aula 24 o trânsito urbano e a questão ambiental - ecivilufes · o trânsito urbano e a questão...
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Universidade Presbiteriana Mackenzie
Escola de Engenharia – Depto. de Engenharia Civil
10 semestre de 2013
Aula 24
O trânsito urbano e a questão
ambiental
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24.1. Legislação
24.1.1. Histórico
• a discussão do controle das condições dos
veículos em circulação no Brasil já estava
presente no Código de trânsito anterior, de
1967
• o Código atual manteve a obrigatoriedade
da inspeção, atividade que nunca foi
cumprida com rigor no Brasil
• existem exceções, como o Estado do Rio
de Janeiro e a cidade de São Paulo
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24.1.1 Histórico (cont.)
• no Estado do Rio, o programa de inspeção
veicular foi instituído em 1997, com
abrangência restrita. Em 2008, expandiu-
se para todos os veículos fabricados a
partir de 1998
• na cidade de São Paulo o programa de
inspeção (iniciado em 2008) também teve
seu início restrito (veículos a diesel) e hoje
atinge toda a frota da cidade
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24.1.2. Legislação atual
Na instância federal:
• CONTRAN – Conselho Nacional de
Trânsito, ligado ao Ministério das Cidades
• CONAMA – Conselho Nacional do Meio
Ambiente, ligado ao Ministério do Meio
Ambiente
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• CTB: Art. 104 - Os veículos em circulação
terão suas condições de segurança, de
controle de emissão de gases poluentes e de
ruído avaliadas mediante inspeção, que será
obrigatória, na forma e periodicidade
estabelecidas pelo CONTRAN para os itens
de segurança e pelo CONAMA para emissão
de gases poluentes e ruído
• CONAMA - principais Resoluções: nº 03/1990;
05/89; 403/08; 414/09; 415/09 e 418/09
24.1.2. Legislação atual (cont.)
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• em outubro de 2012 foi publicado o
Decreto Federal 7.819 que regulamenta o
Programa de Incentivo à Inovação
Tecnológica e Adensamento da Cadeia
Produtiva de Veículos Automotores
(INOVAR-AUTO)
• esse decreto estabelece, entre outras
coisas, metas para redução de poluentes e
de consumo de combustíveis pelos
automóveis
24.1.2. Legislação atual (cont.)
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• segundo o INOVAR-AUTO, até 2017, os
automóveis fabricados no Brasil deverão
consumir 13,6% a menos de combustível
• a meta-alvo é 17,26 km/l (gasolina) e 11,96
km/l (etanol); contra 14 km/l (gasolina) e
9,71 km/l (etanol) de hoje
• em relação à poluição, até 2017, os
automóveis deverão reduzir em 18% a
emissão de poluentes
24.1.2. Legislação atual (cont.)
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24.2.1. Principais tipos de poluentes
24.2.2. Padrões de qualidade do ar
24.2. Os poluentes
No meio urbano a população está exposta a
várias formas de poluição, como a sonora, visual
e a do ar, que resultam na degradação do
ambiente e na redução da qualidade de vida
O trânsito é um dos responsáveis por essa
degradação. Esta aula enfocará a poluição do ar,
embora esse não seja o único efeito negativo
que o trânsito traz ao ambiente urbano
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No meio urbano, os principais poluentes do ar são:
24.2.1. Principais tipos de poluentes
Tipo Descrição
Partículas
inaláveis
Resultam da queima de combustíveis de indústrias e de automóveis
com motor desregulado. Há também uma variante mais fina (MP2,5),
que chega até os vasos sanguíneos
Ozônio Um dos elementos com maior potencial nocivo, forma-se pela reação
do sol com substâncias como o dióxido de nitrogênio, solventes
evaporados e combustíveis não queimados totalmente
Dióxido de
nitrogênio
Forma-se por meio de processos de combustão de veículos,
indústrias e usinas térmicas. Altamente lesivo, contribui para o
surgimento da chuva ácida e do ozônio
Monóxido
de carbono
Incolor e sem cheiro, resulta principalmente da combustão
incompleta de motores automotivos. Seus índices eram mais altos
até os anos 80, quando os carros não tinham tecnologia de controle
ambiental
Dióxido de
enxofre
Seu cheiro lembra o do gás produzido por um palito de fósforo.
Surge através da queima de óleo e diesel e pode provocar a
formação de chuva ácida
fonte: Veja São Paulo, 27.jul.11
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• a Resolução 05/89 do CONAMA criou o
Programa Nacional de Controle da Qualidade
do Ar – PRONAR
• o PRONAR foi criado com o intuito de “permitir
o desenvolvimento econômico e social do país
de forma ambientalmente segura, pela
limitação dos níveis de emissão de poluentes
por fontes de poluição atmosférica, com vistas
à melhora da qualidade do ar, ao atendimento
dos padrões estabelecidos e o não
comprometimento da qualidade do ar nas
áreas consideradas não degradadas”
24.2.2. Padrões de qualidade do ar
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• outra Resolução do CONAMA, a 03/90,
estabeleceu os padrões de qualidade para
monitoramento do ar, divididos em primários e
secundários
• os padrões primários são aqueles que, se
superados, podem afetar a saúde da
população
• os padrões secundários são as concentrações
de poluentes abaixo das quais se prevê o
mínimo efeito adverso sobre o bem-estar da
população e mínimo dano ao ambiente em
geral. Podem ser entendidos como metas de
longo prazo
24.2.2. Padrões de qualidade do ar
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• em comparação com os valores propostos
pela Organização Mundial da Saúde (OMS),
os padrões brasileiros não são os mais
rigorosos
• para o CONAMA, esses padrões são
satisfatórios em relação à realidade brasileira
• os 3 quadros a seguir trazem os padrões
estabelecidos para os 7 poluidores utilizados,
segundo a Resolução 03/90, para
determinação da qualidade do ar em todo o
país
24.2.2. Padrões de qualidade do ar (cont.)
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24.2.2. Padrões de qualidade do ar (cont.)
Componentes Padrão Primário Padrão Secundário
(I)
Partículas
totais em
suspensão
(1) concentração média
geométrica anual de 80
μg/m3 de ar
(2) concentração média de
24 horas de 240 μg/m3 de
ar, que não deve ser
excedida mais de uma vez
por ano
(1) concentração média
geométrica anual de 60
μg/m3 de ar
(2) concentração média de
24 horas, de 150 μg/m3 de
ar, que não deve ser
excedida mais de uma vez
por ano
(II)
Fumaça
(1) concentração média
aritmética anual de 60
μg/m3 de ar
(2) concentração média de
24 horas, de 150 μg/m3 de
ar, que não deve ser
excedida mais de uma vez
por ano
(1) concentração média
aritmética anual de 40
μg/m3 de ar
(2) concentração média de
24 horas, de 100 μg/m3 de
ar, que não deve ser
excedida mais de uma vez
por ano
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24.2.2. Padrões de qualidade do ar (cont.)
Componentes Padrão Primário Padrão Secundário
(III)
Partículas
inaláveis
(1) concentração média aritmética anual de 50 μg/m3 de
ar
(2) concentração média de 24 horas de 150 μg/m3 de ar,
que não deve ser excedida mais de uma vez por ano
(IV)
Dióxido de
enxofre
(SO2)
(1) concentração média
aritmética anual de 80
μg/m3 de ar
(2) concentração média de
24 horas, de 365 μg/m3 de
ar, que não deve ser
excedida mais de uma vez
por ano
(1) concentração média
aritmética anual de 40
μg/m3 de ar
(2) concentração média de
24 horas, de 100 μg/m3 de
ar, que não deve ser
excedida mais de uma vez
por ano
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24.2.2. Padrões de qualidade do ar (cont.)
Componentes Padrão Primário Padrão Secundário
(V)
Monóxido de
Carbono
(CO)
(1) concentração média de 8 horas, de 10.000 μg/m3 de
ar (9 ppm), que não deve ser excedida mais de uma vez
por ano
(2) concentração média de 1 (uma) hora, de 40.000
μg/m3 de ar (35 ppm), que não deve ser excedida mais
de uma vez por ano
(VI)
Ozônio
(O3)
concentração média de 1 (uma) hora, de 160 μg/m3 de
ar, que não deve ser excedida mais de uma vez por ano
(VII)
Dióxido de
nitrogênio
(NO2)
(1) concentração média
aritmética anual de 100
μg/m3 de ar
(2) concentração média de
1 hora, de 320 μg/m3 de ar
(1) concentração média
aritmética anual de 100
μg/m3 de ar
(2) concentração média de
1 hora, de 190 μg/m3 de ar
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24.2.2. Padrões de qualidade do ar (cont.)
• na Resolução 03/90, o CONAMA estabelece
que a aplicação diferenciada de padrões
primários e secundários requer que o país seja
dividido em classes (I, II e III)
• enquanto não for estabelecida essa
classificação, os padrões aplicáveis no Brasil
serão os primários
• a mesma Resolução estabelece, ainda, os
critérios para episódios agudos de poluição do
ar (estados de “Atenção”, “Alerta” e
“Emergência”)
Componentes Limite
tolerado
Situação
atual Unidade
Partículas inaláveis 50 89 μg/m3
Ozônio 100 115 μg/m3
Dióxido de nitrogênio 142 200 μg/m3
Monóxido de carbono 3,4 9 ppm
Dióxido de enxofre 11,5 20 μg/m3
Adaptado de Veja São Paulo, 27.jul.11 (dados do limite: OMS; da situação atual: Cetesb, jul.11)
Índices de poluentes na Região Metropolitana de
São Paulo
24.2.2. Padrões de qualidade do ar (cont.)
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A realidade do país:
• crescimento social e econômico
• taxas de urbanização crescentes
• transporte público deficiente
• aumento da motorização (autos, motos e
caminhões), com recordes de produção
das montadoras sendo batidos mês a
mês
24.3 Mobilidade urbana sustentável
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• o atual padrão de mobilidade baseado no
transporte motorizado individual é
insustentável
• a má qualidade do transporte e a falta de
planejamento urbano estimula o uso do
automóvel, aumentando os
congestionamentos e degradando o ambiente
• nessa conjuntura, não é possível atender às
necessidades de deslocamento da população
e tampouco a proteção ambiental
24.3 Mobilidade urbana sustentável (cont.)
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O Governo Federal, em busca soluções para
esse problema, publicou a Lei 12.567/12, que
traz o Plano Nacional de Mobilidade Urbana
(PNM)
Entre as várias diretrizes e propostas do Plano,
vale destacar:
• integração da PNM com a política de
desenvolvimento urbano e respectivas
políticas setoriais de habitação, saneamento
básico, planejamento e gestão do uso do solo
no âmbito dos entes federativos
24.3 Mobilidade urbana sustentável (cont.)
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• prioridade dos modos de transportes não
motorizados sobre os motorizados e dos
serviços de transporte público coletivo sobre
o transporte individual motorizado
• integração entre os modos e serviços de
transporte urbano
• mitigação dos custos ambientais, sociais e
econômicos dos deslocamentos de pessoas e
cargas na cidade
• incentivo ao desenvolvimento científico-
tecnológico e ao uso de energias renováveis
e menos poluentes
24.3 Mobilidade urbana sustentável (cont.)
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• priorização de projetos de transporte público
coletivo estruturadores do território e
indutores do desenvolvimento urbano
integrado
• restrição e controle de acesso e circulação,
permanente ou temporário, de veículos
motorizados em locais e horários
predeterminados
• aplicação de tributos sobre modos e serviços
de transporte urbano pela utilização da
infraestrutura urbana
24.3 Mobilidade urbana sustentável (cont.)
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24.3 Mobilidade urbana sustentável (cont.)
• dedicação de espaço exclusivo nas vias
públicas para os serviços de transporte
público coletivo e modos de transporte não
motorizados
• monitoramento e controle das emissões dos
gases de efeito local e de efeito estufa dos
modos de transporte motorizado, facultando a
restrição de acesso a determinadas vias em
razão da criticidade dos índices de emissões
de poluição
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24.4. Os congestionamentos e a emissão de
gases
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24.4. Os congestionamentos e a emissão de gases
(cont.)
• os congestionamentos trazem vários
efeitos negativos à sociedade, ligados às
questões ambientais (poluição do ar e
sonora), de saúde (estresse e problemas
respiratórios) e econômicos (gasto de
combustível e perda de produtividade),
entre outro fatores
• o cálculo desse custo social é complexo,
devido à grande quantidade de variáveis
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24.4. Os congestionamentos e a emissão de gases
(cont.)
• o consumo de combustíveis e a emissão de
poluentes estão relacionados diretamente à
velocidade de deslocamento, o que permite
estimar alguns dos custos envolvidos
Custos da
emissão de
poluentes e
dos acidentes
de trânsito por
modo (2010)
fonte: ANTP
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24.4. Os congestionamentos e a emissão de gases
(cont.) fonte
: Thin
kin
g H
ighw
ays, s
et-o
ut/1
2
O controle da velocidade em uma via pode
reduzir a emissão de poluentes: sob
determinadas circunstâncias é melhor ter uma
velocidade mais baixa, mas constante, do que
correr o risco de congestionamentos
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24.4.1. Consumo de combustível
Segundo dados do IPEA/ANTP:
Para automóveis (gasolina):
C = 0,09543 + (1,26643 / V) – (0,00029 . V)
onde:
V = velocidade (Km/h)
C = consumo (l/km)
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24.4.1. Consumo de combustível (cont.)
Segundo dados do IPEA/ANTP:
Para ônibus (diesel):
C = 0,44428 + 0,00008 V2 - 0,00708 V+ 1,37911/V + 0,00107K
onde:
V = velocidade (Km/h)
K = carregamento (sentado + em pé )
C = consumo (l/km)
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24.4.2. Emissão de poluentes
• ainda segundo o IPEA/ANTP, os coeficientes
de emissão de poluentes por veículos
automotores variam muito em função das
condições dos combustíveis e dos veículos
• o estudo do IPEA/ANTP concentrou-se na
emissão dos quatro principais poluentes
nocivos à saúde: monóxido de carbono (CO),
hidrocarbonetos (HC), óxido de nitrogênio
(NO) e materiais particulados (P)
Obs.: após emitido pelos escapamentos, o NO reage
com o ar, oxidando-se, e se transformando em NO2
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24.4.2. Emissão de poluentes (cont.)
As equações abaixo relacionam as emissões
dos poluentes com a velocidade, utilizando-se
as estimativas da CETESB (1994) para o veículo
médio da cidade de São Paulo
Poluente (g/km) automóveis ônibus
HC HC = - 0,28 + (62,48/V) HC = 14,14 - 3,67 lnV
CO CO = - 4,51 + (727/V) + (1,34x10-3.V2) CO = 43,34 - 8,98 lnV
NO NO = 1,03 + (7,477x10-5.V2) NO = 37,21 - 6,46 lnV
Particulados (P) A emissão é irrelevante P = 1,74 - 0,32 lnV
Obs.: para os automóveis as equações foram definidas para V ≤ a 80
km/h
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24.4.2. Emissão de poluentes (cont.)
O referido estudo estabeleceu os seguintes
custos para os poluentes da tabela anterior:
CO = R$ 0,19/kg
HC = R$ 1,14/kg
NO = R$ 1,12/kg
Partículas = R$ 0,91/kg
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O custo da poluição do ar pelo trânsito
fonte: O Globo, 29.jan.13
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24.4.3. Cálculo dos custos da poluição do ar
pelo trânsito
Baseados nos dados e fórmulas fornecidos,
podemos estimar o custo do trânsito da cidade
de São Paulo do ponto de vista ambiental,
considerando o consumo de combustível e a
respectiva emissão de poluentes
Para as estimativas foram utilizados algumas
simplificações, como, por exemplo, o tráfego
sendo composto apenas por automóveis (que,
na verdade, representam mais de 80% da frota).
As demais variáveis têm sua origem citada nos
textos a seguir
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24.4.3. Cálculo dos custos da poluição do ar pelo
trânsito (cont.)
Consumo de combustível (C)
• Velocidade média – 17,4 km/h (obtido a partir de
dados da CET, publicado em 04.nov.12 na Folha de S. Paulo)
• C = 0,09543 + (1,26643 / 17,4) – (0,00029 . 17,4)
• Consumo total (C) = 0,16316 l/km
• Preço da gasolina: R$ 2,39 (out.12) (conforme
pesquisa em postos de combustível)
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24.4.3. Cálculo dos custos da poluição do ar pelo
trânsito (cont.)
Consumo de combustível
• a média da extensão de lentidões em São
Paulo, de 2ª à 6ª, entre 18h00 e 19h00, é de
110,8 km (calculado a partir de dados da CET)
• nessa extensão serão gastos 110,8 km X
0,1631 l/km = 2.962,8 litros de combustível
custo total do combustível = R$ 7.081,10
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Emissão de poluentes
Para a velocidade de 17,4 km/h (a mesma
usada no cálculo anterior, temos:
HC = - 0,28 + (62,48/17,4) = 3,31 g/km
CO = - 4,51 + (727/17,4) + (1,34x10-3.17,42) = 37,29 g/km
NO = 1,03 + (7,477x10-5.17,42) = 1,05 g/km
24.4.3. Cálculo dos custos da poluição do ar pelo
trânsito (cont.)
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Emissão de poluentes – totais diários das 18h00
às 19h00
Peso dos poluentes (g) Custo (R$)
HC = 3,32 g/km . 110,8 km = 367,9 g 1,14 . 367,9 = 419,41
CO = 37,29 g/km . 110,8 km = 4.131,7 g 0,19 . 4.131,7 = 785,02
NO = 1.05 g/km . 110,8 km = 116,34 g 1,12 . 116,34 = 130,30
24.4.3. Cálculo dos custos da poluição do ar pelo
trânsito (cont.)
Custo total dos poluentes = R$ 1.334,73
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24.4.3. Cálculo dos custos da poluição do ar pelo
trânsito (cont.)
Portanto, nesta estimativa, o custo total da
poluição do ar gerado pelos automóveis para a
cidade de São Paulo, entre 18h00 e 19h00, de
um dia útil, é de:
R$ 8.415,83
Considerando-se 8 horas (*) por dia e 250 dias
úteis, teríamos um custo estimado de R$
16.831.660,00, referentes à poluição do ar pelos
automóveis nos horários de pico
(*) períodos das 7h000 às 10h00 e das 17h00 às 20h00
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24.5. Túneis urbanos
No meio urbano é cada vez mais comum a
utilização de túneis para resolução de problemas
de gargalos formados por cruzamentos saturados
A qualidade do ar nos túneis é particularmente
preocupante, pois a dificuldade na dispersão dos
gases eleva a concentração dos poluentes
Túneis longos são os que mais preocupam, pois,
em geral, a ventilação natural não é suficiente
para dispersar os gases, demandando sistemas
de ventilação forçada
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Tipo Esquema Ventilação Observação
Longitudinal Ventiladores
axiais
Indicada para
túneis
unidirecionais
longos
(~ 5.000 m)
Transversal
Injeção e
aspiração do
ar por sistema
de ventilação
Exige canais para
fluxo do ar,
sistemas de
máquinas e,
eventualmente,
torres de captação
Semi-transversal
Entrada de ar
por injeção
transversal e
saída pelos
emboques
-
24.5. Túneis urbanos (cont.)
Sistemas de ventilação forçada em túneis
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• além da questão da ventilação, outra
preocupação operacional é a ocorrência
de incêndios em túneis
• a NBR 15.661 – “Proteção contra
incêndios” (ABNT), publicada em 2012,
trata dos requisitos de segurança
necessários para esse tipo de acidente em
túneis de transporte de passageiros e de
cargas
24.5. Túneis urbanos (cont.)
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Alguns incêndios
em túneis nos
últimos anos
Túnel País (es) Data Vítimas
Monte Branco França e Itália 24.mar.99 39 mortos
Tauern Áustria 29.mai.99 12 mortos
St. Gotthard Suíça 24.out.01 11 mortos
Hsuehshan Taiwan 08.mai.02 2 mortos
Los Angeles/Sta. Clarita EUA 12.out.07 2 mortos
Sob o Canal da Mancha Inglaterra e França 11.set.08 Sem mortos
24.5. Túneis urbanos (cont.)
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Tendo em vista os problemas ambientais e
operacionais apresentados, os túneis modernos
são equipados com centrais de controle,
fortemente baseadas em ITS
A infraestrutura dessas centrais pode contar
com sistemas de controle e monitoramento do
nível de gases; da ventilação; de incêndio; dos
painéis de mensagens variáveis; da portas de
galerias; fiscalização de velocidade; detecção
de incidentes e circuito fechado de TV, entre
outros
24.5. Túneis urbanos (cont.)