Questão 4 - Uma empresa de produção de 3.000 toneladas por dia de fertilizante nitrogenado possui emissão de material particulado, nas frações apresentadas na Tabela 1, óxido nitroso e amônia, descrito na Tabela 2, que causam cheiro forte na comunidade. A percepção do cheiro da amônia é de
e do óxido nitroso
e se trata de um gás inflamável. A legislação de qualidade do ar delimita o material particulado em
para material particulado inalável. A legislação CÓNAMA 436/2011 e condicionantes delimita a emissão de amônia em
e de óxido nitroso em
e de material particulado inalável em
.
| Tamanho de partícula
|
Porcentagem na emissão (%) |
|---|---|
| 0-5 | 2,0 |
| 5-10 | 6,7 |
| 10-30 | 12,7 |
| 30-50 | 18 |
| 50-80 | 30 |
| Substância | Concentração
|
|---|---|
| Amônia | 3,62 |
| Óxido nitroso | 0,022 |
Considerando que a empresa respeita as emissões definidas pelas condicionantes, qual a diluição mínima local para que a população do entorno da empresa não seja impactada? Explique. (1 ponto)
Passo 1
Vou listar claramente o que o enunciado dá e o que pede (tomei estes números do enunciado e das tabelas fornecidas).
- O enunciado pergunta: “qual a diluição mínima local para que a população do entorno da empresa não seja impactada?” — ou seja, qual fator de diluição (quantas vezes a concentração deve ser reduzida) para que as concentrações no ar ambiente fiquem abaixo dos níveis que causam impacto à população.
- Dados relevantes (peguei estes números do enunciado / tabelas):
- Limiares de percepção / perigo:
- percepção de cheiro da amônia:
- percepção de cheiro do óxido nitroso:
- percepção de cheiro da amônia:
- Valores de limite estabelecidos nas condicionantes / legislação (assumimos que a empresa respeita essas emissões máximas nas saídas):
- amônia (condicionante):
- óxido nitroso (condicionante):
- material particulado inalável (condicionante):
- amônia (condicionante):
- Padrão de qualidade do ar citado para material particulado inalável:
- A Tabela 2 também traz concentrações medidas (em
): - amônia:
(isto é ). - óxido nitroso:
(isto é ).
- amônia:
- Limiares de percepção / perigo:
- Observação que vou assumir (pela frase do enunciado “a empresa respeita as emissões definidas pelas condicionantes”): para avaliar o impacto à população vou usar as concentrações máximas permitidas nas condicionantes (ou seja,
para amônia, para óxido nitroso, para PM) como as concentrações na fonte que devem ser diluídas até níveis aceitáveis no ar ambiente.
Passo 2
Estratégia de resolução (como vou calcular a diluição mínima, e por que):
- Definição de fator de diluição: se a concentração na fonte é
e a concentração máxima aceitável no receptor é , o fator de diluição necessário é
- Unidade:
é adimensional (razão entre concentrações). Sempre converter todas as concentrações para a mesma unidade antes de dividir. - Critério para
: para evitar impacto à população escolho, para cada poluente, o valor mais protetor relacionado ao impacto humano: - para gases odoríferos (amônia, N2O) uso o limiar de percepção/cheiro se o objetivo é evitar incômodo por odor; alternativamente poderia usar um padrão de saúde se fornecido, mas o enunciado destacou percepção de cheiro — então esse é o critério de impacto de interesse.
- para material particulado uso o padrão de qualidade do ar citado (
), pois é o parâmetro de proteção à saúde/qualidade do ar.
- Vou calcular
para cada poluente (amônia, óxido nitroso, material particulado) e tomar como diluição mínima local necessária o maior desses , porque precisamos satisfazer todas as restrições ao mesmo tempo (a diluição deve ser suficiente para o poluente mais crítico).
Passo 3
Conversões de unidades (sempre importante fazer passo a passo):
- Converter as concentrações das condicionantes para as mesmas unidades dos limites de aceitação:
- amônia na condicionante:
(já em mg/m^3). - óxido nitroso na condicionante:
(já em mg/m^3). - PM na condicionante:
- amônia na condicionante:
- Limites de aceitação que escolhi:
- amônia (limiar de percepção):
- óxido nitroso (limiar de percepção):
- PM (padrão de qualidade do ar citado):
- amônia (limiar de percepção):
Passo 4
Cálculo do fator de diluição para a amônia:
- Fórmula:
- Substituindo (uso a concentração permitida na condicionante como concentração de fonte:
; aceitação = limiar de percepção ):
- Arredondando para um valor inteiro que garanta proteção, usamos
(ou seja, diluir pelo menos 86 vezes para ficar abaixo do limiar de percepção da amônia, se a fonte estiver emitindo no limite de condicionante).
Observação: se em vez de usar o limite da condicionante se usasse a concentração medida na Tabela 2 (
), teria
um valor muito maior. Mas sigo a hipótese do enunciado de que a empresa respeita as condicionantes.
Passo 5
Cálculo do fator de diluição para o óxido nitroso:
- Fórmula:
- Substituindo (fonte =
; aceitação = limiar de percepção ):
- Arredondando para segurança:
- Observação: a concentração medida na Tabela 2 é
, ligeiramente abaixo do limiar de percepção ; nesse caso, se a fonte estivesse exatamente na medida da tabela, não seria necessário diluir para evitar percepção. Mas, como usamos os limites da condicionante (empresa respeita), usamos .
Passo 6
Cálculo do fator de diluição para material particulado inalável:
- Temos condicionante:
- Padrão de qualidade do ar (aceitação):
- Então
- Interpretação: seria preciso diluir a emissão de PM em pelo menos
vezes para reduzir de (condicionante) até (padrão de qualidade do ar).
Passo 7
Determinar a diluição mínima global:
- Para que nenhum poluente cause impacto, a diluição local precisa ser suficiente para todos eles simultaneamente. Ou seja, tomar o maior entre os fatores:
- Substituindo os valores obtidos:
-
-
(arredondar para 4 para segurança). -
-
- Portanto
- Conclusão interpretativa: o material particulado é o poluente mais crítico neste conjunto de critérios (padrão de qualidade do ar muito mais baixo em
que a concentração da condicionante em ), exigindo uma diluição muito maior que a necessária para gases. Logo, para garantir que a população não seja impactada segundo os critérios adotados (limiar de percepção para gases e padrão de qualidade do ar para PM), a diluição local mínima deve ser de aproximadamente vezes.
Resposta
A diluição mínima local necessária é de
vezes.