Avaliação da influência de árvores na dispersão de poluentes atmosféricos em street canyons utilizando fluidodinâmica computacional (CFD)

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Zaze, Emely Gonçalves
Data de Publicação: 2023
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFPR
Texto Completo: https://hdl.handle.net/1884/84871
Resumo: Orientadora: Profa. Dra. Mônica Beatriz Kolicheski
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spelling Devecchi, Fernando Pablo, 1964-Universidade Federal do Paraná. Setor de Tecnologia. Programa de Pós-Graduação em Meio Ambiente Urbano e IndustrialSENAI. Departamento Regional do ParanáUniversität StuttgartKolicheski, Mônica Beatriz, 1968-Zaze, Emely Gonçalves2023-11-16T20:42:31Z2023-11-16T20:42:31Z2023https://hdl.handle.net/1884/84871Orientadora: Profa. Dra. Mônica Beatriz KolicheskiCoorientador: Prof. Dr. Fernando Pablo DevecchiDissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Meio Ambiente Urbano e Industrial em parceria com o Serviço Nacional de Aprendizagem Nacional (SENAI) e a Universität Stuttgart da Alemanha. Defesa : Curitiba, 14/04/2023Inclui referênciasResumo: Dados de 2019 revelam que mais de 90% da população mundial vive em áreas com níveis de poluição do ar acima dos limites estabelecidos pela Organização Mundial da Saúde (OMS). A atividade humana, especialmente em áreas urbanas com alta concentração de indústrias e tráfego de veículos, tem sido a principal causa da degradação da qualidade do ar e contribui para as mudanças climáticas. O conhecimento da dispersão de poluentes do ar em grandes centros urbanos é importante para mudar o cenário atual e melhorar o bem-estar e a saúde da população. Dessa forma, neste estudo, foi desenvolvido um modelo de dispersão de dois tipos de poluentes do ar: dióxido de carbono (CO2) e material particulado fino (MP2,5) em um street canyon hipotético. Os conceitos de fluidodinâmica computacional (CFD) e as ferramentas do software Open Source Field Operation and Manipulation (OpenFOAM) foram empregados para realizar simulações considerando diferentes cenários, que incluíram a presença ou ausência de árvores. O objetivo foi investigar o impacto da arborização na ventilação natural, dispersão e influência nas concentrações de CO2 e MP2,5. O comportamento dos poluentes foi modelado usando as equações de Navier-Stokes com médias de Reynolds (RANS) e com o modelo de turbulência k-?. Para a geração da geometria e domínio computacional, utilizou-se o software Salome, enquanto o OpenFOAM foi empregado para gerar a malha e executar os cálculos das equações matemáticas. Os resultados das simulações foram visualizados com o software ParaView e demonstraram que os efeitos aerodinâmicos são mais significativos em cenários com velocidade inicial do vento de 1 m/s e direção paralela ao eixo principal da rua. Além disso, a presença de árvores mostrou-se relevante na redução das concentrações dos poluentes avaliados. Essas descobertas destacam a importância da arborização e de estratégias de mitigação da poluição para melhorar a qualidade do ar em street canyons. Recomenda-se a realização de estudos adicionais considerando as características específicas de cada contexto urbano, assim como o uso de dados reais de monitoramento, para obter resultados mais embasados e precisos.Abstract: Data from 2019 reveal that over 90% of the world's population lives in areas with air pollution levels above the limits established by the World Health Organization (WHO). Human activity, especially in urban areas with a high concentration of industries and vehicle traffic, has been the main cause of air quality degradation and contributes to climate change. Understanding the dispersion of air pollutants in large urban centers is important to change the current scenario and improve the well-being and health of the population. Thus, in this study, a dispersion model for two types of air pollutants, carbon dioxide (CO2) and fine particulate matter (PM2.5), was developed in a hypothetical street canyon. Computational fluid dynamics (CFD) concepts and tools from the Open Source Field Operation and Manipulation (OpenFOAM) software were employed to conduct simulations considering different scenarios, including the presence or absence of trees. The aim was to investigate the impact of urban greening on natural ventilation, dispersion, and influence on CO2 and PM2.5 concentrations. The behavior of pollutants was modeled using the Reynolds-averaged Navier-Stokes equations (RANS) and the k-epsilon turbulence model. The Salome software was used for geometry and computational domain generation, while OpenFOAM was employed to generate the mesh and perform the mathematical calculations. The simulation results were visualized using ParaView software and demonstrated that aerodynamic effects are more significant in scenarios with an initial wind speed of 1 m/s and direction parallel to the main axis of the street. Furthermore, the presence of trees proved to be relevant in reducing the concentrations of the evaluated pollutants. These findings highlight the importance of urban greening and pollution mitigation strategies to improve air quality in street canyons. Further studies are recommended, considering the specific characteristics of each urban context, as well as the use of real monitoring data, to obtain more informed and accurate results.1 recurso online : PDF.application/pdfAr - PoluiçãoDioxido de carbonoDispersãoPlanejamento Urbano e RegionalAvaliação da influência de árvores na dispersão de poluentes atmosféricos em street canyons utilizando fluidodinâmica computacional (CFD)info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisporreponame:Repositório Institucional da UFPRinstname:Universidade Federal do Paraná (UFPR)instacron:UFPRinfo:eu-repo/semantics/openAccessORIGINALR - D - EMELY GONCALVES ZAZE.pdfapplication/pdf7716392https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/84871/1/R%20-%20D%20-%20EMELY%20GONCALVES%20ZAZE.pdf2d8a980f1836b9dfe8770d4312ddb23aMD51open access1884/848712023-11-16 17:42:31.31open accessoai:acervodigital.ufpr.br:1884/84871Repositório de PublicaçõesPUBhttp://acervodigital.ufpr.br/oai/requestopendoar:3082023-11-16T20:42:31Repositório Institucional da UFPR - Universidade Federal do Paraná (UFPR)false
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