Novos Instrumentos de Planejamento Energético Regional visando o Desenvolvimento Sustentável

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Treinamento Técnico- Dimensão AmbientalTreinamento Técnico- Dimensão Ambiental

Novos Instrumentos de Planejamento Energético Regional visando o Desenvolvimento Sustentável

Módulo 1: Energia e Meio Ambiente

Mário Fernandes Biague

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Desenvolvimento e Meio Ambiente

Desenvolvimento humano

Industrialização

Impactos ambientais

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Energia e Meio Ambiente

• A disponibilidade de energia associada aos fenômenos da motorização e da industrialização tem alterado substancialmente a maneira pela qual as pessoas relacionam-se com o ambiente

• O uso da energia é intenso em países desenvolvidos e cresce rapidamente nos países em desenvolvimento

• A urbanização impõe uma enorme demanda ao ecossistema, uma vez que a maior parte das atividades urbanas da indústria, da comunidade e das residências são baseadas no esvaziamento do capital natural. A construção de moradias, o transporte, as atividades econômicas, e a geração de calor para as residências e eletricidade pressionam o meio ambiente e competem com o espaço ecológico

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Desenvolvimento e Meio Ambiente• Efeitos do desenvolvimento

• Desmatamento• Degradação marinha e costeira• Poluição do solo e das águas subterrâneas• Alagamento ou perda de áreas cultiváveis• Aquecimento global• Destruição da camada de ozônio• Efeito estufa e chuva ácida• Poluição do ar e aumento de resíduos sólidos nas

cidades• Esgotamento de recursos naturais não renováveis

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Energia e Desenvolvimento Sustentável

Desafio: Conciliar desenvolvimento e preservação ambiental

• Participação conjunta dos países• Barreiras

• Falta de base de dados consistente• Interesses conflitantes entre nações

• Todas as etapas envolvidas no uso final de energia causam impactos ambientais, sejam eles diretos ou indiretos• Indireto: degradação costeira e mares por vazamento

de petróleo• Direto: poluição do ar pela queima de combustíveis

fósseis

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Relação Energia x Impactos Ambientais

Aquecimento por efeito estufa e mudanças

climáticas

Chuva ácida

Poluição urbana do ar

Poluição do ar em ambientes fechados

Degradação marinha e de áreas costeiras

Queima de combustíveis fósseis

Queima de combustíveis fósseis na produção de energia

Indústria e transporte

Cozimento de alimentos

Produção de petróleo, navegação, mineração

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Uso da Energia e Efeito Estufa• EFEITO ESTUFA:

aumento da concentração na atmosfera dos “gases de efeito estufa - GEE”

• Gases capturam parte do IR que a Terra devolve para o espaço, provocando aquecimento

Gases de efeito estufa

N2O

CH4

CFC

CO2

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Uso da Energia e Efeito Estufa1995 – IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change): relatório

sobre mudanças climáticas globais

• A concentração dos GEE está sendo aumentada pela atividade humana.

• A temperatura média do ar na superfície terrestre aumentou de 0,3 a 0,6°C nos últimos cem anos.

• Segundo estimativas, a temperatura média global pode aumentar cerca de 1,5ºC a 4,5ºC, se a concentração de CO2 duplicar.

• Este aquecimento pode provocar um aumento de 0,2m a 0,8m no nível do mar; nível histórico tem sido 3 a 10 vezes menores.

• No futuro, taxas de aquecimento estarão entre 0,12ºC e 0,26ºC por década - historicamente a taxa máxima tem sido de 0,1ºC.

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Efeito Estufa e as Mudanças Climáticas

• Variação na radiação de energia solar absorvida pela Terra para o espaço• Aumento de médias de temperatura e variação

heterogênea• Aumento na temperatura do planeta (+0,6

desde 1860; previsão de +5,5 graus até 2100)

• Cobertura nevada• Recuo da glaciação• Decréscimo de 10% da cobertura desde 1960• Redução de 2 semanas no tempo anual do

congelamento de lagos e rios

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Espectro de radiações

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Espectro de radiação sol e terra

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Efeito Estufa e as Mudanças Climáticas

• Variação nos padrões regionais de chuvas• Implicações no solo e no suprimento de água potável• Aumento nas chuvas (entre 0,5 e 1,0% no norte e 0,2

e 0,3% nos trópicos)

• Aumento do nível dos oceanos• Aumento no nível dos oceanos entre 0,1 e 0,2 m no

século XX e previsão de 0,9m entre 1990 e 2100

• Deslocamentos de zonas agrícolas férteis

• Possibilidade de triplicação do nível dos GEE até 2100

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Cenários de Mudanças Climáticas

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Evolução da Concentração

dos GEE

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Contribuição dos GEE Para o Aquecimento Global

55%

15%

17%

7%6%

CO2

CH4

CFCs 11 e 12

Outros CFCs

N2O

Fonte: D.A. Lashof e D.A. Tirpak, Policy options for stabilizing Global Climate, Agência de Proteção Ambiental do EUA, Washington DC, EUA 1990

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Fontes Antropogênicas Dos Gases GEE

GEE Fontes antropogênicas

1) combustão de combustíveis fósseis;Gás carbônico CO2

2) des matamento/mudanças no uso da terra.

1) espuma plástica para embalagens;

2) refrigerantes (freon etc.. );3) solventes;

Clorofluorcarbono CFC

4) aerosol spray propelentes.

1) cu ltivo de arroz;

2) ruminantes;3) combustão de combustíveis fósseis;4) queima de biomassa;

Metano CH4

5) vazamento de gás natural.

1) fert ilizantes;

2) queima de biomassa;3) conversão da terra para agricultura;

Óxido nitroso N2O

4) combustão de combustíveis fósseis.

Fonte: Conservação de energia - eficiência energética de instalações e equipamentos

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GEE e Potencial de Aquecimento Global

PAG ou GWP: Capacidade dos gases em contribuir para o aquecimento global e depende do tempo de vida útil na atmosfera e interações com outros gases e com o vapor d’água

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GEE e Potencial de Aquecimento Global

Gás PAGConcentração em

1992

CO2 1 355 ppmv

CH4 21 1714 ppbv

N2O 270 311 ppbv

CFC-11 3400 280 pptv

CFC-12 7100 503 pptv

HCFC-22

1600 105 pptvppmv = partes por milhão por volume; ppbv = partes por bilhão por volume; pptv = partes por trilhão por volume. Fonte: Climate Change, The IPCC Scientific Assessment, Cambridge, UK, Cambridge University Press, 1995.

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Aquecimento Global: Impactos

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Camada de Ozônio• Situada na estratosfera, entre 15 e 50km de

altitude, ela tem a capacidade de 'filtrar' as radiações ultravioleta solares.

• Efeitos adversos causados pela radiação ultravioleta: aumento da incidência de câncer de pele, redução de safras agrícolas, destruição e inibição do crescimento de espécies vegetais, além de causar danos aos materiais plásticos. Mata o fitoplâncton.

• Destruição da camada se dá principalmente pelas emissões de gases CFCs.

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Geração Mundial de Energia Elétrica

Europa

América do Norte

Ásia e Austrália

Antiga UniãoSoviética

Oriente Médio

África

América do Sul eCaribe

Hidrelétrica

Termelétrica

Nuclear

Outras

Fonte: Conservação de energia - eficiência energética de instalações e equipamentos, 2001

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Emissões Antropogênicas Anuais (milhões de toneladas)

REGIÃO Enxofre (S) Nitrogênio (N) América do Norte 19 7,0 América do Sul 4 0,8 África 2 0,5 Europa 35 8,0 Ásia 18 5,0 Austrália 1 0,5

Fonte: M.K. Tolba e outros (eds.), The World Enviroment 1972-1992, UNEP, Chapman and Hall, London, UK (1992 ).

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Energia E Chuva Ácida (Ph<5,6)• Medições na Grã-Bretanha entre 1840 e 1870 mostravam

concentrações de SO4-2 maiores na chuva em regiões de

povoação mais densa• O fenômeno não está restrito a chuvas• Principais ácidos

• H2SO4

• HNO3

• Formados a partir do SO2 e dos Nox - produtos da queima de combustíveis fósseis

• Podem ser detectados à distâncias de até 1000km do ponto de emissão

• A formação dos ácidos dependem de fatores como as condições climáticas, localização e composição química da atmosfera local.

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Chuva Ácida

• Afeta principalmente os países desenvolvidos• Problema futuro para países em desenvolvimento• América do Sul: registros de chuvas com pH de 4,7• Brasil

• Cubatão: 300.000 ton de SO2/ano• São Paulo• Paulínia• São José dos Campos• Zona carbonífera – sul de SC: 100.000 ton de SO2/ano• Vitória (ES): 23.000 ton de SO2/ano

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Conseqüências da Chuva Ácida

• Acidificação dos lagos• Diminuição da população de peixes, a diminuição do pH

incrementa a solubilidade do alumínio metálico, o que é altamente tóxico para muitas formas de vida aquática a concentrações de 0,1 a 1 mg/l

• Redução de certos grupos de zooplâncton, algas e plantas aquáticas, o que interrompe a cadeia alimentar dos lagos

• Os moluscos não sobrevivem em águas ácidas em decorrência da dissolução do carbonato de cálcio

• Alta mortalidade em anfíbios e falhas no nascimento dos ovos

• Agricultura – queda de produtividade• Estruturas e monumentos – redução de vida útil• Cientistas consideram que uma redução da ordem de 50%

nas emissões seria suficiente para deter a acidificação do ambiente

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Poluição Urbana do Ar

• Principal fonte: queima de combustíveis fósseis para aquecimento doméstico, transporte, geração de energia, processos industriais e incineração de resíduos sólidos

• Principais poluente• Óxidos de enxofre (SO2)• Óxidos de nitrogênio (NO) (NO2)• Monóxido de carbono (CO)• Matéria particulada suspensa (SPM), inclusive

chumbo• Ozônio (O3)

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Poluição Local

• 'Smog industrial‘ – “nuvem cinza”• Formado basicamente pelo (SO2) e o material

particulado (MP). Seus picos de poluição ocorrem no inverno, principalmente em dias de inversão térmica. Provém da queima de carvão e de óleo combustível.

• Material Particulado MP: diferentes partículas e de gotas. Os efeitos adversos ao homem e ao meio ambiente podem ser enormes. O maior problema ambiental refere-se às partículas finas que causam sérios problemas respiratórios.

• Smog fotoquímico• Esse tipo de smog é típico de cidades ensolaradas,

quentes, de clima seco. Decorre da emissão de NOx, CO e HC. Esses gases sofrem várias reações na atmosfera por efeito da radiação solar, gerando novos poluentes. Daí o nome 'fotoquímico'. Esse smog é um verdadeiro 'coquetel de poluição'

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Fontes e Poluentes

Fonte Particulados Emissões Gasosas Caldeiras e fornos

industriais Cinzas e fuligem

NOx, SO2, CO, aldeídos, ácidos orgânicos, 3,4-benzopireno

Motores de combustão interna

Fuligem CO, NOx, aldeídos, hidrocarbonetos 3,4-

benzopireno Indústria de refino de

petróleo Pó, fuligem

SO2, H2O, NH3, NOx, CO, ácidos, hidrocarbonetos,aldeídos,cetonas

Indústria química Pó, fuligem Dependente do processo (Ex.:SO2, CO,

hidrocarbonetos, solventes ) Metalurgia e química do

coque Pó, óxidos de ferro

SO2, NH3, NOx, CO, compostos de fluor, substâncias orgânicas

Indústria extrativa mineral

Pó Dependente do processo ( Ex.:CO, compostos

de fluor )

Indústria alimentícia Pó NH3, H2S ( multicomponentes de compostos

orgânicos ) Industria de materiais de

construção Pó CO, compostos orgânicos.

Fonte: Conservação de energia – eficiência energética de instalações e equipamentos, 2001

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Critérios da OMS

Poluente Sintomas Critério de exposição

SO2

a) Irritação respiratória, falta de ar, função pulmonar prejudicada, doenças do trato respiratório inferior, doenças crônicas do pulmão e fibrose pulmonar. b) Toxidade aumentada em combinação com outros poluentes.

500 g/m3 durante 10 min;

350 g/m3 durante 1 hora.

Matéria particulada respirável

a) Irritação, redução da imunológica, toxidade sistêmica, função pulmonar diminuída e estresse do coração. b) Age em combinação ao SO2, o efeito depende das propriedades biológicas e químicas das partículas individuais.

Não há critérios de efeito na saúde

NOX a) Irritação do olho e do nariz, doença do sistema respiratório, danos ao pulmão e estresse do coração.

400 g/m3 durante 1 hora;

150 g/m3 durante 24 horas.

CO

a) Anóxia crônica. b) Danos ao coração e ao cérebro, percepção alterada, asfixia, ou em doses menores, fraqueza, fadiga dores de cabeça e náusea.

100 mg/m3 durante 15 min.;

60 mg/m3 durante 30 min..

Chumbo a) Doença dos rins e prejuízos neurológicos. b) Afeta mais as crianças.

0,5 - 1,0 g/m3 durante um ano.

Ozônio a) Função pulmonar diminuida, estresse ou falha do coração, efisema, fibrose e envelhecimento do pulmão.

150 - 200 g/m3 durante 1 hora.

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Poluição do Ar em Ambientes Fechados

• Tradicional: cozinhar dentro de casa – afeta regiões mais pobres e zona rural

• Ocupacional: exposição prolongada a partículas em suspensão – afeta operários de lavras e indústrias em condições inadequadas de trabalho

• Moderna: presença de particulados, microorganismos e desprendimento de componentes orgânicos voláteis

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• Países em desenvolvimento

• 80% da madeira cortada é lenha• Madeira e biomassa: 40% a 60% das fontes de energia• Famílias gastam cerca de 20% da renda na compra de

madeira e carvão vegetal• De 30% a 40% da população mundial depende da

madeira para cozinhar• OMS: 1,5 bilhão de pessoas vivem em ambientes

insalubres em razão da queima da madeira para cozinhar• A exposição à altos índices de fumaça tem sido

relacionada a infecções respiratórias agudas, especialmente a pneumonia

Poluição do Ar em Ambientes Fechados

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Diretrizes da OMS

* Índia, Nepal, Nigéria, Quênia, Guatemala e Papua Nova Guiné.

** Concentração associada a um câncer entre 100.000 pessoas após uma exposição por toda uma vida.

Fonte: Organização Mundial da Saúde.

Exposições típicas em alguns países em desenvolvimento*

Poluente Diretrizes de

exposição diárias da OMS

1-20 mg/m3 SPM 0,12 mg/m3 10-50 mg/m3 CO 10 mg/m3

0,1-0,3 mg/m3 NO2 0,15 mg/m3

1-20 g/m3 ** benzo-alfa-

pireno 0,001 g/m3

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Desmatamento e Desertificação• Desertificação: degradação da terra em áreas áridas,

semi-áridas e secas subúmidas

• Ameaça mais de 3,6 bilhões de hectares de terra em todo o planeta

• Associada, principalmente, a necessidade de tornar a terra acessível para a agricultura e pastagem, seguida pelo uso comercial da madeira

• A coleta da madeira para a produção de lenha também tem grande importância para o desmatamento

• Produção de carvão mineral também contribui

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Distribuição das Terras Áridas

32%

32%

11%

12%

8%5%

Ásia

África

Austrália

América do Norte

América do Sul

Europa

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Desmatamento e Aquecimento Global

• Desmatamento: emissão de CO2

• Estima-se que aproximadamente 1/3 das emissões sejam provenientes do desmatamento e das mudanças subseqüentes

• Também contribui para as emissões de N2O e CH4

• Não existem números precisos sobre o desmatamento global

• O desflorestamento intensificou-se a partir do colonialismo europeu

• Estimativas: 2,4 milhões de km2 de florestas foram eliminados entre 1860 e 1978, juntamente com 1,5 milhões de km2 de matas abertas

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Degradação Marinha e de Áreas Costeiras

• As descargas nos rios, bacias, nas costas abertas e na atmosfera tem sempre como fim o mar

• Mais de ¾ da poluição marinha é oriunda da terra

• Fontes marinhas de poluição

• Navegação

• Mineração no fundo do oceano

• Produção de petróleo

• Poluição do mar por petróleo

• Fontes naturais

• Poluição atmosférica

• Transporte marítimo

• Resíduos e vazamentos

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• Metade do petróleo utilizado no mundo é transportado pelo mar

• Derramamentos causam danos ambientais visíveis, com forte apelo da opinião pública

• Entre 1980 e 1990, derramamentos foram reduzidos em mais de 2/3

FONTE QUANTIDADE

PROVÁVEL (milhões de ton/ano)

Fontes naturais 0,025 a 2,5 Poluição atmosférica 0,05 a 0,5 Transporte Marinho 1,00 a 2,60 Produção costeira 0,04 a 0,06

Resíduos municipais, industriais e vazamentos

0,585 a 3,21

Total 1,7 a 8,8


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• Transporte de Petróleo - Alasca – EUA (1989)• Ocorrência: erros de navegação do petroleiro Exxon

Valdez levaram a seu encalhe no recife Bligh. Antes da contenção do derramamento foram despejados 38 mil metros cúbicos de olho cru.

• Conseqüências: cerca de 1300 milhas da costa foram afetadas pelo derramamento, afetando a fauna marítima e costeira, além de prejudicar a pesca na região, um dos pilares da economia local.


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