Modelação do fogo florestal e dos seus impactes na qualidade do ar

Abstract

O trabalho central desta dissertação consistiu na melhoria de um sistema de modelos em tempo real, DISPERFIRE, desenvolvido para calcular a dispersão de poluentes atmosféricos emitidos por um fogo florestal, e na sua integração com um modelo de progressão do fogo, FireStation. O melhoramento do DISPERFIRE implicou o desenvolvimento e inclusão de um módulo de cálculo de redução da visibilidade, com base em equações empíricas que relacionam a concentração de poluentes atmosféricos com a visibilidade. A qualidade do ar e a redução da visibilidade durante as queimas experimentais GESTOSA 2004 foram estimadas recorrendo à ferramenta desenvolvida. Foi simulada a emissão, transporte, dispersão e efeito na visibilidade do dióxido de azoto (NOx) e das partículas em suspensão susceptíveis de passar através de um filtro com 50% de eficiência, para um diâmetro aerodinâmico de 10 μm (PM10) e 2,5 μm (PM2.5). Estas simulações, cujos resultados foram comparados com valores medidos de concentração de poluentes, serviram de complemento à avaliação da qualidade do ar realizada experimentalmente na GESTOSA 2004. Essa comparação permitiu constatar o bom desempenho do sistema de modelos desenvolvido, que resultou na criação de uma ferramenta que possibilita a avaliação da qualidade do ar e da visibilidade na área envolvente de um fogo florestal de pequena dimensão.

The main work of this thesis was the improvement of a system of models, DISPERFIRE, a real time system developed to simulate the dispersion in the atmosphere of the pollutants emitted during a forest fire, and its integration with a software system for the simulation of fire spread on complex topography, FireStation. The improvement of DISPERFIRE consisted in the development and integration of a model for the estimation of visibility impairment, based on the relationship between the air pollutants concentration and visibility. Air quality and visibility impairment, during the GESTOSA 2004 experimental fires where simulated with this new integrated tool. The emission, dispersion and effect on visibility of nitrogen oxides (NOx), particles with an aerodynamic diameter smaller than 2.5 μm (PM2.5), and smaller than 10 μm (PM10) were calculated. These simulations, which results were compared with measured pollutant concentration values, were a complement of the air quality evaluation experimentally performed in GESTOSA 2004. This comparison allowed to verify the good performance of the developed system of models, that resulted in a new and more powerful tool, that can be used to assess the air quality and visibility impairment of the area affected by a small scale wildfire.