Trabalhos em andamento | Núcleo de Pesquisa em Qualidade do Ar
Alexandre Magalhães Santiago (Curriculum Lattes)
Título: Simulação da concentração de O3 e Material Particulado sobre a região metropolitana da grande vitória com o uso dos modelos matemáticos WRF-CHEM e WRF-CMAQ
Resumo: O WRF é considerado o estado da arte em modelagem atmosférica. Em contra partida, o CMAQ é atualmente o modelo recomendado pela US-EPA para modelagem atmosférica de poluentes fotoquímicos. Portanto, uma comparação entre os dois modelos é uma importante contribuição científica para os futuros trabalhos deste e de outros laboratórios que atuam nesta área bem como para agências reguladoras.
Orientador (a): Prof. Dr. Neyval Costa Reis Junior
Andler Magno Vieira de Melo (Curriculum Lattes)
Título: Estudo comparativo de modelos matemáticos aplicados à dispersão atmosférica de compostos odorantes em ambientes com obstáculos
Resumo: Este trabalho propõe avaliar o desempenho dos modelos AERMOD, CALPUFF, e modelo de pluma flutuante (associados ao modelo PRIME para inclusão dos efeitos produzidos pela presença do obstáculo no escoamento) para a modelagem da dispersão de gases odorantes ao redor de obstáculos. A fim de proceder à validação dos modelos investigados, serão utilizados os experimentos realizados por Sada & Sato (2002) que permitem a comparação com os perfis de concentração ao redor de um obstáculo cúbico e os experimentos realizados por Aubrun e Leitl (2004) que permitem a comparação com os valores de concentração média e freqüência de ocorrência de valores máximos da concentração associados ao limite de percepção de um gás odorante.
Orientador (a): Profa. Dra. Jane Meri Santos
André Vicente Salazar (Curriculum Lattes)
Antonio Paula Nascimento (Curriculum Lattes)
Título: IMPACTO NA SAÚDE DECORRENTE DA POLUIÇÃO DO AR POR MATERIAL PARTICULADO: Plausibilidade Biológica em um Estudo Epidemiológico sobre Grupo de Risco de Adultos na Região da Grande Vitória – Projeto ELSA UFES
Resumo: É crescente a preocupação com a poluição do ar e seu impacto na saúde humana. Esta poluição tem como causa a emissão de poluentes na forma de aerossóis por fontes naturais e, principalmente, por fontes antropogênicas, devido à ação do homem. Com o aumento da frota veicular e emissões industriais, o estudo do impacto de material particulado inalável (PM10, PM2,5) na saúde humana passou a ser preocupante na área da qualidade do ar. Dada à necessidade de conhecimento da correlação positiva ou negativa entre os poluentes e as patologias inerentes à área de saúde, devido aos crescentes índices de morbidade e mortalidade, é de fundamental importância que ações sejam continuamente tomadas pelos agentes impactados (população) e principalmente pelos responsáveis pela prevenção e controle da qualidade do ar e pela saúde. Estudos epidemiológicos recentes têm evidenciado que não somente a exposição temporal e espacial do nível de concentração em massa de poluente, função do diâmetro aerodinâmico da partícula, mas também a sua composição química são fatores preponderantes como causas de efeitos nocivos à saúde, afetando a qualidade e tempo de vida do ser humano.
De acordo com (Lanki et al., 2006; Pope & Dockery, 2006), estudos epidemiológicos devem ser relacionados não somente aos níveis de concentração do material particulado, mas também à sua composição química; a fim de melhor se evidenciar os elementos que provocam efeitos maléficos na saúde humana. O conhecimento dos mecanismos físicos, químicos e biológicos dos aerossóis na forma de material particulado (PM10 e PM2,5) constitui a única forma de possibilitar a mensuração de seus níveis e inferir como os mesmos estão relacionados ao nível de exposição temporal e espacial na saúde de cada indivíduo. Isso se torna ainda mais importante dado à influência de parâmetros atmosféricos na emissão e dispersão dos poluentes, tais como direção e velocidade do vento, temperatura e umidade relativa; influenciando a sua concentração e recepção por meio de inalação humana. A importância do conhecimento desses mecanismos é fundamental nas relações poluente versus saúde, com maiores efeitos no sistema respiratório e cardiovascular; haja vista que existe uma incerteza quanto ao fato de determinados componentes químicos serem mais nocivos que outros (ZANOBETTI et al.,2009).
Augusto César Rodrigues (Curriculum Lattes)
Título: Avaliação de metodologias para quantificação de compostos odorantes provenientes de estações de tratamento de esgotos
Resumo: O objetivo deste trabalho é quantificar e emissão de H2S em uma lagoa de tratamento de esgoto, utilizando uma câmara de fluxo dinâmica e comparar com resultado obtido pelo modelo Water 9, avaliando a eficiência de predição do modelo em condições do estado do ES.
Ayres Geraldo Loriato (Curriculum Lattes)
Título: Estudo do transporte atmosférico regional de PM10 e SO2 com os modelos HYSPLIT E WRF/CMAQ nas cidades costeiras de Dunquerque na França e Vitória-ES no Brasil
Resumo: As espécies PM10 e SO2 são transportadas desde as fontes de emissão em várias direções, dependendo da predominância dos ventos nas regiões consideradas. Assim, o primeiro modelo a ser entendido e analisado será o HYSPLIT (Hybrid Single-Particle Lagrangian Integrated Trajectory Model). O modelo é um sistema de computação da dispersão de trajetórias complexas e simulações de deposição, usando abordagens de puff ou de partículas. É constituído de uma estrutura de programas modulados. O escopo de utilização deste modelo é para que se definir os principais clusters de trajetórias dos ventos nas duas regiões de estudo. A correlação entre as trajetórias dos ventos em uma região e os níveis de poluição pode ser um fator importante para se definir o transporte e a origem dos mesmos.
O WRF (World Research Forecast) é usado como fornecedor de dados meteorológicos de entrada do CMAQ. È uma versão mais atualizada do MM5 (Mesoscale Modeling Sistem). É modulado e possui um único código fonte. Suas características permitem atender tanto a pesquisa quanto aplicações de ordem prática. Pode ser utilizado em escalas desde metros a centenas de quilômetros.
O CMAQ -Community Multiscale Air Quality tem sido usado para estudar a concentração de diversos poluentes em relevos complexos ou não. Pretende-se usar o modelo, fazendo uma comparação de sua eficácia, entre duas cidades que apresentam particularidades bem específicas: a Região da GrandeVitória-ES/Br RGV) e a Região da Grande Dunquerque-Fr (RGD).
O uso de modelos na análise e previsão de poluição têm se difundido ao longo do mundo. São utilizados como requisitos para licenciamentos de projetos de novas indústrias bem como na análise das condições atmosféricas das regiões no sentido de se adotar estratégias para a melhoria dos índices de poluição. A academia tem contribuído na difusão dos conhecimentos necessários para a utilização das melhores técnicas disponíveis nestes objetivos.
Pretende-se iniciar os estudos pela identificação de picos de concentração dos poluentes atmosféricos PM10 e SO2 na região da grande Vitória (RGV) e na região da grande Dunquerque (RGD). A escolha das regiões metropolitanas das duas cidades deve-se ao fato que são conglomerados praticamente unificados. Uma vez identificados os períodos onde aconteceram esses picos em um mesmo ano, serão definidos os intervalos de tempo para a aplicação dos modelos.
Bartolomeu Zamprogno (Curriculum Lattes)
Título: Análise de componentes principais em séries temporais, nos domínios do tempo e da freqüência: abordagem de identificação de fontes poluidoras.
Resumo: Em geral, em situações práticas, os estudos que utilizam técnicas estatísticas para observações multivariadas não consideram o pressuposto básico de independência entre as amostras.
De forma não diferente, o uso da técnica de análise de componentes principais (ACP), domínio do tempo, aplicada em dados de séries temporais viola o princípio básico do método que é a independência entre as amostras.
Os dados da concentração de poluentes do ar são dados múltiplos correlacionados e registrados ao longo do tempo. Esses apresentam correlação entre diversos poluentes (dentro da amostra), entre as estações de monitoramento (espacialmente) e ao longo do tempo (entre amostras).
A técnica de ACP vem sendo amplamente utilizada sem considerar tal pressuposto, como por exemplo, em Pires et al. (2008), Liu (2009), Juneng et al. (2009) e Pires et al. (2009).
Esta pesquisa propõe estudar ACP na presença de dados correlacionados com diferentes estruturas de dependência tais como curta e longa, nos domínios do tempo e da frequência, e aplicar a metodologia avaliada para identificação de fontes. A identificação das fontes de poluição do ar é um importante passo no desenvolvimento de estratégias para controle da qualidade do ar.
Brígida Gusso Maioli (Curriculum Lattes)
Edilson Luiz do Nascimento (Curriculum Lattes)
Título: Modelagem de Dispersão de Fonte de Volume de Materiais Granulados sob Diferentes Parâmetros Meteorológicos
Resumo: Desenvolver a modelagem computacional da concentração espacial e temporal em fontes volumétricas, como pilhas de granulados de minério ou carvão, caracterizadas por uma diminuição na taxa de emissão ao longo do tempo, quando submetidas às diferentes condições meteorológicas, como velocidade e direção do vento, além de estabilidade atmosférica, avaliando em diferentes pontos das pilhas, levando-se em conta as geometrias dessas pilhas nas áreas de trabalho, investigando o melhor modelo de turbulência, validando o modelo em túneis de vento.
Eduardo Pedro Glicério (Curriculum Lattes)
Título: Estudo do escoamento laminar e turbulento de compostos orgânicos voláteis , usando para simular o escoamento a linguagem de programação fortran acoplado ao processamento paralelo em simulações em grandes escalas( LES).
Emerson Pedreira Matos (Curriculum Lattes)
Título: Estudo Ecológico de Séries Temporais do Efeito da Poluição do Ar sobre o número de atendimentos hospitalares por doenças respiratórias na Região da Grande Vitória (RGV).
Resumo: Um nível elevado a exposição aos poluentes atmosféricos como Material Particulado (PM10), Dióxido de Enxofre (SO2), Óxido de Nitrogênio (NOX) e o Monóxido de Carbono (CO). Pode ocasionar desde irritação dos olhos, nariz e da garganta, bronquite e pneumonia até doenças respiratórias crônicas, câncer de pulmão, problemas cardíacos, etc. Um alto nível de ozônio (O3) na região perto do solo pode ocasionar em diversos problemas respiratórios como arma e câncer de pulmão. Diante da problemática se faz importante estudos sobre a compreensão da exposição dos poluentes atmosféricos e os efeitos na saúde da população principalmente nas crianças e idosos.
O presente estudo ecológico de séries temporais tem como objetivo verificar, a relação existente entre a concentração média diária de Material Particulado (PM10), Ozônio (O3), Dióxido de Enxofre (SO2), Óxido de Nitrogênio (NOX) e o Monóxido de Carbono (CO) e o número de atendimentos diários por doenças respiratórias em crianças menores de 6 anos, na RGV, visando fornecer subsídios para a elaboração de medidas que visem reduzir os riscos à saúde associados à poluição do ar.
Enilene Regina Lovatte (Curriculum Lattes)
Título: Determinação da taxa de emissão de compostos orgânicos voláteis à partir de superfícies líquidas utilizando- se simulação numérica através de modelos validados e experimentos de laboratório
Harerton Oliveira Dourado (Curriculum Lattes)
Título: Modelagem matemática da dispersão de compostos odorantes em presença de obstáculos.
Resumo: Este trabalho investiga o emprego da simulação de grandes vórtices (LES) utilizado em conjunto com as ferramentas da dinâmica dos fluidos computacionais (CFD) para o estudo da dispersão de compostos odorantes em presença de obstáculos, visando obter, além de valores médios, informações sobre a flutuação valores dos parâmetros importantes do escoamento e dispersão. Paralelamente, será investigado o uso de modelos dois algébricos recomendados pela agência ambiental norte americana (EPA), AERMOD e CALPUFF para o estudo da dispersão de compostos odorantes em presença de obstáculos. Os resultados de todos os modelos serão comparados com dados experimentais.
Israel Pestana Soares (Curriculum Lattes)
Título: Avaliação do uso de diferentes modelos receptores para determinação da contribuição das fontes de partículas totais em suspensão na cidade de Vitória, Espírito Santo
Resumo: O material particulado, como poluente atmosférico, tem sido foco de diversos estudado por ocasionar redução da visibilidade, alterações no clima, danos à vegetação, desgaste de edifícios e monumentos (EBNER, 2005; GODISH, 1997; HU et al., 2006; HYSLOP, 2009; LAJ et al., 2009). Visando assegurar o perfeito bem-estar da população é necessário identificar e quantificar as prováveis fontes poluidoras para gerenciar a qualidade do ar. Para isto, pode-se fazer o uso de ferramentas estatísticas como os modelos receptores para subsidiar diversas decisões que vão desde o âmbito local, como o tratamento dos efluentes de uma fonte potencialmente poluidora, até decisões de âmbito regional, como o planejamento do desenvolvimento urbano (CURBANI, 2004). O objetivo dos modelos receptores é identificar as fontes responsáveis pela emissão de determinado poluente partindo das características químicas do contaminante no receptor, esses modelos são empregados por todo o mundo em problemas de poluição do ar desde a década de 80 (SEINFELD, 2006).
O presente trabalho irá investigar os resultados dos modelos Balanço Químico de Massa (CMB), Fatoração de Matriz Positiva (PMF) e COPREM em dados de PTS coletados na estação automática de monitoramento da qualidade do ar da Enseada do Suá localizada na região da Grande Vitória, com o intuito de determinar as vantagens e desvantagens e analisar as potencialidades do uso em conjunto dos modelos. Para isso, as amostras serão analisadas quimicamente pelo método PIXE/TOT para servirem de dados de entrada dos modelos, assim como os perfis (composição química) das fontes emissoras de PTS.
Larissa Barbosa de Souza (Curriculum Lattes)
Título: Avaliação do Incômodo à População da Ilha do Boi por Partículas Sedimentáveis: Estudo de Correlação entre a Percepção de Incômodo e os Níveis de Concentração na Atmosfera.
Resumo: As partículas sedimentáveis, por serem substâncias presentes no ar que podem torná-lo, principalmente, inconveniente ao bem-estar público e danoso ao pleno uso e gozo da propriedade e às atividades normais da comunidade, devem ser estudadas com tanta atenção quanto às partículas capazes de causar danos à saúde.
A Região da Ilha do Boi situa-se em uma região influenciada pelas emissões de um pólo industrial existente na Região da Grande Vitória, e é uma região que possui uma população que se mostra bastante incomodada pela presença de partículas sedimentáveis, porém, esse nível de incômodo nunca foi quantificado.
Esta pesquisa pretende quantificar o nível de incômodo percebido pela população da ilha do Boi através da aplicação de um questionário à uma amostra da população de forma estatisticamente representativa. Posteriormente, será realizada uma pesquisa de painel, de dezembro de 2010 a março de 2011, na qual uma parcela menor dessa amostra irá responder, com frequência diária, semanal e mensal, quais as variações nos níveis de incômodo percebidos, sendo esses dados correlacionados com os dados de partículas totais medidos automaticamente por uma estação de qualidade do ar, dados de partículas sedimentáveis e dados meteorológicos.
Leandro Melo de Sá (Curriculum Lattes)
Leovegildo Izidoro Pereira Neto (Curriculum Lattes)
Título: Avaliação da Eficácia do Uso de Câmara de fluxo na Determinação das Taxas de Emissão de H2S Proveniente de Superfícies Líquidas Quiescentes
Resumo: O trabalho tem como objetivo determinar a taxa de emissão de compostos odorantes obtidos pelos modelos matemáticos, a fim de verificar a eficácia dos valores obtidos nas medições de concentração em meio gasoso se utilizando da câmara de fluxo US EPA- (Klenbusch, 1986) nas estações de tratamento de esgoto.
Luciano Rodrigues Perini (Curriculum Lattes)
Mayana Rigo Alves (Curriculum Lattes)
Título: Relação entre o fluxo de deposição de partículas sedimentáveis estimado e medido nas estações meteorológicas da Grande Vitória
Resumo: Com o objetivo de validar um modelo de cálculo de fluxo de deposição de poeira, o presente trabalho se propõe a comparar o método experimental de medição estabelecido pela Norma Internacional da ASTM – D 1739 nas estações meteorológicas da Grande Vitória, com o método teórico de fluxo de deposição.
Melina Moreira Conti (Curriculum Lattes)
Título: Caracterização química e morfológica de partículas sedimentáveis empregando a microscopia eletrônica de varredura acoplada ao sistema de energia dispersiva (MEV-EDS)
Resumo: O material particulado sedimentado (MPS), também denominado poeira sedimentada, é constituído de partículas com diâmetro aerodinâmico usualmente maior que 10 mm que são depositadas sobre superfícies devido à ação gravitacional.Estas partículas não estão fortemente ligadas a efeitos sobre a saúde pulmonar, visto que seu grande tamanho reduz a probabilidade de penetração profunda no sistema respiratório humano (Holgate et al., 1999). Entretanto, a poeira sedimentada causa incômodos à população como, por exemplo, impossibilidade de gozo pleno da propriedade e desconforto que pode gerar tensões psicológicas devido ao incômodo contínuo da sujeira gerada pela deposição sobre superfícies de uso cotidiano. Este projeto tem como objetivo estudar a caracterização das partículas sedimentáveis através das análises químicas e morfológicas por MEV-EDS de modo a permitir a determinação acurada das contribuições das principais fontes emissoras de poluentes, utilizando informações referentes à morfologia das partículas (formato e tamanho) para suplementar as informações obtidas pelas análises químicas de composição.
Milena Machado de Melo (Curriculum Lattes)
Título: Avaliação do incômodo causado por poluentes atmosféricos
Resumo: Esse projeto de doutorado demonstra sua relevância por se tratar de vidas que permanecem por longos períodos sujeitos aos efeitos do incômodo causado pela poluição atmosférica. Os poluentes atmosféricos podem provocar efeitos psicológicos, irritações, incômodo, desconforto e stress que afetam o bem estar e qualidade de vida das pessoas. (Lercher et al., 1995; Jackemim et al., 2007; Williams e Bird, 2003; Rotko et al., 2002). Por isso, saber que estamos em um meio poluído é algo preocupante e que requer um pouco mais de atenção por parte dos gestores e tomadores de decisão.
Partindo de um olhar específico sobre incômodo na região da grande Vitória remete-se uma questão preocupante quanto ao nível de insatisfação da população e a inexistência de parâmetros de controle na legislação e nas normas ambientais vigentes. Segundo Vallack e Shillito (1998) são poucos os países que possuem normas e legislação sobre os níveis de poluição que não provocam incômodo à população. Assim, uma contribuição para a sociedade vem de encontroe a necessidade de fornecer informações relevantes para definição de uma política ou legislação para implantação local.
Outra questão bastante relevante é a localização de Vitória que tem em seu entorno uma extensa área de manguezais, rios e o oceano, ou seja, ecossistemas que sofrem diariamente os impactos causados pela emissão de poluentes provenientes de fontes móveis e estacionárias situadas nessa região. Os poluentes atmosféricos podem causar diferentes tipos de incômodos como sujidades diversas, emissão de mal cheio, degradar materiais, vistas panorâmicas e afetar a visibilidade, além de causar danos em animais e vegetais (STENLUND et al., (2009); Braga et al., (2001)). Logo, contribuir para a redução dos riscos em ambientes bem como danos para a flora e fauna, são consideradas justificativas plausíveis para o desenvolvimento deste projeto.
Nadir Salvador (Curriculum Lattes)
Título: Adequação de parametrizações do modelo WRF para as regiões da Grande Vitória-BR e de Dunkerque-FR
Resumo: A pesquisa tem o objetivo de encontrar parametrizações para o modelo Weather Research and Forecast (WRF) que melhore o seu ajuste para as regiões de domínio da pesquisa.
O WRF é considerado o estado da arte em modelagem atmosférica e vem sendo introduzido, gradativamente, nos meios acadêmicos brasileiros, apesar das poucas simulações que exploram suas parametrizações.
Portanto, com o ajuste mais adequado do modelo às regiões descritas, as inferências sobre as grandezas atmosféricas podem ter maior acurácia e, como essas grandezas influenciam o processo de transporte e dispersão de poluentes, uma inferência mais realista permite que se conheçam mais detalhadamente os possíveis efeitos das emissões de poluentes emitidos por fontes diversas existentes nessas regiões.
Nátaly Adriana Jiménez Monroy (Curriculum Lattes)
Título: Modelo ARFIMA Espaço-Temporal em Estudos de Poluição do Ar
Resumo: Nos estudos de poluição atmosférica é comum observar dados medidos em diferentes posições no espaço e diferentes momentos do tempo, como por exemplo, a medição de poluentes ao longo do tempo em uma coleção de estações de monitoramento. A dinâmica desse tipo de observações pode ser representada através de modelos estatísticos que consideram a dependência entre as observações em cada localização ou região e as observações nas regiões vizinhas, assim como dependência entre as observações medidas sequencialmente.
Nesse contexto, a classe geral dos modelos espaço-temporais é amplamente usada pois introduz explicitamente a incerteza inerente aos dados, permite produzir previsões acuradas dos eventos de poluição em períodos de tempo futuros e realiza interpolação sobre regiões espaciais de interesse. Uma das classes de modelos espaço-temporais que tem mostrado maior utilidade para explicar a incerteza em sistemas que apresentam uma complexa variabilidade nas escalas temporal e espacial, é a dos Modelos Espaço-Temporais Autorregressivos e de Médias Móveis (STARMA), que foi introduzida por Pfeifer & Deutsch (1980a) e Pfeifer & Deutsch (1980b) como uma extensão dos modelos ARMA, considerando a evolução de uma série de observações espaciais através do tempo.
Os processos que podem ser representados pelos modelos STARMA são caracterizados por uma variável aleatória simples Zi(t), i=1,2,...,N, observada em N lugares fixos no espaço ao longo de T períodos de tempo (t=1,2,...,T),. A dependência entre essas N séries temporais é incorporada no modelo através de matrizes hierárquicas de ponderação N x N, especificadas a priori. Estas matrizes de ponderação devem incorporar as características físicas relevantes do sistema no modelo (Rao & Antunes, 2003). Analogamente a um modelo de séries temporais univariado, a observação zi(t), do processo Zi(t), expressa-se em termos de uma combinação linear de observações passadas e erros no ponto i=1,2,...,N. Porém, devido à dependência espacial no sistema, se incorporam adicionalmente, no modelo, observações passadas e erros nos lugares vizinhos de várias ordens espaciais.
A escassez de literatura dos modelos STARMA no que tange ao desenvolvimento e avanço da metodologia para diferentes estruturas de dependência, assim como à abordagem específica em estudos atmosféricos, estimula o interesse para o desenvolvimento desta pesquisa. Nessa direção, o objetivo principal desta pesquisa é estudar o modelo STARMA no contexto de diferentes estruturas de dependência estocástica, com ênfase na longa dependência (modelo ARFIMA Espaço-Temporal ou STARFIMA com d>0), e aplicar a metodologia proposta na análise de observações de concentração de poluentes obtidas da rede de monitoramento da Região da Grande Vitória (ES) para fazer previsões para tempos futuros e interpolação espacial na região.
Rafael Sartim (Curriculum Lattes)
Samira Herculano Barbirato (Curriculum Lattes)
Título: Determinação de compostos orgânicos em aerossol urbano
Resumo: Este projeto tem como objetivo conhecer e compreender a composição da fração orgânica do material particulado e suas principais fontes, avaliando quantitativa e qualitativamente os biomarcadores dos processos de emissão mais representativos da RGV por fração granulométrica.