CORREDORES GEOMORFOLÓGICOS E A CIRCULAÇÃO DOS PARTÍCULADOS ATMOSFÉRICOS DO DISTRITO INDUSTRIAL DE PIRAPORA - MG.

Autores

Ribeiro, E.V. (UFMG) ; Trindade, W.M. (UFMG) ; Carvalho, V.L.M. (UFMG) ; Horn, A.H. (UFMG) ; Alves Ferreira, M. (UNIMONTES)

Resumo

Este trabalho apresenta uma análise do comportamento dos particulados atmosféricos emitidos por fontes fixas localizadas no distrito industrial de Pirapora. A dinâmica atmosférica regional marcada por ventos vindos de nordeste condiciona a movimentação preferencial dos particulados para SW. A movimentação da pluma é condicionada por dois corredores geomorfológicos:(1) direção NE-SW delimitado pela barreira orográfica na cota de 600m e (2) direção E-W na cota média de 800m.

Palavras chaves

Unidades geomorfológicas; Imagens de satélite; Partículas Atmosféricas

Introdução

A poluição da atmosfera apresenta-se como um importante tema no contexto dos problemas ambientais na atualidade. Dois pontos importantes devem ser destacados: a contribuição dos espaços urbanos e das áreas industriais. Este último, apesar da maior dimensão e intensidade dos problemas relacionados, tem como fator atenuante o fato de se tratarem de fontes pontuais, o que possibilita estudos e intervenção direta. Na atmosfera, uma série de gases (Co₂, NOₓ etc.) tem papel de destaque por seus efeitos tóxicos e são intensamente estudados. Os particulados atmosféricos, apesar de pouco conhecidos pela mídia ambientalista, são importantes marcadores da degradação da qualidade ambiental de acordo com sua composição química ou compostos adsorvidos. A partir da deposição, os materiais particulados interagem com a superfície de deposição, onde podem se acumular e comprometer a qualidade da água, solo, sedimento e plantas. Além disso, durante o transporte, a presença dessas partículas na atmosfera compromete a qualidade do ar tendo efeito direto na biosfera, podendo afetar, inclusive, a saúde humana. O conhecimento da dinâmica de transporte e deposição dos particulados é fundamental para entender, preliminarmente, a abrangência dos problemas relacionados. Neste contexto, o objetivo do trabalho é entender o comportamento dos particulados atmosféricos, emitidos no distrito industrial de Pirapora, por meio do estudo da direção preferencial, padrão de dispersão e abrangência da emissão considerando as características da superfície (geomorfologia local) e a direção preferencial dos ventos. A emissão de particulados no distrito industrial da cidade de Pirapora tem chamado atenção tanto da população local quanto de pesquisadores, isto se deve a constante e visível emissão de particulados na porção norte da sede municipal. A preocupação refere-se tanto o risco associado aos particulados emitidos quanto à própria abrangência da deposição dos materiais.

Material e métodos

Os procedimentos metodológicos basearam-se na análise de imagens de satélite e nas características climáticas e geomorfológicas da área de estudo. A partir das imagens de satélite foram efetuadas, no software Arcgis 10.1, análises da direção e as medidas da distância alcançada pelos particulados. Imagens de satélite são bastante utilizadas na identificação de plumas de fumaça/particulados, principalmente em estudos de queimadas. No Brasil trabalhos tem sido desenvolvidos pelo INPE (Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais) no Cerrado e na Amazônia (PEREIRA & SETZER 2009; ALMEIDA-FILHO 2003). Para este trabalho, foram utilizadas imagens LANDSAT 5 TM obtidas entre os anos de 1984 e 2011, das quais foram selecionadas aquelas que apresentaram melhor qualidade e baixa frequência de ruídos ou nuvens na área de trabalho. A composição mais adequada foi RGB-413: segundo o INPE (2014) a banda 1 (0,45 - 0,52) apresenta sensibilidade a plumas de fumaça oriundas de queimadas ou atividade industrial; a banda 3(0,63 - 0,69) de bom contraste entre as áreas ocupadas com vegetação e utilizada para delimitar a mancha urbana e por fim a Banda 4 (0,76 - 0,90) com sensibilidade à morfologia do terreno, permitindo a obtenção de informações sobre Geomorfologia, Solos e Geologia. Estas bandas atenderam ao objetivo do trabalho demonstrando boa visibilidade dos particulados e rugosidade do terreno em contraste com as características da superfície. Quanto aos aspectos climáticos trabalhou-se com os dados de velocidade e direção dos ventos. Estes foram obtidos junto ao INMET para a estação PIRAPORA - MG (OMM: 83483) no período de 01/01/1961 a 10/04/2014. A partir dos dados mensais foi construído um gráfico de direção e velocidade dos ventos. Um modelo digital de elevação (Brasil em Relevo da Embrapa SE-23-V-D/SE- 23-X-C) embasou a análise e interpretação da geomorfologia local como um possível condicionante no direcionamento dos particulados.

Resultado e discussão

Na área de estudo, os ventos fluem preferencialmente de Nordeste - NE (31,7%) definindo um eixo de deslocamento principal Nordeste - Sudoeste (NE-SW) com velocidade predominante entre 1-1,99km/h. Os dados meteorológicos corroboram com os resultados obtidos nas imagens de satélite, nas quais constatou-se uma direção geral dos particulados a oeste (W) em 85% das imagens analisadas. Das 212 imagens analisadas 11,7% apresentam nuvens ou algum defeito que impossibilitou a análise de direção, dispersão ou distância. Considerando as imagens de boa qualidade foram obtidas as seguintes direções preferenciais de deslocamento dos particulados/pluma: 40,1% Sudoeste; 29,9% Oeste; 6,9 % Norte (N), 5,3 % a Sul-Sudoeste (SSW) e Oeste-Sudoeste (WSW); 4,2% Noroeste (NW) e os 8,02% dividem-se entre Sul (S), Leste (E), Nordeste, Norte-Nordeste (NNE) e Sudeste (SE). Quanto à abrangência, foi obtida uma distância média do fluxo principal de 24,85 km. A distância máxima foi de 128,5 km na direção SW e a mínima de 2km à W. Destaca-se que a densidade da pluma apresenta maior densidade numa distância média de 15 km. Geomorfologicamente, a área encontra-se inserida na depressão Sanfranciscana com residuais do São Francisco onde se destaca as seguintes unidades de relevo: Planaltos tabulares do Chapadão dos Gerais a oeste, Serra do Repartimento (Morro do Trinchet) a leste e o complexo do Jatobá (que inclui a Serra do Alemães) a norte. Três superfícies principais caracterizam o relevo regional, a superfície de cimeira 900m (I), intermediária 700m (II) e o piso da depressão 470m (III), duas transições entre essas unidades funcionam como barreiras naturais ao deslocamento dos particulados. A primeira barreira orográfica (A) caracteriza-se por um desnível de 230 metros entre o piso da Depressão do São Francisco (470 m) e a superfície intermediária (700m). A segunda barreira (B) compreende um desnível de 200 metros que define a transição da superfície intermediária para o patamar superior (Superfície I) composto pelos residuais e escarpas erosivas que bordejam as chapadas tabulares (900m). Assim, tem-se as barreiras A e B com sua base nas cotas medias de 600m e 800m de altitude, respectivamente. A partir deste contexto geomorfológico e do comportamento dos particulados definiu-se um primeiro corredor geomorfológico NE-SW onde ocorre a circulação de 45,4% do fluxo com direção preferencial para SW e SSW numa distância média de 10km. O segundo, a oeste, de direção E-W, compreende uma área rebaixada (750m), localizada entre o limite norte do Chapadão dos Gerais (880m) e sul da Serra dos Alemães (870), onde as menores altitudes favoreceram a movimentação dos particulados a oeste alcançando as distâncias máximas. RIBEIRO (2009:25) coloca que a presença de elementos urbanos (e.g., edifícios e casas), assim como naturais (e.g., árvores e morros) ocasiona mudanças na direção e velocidade do vento, pois quando o vento encontra um bloqueio, ele é desviado de seu fluxo normal tendendo a fluir pelas laterais e por cima da estrutura. Para CHEREMISINOFF (2002, 295) o entendimento do comportamento de uma pluma, além das variáveis numéricas, depende das circunstâncias locais como rugosidade do terreno e variação dos efeitos orográficos e por essa razão o problema da determinação da ascensão de uma pluma é particularmente difícil. Neste sentido, os compartimentos geomorfológicos locais atuam como barreiras naturais à circulação dos particulados mantendo a pluma na área de vale do baixo curso dos afluentes do Rio São Francisco. A grande distância alcançada pela pluma e sua direção preferencial indicam as áreas que podem apresentar riscos ambientais relacionados à deposição de particulados. No entanto, deve-se se considerar que além da variáveis apresentadas, fatores como volume da emissão, altura da pluma formada assim como a velocidade do vento no momento em que a imagem foi obtida podem ter contribuído para movimentação.

Unidades Geomorfológicas(Superfícies I, II e II) e as Barreiras Orográficas(A e B): codicionanntes da circulação dos particulados.


Distribuição dos particulados atmosféricos. Fluxo inicial a SW e condicionamento para W pela barreira orográfica (B).

Conclusões

O histórico da circulação dos particulados atmosféricos observado nas imagens de satélites demonstrou uma direção preferencial que ocorre sob dois condicionantes geomorfológicos. As barreiras orográficas associadas à direção e velocidade do vento caracteriza um sistema de transporte a oeste em uma distância superior a 100km em 2011. O conhecimento da direção preferencial, abrangência e deposição dos particulados atmosféricos fornecem informações que poderão ser utilizadas em estudos dos compartimentos ambientais afetados, direcionando, por exemplo, a escolha dos locais de amostragem. A distância média alcançada pelos particulados indica a área onde a deposição é mais constante e em maior quantidade, podendo levar a maiores impactos a qualidade ambiental. Estudos detalhados das condições da atmosfera associados aos dados da fonte de emissão e imagens específicas do período poderão fornecer informações mais detalhadas sobre o comportamento dos particulados.

Agradecimentos

Referências

ALMEIDA-FILHO, R. “Um sistema brasileiro de sensoriamento remoto orbital dedicado à questão das queimadas?” Anais XI SBSR, Belo Horizonte, Brasil, 05 - 10 de Abril , INPE, 2003: 2409-2414.
CHEREMISINOFF, P N. Handbook of Air Pollution Prevention and Control. Worbun: Butterworth-Heinemann, 2002.
PEREIRA, M. C., e A. W. SETZER. Detecção de queimadas e plumas de fumaça na Amazônia através de imagens de satélites NOAA. In: Simpósio Brasileiro de Sensoriamento Remoto, 4. (SBSR), 1986, Gramado. Resumos... São José dos Campos: INPE, Jun, 1986, 51p., v. 1, p. 206. Printed, On-line. ISBN 978-85-17-00048-5. Disponível em: <http://urlib.net/3ERPFQRTRW/34Q3DC5>. Acesso em: 15 jul. 2014. de 1986.
RIBEIRO, L. A. A. Procedimento de Determinação dos Coeficientes de Dispersão Atmosférica do Modelo Gaussiano através de Análise Fotográfica de Plumas de Fumaça. Rio de Janeiro: Dissertação (mestrado) - Instituto Militar de Engenharia – Rio de Janeiro, 2009. Orientador: Prof. Sérgio Gavazza - Ph.D. 116 f., 2009.