Estudos de Modelagem de Dispersão Atmosférica

As crescentes exigências de controle da qualidade do ar e a evolução dos padrões regulatórios tornam necessária a avaliação das emissões atmosféricas. Essa avaliação é fundamental para a gestão e o planejamento de empreendimentos.

A dinâmica de transporte e dispersão de poluentes na atmosfera é complexa. Por isso, a qualidade do ar no entorno depende de fatores que vão além da rotina operacional. Entre eles estão a meteorologia local, o uso do solo, as edificações e a topografia do terreno. Nos empreendimentos, essa relação é particularmente relevante para avaliar a exposição de comunidades vizinhas e outros receptores. A análise considera o material particulado e os poluentes gasosos provenientes das fontes de emissão.

É nesse contexto que os Estudos de Dispersão Atmosférica (EDA) integram informações sobre emissões, meteorologia e características da área. O objetivo é estimar as concentrações de poluentes em diferentes cenários operacionais. Assim, o estudo permite identificar as áreas e os receptores potencialmente mais afetados. Também possibilita comparar os resultados com os padrões regulatórios e subsidiar decisões de engenharia, planejamento ambiental, gestão de riscos e definição de medidas de controle.

O que abrangem os estudos de dispersão atmosférica?

Portanto, os estudos avaliam a influência das emissões de um empreendimento sobre a qualidade do ar em seu entorno. Seu escopo é definido conforme as características operacionais e os objetivos da análise.

Além disso, entre eles estão a identificação e caracterização de todas as fontes emissoras do empreendimento, consolidadas pelo Inventário de Fontes. Para cada fonte, é calculado o Inventário de Emissão as taxas de emissões dos poluentes. O cálculo considera suas características físicas, operacionais e os sistemas de controle existentes ou propostos. O estudo também abrange a caracterização meteorológica da região, o levantamento da topografia, o efeito das edificações (Downwash) na dispersão e os receptores de interesse.

Esses dados são integrados ao software AERMOD. O modelo de dispersão adotado pelas diretrizes da agência ambiental dos Estados Unidos (US-EPA), para simular o comportamento das plumas de dispersão e estimar as concentrações de poluentes em diferentes locais e períodos. Os resultados são comparados com os padrões de qualidade do ar aplicáveis, e subsidiam a elaboração de um Plano de Monitoramento da Qualidade do Ar (PMQAR), revelando as áreas e os poluentes de maior relevância ao empreendimento.

Conforme os objetivos do estudo, o escopo também pode incluir a análise de dados de monitoramento existentes. Pode conter, ainda, a simulação de diferentes cenários operacionais e das medidas de controle. Além disso, essas avaliações permitem comparar os efeitos esperados das alternativas tecnológicas propostas sobre as concentrações de poluentes obtidas. Assim, os cenários podem ser definidos conforme a realidade de cada empreendimento e os requisitos do licenciamento ambiental.

Atuação da Clam em Estudos de Dispersão Atmosférica

A Clam atua na elaboração de Estudos de Dispersão Atmosférica (EDA) com base em diretrizes e referências nacionais e internacionais relevantes. Entre elas, destacam-se: a AP-42 (Compilation of Air Pollutant Emission Factors); o Apêndice W da CFR 40 Part 51 (Guideline on Air Quality Models); Termos de Referência e Diretrizes Técnicas estaduais (FEAM, IEMA e CETESB); e diretrizes da Organização Mundial da Saúde (OMS).

A atuação abrange, de forma integrada ou individualmente:

• Elaboração de Inventários de Fontes e Emissões Atmosféricas: Levantamento, caracterização e quantificação das taxas de emissão (g/s) de fontes fixas, difusas e lineares para Material Particulado e Gases.
• Modelagem Numérica de Dispersão Atmosférica: Simulação matemática da trajetória de plumas atmosféricas utilizando o software AERMOD, dos processos meteorológicos via software AERMET e da topografia via AERMAP.
• Simulação de Cenários Operacionais e de Expansão: Avaliação comparativa de concentrações para diferentes fases do empreendimento (cenários de implantação, operação plena, alterações de arranjo ou expansões futuras).
• Avaliação de Receptores Sensíveis: Quantificação das concentrações máximas de curto prazo (24h) e longo prazo (anual) em receptores de interesse, como: comunidades, escolas, hospitais, unidades de conservação e cavidades naturais, com identificação do período de ocorrência.
• Análise de Conformidade: Avaliação do atendimento legal dos cenários simulados aos Padrões de Qualidade do Ar estabelecidos por normas federais, estaduais e municipais, e comparação com as metas da Organização Mundial da Saúde (OMS).
• Elaboração do Plano de Monitoramento de Qualidade do Ar (PMQAR): Dimensionamento de redes de monitoramento, com proposição de posicionamento estratégico de amostradores manuais e/ou estações automáticas nas áreas de maior impacto simulado e receptores sensíveis do entorno.

Cases e experiências relevantes

A experiência da Clam em Estudos de Dispersão Atmosférica relaciona-se diretamente a projetos de diferentes escalas e níveis de complexidade.  

Dentre os diversos projetos desenvolvidos nesta temática, destacamos a modelagem para um empreendimento minerário de terras raras. A equipe elaborou o estudo em fase de Licença Prévia (LP), em caráter complementar aos estudos ambientais do processo.

Devido à variabilidade e ao avanço progressivo do sequenciamento de lavra ao longo da operação, o estudo contemplou a simulação de dois cenários operacionais distintos. Assim, a simulação considerou os diferentes arranjos futuros de cavas, pilhas, vias de tráfego e da planta de beneficiamento.

Para identificar as atividades de maior contribuição, organizamos as fontes por processo de emissão, como a operação de equipamentos e o tráfego de veículos. Além disso, foram calculadas as taxas de emissão para cada poluente. A modelagem desses grupos permitiu avaliar como as emissões se dispersam e qual a contribuição de cada um para as concentrações no ambiente.

Por fim, a equipe estimou as concentrações em 31 receptores no entorno do empreendimento. Depois, esses dados foram comparados aos padrões de qualidade do ar aplicáveis da Resolução CONAMA nº 506/2024, com identificação dos períodos anuais desfavoráveis à dispersão de poluentes.

Além disso, os resultados também subsidiaram a proposta do Plano de Monitoramento da Qualidade do Ar (PMQAR). Isso inclui a indicação de locais para a instalação das estações de monitoramento, considerando a distribuição das plumas simuladas e a proximidade dos receptores de interesse.