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Raio laser: Um novo paradigma na medição da poluição atmosférica

Em Cubatão, sensores medem com exatidão a emissão de partículas
em grandes áreas, a uma distância de até 20 km e a 100 km de altitude.

Um programa desenvolvido no Centro de Pesquisas e Capacitação em Meio Ambiente – Cepema, órgão da Universidade de São Paulo administrado pela Escola Politécnica (Poli/USP), com sede em Cubatão, permite monitorar com mais amplitude e maior precisão o nível de poluentes na atmosfera, principalmente os lançados pelas chaminés das indústrias. Para isso, os pesquisadores estão utilizando um equipamento portátil de sensoriamento a distância com cerca de 1,90 metro de altura, chamado Lidar, composto basicamente por um gerador de raios laser, um telescópio e um sensor. Os raios, emitidos pulsadamente, refletem nas partículas e moléculas presentes na área focada e retornam ao aparelho, que faz a leitura dos dados e, usando técnicas de tratamento de dados desenvolvidas pela equipe, determina suas características e concentração.

O Lidar é uma sigla para Light Detection and Ranging. "O princípio é semelhante ao dos radares utilizados na medição da poluição atmosférica, com a diferença de que esses trabalham com ondas eletromagnéticas na frequência de rádio e não laser", explica o professor Roberto Guardani, docente do Departamento de Engenharia Química da Poli e coordenador do projeto. "Além de poder ser visualizado, o laser é multidirecional, o que permite mapear detalhadamente grandes áreas e por longos períodos, e oferece dados mais precisos". O uso do laser para medição de poluentes atmosféricos se iniciou nos anos 60, nos Estados Unidos. Esta tecnologia vem sendo aperfeiçoada, assim como tem sido diversificada sua aplicabilidade.

O alcance do Lidar chega a 20 km de distância e a 100 km de altitude, dependendo das condições climáticas. "Além de atingir camadas da atmosfera que nenhum outro sistema consegue atingir, ampliando o campo de atuação, elimina-se a necessidade de ter que se aproximar da chaminé de uma indústria, em geral de difícil acesso, para medir os tipos e a concentração dos poluentes", exemplifica Renata da Costa, doutoranda no tema e que tem desenvolvido pesquisas com o Lidar. "Todos se beneficiam da tecnologia deste sistema, desde os órgãos fiscalizadores até a população, incluindo as indústrias, que podem controlar melhor seus equipamentos poluidores e realizar a manutenção adequada", lembra Renata.

O sistema Lidar pode ser utilizado em várias situações. Para medir a concentração de partículas e gases poluentes no ar, nas chaminés industriais, em queimadas, em erupções vulcânicas, poeira dos desertos e até avaliar a degradação da camada de ozônio. A pesquisa do Cepema desenvolve métodos de análises específicos para monitorar gases como o monóxido de carbono, hidrocarbonetos, dióxido de enxofre e óxidos de nitrogênio, além de partículas poluentes. A próxima etapa do estudo visa aplicar a técnica para medir a distribuição de tamanhos do material particulado expelido por chaminés.

O Projeto Lidar é interdisciplinar. Integra profissionais da USP de várias áreas, incluindo engenheiros químicos, físicos, químicos e meteorologistas. Vem sendo desenvolvido em parceria com a equipe coordenada pelo Dr. Eduardo Landulfo, no Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares – Ipen.