Estudo da poluição do ar na envolvente de um túnel rodoviário

Abstract

O setor dos transportes é uma das principais fontes de poluição em áreas urbanas. Assim, é essencial determinar quais os locais mais suscetíveis a elevadas concentrações de poluentes provenientes do tráfego rodoviário de modo a que, com recurso a ferramentas de modelação, possa ser avaliada a qualidade do ar. Neste sentido, os túneis rodoviários podem levar a elevados níveis de concentrações de poluentes nas imediações dos portais de saída, sendo a modelação aplicada a estas infraestruturas uma ferramenta útil para determinar as concentrações que deles advêm para o ambiente exterior. Esta dissertação teve como principal objetivo a definição e implementação de uma metodologia para avaliação dos níveis de poluição resultantes de um túnel rodoviário para a sua envolvente exterior. Para atingir o objetivo definido foi utilizado o modelo de dispersão Gaussiano ADMS-Roads que requer como dados de entrada emissões, dados meteorológicos, concentrações de fundo e a caracterização física do túnel e do edificado. Os dados necessários para a quantificação de emissões (NO2, PM2.5 e PM10) e para validação do modelo de Qualidade do Ar foram obtidos através da implementação de uma campanha experimental, procedendo-se à contagem manual de veículos e a medições de PM efetuadas pelo equipamento GRIMM. As emissões foram quantificadas segundo Modelos de Velocidade Média. Após o processo de modelação, as concentrações obtidas foram analisadas espacialmente com recurso a ferramentas SIG, tendo sido comparadas e validadas com as concentrações registadas pelo equipamento GRIMM e numa Estação Urbana de Tráfego da rede nacional de monitorização de Qualidade do Ar.A metodologia foi implementada num túnel rodoviário situado na Avenida João XXI, em Lisboa, nos dias 7 e 8 de outubro de 2019. A contribuição local do tráfego rodoviário atingiu uma concentração máxima horária de NO2 de 11,6 µg/m3 e uma concentração média diária de PM10 de 1,8 µg/m3, contribuindo o túnel rodoviário somente com um máximo de 2,3 µg/m3 e 0,5 µg/m3, respetivamente. Os valores-limite estabelecidos pela legislação nacional em vigor são cumpridos para os poluentes analisados. Os indicadores estatísticos analisados neste estudo demonstraram um bom desempenho do modelo ADMS-Roads, relativamente às concentrações registadas na Estação Urbana de Tráfego de Entrecampos. Contrariamente, um maior período de medições pelo equipamento GRIMM seria necessário para uma comparação e validação adequadas dos resultados do modelo.

The transport sector is one of the major sources of air pollution in urban areas. Thus, it is essential to determine what areas are most susceptible to high concentrations of pollutants related with road traffic so that, using modeling tools, air quality can be assessed. In this context, road tunnels can lead to high levels of pollutant concentrations in the vicinity of the exit portals, with modeling applied to these infrastructures being a useful tool to determine the concentrations that result from them to the outside environment.The main objective of this work was the definition and implementation of a methodology for assessing air quality in the surrounding area of a road tunnel, in order to analyze its contribution to air pollution in the study area. To achieve this main goal, it was used the Gaussian dispersion model ADMS-Roads, which requires the entry of input data, such as emissions, meteorological data, background concentrations and physical characterization of the road tunnel and street canyon. In addition, specific data related to the characteristics of were also considered. The necessary data for the quantification of emissions (NO2, PM2.5 and PM10) and for the validation of the Air Quality model were obtained through the implementation of an experimental campaign, proceeding to manual counting of vehicles and PM measurements made by GRIMM equipment. The emissions were quantified according to Average Speed Models. After the modeling process, the concentrations obtained were analyzed spatially, using GIS tools, and compared and validated with the concentration recorded by GRIMM and at Urban Traffic Station from the national air quality monitoring network.The methodology was implemented in a road tunnel located on João XXI Avenue, in Lisbon, from October 7th to 8th of 2019. The local contribution of road traffic reached a maximum NO2 concentration of 11,6 µg/m3 hourly and a daily average PM10 concentration of 1,8 µg/m3, with the road tunnel contributing only with a maximum of 2,3 µg/m3 and 0,5 µg/m3, respectively. The limit values established by the national legislation currently in force are met for the pollutants analyzed. The statistical indicators analyzed in this study have demonstrated a good performance of the model ADMS-Roads, in relation to the concentrations recorded at Entrecampos Urban Traffic Station. Conversely, a longer period of measurements by GRIMM equipment would be necessary for an adequate comparison and validation of the model results.