Apresentação

Atualmente, no NÚCLEO DE ESTUDO DA QUALIDADE DO AR (NQualiAr), vinculado ao Programa de Pós-graduação em Engenharia Ambiental da UFES, são efetuados diversos estudos científicos relacionados à quantificação e minimização das emissões; à dispersão atmosférica dos contaminantes provenientes destas emissões; e ao impacto ambiental causado quando os contaminantes atmosféricos atingem os receptores. A equipe de pesquisadores do NQualiAr, em conjunto, publicou 52 artigos em periódicos indexados nos últimos 5 anos, além de promoverem a formação de dezenas de mestres no Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental da UFES e a iniciação cientifica de dezenas de alunos de graduação em engenharia, estando atualmente vinculados ao grupo 17 alunos de Doutorado, 13 alunos de Mestrado e 12 alunos de Iniciação Científica.

Os objetivos do NQualiAr são:

• Executar projetos de pesquisa na área de qualidade do ar contribuindo para o aprofundamento e produção de conhecimento para a solução de problemas de caráter técnico/científico a fim de identificar, minimizar ou eliminar os impactos de origem antropogênica na qualidade do ar;

• Estruturar e implementar linhas e projetos de pesquisa visando  (i) a investigação de temas relevantes para a comunidade cientifica nacional e internacional, para o parque industrial local e nacional, para a saúde e bem-estar da população em geral;  (ii) a promoção e valorização da pesquisa cientifica, no ensino e na extensão realizados nos cursos de graduação e pós-graduação em Engenharia Ambiental Universidade Federal do Espírito Santo; (iii) a integração de professores, pesquisadores, estudantes e técnicos que atuam em atividades de ensino, pesquisa e extensão relacionados a qualidade do ar no Brasil e exterior que desejem e possam contribuir para a missão do Núcleo;

• Disseminar o conhecimento técnico/científico através da realização de conferencias, congressos palestras, cursos, seminários, workshops, simpósios e outros, contribuindo para a divulgação dos conhecimentos produzidos nas linhas de pesquisas implementadas pelo NQualiAr e para o treinamento de estudantes, professores e profissionais de nível técnico e superior.

• Criar condições para implementação e funcionamento de estágios de educação continuada, estágios em pesquisa, estágios supervisionados, cursos de atualização/aperfeiçoamento, lato sensu e stricto sensu a fim de servir como espaço acadêmico para formação e aperfeiçoamento de alunos e professores,

• Estimular ações de transferência de tecnologia, através de consultorias técnicas na área, desenvolvimento de projetos cooperativos, estruturação de uma biblioteca específica;

A poluição do ar representa uma vasta área de pesquisa que pode estar associada aos problemas em escala local, urbana, regional e global, como normalmente classificam os gestores da qualidade do ar ou em escalas micro, meso e macrometeorológica com costumam classificar os meteorologistas. Os fenômenos físicos e químicos que ocorrem em cada uma destas escalas são distintos e, portanto, representam áreas de pesquisa distintas. Os problemas em escala local e urbana geralmente não envolvem reações químicas entre os contaminantes, exceto para o ciclo de formação de ozônio troposférico e aglomeração/formação de partículas, entretanto, as edificações existentes são incorporadas nos estudos como obstáculos ao escoamento e dispersão de gases na atmosfera e os fenômenos físicos que ocorrem na camada limite planetária, como a turbulência atmosférica, devem ser modeladas. Os problemas em escala regional demandam a avaliação das reações químicas dos contaminantes de interesse e devem incluir a influência de padrões meteorológicos de macroescala na modelagem dos fenômenos de meso escala meteorológica como condições de contorno. Os problemas em escala global são normalmente relativos a contaminantes bastante estáveis que podem ser transportados em grandes distâncias e demandam a modelagem ou estudo dos fenômenos meteorológicos de macro escala.

O Núcleo de Estudos da Qualidade do Ar teve sua origem no ano de 2000 com o retorno de pesquisador/professor do Programa de Pós-graduação em Engenharia Ambiental da UFES ao Brasil após realização de curso de doutorado no exterior sobre poluição atmosférica em ambientes urbanos (professora Jane Meri Santos). Desde, esta data, o núcleo vem sendo formado e estruturado, através da contratação de novos professores (professor Neyval Costa Reis Júnior, bolsista prodoc entre 2000 e 2003 e contratado em 2004; professora visitante Sandra de Paule Beghi - bolsista DCR entre 2008 e 2010 e professora visitante em 2010; professora visitante Taciana Toledo de Almeida Albuquerque -contratada em em 2011), da inclusão de professores de outros departamentos da UFES (professor Valdério Anselmo Reisen do Departamento de Estatística da UFES em 2000) e de professores de outras Universidades (professor Davidson Martins Moreira em 2010). Simultaneamente, os pesquisadores do Núcleo vêm tentando aprofundar, desenvolver e transferir novos conhecimentos na área, através da realização de pesquisa básica e aplicada, para alunos do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental (PPGEA) e de iniciação científica da UFES, para o órgão ambiental do estado, para as empresas da região e para a comunidade científica nacional e internacional através da apresentação de trabalhos em eventos técnicos e/ou científicos e da publicação de artigos em revistas científicas.

Conforme citado anteriormente, a equipe de pesquisadores do NQualiAr, em conjunto, publicou 52 artigos em periódicos indexados nos últimos 5 anos, além de promoverem a formação de dezenas de mestres no Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental da UFES e a iniciação cientifica de dezenas de alunos de graduação em engenharia, estando atualmente vinculados ao grupo 17 alunos de Doutorado, 13 alunos de Mestrado e 12 alunos de Iniciação Científica.

Além disto, o Núcleo vem expandindo suas fronteiras com colaborações internacionais: (1) professor Ilias Mavroidis da Open Helenic University com quem já foram publicados 02 artigos e que virá para estadia acadêmica/científica de um mês em Fevereiro com recursos da UFES; (2) professor Marcos Sebastião de Paula Gomes com quem foi submetido e aprovado um projeto CAPES/COFECUB que viabilizará financeiramente a cooperação já existente com Université Du Littoral Côte D´Opale (ULCO) em Dunkerque, na França. Atualmente, a doutorando Melina Moreira Conti já está em Dunkerque em doutorado sandwich (bolsa CNPq) com orientação do professor Neyval Costa Reis Junior da UFES e do Engenieur de Recherche Fabricio Cazier na ULCO (3) professor Jean-Luc Harion da École des Mines de Douai, na França que co-orienta nosso aluno de doutorado Edilson Luis do Nascimento e que orienta um aluno na França co-orientado pela professora Jane Meri Santos sendo que 02 artigos científicos já foram submetidos em conjunto; (4) professor Nigel John Horan da University of Leeds na Inglaterra com quem já foi publicado um artigo e dois outros foram submetidos; (5) Cooperação internacional CNR (Itália)/CNPq (processo No.490948/2005-7) - Modelos inovativos para simulação da dispersão de poluentes na atmosfera - professores Tiziano Tirabassi, Domenico Anfossi e Umberto Rizza (Itália); (6) Cooperação internacional com a Finlândia através do Dr. Sergej Zilitinkevich (sergej.zilitinkevich [at] fmi.fi) (turbulência na CLA); (7) Cooperação internacional com a Índia através do Dr. Sharan (mathilis [at] cas.iitd.ernet.in) (simulação de ventos fracos); (8) Cooperação internacional GRICES (Portugal)/CNPq (processo No. 490655/2006-8) - Modelagem da poluição fotoquímica na região metropolitana de Porto Alegre – professores Carlos Borrego, Pedro Soares e Pedro Miranda (Portugal), (9) Cooperação internacional com a Austrália através do Dr. Ian Enting (ienting [at] unimelb.edu.au) (problemas inversos); (10) Cooperação internacional com a Inglaterra através do Dr. Brimblecombe (P.Brimblecombe [at] uea.ac.uk) (química da atmosfera); (11) Cooperação internacional com a Suécia através da Dra. Gunilla Svensson (gunilla [at] misu.su.se) (camada residual); (12) Cooperação internacional com o Japão através do Dr. Mohamed Fathy Yassin (mfy [at] arch.t-kougei.ac.jp) (poluição do ar).

Além da internacionalização do grupo, várias atividades são baseadas nos parceiros no ES. Por exemplo, vários de nossos alunos de doutorado são professores das unidades do IFES espalhadas no ES e vários outros já foram nossos alunos de mestrado. Também, há um trabalho próximo ao órgão ambiental do estado (IEMA) com a finalidade de realização de parceria em pesquisa que produza resultados aplicáveis pelo órgão e ao mesmo tempo vanguarda na academia.

As linhas de pesquisa e seus objetivos associados ao Núcleo de Qualidade do Ar são:

• Modelagem da dispersão atmosférica de contaminantes em micro e meso escala meteorológica:
• Quantificação e caracterização física e química de material particulado em atmosfera urbana para determinação da contribuição das fontes naturais e antropogênica;
• Estimativa da emissão e dispersão atmosférica de compostos orgânicos voláteis e de enxofre provenientes de estações de tratamento de esgoto com ênfase em superfícies livres quiescentes;
• Avaliação do efeito da poluição do ar sobre o número de atendimentos hospitalares por doenças respiratórias na Região da Grande Vitória através do uso da modelagem de séries temporais.

Nos últimos anos, o grupo de pesquisadores da área de concentração de poluição do ar do PPGEA/UFES tem investigado o modelo Gaussiano de dispersão atmosférica incorporando as reações químicas dos óxidos de nitrogênio (Entringer, 2003) e a formulação de pluma flutuante (Dourado, 2007) para gases odorantes em regiões urbanas, além do modelo de dispersão baseado na solução das equações de transporte incluindo modelos de turbulência κ-ε e das tensões de Reynolds (Cezana, 2007) e da LES (Curbani, 2004). Foram ainda realizadas investigações através de dados provenientes de experimentos de campo sobre os efeitos das flutuações turbulentas da concentração de contaminantes atmosféricos sobre a dispersão (De Paula, 2002, Sagrillo, 2005, Pagel 2005 e Pizzol 2007). Neste período, foram ainda avaliados modelos de mesoescala meteorológica para o desenvolvimento e aplicação de um modelo de ajuste de campo de vento para a Região da Grande Vitória - ES (Silveira, 2007) e para a simulação da camada limite planetária sobre a região da Grande Vitória com uso do modelo WRF (Santiago, 2009). Como a acurácia da previsão da dispersão de contaminantes depende, também, da estimativa da emissão dos gases, este grupo de pesquisadores tem investigado a modelagem da emissão de gases com ênfase em compostos odorantes provenientes de estações de tratamento de esgotos (Sá, 2004, Lopes, 2005, Santos, 2007) e na evaporação de gotas de líquido a partir de superfícies porosas (Goulart, 2007 e Sartim, 2007) e de superfícies líquidas quiescentes (Feroni, 2010). O impacto à saúde da população foi investigado através de modelos aditivos generalizados para séries temporais que foram avaliados/utilizados no estudo da relação entre o número de atendimentos hospitalares por causas respiratórias e a qualidade do ar (Almeida 2006, Barbosa 2009) e da previsão da qualidade do ar (Gripa 2007 e Gomes 2009). Para o estudo do material particulado na atmosfera urbana, foi realizada uma investigação preliminar sobre o uso de diferentes modelos receptores (Balanço químico de massa e fatoração de matriz positiva) para identificação e quantificação da contribuição das fontes emissoras naturais e antropogênicas de material particulado (Trindade 2009) que atualmente representa um importante tema de investigação para o grupo. Outro tema investigado pelo grupo, consistiu da quantificação do impacto da poluição do ar na vegetação urbana que pode ser utilizada como biomonitor para a qualidade do ar (Maioli 2006), entretanto, este tema não teve continuidade na sua investigação.

Além disso, os professores do NQualiAr têm contribuído de maneira significativa para o desenvolvimento tecnológico do estado e do país através da participação de comitês técnicos, consultorias adhoc e atividades de assessoria, dentre os quais pode se destacar: atuação como membro do comitê de avaliação da área de Engenharias I da CAPES, membro suplente do Conselho Estadual de Ciência e Tecnologia do Espírito Santo, membro de copo editorial de periódicos internacionais, revisores de periódicos e atuação como consultores adhoc para CNPQ, FAPESP e Swiss National Science Foundation (SNSF) e membro do Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC).