CENTRO UNIVERSITÁRIO UNIVATES
CURSO DE ENGENHARIA AMBIENTAL
ESTUDO COMPARATIVO DA QUEIMA DE PETRÓLEO DE BAIXA
FLUÊNCIA E BIOMASSA EM CALDEIRAS
Carlos Augusto Oliveira
Lajeado, novembro de 2013
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Carlos Augusto Oliveira
ESTUDO COMPARATIVO DA QUEIMA DE PETRÓLEO DE BAIXA
FLUÊNCIA E BIOMASSA EM CALDEIRAS
Monografia apresentada na disciplina de
Trabalho de Conclusão do Curso de Engenharia
Ambiental do Centro Universitário Univates,
como parte da exigência para a obtenção do título
de Bacharel em Engenharia Ambiental.
Orientador: Dr. Eduardo R. R. de Santana
Lajeado, novembro de 2013
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Carlos Augusto Oliveira
ESTUDO COMPARATIVO DA QUEIMA DE PETRÓLEO DE BAIXA
FLUÊNCIA E BIOMASSA EM CALDEIRAS
A banca examinadora abaixo aprova o trabalho de conclusão de curso apresentado ao Centro
de Ciências Exatas e Tecnológicas, do Centro Universitário UNIVATES, como parte da
exigência para obtenção do grau de Bacharel em Engenharia Ambiental:
Prof. Dr. Eduardo Rodrigo Ramos de Santana –
Orientador
Centro Universitário Univates
Lajeado, 17 de novembro de 2013
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AGRADECIMENTOS
Agradeço a Deus e aos meus pais Dorival e Maria pelo amor e ensinamentos de vida
que me transformaram na pessoa que sou hoje, um homem de coragem e uma pessoa de bem,
e aos meus amigos Carlos, Israel, Guilherme, Nelson e Rodrigo pelo companheirismo.
A minha esposa Lucimara pela confiança, amor e pela ajuda no dia a dia.
A minha filha Sofia que é o motivo da minha batalha diária por um futuro melhor.
A meu orientador professor Dr. Eduardo R. R. Santana por me orientar na realização
deste trabalho.
A empresa Milenia Agrociencias S.A. por ter permitido a realização de meu estágio e
contribuído com o desenvolvimento do meu trabalho de conclusão de curso.
Não posso deixar de agradecer aos meus colegas de trabalho e amigos Ederson,
Luciano e Luis que colaboraram para este momento chegar e pela parceria nas rotinas do dia a
dia.
Enfim, a todos que direta ou indiretamente contribuíram para realização deste
trabalho.
OBRIGADO!
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RESUMO
A atividade antrópica vem intensificando a degradação ambiental. Tanto é assim que há uma
clara associação da industrialização com o uso dos recursos naturais e a geração de impactos
ambientais através de resíduos, efluentes, emissões, ruídos, entre outros.A poluição
atmosférica, uma das formas de contaminação bem conhecida, ocorre há milhares de anos
pela própria natureza, através de atividades vulcânicas e queimadas. Entre suas consequências
destacam-se a degradação do ambiente, prejuízos à saúde, à segurança e ao bem estar dos
seres vivos, envolvendo não apenas a contaminação do ar como também do solo e da água. É
relevante destacar o monitoramento da qualidade do ar, ambiental ou nas fontes, processo de
medição repetitiva, contínua e de observação sistemática, como ferramenta importante para
controle de emissões e de preservação ambiental. Como forma de controlar as emissões
atmosféricas os órgãos ambientais têm também estabelecido limites de acordo com as
diferentes tipologias industriais, entre as quais as emissões nas caldeiras.Este estudo leva em
conta os diferentes aspectos relativos aos combustíveis de duas caldeiras: custos, produção de
energia e emissões. Assim o trabalho consiste em uma avaliação comparativa de aspectos
econômicos e ambientais de duas caldeiras flamotubulares, uma à lenha e outra à óleo
combustível do tipo baixo ponto de fluidez (BPF), face a legislação em vigor. A avaliação é
realizada com base em dados de mercado e de análises de monitoramento de compostos
legislados, tais como: dióxido de enxofre, dióxido de nitrogênio, monóxido de carbono e
particulados na chaminé das caldeiras e resíduo sólido final.Dados preliminares apontam que
a caldeira à lenha pode contribuir para a redução da emissão de poluentes, melhoria da
qualidade do ar e geração de um resíduo menos danoso ao ambiente. Estes aspectos bem
como o atendimento aos requisitos legais previstos na Resolução do CONAMA nº 382/2006
serão objeto de estudo de conclusão de curso.
Palavras-chave: Degradação ambiental. Poluição atmosférica. Preservação do meio
ambiente. Caldeira. Emissões.
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ABSTRACT
The anthropogenic activity has intensified the environmental degradation. Besides that, it’s
clear the association of industrialization and the use of natural resources as well the
generation of several environmental impacts through waste, effluents, emissions and noise
produced, among others. Air pollution is also well known, it happens for thousands of years
even through natural phenomena such as volcanic activity or natural firings. Among its
impacts are environmental degradation, damage to health, safety and welfare of living beings,
including also effects over soil and water. It is relevant to highlightthat monitoring of
emissions, process of repetitive measurement, continuous and systematic observation, asan
important tool to control emissions and to the environmental preservation. Environmental
agencies have been also applying threshold values to restrict emissions from different
industrial types, including emissions from boilers. This study takes into account different
aspects related to fuels of two boilers: cost, energy production and emissions. Therefore this
work is a comparative evaluation of economic and environmental aspects of two fire-tube
boilers, one using wood and other one using oil (GMP) as fuel, under the laws in force. The
evaluation will be performed according to market and analysis monitoring data. Legislated
emissions such as sulfur dioxide, nitrogen dioxide, carbon monoxide and particulates
(including captured fraction) will be evaluated. Preliminary data points that replacement of
the fuel boiler to wood can contribute to reduction of pollutants, to improve air quality and to
generate a residue less dangerous to the environment. These features as well meeting the legal
requirements set in CONAMA Resolution 382/2006 will be considered in the second phase of
this work.
Keywords: Environmental degradation. Air pollution. Preservation of the environment.
Boiler. Emissions.
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LISTA DE FIGURAS
Figura 1 - Camadas componentes da atmosfera ....................................................................... 21
Figura 2 – Caldeira a óleo......................................................................................................... 44
Figura 3 – Caldeira a lenha ....................................................................................................... 46
Figura 4 – Filtro de mangas ...................................................................................................... 49
Figura 5 - Imagem de satélite da área de instalação das caldeiras à óleo (seta vermelha) e à
lenha (seta azul). ....................................................................................................................... 51
Figura 6 - Amostrador Isocinético de Gases padrão ABNT NBR – 12019 ............................. 53
Figura 7 - Desenho esquemático do equipamento 3 utilizado para a amostragem: ................. 53
Figura 8 – Duto de amostragem ............................................................................................... 54
Figura 9 – Gastos na compra de óleo BPF e lenha em tora nós últimos 13 anos ..................... 60
Figura 10 – Vista lateral da caldeira HBFC ............................................................................. 61
Figura 11 – Vista frontal/geral da caldeira HBFC .................................................................... 61
Figura 12 – Vista da boca de visita da caldeira HBFC ............................................................. 62
Figura 13 – Comparação de gastos nos primeiros meses do ano. ............................................ 63
Figura 14 – Gastos somados e ganho até agosto. ..................................................................... 63
Figura 15 – Gráfico comparativo MP, conforme TCA ............................................................ 67
Figura 16 – Gráfico comparativo MP, corforme Conama 382 ................................................. 68
Figura 17 – Gráfico comparativo MP, conforme L.O. ............................................................. 68
Figura 18 – Gráfico comparativo SOx, conforme TCA ........................................................... 69
Figura 19 – Gráfico comparativo SOx, corforme Conama 382 ............................................... 69
Figura 20 – Gráfico comparativo SOx, conforme L.O. ............................................................ 70
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Figura 21 – Gráfico comparativo MP, conforme Resolução Conama nº 382 .......................... 71
Figura 22 – Gráfico comparativo MP, conforme L.O. ............................................................. 72
Figura 23 – Gráfico apresenta a diferença na utilização dos filtros de mangas. ...................... 72
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LISTA DE QUADROS
Quadro 1 - Poluentes atmosféricos x danos à saúde e meio ambiente ..................................... 30
Quadro 2 – Característica técnica caldeira óleo ....................................................................... 45
Quadro 3 – Característica técnica caldeira lenha...................................................................... 46
Quadro 4 - Pontos de coleta de dados....................................................................................... 50
Quadro 5 - Especificação do ponto de coleta ........................................................................... 55
Quadro 6 - Especificação do plano de amostragem ................................................................. 55
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LISTA DE TABELAS
Tabela 1 - Composição da atmosfera seca................................................................................ 20
Tabela 2 – Limite de emissões atmosférica caldeira óleo ........................................................ 24
Tabela 3 – Limite de emissões atmosférica caldeira lenha ...................................................... 25
Tabela 4 – Limite de emissões atmosférica caldeira até 10 MW ............................................. 25
Tabela 5 - Padrões nacionais de qualidade do ar (Resolução CONAMA nº 03 de 28/06/90) . 36
Tabela 6 - Padrões de qualidade do ar ...................................................................................... 37
Tabela 7 - Evolução plantio no RS ........................................................................................... 58
Tabela 8 – Comparações entre óleo BPF e lenha em tora por ano ........................................... 59
Tabela 9 – Comparações entre óleo BPF e lenha em tora por mês .......................................... 62
Tabela 10 – Limites de emissões (TCA) .................................................................................. 66
Tabela 11 – Limites de emissões (CONAMA 382) ................................................................. 66
Tabela 12 – Limites de emissões (LO) ..................................................................................... 66
Tabela 13- Monitoramentos da caldeira óleo ........................................................................... 67
Tabela 14 – Limites de emissões (CONAMA 382) ................................................................. 70
Tabela 15 – Limites de emissões (LO) ..................................................................................... 70
Tabela 16 - Monitoramentos da caldeira de biomassa ............................................................. 71
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LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas
ADN – Ácido Desoxiribonucléico
ARN – Ácido Ribonucléico
ART – Anotação de Responsabilidade Técnica
BPF – Óleo de baixo ponto de fluidez
CETESB – Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental
CNTP – Condições Normais de Temperatura e Pressão
CNUMAD - Conferência das Nações Unidas sobre o Meio Ambiente e o Desenvolvimento
CONAMA – Conselho Nacional do Meio Ambiente
CO – Monóxido de carbono
CO2 – Dióxido de carbono
DEFAP – Departamento de Florestas e Áreas Protegidas
DOE – Diário Oficial do Estado
EIA – Estudo de Impacto Ambiental
FEPAM – Fundação Estadual de Proteção Ambiental
H2SO4 – Ácido sulfúrico
INMETRO – Instituto Nacional de Metrologia Normalização e Qualidade Industrial
K - Kelvin
km– Kilômetro
kPa–Quilopascal
LI – Licença de Instalação
LO – Licença de Operação
LP – Licença Prévia
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MAA – Média Aritmética Anual
MGA – Média Geométrica Anual
MMA - Ministério do Meio Ambiente
MP – Material particulado
MTR – Manifesto de transporte de resíduos
N2 – Nitrogênio
NBR – Norma Brasileira Regulamentadora
NO2 – Dióxido de nitrogênio
NOx – Óxidos de nitrogênio
NR – Norma Regulamentadora
O2 - Oxigênio
ONU – Organização das Nações Unidas
PCI – Poder Calorífico Inferior
PI – Partículas Inaláveis
ppm- Partes por milhão
PQAr – Padrões de Qualidade do Ar
PMTA – Pressão Máxima de Trabalho Admissível
PNMA - Programa Nacional do Meio Ambiente
PTS - Partículas totais em suspensão
RIMA – Relatório de Impacto Ambiental
SAP – Sistema aplicativos e produtos para processamento de dados
SISNAMA –Sistema nacional de meio ambiente
SO2 – Dióxido de enxofre
USEPA - Agência Norte Americana de Proteção Ambiental
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SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO ................................................................................................................... 13
2 REVISÃO DE LITERATURA ........................................................................................... 16
2.1 Breve histórico das questões ambientais ............................................................................ 16
2.2 Composição da atmosfera ................................................................................................... 19
2.3 Poluição atmosférica parâmetros ........................................................................................ 21
2.3.1 Resíduos sólidos .............................................................................................................. 26
2.3.1.1 Principais poluentes atmosféricos ................................................................................ 28
2.3.1.2 Efeitos da poluição ....................................................................................................... 30
2.3.2 Fatores que influenciam a poluição atmosférica ............................................................. 32
2.3.3 Monitoramento da qualidade do ar .................................................................................. 33
2.3.3.1 Equipamentos para monitoramento da qualidade do ar ............................................... 33
2.3.3.2 Padrões de qualidade do ar ........................................................................................... 35
2.3.3.3 Índice de qualidade do ar .............................................................................................. 36
2.3.3.4 Aspectos econômicos ................................................................................................... 37
2.3.4 Questões legais ................................................................................................................ 38
2.3.4.1 Processo de combustão ................................................................................................. 39
2.3.4.2 Caldeiras ....................................................................................................................... 40
3 METODOLOGIA ................................................................................................................ 43
4 DISCUSSÕES DE RESULTADOS .................................................................................... 57
5 CONCLUSÕES .................................................................................................................... 73
REFERÊNCIAS ..................................................................................................................... 75
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1 INTRODUÇÃO
As políticas ambientais são conjuntos de metas e instrumentos que tem por objetivo
reduzir os impactos negativos da ação humana sobre o meio ambiente e são necessárias para
conduzir a posturas e procedimentos mais sustentáveis, reduzindo a quantidade de poluentes
lançados no ambiente e minimizando os impactos aos recursos naturais (LUSTOSA et al.,
2003).
Este estudo desenvolvido em parceria com a empresa Milenia Agrociencias na cidade
de Taquari-RS, teve por finalidade realizar um estudo comparativo da queima do óleo e da
lenha como combustíveis de caldeiras. Neste estudo foi levado em conta os diferentes
aspectos relativos aos combustíveis: custos, produção de energia, qualidade dos fumos,
agressão ao meio ambiente e consequentemente saúde dos seres vivos e atendimento as
legislações vigentes. Com relação aos equipamentos, os dados foram coletados nas duas
caldeiras instaladas na empresa.
A empresa Milenia Agrociencias S.A. é uma indústria do segmento agroquímico, com
mais de 40 anos de história no agronegócio, possui duas unidades industriais, sendo uma em
Taquari/RS e outra em Londrina/PR.
A companhia faz parte do grupo israelense Makhteshim Agan e chinês ChemChina,
presente em mais de 100 países e responsável por congregar empresas que estão entre as mais
avançadas do mundo no setor de química fina.
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A companhia tem certificação OHSAS 18001 que atesta a gestão dos processos com
foco na saúde e segurança dos trabalhadores e ISO 14001, que atesta a gestão de produtos e
processos em conformidade ambiental.
Segundo Colombo (2006), o desenvolvimento sustentável vem sendo considerado um
fator essencial para a competitividade das organizações, levando muitas dessas a rever seu
modelo operacional, buscando alternativas mais eficientes, racionais e responsáveis. O
mercado consumidor está cada vez mais exigente e consciente, e um dos principais fatores
que contribuiu para este quadro é a melhoria do nível educacional da sociedade, além da
velocidade de disseminação de informações.
Hoje, as questões ambientais priorizam o controle da poluição, responsável por danos
econômicos reais, por perdas ecológicas e pelo comprometimento da qualidade de vida.
Consequentemente, os tomadores de decisão devem introduzir mecanismos inovadores
no processo de gestão e programar o controle ambiental, de forma que os seus resultados se
traduzam efetivamente em ganhos na qualidade ambiental e de vida da população (SANTI,
2010).
Evidencia-se o surgimento de enfermidades derivadas da poluição, desde simples
irritações nos olhos e derme até graves e letais lesões respiratórias e cardiovasculares,
causando passivos sociais, ambientais e econômicos. Além disto, há ainda os prejuízos às
atividades turísticas, bem como à agricultura e à pesca (PINTO, 2005; SALA, 1999).
O grande desafio é a possibilidade de minimizar, mitigar e reverter o atual processo de
deterioração do meio ambiente. Esse processo não é fácil, pois alguns aspectos apresentam
características subjetivas e não quantificáveis e dependem de medidas que auxiliem à eliminar
ou atenuar os impactos negativos e maximizar aqueles que são positivos.
Este trabalho vem ao encontro dessas possibilidades: quantificar, qualificar e mostrar
vantagens ambientais e econômicas na substituição de uma caldeira que utiliza óleo de baixo
ponto de fluidez (BPF) por outra à lenha e apontar medidas que possam contribuir para a
melhoria das condições ambientais no processo.
Além do capítulo de Introdução, este trabalho é composto por mais quatro capítulos,
conforme descrição a seguir.
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O capítulo 2 fornece informações gerais sobre a poluição suas características e os
efeitos dos principais poluentes, principalmente aqueles típicos de caldeiras.
O capítulo 3 apresenta a metodologia aplicada na realização dos estudos e os
equipamentos utilizados.
O capítulo 4 descreve os resultados e discussões após a aplicação da metodologia
apresentada.
No capítulo 5 é apresentado a conclusão deste trabalho.
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2 REVISÃO DE LITERATURA
2.1 Breve histórico das questões ambientais
A preocupação com a conservação dos recursos naturais e a ação antrópica no meio
ambiente em função do crescimento econômico começou a ser estudada com maior
intensidade, apenas em meados do século XX, na década de 60, quando um grupo de
cientistas denominado Clube de Roma utilizou-se de modelos matemáticos para prever o
esgotamento dos recursos naturais (VALLE, 2000).
Na década de 70, mais precisamente em 1972, a Organização das Nações Unidas
(ONU) realizou a Conferência de Estocolmo, a partir da preocupação internacional sobre os
riscos de degradação do meio ambiente. Nesta época os debates ainda não focavam as
questões de desenvolvimento sustentável, apenas a proteção dos recursos naturais
(ALMEIDA, 2002). Poluir passa então a ser crime em diversos países (VALLE, 2000).
As questões ambientais ganharam foco no Brasil a partir de 1981, com o
estabelecimento da Política Nacional de Meio Ambiente que criou o Sistema Nacional de
Meio Ambiente (SISNAMA), através da Lei Federal 6.938/81 (MMA, 1981).
A nova Constituição Federal (1988) incorporou um capítulo especial ao meio
ambiente – o artigo 225, que estabeleceu que “todos têm direito ao meio ambiente
ecologicamente equilibrado, bem de uso comum do povo e essencial à sadia qualidade de
vida” (VALLE, 2000).
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Nos anos 90 a preocupação com o uso racional dos recursos naturais tomou grandes
proporções. Em 1990 criou-se o Fundo Mundial do Meio Ambiente, como parte do Programa
Nacional do Meio Ambiente (PNMA), com a finalidade de financiar projetos de
proteção ao meio ambiente (VALLE, 2000).
Em 1992 realizou-se a Conferência das Nações Unidas, que tratou sobre o Meio
Ambiente e a necessidade de um desenvolvimento sustentável. Conhecida também como
Cúpula da Terra ou Rio 92, tratou as questões ambientais como objeto de preocupação de toda
a humanidade, entrando em vigor neste mesmo ano as normas britânicas BS7750 -
Specification for Environmental Management Systems (Especificação para Sistemas de
Gestão Ambiental) que serviram de base para a elaboração de normas em nível mundial
(VALLE, 2000).
Em dezembro de 1997, cerca de 10.000 delegados, observadores e jornalistas
reuniram-se em Quioto no Japão, para a realização de uma conferência a qual culminou na
decisão por consenso de adotar-se um protocolo segundo o qual os países industrializados
reduziriam suas emissões de gases de efeito estufa em pelo menos 5% em relação aos níveis
de 1990 até o período entre 2008 e 2012, prometendo reverter uma tendência histórica de
crescimento das emissões iniciadas nesses países há cerca de 150 anos.
O Protocolo de Quioto foi aberto para assinatura em 16 de março de 1998. Entrou em
vigor 90 dias após a sua ratificação, incluindo os países desenvolvidos que contabilizaram
pelo menos 55% das emissões totais de dióxido de carbono em 1990 (FUJIHARA, 2009).
Em agosto de 2002, em Johannesburgo, na África do Sul, ocorreu a reunião da Cúpula
Mundial sobre Desenvolvimento Sustentável (Rio + 10), onde 189 países se reuniram para
fazer o balanço de década de iniciativas para preservar os ambientes do planeta e melhorar a
qualidade de vida dos seres vivos, como também para avaliar e desenvolver novos caminhos
para alcançar o desenvolvimento sustentável. Porém, foi possível constatar nessa reunião, que
não só os indicadores ambientais estão piorando com o passar do tempo, como esta
degradação ocorre nas florestas e clima. Os movimentos para o desenvolvimento sustentável
estão enfraquecidos por crises globalizadas de difícil adequação entre os países, delineada por
“uma relativa distensão das relações internacionais, permeada pela perplexidade e o novo
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conhecimento que as transformações geopolíticas impõem” (CAPOBIANCO, 2002;
PULITANO, 2003).
Diante desse atual quadro de degradação e da consciência de que os recursos naturais
são finitos, evidencia-se a urgência para buscarmos uma nova postura ambiental, que busca o
desenvolvimento com equilíbrio. Por essas questões, a tomada de decisão deve ser
direcionada com vistas à produtividade dos recursos: a ecoeficiência. O seu conceito foi
desenvolvido principalmente entre as empresas do setor privado para designar
aperfeiçoamento no uso do material e redução do impacto ambiental durante os processos
produtivos. Harmonizar as metas ecológicas com as econômicas exige não só a ecoeficiência,
mas também a observância a três princípios adicionais, todos interdependentes e a reforçarem-
se mutuamente, sendo considerados importantes em iguais proporções, os aspectos: a)
econômicos; b) ambientais; e c) sociais (HAWKEN et al., 1999).
Portanto, a busca de alternativas para o desenvolvimento sustentável, deve estar
direcionada: a) à reestruturação dos sistemas produtivos, com ênfase nas necessárias
transformações sociais, econômicas e tecnológicas, onde a máxima prioridade política deve
ser aumentar a equidade e não só o crescimento econômico; b) ao estudo da capacidade de
absorção de impactos negativos pelos ecossistemas, devido à intervenção humana; c) aos
acidentes naturais e suas inter-relações; e d) às questões relativas à governabilidade ambiental,
no que diz respeito a legislações, processos e instituições pelas quais a sociedade civil, o
estado e os países possam administrar o desenvolvimento de forma sustentável (GUNTER,
1999; PNUD, 2003).
É necessário uma advertência sobre a conceituação e origem do termo “sustentável”
que vem se generalizando desde a década passada, consagrado na CNUMAD, na ECO - 92,
sendo em alguns casos mal interpretados. Sustentabilidade significa conservação do volume
ambiental oferecido pela natureza, definido como os possíveis usos em função das nossas
necessidades físicas, contudo, com o entendimento que devem existir questões éticas a serem
respeitadas. Nesse contexto, para atingir o desenvolvimento sustentável, há que se considerar
o ser humano como parte integrante desse ecossistema, e este deve buscar uma utilização
adequada para a devida manutenção da vida de forma equilibrada, onde sejam atendidas as
suas necessidades básicas sem degradações acima da capacidade de absorção da natureza.
Deve-se, portanto, garantir a qualidade de vida das gerações atuais e, também, das gerações
futuras (HUETING e REIJNDERS, 1998).
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Tundisi (2003) também reforça a vida continua em seu eterno ciclo, mas para se
perpetuar, o homem deve incluir-se nele e dele participar, recuperando-o e mantendo-o.
2.2 Composição da atmosfera
A atmosfera terrestre é uma mistura de gases, inodora e incolor, consequência de
fenômenos físico-químicos e biológicos iniciados há milhões de anos, que forma uma camada
protetora ao redor do planeta. Uma das funções desta camada protetora é absorver parte da
radiação infravermelha emitida pelo sol e aquela reemitida pela Terra, atuando no equilíbrio,
manutenção e balanço da temperatura do nosso planeta. A atmosfera é de fundamental
importância para a vida na terra, uma vez que os seres humanos são dependentes de ar para
sobreviver (LISBOA, 2007; VIEIRA, 2009).
Mais de 99% da massa de toda a atmosfera está confinada aproximadamente dentro
dos primeiros 30 km sobre nossas cabeças (MANAHAN, 1984), e que a troposfera (camada
da atmosfera terrestre onde vivemos) é uma região com apenas 15 km de espessura e que
contém 85% da massa de toda a atmosfera (BAIRD, 1998)
A atmosfera tem papel fundamental no Ciclo Hidrológico, pois atua como
transportadora de água dos oceanos aos continentes e é nela que há a deposição de gases
como o dióxido de carbono (CO2) e o oxigênio (O2) resultantes dos processos respiratórios e
fotossintéticos de plantas terrestres e aquáticas e de compostos nitrogenados fabricados por
bactérias e plantas a partir de nitrogênio (N2) atmosférico e de particulados (MELO, 1996).
A atmosfera seca é constituída por 78% em volume de nitrogênio, 20,9% de oxigênio,
0,9% de argônio, 0,035% de dióxido de carbono e por vários outros gases em pequenas
concentrações. Possui quantidade variável de vapor de água, dependendo do local, hora,
estação do ano, etc., chegando a 0,02% em volume nas regiões áridas e 4% em regiões
equatoriais úmidas, conforme se visualiza na tabela 1 (MELO, 1996).
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Tabela 1 - Composição da atmosfera seca
Componentes gasosos Composição ppm (volume) Composição ppm (% - peso)
Nitrogênio 780.900 755.100
Oxigênio 209.500 231.500
Argônio 9.300 12.800
Dióxido de carbono 300 460
Neônio 18 12,5
Hélio 5,2 0,72
Metano 2,2 1,2
Criptônio 1 2,9
Óxido nitroso 1 1,5
Hidrogênio 0,5 0,03
Xenônio 0,08 0,36
Fonte: Silva (2006)
Além dos componentes citados, existem outros componentes de origem natural ou
liberados através de ações antrópicas com concentrações variáveis, são: óxidos de nitrogênio
produzidos de forma natural pelas descargas elétricas durante as tempestades ou por ações
humanas, como a combustão em caldeiras; dióxido de enxofre; fluoreto de hidrogênio; cloreto
de hidrogênio e sulfeto de hidrogênio provenientes das erupções vulcânicas e da queima de
combustíveis que contêm enxofre, como óleo diesel; ozônio formado fotoquimicamente ou
por descargas elétricas; poeiras diversas formadas principalmente por ações humanas em
atividades como mineração (LISBOA, 2007).
A divisão da atmosfera é feita a partir das variações de temperatura e altitude dada
pela interação dos seus componentes com a entrada e energia proveniente do Sol e a saída de
energia proveniente da Terra (LISBOA, 2007).
De conformidade com o critério térmico (baseado na distribuição vertical média da
temperatura do ar, observada em todo o planeta), a atmosfera está dividida em quatro camadas
(figura 1) aparentemente homogêneas: a troposfera, estratosfera, mesosfera e termosfera, as
quais são separadas por três zonas de transição: tropopausa, estratopausa e mesopausa
(VAREJÃO-SILVA, 2006).
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Figura 1 - Camadas componentes da atmosfera
Fonte: Adaptado de Manahan, 1984, Moore e Moore, 1976.
A troposfera é a mais importante das camadas da atmosfera, pois nesta zona que
ocorre fenômenos meteorológicos sujeito à influência de poluentes. Realizando alterações nos
compostos naturais, que vem causando danos físicos e a saúde dos seres vivos. Ainda na
estratosfera acontecem reações químicas na camada de ozônio (decomposição pela radiação
ultravioleta do sol das moléculas de oxigênio do ar em átomos de oxigênio, criando uma
camada que, combinam e se transformam em ozônio) (VAREJÃO-SILVA, 2006; VIEIRA,
2009).
2.3 Poluição atmosférica parâmetros
Segundo o Ministério do Meio Ambiente (MMA, 04/2013), os processos industriais e
de geração de energia e queimadas, estão entre as atividades antrópicas com maior introdução
de substâncias poluentes à atmosfera, muitas delas tóxicas à saúde humana e responsáveis por
danos à flora, fauna e aos materiais.
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Os resíduos gasosos podem ser primários, liberados da fonte para a atmosfera, ou
secundários, formados por reações químicas entre constituintes naturais da atmosfera e
poluentes primários ou mesmo entre estes últimos. (DERÍSIO, 1992)
A poluição atmosférica pode ser definida como qualquer forma de matéria ou energia
com intensidade, concentração, tempo ou características que possam tornar o ar impróprio,
nocivo ou ofensivo à saúde, inconveniente ao bem-estar público, danoso aos materiais, à
fauna e à flora ou prejudicial à segurança, ao uso e gozo da propriedade e à qualidade de vida
da comunidade (CONAMA, 1990).
A prevenção à poluição refere-se a qualquer prática que vise a redução e/ou
eliminação, seja em volume, concentração ou toxicidade, das cargas poluentes na própria
fonte geradora. Inclui modificações nos equipamentos, processos ou procedimentos,
reformulação ou replanejamento de produtos e substituição de matérias primas ou até mesmo
a substituição de um equipamento ou todo o sistema que resultem na melhoria da qualidade
ambiental (FIGUEIREDO et al., 2000).
De uma forma geral, a qualidade do ar é produto da interação de um complexo
conjunto de fatores dentre os quais destacam-se a magnitude das emissões, a topografia local
e as condições meteorológicas da região, que podem ser favoráveis ou não à dispersão dos
poluentes gerados. Esta dispersão depende também diretamente das características físico-
químicas dos poluentes gerados (FIGUEIREDO et al., 2000).
Frequentemente, os efeitos da má qualidade do ar não são tão visíveis e fáceis de
identificar comparados a outros fatores de contaminação que ocorrem em águas e solo.
Contudo, os estudos epidemiológicos têm demonstrado de forma cada vez mais consistente,
correlações entre a exposição aos poluentes atmosféricos e os efeitos de morbidade e
mortalidade causadas por sintomas respiratórios (asma, bronquite, enfisema pulmonar e
câncer de pulmão) e cardiovasculares, mesmo quando as concentrações dos poluentes na
atmosfera não ultrapassam os padrões de qualidade do ar vigentes já podem gerar danos à
saúde da população. Estes sintomas hoje são mais comuns em populações de grandes cidades
ou próximos a centros industriais. As faixas etárias mais vulneráveis são as crianças, os idosos
ou as pessoas que já apresentam doenças respiratórias (FIGUEIREDO et al., 2000).
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A gestão da qualidade do ar tem como objetivo garantir que o desenvolvimento sócio-
econômico ocorra de forma sustentável e ambientalmente segura. Para tanto, se fazem
necessárias ações de prevenção, combate e redução das emissões de poluentes e dos efeitos da
degradação do ambiente atmosférico. Para atingirmos o objetivo mencionado é preciso
trabalhar na conscientização dos lideres de países, cidades, empresas e comunidades
(DERÍSIO, 1992).
De acordo com a Resolução nº 03/90 do Conselho Nacional do Meio Ambiente
(CONAMA) poluente atmosférico é qualquer forma de matéria ou energia com intensidade e
em quantidade, concentração, tempo ou características em desacordo com os níveis
estabelecidos por esta norma, e que tornem ou possam tornar o ar:
a) Impróprio, nocivo ou ofensivo à saúde;
b) Inconveniente ao bem-estar público;
c) Danoso aos materiais, à fauna e flora;
d) Prejudicial à segurança, ao uso e gozo da propriedade e às atividades normais
da comunidade.
Ainda, segundo Cavalcanti (2010), a poluição atmosférica pode ser definida como a
alteração das propriedades físicas, químicas ou biológicas normais da atmosfera. Tais
alterações são dadas a partir das emissões atmosféricas, substâncias em forma de partículas,
gases e aerossóis que se formam como subprodutos dos processos de combustão ou das
transformações de matéria-prima que, quando lançadas à atmosfera em concentrações
superiores à capacidade do meio ambiente em absorvê-las, causam alterações na qualidade do
ar.
A contaminação é o aumento, ou às vezes a redução de certos componentes da
atmosfera, que não existiriam ou seriam em menor ou maior concentração sem a atividade
antrópica. A atmosfera do planeta tem sofrido profundas mudanças em sua constituição ao
longo dos tempos, até mesmo por fenômenos naturais (erupções vulcânicas, incêndios
florestais e tormentas de areia, decomposição de plantas e de animais, incluindo os aerossóis
emitidos pelos oceanos) que têm provocado significativas alterações locais, regionais e
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mesmo continentais, evidenciadas nos valores dos componentes atmosféricos
(CAVALCANTI, 2010).
Existem legislações regulamentadoras que estabelecem limites de emissões
atmosféricas para as indústrias como, por exemplo, a Resolução nº 382/2006 do CONAMA,
tendo em conta os altos níveis de poluição atmosférica já alcançados, principalmente nas
regiões metropolitanas, e seus reflexos negativos sobre a saúde, o meio ambiente e economia;
a crescente industrialização, com o consequente aumento do nível de emissões atmosféricas e
da degradação da qualidade do ar; a necessidade de desenvolvimento econômico-social com a
preservação da qualidade do meio ambiente, desenvolvimento com equilíbrio ecológico; a
necessidade de recuperação ou manutenção da qualidade do ar; a necessidade de se
estabelecer definição dos limites de emissão de poluentes atmosféricos e posterior análise dos
órgãos ambientais para emissões de LO de empeendimentos.
A poluição deve ser controlada na fonte, seja por meio de equipamentos de controle,
como filtros ou pela utilização de processos/equipamentos menos poluidores, em razão do
Princípio de Prevenção à Poluição. Existem tecnologias disponíveis para a redução da
emissão de poluentes para diversos processos produtivos.
A Resolução CONAMA nº 382 estabelece os seguintes limites máximos de emissão
para poluentes atmosféricos provenientes de processos de geração de calor a partir da
combustão externa de óleo combustível, conforme tabela 2:
Tabela 2 – Limite de emissões atmosférica caldeira óleo
Potência térmica nominal (MW) MP
NOx
(como NO2)
SOx
(como SO2)
Menor que 10 300 1600 2700
Entre 10 e 70 250 1000 2700
Maior que 70 100 1000 1800
Fonte: Resolução Conama nº 382 (2006)
Os resultados devem ser expressos na unidade de concentração mg/Nm³, em base seca
e 3% de excesso de oxigênio.
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A Resolução CONAMA nº 382 estabelece os seguintes limites máximos de emissão
para poluentes atmosféricos provenientes de processos de geração de calor a partir da
combustão externa de derivados de madeira, conforme tabela 3:
Tabela 3 – Limite de emissões atmosférica caldeira lenha
Potência térmica nominal (MW) MP
NOx
(como NO2)
Menor que 10 730 N.A.
Entre 10 e 30 520 650
Entre 30 e 70 260 650
Maior que 70 130 650
Fonte: Resolução Conama nº 382 (2006)
Os resultados devem ser expressos na unidade de concentração mg/Nm³, em base seca
e corrigidos a 8% de oxigênio.
A critério do órgão ambiental licenciador, para sistemas com potência de até 10 MW,
alternativamente aos limites da tabela acima, poderá ser aceito:
O monitoramento periódico de monóxido de carbono. Neste caso, o limite máximo de
emissão para este poluente será o estabelecido na tabela 4:
Tabela 4 – Limite de emissões atmosférica caldeira até 10 MW
Potência térmica nominal (MW) CO
Até 0,05 6500
Entre > 0,05 e ≤ 0,15 3250
Entre > 0,15 e ≤ 1,0 1700
Entre > 1,0 e ≤ 10 1300
Fonte: Resolução Conama nº 382 (2006)
Os resultados devem ser expressos na unidade de concentração mg/Nm³, em base seca
e corrigidos a 8% de oxigênio.
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2.3.1 Resíduos sólidos
Resíduos sólidos são originados das atividades dos diversos ramos da indústria, tais
como metalúrgica, química, petroquímica, papeleira, alimentícia etc, sendo bastante variados,
podendo ser representados por cinzas, lodos, óleos, resíduos alcalinos ou ácidos, plásticos,
papéis, madeiras, fibras, borrachas, metais, escórias, vidros e cerâmicas, dentre outros
(NAUMOFF & PERES, 2000).
A NBR 10004 classifica os resíduos sólidos quanto aos seus riscos potenciais ao meio
ambiente e à saúde pública, pra que possam ser gerenciados adequadamente.
Conforme NBR 10004 o resíduo sólido podem se apresentar nos estados sólidos e
semi-sólidos, resultam de atividades de origem industrial, doméstica, hospitalar, comercial,
agrícola, de serviço e de varrição. Ficam incluídos nesta definição os lodos provenientes de
sistemas de tratamento de água, aqueles gerados em equipamentos e instalações de controle
de poluição, bem como determinados líquidos cujas particularidades tornem inviável o seu
lançamento na rede pública de esgoto ou corpos de água, ou exijam para isso soluções
técnicas e economicamente inviáveis em face à melhor tecnologia disponível.
Conforme NBR 10004, os resíduos são classificados em:
a) Resíduo classe I – Perigoso, resíduos que apresentam características como:
Inflamabilidade: Um resíduo sólido é caracterizado como inflamável, se uma das
amostras representativa, apresentar qualquer uma das seguintes propriedades:
* Ser líquida e ter ponto de fulgor inferior a 60°C, determinado conforme ABNT
NBR 14598 ou equivalente, excetuando-se as soluções aquosas com menos de 24%
de álcool em volume;
* Não ser líquida e ser capaz de, sob condições de temperatura e pressão de 25°C e
0,1 MPa (1 atm), produzir fogo por ficção, absorção de umidade ou por alterações
químicas espontâneas e, quando inflamada, queimar vigorosa e persistentemente,
dificultando a extinção do fogo;
* Ser um oxidante definido como substância que pode liberar oxigênio e, como
resultado, estimular a combustão e aumentar a intensidade do fogo em outro
material;
* Ser um gás comprimido inflamável, conforme a legislação federal sobre transporte
de produtos perigosos (Portaria nº 204/1997 do Ministério dos Transportes).
Corrosividade: Um resíduo é caracterizado como corrosivo, se uma das amostras
representativa, apresentar uma das seguintes propriedades:
* Ser aquosa e apresentar pH inferior ou igual a 2, ou, superior ou igual a 12,5, ou
sua mistura com água, na proporção de 1:1 em peso, produzir uma solução que
apresente pH inferior a 2 ou superior ou igual a 12,5;
Patogenicidade: Um resíduo é caracterizado como patogênico se uma amostra
representativa contiver ou se houver suspeita de conter, microorganismos
patogênicos, proteínas virais, ácido desoxiribonucléico (ADN) ou ácido ribonucléico
(ARN) recombinantes, organismos geneticamente modificados, plasmídios,
cloroplastos, mitocôndrias ou toxinas capazes de produzir doenças em homens,
animais ou vegetais.
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b) Resíduo classe II – Não perigosos, resíduos que apresentam características
como:
Resíduo classe II A – Não Inertes: Aqueles que não se enquadram nas
classificações de resíduos classe I – Perigoso ou de resíduos classe II B - Inertes. Os
resíduos classe II A – Não inertes podem ter propriedades, tais como:
biodegradabilidade, combustibilidade ou solubilidade em água.
Resíduo classe II B – Inertes: Resíduos que submetidos a um contato dinâmico e
estático com água destilada ou desionizada, à temperatura ambiente, não tiver
nenhum de seus constituintes solubilizados a concentrações superiores aos padrões
de potabilidade de água, excetuando-se aspecto, cor, turbidez, dureza e sabor ( NBR
10004, 2004, p. 3).
A incineração de resíduos sólidos industriais é uma alternativa para redução do seu
volume, sendo bastante discutida. Os que a defendem consideram que é uma forma de
eliminar possíveis riscos para a saúde pública, enquanto os que a combatem argumentam que
a má operação dos incineradores pode ser uma nova fonte de poluição atmosférica pela
geração de gases e material particulado (NAUMOFF & PERES, 2000).
A disposição dos resíduos em aterros industriais é muito utilizada, pois podem
armazenar um grande volume. Contudo, os aterros sanitários precisam ser construídos e
operados com grande segurança e monitoramentos eficientes, para que não ocorra contato do
resíduo com o solo ou percolação de líquidos para o aquífero livre (NAUMOFF & PERES,
2000).
Neste caso o desenvolvimento deste estudo foi realizado junto à empresa Milenia
Agrociencias S.A. em cuja licença de operação, emitida pela FEPAM, prevê-se que os
resíduos sólidos gerados deverão ser segregados, identificados, classificados e acondicionados
para armazenagem temporária em área devidamente projetada, observando a NBR 12.235 e a
NBR 11.174, da ABNT, em conformidade com o tipo de resíduo, até a posterior destinação
final dos mesmos. Antes de encaminhar o resíduo para o destino final, a empresa deve
verificar o licenciamento ambiental da empresa destino do resíduo, pois conforme o Artigo 9º
do Decreto Estadual número 38.356 de 01/04/98, a responsabilidade pela destinação adequada
dos mesmos é da fonte geradora, independente da contratação de serviços de terceiros.
A empresa deve ainda preencher uma “Planilha Mensal de Resíduos Sólidos
Industriais Gerados”, mantendo informações sobre o estoque, e encaminhar à FEPAM,
bimestralmente. A transferência dos resíduos Classe I gerados na empresa, deve ser
acompanhada de“Manifesto de Transportes de Resíduos – MTR”, conforme Portaria
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FEPAM nº 034/2009, publicada no DOE em 06/08/2009 e realizada por veículos licenciados
pela FEPAM para fontes moveis com potencial de poluição ambiental.
2.3.1.1 Principais poluentes atmosféricos
A atmosfera apresenta uma grande variedade de substâncias, o que torna difícil a
tarefa de se estabelecer classificações. É importante salientar, que para as mesmas condições
de emissões, a qualidade do ar pode mudar em função das variáveis meteorológicas, que
determinam maior ou menor diluição dos poluentes. É por isso que a qualidade do ar piora
durante o inverno, quando as condições meteorológicas são mais desfavoráveis à dispersão
dos poluentes (MELO, 1996).
A qualidade do ar está restrita a um grupo de poluentes, por sua maior freqüência ou
pelos efeitos adversos que causam ao meio ambiente. O grupo de poluentes básicos
consagrados universalmente como indicadores mais abrangentes da qualidade do ar é
composto por: dióxido de enxofre (SO2), partículas totais em suspensão (PTS), partículas
inaláveis (PI), monóxido de carbono (CO), dióxido de nitrogênio (NO2). Segue uma breve
descrição destes poluentes:
Dióxido de enxofre: Resulta principalmente da queima de combustíveis que contêm
enxofre, como derivados do petróleo. Na atmosfera, este poluente pode ser oxidado,
originando ácido sulfúrico (H2SO4) (SALDIVA, 1998), contribuindo para outro grande
problema, conhecida como “chuva ácida”. Essa oxidação dependerá de diversos fatores, como
incidência de radiação solar, temperatura e umidade do ar, absorção do gás na superfície das
partículas e tempo de permanência na atmosfera. O gás é corrosivo e tóxico, mas a ameaça
para a saúde ocorre quando o dióxido de enxofre se combina no ar com o vapor de água e
outros compostos, para formar o ácido sulfúrico e sulfatos (CETESB, 2002).
Material particulado: É uma mistura de partículas líquidas e sólidas em suspensão no
ar, com composição e tamanho dependentes das fontes de emissão (CETESB, 2009).
Tem tamanho inferior a 100 μm, suspensos na forma de poeira, neblina, aerossóis,
fumaça ou fuligem. Suas fontes principais são os processos industriais, exaustão de veículos
motorizados, poeira de rua em suspensão e queima de biomassa (CETESB, 2003).
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Partículas totais em suspensão (PTS): Podem ser definidas de maneira simplificada
como aquelas cujo diâmetro aerodinâmico é menor que 50 μm. Uma parte destas partículas
são inaláveis e podem causar problemas à saúde, principalmente ao sistema respiratório. As
partículas não inaláveis vão interferindo nas condições estéticas do ambiente (SALDIVA,
1998).
Partículas Inaláveis (PI): Podem ser definidas de maneira simplificada como aquelas
cujo diâmetro aerodinâmico é menor que 10 μm. As partículas inaláveis podem ainda ser
classificadas como partículas inaláveis finas – MP2,5 (<2,5 μm) e partículas inaláveis grossas
(2,5 a 10 μm). As partículas finas, devido ao seu tamanho diminuto, podem atingir os alvéolos
pulmonares, já as grossas ficam retidas na parte superior do sistema respiratório (SALDIVA,
1998).
Monóxido de carbono: É um gás incolor e inodoro que resulta da queima incompleta
de combustíveis de origem orgânica, combustíveis fósseis, biomassa, etc. Em geral, é
encontrado em maiores concentrações nos grandes centros urbanos. Os efeitos da exposição
de seres humanos ao monóxido de carbono estão associados à capacidade de transporte de
oxigênio no sangue. O monóxido de carbono compete com o oxigênio na combinação com a
hemoglobina no sangue, uma vez que sua afinidade com este gás poluente é 210 vezes maior
do que com o oxigênio. Quando uma molécula de hemoglobina recebe uma molécula de
monóxido de carbono forma-se a carboxiemoglobina, que diminui a capacidade do sangue de
transportar oxigênio (ALMEIDA, I., 1999).
Dióxido de nitrogênio: O NO2 causa prejuízos à saúde, como irritações ao sistema
respiratório. O NO e NO2 são formados durante processos de combustão. Dentre as fontes
desses poluente incluem-se as caldeiras de geração de vapor, processos de geração de calor a
partir da combustão externa. O NO, nas condições atmosféricas e sob a ação de luz solar, se
transforma em dióxido de nitrogênio (NO2) o qual tem papel importante na formação de
oxidantes fotoquímicos, como o ozônio. Esse processo acontece como resultado da foto-
oxidação dos compostos orgânicos voláteis, pelo radical hidroxila, na presença de luz e
oxigênio, provocando o “smog” oxidante. Dos óxidos de nitrogênio (NO e NO2), o NO2 é o
mais preocupante, pois devido à sua baixa solubilidade é capaz de penetrar profundamente no
sistema respiratório e dar origem as nitrosaminas, algumas das quais podem ser
carcinogênicas (CAVALCANTI, 2010).
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2.3.1.2 Efeitos da Poluição
Os efeitos da poluição atmosférica se caracterizam tanto pela alteração de parâmetros
considerados normais como pelo aumento de problemas pré-existentes. Esses efeitos podem
ser de intensidade global ou ocorrer em níveis local e regional (ALMEIDA, 1999).
Os efeitos da poluição atmosférica em escala global são caracterizados pela alteração
da acidez das águas da chuva (chuva ácida), pelo aumento da temperatura do planeta (efeito
estufa) e pela modificação da intensidade da radiação solar, ou seja, aumento da radiação
ultravioleta, causado pela depleção da camada de ozônio (ALMEIDA, 1999).
De modo geral os efeitos da poluição atmosférica manifestam-se na saúde dos seres
vivos, na flora, fauna e sobre os materiais (ALMEIDA, 1999).
Efeitos sobre a saúde humana: Poluentes atmosféricos podem afetar a saúde
humana, sendo que os efeitos vão desde simples desconfortos, podendo levar até a morte.
Alguns desses efeitos incluem irritação dos olhos e das vias respiratórias; redução da
capacidade pulmonar; aumento da suscetibilidade a infecções virais e doenças
cardiovasculares; dores de cabeça; agravamento de doenças crônicas do aparelho respiratório
tais como, asma, bronquite, enfisema e pneumoconioses; danos ao sistema nervoso central;
alterações genéticas; nascimento de crianças defeituosas e câncer (ALMEIDA, 1999)
Quadro 1 - Poluentes atmosféricos x danos à saúde e meio ambiente
Poluentes
Monitorados
Fontes de Emissão Efeitos à Saúde Efeitos Gerais ao Meio
Ambiente
Partículas
Inaláveis
(MP10)
Processos de combustão
(indústria e veículos
automotores), aerossol
secundário (formado na
atmosfera).
Interfere no sistema
respiratório, pode afetar os
pulmões e todo o organismo.
Danos a vegetação,
deterioração da
visibilidade, contaminação
do solo e água.
Partículas em
suspensão
(poeira)
Processos industriais,
veículos Motorizados
(exaustão), poeira de rua
suspensa, queima de
biomassa. Fontes naturais:
pólen, aerossol, marinho e
solo, queimadas e poeiras
diversas.
Interfere no sistema
respiratório, pode afetar os
pulmões.
Danos a vegetação,
deterioração da
visibilidade, contaminação
do solo e água.
Dióxido de
Enxofre
Queima de combustíveis
fósseis que contenham
Ação irritante nas vias
respiratórias, o que provoca
Pode levar a formação da
chuva ácida, causar
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Poluentes
Monitorados
Fontes de Emissão Efeitos à Saúde Efeitos Gerais ao Meio
Ambiente
SO2 enxofre, como óleo
combustível, carvão mineral
e óleo diesel.
tosse e até falta de ar.
Agravando os sintomas da
asma e da bronquite crônica.
Afeta, ainda, outros órgãos
sensoriais.
corrosão aos materiais e
danos à vegetação: Folhas
e colheitas.
Óxidos de
Nitrogênio
NO2 e NO
Queima de combustíveis em
altas temperaturas em
veículos, aviões fornos e
incineradores.
Agem sobre o sistema
respiratório, podendo causar
irritações e, em altas
concentrações, problemas
respiratórios e edema
pulmonar.
Pode levar a formação de
chuva ácida, danos a
vegetação e a colheita.
Monóxido de
Carbono
CO
Combustão incompleta de
materiais que contenham
carbono, como derivados de
petróleo e carvão.
Provoca dificuldades
respiratórias e asfixia. É
perigoso para aqueles que têm
problemas cardíacos e
pulmonares.
Fonte: CETESB (1999, 2012)
Efeitos sobre o meio ambiente: Os danos podem ocorrer de forma aguda ou crônica e
são ocasionados pela redução da penetração da luz, com conseqüente redução da capacidade
fotossintetizadora, geralmente por deposição de partículas nas folhas; penetração de poluentes
através das raízes após deposição de partículas ou dissolução de gases no solo; pela
penetração dos poluentes através dos estômatos (ALMEIDA, 1999).
A camada de gases que envolve o planeta é, fundamentalmente, importante na
manutenção da vida. O acrescimo na concentração dos gases, que absorvem radiação, causa
um aumento na retenção de calor, levando a um aumento da temperatura da Terra (MENINI,
2004).
Tal fato ocasiona maior degelo das calotas polares, com consequente aumento do nível
dos oceanos; alterações climáticas, alterações no regime de chuvas e secas; aumento da
proliferação de vetores, causando maior incidência de doenças tropicais (malária, dengue etc.)
e aumento na freqüência de eventos climáticos extremos (por exemplo, ciclones, El Niño
etc.). O dióxido de carbono é considerado o principal responsável pelo efeito estufa e sua
principal fonte de emissão é a queima de combustíveis fósseis (MENINI, 2004).
Efeitos sobre a fauna: Os efeitos dos poluentes atmosféricos aos animais irracionais é
o enfraquecimento do sistema respiratório, danos aos olhos, dentes e ossos, aumento da
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probabilidade a doenças e outros riscos ambientais relacionados ao “stress”, a diminuição das
fontes de alimento e a redução da capacidade de reprodução (ALMEIDA,1999).
Efeitos sobre os materiais: O efeito visível da poluição atmosférica sobre os materiais
é a deposição de partículas. Os efeitos dessa deposição sobre estruturas incluem basicamente
descoloração, erosão, corrosão, enfraquecimento e decomposição de materiais de construção
(ALMEIDA, 1999).
2.3.2 Fatores que influenciam a poluição atmosférica
A concentração dos poluentes no ar depende, tanto dos mecanismos de dispersão,
como de sua produção e remoção. Normalmente, a própria atmosfera é capaz de dispersar os
poluentes, misturando-os, eficientemente, a um grande volume de ar, o que contribui para que
a poluição fique em níveis aceitáveis (CAVALCANTI, 2010).
Meteorologistas e climatologistas indicam a velocidade e direção dos ventos, a
turbulência e a estabilidade atmosférica como fenômenos meteorológicos importantes para a
dispersão dos poluentes atmosféricos numa escala local (VAREJÃO-SILVA, 2006).
A influência da topografia também é um importante fator devido ao aquecimento
diferenciado do solo; topos de montanhas se aquecem e se resfriam mais rapidamente que
vales, pois as camadas de ar frio mais denso se acumulam no fundo dos vales acentuando a
estabilidade, e dificultando a dispersão de poluentes (CAVALCANTI, 2010).
Portanto, mesmo mantida a condição das emissões, a qualidade do ar pode mudar em
função das condições meteorológicas e estações do ano bem como do relevo, que determinam
uma condição maior ou menor de diluição dos poluentes. Geralmente a qualidade do ar piora
com relação aos parâmetros de CO, MP e SO2 durante os meses de inverno, ou seja, as
condições meteorológicas menos favoráveis à dispersão dos poluentes (CETESB, 2006).
É necessário estabelecer por legislação, padrões de qualidade, definindo o limite
máximo de concentração de um componente lançado para a atmosfera, garantido padrões
adequados de emissões, de concentração ambiental e proteção da saúde dos seres vivos.
Devido a estas questões, deve-se estabelecer um monitoramento contínuo das emissões em
indústrias para adequação dos parâmetros legais e também para uma otimização nas relações
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de queima para melhor aproveitamento de combustível. As empresas devem verificar a
qualidade do combustível e estudar os equipamentos, pois é fator fundamental no controle das
emissões, e neste contexto devem também ser observadas as diferenças de gases gerados
pelos diferentes combustíveis (CAVALCANTI, 2010).
2.3.3 Monitoramento da Qualidade do Ar
São dois os tipos de medição da poluição do ar: medição no ambiente (o que o público
respira) e a medição na fonte de emissão. O que vai determinar o quão poluidor ou o quanto
de malefícios provoca à saúde é indicado por comparação a parâmetros pré-estabelecidos na
legislação. (NEVERS, 1995)
Nas amostragens é importante saber que as concentrações dos poluentes podem variar
rapidamente e em alguns casos em um curto período de tempo. Segundo Reeve (1994), as
concentrações médias relativas a um fixo período de tempo, são a forma mais apropriada de
medida em pesquisas de longa duração, porém a avaliação de acidentes ambientais, demanda
determinações instantâneas de concentrações.
As técnicas de concentrações médias relativas a um período de tempo fixo incluem
sistema de absorvedores de gases que são levados ao laboratório para análises. Análises em
cromatógrafos, permitem determinações de concentrações baixas, um requisito fundamental
em análise de atmosfera. As determinações instantâneas podem ser feitas através de leitura
direta como, por exemplo, através de espectrometria por “infravermelho”, técnica empregada
para análises de óxido de nitrogênio, dióxido de enxofre e ozônio (REEVE, 1994).
2.3.3.1 Equipamentos para monitoramento da qualidade do ar
O monitoramento da qualidade do ar é um dos instrumentos determinantes para a
gestão ambiental, pois dá suporte para as ações a serem implantadas. Vale destacar que, o ser
humano é o maior interessado em ter uma boa qualidade do ar, mas também é o maior
responsável pela poluição da atmosfera. É através do monitoramento que se pode constatar a
evolução das concentrações dos poluentes e aferir a eficácia dos processos de controle de
emissões (LANDMANN, 2004).
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Entretanto, para se ter uma melhor compreensão dos problemas causados pela
poluição do ar, se faz necessário saber onde ocorrem os valores máximos das concentrações
de gases e material particulado e quais as concentrações nos locais onde as pessoas estão mais
expostas e para isso, os equipamentos de medição devem ser capazes de garantir que os dados
gerados possam ser comparados com os padrões legais de qualidade do ar, ou seja, os
equipamentos devem ser devidamente aferidos e possuírem certificados de calibração emitido
por laboratório/empresa credenciada em órgãos como INMETRO (LISBOA, 2007).
De acordo com Reeve (1994), os equipamentos de medição de poluentes atmosféricos
podem ser divididos em quatro tipos, dependendo da metodologia utilizada: amostradores
passivos, mostradores ativos, analisadores automáticos e sensores remotos. Uma breve
descrição destes sistemas é apresentada a seguir com base em relatos do mesmo pesquisador.
Os amostradores passivos consistem em um corpo cilíndrico com uma extremidade
aberta, protegida do vento por uma membrana equivalente, para minimizar a interferência de
partículas e difusão turbulenta; e outra fechada, para evitar transporte convectivo. Após o
espaço de difusão, próximo a extremidade fechada, encontra-se um filtro com material
absorvente, específico para cada poluente, que posteriormente, é analisado em laboratório.
Nos amostradores ativos, certo volume de gás é sugado por uma bomba e passa
através de um meio coletor químico ou físico por um determinado período de tempo. A coleta
pode ser feita por processo de absorção, adsorção, impactação, filtração, difusão, reação ou
por uma combinação desses processos. Posteriormente, as amostras são analisadas em
laboratório para determinação da concentração do poluente de interesse.
Os analisadores automáticos fornecem medidas com frequência de tempo
relativamente alta. A amostra é analisada online e em tempo real por métodos eletro-ópticos
(fluorescência no ultravioleta, quimiluminescência, absorção no infravermelho, absorção no
ultravioleta, etc.). As médias obtidas pelos analisadores automáticos possuem alto grau de
precisão, mas exigem um trabalho rigoroso de operação, manutenção e controle de qualidade
dos dados obtidos.
Os sensores remotos fornecem informações de concentração de poluentes em tempo
real, por meio de técnicas de espectroscopia, sem a necessidade de contato direto com os
elementos poluidores. São dispositivos capazes de detectar a radiação eletromagnética
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(microondas, infravermelho ou ultravioleta) proveniente de um poluente, transformá-la em
um sinal elétrico e registrá-lo, de tal forma que esse possa ser armazenado ou transmitido em
tempo real (PAYAN et al., 2002).
Além dos métodos de monitoramento que utilizam equipamentos, ainda existe o
método de avaliação da qualidade do ar por meio de bioindicadores. O biomonitoramento é
um método experimental indireto de se verificar a existência de poluentes numa certa área,
utilizando-se de organismos vivos, que respondem ao estresse a que se encontram submetidos
por modificações nos ciclos vitais ou pela acumulação de poluentes (CARNEIRO, 2004).
2.3.3.2 Padrões de qualidade do ar
Um padrão de qualidade do ar define legalmente o limite máximo para a concentração
de um componente atmosférico a fim de proteger o meio ambiente e a saúde dos seres vivos.
Os padrões de qualidade do ar são baseados em estudos científicos dos efeitos produzidos por
poluentes específicos e são fixados em níveis que possam propiciar uma margem de
segurança adequada. De acordo com a Resolução CONAMA nº 03/90, padrões de qualidade
do ar são concentrações de poluentes atmosféricos que, ultrapassadas poderão afetar a saúde,
a segurança e o bem-estar da população, bem como ocasionar danos à flora e à fauna, aos
materiais e ao meio ambiente em geral. A resolução prevê a aplicação diferenciada de padrões
primários e secundários, requer que o território nacional seja dividido em classes I, II e III, e
prevê ainda que, enquanto não for estabelecida a classificação das áreas os padrões aplicáveis
serão os primários.
São padrões primários de qualidade do ar as concentrações de poluentes que,
ultrapassadas, poderão afetar a saúde da população. Podem ser entendidos como níveis
máximos toleráveis de concentração de poluentes atmosféricos, constituindo-se em metas de
curto e médio prazo.
São padrões secundários de qualidade do ar as concentrações de poluentes
atmosféricos abaixo das quais se prevê o mínimo efeito adverso sobre o bem estar da
população, assim como o mínimo dano à fauna e à flora, aos materiais e ao meio ambiente em
geral. Podem ser entendidos como níveis desejados de concentração de poluentes,
constituindo-se em meta de longo prazo.
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Os parâmetros regulamentados são os seguintes: partículas totais em suspensão,
fumaça, partículas inaláveis, dióxido de enxofre, monóxido de carbono, ozônio e dióxido de
nitrogênio. Os padrões nacionais de qualidade do ar são apresentados na tabela 5.
Tabela 5 - Padrões nacionais de qualidade do ar (Resolução CONAMA nº 03 de 28/06/90)
Poluente
Tempo de
amostragem
Padrão
Primário
µg/m³
Padrão
Secundário
µg/m³
Método de Medição
Partículas
totais em
suspensão
24 horas¹
MGA²
240
80
150
50
Amostrador de grandes volumes
Partículas
inaláveis
24 horas¹
MAA²
150
50
150
50
Separação inercial/filtração
Fumaça
24 horas¹
MAA²
150
60
100
40
Refletância
Dióxido de
enxofre
24 horas¹
MAA³
365
80
100
40
Pararosanilina
Dióxido de
Nitrogênio
1 hora¹
MAA³
320
100
190
100
Quimiluminescência
Monóxido de
carbono
1 hora¹
8 horas¹
40.000
35 ppm
10.000
9 ppm
40.000
35 ppm
10.000
9 ppm
Infravermelho não dispersivo
Ozônio 1 hora¹ 160 160 Quimiluminescência
1 - Não deve ser excedido mais que uma vez ao ano. 2 - Média geométrica anual. 3 - Média aritmética anual.
Fonte: Conama nº 03 (1990)
2.3.3.3 Índice de qualidade do ar
Conforme a Fundação Estadual de Proteção Ambiental (FEPAM), o Índice de
Qualidade do Ar é uma ferramenta matemática utilizada para transformar as concentrações
medidas dos diversos poluentes em um único valor adimensional que possibilita a
comparação com os limites legais de concentração para os diversos poluentes denominado
“Padrões de Qualidade do Ar” (PQAr), cujo objetivo é proporcionar entendimento sobre a
qualidade do ar local em relação aos diversos poluentes atmosféricos existentes nas
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amostragens, como Partículas Totais em Suspensão, Partículas Inaláveis, Dióxido de Enxofre,
Dióxido de Nitrogênio, Ozônio e Monóxido de Carbono.
Conforme estabelecido nos Padrões de Qualidade do Ar, segue as classificações
(conforme FEPAM, 2000).
Tabela 6 - Padrões de qualidade do ar
Qualidade Índice
Níveis de
Cautela
sobre a
Saúde
PTS**
(µg/m³)
PI10
(µg/m³)
SO2
(µg/m³)
NO2
(µg/m³)
CO
(ppm)
O3
(µg/m³)
Boa 0-50 0-80 0-50 0-80 0-100 0-4,5 0-80
Regular 51-100 81-240 51-150 81-365 101-320 4,6-9,0 81-160
Inadequada 101-199
* Insalubre
para Grupos
Sensíveis
241-375* 151-250*
366-586*
587-800
321-1130*
9,1-12,4*
12,5-15,0
161-322*
323-400
Má 200-299
Muito
Insalubre
(nível de
atenção)
376-625
251-350
351-420*
801-1600 1131-2260 15,1 -30 401-800
Péssima 300-399
Perigoso
(nível de
alerta)
626-875 421-500 1601-2100 2261-3000 30,1-40 801-1000
Critica
Acima de
400
Muito
Perigoso
(nível
emergência)
> 876 > 2100 > 3000 > 4000 > 1001
* Os índices, até a classificação REGULAR, atendem aos Padrões de Qualidade do Ar, estabelecido pela Resolução
CONAMA 03 de 28/06/1990
** PTS: Partículas Totais em Suspensão
*** PI10: Partículas inaláveis menores que 10 mícrons
Fonte: FEPAM (2000)
2.3.3.4 Aspectos econômicos
O conhecimento econômico como um todo é essencial para o sucesso da empresa. Esta
deve analisar o mercado, levando em consideração o ambiente de crescente competição no
mercado mundial. É evidente que as empresas buscam uma gestão de negócios sustentáveis,
ou seja, estar buscando incorporar compromissos financeiros com qualidade ambiental. As
empresas buscam diariamente o aumento dos lucros e, entre suas alternativas, está a redução
do custo de produção pela evolução tecnológica, pelo barateamento dos insumos e o aumento
da quantidade produzida. Quem não reduzir custos tende a cair fora do mercado.
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Se a empresa consegue uma redução no custo de produção, amplia sua margem de
lucro ou reduz o preço para buscar um aumento de sua participação no mercado. Atualmente
amplia-se a necessidade de investir em tecnologias que tragam benefícios econômicos e
ambientais que possa traduzir-se em vantagens competitivas para as empresas (CHRISTIAN,
2002).
2.3.4 Questões legais
O licenciamento das atividades industriais precisa ser fundamentado em estudos que
avaliem o impacto do empreendimento no meio ambiente, de modo a definir com segurança
técnica a proteção do meio. É preciso que sejam conhecidas as modificações ambientais
decorrentes da instalação da unidade de processamento, pois essas alterações devem ser
previstas e aprovadas por órgão controlador.
Sempre devem ser atendidas as recomendações dos órgãos de proteção ambiental, as
empresas devem realizar a elaboração de Estudo de Impacto Ambiental (EIA) e respectivo
Relatório de Impacto Ambiental (RIMA), a serem submetidos à aprovação do órgão estadual
competente a Fundação Estadual de Proteção Ambiental “FEPAM” no Rio Grande do Sul,
para posterior emissão da licença de operação.
Ainda no planejamento do empreendimento deve ser elaborado cronograma para
ajustar as atividades desenvolvidas pela indústria com os requisitos exigidos para obtenção
das três licenças ambientais: a Licença Prévia (LP), a Licença de Instalação (LI) e a Licença
de Operação (LO).
As empresas dependem de L.O. emitida pela Fundação Estadual de Proteção
Ambiental, criada pela Lei Estadual nº 9.077, de 04/06/90 que define questões especificas
para cada tipologia industrial e equipamentos empregados. No presente caso, a empresa
Milenia deve atender requisitos como o teor de enxofre no óleo combustível BPF utilizado
pela empresa, não deve ultrapassar 1% em massa; as emissões resultantes da queima de óleo
combustível em caldeiras devem atender aos limites máximos de emissão - “Material
Particulado: 70 mg/Nm
3
e Dióxido de Enxofre: 400 mg/Nm
3
; Substituição da caldeira a óleo
por caldeira a lenha/ cavacos; devera ser prevista o Alvará para Atividade com Cadastro
Florestal-RS do fornecedor da lenha a ser utilizada na caldeira/forno e atentado para que o
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mesmo se encontre cadastrado junto ao DEFAP - Departamento de Florestas e Áreas
Protegidas da Secretaria do Meio Ambiente do Estado do Rio Grande do Sul, a empresa
devera prever a amostragem de chaminé com periodicidade anual.
Os relatórios de monitoramento devem ser entregues à FEPAM junto a anotação de
responsabilidade técnica (ART) do responsável pela elaboração do relatório de amostragem;
os certificados de calibração dos equipamentos utilizados na campanha de amostragem; as
planilhas de cálculo devem conter os dados necessários para a validação do número de pontos
de amostragem e validação do local destes pontos assim como para a validação dos valores
apresentados (regime de produção do empreendimento, combustíveis utilizados e seus
respectivos volumes, vazão, temperatura na chaminé, umidade dos gases, dimensões da
chaminé, número de pontos da amostragem).
A FEPAM deverá ser informada, com antecedência mínima de 30 (trinta) dias, das
datas de programação das amostragens das emissões atmosféricas para acompanhamento do
órgão de fiscalização se este julgar necessário. A empresa deve alertar os responsáveis pela
realização das amostragens sobre as precauções que devem ser tomadas quando da realização
das mesmas em relação à toxicidade dos produtos, descontaminação de equipamentos, uso de
EPIs adequados e todas as questões relativas à segurança do trabalhador.
Os relatórios de monitoramento e manutenção dos sistemas e dispositivos de controle
da poluição do ar devem ser apresentados a FEPAM anualmente. Se ficar constatado, após a
analise do relatório das campanhas de amostragem, a necessidade de implantação de
equipamento(s) de controle ou de melhorias nos equipamentos existentes, a empresa deverá
apresentar Cronograma de Implantação e implantá-los no prazo máximo de 180 (cento e
oitenta) dias, após a comunicação da FEPAM, podendo ser este prazo prorrogado.
2.3.4.1 Processo de combustão
A combustão é um processo químico no qual um oxidante reage rapidamente com um
combustível, liberando energia térmica, geralmente na forma de gases em altas temperaturas.
A finalidade do processo é a obtenção de calor (GARCIA, 2002).
A fim de obter o máximo de calor, deve-se buscar o maior rendimento da combustão,
ou seja, uma combustão eficiente, com a melhor mistura ar combustível, e também com
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transferência do máximo de calor da combustão para o material a ser aquecido (SERFATY,
2007).
O ar de combustão é o ar atmosférico que toma parte na combustão. Algumas vezes
este ar entra em combustão sem maiores cuidados, mas em alguns casos pode receber um
tratamento especial como filtragem, aquecimento, enriquecimento com oxigênio, etc.
(SERFATY, 2007).
Para se alcançar uma melhor homogeneização entre o ar e o combustível o processo de
combustão industrial faz uso de excesso de ar. Entretanto, isto é válido até certo limite, pois o
ar que não participa da combustão tende a esfriar a chama sem contribuir para a reação.
(GARCIA, 2002).
Também é preciso considerar a velocidade do ar no processo de combustão, já que o
calor da chama é transferido ao material a ser aquecido, entre outros meios, também por
condução dos gases quentes, os quais devem ter um contato com o material com uma duração
mínima para que essa transferência seja eficiente (SERFATY, 2007).
2.3.4.2 Caldeiras
Conforme Norma Regulamentadora 13, caldeiras a vapor são equipamentos destinados
a produzir e acumular vapor sob pressão superior à atmosférica, utilizando qualquer fonte de
energia, excetuando-se os refervedores e equipamentos similares utilizados em unidades de
processo.
Somente profissional habilitado, isso é, aquele que tem competência legal para o
exercício da profissão de engenheiro nas atividades referentes a projeto de construção,
acompanhamento operação e manutenção, inspeção e supervisão de inspeção de caldeiras e
vasos de pressão, em conformidade com a regulamentação profissional vigente no País.
Toda caldeira deve possuir, no estabelecimento onde estive instalada, a seguinte
documentação, devidamente atualizada:
a) Prontuário da Caldeira, contendo as seguintes informações:
- código de projeto e ano de edição;
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- especificação dos materiais;
- procedimentos utilizados na fabricação, montagem, inspeção final e determinação da
PMTA;
- conjunto de desenhos e demais dados necessários para o monitoramento da vida útil
da caldeira;
- características funcionais;
- dados dos dispositivos de segurança;
- ano de fabricação;
- categoria da caldeira;
b) Registro de Segurança
c) Projeto de Instalação
d) Projetos de Alteração ou Reparo
e) Relatórios de Inspeção
De acordo com a NR 13, as caldeiras são classificadas em 3 (três) categorias, assim
como segue:
a) Categoria A: são aquelas cuja pressão de operação é igual ou superior a 1960 KPa
(19.98 kgf/cm2);
b) Categoria C: são aquelas cuja pressão de operação é igual ou inferior a 588 KPa
(5.99 kgf/cm2) e o volume interno é igual ou inferior a 100 (cem) litros;
c) Categoria B: são todas as caldeiras que não se enquadram nas categorias
anteriores (NR 13, 2008, p. 2).
Estes equipamentos podem ser classificados, de uma maneira genérica, de acordo com
o tipo, em caldeiras aquatubulares e caldeiras flamotubulares (ALTAFINI, 2002).
As caldeiras aquatubulares têm a circulação de água por dentro dos tubos, envolvidos
por gases quentes. Apresentam uma utilização mais ampla, possuindo vasos pressurizados
internamente e de menores dimensões relativas, o que viabiliza econômica e tecnicamente a
possibilidade de maiores espessuras e assim operar com pressões mais elevadas. São mais
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utilizadas em instalações de maior porte e também para se obter vapor superaquecido (LEITE
e MILITÃO, 2008).
As caldeiras flamotubulares, são aquelas onde os gases quentes passam por dentro de
tubos e a água a ser aquecida e evaporada está ao redor destes tubos. Por motivos de seu
aspecto construtivo, as caldeiras flamotubulares apresentam valores limitados de produção e
pressão, já que as partes internas submetidas à pressão são relativamente grandes, o que
impede o emprego de chapas de maiores espessuras (ALTAFINI, 2002).
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3 METODOLOGIA
Conforme mencionado anteriormente a quantificação e qualificação das emissões de
poluentes nas fontes, é fundamental para uma adequada determinação do impacto destas
fontes na qualidade do ar da área e seguimentos ligados, como destinação de resíduos sólidos.
A capacidade poluente das caldeiras é grande. A queima de combustíveis para
produzir e acumular vapor sobpressão superior à atmosférica, libera gases e partículas para a
atmosfera, alterando sua constituição original e tornando-a poluída.
As organizações devem buscar seu desenvolvimento no mercado, porém este deve ser
sustentável, levando em conta os fatores econômicos e ambientais, que hoje é um fator
essencial para a competitividade das organizações. Fatores que levam as empresas a rever seu
modelo operacional, buscando alternativas mais eficientes e responsáveis.
A empresa Milenia Agrociencias S.A. buscou uma nova alternativa no mercado, tendo
em vista a necessidade de realizar investimentos para crescimento econômico e proteção
ambiental.
Antes de realizar a substituição da caldeira a óleo “Alborg – AWN – 10” pela caldeira
a lenha “ H Bremer” foi realizado um estudo de viabilidade, ou seja, foi resgatado os valores
gastos com petróleo de baixa fluência (B.P.F) de 1999 à 2011 na Milenia Agrociencias S.A.
Foi realizado um levantamento no sistema de aplicativos e produtos (SAP), sistema que
controla transações de compra e venda de produtos e materiais na Milenia, entre outras
funções.
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A empresa entrou em contato com a empresa Seta S.A. que atua na comercialização
da biomassa, para obter valores de mercado da lenha de acácia dos últimos 13 anos.
A caldeira de biomassa já está em funcionamento e hoje a empresa Milenia
Agrociencias S.A. esta realizando levantamentos para comprovar a eficiência econômica e
ambiental na substituição da caldeira de óleo BPF. Segue um breve descrição das caldeiras
deste estudo.
Caldeira óleo: O Gerador de Vapor AALBORG - AWN é totalmente automático, do
tipo flamotubular, de construção horizontal, com três passagens de gases, dotado de fornalha
excêntrica e fornecido com sistema de combustão próprio para a queima de óleo 1A/4A.
Figura 2 – Caldeira a óleo
Fonte: Autor (2013)
A seguir é apresentado o Quadro 2 que mostra as características técnicas da caldeira
Aalborg.
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Quadro 2 – Característica técnica caldeira óleo
Gerador de vapor Alborg - AWN-10
Número da ordem 10269
Modelo 10
Ano fabricação 2001
Capacidade da caldeira (kcal/h) 6447500
Consumo de combustível (kg/h) 727 kg/h
Consumo de combustível e geração 1 kg de óleo p/ 13 kg vapor
Produção de vapor (kg./h) 10.000
Pressão máx. de operação 10 kgf/cm²
Categoria B
Superfície de aquecimento (m²) 191
Fonte: Autor (2013)
Caldeira lenha: A caldeira HBFC é um equipamentos destinados a produzir e acumular
vapor, sob pressão superior a atmosférica, utilizando como fonte de energia um combustível
sólido “lenha”. Este combustível é depositado na grelha, onde é queimado.
A consequência disso é a geração de calor. Os gases provenientes da queima do
combustível transferem o calor para a água da caldeira primeiramente na fornalha (que é
aquatubular refrigerada) e logo após em dois passes de tubos instalados no cilindro gerador
(seção flamotubular). Com o aquecimento da água e elevação de sua pressão até a de trabalho,
inicia-se a evaporação na superfície do nível de água e esse vapor é utilizado no processo.
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Figura 3 – Caldeira a lenha
Fonte: Autor (2013)
A seguir é apresentado o Quadro 3 que mostra as características técnicas da caldeira
HBFC.
Quadro 3 – Característica técnica caldeira lenha
Gerador de vapor H.Bremer
Número da ordem 1761
Modelo HBFC-5
Ano de fabricação 2012
Capacidade da caldeira (kcal/h) 5613474
Consumo de combustível (m³/h) 2
Consumo de combustível e geração 1 m³ de lenha p/ 4 kg vapor
Produção de vapor (kg/h) 8
Pressão máx. de operação 10 kgf/cm²
Categoria B
Superfície de aquecimento (m²) 299,21
Fonte: Autor (2013)
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A Resolução CONAMA nº 382, de 26 de dezembro de 2006, estabelece limites
máximos de emissão de poluentes atmosféricos para fontes fixas. Os limites são fixados por
poluente e por tipologia de fonte conforme estabelecido nos anexos da Resolução.
De acordo com esta resolução as unidades e forma obrigatória de expressão de
resultados são:
Concentração: relação entre a massa de um poluente e o volume em que ele está
contido (C = m/V), devendo ser sempre relatada em miligramas por normal metro
cúbico(Nm³), isto é, referido às condições normais de temperatura e pressão (CNTP), em base
seca e, quando aplicável, na condição referencial de oxigênio estabelecida, utilizando-se
sempre a notação - mg/Nm³, CNTP, sendo as Condições Normais de Temperatura e Pressão:
Pressão = 1013 mBar (correspondente a 1 atmosfera ou 760 mmHg); e
Temperatura = 273 K (correspondente a 0°C).
Conversão às condições referenciais de oxigênio: a conversão da concentração medida
para a condição referencial de oxigênio é apresentada abaixo, não sendo aplicável quando
ocorrer injeção de oxigênio puro no processo:
CR=
21-0
R *CM
21-0
M
Sendo:
CR - Concentração do poluente corrigida para a condição estabelecida nesta
Resolução;
OR - Percentagem de oxigênio de Referência, estabelecida para cada fonte fixa de
emissão;
OM - Percentagem de oxigênio medido durante a amostragem;
CM - Concentração do poluente determinada na amostra;
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Fator de emissão: o valor representativo que relaciona a massa de um poluente
específico lançado para a atmosfera com uma quantidade específica de material ou energia
processado, consumido ou produzido (massa/unidade de produção);
Taxa de emissão: o valor representativo que relaciona a massa de um poluente
específico lançado para a atmosfera por unidade de tempo (massa/tempo) exemplo kg/h, g/s.
Limites de emissão para poluentes atmosféricos provenientes de processos de geração
de calor a partir da combustão externa de óleo combustível e derivados de madeira.
Para aplicação, devem ser consideradas as seguintes definições dos termos:
Capacidade nominal: condição máxima de operação da unidade de geração de calor
para o qual o equipamento foi projetado, determinado em termos de potência térmica, com
base no Poder Calorífico Inferior-PCI, calculado a partir da multiplicação do PCI do
combustível pela quantidade máxima de combustível queimada por unidade de tempo;
Condições Típicas de Operação: condição de operação da unidade de geração de calor
que prevalece na maioria das horas operadas;
Óleo Combustível: derivado líquido obtido de material fóssil;
Derivados de madeira: madeira em forma de lenha, cavacos, serragem, pó de
lixamento, casca, aglomerado, compensado e assemelhados, que não tenham sido tratados
com produtos halogenados, revestidos com produtos polimerizados, tintas ou outros
revestimentos;
Plena carga: condição de operação em que é utilizada pelo menos 90% da capacidade
nominal;
Processo de geração de calor por combustão externa: processo de queima de óleo
combustível realizado em qualquer forno ou caldeira cujos produtos de combustão não entram
em contato direto com o material ou produto processado.
Em teste de desempenho de novos equipamentos, o atendimento aos limites
estabelecidos deverá ser verificado nas condições de plena carga. Na avaliação periódica, o
atendimento aos limites estabelecidos poderá ser verificado em condições típicas de operação,
a critério do órgão ambiental licenciador (CONAMA, 2006).
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Em função das características locais da área de influência da fonte poluidora sobre a
qualidade do ar, o órgão ambiental licenciador poderá estabelecer limites de emissão mais
restritivos, inclusive considerando a alternativa de utilização de combustíveis com menor
potencial poluidor.
Para atendimento a legislação muitas vezes as empresas tem que buscar equipamentos
auxiliares como a utilização de filtros mangas para limpeza do ar. A primeira patente relativa
de um filtro manga consta em 1852, nos Estados Unidos, onde, um simples projeto de manga
para a recuperação de fumaças de óxido de zinco foi patenteado. Com o desenvolvimento de
fibras sintéticas em meados do século passado, ocorreu a fabricação de tecidos de alta
qualidade e, assim, os filtros de tecido entraram na era moderna (ROCHA et al, 2010).
Figura 4 – Filtro de mangas
Fonte: Autor (2013)
O principio de funcionamento do filtro de manga é simples. Trata-se da passagem da
mistura gasosa que contém partículas através de um tecido, sendo que o gás atravessa os
poros do tecido e as partículas ficam retidas. Os filtros devem ser substituídos de tempos em
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tempo, pois pelo acumulo de partículas vai dificultar a passagem do gás (ROCHA et al.,
2010).
Os mecanismos envolvidos na coleta de partículas em filtros de manga são
principalmente a impactação inercial, a difusão, a atração eletrostática, força gravitacional e
intercepção. O filtro de mangas tem alta eficiência de coleta, podendo chegar a valores
maiores de 99,9% (ROCHA et al., 2010).
A quantificação e qualificação das emissões de poluentes nas fontes é fundamental
para uma adequada determinação do impacto destas fontes na qualidade do ar. Este estudo
buscará quantificar e qualificar as emissões atmosféricas das caldeiras apresentadas nas
figuras 2 e 3.
As caldeiras onde serão realizados os monitoramentos ficam na cidade de Taquari-RS
na empresa Milenia Agrociencias, conforme quadro 4 e figura 7.
Quadro 4 - Pontos de coleta de dados
Fonte: autor (2013)
Ponto Local Coordenadas WGS 84
Seta vermelha Área I (caldeira óleo)
Latitude: 29°48’36,96”S
Longitude: 51°50’23,71”O
Seta azul Área IV (caldeira biomassa)
Latitude: 29°48’37,41”S
Longitude: 51°50’20,03”O
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Figura 5 - Imagem de satélite da área de instalação das caldeiras à óleo (seta vermelha) e à
lenha (seta azul).
Fonte: Google Earth
A amostragem em chaminé é um procedimento experimental padronizado utilizado
para avaliar características dos fluxos gasosos emitidos por processos industriais, a fim de
avaliar o processo quanto ao rendimento e quanto à conformidade com as legislações
aplicáveis.
A informação sobre os parâmetros da fonte, junto com as análises quantitativas
realizadas em laboratório, permitem calcular o total de poluentes que estão sendo emitidos à
atmosfera.
As coletas e análises laboratoriais devem ser realizadas conforme métodos da
CETESB, ABNT e USEPA para dutos e chaminés de fontes estacionárias. A realização dos
ensaios tem por objetivo, quantificar as emissões de gases, material particulado e a densidade
colorimétrica pela escala Ringelmann, presentes nos efluentes gasosos gerados durante a
queima de combustível no processo de geração de vapor utilizado na fabricação de
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agrotóxicos, os quais devem ser coletados na chaminé de saída da caldeira e correlacionar a
Resolução do COMANA nº 382 ou solicitações específicas da FEPAM.
Para a realização das medições deve ser utilizado o Amostrador Isocinético de Gases
Padrão ABNT NBR – 12827 ou ABNT NBR – 12019 e Amostrador de Gases de Combustão
e Emissão Padrão USEPA CTM 030.
EQUIPAMENTO 1 – Amostrador Isocinético de Gases Padrão ABNT NBR – 12827.
O trem de amostragem utilizado durante as coletas é o ISOSTAC modelo Basic,
fabricado pela TECORA. Constituído de um compartimento de caixa fria, extensão flexível e
sonda com porta filtro que é introduzido no interior da chaminé e painel de controle que
permite realizar os ajustes automaticamente não sendo necessário que o operador calcule e
faça correções conforme as condições fluodinâmicas. Partes do equipamento tais como
gasômetro e tubo de Pitot são calibrados segundo norma NBR - 12020 - Dutos e chaminés de
fontes estacionárias.
EQUIPAMENTO 2 – Amostrador Isocinético de Gases Padrão ABNT NBR – 12019.
O trem de amostragem utilizado durante as coletas é o ISOTEC modelo TE – 750,
fabricado pela TECNAL Equipamentos de Laboratório, constituído de um painel de controle,
compartimento de caixa quente e fria, extensão flexível e sonda. Partes do equipamento tais
como: gasômetro, placa de orifício e tubo de Pitot, são calibrados pelo fabricante segundo
norma NBR - 12020 - Dutos e chaminés de fontes estacionárias - Calibração dos
equipamentos utilizados na amostragem de efluentes gasosos. Um desenho esquemático do
equipamento utilizado é apresentado a seguir na figura 6.
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Figura 6 - Amostrador Isocinético de Gases Padrão ABNT NBR – 12019
Fonte: MB-3355 (1990)
EQUIPAMENTO 3 – Amostrador de Gases de Combustão e Emissão Padrão USEPA
CTM 030.
O trem de amostragem utilizado durante as coletas é o TESTO modelo 340. Este
equipamento utiliza um sofisticado sistema de células eletroquímicas, com um sistema
eletrônico comandado por uma central portátil. Ele é constituído por uma caixa analisadora,
uma central de comando, uma extensão flexível com sonda. Partes do equipamento como as
células eletroquímicas são calibradas periodicamente com gases padrões.
Figura 7 - Desenho esquemático do equipamento 3 utilizado para a amostragem:
Fonte: Testo (1990)
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Para determinação dos pontos de coleta e realizar o presente trabalho, foi
confeccionado um ponto de amostragem na chaminé observando a norma ABNT – NBR
10701.
Figura 8 – Duto de amostragem
Fonte: Autor (2013)
O duto vertical tem aproximadamente 6,50 metros e o ponto de amostragem está
localizado aproximadamente a 1,5 metros a jusante da primeira singularidade e a distância a
montante é aproximadamente de 5,0 metros da segunda singularidade.
Os pontos de amostragem ficaram distribuídos conforme esquema apresentado:
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Quadro 5 - Especificação do ponto de coleta
DADOS DUTO/CHAMINÉ: Chaminé Caldeira
SEÇÃO: Circular
TRECHO RETO: ~ 6,50 metros
DIÂMETRO: 0,65 metros
TRECHO A MONTANTE: ~ 1,5 metros
TRECHO A JUSANTE: ~ 5,0 metros
Nº DE PONTOS DE COLETA: 12 unidades
Nº DE EIXOS: 02 unidades
PONTOS POR EIXO: 06 UNIDADES
MONTANTE
DM= 2,3 Ø internos
Altura= 6,50
(unidades em metros) PONTO
JUSANTE
Ø 0,65 M DJ= 7,7 Ø internos
Sentido
do fluxo
Fonte: NBR 10701(1989)
Quadro 6 - Especificação do Plano de amostragem
Fonte: NBR 10701(1989)
Enfim, as coletas e análises laboratoriais foram realizadas conforme métodos da
CETESB, ABNT e USEPA para dutos e chaminés de fontes estacionárias. Entre outras
normas consideradas podem ser listadas as seguintes:
Norma CETESB L9.210 – Análise dos gases de combustão através do aparelho de
Orsat;
DISTÂNCIA DOS PONTOS
A1 = B1 = 2,9 cm
A2 = B2 = 9,5 cm
A3 = B3 = 19,2 cm
A4 = B4 = 45,8 cm
A5 = B5 = 55,5 cm
A6 = B6 = 62,1 cm
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NBR 10700 – ABNT - planejamento de amostragem em dutos e chaminés de fontes
estacionárias;
NBR 10701 – ABNT – Determinação de pontos de amostragem em dutos e chaminés
de fontes estacionárias;
NBR 10702 – ABNT - determinação da massa molecular, base seca;
NBR 11966 – ABNT - determinação da velocidade e vazão;
NBR 11967 – ABNT - determinação da umidade;
Norma USEPA CTM 0030 – Determinação de óxidos de nitrogênio, oxigênio,
monóxido de carbono e dióxido de carbono usando analisadores portáteis.
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