Uso de vants na avaliação das emissões atmosféricas provenientes do modal ferroviário

Abstract

Resumo : O crescimento dos centros urbanos, atrelado principalmente ao aumento na populacao mundial, traz consigo uma serie de implicacoes. Entre elas, a ampliacao do uso de meios de transporte movidos a combustiveis fosseis pode ser relacionada ao aumento nas concentracoes atmosfericas de especies quimicas prejudiciais a saude humana. Como exemplo em alguns centros urbanos, podemos citar as emissoes provenientes do modal ferroviario, o que incrementa a poluicao atmosferica local. Nesse sentido, uma maneira de se medir a emissao desses gases e particulas emitidas pela queima de combustivel em locomotivas, seria a utilizacao de um sistema gfarejadorh, consistindo em um drone com sensores eletroquimicos miniaturizados embarcados. O presente trabalho buscou avaliar a aplicabilidade desse sistema na avaliacao da concentracao dos gases emitidos por trens de passageiro e carga nas proximidades de uma linha ferrea localizada no municipio de Curitiba. A acuracia dos sensores de NO2, SO2, O3 e PM foi devidamente avaliada usando uma estacao de monitoramento atmosferico de referencia. A estrategia dos voos sobre os trens foi estabelecida objetivando-se a quantificacao dos gases, ao nivel do solo, antes da passagem dos trens e sobre os trens em movimento. Especificamente, a concentracao media de SO2 antes da passagem do trem foi de 20 ƒÊg/m3 e na passagem do trem, a concentracao indicou maximo de 110 ƒÊg/m3. A concentracao media de NO2 foi de 30 ƒÊg/m3 para 120 ƒÊg/m3 e a oncentracao media de O3 foi de 80 ƒÊg/m3 para 135 ƒÊg/m3. Em particular, foi registrado em gatrasoh nas medicoes de O3 e NO2 de 2 minutos entre a passagem do trem e o registro no maximo de concentracao, sendo essa variacao potencialmente atrelada as reacoes secundarias dos gases na atmosfera. Os perfis verticais dos gases foram avaliados de 1 ate 15 metros de altura em relacao ao solo, antes e apos a passagem do trem. De fato, o sistema proposto se mostrou util para a medicao de emissao de fontes moveis, facilitando a compreensao previa de tais emissoes. No caso estudado, foi notado um consistente aumento das concentracoes dos gases amostrados, NO2- SO2, e O3, durante a passagem de trens de passageiro e de carga no municipio de Curitiba. Entre esses gases, os maiores aumentos foram encontrados para o dioxido de enxofre, o que pode indicar que a carga sulfurica dos combustiveis utilizados nos trens da capital paranaense e elevada, e as emissoes provenientes desse modal podem potencialmente gerar concentracoes nocivas a qualidade do ar e a saude publica da regiao.

Abstract : The growth of the urban centers, tied mainly to the increase in the global population, has brought along with itself a series of implications. Among them, the intensification of the use of means of transportation witch use fossil fuels can be related to the increase of atmospheric concentration of chemical species that are harmful to human health. One possible example in urban environments would be the emissions from the railroader modal, which raises local levels of pollutant concentrations. In this context, a way to measure the emission of those gases and particles from the use of fossil fuels in locomotives, would be the use of a "sniffing" system. That would consist of a drone equipped with miniaturized electrochemical sensors, since the direct measure over the smokestacks is not viable. This paper intended to evaluate the applicability of that sensor equipped drones in evaluating the concentrations of gaseous emissions from cargo and passenger trains over a railway located in Curitiba. Accuracy of NO2, SO2, O3 and MP was appropriately evaluated, using reference equipment. The flight strategy was established so that the quantification of the studied gases at ground level, before and after trains passages, and directly over the passing trains was possible. Specifically, the mean concentration of SO2 before the trains went by was 20 ìg/m³ and, while the locomotives were passing, maximum concentration was 110 ìg/m³. The mean increase of NO2 concentrations was from 30 ìg/m³ to 120 ìg/m³; and for O3 concentrations, was from 80 ìg/m³ to 135 ìg/m³. In particular, a 2-minute lag was registered between the passing of the trains and the maximum concentrations of NO2 and O3 registered. This was potentially due to secondary reactions of such gases in the atmosphere. Vertical profiles of said gases were evaluated between 1 and 15 meters above ground, before and after the passing of locomotives. In fact, the proposed system proved itself useful when measuring the emission from mobile sources, favoring the prior comprehension of such emissions. In the studied case, there was a consistent increase in the levels of pollutants during the passage of both passenger and cargo trains. Between the studied gases, the highest increase was observed in relation to sulfur dioxide, indicating that the sulfuric content of the fuels used in trains in the city can be high, and the emissions form the railway modal can generate concentrations of gases which can be harmful to air quality nd public health in the area.