Dissertação de Mestrado

O metano (CH₄) é um gás de efeito estufa com um potencial de aquecimento global superior ao CO₂. Globalmente, 26% das emissões de gases de efeito estufa são de metano, com o Brasil como o quinto maior emissor. No Brasil, as principais fontes são a agricultura (71,8%), resíduos (15,8%), mudanças no uso da terra (8,7%), e setores de energia e industrial (2,8%). A decomposição de matéria orgânica em aterros sanitários gera biogás, composto por CH₄ e CO₂, que podem ser aproveitados para gerar energia. A oxidação pelo radical hidroxila é a principal forma de remoção do metano da atmosfera, com halogênios também contribuindo. Os métodos de monitoramento das emissões incluem sensoriamento remoto e medidas locais, importantes para acompanhar e mitigar as emissões. Esta pesquisa analisa a contribuição das emissões de metano provenientes do aterro sanitário de Caieiras, o maior da Região Metropolitana de São Paulo, para a poluição atmosférica. Com o auxílio de um Analisador de Gases de Efeito Estufa, foram avaliadas as concentrações de metano ao redor do aterro, identificando concentrações acima do valor de background, e depois, estimando as taxas de emissão de metano por meio da metodologia inversa do Modelo de Dispersão de Qualidade do Ar, AERMOD, e seus pré e pós-processadores, correlacionando as metodologias. A pesquisa realizada em campo revelou variações significativas nas concentrações de metano em torno do aterro sanitário ao longo de três datas distintas: 14 de fevereiro, 6 de julho e 22 de novembro de 2023. Em fevereiro, as concentrações médias variaram entre 5 e 8,5 ppm, com picos acima de 30 ppm e uma taxa de emissão estimada de 915,62 kg/h. Em julho, as médias foram de 34 ppm, com picos quase atingindo 45 ppm, e a taxa de emissão estimada foi de 5.948,64 kg/h. Em novembro, as médias foram de 2,5 ppm, com picos de 6 a 7 ppm, com uma taxa de emissão de 1.837,08 kg/h. Considerando que fevereiro e novembro são meses quentes e julho é um mês frio, verificou-se que temperatura e parâmetros de vento influenciam nas concentrações dos poluentes, visto que no mês mais frio, as concentrações eram maiores, em razão da menor dispersão dos poluentes que nos meses quentes. Os métodos se complementam ao usar as concentrações analisadas in situ como referência para o modelo, criando uma metodologia para estimar taxas de emissões com o modelo, a partir das concentrações medidas in situ.

Methane (CH₄) is a greenhouse gas with a global warming potential higher than CO₂. Globally, 26% of greenhouse gas emissions are methane, with Brazil as the fifth largest emitter. In Brazil, the main sources are agriculture (71.8%), waste (15.8%), land use change (8.7%), and energy and industrial sectors (2.8%). The decomposition of organic matter in landfills generates biogas, composed of CH₄ and CO₂, which can be used to generate energy. Oxidation by the hydroxyl radical is the main way of removing methane from the atmosphere, with halogens also contributing. Emission monitoring methods include remote sensing and local measures, which are important for tracking and mitigating emissions. This research analyzes the contribution of methane emissions from the landfill of Caieiras, the largest in the Metropolitan Region of São Paulo, to air pollution. With the aid of a Greenhouse Gas Analyzer, methane concentrations around the landfill were evaluated, identifying concentrations above the background value, and then, estimating the methane emission rates through the inverse methodology of the Air Quality Dispersion Model, AERMOD, and its pre- and post-processors, correlating the methodologies. The field research revealed significant variations in methane concentrations around the landfill over three distinct dates: February 14, July 6 and November 22, 2023. In February, average concentrations ranged between 5 and 8.5 ppm, with peaks above 30 ppm and an estimated emission rate of 915.62 kg/h. In July, the averages were 34 ppm, with peaks reaching almost 45 ppm, and the estimated emission rate was 5,948.64 kg/h. In November, averages were 2.5 ppm, with peaks of 6 to 7 ppm, with an emission rate of 1,837.08 kg/h. Considering that February and November are hot months and July is a cold month, it was found that temperature and wind parameters influence the concentrations of pollutants, since in the coldest month, concentrations were higher, due to the lower dispersion of pollutants than in the warm months. The methods complement each other by using the concentrations analyzed in situ as a reference for the model, creating a methodology for estimating emission rates with the model, based on the concentrations measured in situ.