtidos nessa etapa, devem ser feitas duas ressalvas:
(1) por se tratar de uma tentativa de vincular dados da estação meteorológica padrão –
em um contexto semelhante ao rural – com dados medidos dentro dos cânions em áreas
urbanas consolidadas, fez-se necessário assumir que a direção do vento nas áreas
monitoradas é igual à registrada no Centro Politécnico, ignorando quaisquer efeitos em
mesoescala das estruturas urbanas e (2) a faixa de precisão dos anemômetros (±0,50 m.s -1 )
é relativamente grande em comparação às velocidades de vento medidas in loco (que
variaram entre 0,46 e 1,66 m.s -1 ).
3.6.1 P8 – Sete de Setembro
A Tabela 3.6 resume os dados de entrada no modelo, as velocidades de vento
medidas e previstas a 3 m e 5 m e as diferenças entre os valores medidos e preditos. O
erro médio encontrado (módulo da diferença entre os valores da velocidade de vento
média – ū – medidos e preditos pelo modelo) foi 0,23 m.s -1 , dentro da faixa de precisão
dos instrumentos empregados nas medições; esse resultado foi considerado satisfatório e
não foram feitos ajustes nos dados de entrada.

104
Tabela 3.6 – P8: Parâmetros de entrada no modelo ENVI-met e comparação
entre velocidades de vento medidas e previstas a 3 e 5 m (etapa de calibração).
Ponto Data Hora UR
(%)
Temperatura
inicial da
atmosfera (K)
Umidade
específica
(g/kg)
ū @ 10m
(INMET)
Az
ū
(medida)
ū
(prevista)
P8 06.12.09 15h00 58 295,7 2,09 1,70 148º 1,35** 0,58** 0,77
P8 06.12.09 16h00 59 295,7 2,09 1,80 119º 1,22** 1,00** 0,22
P8 06.12.09 17h00 61 295,7 2,09 2,30 75º 1,17** 1,36** 0,19
P8 06.12.09 18h00 68 295,7 2,09 2,30 83º 1,26** 1,43** 0,17
P8 06.12.09 15h00 58 295,7 2,09 1,70 148º 1,45† 0,58† 0,87
P8 06.12.09 16h00 59 295,7 2,09 1,80 119º 1,29† 1,00† 0,29
P8 06.12.09 17h00 61 295,7 2,09 2,30 75º 1,29† 1,37† 0,08
P8 06.12.09 18h00 68 295,7 2,09 2,30 83º 1,38† 1,43† 0,05
P8 21.04.10 10h00 56 292,9 7,56 2,60 309º 0,82** 1,04** 0,22
P8 21.04.10 11h00 50 292,9 7,56 3,30 316º 1,00** 1,12** 0,12
P8 21.04.10 12h00 50 292,9 7,56 3,30 319º 1,13** 1,04** 0,09
P8 21.04.10 13h00 50 292,9 7,56 3,00 305º 1,27** 1,24** 0,03
P8 21.04.10 14h00 45 292,9 7,56 3,20 286º 1,31** 1,64** 0,33
P8 21.04.10 15h00 48 292,9 7,56 2,60 305º 1,31** 1,11** 0,20
P8 21.04.10 10h00 56 292,9 7,56 2,60 309º 0,85† 1,04† 0,19
P8 21.04.10 11h00 50 292,9 7,56 3,30 316º 0,96† 1,12† 0,16
P8 21.04.10 12h00 50 292,9 7,56 3,30 319º 1,07† 1,04† 0,03
P8 21.04.10 13h00 50 292,9 7,56 3,00 305º 1,29† 1,24† 0,05
P8 21.04.10 14h00 45 292,9 7,56 3,20 286º 1,29† 1,65† 0,36
P8 21.04.10 15h00 48 292,9 7,56 2,60 305º 1,27† 1,11† 0,16
**Altura de 3 m
†Altura de 5 m
Fonte: Organizado pelo autor a partir de dados de campo e dados em INMET (2011)
3.6.2 P3 – Ecoville
Ao se utilizar como entrada os valores de velocidade média de vento fornecidas
pelo INMET, percebeu-se que os valores previstos de velocidade de vento a 3m e a 5m
estavam superestimados. A Equação 2.3 foi então empregada para o ajuste dos valores de
entrada, com os valores de K = 0,35 e a = 0,25, resultando em um coeficiente de ajuste de
0,6224; as velocidades médias de vento registradas na estação do INMET foram então
multiplicadas por esse coeficiente. A Tabela 3.7 resume os dados de entrada no modelo,
as velocidades de vento medidas e previstas a 3 m e 5 m e as diferenças entre os valores
medidos e preditos.
|∆ū|

105
Após o ajuste, o erro médio encontrado (módulo da diferença entre os valores da
velocidade de vento média – ū – medidos e preditos pelo modelo) foi 0,28 m.s -1 , dentro da
faixa de precisão dos instrumentos empregados nas medições.
Tabela 3.7 – P3: Parâmetros de entrada no modelo ENVI-met e comparação entre velocidades de vento
medidas e previstas a 3 e 5 m (etapa de calibração).
Ponto Data Hora UR
(%)
Temperatura
inicial da
atmosfera (K)
Umidade
específica
(g/kg)
ū* @ 10m
(INMET)
Az
ū
(medida)
ū
(prevista)
|∆ū|
P3 11.12.09 15h00 66 294,2 7,20 1,37 38º 0,46**
P3 11.12.09 16h00 71 294,2 7,20 1,62 80º 1,19**
P3 11.12.09 17h00 70 294,2 7,20 2,30 68º 1,59**
P3 11.12.09 18h00 83 294,2 7,20 2,37 87º 1,17**
P3 11.12.09 15h00 66 294,2 7,20 1,37 38º 0,51†
P3 11.12.09 16h00 71 294,2 7,20 1,62 80º 1,23†
P3 11.12.09 17h00 70 294,2 7,20 2,30 68º 1,66†
P3 11.12.09 18h00 83 294,2 7,20 2,37 87º 1,28†
P3 28.04.10 10h00 80 291,0†† 0,18 1,37 78º 1,42**
P3 28.04.10 11h00 81 291,0†† 0,18 0,87 89º 1,17**
P3 28.04.10 12h00 80 291,0†† 0,18 1,68 75º 1,27**
P3 28.04.10 13h00 73 291,0†† 0,18 1,43 73º 1,16**
P3 28.04.10 14h00 67 291,0†† 0,18 1,43 63º 1,18**
P3 28.04.10 15h00 75 291,0†† 0,18 2,05 66º 0,97**
P3 28.04.10 10h00 80 291,0†† 0,18 1,37 78º 1,63†
P3 28.04.10 11h00 81 291,0†† 0,18 0,87 89º 1,33†
P3 28.04.10 12h00 80 291,0†† 0,18 1,68 75º 1,39†
P3 28.04.10 13h00 73 291,0†† 0,18 1,43 73º 1,38†
P3 28.04.10 14h00 67 291,0†† 0,18 1,43 63º 1,35†
P3 28.04.10 15h00 75 291,0†† 0,18 2,05 66º 1,08†
*Ajustados mediante Equação 2.4
**Altura de 3 m
†Altura de 5 m
††Estação sem dados entre as 2h e 12h UTC; média dos dados disponíveis
Fonte: Organizado pelo autor a partir de dados de campo e dados em INMET (2011)
1,10** 0,32
0,73** 0,44
1,30** 0,03
1,09** 0,07
1,58† 0,40
1,45† 0,48
1,11† 0,52
0,73† 0,60
1,31** 0,08
1,10** 0,28
1,60** 0,25
1,47** 0,39
0,62** 0,16
1,17** 0,02
1,39† 0,20
1,65† 0,48
0,63† 0,12
1,19† 0,04
1,41† 0,25
1,69† 0,41

106
3.7 INVENTÁRIO DE TRÁFEGO
A última etapa do trabalho de campo consiste na contagem de tráfego com os
objetivos de quantificação (determinação do volume “nominal” de tráfego) e
caracterização da frota (proporções entre as diferentes categorias de veículos).
Foi desenvolvido um método indireto de determinação do perfil diário de
tráfego, a partir de contagens de tráfego e dados históricos de pressão sonora, coletados
anteriormente e apresentados em Bortoli (2002). Para a conversão de níveis de ruído em
volumes de tráfego (em veículos/hora), foi utilizado o modelo de Calixto (2002) para
previsão de ruído de tráfego (Equação 3.1):
L eq
= 7.7⋅ log[I⋅ (1+ 0.095⋅ VP)] + 43
Sendo L eq o nível de ruído equivalente, I a intensidade de tráfego (em
veículos/hora), e VP a porcentagem de veículos pesados. Com o uso dessa equação, um
€
padrão horário de tráfego e um fator de ajuste horário de emissões puderam ser
estimados.
Para tanto, são feitas contagens de tráfego nos horários considerados de máximo
movimento, segundo os dados de pressão sonora (BORTOLI, 2002). Tipicamente, as
contagens foram feitas entre as 17h e 19h em dias de semana. De acordo com orientações
do DER, as contagens foram feitas em períodos de quinze minutos e os resultados foram
extrapolados para uma hora. As contagens foram feitas visualmente, com o auxílio de
contadores estatísticos (Figura 3.18), e os resultados foram anotados em uma caderneta
de campo como a reproduzida no Apêndice B.
(3.1)

107
Figura 3.18 - Contadores estatísticos.
Fonte: autoria própria.
Para a caracterização da frota foram consideradas quatro categorias de veículos,
resumidas na Quadro 3.6: motocicletas, veículos leves, veículos leves a diesel e veículos
pesados. Em cada período de contagem, foram contabilizados os veículos leves ao mesmo
tempo que se contava o volume de veículos de outra categoria.
Categoria Símbolo Descrição
Motocicletas M Motocicletas de qualquer porte
Veículos Leves VL Carros de passeio em geral, picapes a gasolina
Veículos Leves a Diesel VLD Furgões, picapes a diesel e outros utilitários
Veículos Pesados VP Caminhões e ônibus de qualquer porte
Quadro 3.6 - Categorias de veículos para fins de caracterização da frota.
Fonte: autoria própria.
Empregando as Equações 3.2 a 3.5 calculam-se os volumes de tráfego (I) para
cada categoria, a partir da média do volume de tráfego de veículos leves (VL geral ) e das
médias das razões entre o volume de tráfego de motocicletas (M), veículos leves a diesel
(VLD) e veículos pesados (VP) e o volume de veículos leves (VL). Os valores de I VL , I M ,
I VLD e I VP são então inseridos na Equação 3.6 para o cálculo das taxas de emissão de
poluente, e a porcentagem de veículos pesados é inserida na Equação 3.1 para a
determinação do perfil horário de tráfego.

108
I VL
= V L geral
⋅ 4
I M
= V L geral
⋅
M
V L M
⋅ 4
I VLD
= V L geral
⋅ V L D
V L VLD
⋅ 4
I VP
= V L geral
⋅
V P
V L VP
⋅ 4
(3.2)
(3.3)
(3.4)
(3.5)
Sendo: V L geral
– fluxo médio de veículos leves, considerando todas os períodos
€
de contagem; M – fluxo médio de motocicletas; V L M
– fluxo médio de veículos leves no
período de contagem correspondente àquele de contagem do fluxo de motocicletas; V L D
€
– fluxo
€
médio de veículos leves a diesel; V L
€
VLD
- fluxo médio de veículos leves no período
de contagem correspondente àquele de contagem do fluxo de veículos leves
€
a diesel; V P
– fluxo médio de veículos pesados; V L
€
VP
– fluxo médio de veículos leves no período de
contagem correspondentes àquele de contagem do fluxo de veículos pesados
€
(todos os
valores em veículos.h -1 ).
€
Uma vez que o modelo ENVI-met admite somente um valor para a taxa de
emissão de poluentes, adota-se um valor único de volume de tráfego para todo o domínio
de modelo. Essa é uma limitação intrínseca à ferramenta, que pode ser parcialmente
contornada pelo cálculo do volume de tráfego (e consequentemente, da taxa de emissão
de poluentes) por faixa de rolagem. Para as simulações, foram utilizadas fontes lineares
com taxas de emissão expressas em mg.ms -1 . Essa taxa de emissão composta é a somatória
das taxas de emissão por veículo multiplicadas pelo volume de tráfego de cada categoria
de veículo, dividida por 3600 para se obter a taxa de emissão por segundo, exigida pelo
modelo ENVI-met para fontes lineares (Equação 3.6).
X comp = (I motocicletas . X motocicletas + I Leves . X leves + I LevesDiesel . X LevesDiesel + I Pesados . X pesados ) / 3600 (3.6)
Onde X comp – taxa de emissão composta para a substância de interesse (mg.m -1 s),
I categoria – intensidade de tráfego por categoria de veículo (veículos.h -1 ), X categoria – valor de
emissão individual por veículo da categoria (mg.m -1 ). O valor de X comp representa a
máxima taxa de emissões para determinada rua ou conjunto de ruas, e varia conforme a
capacidade das vias, a composição da frota e a intensidade do tráfego na área de interesse.

109
A Resolução CONAMA 297/2002 estabelece limites de emissão de poluentes em
g.km -1 (numericamente igual ao valor em mg.m -1 ) para os veículos leves e motocicletas.
Supõe-se que esses valores se apliquem a veículos novos em condições de uso médio
(combinado rodovia e urbano). Considerando condições de congestionamento e o
próprio desgaste do motor, assumiu-se um cenário de "pior caso", e foi adotado o limite
superior da referida Resolução, usando-se como referência os limites superiores da norma
para o ano de 2003 19 (BRASIL, 2002).
Quanto às taxas de emissão para veículos pesados, a Resolução CONAMA não
estabelece relações entre emissões e distância percorrida, e sim limites de emissão por
kWh de combustível consumido – um valor dependente da potência do veículo, da
capacidade calorífica do óleo diesel e da proporção de compostos de nitrogênio no
combustível, o que dificulta a estimativa dessa variável. Rabl (2002) estudou as emissões
de substâncias de interesse para veículos pesados na Europa 20 . Adotaram-se os valores
propostos por Rabl por entendê-los como uma síntese de todos esses fatores. A Tabela 3.8
resume os valores adotados para as emissões das substâncias de interesse, para fins de
simulação.
Tabela 3.8 - Valores adotados de emissão de poluentes por categoria de veículo.
X (mg/m)
Substância Motocicletas* Veículos Leves Veículos Leves a
Diesel**
Veículos
Pesados***
NO x 0,18 0,25 1,40 21,11
CO 6,25 2,00 6,20 10,44
PM10 - - 0,16 1,05
*motores até 151cc (BRASIL 2002)
** BRASIL 1993
***RABL 2002
FONTE: organizado pelo autor a partir de dados em Brasil (1993), Brasil (2002) e Rabl (2002).
19
Segundo o DETRAN-PR, a média de idade dos veículos registrados em Curitiba é de 10,49 anos
(BERTOTTI, 2009).
20
Os valores publicados em Rabl (2002) são compatíveis com os limites brasileiros de emissões.

110
3.7.1 P8 – Sete de Setembro
A contagem de tráfego foi realizada nos dias 4 e 5 de Março (quinta e sextafeira).
Foram feitas contagens em períodos de quinze minutos, e o resultado extrapolado
para uma hora. Para maior flexibilidade na construção do modelo ENVI-met, é feita a
estimativa de tráfego por faixa. Na região do P8, a R. Alf. Ângelo Sampaio tem três faixas
de rolagem, a Av. Silva Jardim, cinco, a Av. Visconde de Guarapuava, seis. A Av. Sete de
Setembro conta com duas faixas exclusivas para os ônibus expressos, e cada via lateral
tem duas faixas. Durante a contagem, percebeu-se que são frequentes os
estrangulamentos devido ao tráfego de veículos maiores, manobras para estacionamento
e outros fatores. No entanto, para o cálculo dos volumes de tráfego, manteve-se o número
de seis faixas para essa avenida.
A proporção média de veículos pesados (VP), encontrada para o local, foi de
3,2%. Enquanto na Av. Sete de Setembro essa porcentagem é maior, 6,4%, nas outras vias
essa proporção fica em torno de 2%; adotou-se o valor médio para todas as faixas. A
Tabela 3.9 resume as estimativas de tráfego e a composição da frota para a área do P8 no
horário de pico.
Tabela 3.9 - P8: Volume de tráfego e composição da frota no horário de pico, por faixa.
Categoria Volume (veículos.h -1 ) %
Veículos leves (VL) 519,9 84,5
Veículos leves a diesel (VLD) 15,6 2,5
Veículos pesados (VP) 19,2 3,2
Motocicletas (M) 60,3 9,8
TOTAL 615,0 100,0
Fonte: autoria própria.
Embora, à primeira vista, os valores de tráfego por faixa sejam pouco superiores
àqueles encontrados para a região central, cumpre lembrar que as capacidades das vias do
Setor Estrutural são maiores. No caso da Av. Visconde de Guarapuava, com seis faixas de
rolagem, atinge-se o volume de 3.372 veículos/hora nos horários de maior movimento.
Na última semana de março de 2010, a PMC eliminou as faixas de
estacionamento na Av. Visconde de Guarapuava, aumentando a capacidade da via para

111
seis pistas em toda a extensão do domínio do modelo. Para este estudo, será adotada a
configuração das vias e os volumes de tráfego após essa alteração; contagem de tráfego
realizada no dia 26 de maio de 2010 mostrou não haver alteração no volume de tráfego da
via.
A composição da frota na região do P8 está representada no Gráfico 3.4a, e os
perfis horários de tráfego, extrapolados a partir dos dados acústicos (dados históricos de
pressão sonora na Av. Iguaçu), estão representados no Gráfico 3.4b. A Tabela 3.10
resume os dados de pressão sonora, porcentagens do tráfego médio e os valores de X NOX
adotados para fins de simulação. Os dados de pressão sonora correspondem às medições
na Av. Iguaçu em dias de semana, reproduzidos de Bortoli (2002).
Gráfico 3.4 – P8 - Sete de Setembro (a) Composição da frota (b) Perfil horário de tráfego.
Fonte: autoria própria, a partir de dados de campo e dados em Bortoli (2002).

112
Tabela 3.10 - P8 - Sete de Setembro - Valores horários de emissão das substâncias de interesse para fins
de simulação.
Hora
Pressão
Sonora
dB(A)
Porcentagem do
tráfego médio
Fator de
ajuste de
emissões
XNOX
(mg.ms -1 )
6h00 62,0 5% 0,05 0,0079
7h00 66,5 19% 0,19 0,0305
8h00 70,5 64% 0,64 0,1009
9h00 70,5 64% 0,64 0,1009
10h00 71,0 74% 0,74 0,1172
11h00 71,5 86% 0,86 0,1361
12h00 72,0 100% 1,00 0,1580
13h00 72,0 100% 1,00 0,1580
14h00 72,0 100% 1,00 0,1580
15h00 71,5 86% 0,86 0,1361
16h00 71,5 86% 0,86 0,1361
17h00 72,0 100% 1,00 0,1580
18h00 72,0 100% 1,00 0,1580
19h00 71,5 86% 0,86 0,1361
20h00 71,0 74% 0,74 0,1172
21h00 69,0 41% 0,41 0,0644
Fonte: autoria própria, , a partir de dados de campo e dados em Bortoli (2002).
3.7.2 P3 – Ecoville
A contagem de tráfego foi realizada no dia 12 de Agosto (quinta-feira). Foram
feitas contagens em períodos de quinze minutos, e o resultado extrapolado para uma
hora. Para maior flexibilidade na construção do modelo ENVI-met, é feita a estimativa de
tráfego por faixa.
Na região do P3, a Av. Pedro Viriato Parigot de Souza tem cinco faixas de
rolagem até a R. Paulo Gorski, sendo sua capacidade reduzida para três faixas após esse
cruzamento (a contagem de tráfego foi realizada no trecho com cinco faixas). A Av.
Mons. Ivo Zanlorenzi tem cinco faixas de rolagem até o cruzamento com a R. Paulo
Gorski, e quatro faixas após esse cruzamento. A Av. Dep. Heitor Alencar Furtado conta
com duas faixas de trânsito exclusivo de ônibus, além de duas faixas nas vias laterais. A R.

113
Paulo Gorski tem três faixas de rolagem, e recebe fluxo intenso das avenidas Pedro
Viriato Parigot de Souza e Mons. Ivo Zanlorenzi.
A proporção média de veículos pesados (VP), encontrada para o local, foi de
2,5%. A Tabela 3.11 resume as estimativas de tráfego e a composição da frota para a
região do P3 no horário de pico. De todas as regiões em que foi feita a contagem de
tráfego, a região do Ecoville foi a que apresentou a maior porcentagem de veículos leves:
88,8%.
Tabela 3.11 - P3: Volume de tráfego e composição da frota no horário de pico, por faixa.
Categoria Volume (veículos.h -1 ) %
Veículos leves (VL) 377,7 88,8
Veículos leves a diesel (VLD) 10,1 2,4
Veículos pesados (VP) 10,8 2,5
Motocicletas (M) 26,6 6,3
TOTAL 425,2 100,0
Fonte: autoria própria, a partir de dados de campo e dados em Bortoli (2002).
A composição da frota na região do P3 está representada no Gráfico 3.5a, e os
perfis horários de tráfego, extrapolados a partir dos dados acústicos (dados históricos de
pressão sonora na Av. Iguaçu), estão representados no Gráfico 3.5b. A Tabela 3.12
resume os dados de pressão sonora, porcentagens do tráfego médio e os valores de X NOX
adotados para fins de simulação. Os dados de pressão sonora correspondem às medições
na Av. Iguaçu em dias de semana, reproduzidos de Bortoli (2002).
Gráfico 3.5 - P3 - Ecoville (a) Composição da frota (b) Perfil horário de tráfego.
Fonte: autoria própria, a partir de dados de campo e dados em Bortoli (2002).

114
Tabela 3.12 - P3 - Ecoville - Valores horários de emissão das substâncias de interesse para fins de
simulação.
Hora
Pressão
Sonora
dB(A)
Porcentagem do
tráfego médio
Fator de
ajuste de
emissões
XNOX
(mg.ms -1 )
6h00 62,0 5% 0,05 0,0048
7h00 66,5 19% 0,19 0,0183
8h00 70,5 64% 0,64 0,0605
9h00 70,5 64% 0,64 0,0605
10h00 71,0 74% 0,74 0,0703
11h00 71,5 86% 0,86 0,0817
12h00 72,0 100% 1,00 0,0948
13h00 72,0 100% 1,00 0,0948
14h00 72,0 100% 1,00 0,0948
15h00 71,5 86% 0,86 0,0817
16h00 71,5 86% 0,86 0,0817
17h00 72,0 100% 1,00 0,0948
18h00 72,0 100% 1,00 0,0948
19h00 71,5 86% 0,86 0,0817
20h00 71,0 74% 0,74 0,0703
21h00 69,0 41% 0,41 0,0387
Fonte: autoria própria, a partir de dados de campo e dados em Bortoli (2002).
3.8 MODELAGEM DOS CENÁRIOS
Completadas todas as etapas de levantamento em campo, elaboração e
calibração do modelo, empregou-se então a ferramenta ENVI-met para as simulações do
cenário atual e do cenário alternativo, manipulando-se as condições climáticas e a
morfologia urbana. Cada variável dos cenários foi manipulada de forma distinta 21,22 :
a. Condições climáticas: manipuladas no arquivo de configuração .CF;
b. Tipologia de construção: edita-se a geometria das edificações no arquivo
.IN;
21
A presença de vegetação, forrações e pavimentações deve ser editada no arquivo .IN; nesse estudo, não
foram criados cenários alternativos que envolvam a manipulação dessas variáveis.
22
A simulação dos efeitos da variação da intensidade de tráfego e composição da frota requer a edição das
fontes de poluentes no arquivo .IN e as taxas de emissão no arquivo SOURCES.DAT.

115
c. Afastamento das edificações das divisas do lote: edita-se a geometria das
edificações no arquivo .IN;
No cenário atual foram analisados os efeitos das condições climáticas típicas
sobre a concentração dos poluentes. O cenário alternativo estima os efeitos da hipotética
reconfiguração do Setor Estrutural baseada nos parâmetros construtivos estabelecidos
pela Lei no. 9.800/00 e da consolidação da ocupação do Ecoville.
No próximo capítulo são apresentados os resultados da simulação do cenário
atual para as regiões do Setor Estrutural e do Ecoville; no capítulo seguinte, é discutida a
construção do cenário Alternativo e são apresentados os resultados da simulação desse
cenário.

116

117
4 CIRCULAÇÃO DO AR NOS SETORES
ESTRUTURAIS – CENÁRIO ATUAL
Neste capítulo é apresentada a análise de trechos representativos do Setor
Estrutural e do Ecoville – resultados da simulacão do cenário atual.
4.1 SETE DE SETEMBRO – CENÁRIO ATUAL
Os resultados da simulação de dispersão de NO x para a região do ponto P8
destacam a influência da velocidade de vento sobre as concentrações do poluente. A
Tabela 4.1 resume os resultados dos oito cenários de simulação principais. Os valores
apresentados são os médios e máximos para todo o domínio de modelo, no horário de
máxima concentração do poluente (18h00) a 3 m de altura.
Tabela 4.1 – P8: Resumo das concentrações simuladas de NO x , Cenário Atual.
Código Mês Cenário ū (m.s -1 )
NO x Média
(µg.m -3 )
NO x
Máxima
(µg.m -3 )
Mar AT-L Mar Atual-Leste 3,10 38 78 2,0
Mar AT-SE Atual-Sudeste 3,10 37 74 2,0
Jun AT-L Jun Atual-Leste 2,60 37 78 2,1
Jun AT-SE Atual-Nordeste 2,60 35 87 2,5
Jun AT-LM Atual-Leste Mínimo 0,30 284 754 2,7
Jun AT-NEM Atual-Nordeste Mínimo 0,30 268 910 3,4
Dez AT-L Dez Atual-Leste 3,80 31 65 2,1
Dez AT-SE Atual-Sudeste 3,80 29 59 2,0
Fonte: autoria própria.
Máxima
/média
Os resultados das simulações para esses oito cenários principais apontam grande
contraste entre as situações de calmaria e as situações com vento. Entre todas as situações
analisadas, as concentrações simuladas de NO x sob condições de vento mínimo são até

118
9,8 vezes mais altas que sob as demais condições de vento analisadas. A localização dos
cânions L, M, N, O e P, citados na análise a seguir, está indicada na Figura 4.1.
Figura 4.1 – Localização dos cânions L, M, N, O e P.
Fonte: autoria própria.
A concentração máxima mais alta foi econtrada no cenário de vento mínimo de
nordeste: 910 µg.m -3 . Ao se aplicar o coeficiente de 25% para a relação NO 2 /NO x , obtémse
a concentração estimada de 228 µg.m -3 de NO 2 , 38 unidades acima do limite secundário
para a concentração do poluente. A plotagem em formato de mapa desses dados indica
que as manchas de mais alta concentração, distribuem-se ao longo dos cânions L e N e, de
maneira mais localizada, no cânion O, em um ponto de estrangulamento do cânion e
grande intensidade de fluxo de veículos (Figura 4.2a e b).
As simulações apontam a tendência de concentrações maiores de NOx para
todos os cenários de vento Leste – em média, a concentração média de NOx é 5% maior
sob vento Leste que sob ventos de Nordeste ou Sudeste, para a mesma velocidade média
de vento.
Quanto às concentrações máximas simuladas, estas tendem a ser maiores com
ventos de Nordeste que sob vento de Leste, destacando-se o cenário Atual-Nordeste
Mínimo – 20,6% maior que no cenário Atual-Leste Mínimo. Sob condições de vento de
Sudeste, as concentrações máximas simuladas são sempre menores que nos cenários
correspondentes de vento Leste.
Os histogramas para os dois cenários de vento mínimo são muito semelhantes
(Gráfico 4.1a e b); nos dois casos, grande parte da área encontra-se acima de 200 µg.m -3 . A

119
dispersão do poluente é marginalmente melhor no cenário Atual-Nordeste Mínimo, o
que se evidencia pelo pico ligeiramente mais alto na faixa de 175 µg.m -3 e pela menor
quantidade de unidades da malha com concentração de NO x acima de 400 µg.m -3 .
(a)
(b)
Gráfico 4.1 – P8: Histogramas de concentração de NO x , Cenários (a) Atual-Leste Mínimo (b) Atual-
Nordeste Mínimo.
Fonte: autoria própria.
Quanto aos demais cenários, pequenas diferenças no desenho dos histogramas
podem ser percebidas nas comparações entre cenários de ventos Leste e Sudeste (Gráfico
4.2a, b, e, f). Nas situações de vento Sudeste, as curvas tendem a se deslocar mais para a
esquerda, o que representa que as concentrações simuladas são menores. O histograma
para o cenário Atual-Nordeste é ligeiramente deslocado para a direita em comparação
como cenário Atual-Leste (Gráfico 4.2d, c).

120
(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
(f)
Gráfico 4.2 – P8: Histogramas de concentração de NO x , Cenários (a) Março Atual-Leste (b) Março
Atual-Sudeste (c) Junho Atual-Leste (d) Junho Atual-Nordeste (e) Dezembro Atual-Leste (f) Dezembro
Atual-Sudeste.
Fonte: autoria própria.
As concentrações simuladas de NO x às 18h00, a 3 m de altura foram plotadas no
formato de mapas; para melhor visualização, as edificações foram indicadas como
silhuetas em branco. A concentração de NO x para os cenários Junho Atual-Leste Mínimo

121
e Junho Atual-Nordeste Mínimo (Figura 4.2) é representada em escala gráfica que varia
entre 0 e 750 µg.m -3 , enquanto os demais mapas (Figura 4.3, Figura 4.4, Figura 4.5)
empregam escala gráfica de 0 a 250 µg.m -3 , para melhor visualização. Nos dois cenários
de vento mínimo são visíveis grandes manchas onde a concentração se aproxima de 750
µg.m -3 , ao longo dos cânions L e N; as concentrações simuladas para o cânion M são mais
altas sob a condição de vento mínimo de Leste que sob a condição de vento mínimo de
Nordeste (Figura 4.2a, b).
Quanto aos demais cenários: naqueles com vento de Leste, é visível o efeito de
carreamento das emissões de NOx ao longo dos cânions L, M e N (Figura 4.3a, Figura
4.4a, Figura 4.5a). Nos dois cenários com vento de Sudeste, as concentrações nos cânions
L, M, e N parecem menores que nos cenários de vento Leste (Figura 4.3a, Figura 4.4a),
não sendo visível o efeito de carreamento, enquanto as concentrações nas vias tranversais
ao Eixo Estrutural são ligeiramente mais altas. As concentrações mais altas ocorrem nas
vias transversais ao sul do cânion N, em área classificada como ZR-4 – a simulação sugere
que emissões de NO x originárias da avenida Iguaçu, estão sendo transportadas ao longo
das vias transversais - cânions O e P, e demais vias. No entanto, as concentrações
simuladas estão ainda abaixo de níveis preocupantes.
Finalmente, no cenário com ventos de Nordeste (Figura 4.5b), torna-se
novamente visível o efeito de carreamento das emissões ao longo dos cânions L, M e N,
paralelos ao Eixo Estrutural. Em comparação com o cenário correspondente de vento
Leste (Figura 4.5a), o cânion L apresenta concentrações de NO x ligeiramente maiores,
sobretudo no lado sul da rua (possivelmente relacionadas com o “paredão” formado pelos
edifícios de grande altura existentes desse lado da rua) e no lado sul do cânion N. Os
mapas para Nordeste e Leste são virtuais “imagens espelhadas” um do outro, com eixo de
simetria ao longo do cânion M.

122
Figura 4.2 – P8: Concentração simulada de NO x a 2,40m, às 18h00 (a) Cenário Junho Atual-Leste
Mínimo (b) Cenário Junho Atual-Nordeste Mínimo (c) Escala.
Fonte: autoria própria.

123
Figura 4.3 – P8: Concentração simulada de NO x a 2,40m, às 18h00, para o mês de março (a) Cenário
Atual-Leste (b) Cenário Atual-Sudeste (c) Escala.
Fonte: autoria própria.

124
Figura 4.4 – P8: Concentração simulada de NO x a 2,40m, às 18h00, para o mês de dezembro (a) Cenário
Atual-Leste (b) Cenário Atual-Sudeste (c) Escala.
Fonte: autoria própria.

125
Figura 4.5 – P8: Concentração simulada de NO x a 2,40m, às 18h00, para o mês de junho (a) Cenário
Atual-Leste (b) Cenário Atual-Nordeste (c) Escala.
Fonte: autoria própria.

126
4.1.1 Análise dos cânions L, M, N e P
As simulações de cenários de vento mínimo apontam diferenças entre aqueles
com vento de Leste e aqueles com vento de Nordeste (Gráfico 4.3, Gráfico 4.4). O
histograma para o cânion L no cenário com vento de Nordeste é severamente deslocado
para a direita, em comparação com o histograma correspondente para o cenário com
vento de Leste; enquanto no primeiro há um pico de concentração de NO x na faixa de 300
µg.m -3 , no segundo são visíveis dois picos, nas faixas de 600 e 700 µg.m -3 , e as
concentrações simuladas atingem a faixa de 750 µg.m -3 .
Para o cânion M, o cenário de ventos de Leste é ligeiramente mais favorável à
dispersão de poluentes. Para o cânion N, no cenário de vento Nordeste, há um pico de
concentração na faixa de 325 µg.m -3 , com a quase totalidade da área abaixo de 400 µg.m -3 .
No cenário com vento Leste, é visível um pico de concentração na faixa de 550 µg.m -3 ,
com concentração acima de 475 µg.m -3 em grande parte das unidades da malha. Nesse
cenário as concentrações de NO x se aproximam de 750 µg.m -3 . Embora elevados, esses
valores não sugerem que o limite secundário de concentração de NO 2 seja ultrapassado
nos cânions L e M 23 . Ainda entre os cenários de vento mínimo, as simulações para o
cânion P apontam condições de dispersão do poluente marginalmente melhores no
cenário de vento Leste; nesse cenário, há dois picos de concentração, nas faixas de 300 e
400 µg.m -3 . Em ambos os cenários, quase todas as unidades da malha encontram-se acima
da faixa de 200 µg.m -3 .
Quanto aos demais cenários de simulação: a comparação dos histogramas para
os cenários Março Atual-Leste e Atual-Sudeste (Gráfico 4.5, Gráfico 4.6) mostram, para o
cânions L e M, ligeiro deslocamento da curva à direita; para os cânions N e P, há ligeiro
deslocamento da curva à esquerda, apontando condições melhores de dispersão com
ventos de Sudeste. As mesmas tendências são verificadas na comparação entre os cânions
M e N nos cenários Dezembro Atual-Leste e Atual-Sudeste (Gráfico 4.7, Gráfico 4.8), mas
não para os cânions L e P (apesar das direções semelhantes, a velocidade média de vento é
maior para os cenários de Dezembro). De maneira geral, as concentrações de NO x
simuladas para os cânions L, M, N e P no cenário Junho Atual-Nordeste foram muito
próximas àquelas do cenário Atual-Leste para o mesmo mês, sendo as maiores diferenças
percebidas nos cânions L, M e N (Gráfico 4.9, Gráfico 4.10).
23
Aplicando-se o coeficiente de 25% para a razão NO 2 /NO x , o valor de 750 µg.m -3 equivaleria a 175 µg.m -3
de NO 2 , 15 unidades abaixo do limite secundário.

127
Gráfico 4.3 – P8: Histogramas de concentração de NO x , Cenário Junho Atual-Leste Mínimo (a) Cânion
L (b) Cânion M (c) Cânion N (d) Cânion P.
Fonte: autoria própria.
Gráfico 4.4 – P8: Histogramas de concentração de NO x , cenário Junho Atual-Nordeste Mínimo (a)
Cânion L (b) Cânion M (c) Cânion N (d) Cânion P.
Fonte: autoria própria.

128
Gráfico 4.5 – P8: Histogramas de concentração de NO x , cenário Março Atual-Leste (a) Cânion L (b)
Cânion M (c) Cânion N (d) Cânion P.
Fonte: autoria própria.
Gráfico 4.6 – P8: Histogramas de concentração de NO x , cenário Março Atual-Sudeste (a) Cânion L (b)
Cânion M (c) Cânion N (d) Cânion P.
Fonte: autoria própria.

129
Gráfico 4.7 – P8: Histogramas de concentração de NO x , cenário Dezembro Atual-Leste (a) Cânion L (b)
Cânion M (c) Cânion N (d) Cânion P.
Fonte: autoria própria.
Gráfico 4.8 – P8: Histogramas de concentração de NO x , cenário Dezembro Atual-Sudeste (a) Cânion L
(b) Cânion M (c) Cânion N (d) Cânion P.
Fonte: autoria própria.

130
Gráfico 4.9 – P8: Histogramas de concentração de NO x , cenário Junho Atual-Leste (a) Cânion L (b)
Cânion M (c) Cânion N (d) Cânion P.
Fonte: autoria própria.
Gráfico 4.10 – P8: Histogramas de concentração de NO x , cenário Junho Atual-Nordeste (a) Cânion L
(b) Cânion M (c) Cânion N (d) Cânion P.
Fonte: autoria própria.

131
Entrentanto, nesses cenários de vento não mínimo, as variações na concentração
de NO x e no desenho dos histogramas são muito pequenas; a quase totalidade dos
cenários aponta concentrações abaixo de 100 µg.m -3 . A velocidade média de vento se
apresenta como um parâmetro mais importante que a direção do vento na determinação
da concentração de poluentes dentro desses cânions.
4.1.2 Concentração de NOx nas vias transversais
A Tabela 4.2 resume as concentrações simuladas de NO x em dezesseis pontos de
análise, nas vias transversais, indicados no mapa (pontos A1 até D4). Os pontos locados
sobre as linhas 1 e 4 correspondem a áreas de menor gabarito e adensamento (áreas ZR-4
lindeiras ao Setor Estrutural), enquanto as linhas 2 e 3 encontram-se nas áreas de maior
densidade, dentro do Setor Estrutural. Os valores da concentração média de NO x
simulada para cada cenário são confrontados no Gráfico 4.11.
Figura 4.6 – Pontos de análise das concentrações simuladas de NO x nas vias transversais.
Fonte: autoria própria.
Nos cenários de vento mínimo e de ventos Leste e Nordeste, as concentrações de
NO x nos pontos internos ao Setor Estrutural são maiores que aquelas simuladas nas áreas
ZR-4 lindeiras. As médias das concentrações de NO x nos pontos do SE foram 20% maior
e 52% maior que a média simulada para os pontos da ZR-4, nos cenários Atual-Leste
Mínimo e Atual-Nordeste Mínimo, respectivamente. Nos cenários com vento Leste (não

132
mínimo), a concentração simulada de NO x nos pontos do SE foi, em média, 45% maior
que nos pontos da ZR-4.
A maior diferença de concentrações foi encontrada sob condições de vento de
Nordeste (não mínimo): a concentração no SE é 83% maior que na ZR-4, que pode ser
parcialmente explicado pelo carreamento de poluição do cânion L para as vias
transversais que ligam esse cânion ao M.
Tabela 4.2 – P8: Resumo das concentrações simuladas de NOx para os pontos em vias transversais,
Cenário Atual.
Ponto
A4
B4
C4
D4
A1
B1
C1
D1
Médias
Máximas
A3
B3
C3
D3
A2
B2
C2
D2
Coord. Concentração de NOx (µg.m -3 ) Zona
Março Junho Dezembro
X Y AT-L AT-SE AT-LM AT-NEM AT-L AT-NE AT-L AT-SE
18 102 44 51
348 259 41 34
35
41
55 102 57 66
485 306 53 40
45
54
80 102 36 40
321 201 34 26
29
33
102 102 23 41
158 165 21 22
18
33
18 16 35 39
228 316 34 47
28
31
55 16 33 36
205 217 32 27
26
29
80 16 33 35
236 232 32 25
27
28
102 16 35 33
214 154 27 25
23
26
36 43 274 231 36 31 29 34
18 70
55 70
80 70
102 70
18 46
55 46
80 46
102 46
57 66 485 316 57 47 45 54
72
48
47
64
45
56
54
45
Médias 54
Máximas 72
Fonte: autoria própria.
58
63
47
51
49
57
53
50
53
63
536
322
361
421
235
299
245
215
329
536
377
293
250
418
358
487
379
256
352
487
70 58 58 46
47 47 39 50
46 48 38 37
62 61 52 41
44 52 35 39
55 70 44 45
54 66 44 42
46 51 37 40
53 57 43 43
70 70 58 50
ZR-4
SE

133
Gráfico 4.11 – P8: Comparação entre as concentrações simuladas de NOx nos pontos em ZR-4 e SE,
Cenário Atual.
Fonte: autoria própria.
Conquanto esteja pendente um esforço de quantificação da densidade de
ocupação e sua correlação sobre a dispersão de poluentes, a comparação de concentrações
simuladas de poluente, entre os SE e as ZR-4, sugere que a combinação de tráfego intenso
com o adensamento produz um “eixo de poluição” sobreposto ao Eixo Estrutural.
4.1.3 Análise qualitativa dos fluxos de vento
Os fluxos de vento simulados pelo ENVI-met foram plotados na forma de
trajetória de partículas, para visualização das interações entre o vento e o ambiente
construído às alturas de 3 m e 15 m do solo (Figura 4.7 e Figura 4.8).
No cenário com vento Leste (Figura 4.7a), o fluxo é predominantemente paralelo
aos cânions principais; o fluxo de vento é primariamente no sentido longitudinal (ao
longo dos cânions L, M e N). No cenário de vento Nordeste (Figura 4.7b), o fluxo é
predominantemente paralelo aos cânions principais, no sentido longitudinal (ao longo
dos cânions L, M e N). Comparado ao cenário de vento Leste, os dados plotados são
aproximadamente simétricos (espelhados em relação ao eixo horizontal formado pelo
cânion M). Finalmente, no cenário de vento Sudeste (Figura 4.7c), o fluxo é
predominantemente perpendicular aos cânions principais, ao longo dos cânions O, P e
demais vias transversais ao Eixo Estrutural.
Da análise das manchas de concentração e da trajetória das partículas, é possível
inferir que, para a região estudada, a condição de vento de Sudeste, aproximadamente

134
perpendicular ao Eixo Estrutural, é a que promove a melhor mistura e dispersão do
poluente, enquanto as condições de vento aproximadamente paralelas ao Eixo – ventos de
Leste e de Nordeste – são menos favoráveis à dispersão, tendo efeito de carreamento das
emissões veiculares ao longo do cânion.
Para a altura de 15 m, os “paredões” formados pelos grupos de edifícios com
pouco ou nenhum afastamento lateral reduzem a permeabilidade do conjunto. É visível a
formação de áreas de estagnação entre os prédios do Setor Estrutural. Essas áreas de
estagnação são mais visíveis sob condições de vento Leste e Nordeste, e menos frequentes
sob condições de vento Sudeste.

Figura 4.7 – P8: Trajetória de partículas a 3 m de altura, Cenário Atual (a) ventos de Leste (b) ventos de
Nordeste (c) ventos de Sudeste.
Fonte: autoria própria.
135

136
Figura 4.8 – P8: Trajetória de partículas a 15 m de altura, Cenário Atual (a) ventos de Leste (b) ventos
de Nordeste (c) ventos de Sudeste.

137
Fonte: autoria própria.
4.2 ECOVILLE – CENÁRIO ATUAL
Os resultados da simulação de dispersão de NO x para a região do ponto P3
apresentam resultados muito mais favoráveis que aqueles encontrados para a região do
ponto P8. A Tabela 4.3 resume os resultados dos oito cenários de simulação principais.
Os valores apresentados são os médios e máximos para todo o domínio de modelo, no
horário de máxima concentração do poluente (18h00) a 3 m de altura.
Tabela 4.3 – P3: Resumo das concentrações simuladas de NO x , Cenário Atual.
Código Mês Cenário Ū (m.s -1 )
NO x Média
(µg.m -3 )
NO x
Máxima
(µg.m -3 )
Mar AT-L Mar Atual-Leste 1,93 21 88 4,2
Mar AT-SE Atual-Sudeste 1,93 20 91 4,5
Jun AT-L Jun Atual-Leste 1,62 21 93 4,5
Jun AT-NE Atual-Nordeste 1,62 19 78 4,1
Jun AT-LM Atual-Leste Mínimo 0,30 101 451 4,5
Jun AT-NEM Atual-Nordeste Mínimo 0,30 92 310 3,4
Dez AT-L Dez Atual-Leste 2,37 16 72 4,4
Dez AT-SE Atual-Sudeste 2,37 15 59 3,9
Fonte: autoria própria.
Máxima/
média
Dentre os oito cenários, os valores mais elevados para a concentração média e
máxima de NO x foram encontrados no cenário Atual-Leste Mínimo. Nesse cenário, a
concentração máxima simulada foi de 451 µg.m -3 ; aplicando-se o coeficiente de 25%,
estima-se que a concentração de NO 2 seja de 113 µg.m -3 , 77 unidades abaixo do limite
secundário. Entre os cenários de vento mínimo, a concentração média é 9,8% maior com
vento Leste que com vento Nordeste, e a máxima, 45% maior.
Excetuando-se os cenários de vento mínimo, há pouca variação na concentração
média de NO x , que varia entre 15 µg.m -3 (no cenário Dezembro-Atual Sudeste) e 21 µg.m -3
(no cenário Junho Atual-Leste). Variação maior pode ser percebida nos resultados para a

138
concentração máxima de NO x – entre 59 µg.m -3 e 93 µg.m -3 , nos cenários Dezembro
Atual-Sudeste e Junho Atual-Leste, respectivamente.
As simulações apontam a tendência de ligeiro aumento das concentrações
médias sob condições de vento Leste, em comparação com os cenários de vento Nordeste
e Sudeste. Quanto às concentrações máximas, estas chegam a ser 22% mais altas sob
condições de vento Leste que sob as condições de vento Sudeste para o mesmo mês. A
razão entre as concentrações máximas e médias varia entre 3,4 e 4,5, sendo, em geral,
mais elevadas para os cenários de vento Leste.
Os histogramas para os dois cenários de vento mínimo indicam que as maiores
diferenças entre os dois cenários ocorrem em relação às concentrações máximas (Gráfico
4.12a e b). Até o valor de 200 µg.m -3 , o desenho dos gráficos é semelhante; o cenário
Atual-Nordeste Mínimo há quantidade maior de unidades da malha no intervalo 50-200
µg.m -3 . No cenário Atual-Nordeste Mínimo, as concentrações simuladas de NO x , são
quase ausentes as unidades da malha com concentração acima de 300 µg.m -3 , enquanto
no cenário de vento Leste mínimo são visíveis unidades da malha com concentração
acima desse limiar.
(a)
(b)
Gráfico 4.12 – P3: Histogramas de concentração de NOx, Cenários (a) Atual-Leste Mínimo (b) Atual-
Nordeste Mínimo.
Fonte: autoria própria.
Os histogramas de concentração para os cenários de vento não mínimo apontam
variações pequenas entre os cenários simulados (Gráfico 4.13a a f). Pode-se perceber um
ligeiro deslocamento à direita nos cenários de vento Leste (Gráfico 4.13a, c, e), se
comparados aos cenários de vento Sudeste e Nordeste correspondentes.

139
(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
(f)
Gráfico 4.13 – P3: Histogramas de concentração de NO x , Cenários (a) Março Atual-Leste (b) Março
Atual-Sudeste (c) Junho Atual-Leste (d) Junho Atual-Nordeste (e) Dezembro Atual-Leste (f) Dezembro
Atual-Sudeste.
Fonte: autoria própria.
As concentrações simuladas de NO x às 18h00, a 3,00 m de altura foram plotadas
no formato de mapas; para a melhor compreensão, as edificações foram indicadas como
silhuetas em branco. Foi empregada escala gráfica com valores entre 0 e 750 µg.m -3 para

140
os cenários de vento mínimo, e escala gráfica com valores entre 0 e 250 µg.m -3 para os
demais cenários.
No cenário de vento Leste mínimo, são visíveis manchas de alta concentração de
NO x ao longo das avenidas rápidas do sistema trinário e nas quadras internas do SE-NC
(Figura 4.9a); nesse cenário, o vento aproximadamente paralelo ao cânion promove o
carreamento do poluente ao longo dos cânions e a mistura e dispersão dos poluentes é
limitada. No cenário correspondente de vento Nordeste (Figura 4.9b), a mancha de alta
concentração ao longo das avenidas é menos pronunciada, com pontos de concentração
mais alta localizados junto às faces a barlavento de edificações; nesse cenário, as
concentrações nas quadras internas do SE-NC são menores que no cenário de vento Leste
mínimo. A simulação sugere que os ventos de Nordeste, ao incidir de maneira oblíqua às
avenidas, carregam o poluente na direção geral Sudoeste, facilitando sua mistura e
dispersão.
O comportamento do poluente nos demais cenários, de vento não mínimo, é
semelhante: nos três cenários de vento Leste percebe-se a formação de uma mancha de
concentração mais intensa ao longo das vias do sistema trinário (Figura 4.10a, Figura
4.11a e Figura 4.12a) e nas quadras localizadas dentro do SE-NC.
Nos cenários com vento de sudeste, oblíquo às vias principais, a mancha de
poluição ao longo das vias é descaracterizada; é visível o carreamento do poluente na
direção geral Noroeste, a partir das ruas (Figura 4.10b, Figura 4.11b). Efeito semelhante é
visível no cenário de vento Nordeste, com o carreamento do poluente da direção geral
Sudoeste (Figura 4.12b).

141
Figura 4.9 - P3: Concentração simulada de NOx a 3,00, às 18h00, para o mês de junho (a) Cenário
Atual-Leste Mínimo (b) Cenário Atual-Nordeste Mínimo (c) Escala.
Fonte: autoria própria.

142
Figura 4.10 – P3: Concentração simulada de NOx a 3,00m, às 18h00, para o mês de março (a) Cenário
Atual-Leste (b) Cenário Atual-Sudeste (c) Escala.
Fonte: autoria própria.

143
Figura 4.11 – P3: Concentração simulada de NOx a 3,00m, às 18h00, para o mês de dezembro (a)
Cenário Atual-Leste (b) Cenário Atual-Sudeste (c) Escala.
Fonte: autoria própria.

144
Figura 4.12 – P3: Concentração simulada de NOx a 3,00m, às 18h00, para o mês de junho (a) Cenário
Atual-Leste (b) Cenário Atual-Nordeste (c) Escala.
Fonte: autoria própria.

145
4.2.1 Análise qualitativa dos fluxos de vento
Os fluxos de vento simulados pelo ENVI-met foram plotados na forma de
trajetória de partículas, para visualização das interações entre o vento e o ambiente
construído às alturas de 3 m do solo (Figura 4.13a, b, c) e 15 m do solo (Figura 4.14a, b,
c).
Segundo as simulações, a morfologia adotada no Ecoville interfere menos sobre
os fluxos de vento, que são praticamente desvinculados da forma e orientação dos cânions
urbanos. As trajetórias simuladas são similares para as três direções de vento – Leste,
Nordeste e Sudeste – não sendo visível a formação de vórtices de recirculação ou áreas de
estagnação. A maior permeabilidade desse modelo de urbanização é ainda mais visível
nas trajetórias de partículas simuladas para a altura de 15 m.
Essas simulações destacam o efeito da maior permeabilidade gerada pela adoção
do afastamento lateral de H/5 e o modelo de “torres residenciais”, e confirmam as
avaliações de Romero (2009) e Danni-Oliveira (2009) sobre os efeitos benéficos desse
modelo de torres isoladas sobre a circulação de ar entre edifícios.

146
Figura 4.13 - P3: Trajetória de partículas a 3 m de altura (a) ventos de Leste (b) ventos de Nordeste (c)
ventos de Sudeste.
Fonte: autoria própria.

Figura 4.14 - P3: Trajetória de partículas a 15 m de altura (a) ventos de Leste (b) ventos de Nordeste (c)
ventos de Sudeste.
Fonte: autoria própria.
147

148

149
5 CIRCULAÇÃO DO AR NOS SETORES
ESTRUTURAIS - CENÁRIO ALTERNATIVO
Como etapa final desse trabalho, avalia-se a influência das condições climáticas
sobre a dispersão dos poluentes em um cenário hipotético de reorganização do Setor
Estrutural segundo os parâmetros da Lei n o 9.800/00; ao mesmo tempo, imagina-se a
consolidação do Ecoville - completa ocupação dos lotes ainda vagos ao longo da via
central.
A exemplo dos estudos de Schmid (2001) e Campos (2005), concebeu-se um
cenário hipotético de ocupação do solo em que todos os lotes do Setor Estrutural teriam
sido ocupados segundo os parâmetros estabelecidos pela Lei n o 9.800/00.
As condições nos Setores Estruturais e no Ecoville geraram abordagens
diferentes, porém complementares: no primeiro caso, foi simulado o reparcelamento do
solo. No segundo, imaginou-se a consolidação da ocupação segundo os parâmetros
atuais, mantendo-se as edificações já existentes.
A partir da planta cadastral do ano de 2000, foi simulado o reparcelamento do
solo dos Setores Estruturais, abrangendo unicamente as quadras centrais. Por
simplicidade, cada quadra foi subdividida em três faixas: uma próxima à via central, uma
próxima à via externa, e uma intermediária (Figura 5.1). As indicações “via central”,
“demais vias” e “via externa” se referem aos parâmetros de uso do solo, conforme a Lei n o
9.800/00 e decretos complementares foram aplicados a cada faixa. Não foi simulada nova
ocupação das áreas ZR-4 lindeiras.

150
(a)
(b)
Figura 5.1 - Comparação entre o parcelamento do solo atual (a) e o parcelamento simulado (b).
Fonte: autoria própria.
(a)
(b)
Figura 5.2 - Exemplos da nova morfologia – edificações (a) Elevação (b) Planta.
Fonte: autoria própria.
Foram então simuladas novas construções de acordo com os parâmetros da lei
de uso do solo atual; em todos os lotes, foi gerado um embasamento dentro dos limites da
lei e respeitando-se os afastamentos laterais. Os volumes das torres foram resolvidos
graficamente em software de CAD. Uma vez que o modelo ENVI-met foi elaborado sobre
uma base de 6x6x10 m, optou-se por simplificar o cálculo dos afastamentos laterais –
imaginaram-se torres escalonadas, ajustando-se o afastamento em intervalos de seis
metros (Figura 5.2). As formas das edificações obtidas são mais idealizadas que aquelas
do estudo de Campos (2005), em que o autor procurou adaptar formas construtivas
habituais às exigências da lei de uso do solo. Foram imaginados edifícios com pavimentos

151
de 300 a 600 m 2 , compatíveis com os padrões do mercado imobiliário nessa região, e
adotadas tipologias em barra e em L.
Na região do P3, Ecoville, adotou-se um procedimento mais simples: foram
modelados edifícios ocupando os lotes vagos, simulando a consolidação daquela área
(Figura 5.4).
Figura 5.3 - P8: Comparação entre os modelos (a) cenário Atual (b) cenário Alternativo.
Fonte: autoria própria.

152
Figura 5.4 – P3: Comparação entre os modelos (a) cenário Atual (b) cenário Alternativo.
Fonte: autoria própria.
As condições climáticas adotadas nos cenários alternativos são idênticas àquelas
adotadas para a simulação dos cenários atuais (Tabela 3.4). Adotaram-se ainda os
mesmos valores de intensidade de tráfego e composição da frota.

153
5.1 SETE DE SETEMBRO – CENÁRIO ALTERNATIVO
A Tabela 5.1 resume os resultados dos oito cenários de simulação principais. Os
valores apresentados são os médios e máximos para todo o domínio de modelo, no
horário de máxima concentração do poluente (18h00) a 3,00 m de altura.
Tabela 5.1 – P8: Resumo das concentrações simuladas de NO x , Cenário Alternativo.
Código Mês Cenário ū (m.s -1 )
NO x Média
(µg.m -3 )
NO x
Máxima
(µg.m -3 )
Mar ALT-L Mar Alternativo-Leste 3,10 38 78 2,1
Mar ALT-SE Alternativo -Sudeste 3,10 34 71 2,1
Jun ALT-L Jun Alternativo -Leste 2,60 37 78 2,1
Jun ALT-NE Alternativo -Nordeste 2,60 44 113 2,6
Jun ALT-LM Alternativo -Leste Mínimo 0,30 233 781 3,4
Jun ALT-NEM Alternativo -Nordeste Mínimo 0,30 201 754 3,8
Dez ALT-L Dez Alternativo -Leste 3,80 30 63 2,1
Dez ALT-SE Alternativo -Sudeste 3,80 34 71 2,1
Fonte: autoria própria.
Máxima/
média
Os resultados das simulações para esses oito cenários principais apontam grande
contraste entre as situações de calmaria e as situações com vento. Entre todas as situações
analisadas, as concentrações simuladas de NO x sob condições de vento mínimo são até 10
vezes mais altas que sob as demais condições de vento analisadas. A localização dos
cânions L, M, N, O e P, citados na análise a seguir, corresponde à indicada na Figura 4.1.
A máxima concentração simulada sob condições de vento mínimo é de 781
µg.m -3 , 14% menor que a máxima encontrada no cenário atual. Ao se aplicar o coeficiente
de 25% para a relação NO 2 /NO x , obtem-se a concentração estimada de 195 µg.m -3 de NO 2 ,
cinco unidades acima do limite secundário para a concentração do poluente e 33
unidades menor que o valor mais elevado encontrado no cenário atual.
Em dois cenários Alternativo-Leste – Março, Junho – as simulações não
apontaram alteração nas concentrações média e máxima de NO x ; no cenário Dezembro
Alternativo-Leste, houve redução em 3% nas concentrações. Não é possível apontar uma
tendência para os cenários com ventos de Sudeste: houve redução das concentrações de

154
NO x (média 8% menor e máxima 4% menor) para o mês de Março, enquanto, para o mês
de Dezembro, houve aumento nas concentrações média e máxima (17% e 20% maiores,
respectivamente). Também foi apontado o aumento das concentrações no cenário
Alternativo-Nordeste para o mês de junho (aumento de 25% na concentração média e de
30% na concentração máxima). Em termos absolutos, as variações da concentração de
NO x são pequenas nesses cenários, com médias entre 38 e 44 µg.m -3 e máximas entre 63 e
113 µg.m -3 .
Alterações mais significativas foram apontadas nos cenários de vento mínimo;
para o cenário Junho Alternativo-Leste mínimo, embora ocorra o aumento da
concentração máxima (4% mais alta), a concentração média é 18% menor que no cenário
atual correspondente. No cenário Junho Alternativo-Nordeste mínimo, tanto a
concentração média quanto a máxima são menores que no cenário atual (25% e 17%
menores, respectivamente).
Os histogramas para os dois cenários de vento mínimo são muito semelhantes
(Gráfico 5.1a e b); nos dois casos, grande parte da área encontra-se acima de 200 µg.m -3 . A
dispersão do poluente é marginalmente melhor no cenário Alternativo-Nordeste
Mínimo, o que se evidencia pelo pico ligeiramente mais alto na faixa de 175 µg.m -3 e pela
menor quantidade de unidades da malha com concentração de NO x acima de 400 µg.m -3 .
(a)
(b)
Gráfico 5.1 – P8: Histogramas de concentração de NO x , Cenários (a) Alternativo-Leste Mínimo (b)
Alternativo-Nordeste Mínimo.
Fonte: autoria própria.
Os histogramas para os cenários alternativos de vento Leste são virtualmente
iguais aos seus correspondentes nos cenários atuais (Gráfico 5.2a, c, e). Os histogramas
dos cenários Março Alternativo-Sudeste e Dezembro Aternativo-Sudeste são ligeiramente

155
deslocados para a esquerda (Gráfico 5.2b, f), enquanto o histograma para o cenário Junho
Alternativo-Nordeste (Gráfico 5.2d) mostra ligeiro deslocamento à direita.
(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
Gráfico 5.2 – P8: Histogramas de concentração de NO x , Cenários (a) Março Alternativo-Leste (b) Março
Alternativo -Sudeste (c) Junho Alternativo -Leste (d) Junho Alternativo -Nordeste (e) Dezembro
Alternativo -Leste (f) Dezembro Alternativo –Sudeste.
Fonte: autoria própria.
(f)

156
As concentrações simuladas de NO x às 18h00, a 3 m de altura foram plotadas no
formato de mapas; as edificações foram indicadas como silhuetas em branco. A
concentração de NO x para os cenários Junho Atual-Leste Mínimo e Junho Atual-
Nordeste Mínimo (Figura 5.5) é representada em escala gráfica que varia entre 0 e 750
µg.m -3 , enquanto os demais mapas (Figura 5.6, Figura 5.7, Figura 5.8) empregam escala
gráfica de 0 a 250 µg.m -3 , para melhor visualização. As manchas de maior concentração,
próxima a 750 µg.m -3 , ao longo dos cânions L e N são menos extensas que nos cenários
Atual-Leste Mínimo e Atual-Nordeste Mínimo; como nos cenários atuais, as
concentrações simuladas para o cânion M são mais altas sob a condição de vento mínimo
de Leste que sob a condição de vento mínimo de Nordeste (Figura 5.5a, b). O efeito de
carreamento dos poluentes é menos pronunciado: as manchas de maior concentração
ocorrem na extremidade leste do modelo e a concentração de NO x diminui rapidamente a
sotavento nos cânions L e N.
Quanto aos demais cenários: naqueles com vento de Leste é visível o efeito de
carreamento das emissões de NO x ao longo dos cânions L, M e N (Figura 5.6a, Figura
5.7a, Figura 5.8a). Nos dois cenários com vento de Sudeste, as concentrações nos cânions
L, M, e N parecem menores que nos cenários de vento Leste (Figura 5.6a, Figura 5.7a),
não sendo visível o efeito de carreamento, enquanto as concentrações nas vias tranversais
ao Eixo Estrutural são ligeiramente mais altas. As concentrações mais altas ocorrem nas
vias transversais ao sul do cânion N, em área classificada como ZR-4 – a simulação sugere
que emissões de NO x originárias da Avenida Iguaçu, estão sendo transportadas ao longo
das vias transversais - cânions O e P, e demais vias. No entanto, as concentrações
simuladas estão ainda abaixo de níveis preocupantes.
Finalmente, no cenário com ventos de Nordeste (Figura 5.8b), torna-se
novamente visível o efeito de carreamento das emissões ao longo dos cânions L, M e N,
paralelos ao Eixo Estrutural. Em comparação com o cenário correspondente de vento
Leste (Figura 5.8a), o cânion L apresenta concentrações de NO x ligeiramente maiores,
sobretudo no lado sul da rua e ao longo de duas quadras do lado sul do cânion N. Como
nos cenários atual, os mapas para Nordeste e Leste são virtuais “imagens espelhadas” um
do outro, com eixo de simetria a longo do cânion M.

157
Figura 5.5 – P8: Concentração simulada de NOx a 3,00m, às 18h00 (a) Cenário Junho Alternativo-Leste
Mínimo (b) Cenário Junho Alternativo-Nordeste Mínimo (c) Escala.
Fonte: autoria própria.

158
Figura 5.6 – P8: Concentração simulada de NOx a 3,00m, às 18h00, para o mês de março (a) Cenário
Alternativo-Leste (b) Cenário Alternativo-Sudeste (c) Escala.
Fonte: autoria própria.

159
Figura 5.7 – P8: Concentração simulada de NOx a 3,00m, às 18h00, para o mês de dezembro (a) Cenário
Alternativo-Leste (b) Cenário Alternativo -Sudeste (c) Escala.
Fonte: autoria própria.

160
Figura 5.8 – P8: Concentração simulada de NOx a 3,00m, às 18h00, para o mês de junho (a) Cenário
Alternativo-Leste (b) Cenário Alternativo-Nordeste (c) Escala.
Fonte: autoria própria.

161
5.1.1 Análise dos cânions L, M, N e P
As simulações de cenários de vento mínimo apontam diferenças entre aqueles
com vento de Leste e aqueles com vento de Nordeste (Gráfico 5.3, Gráfico 5.4); percebese
a tendência de melhoria nos cânions M, N e P. Como no cenário atual, o histograma
para o cânion L no cenário com vento de Nordeste é severamente deslocado para a
direita, em comparação com o histograma correspondente para o cenário com vento de
Leste; enquanto no primeiro há um pico de concentração na faixa de 200 µg.m -3 , no
segundo são visíveis dois picos, nas faixa de 250 e 325 µg.m -3 , e as concentrações
simuladas atingem a faixa de 775 µg.m -3 .
Para o cânion M, o cenário de ventos de Leste é ligeiramente mais favorável à
dispersão de poluentes. A melhoria mais expressiva ocorre no cânion N: no cenário de
vento Nordeste, há um pico de concentração na faixa de 175 µg.m -3 , com a quase
totalidade da área abaixo de 400 µg.m -3 . No cenário com vento Leste, são visíveis dois
picos de concentração, nas faixas de 275 e 475 µg.m -3 , com concentração acima de 400
µg.m -3 em grande parte das unidades da malha. Nesse cenário as concentrações de NO x se
aproximam de 700 µg.m -3 .
Ainda entre os cenários de vento mínimo, as simulações para o cânion P
apontam condições de dispersão do poluente melhores no cenário de vento Nordeste;
nesse cenário, há um pico de concentração na faixas de 200 µg.m -3 , com poucas unidades
da malha acima da faixa de 400 µg.m -3 . No cenário de vento Leste, embora o pico de
concentração também corresponda à faixa de 200 µg.m -3 , há grande número de unidades
da malha acima da faixa de 400 µg.m -3 . De maneira geral as concentrações simuladas de
NO x nos cenários alternativos com vento mínimo são menores que suas correspondentes
nos cenários atuais.
Quanto aos demais cenários de simulação: a comparação dos histogramas para
os cenários Março Alternativo-Leste e Alternativo-Sudeste (Gráfico 5.5, Gráfico 5.6)
mostram, para o cânions L, M e N, ligeiro deslocamento da curva à direita, e curvas
virtualmente idênticas para o cânion P. Tendências semelhantes são verificadas na
comparação entre os cânions nos cenários Dezembro Atual-Leste e Atual-Sudeste
(Gráfico 5.7, Gráfico 5.8): deslocamento dos histogramas à esquerda para os cânions L, M
e N, e ligeiro deslocamento à direita para o cânion P, o que indica condições ligeiramente
melhores de dispersão do poluente com ventos de Sudeste. As concentrações de NO x

162
simuladas para os cânions L, M, N e P no cenário Junho Atual-Nordeste foram
ligeiramente maiores que aquelas do cenário Atual-Leste para o mesmo mês (Gráfico 5.9,
Gráfico 5.10).
Entrentanto, como nos cenários atuais, as variações na concentração de NO x e
no desenho dos histogramas são muito pequenas; a quase totalidade dos cenários aponta
concentrações abaixo de 100 µg.m -3 . A velocidade média de vento se apresenta como um
parâmetro mais importante que a direção do vento na determinação da concentração de
poluentes dentro dos cânions analisados.

163
Gráfico 5.3 – P8: Histogramas de concentração de NO x , Cenário Junho Alternativo-Leste Mínimo (a)
Cânion L (b) Cânion M (c) Cânion N (d) Cânion P.
Fonte: autoria própria.
Gráfico 5.4 – P8: Histogramas de concentração de NO x , cenário Junho Alternativo-Nordeste Mínimo
(a) Cânion L (b) Cânion M (c) Cânion N (d) Cânion P.
Fonte: autoria própria.

164
Gráfico 5.5 – P8: Histogramas de concentração de NO x , cenário Março Alternativo-Leste (a) Cânion L
(b) Cânion M (c) Cânion N (d) Cânion P.
Fonte: autoria própria.
Gráfico 5.6 – P8: Histogramas de concentração de NO x , cenário Março Alternativo-Sudeste (a) Cânion
L (b) Cânion M (c) Cânion N (d) Cânion P.
Fonte: autoria própria.

165
Gráfico 5.7 – P8: Histogramas de concentração de NO x , cenário Dezembro Alternativo-Leste (a) Cânion
L (b) Cânion M (c) Cânion N (d) Cânion P.
Fonte: autoria própria.
Gráfico 5.8 – P8: Histogramas de concentração de NO x , cenário Dezembro Alternativo-Sudeste (a)
Cânion L (b) Cânion M (c) Cânion N (d) Cânion P.
Fonte: autoria própria.

166
Gráfico 5.9 – P8: Histogramas de concentração de NO x , cenário Junho Alternativo-Leste (a) Cânion L
(b) Cânion M (c) Cânion N (d) Cânion P.
Fonte: autoria própria.
Gráfico 5.10 – P8: Histogramas de concentração de NO x , cenário Junho Alternativo-Nordeste (a)
Cânion L (b) Cânion M (c) Cânion N (d) Cânion P.
Fonte: autoria própria.

167
5.1.2 Concentração de NOx nas vias transversais
A Tabela 5.2 resume as concentrações simuladas de NO x em dezesseis pontos de
análise, nas vias transversais, indicados no mapa (Figura 4.6). Os valores da concentração
média de NO x simulada para cada cenário são confrontados no Gráfico 5.11.
Há, de maneira geral, tendência de redução nas concentrações, tanto no ZR-4
quanto no SE. A tendência de redução é mais intensa nos pontos do SE, e as quedas são
mais significativas nos dois cenários de vento mínimo – as concentrações médias para os
cenários Alternativo-Leste Mínimo e Alternativo-Nordeste Mínimo são, em média, 50,6%
menores que as simuladas nos cenários atuais correspondentes. Os resultados para os
cenários de ventos de Sudeste são inconclusivos.
Nos cenários de vento mínimo de Leste e Nordeste, as concentrações de NO x nos
pontos internos ao Setor Estrutural são menores que aquelas simuladas nas áreas ZR-4
lindeiras. As médias das concentrações de NO x nos pontos do SE foram 33% menor e 15%
menor que a média simulada para os pontos da ZR-4, nos cenários Alternativo-Leste
Mínimo e Alternativo-Nordeste Mínimo, respectivamente. Nos cenários com vento Leste
(não mínimo), a concentração simulada de NO x nos pontos do SE foi, em média, 33%
maior que nos pontos da ZR-4.
Esses resultados sugerem que a maior permeabilidade da morfologia prevista na
Lei 9.800/00 poderia atenuar o “eixo de poluição”, com melhorias significativas dentro do
SE e melhorias menos expressivas nas ZR-4.

168
Tabela 5.2 – P8: Resumo das concentrações simuladas de NOx para os pontos em vias transversais,
Cenário Alternativo.
Ponto
Coord. Concentração de NOx (µg.m -3 ) Zona
X
Y
Março Junho Dezembro
ALT-
L
ALT-
SE
ALT-
LM
ALT-
NEM
ALT-
L
ALT-
NE
ALT-
L
A4 18 102 46 51 354 151 43 39 37 51
B4 55 102 57 69 485 179 53 51 45 69
C4 80 102 36 41 328 161 33 32 29 41
D4 102 102 23 42 163 168 22 27 19 42
A1 18 16 33 33 161 320 32 70 26 33 ZR-4
B1 55 16 32 31 161 210 32 38 26 31
C1 80 16 35 30 186 227 34 34 28 30
D1 102 16 30 30 206 151 30 34 25 30
Médias 37 41 255 196 35 41 29 41
Máximas 57 69 485 320 53 70 45 69
A3 18 70 46 56 164 142 46 45 36 56
B3 55 70 49 64 185 147 50 53 39 64
C3 80 70 40 47 175 138 42 47 33 47
ALT-
SE
D3 102 70 41 50 195 161 43 53 34 50 SE
A2 18 46 38 46 156 170 38 66 30 46
B2 55 46 41 48 158 185 42 72 33 48
C2 80 46 40 40 153 195 41 70 32 40
D2 102 46 45 40 163 198 46 61 37 40
Médias 42 49 169 167 43 58 34 49
Máximas 49 64 195 198 50 72 39 64
Fonte: autoria própria.
Gráfico 5.11 – P8: Comparação entre as concentrações simuladas de NOx nos pontos em ZR-4 e SE,
Cenário Alternativo.
Fonte: autoria própria.

169
5.1.3 Análise qualitativa dos fluxos de vento
Os fluxos de vento simulados pelo ENVI-met foram plotados na forma de
trajetória de partículas, para visualização das interações entre o vento e o ambiente
construído às alturas de 3 m e 15 m do solo (Figura 5.9 e Figura 5.10).
Apesar do aumento da densidade de construção, os fluxos simulados para altura
de 3 m do solo são semelhantes àqueles do cenário Atual. Com vento Leste (Figura 5.9a),
o fluxo é predominantemente paralelo aos cânions principais; o fluxo de vento é
primariamente no sentido longitudinal (ao longo dos cânions L, M e N). No cenário de
vento Nordeste (Figura 5.9b), o fluxo é predominantemente paralelo aos cânions
principais, no sentido longitudinal (ao longo dos cânions L, M e N). Comparado ao
cenário de vento Leste, os dados plotados são aproximadamente simétricos (espelhados
em relação ao eixo horizontal formado pelo cânion M). Finalmente, no cenário de vento
Sudeste (Figura 5.9c), o fluxo é predominantemente perpendicular aos cânions principais,
ao longo dos cânions O, P e demais vias transversais ao Eixo Estrutural.
Para a altura de 15 m, as trajetórias apontam o aumento da permeabilidade
devido ao maior afastamento lateral, com resultados virtualmente iguais para qualquer
direção de vento; a forma dos cânions exerce menos influência sobre os fluxos de vento.

170
Figura 5.9 – P8: Trajetória de partículas a 3 m de altura, Cenário Alternativo (a) ventos de Leste (b)
ventos de Nordeste (c) ventos de Sudeste.
Fonte: autoria própria.

171
Figura 5.10 – P8: Trajetória de partículas a 15 m de altura, Cenário Alternativo (a) ventos de Leste (b)
ventos de Nordeste (c) ventos de Sudeste.
Fonte: autoria própria.

172
5.2 ECOVILLE – CENÁRIO ALTERNATIVO
Os resultados da simulação de dispersão de NO x para a região do ponto P3
apresentam resultados muito semelhantes àqueles encontrados no cenário atual. A Tabela
5.3 resume os resultados dos oito cenários de simulação principais. Os valores
apresentados são os médios e máximos para todo o domínio de modelo, no horário de
máxima concentração do poluente (18h00) a 3,00 m de altura.
Tabela 5.3 – P3: Resumo das concentrações simuladas de NO x , Cenário Alternativo.
Código Mês Cenário Ū (m.s -1 )
NO x Média
(µg.m -3 )
NO x Máxima
(µg.m -3 )
Mar ALT-L Mar Alternativo-Leste 1,93 20 82 4,0
Mar ALT-SE Alternativo-Sudeste 1,93 19 90 4,6
Jun ALT-L Jun Alternativo-Leste 1,62 20 83 4,2
Jun ALT-NE Alternativo-Nordeste 1,62 18 74 4,0
Jun ALT-LM Alternativo-Leste Mínimo 0,30 94 462 4,9
Máxima/média
Jun ALT-NEM
Alternativo-Nordeste
Mínimo
0,30 88 311 3,6
Dez ALT-L Dez Alternativo-Leste 2,37 16 64 4,1
Dez ALT-SE Alternativo-Sudeste 2,37 15 59 4,0
Fonte: autoria própria.
Novamente, os valores mais elevados para a concentração média e máxima de
NO x foram encontrados com condições de vento Leste Mínimo; nesse cenário, a
concentração máxima simulada foi de 462 µg.m -3 (2,4% acima do valor encontrado no
cenário Atual correspondente); aplicando-se o coeficiente de 25%, estima-se que a
concentração de NO 2 seja de 116 µg.m -3 , 74 unidades abaixo do limite secundário.
Excetuando-se os cenários de vento mínimo, há pouca variação na concentração média
de NO x , que varia entre 15 µg.m -3 (no cenário Dezembro-Atual Sudeste) e 20 µg.m -3 (no
cenário Junho Atual-Leste) – valores muito próximos àqueles dos cenários atuais.
Variação maior pode ser percebida nos resultados para a concentração máxima de NO x –
entre 59 µg.m -3 e 90 µg.m -3 , nos cenários Dezembro Atual-Sudeste e Junho Atual-Leste,

173
respectivamente, numa faixa de concentrações 3 unidades menor que aquela dos cenários
atuais correspondentes.
A tendência de ligeiro aumento das concentrações médias sob condições de
vento Leste, em comparação com os cenários de vento Nordeste e Sudeste, se mantém. A
razão entre as concentrações máximas e médias varia entre 3,6 e 4,9.
Os histogramas para os dois cenários de vento mínimo indicam que as maiores
diferenças entre os dois cenários ocorrem em relação às concentrações máximas (Gráfico
5.12a e b). O desenho desses histogramas é virtualmente idêntico aos dos cenários atuais:
até o valor de 200 µg.m -3 , o desenho dos gráficos é semelhante; o cenário Alternativo-
Nordeste Mínimo há quantidade maior de unidades da malha no intervalo 50-200 µg.m -3 .
No cenário Alternativo-Nordeste Mínimo, as concentrações simuladas de NO x , são quase
ausentes as unidades da malha com concentração acima de 300 µg.m -3 , enquanto no
cenário de vento Leste mínimo são visíveis unidades da malha com concentração acima
desse limiar.
(a)
(b)
Gráfico 5.12 – P3: Histogramas de concentração de NOx, Cenários (a) Alternativo-Leste Mínimo (b)
Alternativo-Nordeste Mínimo.
Os histogramas de concentração para os cenários de vento não mínimo são,
também, virtualmente idênticos aos histogramas dos cenários atuais correspondentes, e
apontam variações mínimas entre os cenários simulados (Gráfico 5.13a a f). Pode-se
perceber um ligeiro deslocamento à direita nos cenários de vento Leste (Gráfico 5.13a, c,
e), se comparados aos cenários de vento Sudeste e Nordeste correspondentes.

174
(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
(f)
Gráfico 5.13 – P3: Histogramas de concentração de NO x , Cenários (a) Março Alternativo-Leste (b)
Março Alternativo-Sudeste (c) Junho Alternativo-Leste (d) Junho Alternativo-Nordeste (e) Dezembro
Alternativo-Leste (f) Dezembro Alternativo-Sudeste.
Fonte: autoria própria.

175
As concentrações simuladas de NO x às 18h00, a 3,00 m de altura foram plotadas
no formato de mapas; para a melhor compreensão, as edificações foram indicadas como
silhuetas em branco. Foi empregada escala gráfica com valores entre 0 e 750 µg.m -3 para
os cenários de vento mínimo, e escala gráfica com valores entre 0 e 250 µg.m -3 para os
demais cenários.
A ocupação dos lotes vagos não produziu alterações significativas: no cenário de
vento Leste mínimo, são visíveis manchas de alta concentração de NO x ao longo das
avenidas rápidas do sistema trinário e nas quadras internas do SE-NC (Figura 5.11a). No
cenário correspondente de vento Nordeste (Figura 5.11a), a mancha de alta concentração
ao longo das avenidas é menos pronunciada, com pontos de concentração mais alta
localizados junto às faces a barlavento de edificações; nesse cenário, as concentrações nas
quadras internas do SE-NC são menores que no cenário de vento Leste mínimo.
O comportamento do poluente nos demais cenários, de vento não mínimo, é
semelhante: nos três cenários de vento Leste percebe-se a formação de uma mancha de
concentração mais intensa ao longo das vias do sistema trinário (Figura 5.12a, Figura
5.13a e Figura 5.14a) e nas quadras localizadas dentro do SE-NC. Nos cenários com vento
de sudeste, oblíquo às vias principais, a mancha de poluição ao longo das vias é
descaracterizada; é visível o carreamento do poluente na direção geral Noroeste, a partir
das ruas (Figura 5.12b, Figura 5.13). Efeito semelhante é visível no cenário de vento
Nordeste, com o carreamento do poluente da direção geral Sudoeste (Figura 5.14). Esse
resultados são similares aos encontrados nos cenários atuais correspondentes.

176
Figura 5.11 - P3: Concentração simulada de NOx a 3 m, às 18h00, para o mês de junho (a) Cenário
Alternativo-Leste Mínimo (b) Cenário Alternativo-Nordeste Mínimo (c) Escala.
Fonte: autoria própria.

177
Figura 5.12 – P3: Concentração simulada de NOx a 3 m, às 18h00, para o mês de março (a) Cenário
Alternativo-Leste (b) Cenário Alternativo-Sudeste (c) Escala.
Fonte: autoria própria.

178
Figura 5.13 – P3: Concentração simulada de NOx a 3 m, às 18h00, para o mês de dezembro (a) Cenário
Alternativo-Leste (b) Cenário Alternativo-Sudeste (c) Escala.
Fonte: autoria própria.

179
Figura 5.14 – P3: Concentração simulada de NOx a 3 m, às 18h00, para o mês de junho (a) Cenário
Alternativo-Leste (b) Cenário Alternativo-Nordeste (c) Escala.
Fonte: autoria própria.

180
5.2.1 Análise qualitativa dos fluxos de vento
Os fluxos de vento simulados pelo ENVI-met foram plotados na forma de
trajetória de partículas, para visualização das interações entre o vento e o ambiente
construído às alturas de 3 m do solo (Figura 5.15a, b, c) e 15 m do solo (Figura 5.16a, b,
c).
As simulações sugerem que a consolidação da ocupação proposta para o Ecoville
não reduzirá a permeabilidade daquela paisagem. Como no cenário atual, as trajetórias
simuladas são similares para as três direções de vento – Leste, Nordeste e Sudeste – não
sendo visível a formação de vórtices de recirculação ou áreas de estagnação.
Comportamento semelhante é visível nas trajetórias de partículas simuladas para a altura
de 15,00 m.
Enquanto as simulações do cenário atual destacaram o efeito da maior
permeabilidade gerada pela adoção do afastamento lateral de H/5 e o modelo de “torres
residenciais”, as simulações do cenário alternativo sugerem que a consolidação do
Ecoville não tende a afetar negativamente a dispersão de poluentes nesse setor.

181
Figura 5.15 - P3: Trajetória de partículas a 3 m de altura, Cenário Alternativo (a) ventos de Leste (b)
ventos de Nordeste (c) ventos de Sudeste
Fonte: autoria própria.

182
Figura 5.16 - P3: Trajetória de partículas a 15 m de altura, Cenário Alternativo (a) ventos de Leste (b)
ventos de Nordeste (c) ventos de Sudeste.
Fonte: autoria própria.

183
6 CONCLUSÃO
Nesse estudo, o modelo ENVI-met foi utilizado para a simulação da dispersão de
poluentes em trechos do Setor Estrutural Sul e do Ecoville. Os pontos de análise
selecionados são representativos de duas morfologias urbanas características da capital
paranaense: o modelo do Plano Massa e o modelo de Torres Residenciais. Foram
brevemente discutidas as condicionantes históricas e teóricas que informaram esses dois
modelos de urbanização.
Os efeitos físicos da urbanização sobre os fluxos de ar, umidade e energia, bem
como aqueles relacionados à geração, dispersão e retirada de poluentes da atmosfera
também foram brevemente apresentados. Discutiram-se ainda os aspectos legais do
controle e monitoramento de poluentes atmosféricos no Brasil, que formam o importante
pano de fundo composto pelos padrões nacionais de qualidade do ar.
No Capítulo 3 foi apresentada a metodologia empregada nesse estudo: a
descrição pormenorizada do modelo escolhido, o fluxo do trabalho de modelagem, a
coleta de dados em campo e a calibração do modelo; pretende-se que as informações ali
apresentadas facilitem a utilização do modelo ENVI-met por outros pesquisadores e
pesquisadoras. A aplicação do modelo ENVI-met em duas áreas com morfologias
distintas e a comparação das velocidades de vento previstas pelo modelo com aquelas
medidas in loco ofereceu contribuições sobre o emprego do modelo – sobretudo quanto à
necessidade de verificação dos resultados da simulação contra os dados medidos e
eventuais ajustes dos dados de entrada. Foram percebidas três limitações do modelo
ENVI-met durante o desenvolvimento deste estudo:
1. Não é possível incluir contribuição externa de poluentes – os valores
simulados representam somente as substâncias oriundas das fontes
presentes dentro do domínio de modelo;
2. Apenas uma substância pode ser simulada por vez, exigindo execuções
sucessivas para diferentes substâncias;
3. Os perfis de árvores e vegetação incluídos no pacote de software podem
não representar corretamente as espécies locais;

184
Uma quarta limitação, apontada pelos desenvolvedores do modelo, diz respeito à
modelagem do terreno: a versão corrente do modelo não é capaz de lidar com a
topografia 24 , o que exige que todas as áreas sejam modeladas como se fossem planas.
O experimento procurou identificar tendências de variação da dispersão de
poluentes, usando-se os óxidos de nitrogênio como exemplo, na primeira etapa mediante
análise do cenário atual em sua interação com as condições climáticas típicas e, na
segunda etapa, comparando-se o cenário atual com o cenário alternativo de morfologia
urbana.
Nos cenários atuais: as simulações apontaram os diferentes efeitos da direção de
incidência do vento sobre a dispersão de poluentes nos eixos estruturais. Para a região da
Sete de Setembro (P8), as simulações apontam as condições de vento de Sudeste como as
mais favoráveis à dispersão de poluentes. As condições de vento de Leste e de Nordeste
são um pouco menos favoráveis, mas ainda adequadas. Os diferentes ângulos de
incidência do vento, em relação à orientação da malha urbana, geraram diferentes efeitos
sobre as concentrações – as simulações destacaram o efeito de carreamento de poluentes
ao longo dos cânions urbanos, sob as condições de vento aproximadamente paralelas aos
cânions principais, enquanto a situação de vento aproximadamente perpendicular
propicia melhor mistura e dispersão dos poluentes. As piores condições de dispersão dos
poluentes foram encontradas nos cenários de vento mínimo.
Para o Setor Estrutural, as simulações do cenário alternativo sugerem a melhoria
da dispersão de poluentes sob as condições de vento mínimo, as mais críticas. Sob as
demais condições climáticas, no entanto, os resultados do cenário alternativo foram
inconclusivos.
Por sua vez, para o Ecoville, as simulações do cenário atual apontaram boas
condições de dispersão de poluentes; os resultados encontrados na simulação do cenário
alternativo sugerem que, mesmo que a área atinja a densidade de construção máxima
prevista na Lei 9.800/00, seria mantida a boa condição de ventilação e dispersão de
poluentes.
24
A modelagem da topografia está prevista para a versão 4.0 do modelo, em desenvolvimento à época de
escrita dessa dissertação (ENVI-MET, 2009).

185
As simulações sugerem a formação de um “eixo de poluição” ao longo do eixo
estrutural da Sete de Setembro, percebido a partir da comparação entre as concentrações
simuladas nos pontos transversais localizados em ZR-4 em Setores Estruturais. A maior
densidade e a morfologia da ocupação dos Setores Estruturais é prejudicial à circulação
do ar, ventilação e retirada de poluentes oriundos do tráfego de veículos no eixo
estudado. Essa situação pode se agravar nos meses de inverno quando, além da menor
velocidade média de vento, são frequentes os períodos de estagnação e as situações de
inversão 25 .
Sem perder de perspectiva as limitações da abordagem adotada, os resultados de
um modelo capaz de lidar a um só tempo com morfologia urbana, fontes de poluentes e
condições climáticas permitem uma análise mais rica das interações entre esses três
elementos.
Embora as velocidades médias mais altas proporcionem melhor dispersão
(considerando o domínio do modelo como um todo), o modelo permite perceber que
poluentes gerados em uma área podem afetar a área adjacente: há carreamento de
poluente do Setor Estrutural para as quadras da Zona Residencial, de menor gabarito e
densidade. Esse resultado desafia as conclusões de Oke (1978) sobre os efeitos da relação
H/W e a dispersão de poluentes.
Quanto às considerações de Romero (2001) sobre o efeito do agrupamento de
edifícios sobre as condições de ventilação ao nível da rua: a simulação mostra a formação
de manchas de poluição mais intensas ao longo dos cânions e sob condições de vento
aproximadamente paralelas à rua. No caso do Setor Estrutural, o carreamento dos
poluentes parece ser mais importante que a formação de “zonas de sombra” a barlavento
das edificações de maior altura. A análise qualitativa dos fluxos de vento no Setor
Estrutural e no Ecoville, por sua vez, destacou a maior permeabilidade proporcionada
pelo maior afastamento lateral, confirmando as avaliações de Romero (2001) e Danni-
Oliveira (2009) sobre os efeitos benéficos do modelo de torres isoladas sobre a circulação
de ar entre edifícios.
25
A versão corrente do modelo ENVI-met não é capaz de simular condições de estagnação e de inversão.

186
Finalmente, esses resultados permitem responder as quatro perguntas de
pesquisa secundárias:
Pergunta 1: as condições de ventilação nos Setores Estruturais são suficientes
para a garantia de salubridade e controle da exposição dos moradores às substâncias
nocivas?
De maneira geral, nos cenários com vento não mínimo, a dispersão de poluentes
nos Setores Estruturais é adequada. Nas situações de vento mínimo a dispersão é
severamente prejudicada, com aumentos significativos das concentrações média e
máxima do poluente estudado, formação de extensivas manchas de alta concentração ao
longo dos cânions, e instâncias em que a concentração do poluente potencialmente
ultrapassa o o limiar secundário definido na legislação.
Pergunta 2: há diferença de qualidade ambiental entre o Ecoville e os Setores
Estruturais?
As simulações apontaram diferenças quantitativas e qualitativas nas condições
de ventilação e dispersão de poluentes. Os valores médios e máximos para a concentração
do poluente no Setor Estrutural são mais elevados que os encontrados para o Ecoville,
tanto no cenário Atual quanto no Alternativo, e sob todas as condições climáticas. Sob
condições de vento mínimo, enquanto no Setor Estrutural a concentração potencialmente
ultrapassa o limiar secundário definido pela legislação, no Ecoville, apesar de elevada, a
concentração se mantém dentro do limite legal em todas as situações simuladas.
As simulações demonstram, também, que a morfologia urbana do Ecoville é
mais permeável aos fluxos de ar, aumentando o contraste entre as áreas de máxima
concentração de poluente e a concentração média para o trecho simulado.
Pergunta 3: o afastamento de H/6 melhoraria as condições de ventilação e
dispersão de poluentes nos Setores Estruturais?
As simulações sugerem que a maior permeabilidade proporcionada pelo
afastamento de H/6 melhoraria a ventilação e a dispersão de poluentes nos Setores
Estruturais, com diferenças mais expressivas nas condições de vento mínimo. No entanto,
a análise qualitativa dos fluxos de vento sugere que, mesmo com o maior afastamento

187
entre as torres, os embasamentos definidos no Plano Massa ainda parecem ser um
impedimento à dispersão de poluentes na altura de 3 m. Para a altura de 15 m, há grandes
melhorias no fluxo de vento entre os edifícios, com potencial melhoria das condições de
ventilação no interior das edificações.
Pergunta 4: a adoção do afastamento de H/6 reduziria o contraste entre os Setores
Estruturais e as Zonas Residenciais (ZR-4) lindeiras?
As simulações do cenário alternativo sugerem que a maior permeabilidade da
morfologia prevista na Lei 9.800/00 promoveria melhorias significativas dentro do SE e
melhorias menos expressivas nas ZR-4, atenuando o “eixo de poluição”.
Sobretudo, os resultados sugerem que os parâmetros de ocupação e uso do solo,
lançados na Lei 9.800/00, embora benéficos, não serão suficientes para a solução das
condições desfavoráveis à dispersão de poluentes nos Setores Estruturais. Considerando
que: (1) o cenário alternativo é altamente idealizado e impossível de se realizar a não ser
em longuíssimo prazo, (2) há a tendência de aumento do volume de tráfego de veículos,
devido ao crescimento da população curitibana e os crescentes índices de motorização,
(3) à completa consolidação do Setor Estrutural deverá corresponder aumento
proporcional do volume de tráfego, (4) o aumento do volume de veículos deve ser
acompanhado da modificação da frota com o aumento da participação de carros e
estagnação ou redução da participação de veículos pesados (especificamente, ônibus de
transporte coletivo), e (5) alterações recentes no sistema viário da região do P8, com o
objetivo de aumentar a capacidade das vias, reafirmam a opção da cidade pelo transporte
individual, é provável que a simples adoção do afastamento de H/6 sem mudanças mais
profundas na legislação (sem o abandono do Plano Massa, por exemplo) e sem a revisão
do modelo de mobilidade urbana não seja o suficiente para a melhoria das condições de
dispersão de poluentes à altura de 3 m.
Acima do nível do embasamento, a morfologia estabelecida na Lei 9.800/00
poderia promover significativas melhorias nas condições de ventilação das torres, com o
fim dos “paredões” e a exposição de todas as faces das edificações aos ventos; esses
benefícios se somariam à melhoria das condições de insolação nas torres do Setor
Estrutural, apontados pelo estudo de Schmid (2001).

188
6.1 CONSIDERAÇÕES FINAIS E TRABALHOS FUTUROS
Esse estudo se baseia essencialmente em simulações da dispersão de poluentes;
apesar do cuidado empreendido na calibração do modelo, utilizando-se as velocidades
médias de vento como variável de referência, os valores da concentração de poluentes
resultam exclusivamente das simulações e de nossa interpretação do inventário de
tráfego.
Um estudo que complementasse a abordagem numérica com medições da
concentração das substâncias de interesse in loco permitiria compreender a relação entre
as concentrações simuladas e os valores medidos, além de determinar a razão NO 2 /NO x
para a área do estudo. Sobretudo, permitiria calibrar o modelo de dispersão de poluentes,
de maneira análoga à operação realizada com as velocidades médias de vento.
Poderia ser proposta, a partir do mesmo modelo, a avaliação do impacto de
alterações de sistema viário e políticas de transporte, aspectos que fogem ao escopo desse
estudo. Seria possível, ainda, a partir do modelo, estudar o impacto de alterações na
composição da frota e opção de combustível.
Enquanto as simulações do fluxo de vento a 15 m de altura sugerem que a
adoção do afastamento de H/6 promoveria a melhora das condições de ventilação nas
torres, não foi avaliada a exposição dos ocupantes dos edifícios aos poluentes.
Esse estudo se limitou à dispersão de poluentes em cânions urbanos, em
microescala. A avaliação das influências desse processo sobre as estruturas maiores da
cidade excede as capacidades do modelo escolhido e seria uma interessante ponte entre
esse estudo e aquele de Danni-Oliveira (2009).

189
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02 jul. 2010.
A.

196
APÊNDICE A: MODELOS DE PLANTAS PARA
LEVANTAMENTO
Figura A.1 - Modelo de Planta de Situação na escala de 1:5000.
Fonte: autoria própria.

197
Figura A.2 - Modelo de planta de levantamento na escala 1:2000.
Fonte: autoria própria.

198
Figura A.3 - Planta de levantamento preenchida.
Fonte: autoria própria.
B.

199
APÊNDICE B: CADERNETA PARA
CONTAGEM DE TRÁFEGO
Figura B.1 - Modelo de caderneta para contagem de tráfego.
Fonte: autoria própria.
C.

200
APÊNDICE C: RELATÓRIOS DE ANÁLISE DOS
MODELOS
Figura C.1 – P8 - Relatório de análise – cenário Atual.
Fonte: autoria própria.

201
Figura C.2 – P8 - Relatório de análise – cenário Alternativo
Fonte: autoria própria.

202
Figura C.3 – P3 - Relatório de análise – cenário Atual
Fonte: autoria própria.

203
Figura C.4 – P3 - Relatório de análise – cenário Alternativo.
Fonte: autoria própria.
D.

204
APÊNDICE D: ARQUIVOS DE
CONFIGURAÇÃO
%---------------------------------------------ENVI-met Configuration File V1.1
%-----------------------------------------------------------------------------
%MAIN-DATA --------------------------------
Name for Simulation (Text):
=rua Sete de Setembro - NOX - jun_AT-NEM redux
Input file Model Area
=F:\P9_SeteDeSetembro\P9-
...SeteDeSetembro_140x120_E_NOx.in
Filebase name for Output (Text):
=P8_setesete
Output Directory:
=C:\ENVImet Results\085_P8_jun_AT-NEM
Start Simulation at Day (DD.MM.YYYY): =22.06.2010
Start Simulation at Time (HH:MM:SS): =6:00:00
Total Simulation Time in Hours: =12:00
Save Model State each ? min =60
Wind Speed in 10 m ab. Ground [m/s] =0.3
Wind Direction (0:N..90:E..180:S..270:W..) =45
Roughness Length z0 at Reference Point =0.1
Initial Temperature Atmosphere [K] =286.05
Specific Humidity in 2500 m [g Water/kg air] =5.42
Relative Humidity in 2m [%] =85
Database Plants
=Plants.dat
[TIMING]_____________________________________Update & Save Intervalls
Update Surface Data each ? sec =60.0
Update Wind and Turbulence each ? sec =72000
Update Radiation and Shadows each ? sec =900
Update Plant Data each ? sec =600
[TURBULENCE]_________________________________Options Turbulence Modells
Turbulence Closure ABL (0:diagn.,1:prognos.) =1
Turbulence Closure 3D Modell (0,1 see above) =1
Upper Boundary for e-epsilon (0:clsd.,1:op.) =0
[BUILDING]__________________________________Building properties
Inside Temperature [K] = 293
Heat Transmission Walls [W/m≤K] =1.94
Heat Transmission Roofs [W/m≤K] =6
Albedo Walls =0.2
Albedo Roofs =0.3
[SOILDATA] ______________________________________Settings for Soil
Initial Temperature Upper Layer (0-20 cm) [K]=293
Initial Temperature Middle Layer (20-50 cm) [K]=293
Initial Temperature Deep Layer (below 50 cm)[K]=293
Relative Humidity Upper Layer (0-20 cm) =50
Relative Humidity Middle Layer (20-50 cm) =60
Relative Humidity Deep Layer (below 50 cm) =60
[TIMESTEPS] ____________________________________Dynamical Timesteps
Sun height for switching dt(0) -> dt(1) =40
Sun height for switching dt(1) -> dt(2) =50
Time step (s) for interval 1 dt(0) =10
Time step (s) for interval 2 dt(1) =10.0
Time step (s) for interval 3 dt(2) =10.0
[RECEPTORS] ______________________________________
Save Receptors each ? min =60
[SOURCES] _______________________________________Type of emitted gas/particle
Name of component
=NO
Type of component
=NO
Particle Diameter in [µm] (0 for gas) =0
Particle Density [g/cm≥] =1
Update interval for emission rate [s] =600
[LBC-TYPES] _______________________________________Types of lateral boundary conditions
LBC for T and q (1:open, 2:forced, 3:cyclic) =3
LBC for TKE (1:open, 2:forced, 3:cyclic) =3
Figura D.1 – P8 - Arquivo de configuração, cenário Junho Atual-Nordeste Mínimo
Fonte: autoria própria.

205
%---------------------------------------------ENVI-met Configuration File V1.1
%-----------------------------------------------------------------------------
%MAIN-DATA --------------------------------
Name for Simulation (Text):
=rua Sete de Setembro - NOX - jun_AT-L
Input file Model Area
=F:\P9_SeteDeSetembro\P9-
SeteDeSetembro_140x120_E_NOx.in
Filebase name for Output (Text):
=P8_setesete
Output Directory:
=C:\ENVImet Results\085_P8_jun_AT-L
Start Simulation at Day (DD.MM.YYYY): =22.06.2010
Start Simulation at Time (HH:MM:SS): =6:00:00
Total Simulation Time in Hours: =12:00
Save Model State each ? min =60
Wind Speed in 10 m ab. Ground [m/s] =2.60
Wind Direction (0:N..90:E..180:S..270:W..) =900
Roughness Length z0 at Reference Point =0.1
Initial Temperature Atmosphere [K] =286.05
Specific Humidity in 2500 m [g Water/kg air] =5.42
Relative Humidity in 2m [%] =85
Database Plants
=Plants.dat
[TIMING]_____________________________________Update & Save Intervalls
Update Surface Data each ? sec =60.0
Update Wind and Turbulence each ? sec =1800
Update Radiation and Shadows each ? sec =900
Update Plant Data each ? sec =600
[TURBULENCE]_________________________________Options Turbulence Modells
Turbulence Closure ABL (0:diagn.,1:prognos.) =1
Turbulence Closure 3D Modell (0,1 see above) =1
Upper Boundary for e-epsilon (0:clsd.,1:op.) =0
[BUILDING]__________________________________Building properties
Inside Temperature [K] = 293
Heat Transmission Walls [W/m≤K] =1.94
Heat Transmission Roofs [W/m≤K] =6
Albedo Walls =0.2
Albedo Roofs =0.3
[SOILDATA] ______________________________________Settings for Soil
Initial Temperature Upper Layer (0-20 cm) [K]=293
Initial Temperature Middle Layer (20-50 cm) [K]=293
Initial Temperature Deep Layer (below 50 cm)[K]=293
Relative Humidity Upper Layer (0-20 cm) =50
Relative Humidity Middle Layer (20-50 cm) =60
Relative Humidity Deep Layer (below 50 cm) =60
[TIMESTEPS] ____________________________________Dynamical Timesteps
Sun height for switching dt(0) -> dt(1) =40
Sun height for switching dt(1) -> dt(2) =50
Time step (s) for interval 1 dt(0) =10
Time step (s) for interval 2 dt(1) =10.0
Time step (s) for interval 3 dt(2) =10.0
[RECEPTORS] ______________________________________
Save Receptors each ? min =600
[SOURCES] _______________________________________Type of emitted gas/particle
Name of component
=NO
Type of component
=NO
Particle Diameter in [µm] (0 for gas) =0
Particle Density [g/cm≥] =1
Update interval for emission rate [s] =600
[LBC-TYPES] _______________________________________Types of lateral boundary conditions
LBC for T and q (1:open, 2:forced, 3:cyclic) =3
LBC for TKE (1:open, 2:forced, 3:cyclic) =3
I.
Figura D.2 – P8 - Arquivo de configuração, cenário Junho Atual-Leste
Fonte: autoria própria.

206
ANEXO I: IMAGENS DE SATÉLITE DOS
PONTOS DE INTERESSE
Figura I.1 – Ponto P1 – Situação
Fonte: GOOGLE, 2010

207
Figura I.2 - Ponto P2 – Situação
Fonte: GOOGLE, 2010
Figura I.3 - Ponto P3 - Situação
Fonte: GOOGLE, 2010

208
Figura I.4 - Ponto P4 – Situação
Fonte: GOOGLE, 2010
Figura I.5 - Ponto P5 – Situação
Fonte: GOOGLE, 2010

209
Figura I.6 - Ponto P6 – Situação
Fonte: GOOGLE, 2010
Figura I.7 - Ponto P7 – Situação
Fonte: GOOGLE, 2010

210
Figura I.8- Ponto P8 – Situação
Fonte: GOOGLE, 2010

211
GLOSSÁRIO
Afastamento das divisas: distância horizontal entre a edificação e as divisas do lote, medida
perpendicularmente a estas.
Alinhamento predial: limiar entre o terreno e a via pública.
Coeficiente de aproveitamento: relação entre a área construída computável da edificação e a
área do terreno.
Datalogger: dispositivo eletrônico que registra dados em intervalos de tempo
prédeterminados, vinculado a um sensor ou conjunto de sensores.
Recuo: distância horizontal entre a edificação e o alinhamento predial, medida
perpendicularmente a este.
Taxa de ocupação: relação entre a projeção da edificação e a área do terreno, geralmente em
porcentagem.
Taxa de permeabilidade: relação as áreas permeáveis do terreno e a projeção da edificação e
demais áreas impermeabilizadas.