Modelagem da eficiência de estratégias de controle de emissões atmosféricas na qualidade do ar local

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2019
Autor(a) principal: Felipe Marinho Maciel
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal de Minas Gerais
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: https://hdl.handle.net/1843/RAOA-BELR34
Resumo: Growing levels of urbanization in developing countries have generally resulted in increasing air pollution, due to higher activity in the transportation, energy, and industrial sectors. The identification and understanding of the multiple pollutant sources´ contribution to air quality in such sectors, locally and regionally, is essential to designing an effective emission control policy. Air quality modelling associated with emission scenarios is an important tool that can provide guidance on the most efficient and effective air quality management strategy. This work focuses on Piracicaba, an industrial municipality with a total area of 1378 km² and a population of 365 thousand inhabitants, located in the state of São Paulo. After updating its air quality standards in 2013 to levels suggested by the World Health Organization, the state of São Paulo has proposed a state-wide stationary and mobile sources emission reduction program, singling out locations in which air quality levels do not comply with the updated standards. Control strategies proposed so far focus on local stationary sources, (mainly sugar-alcohol, automotive and steel industries) largely underestimating vehicle emissions and regional contributions from the neighboring Metropolitan Area of São Paulo to the local air quality. This work aims to model this scenario by preparing spatially and temporally averaged emissions from local industrial sources, using mandatory monitoring data and process-based estimations, along with secondary emission inventories from the EDGAR HTAP_V2 project to represent other significant emission sources. This data is processed using SMOKE which, along with a local and regional WRF meteorological model, serve as an input for modelling emission reduction scenarios and estimating their effectiveness in achieving the expected air quality levels, using CMAQ. Results estimate that a 20% reduction in local particulate matter (PM) emissions results in up to 24% improvement in PM concentration levels, but a 20% reduction in tropospheric ozone precursors emissions results in a 5% increase in averaged local ozone concentration levels in critical areas. This project provides a framework for further evaluation of emission reduction scenarios and its impact on local air quality applicable to the Piracicaba region, and that can be reproduced in other municipalities across the country.
id UFMG_bafa5b95bcd8d13e15aaf34d1f42ae73
oai_identifier_str oai:repositorio.ufmg.br:1843/RAOA-BELR34
network_acronym_str UFMG
network_name_str Repositório Institucional da UFMG
repository_id_str
spelling 2019-08-10T09:24:13Z2025-09-09T01:32:57Z2019-08-10T09:24:13Z2019-02-08https://hdl.handle.net/1843/RAOA-BELR34Growing levels of urbanization in developing countries have generally resulted in increasing air pollution, due to higher activity in the transportation, energy, and industrial sectors. The identification and understanding of the multiple pollutant sources´ contribution to air quality in such sectors, locally and regionally, is essential to designing an effective emission control policy. Air quality modelling associated with emission scenarios is an important tool that can provide guidance on the most efficient and effective air quality management strategy. This work focuses on Piracicaba, an industrial municipality with a total area of 1378 km² and a population of 365 thousand inhabitants, located in the state of São Paulo. After updating its air quality standards in 2013 to levels suggested by the World Health Organization, the state of São Paulo has proposed a state-wide stationary and mobile sources emission reduction program, singling out locations in which air quality levels do not comply with the updated standards. Control strategies proposed so far focus on local stationary sources, (mainly sugar-alcohol, automotive and steel industries) largely underestimating vehicle emissions and regional contributions from the neighboring Metropolitan Area of São Paulo to the local air quality. This work aims to model this scenario by preparing spatially and temporally averaged emissions from local industrial sources, using mandatory monitoring data and process-based estimations, along with secondary emission inventories from the EDGAR HTAP_V2 project to represent other significant emission sources. This data is processed using SMOKE which, along with a local and regional WRF meteorological model, serve as an input for modelling emission reduction scenarios and estimating their effectiveness in achieving the expected air quality levels, using CMAQ. Results estimate that a 20% reduction in local particulate matter (PM) emissions results in up to 24% improvement in PM concentration levels, but a 20% reduction in tropospheric ozone precursors emissions results in a 5% increase in averaged local ozone concentration levels in critical areas. This project provides a framework for further evaluation of emission reduction scenarios and its impact on local air quality applicable to the Piracicaba region, and that can be reproduced in other municipalities across the country.Universidade Federal de Minas GeraisModelagem fotoquímicaQualidade do arInventário de emissõesMeio ambienteAr PoluiçãoAr QualidadeEngenharia sanitáriaModelagem da eficiência de estratégias de controle de emissões atmosféricas na qualidade do ar localinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisFelipe Marinho Macielinfo:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UFMGinstname:Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)instacron:UFMGTaciana Toledo de Almeida AlbuquerqueRafael Sartim.Vanessa Silveira Barreto CarvalhoLeila Droprinchinski MartinsA crescente urbanização em países em desenvolvimento têm resultado em crescentes níveis de poluição atmosférica. A identificação das múltiplas fontes de poluentes dos setores emissores para a qualidade do ar local e regional é essencial para a concepção de políticas de controle de emissões efetivas. A modelagem de qualidade do ar associada à cenários de emissão é uma ferramenta que pode orientar a seleção das estratégias de gestão de qualidade do ar mais eficientes e eficazes. Esse trabalho tem como foco Piracicaba, São Paulo, um munícipio com área de 1378 km² e população de 365 mil habitantes. Adiantando-se à revisão dos padrões de qualidade do ar nacionais realizada em 2018, São Paulo revisou os padrões aplicáveis ao seu território em 2013 aos níveis sugeridos pela Organização Mundial da Saúde, e propôs programas de redução de emissões para fontes estacionárias e móveis, singularizando regiões com excedências aos níveis de qualidade do ar almejados. Estratégias de controle propostas têm como foco emissões estacionárias locais, especialmente de indústrias, subestimando contribuições veiculares e de outras regiões metropolitanas à qualidade do ar local. Esse cenário foi modelado numericamente por meio de inventário de emissões de fontes industriais locais temporal e espacialmente alocadas, construído com informações de monitoramento e estimativas baseadas em fatores de emissão, em conjunto com emissões do inventário global EDGAR HTAP_V2 para representar outras emissões de fontes significativas. Esses dados foram processados usando o modelo SMOKE e, em conjunto com resultados do modelo meteorológico local e regional WRF, foram utilizados como entrada para a modelagem de cenários de reduções de emissão, estimando sua eficiência em atingir os padrões de qualidade do ar esperados, usando o modelo CMAQ. Resultados estimam que 20% de reduções nas emissões locais de material particulado podem resultar em melhorias de até 24% nas concentrações médias desse parâmetro na qualidade do ar, entretanto reduções de 20% nas emissões de poluentes precursores do ozônio troposférico podem resultar em um aumento de até 5% nas concentrações do ozônio na qualidade do ar em áreas críticas. Esse projeto fornece uma abordagem para a avaliação de cenários de reduções de emissões e seu impacto na qualidade do ar local aplicáveis à Piracicaba e a outras municipalidades no país.UFMGORIGINALfelipe_maciel___diss___v2.0clean.pdfapplication/pdf7180276https://repositorio.ufmg.br//bitstreams/c3f52443-86de-42a8-a237-00263d3c44fb/download48c9eae8e4d3422c4bc4d6ec780848caMD51trueAnonymousREADTEXTfelipe_maciel___diss___v2.0clean.pdf.txttext/plain211333https://repositorio.ufmg.br//bitstreams/c68f7b2a-6e8c-49f0-aef1-da7643306d6f/downloadaac4f741827ed52a6809959aca8d27a6MD52falseAnonymousREADTHUMBNAILfelipe_maciel___diss___v2.0clean.pdf.jpgfelipe_maciel___diss___v2.0clean.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg3415https://repositorio.ufmg.br//bitstreams/5907f0ad-a449-4802-a768-1f2baf3587d6/download31de855b29c1de6cc7db44442c172c79MD53falseAnonymousREAD1843/RAOA-BELR342025-09-09 15:50:10.687open.accessoai:repositorio.ufmg.br:1843/RAOA-BELR34https://repositorio.ufmg.br/Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufmg.br/oairepositorio@ufmg.bropendoar:2025-09-09T18:50:10Repositório Institucional da UFMG - Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)false
dc.title.none.fl_str_mv Modelagem da eficiência de estratégias de controle de emissões atmosféricas na qualidade do ar local
title Modelagem da eficiência de estratégias de controle de emissões atmosféricas na qualidade do ar local
spellingShingle Modelagem da eficiência de estratégias de controle de emissões atmosféricas na qualidade do ar local
Felipe Marinho Maciel
Meio ambiente
Ar Poluição
Ar Qualidade
Engenharia sanitária
Modelagem fotoquímica
Qualidade do ar
Inventário de emissões
title_short Modelagem da eficiência de estratégias de controle de emissões atmosféricas na qualidade do ar local
title_full Modelagem da eficiência de estratégias de controle de emissões atmosféricas na qualidade do ar local
title_fullStr Modelagem da eficiência de estratégias de controle de emissões atmosféricas na qualidade do ar local
title_full_unstemmed Modelagem da eficiência de estratégias de controle de emissões atmosféricas na qualidade do ar local
title_sort Modelagem da eficiência de estratégias de controle de emissões atmosféricas na qualidade do ar local
author Felipe Marinho Maciel
author_facet Felipe Marinho Maciel
author_role author
dc.contributor.author.fl_str_mv Felipe Marinho Maciel
dc.subject.por.fl_str_mv Meio ambiente
Ar Poluição
Ar Qualidade
Engenharia sanitária
topic Meio ambiente
Ar Poluição
Ar Qualidade
Engenharia sanitária
Modelagem fotoquímica
Qualidade do ar
Inventário de emissões
dc.subject.other.none.fl_str_mv Modelagem fotoquímica
Qualidade do ar
Inventário de emissões
description Growing levels of urbanization in developing countries have generally resulted in increasing air pollution, due to higher activity in the transportation, energy, and industrial sectors. The identification and understanding of the multiple pollutant sources´ contribution to air quality in such sectors, locally and regionally, is essential to designing an effective emission control policy. Air quality modelling associated with emission scenarios is an important tool that can provide guidance on the most efficient and effective air quality management strategy. This work focuses on Piracicaba, an industrial municipality with a total area of 1378 km² and a population of 365 thousand inhabitants, located in the state of São Paulo. After updating its air quality standards in 2013 to levels suggested by the World Health Organization, the state of São Paulo has proposed a state-wide stationary and mobile sources emission reduction program, singling out locations in which air quality levels do not comply with the updated standards. Control strategies proposed so far focus on local stationary sources, (mainly sugar-alcohol, automotive and steel industries) largely underestimating vehicle emissions and regional contributions from the neighboring Metropolitan Area of São Paulo to the local air quality. This work aims to model this scenario by preparing spatially and temporally averaged emissions from local industrial sources, using mandatory monitoring data and process-based estimations, along with secondary emission inventories from the EDGAR HTAP_V2 project to represent other significant emission sources. This data is processed using SMOKE which, along with a local and regional WRF meteorological model, serve as an input for modelling emission reduction scenarios and estimating their effectiveness in achieving the expected air quality levels, using CMAQ. Results estimate that a 20% reduction in local particulate matter (PM) emissions results in up to 24% improvement in PM concentration levels, but a 20% reduction in tropospheric ozone precursors emissions results in a 5% increase in averaged local ozone concentration levels in critical areas. This project provides a framework for further evaluation of emission reduction scenarios and its impact on local air quality applicable to the Piracicaba region, and that can be reproduced in other municipalities across the country.
publishDate 2019
dc.date.accessioned.fl_str_mv 2019-08-10T09:24:13Z
2025-09-09T01:32:57Z
dc.date.available.fl_str_mv 2019-08-10T09:24:13Z
dc.date.issued.fl_str_mv 2019-02-08
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv https://hdl.handle.net/1843/RAOA-BELR34
url https://hdl.handle.net/1843/RAOA-BELR34
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de Minas Gerais
publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de Minas Gerais
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UFMG
instname:Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)
instacron:UFMG
instname_str Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)
instacron_str UFMG
institution UFMG
reponame_str Repositório Institucional da UFMG
collection Repositório Institucional da UFMG
bitstream.url.fl_str_mv https://repositorio.ufmg.br//bitstreams/c3f52443-86de-42a8-a237-00263d3c44fb/download
https://repositorio.ufmg.br//bitstreams/c68f7b2a-6e8c-49f0-aef1-da7643306d6f/download
https://repositorio.ufmg.br//bitstreams/5907f0ad-a449-4802-a768-1f2baf3587d6/download
bitstream.checksum.fl_str_mv 48c9eae8e4d3422c4bc4d6ec780848ca
aac4f741827ed52a6809959aca8d27a6
31de855b29c1de6cc7db44442c172c79
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
MD5
MD5
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UFMG - Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)
repository.mail.fl_str_mv repositorio@ufmg.br
_version_ 1862105617566531584