Inclusão das características da via e da categoria veicular na desagregação espacial das emissões veiculares

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2023.Os inventários de emissões veiculares de alta resolução espacial são essenciais para desenvolver estratégias eficientes de redução da poluição do ar. No entanto, a escassez de dados restringe o amplo uso de modelos de emissão com alta resolução espacial, principalmente em países em desenvolvimento. O método de desagregação espacial que considera a densidade de vias é utilizado como alternativa para obter resolução espacial refinada das estimativas de emissões veiculares. Contudo, este método de desagregação superestima as emissões em vias de baixo fluxo e subestima as emissões em vias de alto fluxo. Neste sentido, o presente trabalho propõe uma nova metodologia para melhorar a desagregação espacial dos inventários de emissões veiculares, baseando-se em fatores de ponderação que consideram o tipo de via e a categoria veicular. Neste trabalho, foi utilizado dados de emissão veicular em nível de rua referente à três regiões metropolitanas do Brasil para estimar os fatores de ponderação em 63 cidades. A partir destes dados, foi utilizado a proporção do comprimento de vias primárias (vias de alto fluxo) por cidade como variável independente em um Modelo Linear Generalizado (MLG) para prever os fatores de ponderação por cidade. Sendo que quatro modelos foram gerados, um para cada categoria de veículo: automóveis, ônibus, caminhões e pesados. Os resultados mostram que a utilização dos fatores de ponderação melhorou a precisão espacial das emissões veiculares em relação ao método de densidade de vias. Os fatores de ponderação diminuíram o Fractional bias e aumentaram a correlação de Spearman para todas as categorias. O método proposto diminuiu a mediana do Fractional bias nas vias secundárias, minimizando a superestimação das emissões pelo método de densidade de vias. Nas vias primárias, os fatores de ponderação diminuíram o intervalo interquartil do Fractional bias e superestimaram as emissões em menor magnitude enquanto o método de densidade de vias subestimou. Ainda, o método proposto apresentou maior porcentagem de células dentro do critério de aceitabilidade nas vias primarias. Considerando as cidades separadamente, os fatores de ponderação aumentaram a correlação de Spearman e a porcentagem de células dentro do critério de aceitabilidade, enquanto diminuíram o Fractional bias, bias e distância de Hellinger em mais de 50% das cidades. A implementação do método proposto em um domínio no sul do Brasil mostrou que a interconectividade entre as cidades é melhor representada. Além disso, o novo método prevê emissões veiculares mais realistas em rodovias, o que não foi visualizado ao empregar o método de densidade de vias. As emissões veiculares desagregadas foram acopladas em um modelo de qualidade do ar chamado Community Multiscale Air Quality (CMAQ) que simula a concentração de poluentes na atmosfera, criando dois cenários: (i) fatores de ponderação e (ii) densidade de vias. Os dois cenários de simulação foram comparados com dados de estação de monitoramento a fim de verificar qual simulação está mais próxima dos dados observados nas estações de monitoramento. Os resultados mostraram que o cenário dos fatores de ponderação diminuiu o erro quando comparado com dados de algumas estações de monitoramento. Em geral, as métricas estatísticas apresentaram similaridades considerando o período de simulação analisado para as concentrações simuladas nos dois cenários. Esses resultados sugerem que a inclusão das características da via e do veículo podem melhorar a resolução espacial das emissões veiculares em escala local e nacional utilizando dados simples que estão disponíveis na maioria dos países em desenvolvimento. Esses resultados sugerem que a inclusão das características da via e do veículo podem melhorar a resolução espacial das emissões veiculares em escala local e nacional utilizando dados simples que estão disponíveis na maioria dos países em desenvolvimento.Abstract: High-resolution spatial inventories of vehicle emissions are essential for developing efficient strategies to reduce air pollution. However, the scarcity of data limits the widespread use of emission models with high spatial resolution, particularly in developing countries. The spatial disaggregation method that considers road density is used as an alternative to obtain refined spatial resolution of vehicle emission estimates. However, this spatial disaggregation method overestimates emissions on low-traffic roads and underestimates emissions on high-traffic roads. In this context, this study proposes a new methodology to improve the spatial disaggregation of vehicle emission inventories, based on weighting factors that consider the road type and vehicle category. In this work, we used data from road-level inventories of three metropolitan areas in Brazil to estimate the weighting factors for 63 municipalities. From these data, we derived a Generalized Linear Model by vehicle category (passenger cars, buses, trucks, and heavy vehicles) to predict the weighting factors using the proportion of primary roads (high flow and highways) length as independent variable. The results show that the use of weighting factors improved the spatial accuracy of vehicle emissions compared to the road density method. Our results reveal that the use of weighting factors improve the disaggregation of vehicular emissions when compared to the traditional road density method. The weighting factors decreased Fractional bias and increased Spearman correlation for all vehicle categories. The proposed method decreased Fractional bias median in secondary roads, minimizing the overestimation of vehicular emissions found by road density method. In primary roads, the weighting factors decreased the Fractional bias interquartile range, slightly overestimating the vehicular emissions, however, in lower magnitude than the road density method underestimate. Moreover, the proposed method showed higher percentage of cells within the acceptance criteria in primary roads. Considering the cities separately, the weighting factors increased the Spearman correlation and the percentage of cells within the acceptance criteria, while decreased Fractional bias, bias and Hellinger distance in up to 50% of the cities. The implementation of weighting factors method into a domain in the south of Brazil showed that the interconnectivity between cities is better represented. Furthermore, the new method predicts more realistic vehicular emissions in highways, which cannot be visualized after employing the road density method. The disaggregated vehicle emissions were incorporated into an air quality model called Community Multiscale Air Quality (CMAQ), which simulates the concentration of pollutants in the atmosphere, creating two scenarios: (i) weighting factors and (ii) road density. The two simulation scenarios were compared with monitoring station data to determine which simulation was closer to the observed data. The results showed that the scenario using weighting factors reduced the error compared to data from some monitoring stations. Overall, the statistical metrics showed similarities considering the analyzed simulation period for the simulated concentrations in both scenarios. These results suggest that the inclusion of road and vehicle characteristics can improve the spatial resolution of vehicle emissions at the local and national scales, using simple data available in most developing countries

Comparação entre métodos top-down e bottom-up na estimativa de emissões veiculares

TCC(graduação) - Universidade Federal de Santa Catarina. Centro Tecnológico. Engenharia Sanitária e Ambiental.A estimativa de emissões veiculares é necessária para o gerenciamento do controle da poluição do ar. A qualidade das estimativas está intimamente relacionada à disponibilidade de dados, sendo esses escassos em países em desenvolvimento e subdesenvolvidos. O método bottom-up, mais refinado e com maior resolução, necessita de dados de fluxo veicular via por via, dificilmente encontrados na maior parte das cidades brasileiras. Como alternativa, utiliza-se modelos simplificados como a metodologia top-down. Tal metodologia geralmente não apresenta distribuição espacial e temporal das emissões. Existem poucos trabalhos na literatura que visam melhorar a qualidade das estimativas do método top-down e sanar as lacunas de dados necessários para estudos de qualidade do ar. O método de desagregação de emissões pela densidade de vias é uma alternativa que pode melhorar a resolução temporal e espacial da metodologia top-down. No entanto, suas estimativas são superestimadas em locais com baixo fluxo veicular e subestimadas em regiões que contém elevado fluxo. Neste trabalho, avaliou-se as estimativas das emissões veiculares em cinco municípios da microrregião de Florianópolis, através do método top-down e bottom-up em diferentes escalas espaciais e temporais. A metodologia de desagregação baseada na densidade de vias foi utilizada para distribuir as emissões espacialmente em pixels de 1 km². Verificou-se que ao comparar o método top-down com o método bottom-up em escala de cidade obteve-se uma diferença de até 165% para o município de Governador Celso Ramos e 10% para o município de Palhoça, ambos para o poluente material particulado. Ainda, notou-se uma tendência da metodologia top-down em subestimar as estimativas de emissões dos menores municípios da área de estudo. Ao efetuar a desagregação espacial das emissões estimadas pelo método top-down houve uma diferença de até 193% para o material particulado e óxido de nitrogênio. Ocorreu uma superestimação das emissões em vias locais e uma subestimação nas rodovias e vias arteriais. O método de desagregação apresentou diferença de até 183% para o poluente hidrocarboneto. O método de desagregação por densidade de vias demonstrou superestimação em vias de baixo fluxo e subestimação em vias de alto fluxo. Além disso, observou-se que para o monóxido de carbono e hidrocarboneto o erro foi menor ao considerar o erro da estimativa de emissão em conjunto com o erro do método de desagregação comparado apenas com o erro do método de desagregação.The estimative of vehicular emissions is an important tool for air pollution management and control. The accuracy of emissions estimates is highly associated to the availability of data, which is scarce in developing countries. Most Brazilian cities find constraints in applying refined methods for emissions estimation such as the bottom-up approach, as it requires vehicular activity data on a road link level. Instead, a top-down approach is usually employed where data is scarce. Such top-down method usually has spatial and temporal resolution limitations. There are still very few works in literature that aim to improve the quality of top-down estimations and fill in missing data for air quality assessments. Disaggregating emissions according to the density of roads is an alternative to improve spatial resolution of top-down inventories. However, it usually overestimates emissions in roads of reduced traffic, and underestimates in regions of intense vehicular flow. In that sense, the present work evaluated vehicular emissions estimation from five municipalities in the Florianópolis region, applying the top-down and bottom-up approaches in different temporal and spatial scales. The emissions disaggregation method based on road density was applied to distribute emissions in 1 km² pixels. Comparing both bottom-up and top-down methods for each city, a difference of 165% in Particulate Matter emissions was found in Governador Celso Ramos and 10% in Palhoça. Also, the top-down approach showed an inclination to underestimate emissions in smaller cities within the study area. Emissions were overestimated in local roads and underestimated in highways and arterial roads. In relation to the disaggregation method, it presented a difference of up to 183% for Hydrocarbons. Besides, for both Carbon Monoxide and Hydrocarbons, the combined error of estimation and disaggregation was smaller than the disaggregation method error alone

Emissões veiculares no estado de Santa Catarina - ano base 2017

De acordo com a Organização Mundial da Saúde (OMS), a poluição do ar é considerada como o maior risco ambiental à saúde ambiental. Estima-se que 7 milhões de mortes prematuras ocorrem anualmente no mundo, sendo que os habitantes de países subdesenvolvidos e em desenvolvimento são atingidos com maior frequência e intensidade (UNEP, 2014). O estado de Santa Catarina (SC) é a região do Brasil com o maior número de indústrias per capita (29 indústrias para cada 10.000 habitantes) (IBGE, 2013). Além disso, segundo o Departamento Nacional de Trânsito, SC possui o maior número de carros por pessoa (DENATRAN, 2017). Vale salientar também que o estado alcançou a 9ª posição no ranking nacional de produção agrícola, apesar de concentrar apenas 1% do território nacional (IBGE, 2017a). Mesmo tendo conhecimento que estas atividades trazem implicações na qualidade do ar, em SC poucas iniciativas foram tomadas para controlar tais impactos. O fato se torna mais crítico por não existir (até o momento) monitoramento público da concentração de poluentes atmosféricos, exceto os realizados para cunho científico, conforme levantamento do Instituto de Energia e Meio Ambiente (IEMA, 2014). Frente a esta problemática, o Laboratório de Controle de Qualidade do Ar (LCQAr) desenvolve o projeto “AVALIAÇÃO DO IMPACTO DAS EMISSÕES VEICULARES, QUEIMADAS, INDUSTRIAIS E NATURAIS NA QUALIDADE DO AR EM SANTA CATARINA”, APRESENTAÇÃO que dará subsídios para a construção de um sistema de Gestão da Qualidade do Ar em SC. O projeto tem o objetivo de estimar o impacto das emissões veiculares, industriais, naturais e de queimadas na qualidade do ar em SC. Esta pesquisa dará subsídios para a elaboração de um sistema de Gestão da Qualidade do Ar. Entre os produtos listados no plano de trabalho está a elaboração de inventários das emissões veiculares em Santa Catarina, sendo este o tema do presente trabalho. Este documento faz parte de uma série de relatórios sobre as emissões atmosféricas no estado de Santa Catarina. Esta versão traz o inventário de emissões veiculares no estado de SC, referente ao ano de 2017. O estudo contém a atualização das estimativas das emissões por escapamento e evaporativas em SC, nas suas mesorregiões e cidades. Este documento complementará uma série de relatórios sobre as emissões atmosféricas no estado de Santa Catarina que serão desenvolvidos ao longo dos seis anos de projeto. O Laboratório de Controle da Qualidade do Ar da Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC) possui vasta experiência na área de gestão e controle da poluição atmosférica. O LCQAr se comprometeu em auxiliar na prevenção de impactos na saúde e meio ambiente relacionados à má qualidade do ar em SC. De fato, o desafio é complexo e exigirá esforços por parte da comunidade acadêmica, e de iniciativas públicas e privadas. É o dever e objetivo principal do LCQAr atuar nesta causa.FAPES

AVALIAÇÃO DO IMPACTO DAS EMISSÕES VEICULARES, QUEIMADAS, INDUSTRIAIS E NATURAIS NA QUALIDADE DO AR EM SANTA CATARINA

Livro sobre gestão da qualidade do ar em Santa CatarinaAlém das mudanças climáticas, as evidências científicas associam a poluição do ar com graves impactos na saúde humana, principalmente nos grupos mais vulneráveis como crianças e idosos. No Brasil, mais de 51 mil mortes anuais prematuras ocorrem devido à poluição do ar, dificultando o desenvolvimento social e econômico. Mesmo que as leis e normas que sustentam o Programa Nacional de Controle da Qualidade do Ar (PRONAR) estejam delineadas, os setores ambiental, de saúde e planejamento urbano são carentes de governança e estrutura técnica para controlar os impactos da poluição do ar na maioria dos estados brasileiros. Segundo o recente estudo do World Resources Institute (WRI), um sistema de monitoramento e compartilhamento de dados é necessário para revelar a situação atual da qualidade do ar, bem como definir ações de controle nas diferentes regiões brasileiras (De Simioni et al., 2021). Santa Catarina (SC) é o estado brasileiro com o maior número de indústrias per capita (29 indústrias para cada 10.000 habitantes) (IBGE, 2013). Além disso, segundo o Departamento Nacional de Trânsito, SC possui o maior número de carros por pessoa (DENATRAN, 2020). Vale salientar também que o estado alcançou a 9ª posição no ranking nacional de produção agrícola, apesar de concentrar apenas 1% do território nacional (IBGE, 2020). Mesmo tendo conhecimento que estas atividades trazem implicações na qualidade do ar, em SC poucas iniciativas foram tomadas para controlar tais impactos. O fato se torna mais crítico por não existir monitoramento público da concentração de poluentes atmosféricos, exceto os realizados para cunho científico, conforme levantamento do Instituto de Energia e Meio Ambiente (IEMA, 2014). Frente a esta problemática, o Laboratório de Controle de Qualidade do Ar (LCQAr) da Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC) está desenvolvendo o projeto “AVALIAÇÃO DO IMPACTO DAS EMISSÕES VEICULARES, QUEIMADAS, INDUSTRIAIS E NATURAIS NA QUALIDADE DO AR EM SANTA CATARINA”, que dará subsídios para a construção de um sistema de Gestão da Qualidade do Ar em SC. O projeto tem o objetivo de estimar o impacto das emissões veiculares, industriais, naturais e de queimadas na qualidade do ar em SC. O LCQAr busca auxiliar no conhecimento das principais fontes emissoras de poluentes atmosféricos, bem como na prevenção de impactos na saúde e meio ambiente relacionados à má qualidade do ar nas diferentes regiões de SC. De fato, o desafio é complexo e exigirá esforços da comunidade acadêmica, iniciativas públicas e privadas. É o dever e objetivo principal do LCQAr atuar nesta causa. Este documento faz parte de uma série de relatórios sobre as emissões atmosféricas em SC. Esta versão traz um conjunto com todos os inventários de emissões no estado de SC. O inventário de emissão veicular é referente ao ano de 2018; os inventários de emissões industriais e queimadas são referentes ao ano de 2019; e o inventário das emissões naturais (biogênicas) é referente ao ano de 2016. Além disso, é apresentada a meteorologia de SC entre os anos de 2015 a 2018, bem como as densidades médias de CO, NO2, SO2 e O3 (2019) em SC.FAPES

INFECÇÃO URINÁRIA NA PEDIATRIA: COMPREENDENDO SUAS REPERCUSSÕES: REVISÃO INTEGRATIVA

Introduction: Urinary tract infection in pediatrics is a common clinical condition affecting children and adolescents, being one of the main causes of consultations in emergency services and pediatric outpatient clinics. Methodology: The search source included electronic databases recognized for their relevance and comprehensiveness in the biomedical field. The main databases selected were Google Scholar, Scielo, and PUBMED. These sources were chosen due to their ability to provide access to a wide range of high-quality studies, covering various disciplines and aspects related to the proposed topic. Results: Diagnostic methods for urinary tract infection in pediatrics are essential to accurately identify the presence of infection and guide appropriate treatment. Proper urine sample collection is crucial to avoid contamination that could compromise test results. Conclusion: In summary, urinary tract infections in pediatrics are a common but complex condition that requires a comprehensive approach for its management. Understanding the clinical, emotional, and social repercussions of these infections is fundamental to the development of effective diagnostic, treatment, and prevention strategiesIntrodução: Infecção urinária na pediatria é uma condição clínica comum que afeta crianças e adolescentes, sendo uma das principais causas de consulta em serviços de emergência e ambulatórios pediátricos. Metodologia: A fonte de busca incluiu bases de dados eletrônicas reconhecidas pela sua relevância e abrangência na área biomédica. As principais bases de dados selecionadas foram Google Acadêmico, Scielo e PUBMED. Estas fontes foram escolhidas devido à sua capacidade de fornecer acesso a uma vasta gama de estudos de alta qualidade, cobrindo diversas disciplinas e aspectos relacionados à temática proposta. Resultados: Os métodos diagnósticos para infecção urinária na pediatria são essenciais para identificar com precisão a presença de infecção e para orientar o tratamento adequado. A coleta adequada de amostras de urina é crucial para evitar contaminações que possam comprometer os resultados dos exames. Conclusão: Em resumo, as infecções urinárias na pediatria são uma condição comum, mas complexa, que requer uma abordagem abrangente para seu manejo. A compreensão das repercussões clínicas, emocionais e sociais dessas infecções é fundamental para o desenvolvimento de estratégias eficazes de diagnóstico, tratamento e prevenção

Uric Acid Reacts with Peroxidasin, Decreases Collagen IV Crosslink, Impairs Human Endothelial Cell Migration and Adhesion

Uric acid is considered the main substrate for peroxidases in plasma. The oxidation of uric acid by human peroxidases generates urate free radical and urate hydroperoxide, which might affect endothelial function and explain, at least in part, the harmful effects of uric acid on the vascular system. Peroxidasin (PXDN), the most recent heme-peroxidase described in humans, catalyzes the formation of hypobromous acid, which mediates collagen IV crosslinks in the extracellular matrix. This enzyme has gained increasing scientific interest since it is associated with cardiovascular disease, cancer, and renal fibrosis. The main objective here was to investigate whether uric acid would react with PXDN and compromise the function of the enzyme in human endothelial cells. Urate decreased Amplex Red oxidation and brominating activity in the extracellular matrix (ECM) from HEK293/PXDN overexpressing cells and in the secretome of HUVECs. Parallelly, urate was oxidized to 5-hydroxyisourate. It also decreased collagen IV crosslink in isolated ECM from PFHR9 cells. Urate, the PXDN inhibitor phloroglucinol, and the PXDN knockdown impaired migration and adhesion of HUVECs. These results demonstrated that uric acid can affect extracellular matrix formation by competing for PXDN. The oxidation of uric acid by PXDN is likely a relevant mechanism in the endothelial dysfunction related to this metabolite

AVALIAÇÃO DO IMPACTO DAS EMISSÕES VEICULARES, QUEIMADAS, INDUSTRIAIS E NATURAIS NA QUALIDADE DO AR EM SANTA CATARINA - ANO BASE 2021

Livro sobre gestão da qualidade do ar em Santa CatarinaAlém das mudanças climáticas, as evidências científicas associam a poluição do ar com graves impactos na saúde humana, principalmente nos grupos mais vulneráveis como crianças e idosos. No Brasil, mais de 51 mil mortes anuais prematuras ocorrem devido à poluição do ar, dificultando o desenvolvimento social e econômico. Mesmo que as leis e normas que sustentam o Programa Nacional de Controle da Qualidade do Ar (PRONAR) estejam delineadas, os setores ambiental, de saúde e planejamento urbano são carentes de governança e estrutura técnica para controlar os impactos da poluição do ar na maioria dos estados brasileiros. Segundo o recente estudo do World Resources Institute (WRI), um sistema de monitoramento e compartilhamento de dados é necessário para revelar a situação atual da qualidade do ar, bem como definir ações de controle nas diferentes regiões brasileiras (De Simioni et al., 2021). Santa Catarina (SC) é o estado brasileiro com o maior número de indústrias per capita (29 indústrias para cada 10.000 habitantes) (IBGE, 2013). Além disso, segundo o Departamento Nacional de Trânsito, SC possui o maior número de carros por pessoa (DENATRAN, 2020). Vale salientar também que o estado alcançou a 9ª posição no ranking nacional de produção agrícola, apesar de concentrar apenas 1% do território nacional (IBGE, 2020). Mesmo tendo conhecimento que estas atividades trazem implicações na qualidade do ar, em SC poucas iniciativas foram tomadas para controlar tais impactos. O fato se torna mais crítico por não existir monitoramento público da concentração de poluentes atmosféricos, exceto os realizados para cunho científico, conforme levantamento do Instituto de Energia e Meio Ambiente (IEMA, 2014). Frente a esta problemática, o Laboratório de Controle de Qualidade do Ar (LCQAr) da Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC) está desenvolvendo o projeto “AVALIAÇÃO DO IMPACTO DAS EMISSÕES VEICULARES, QUEIMADAS, INDUSTRIAIS E NATURAIS NA QUALIDADE DO AR EM SANTA CATARINA”, que dará subsídios para a construção de um sistema de Gestão da Qualidade do Ar em SC. O projeto tem o objetivo de estimar o impacto das emissões veiculares, industriais, naturais e de queimadas na qualidade do ar em SC. O LCQAr busca auxiliar no conhecimento das principais fontes emissoras de poluentes atmosféricos, bem como na prevenção de impactos na saúde e meio ambiente relacionados à má qualidade do ar nas diferentes regiões de SC. De fato, o desafio é complexo e exigirá esforços da comunidade acadêmica, iniciativas públicas e privadas. É o dever e objetivo principal do LCQAr atuar nesta causa. Este documento faz parte de uma série de relatórios sobre as emissões atmosféricas em SC. Esta é a segunda versão que traz um conjunto de todos os inventários de emissões no estado de SC. Os inventários de emissão veicular e biogênicas são referentes ao ano de 2019. Entretanto, os inventários de emissões industriais e queimadas são referentes ao ano de 2020. Além disso, é apresentada a meteorologia de SC referente ao ano de 2019, fator essencial para entender as condições de dispersão e de concentração de poluentes em Santa Catarina. Por fim, um Plano de Controle de Emissões Atmosféricas é apresentado com o intuito de identificar áreas prioritárias para a gestão da qualidade do ar.FAPES