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Título: Estudo do impacto da ampliação da usina termoelétrica de Mauá nas concentrações de Ozônio, CO e material particulado sobre as cidades de Manaus, Iranduba e Manacapuru, utilizando o WRF-CHEM.
Autor: Grana, Lucas Filipe Barini Rodrigues
Orientador: Souza, Rodrigo Augusto Ferreira
Coorientador: Medeiros, Adan Sady de
Palavras-chave: Química atmosférica
Modelagem climática.
Qualidade do ar
Emissão de gases antropogênicos
Data do documento: 1-Abr-2021
Programa: Clima e Ambiente - CLIAMB
Abstract: This master's work aimed to evaluate the impact of the installation of the Mauá 3 thermal power plant on CO, O3, MP2.5 and MP10 concentrations, performing the comparative analysis between two simulated rounds. The first simulated round considered as an emission scenario the mix of fuel oil, diesel and natural gas used in 2014 for electricity production, used by thermoelectric plants without the presence of the Mauá 3 plant, where 65% of the energy was generated. natural gas and the remaining 35% in oil or diesel that year (ELETROBRAS, personal communication, 2014). Subsequently a second round under the same conditions, but with the addition of the Mauá 3 plant, located in the Mauá thermoelectric complex, as generating power, 328 MW were added, resulting from the burning of natural gas. The analysis was simulated using the WRF-CHEM with data obtained from the GoAmazon2014/5 intensive IOP1 campaign, held from February 1 to March 31, 2014 in the rainy season. The period chosen for data analysis was March 2014. Data analyzes were performed on the surface for the Manaus region. It also delimited three subregions of study, which represent the wind areas below Manaus, in the municipalities of Iranduba and Manacapuru, besides the Amazonian capital. Data were analyzed within the range of the photochemical window, which according to CONAMA Resolution No. 491/2018 for CO and O3 gases should consider the 8-hour interval, beginning at 9:00 hrs. at 16:00 hrs. local, or 1:00 pm at 20:00 hrs. in UTC. For the analysis of particulate matter MP2.5 and MP10, the entire 24-hour interval was used. The analyzes were made by means of monthly average fields, difference of monthly average fields between the rounds and cash diagram of CO and O3 gases for each study region. The results show that the significant increase in the new thermoelectric power plant caused smaller increases in pollutant concentrations, compared to the concentrations already found in the previous scenario. It was observed that the impact was local, located in the thermoelectric plant region. Analyzing the city of Manaus individually, ozone decreased by 1.71% in the concentration of the second round with the Mauá 3 plant in relation to the round without the plant and in the region of the plant location there was a maximum decrease of 39.6%. of the concentration of ozone formed. For CO gas was found an increase over the area of Manaus municipality of 0.90% in concentration. At the location of the Mauá 3 plant there was a maximum increase of 75% in the carbon monoxide concentration. For fine particulate matter, the average increase was 12.5% consecutively, while for coarse particulate matter, the average increase was 11.36% between the two rounds. Thus, from this study it will be possible to better understand the relationships between gas emissions generated by thermal power plants and the pollution plume in the rainy season over the Amazon. In addition to the scientific interest, studies on tropospheric ozone, nitrogen oxides and particulate materials are expanded to adopt public policies aimed at maintaining the rate allowed by the main environmental agencies, and thus improving air quality.
Resumo: Nesse trabalho, buscou-se avaliar o impacto da instalação da Usina termelétrica de Mauá 3 nas concentrações de monóxido de carbono (CO), ozônio (O3) e material particulado (MP2.5 e PM10) a partir de uma a análise comparativa entre duas simulações numéricas com o modelo WRF-CHEM (Weather Research and Forecasting model coupled with Chemistry). A primeira rodada simulada considerou como cenário de emissão a utilização combinada de óleo combustível, diesel e gás natural usados em 2014, para produção de eletricidade, usados por usinas termelétricas sem a presença da usina de Mauá 3, em que 65% da energia foi gerada por gás natural e os restantes 35% em óleo ou diesel naquele ano (ELETROBRAS, comunicação pessoal, 2014). Posteriormente, uma segunda rodada sob as mesmas condições, mas agora com a adição da usina de Mauá 3, localizada no complexo termelétrico de Mauá, como potência geradora foram adicionadas 328MW, advinda da queima de gás natural. A análise foi simulada utilizando o WRF-CHEM com dados obtidos da primeira campanha intensiva (IOP1), do projeto GoAmazon2014/5, realizada de 1 de fevereiro a 31 de março de 2014, na estação chuvosa. O período escolhido para a análise dos dados foi março de 2014. As análises dos dados foram realizadas na superfície para a região de Manaus. Delimitou-se ainda três sub-regiões de estudo, que representam as áreas vento abaixo de Manaus, nos municípios de Iranduba e Manacapuru, além da capital amazonense. Os dados foram analisados dentro do intervalo da janela fotoquímica, que segundo a resolução do CONAMA nº 491/2018 para os gases CO e O3 deve-se considerar o intervalo de 8 horas. Neste trabalho foi utilizado o intervalo entre 9:00 h e 16:00 h, hora local, ou entre 13:00h e 20:00 h em UTC (Coordinated Universal Time). Já para as análises do material particulado (PM2.5 e PM10) foi utilizado todo o intervalo de 24 horas. As análises foram realizadas por meio de campos médios mensal, diferença dos campos médios mensais entre as rodadas e diagrama de caixa das concentrações dos gases estudados, para cada região de estudo. Os resultados mostram que o incremento da nova planta termoelétrica de geração de energia causou aumentos em menores proporções nas concentrações de poluentes, em comparação às concentrações já encontradas no cenário anterior. Observou-se ainda que o impacto foi local, situado na região do entorno da usina termelétrica. Analisando individualmente a cidade de Manaus, o ozônio sofreu uma redução de 1,71% na concentração da 2º rodada com a usina de Mauá 3, em relação a rodada sem a usina e na região da localização da usina houve diminuição máxima de 39,6% da concentração de ozônio formado. Para o gás CO foi encontrado um aumento sobre a região do município de Manaus de 0,90% na concentração. Na localização da usina de Mauá 3 houve aumento máximo de 75% da concentração de monóxido de carbono. Para o material particulado fino obteve-se consecutivamente aumento médio de 12,5%, enquanto para o material particulado grosso o aumento médio foi de 11,36% entre as duas rodadas. Assim, a partir desse estudo será possível entender melhor as relações entre as emissões de gases gerados por usinas termelétricas e a pluma de poluição no período chuvoso sobre a Amazônia. Além do interesse científico, faz-se ampliar os estudos sobre o ozônio troposférico, óxidos de nitrogênio e materiais particulados para a adoção de políticas públicas que visem manter os níveis de qualidade do ar dentro dos padrões permitidos pelos órgãos de controle e eventualmente adotar iniciativas para melhorar a qualidade do ar da cidade de Manaus.
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