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Novos Instrumentos de Planejamento Energético Regional visando o Desenvolvimento Sustentável Planejamento Integrado de Recursos Energéticos no Oeste do Estado de São Paulo Treinamento Técnico- Dimensão Ambiental Módulo 1: Energia e Meio Ambiente Mário Fernandes Biague Novos Instrumentos de Planejamento Energético Regional visando o Desenvolvimento Sustentável Desenvolvimento e Meio Ambiente Desenvolvimento humano Industrialização Impactos ambientais 2 Novos Instrumentos de Planejamento Energético Regional visando o Desenvolvimento Sustentável 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 3 Novos Instrumentos de Planejamento Energético Regional visando o Desenvolvimento Sustentável 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 4 Novos Instrumentos de Planejamento Energético Regional visando o Desenvolvimento Sustentável 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 5 Novos Instrumentos de Planejamento Energético Regional visando o Desenvolvimento Sustentável Relação Energia x Impactos Ambientais Aquecimento por efeito estufa e mudanças climáticas Chuva ácida Poluição urbana do ar Queima de combustíveis fósseis Queima de combustíveis fósseis na produção de energia Indústria e transporte Poluição do ar em ambientes fechados Cozimento de alimentos Degradação marinha e de áreas costeiras Produção de petróleo, navegação, mineração 6 Novos Instrumentos de Planejamento Energético Regional visando o Desenvolvimento Sustentável 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 CO2 N2O CH4 CFC 7 Novos Instrumentos de Planejamento Energético Regional visando o Desenvolvimento Sustentável Uso da Energia e Efeito Estufa 1995 – 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. 8 Novos Instrumentos de Planejamento Energético Regional visando o Desenvolvimento Sustentável 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 9 Novos Instrumentos de Planejamento Energético Regional visando o Desenvolvimento Sustentável Espectro de radiações 10 Novos Instrumentos de Planejamento Energético Regional visando o Desenvolvimento Sustentável Espectro de radiação sol e terra 11 Novos Instrumentos de Planejamento Energético Regional visando o Desenvolvimento Sustentável 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 12 Novos Instrumentos de Planejamento Energético Regional visando o Desenvolvimento Sustentável Cenários de Mudanças Climáticas 13 Novos Instrumentos de Planejamento Energético Regional visando o Desenvolvimento Sustentável Evolução da Concentração dos GEE 14 Novos Instrumentos de Planejamento Energético Regional visando o Desenvolvimento Sustentável Contribuição dos GEE Para o Aquecimento Global 7% 6% CO2 CH4 17% 55% 15% 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 15 Novos Instrumentos de Planejamento Energético Regional visando o Desenvolvimento Sustentável Fontes Antropogênicas Dos Gases GEE GEE Fontes antropogênicas Gás carbônico CO2 Clorofluorcarbono CFC 1) co mbustão de combustíveis fósseis; 2) des matamento/mudanças no uso da terra. 1) espuma plástica para embalagens; 2) refrigerantes (freon etc.. ); 3) solventes; 4) aerosol spray propelentes. 1) cu ltivo de arroz; Metano CH4 2) ru minantes; 3) co mbustão de combustíveis fósseis; 4) queima de bio massa; 5) vazamento de gás natural. 1) fert ilizantes; Óxido nitroso N2 O 2) queima de bio massa; 3) conversão da terra para agricultura; 4) co mbustão de combustíveis fósseis. Fonte: Conservação de energia - eficiência energética de instalações e equipamentos 16 Novos Instrumentos de Planejamento Energético Regional visando o Desenvolvimento Sustentável 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 17 Novos Instrumentos de Planejamento Energético Regional visando o Desenvolvimento Sustentável GEE e Potencial de Aquecimento Global Gás PAG CO2 CH4 N2O CFC-11 CFC-12 HCFC-22 1 21 270 3400 7100 1600 Concentração em 1992 355 ppmv 1714 ppbv 311 ppbv 280 pptv 503 pptv 105 pptv ppmv = 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. 18 Novos Instrumentos de Planejamento Energético Regional visando o Desenvolvimento Sustentável Aquecimento Global: Impactos 19 Novos Instrumentos de Planejamento Energético Regional visando o Desenvolvimento Sustentável 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. 20 Novos Instrumentos de Planejamento Energético Regional visando o Desenvolvimento Sustentável Geração Mundial de Energia Elétrica América do Sul e Caribe África Oriente Médio Antiga União Soviética Ásia e Austrália América do Norte Hidrelétrica Termelétrica Europa Nuclear Outras Fonte: Conservação de energia - eficiência energética de instalações e equipamentos, 2001 21 Novos Instrumentos de Planejamento Energético Regional visando o Desenvolvimento Sustentável Emissões Antropogênicas Anuais (milhões de toneladas) REGIÃO América do Norte América do Sul África Europa Ásia Austrália Enxofre (S) 19 4 2 35 18 1 Nitrogênio (N) 7,0 0,8 0,5 8,0 5,0 0,5 Fonte: M.K. Tolba e outros (eds.), The World Enviroment 1972-1992, UNEP, Chapman and Hall, London, UK (1992 ). 22 Novos Instrumentos de Planejamento Energético Regional visando o Desenvolvimento Sustentável 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. 23 Novos Instrumentos de Planejamento Energético Regional visando o Desenvolvimento Sustentável 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 24 Novos Instrumentos de Planejamento Energético Regional visando o Desenvolvimento Sustentável 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 25 Novos Instrumentos de Planejamento Energético Regional visando o Desenvolvimento Sustentável 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) 26 Novos Instrumentos de Planejamento Energético Regional visando o Desenvolvimento Sustentável 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' 27 Novos Instrumentos de Planejamento Energético Regional visando o Desenvolvimento Sustentável Fontes e Poluentes Fonte Caldeiras e fornos industriais Motores de combustão interna Indústria de refino de petróleo Particulados Emissões Gasosas NOx, SO2, CO, aldeídos, ácidos orgânicos, Cinzas e fuligem 3,4-benzopireno CO, NOx, aldeídos, hidrocarbonetos 3,4Fuligem benzopireno SO2, H2O, NH3, NOx, CO, ácidos, Pó, fuligem hidrocarbonetos,aldeídos,cetonas Dependente do processo (Ex.:SO2, CO, Indústria química Pó, fuligem hidrocarbonetos, solventes ) Metalurgia e química do SO2, NH3, NOx, CO, compostos de fluor, Pó, óxidos de ferro coque substâncias orgânicas Indústria extrativa Dependente do processo ( Ex.:CO, compostos Pó mineral de fluor ) NH3, H2S ( multicomponentes de compostos Indústria alimentícia Pó orgânicos ) Industria de materiais de Pó CO, compostos orgânicos. construção Fonte: Conservação de energia – eficiência energética de instalações e equipamentos, 2001 28 Novos Instrumentos de Planejamento Energético Regional visando o Desenvolvimento Sustentável Critérios da OMS Poluente SO2 Matéria particulada respirável NOX CO Chumbo Ozônio Critério de exposição Sintomas a) Irritação respiratória, falta de ar, função pulmonar 500 g/m3 durante 10 prejudicada, doenças do trato respiratório inferior, min; doenças crônicas do pulmão e fibrose pulmonar. 350 g/m3 durante 1 b) Toxidade aumentada em combinação com outros hora. poluentes. a) Irritação, redução da imunológica, toxidade sistêmica, função pulmonar diminuída e estresse do coração. Não há critérios de b) Age em combinação ao SO2, o efeito depende das efeito na saúde propriedades biológicas e químicas das partículas individuais. 400 g/m3 durante 1 a) Irritação do olho e do nariz, doença do sistema hora; respiratório, danos ao pulmão e estresse do coração. 150 g/m3 durante 24 horas. a) Anóxia crônica. 100 mg/m3 durante b) Danos ao coração e ao cérebro, percepção 15 min.; alterada, asfixia, ou em doses menores, fraqueza, 60 mg/m3 durante 30 fadiga dores de cabeça e náusea. min.. a) Doença dos rins e prejuízos neurológicos. 0,5 - 1,0 g/m3 b) Afeta mais as crianças. durante um ano. a) Função pulmonar diminuida, estresse ou falha do 150 - 200 g/m3 coração, efisema, fibrose e envelhecimento do durante 1 hora. pulmão. 29 Novos Instrumentos de Planejamento Energético Regional visando o Desenvolvimento Sustentável 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 30 Novos Instrumentos de Planejamento Energético Regional visando o Desenvolvimento Sustentável Poluição do Ar em Ambientes Fechados • 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 31 Novos Instrumentos de Planejamento Energético Regional visando o Desenvolvimento Sustentável Diretrizes da OMS Exposições típicas em alguns países em desenvolvimento* 1-20 mg/m3 10-50 mg/m3 0,1-0,3 mg/m3 1-20 g/m3 ** Poluente SPM CO NO2 benzo-alfapireno Diretrizes de exposição diárias da OMS 0,12 mg/m3 10 mg/m3 0,15 mg/m3 0,001 g/m3 * 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. 32 Novos Instrumentos de Planejamento Energético Regional visando o Desenvolvimento Sustentável 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 33 Novos Instrumentos de Planejamento Energético Regional visando o Desenvolvimento Sustentável Distribuição das Terras Áridas 8% 5% Ásia 32% 12% África Austrália América do Norte 11% América do Sul Europa 32% 34 Novos Instrumentos de Planejamento Energético Regional visando o Desenvolvimento Sustentável 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 35 Novos Instrumentos de Planejamento Energético Regional visando o Desenvolvimento Sustentável 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 36 Novos Instrumentos de Planejamento Energético Regional visando o Desenvolvimento Sustentável Degradação Marinha e de Áreas Costeiras • 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 Fontes naturais Poluição atmosférica Transporte Marinho Produção costeira Resíduos municipais, industriais e vazamentos Total QUANTIDADE PROVÁVEL (milhões de ton/ano) 0,025 a 2,5 0,05 a 0,5 1,00 a 2,60 0,04 a 0,06 0,585 a 3,21 1,7 a 8,8 37 Novos Instrumentos de Planejamento Energético Regional visando o Desenvolvimento Sustentável Degradação Marinha e de Áreas Costeiras • • • 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. 38
