ANÁLISE DE CORRELAÇÃO ENTRE O TAMANHO DA FROTA DE ÔNIBUS DE TRANSPORTE PÚBLICO E OS ÍNDICES DE POLUIÇÃO ATMOSFÉRICA ENTRE 2000 E 2001 EM FORTALEZA-CE

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1 1 ANÁLISE DE CORRELAÇÃO ENTRE O TAMANHO DA FROTA DE ÔNIBUS DE TRANSPORTE PÚBLICO E OS ÍNDICES DE POLUIÇÃO ATMOSFÉRICA ENTRE 2000 E 2001 EM FORTALEZA-CE Alan RIPOLL ALVES 1 Cláudia Maria PINTO DA COSTA 2 Clayton TAPETY DO CARMO 3 Francisca IONE CHAVES 4 1. Universidade Federal do Ceará. PRODEMA. alanripoll@gmail.com 2. Universidade Federal do Ceará. claudinhapc@gmail.com 3. Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia. ctcarq@hotmail.com 4. Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia. ionechaves@hotmail.com O principal contribuinte para a poluição atmosférica nos centros urbanos é o setor de transporte. Os ônibus, no geral, produzem poluição atmosférica mais do que deveriam. No caso brasileiro, em primeiro lugar, porque consomem um combustível de má qualidade, com excesso de enxofre, entre outros fatores que impedem uma combustão eficiente, produzindo excesso de fuligem. Em segundo lugar, porque muitos motores que equipam os ônibus nacionais são de concepção mecânica defasada e com pouco ou nenhum mecanismo de proteção ambiental, como catalisadores. O propósito deste trabalho foi de apontar a existência ou não de relação entre os índices de medida da qualidade do ar e a quantidade de ônibus que circularam mensalmente em Fortaleza durante os anos de 2000 e 2001, com o uso das técnicas estatísticas fornecidas pela correlação e regressão. O interesse em averiguar a relação qualidade do ar com a quantidade de ônibus fez com que a pesquisa se concentrasse nos dados poluentes de fumaça e nas partículas totais em suspensão, pois os mesmos estão vinculados à emissão dos veículos automotores. Após a apresentação dos resultados, verificou-se que não foi possível realizar uma análise de regressão múltipla precisa devido à inexistência de dados para alguns meses. Detectou-se que a correlação entre as variáveis era baixa, não existindo, portanto, uma relação consistente entre elas, par a par. Determinou-se, finalmente, que havia relação entre a qualidade do ar e a quantidade de ônibus que circulava em Fortaleza no intervalo de 2000 a Estudos mais apurados, isto é, com um maior número de observações, deveriam ser realizados pelos órgãos de controle responsáveis, porque através desta investigação foi possível afirmar que as empresas locais de transporte coletivo urbano possuíam uma parcela de contribuição na garantia da qualidade do ar de Fortaleza. Palavras-chave: Poluição atmosférica; Transporte público; Qualidade do ar. 1. INTRODUÇÃO Existe no mundo uma demanda crescente por recursos que possam acompanhar as novas mudanças. A velocidade com que as relações sociais tem se

2 2 dado eleva a necessidade de deslocamento do homem. O ônibus, neste contexto, está entre os principais meios para a realização de tal processo. A descarga de gases de combustão dos veículos automotores leva ao ar, óxidos de carbono (CO e CO 2 ), hidrocarbonetos diversos, alguns considerados cancerígenos, partículas de carbono em suspensão com gases, produtos químicos vaporizados, entre outras substâncias de toxicidade variável (SALA, 1999). O principal contribuinte para a poluição atmosférica nos centros urbanos é o setor de transporte. Os ônibus produzem poluição atmosférica mais do que deveriam. No caso brasileiro, em primeiro lugar, porque consomem um combustível de má qualidade, com excesso de enxofre, entre outros fatores que impedem uma combustão eficiente, produzindo excesso de fuligem. Em segundo lugar, porque muitos motores que equipam os ônibus nacionais são de concepção mecânica defasada e com pouco ou nenhum mecanismo de proteção ambiental, como catalisadores. Segundo Dias (2006), apenas os modelos mais recentes de automotores começam a apresentar recursos para a redução da emissão de poluentes, seguindo as normas do Programa de Controle de Poluição do Ar por Veículos Automotores (PROCONVE) do Instituto Brasileiro do Meio Ambiente e dos Recursos Naturais Renováveis (Ibama). De acordo com o PROCONVE (apud Dias (2006)), a cada ano as montadoras brasileiras deveriam apresentar ao mercado modelos com índices decrescentes de emissão de poluentes, até atingirmos os padrões europeus, ou seja, 2 g/km de monóxido de carbono, 0,6 g/km de óxidos de nitrogênio, 0,3 g/km de hidrocarbonetos, dentre outros. Os valores atuais da nossa frota estão doze vezes maiores para o monóxido de carbono, três vezes maiores para os óxidos de nitrogênio e sete vezes maiores para os hidrocarbonetos. A falta de harmonia entre o Departamento Nacional de Combustíveis, que altera as especificações dos combustíveis, e a indústria automobilística gera um atraso nas medidas práticas para promover a melhoria da qualidade do ar nos centros urbanos. Atrelada a esse aspecto, a incongruência das responsabilidades dos órgãos públicos e privados envolvidos na questão da poluição do ar produz consequências ambientais irreversíveis.

3 3 Na Região Metropolitana de São Paulo (RMSP), os veículos automotores (veículos leves e pesados, incluindo ainda as motocicletas e similares) correspondem à principal fonte de emissão de poluentes, com um contribuição de cerca de 95% das emissões de CO, 94% das emissões de HC, 96% das emissões de NO x e 65% das emissões de SO x (CETESB, 1999). Os veículos leves, que são movidos a gasool (gasolina com adição de álcool) e álcool, contribuem com 63% das emissões de CO, 28% das emissões de HC, 32% das emissões de HC evaporativo, 17% das emissões de NO x e 17% das emissões de SO x. Já os veículos pesados, que são movidos a diesel, contribuem com maior emissão de SO x (48%) e NO x (78%) (CETESB, 1999). Convém considerar que boa parte do CO despejado na atmosfera pelos veículos ocorre em decorrência de uma ineficiente de combustão. Em um ônibus à gasolina, a reação química esperada seria: 2 C 8 H 18(l) + 25 O 2(g) 16 CO 2(g) + 18 H 2 O (g) Porém, como os motores se comportam melhor quando há um excesso de gasolina e uma deficiência de oxigênio no carburador, tem-se combustões incompletas, com formação de CO em lugar do gás carbônico (CO 2 ), bem menos perigoso: 2 C 8 H 18(l) + 17 O 2(g) 16 CO 2(g) + 18 H 2 O (g) No caso do óleo diesel, combustível mais comumente empregado nos ônibus de transporte público da Região Metropolitana de Fortaleza (RMF), há um efeito poluente superior ao da gasolina, pois sua combustão é menos eficiente. Na cidade de Fortaleza, o único documento publicado em relação ao combate de fumaça negra proveniente dos transportes coletivos movidos a óleo diesel data dos anos 1990 e 1991, produzido pela Secretaria Estadual de Meio Ambiente do Ceará (Semace). Atualmente, segundo o Núcleo de Análises de Monitoramento (Nuam), não vem sendo realizada nenhuma medida de controle sobre a qualidade do ar na cidade de Fortaleza. A Lei /87 cria o Conselho Estadual do Meio Ambiente (Coema), a Semace e dá outras providências. Em seu artigo 9º, item VIII revela que esses órgãos criados devem exercer o controle das fontes de poluição, de forma a garantir o cumprimento dos padrões de emissão estabelecidos.

4 4 O Decreto Nº /90 dispõe sobre os padrões de qualidade do ar no território cearense para fins de preservação e controle da poluição atmosférica de veículos automotores do ciclo diesel. A Resolução Conama Nº 03, de 28/06/90, cita a definição dos padrões de qualidade do ar para os parâmetros: Partículas Totais em Suspensão (PTS); SO 2 ; CO; ozônio (O 3 ); e NO. 2. OBJETIVOS O propósito deste trabalho é apontar a existência ou não da relação entre os índices de medida da qualidade do ar e a quantidade de ônibus que circularam mensalmente em Fortaleza durante os anos de 2000 e 2001, com o uso das técnicas estatísticas fornecidas pela correlação e regressão. Optou-se em adotar essas técnicas porque são consideradas ferramentas adequadas à análise das variáveis em estudo, como também, fornecedoras de dados substanciais à predição de relação das mesmas. Com base no aumento do número de ônibus de transporte público em circulação na RMF, buscou-se, especificamente: a) Correlacionar o tamanho da frota de ônibus no município com os índices de poluição do ar em três estações da cidade, a saber: Centro, Maracanaú e Leste; e b) Estudar, cronologicamente, a ação que a poluição do ar vem desempenhando no ambiente e na qualidade de vida dos habitantes da RMF. 3. METODOLOGIA 3.1. Fundamentação Teórico-Metodológica Existem dois tipos de amostradores: os passivos e os ativos. Os amostradores passivos são classificados em desenvolvidos ou em desenvolvimento para a maioria dos poluentes urbanos gasosos, entre eles: NO 2, SO 2, NH 3, COV (Compostos Orgânicos Voláteis) e O 3. Os amostradores ativos são mais utilizados para medir o SO 2, o Material Particulado (MP) e o Material Particulado em Suspensão (MPS). No

5 5 presente, o monitoramento de gases vem sendo realizado principalmente por amostradores automáticos (LISBOA; KAMANO, 2007) Amostrador de SO 2 Para medir a concentração de dióxido de enxofre (SO 2 ) no ar atmosférico, existem, entre outros, dois métodos: método da pararosanilina (NBR 9546 Dióxido de enxofre no ar ambiente Determinação da concentração pelo método de pararosanilina) e o método do peróxido de hidrogênio (NBR Atmosfera determinação da concentração de dióxido de enxofre, pelo método do peróxido de hidrogênio). Em ambos os métodos, para a coleta dos poluentes é utilizado um sistema de borbulhadores, onde um determinado volume do ar ambiente, mediante o uso de uma bomba de vácuo, é succionado e borbulhado em solução de reagentes específicos para cada poluente por um tempo de normalmente 24 horas. Posteriormente, a amostra é analisada em laboratório, sendo então estabelecida a concentração do poluente. O método da pararosanilina envolve um complexo estável de diclorosulfitomercurato formado pela absorção do dióxido de enxofre em uma solução de tetracloromercurato de potássio (TCM), o qual reage com pararosanilina e formaldeído. O ácido metil sulfônico pararosanilina de coloração intensa é, então, produzido. A absorbância dessa solução, proporcional à concentração de dióxido de enxofre, é lida em espectrofotômetro. O método do peróxido de hidrogênio consiste em submeter o ar ambiente succionado em uma solução de peróxido de hidrogênio, que absorve e oxida o dióxido de enxofre presente, originando o ácido sulfúrico. A acidez da solução resultante, também proporcional à concentração de dióxido de enxofre, é determinada através de titulação com uma solução padrão Amostrador de Material Particulado (MP) Segundo Lisboa e Kawano (2007), há dois métodos para quantificar a nuvem de fumaça gerada pelo Material Particulado (MP): o opacímetro e a bomba de sucção. O opacímetro mede a atenuação da luz em uma coluna de gás através de

6 6 métodos fotoelétricos e registra o máximo valor do processo de aceleração descrito anteriormente. A bomba de sucção utiliza um filtro de papel, o qual muda de cor (torna-se negro) em função da qualidade do gás. A mudança de cor é conseguida através da passagem dos gases, provenientes do escapamento durante a aceleração, pelo filtro. O tempo de sucção, neste caso, é de 6 segundos. A metodologia para as medidas foi baseada na Escala de Ringelmann, que é utilizada para a medição da cor do fluxo de fumaça emitido em cada veículo. A Escala de Ringelmann da NBR 225 consiste em uma escala gráfica para avaliação calorimétrica de densidade de fumaça, constituída de seis padrões com variações uniformes de totalidade entre o preto e o branco. Os padrões numerados de 0 a 5 são apresentados por meio de quadros retangulares, com redes de linhas de espessura e espaçamento definidos sobre o fundo branco. O padrão Nº 0 é inteiramente branco e Nº 5 é inteiramente preto Amostrador de Material Particulado em Suspensão (MPS) Para a amostragem de partículas totais em suspensão existe o método do amostrador de grandes volumes Hi Vol (NBR 9547). Este método é o mais utilizado no Brasil. Nele o ar ambiente é succionado para o interior de um abrigo, através de uma bomba, passando por um filtro de fibra de vidro de 8 X 10, a uma vazão de 1,1 a 1,7 m 3 /min e por um período de 24 horas corridas (cerca de 2000 m 3.dia -1 ). O material particulado com diâmetro entre 0,1 e 100 micra é retido no filtro. Um medidor de vazão registra a quantidade de ar succionada. A concentração de partículas em suspensão no ar ambiente (mg/m 3 ) é, por sua vez, gravimetricamente determinada, relacionando-se a massa retida no filtro com o volume de ar succionado Padrões da Qualidade do Ar Os padrões de qualidade do ar estabelecidos pela Portaria Normativa Nº 348/90 do Ibama e utilizados nacionalmente são os que se encontram discriminados no quadro:

7 7 POLUENTES PADRÃO (µs.m -3 ) OBSERVAÇÕES Partículas em Suspensão 80 Concentração média geométrica anual. 240 Concentração máxima diária a não ser excedida mais de uma vez por ano. Dióxido de Enxofre 80 Concentração média aritmética anual. 365 Concentração máxima diária a não ser excedida mais de uma vez por ano. Monóxido de Carbono Concentração máxima de 8 horas a não ser excedida mais de uma vez por ano. Concentração máxima horária a não ser excedida mais de uma vez por ano. Oxidantes Fotoquímicos Fonte: Conama (1986) 160 Concentração máxima horária a ser excedida mais de uma vez por ano Correlação e Regressão Nos parágrafos seguintes são apresentadas as definições ligadas à análise de correlação e regressão e dos dados relativos à qualidade do ar, para melhor compreensão da metodologia que será adotada no tratamento dos dados. A correlação ou co-relacionamento tem como objetivo medir o grau de relação entre duas ou mais variáveis, partindo das hipóteses apresentadas por Kazmier (1982), nas quais (1) as variáveis envolvidas na análise são aleatórias, (2) as relações são todas lineares, (3) as variâncias condicionais são todas iguais, e (4) as distribuições condicionais são todas normais. Essas hipóteses são muito restritivas e difíceis de serem satisfeitas por completo, mas, no caso de violação de alguma delas, a validade dos resultados não se colocará em risco. A correlação pode ser simples, quando trabalhamos com duas variáveis, ou múltipla, quando trabalhamos com mais de duas variáveis. Neste trabalho utilizar-se-á a correlação múltipla, sendo os conceitos aqui mencionados também voltados para a mesma. O coeficiente de correlação (R-múltiplo) é a medida consistente do grau de relação entre as variáveis. Seu valor se encontra no intervalo [-1,+1], onde a

8 8 proximidade de zero indica uma fraca relação entre as variáveis. Quando se trata a correlação múltipla, é possível que uma das variáveis independentes tenha uma relação positiva com a variável dependente, enquanto outra tenha uma relação negativa com a variável dependente. O sinal se refere à direção direta ou inversa das variáveis, portanto, o valor do coeficiente de correlação múltipla é apresentado sem sinal. O coeficiente de determinação (R 2 ), segundo Kazmier (1982, p. 318), indica a proporção da variância da variável dependente ou a proporção que a reta explica o comportamento da variável. Como nem sempre é possível considerar toda a população, a análise de correlação pode partir de uma amostra. Quando se deseja comunicar dados da amostra para a população, pode-se utilizar de duas formas: intervalo de confiança ou teste de significância. Os testes de significância verificam se o resultado da amostra faz inferências verídicas da população, através do teste de hipótese, onde o H 0 é a hipótese nula. Se o coeficiente de correlação da população for igual a zero, ela será aceita, podendo o teste ser calculado pela fórmula t n-2. Pelo fato de o intervalo de confiança oferecer maior tranquilidade na avaliação do coeficiente de correlação, porque retira a falsa impressão de valor efetivo para o mesmo, utilizouse este método de investigação. A análise de regressão está intimamente ligada ao conceito de correlação. A regressão linear entre duas ou mais variáveis procura determinar a equação que melhor explica o comportamento das variáveis e as formas de se fazer previsões de uma variável com base em valores conhecidos da outra. A regressão é considerada simples quando se trabalha com duas variáveis, e múltipla, quando mais de duas variáveis estão envolvidas na análise. De acordo com Kazmier (1982), a regressão múltipla se baseia nas seguintes hipóteses: (1) a variável dependente é aleatória, enquanto as variáveis independentes não necessitam ser aleatórias, (2) a relação entre as diversas variáveis independentes e a variável dependente á linear, e (3) as variâncias das distribuições condicionais da variável dependente, dadas as várias combinações de valores das variáveis independentes, são todas iguais. Para determinar o relacionamento matemático entre as variáveis, utilizou-se a equação linear expressa: y= a + bx; onde y é a variável dependente, x é a variável independente, a é o coeficiente linear ou intercepto e b é o coeficiente angular.

9 Metodologia Aplicada ao Tratamento de Dados Inicialmente, foram coletados os dados relativos à qualidade do ar na Semace. Como este trabalho está voltado para a cidade de Fortaleza, foram consideradas as medições da estação I (Centro), estação II (Maracanaú) e estação III (Leste-Oeste), que contribuem diretamente para o seu transporte público. O interesse em averiguar a relação qualidade do ar com a quantidade de ônibus fez com que a pesquisa se concentrasse nos dados poluentes de fumaça e nas partículas totais em suspensão, pois os mesmos estão vinculados à emissão dos veículos automotores, enquanto que os demais poluentes dizem respeito à emissão das indústrias. Os dados fornecidos são a média geométrica mensal do material coletado a cada seis dias nas estações, que funcionam ininterruptamente, e são expressos em mg/m 3. O período de análise foi de fevereiro de 2000 a agosto de A outra variável foi obtida na Empresa Técnica de Transporte Urbano S. A. (ETTUSA), que é a quantidade de frota circulante mensal em Fortaleza. 4. CONCLUSÕES Após a apresentação dos resultados, verificou-se que não foi possível realizar uma análise de regressão múltipla precisa devido à inexistência de dados para alguns meses, do intervalo de tempo estudado, consequência dos registros não terem ocorrido em mais de 50% das estações durante o período. Das observações realizadas, apesar dos dados existentes serem absolutamente confiáveis, a quantidade de observações não permitiu apresentar conclusões enfáticas sobre a análise. Todavia, tentou-se avaliar preliminarmente a relação das variáveis estudadas, mesmo com pouco sucesso. Detectou-se que a correlação entre as variáveis era baixa, não existindo, portanto, uma relação consistente entre elas, par a par. O coeficiente de correlação múltipla (R múltiplo) foi avaliado em 86%, significando que a correlação múltipla, ou o relacionamento entre os poluentes, a fumaça, as partículas em suspensão e a frota circulante era forte. O coeficiente de determinação (R 2 ) mostrou um grau de

10 10 consistência relevante (75%), bem como o F de Significação, o qual revelou que a possibilidade dessa consistência ser elevada era de aproximadamente 65%, considerada razoável. Determinou-se que havia relação entre a qualidade do ar e a quantidade de ônibus que circulava em Fortaleza no intervalo de 2000 a Estudos mais apurados, isto é, com um maior número de observações, deveriam ser realizados, porque através desta investigação foi possível afirmar que as empresas locais de transporte coletivo urbano possuíam uma parcela de contribuição na garantia da qualidade do ar de Fortaleza. REFERÊNCIAS CEARÁ (Superintendência Estadual do Meio Ambiente do Ceará Semace). Avaliação do Programa de Combate à Fumaça Negra no Município de Fortaleza/CE. Fortaleza-CE, 1992, 32 p. COMPANHIA de Tecnologia de Saneamento Ambiental (CETESB). Relatório de Qualidade do Ar no Estado de São Paulo São Paulo-SP, CONAMA. Resolução 018/86 (Programa de Controle da Poluição do Ar por Veículos Automotores). DIAS, Genebaldo Freire. Educação ambiental: princípios e práticas. São Paulo-SP: Gaia, 9ª ed., 2004, 551 p. ETTUFOR. Disponível em: Acessado em: 11/10/2008 KAZMIER, Leonard J.. Estatística Aplicada à Administração. São Paulo-SP: Makron, LISBOA, Mauricy; KAWANO, Henrique de Melo. Controle da Poluição Atmosférica. Cap. IV, SALA, J. F.. Valoração dos Custos Ambientais Relacionados à Saúde Estudo de Caso: Setor de Transporte da Cidade de São Paulo. Dissertação de Mestrado, COPPE/UFRJ, Rio de Janeiro-RJ, Brasil, STEVENSON, William J.. Estatística Aplicada à Administração. São Paulo: Harbra, 2001.