As emissões de fogos florestais num sistema de previsão de comportamento do fumo

Os fogos florestais são uma fonte relevante de emissões de poluentes para a atmosfera, com impactos significativos na qualidade do ar, na visibilidade e na saúde humana, sendo o fumo cada vez mais associado a um aumento da mortalidade. O presente trabalho tem como objetivo contribuir para o desenvolvimento de um sistema de previsão do comportamento do fumo proveniente de fogos florestais, através da preparação de um módulo de estimativa de emissões. O cálculo das emissões depende da atividade que as origina e dos respetivos fatores de emissão. Definiu-se a atividade através da variável combustível consumido pelo fogo, tendo como base informação sobre a eficiência de combustão, a carga combustível e a área ardida. Para os fatores de emissão, realizou-se uma análise comparativa de vários fatores disponíveis, por poluente e combustível, selecionando-se os mais adequados para Portugal Continental. Elaborou-se um módulo de estimativa das emissões, que incluiu um levantamento dos dados de entrada requeridos, a identificação dos valores calculados e a descrição do seu funcionamento. Foi selecionado um caso de estudo para a aplicação do módulo de emissões desenvolvido – o incêndio de Quiaios em Outubro de 2017. Com base na compilação de informação topográfica, meteorológica e de vegetação, e usando valores de fatores de emissão, área ardida, eficiência de combustão e carga combustível, foi possível de simular a progressão do fogo obtendo-se uma área ardida simulada correspondente a 62 % da área observada. Face a este resultado, e uma vez que para a realização da simulação se utilizou apenas o ponto de ignição de Quiaios, concluiu-se que o modelo FARSITE teve um bom desempenho. Posteriormente, estimou-se a emissão de dióxido de carbono, monóxido de carbono, metano, partículas com diâmetro inferior a 10 e 2,5 μm, óxidos de azoto, amoníaco e dióxido de enxofre no decorrer do incêndio. Finalmente, tendo analisado as emissões calculadas verificou-se que, durante o incêndio de Quiaios, foram emitidas quantidades de CO, PM10 e PM2,5 superiores às emissões antropogénicas do concelho da Figueira da Foz durante o ano de 2017.

Forest fires are a relevant source of emissions of pollutants into the atmosphere, with significant impacts on air quality, visibility and human health, and smoke is more and more associated with increased mortality. This work aims to contribute to the development of a system for predicting the behavior of smoke from forest fires, through the preparation of an emission estimation module. The calculation of emissions depends on the activity that originates them and the respective emission factors. The activity was defined through the variable fuel consumed by fire, based on information about combustion efficiency, fuel load and burned area. For emission factors, a comparative analysis of several available factors was carried out, per pollutant and fuel, selecting the most appropriate for mainland Portugal. An emission estimation module was developed, which included a survey of the required input data, the identification of the calculated values and the description of its operation. A case study was selected for the application of the emissions module developed – the Quiaios wildfire in October 2017. Based on the compilation of topographic, meteorological and vegetation information, and using emission factor values, burnt area, combustion efficiency and fuel load, it was possible to simulate the progression of the fire obtaining a simulated burned area corresponding to 62 % of the observed area. Given this result, and since only the ignition point of Quiaios was used for the simulation, it was concluded that the FARSITE model had a good performance. Subsequently, the emission of carbon dioxide, carbon monoxide, methane, particles with a diameter of less than 10 and 2,5 μm, nitrogen oxides, ammonia and sulfur dioxide during the wildfire were estimated. Finally, having analyzed the calculated emissions, it was found that, during the Quiaios wildfire, quantities of CO, PM10 and PM2,5 were emitted higher than the anthropogenic emissions of the municipality of Figueira da Foz during 2017.

Mestrado em Engenharia do Ambiente