BRevê: uma metodologia objetiva de cálculo de emissões para a frota de veículos brasileira Diana Maria Cancelli Nelson Luís Dias Lemma/UFPR 25 de abril de 2011
Termos de Uso BReve.py -- Cálculo de emissões veiculares Copyright (C) 2011 Diana Maria Cancelli, Nelson Luís Dias Este arquivo é parte do programa BReve.py BReve.py é um software livre; você pode redistribui-lo e/ou modifica-lo dentro dos termos da Licença Pública Geral GNU como publicada pela Fundação do Software Livre (FSF); na versão 3 da Licença, ou (na sua opnião) qualquer versão. Este programa é distribuido na esperança que possa ser util, mas SEM NENHUMA GARANTIA; sem uma garantia implicita de ADEQUAÇÃO a qualquer MERCADO ou APLICAÇÃO EM PARTICULAR. Veja a Licença Pública Geral GNU para maiores detalhes. Você deve ter recebido uma cópia da Licença Pública Geral GNU junto com este programa, se não, escreva para a Fundação do Software Livre(FSF) Inc., 51 Franklin St, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA Dúvidas Em caso de dúvidas entrar em contato com Diana Maria Cancelli ou Nelson Luís Dias: Laboratório de Estudos em Monitoramento e Modelagem Ambiental - Lemma. Universidade Federal do Paraná Centro Politécnico - Jardim das Américas Caixa Postal 19100 81531-990 - Curitiba - PR Tel.: 55-41-3320-2000 E-mail: nldias@ufpr.br ou pelos emails: dianacancelli@gmail.com ou nldias@ufpr.br. 1
Sumário 1 Introdução 5 2 Legislação nacional Qualidade do ar 6 3 Fatores de emissão veicular 11 3.1 Categorias de veículos consideradas e frota em circulação.............. 11 3.2 Poluentes considerados................................ 11 3.3 Fatores de emissão.................................. 13 3.3.1 Fatores de emissão alternativos........................ 13 4 Como estimar as emissões veiculares? 19 4.1 Fonte em linha.................................... 19 4.1.1 Exemplo 1.................................. 19 4.2 Fonte em área..................................... 20 4.2.1 Exemplo 2.................................. 21 4.3 Observações sobre o cálculo das emissões veiculares................ 22 5 BRevê: programa para o cálculo das emissões veiculares 25 5.1 Como utilizar o programa?.............................. 26 5.1.1 Entrada de dados............................... 27 5.1.2 Saída de dados................................ 29 2
Lista de Tabelas 2.1 Resoluções CONAMA relacionadas ao PROCONVE/PROMOT. Fonte: IBAMA (2004).......................................... 8 2.2 Resoluções CONAMA relacionadas ao PROCONVE/PROMOT continuação. Fontes: IBAMA (2004) e MMA (2011)........................ 9 2.3 Legislação complementar ao PROCONVE/PROMOT. Fonte: IBAMA (2004).... 10 3.1 Categorias de veículos consideradas pelo INEA. Fonte: INEA............ 12 3.2 Poluentes emitidos por categoria ou classe de veículo e combustível. Fonte: INEA. 13 3.3 Fatores de emissão para CO, NO x, RCHO, NMHC, CH 4 e MP para automóveis e veículos comerciais leves movidos a gasolina e a etanol, em gkm 1. Fonte: INEA. 15 3.4 Incremento médio de emissões por acúmulo de rodagem, em g por 80000 km. Fonte: INEA.......................................... 16 3.5 Fatores de emissão de CO, NO x, RCHO, NMHC e CH 4 para veículos movidos a GNV, em gkm 1. Fonte: INEA............................ 16 3.6 Fatores de emissão de CO, NO x, NMHC, CH 4 e MP para motocicletas, em gkm 1. Fonte: INEA. *Para motocicletas usando apenas gasolina............... 16 3.7 Fatores de emissão de CO, NO x, NMHC e MP para motores Diesel, em gkm 1. Fonte: INEA...................................... 17 3.8 Fatores de emissão de CO 2 por tipo de combustível (Fonte: INEA valores em kg de CO 2 L 1....................................... 18 3.9 Fatores de emissão alternativos para casos em que houver somente o número total de veículos por categoria (em gkm 1 )...................... 18 4.1 Exemplo 1 Frota hipotética que circula durante 24 horas no trecho imaginário de 5 km.......................................... 20 4.2 Exemplo 1 Emissões de CO por categoria de veículo................ 20 4.3 Exemplo 1 Emissões de NO x por categoria de veículo............... 20 4.4 Exemplo 1 Emissões de RCHO por categoria de veículo.............. 21 4.5 Exemplo 1 Emissões de NMHC por categoria de veículo.............. 21 4.6 Exemplo 1 Emissões de CH 4 por categoria de veículo............... 21 4.7 Exemplo 1 Emissões de MP por categoria de veículo................ 22 4.8 Exemplo 1 Emissões de CO 2 por categoria de veículo............... 22 4.9 Exemplo 1 Emissões totais de poluentes pela frota durante as 24 horas consideradas e fluxo de emissão diário............................. 22 3
4.10 Exemplo 2 Frota hipotética que circula durante 4 horas na área hipotética de 2 km 2. 23 4.11 Exemplo 2 Emissões de CO por categoria de veículo................ 23 4.12 Exemplo 2 Emissões de NO x por categoria de veículo............... 23 4.13 Exemplo 2 Emissões de RCHO por categoria de veículo.............. 23 4.14 Exemplo 2 Emissões de NMHC por categoria de veículo.............. 23 4.15 Exemplo 2 Emissões de CH 4 por categoria de veículo............... 23 4.16 Exemplo 2 Emissões de MP por categoria de veículo................ 23 4.17 Exemplo 2 Emissões de CO 2 por categoria de veículo............... 24 4.18 Exemplo 2 Emissões totais de cada um dos poluentes emitidos pela frota considerada.......................................... 24 5.1 Fatores de emissão de escapamento zero km de CO, NO x, RCHO, NMHC, CH 4, MP e CO 2 para automóveis e veículos comerciais leves bicombustível ou Flex, em kgkm 1......................................... 25 5.2 Incremento médio de emissões por acúmulo de rodagem para veículos bicombustível ou Flex, em g por 80000km.......................... 26 4
Capítulo 1 Introdução Este relatório, dividido em quatro partes distintas, sendo legislação nacional relacionada com emissões de poluentes atmosféricos; fatores de emissão veicular; metodologia para estimativa de quantidade de poluentes emitidos por fontes móveis e programa para o cálculo das emissões veiculares, tem como objetivo propor uma metodologia simplificada para estimar as emissões veiculares. A metodologia apresentada pode ser utilizada para obtenção das concentrações de fundo em modelos de dispersão atmosférica, obtenção das emissões totais para inventários de emissão entre outros tipos de estudos que exijam conhecimento das quantidades de poluentes emitidos por veículos automotores. 5
Capítulo 2 Legislação nacional Qualidade do ar O Brasil possui uma extensa lista de legislações relacionada à poluição do ar, resoluções e instruções normativas relacionadas à qualidade do ar que vem sendo estudada, desenvolvida e atualizada desde os anos 80. Dentre as criações destas legislações estão PRONAR Programa Nacional de Controle de Qualidade do Ar; PROCONVE Programa de Controle da Poluição do Ar por Veículos Automotores e PROMOT Programa de Controle da Poluição do Ar por Motociclos e Veículos Similares. O primeiro a ser estabelecido foi o PROCONVE, criado pela Resolução nº 18/86 do CONAMA Conselho Nacional do Meio Ambiente. O PROCONVE foi desenvolvido pela CETESB Companhia Ambiental do Estado de São Paulo durante os anos 80; posteriormente foi complementado por outras Resoluções CONAMA e instruções normativas e foi consolidado pela Lei Federal Nº 8.723 de 29 de outubro de 1993. Com base em legislações de países europeus foram estabelecidos limites máximos de emissão em ensaios padronizados e com combustíveis de referência para diferentes tipos de veículos automotores; também foram impostas as necessidades de certificação de protótipos e veículos em produção, de autorização especial do órgão ambiental federal para uso de combustíveis alternativos, de recolhimento e reparo dos veículos ou motores encontrados em desconformidade com a produção ou projeto e de proibição de comercialização de modelos de veículos não homologados junto aos órgãos responsáveis. O PRONAR foi criado pela Resolução CONAMA Nº 5, de 15 de julho de 1989, 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. São estabelecidos limites para emissões por tipo de fonte e de poluente, padrões de qualidade do ar, classificação de áreas conforme o nível de qualidade do ar além da implantação de uma Rede Nacional de Monitoramento da Qualidade do Ar e a criação de Inventários Nacionais de Fontes e de Emissões. Como forma de instrumentalizar as medidas o PRONAR incorporou os programas relacionados à qualidade do ar que já estavam em funcionamento em 1989: PROCONVE: Programa Nacional de Controle da Poluição por Veículos Automotores; 6
PRONACOP: Programa Nacional de Controle da Poluição Industrial; Programa Nacional de Avaliação da Qualidade do Ar; Programa Nacional de Inventário de Fontes Poluidoras do Ar; Programas Estaduais de Controle da Poluição do Ar. O PROMOT Programa de Controle da Poluição do Ar por Motociclos e Veículos Similares também elaborado pela CETESB, foi estabelecido nacionalmente pela Resolução CONAMA Nº 297, de 26 de fevereiro 2002, e complementado pela Resolução CONAMA nº 342, de 25 de setembro de 2003; esta, assim como o PROCONVE, seguiu padrões estabelecidos em países europeus. Tanto o PROCONVE quanto o PROMOT estabeleceram fases de implantação, considerando os tipos de veículos e combustíveis utilizados, sendo que em cada uma delas os veículos novos deveriam sempre ter uma produção menor de poluentes. A implantação em fases teve como objetivo o desenvolvimento tecnológico dos veículos automotores e consequentemente a redução das emissões de poluentes para a atmosfera. Com caráter informativo, são listadas, nas tabelas 2.1, 2.2 e 2.3, as Resoluções CONAMA, Portarias e Instruções Normativas do IBAMA relacionadas à poluição do ar (IBAMA Instituto Brasileiro do Meio Ambiente e dos Recursos Naturais Renováveis (2004) e MMA Ministério do Meio Ambiente (2011a)). Um histórico mais detalhado pode ser obtido no Anexo A do Primeiro Inventário Nacional de Emissões Atmosféricas por Veículos Automotores Rodoviários publicado em Janeiro de 2011 pelo MMA Ministério do Meio Ambiente (2011b) e nos Relatórios de Qualidade do Ar do Estado de São Paulo elaborados pela CETESB (o último disponível e utilizado como referência neste trabalho é o de 2009 CETESB Companhia Ambiental do Estado de São Paulo (2010)). 7
Resolução CONAMA nº 18/86 Resolução CONAMA nº 01/93 Resolução CONAMA nº 02/93 Resolução CONAMA nº 07/93 Resolução CONAMA nº 08/93 Resolução CONAMA nº 14/95 Resolução CONAMA nº 15/95 Resolução CONAMA nº 16/95 Resolução CONAMA nº 17/95 Resolução CONAMA nº 18/95 Resolução CONAMA nº 20/96 Resolução CONAMA nº 226/97 Resolução CONAMA nº 227/97 Resolução Conama nº 230/97 Resolução Conama nº 241/98 Dispõe sobre a criação do Programa de Controle da Poluição do Ar por Veículos Automotores PROCONVE Estabelece, para veículos automotores nacionais e importados, exceto motocicletas, motonetas, triciclos, ciclomotores, bicicletas com motor auxiliar e veículos assemelhados, nacionais e importados, limites máximos de ruído com o veículo em aceleração e na condição parado Resolução aprovada em 1992 e publicada em 1993 Estabelece, para motocicletas, motonetas, triciclos, ciclomotores, bicicletas com motor auxiliar e veículos assemelhados, nacionais e importados, limites máximos de ruído com o veículo em aceleração e na condição parado Resolução aprovada em 1992 e publicada em 1993 Define as diretrizes básicas e padrões de emissão para o estabelecimento estabelecimento de Programas de Inspeção e Manutenção de Veículos em Uso - I/M Complementa a Resolução no 018/86, que institui, em caráter nacional, o Programa de Controle da Poluição do Ar por Veículos Automotores PROCONVE, estabelecendo limites máximos de emissão de poluentes para os motores destinados a veículos pesados novos, nacionais e importados Atualiza o Programa de Controle da Poluição do Ar por Veículos Automotores PROCONVE, com relação à durabilidade das emissões Estabelece nova classificação de veículos automotores, para o controle de emissão veicular de gases, material particulado e evaporativa, considerando os veículos importados Atualiza o Programa de Controle da Poluição do Ar por Veículos Automotores PROCONVE, com relação à fumaça em aceleração livre para veículos a diesel Ratifica os limites máximos de emissão de ruído por veículos automotores e o cronograma para seu atendimento previsto na Resolução CONAMA nº 08/93 (art. 20) Determina que a implantação dos Programas de Inspeção e Manutenção para Veículos Automotores em Uso I/M somente poderá ser feita após a elaboração de Plano de Controle de Poluição por Veículos em uso PCPV em conjunto pelos órgãos ambientais estaduais e municipais Define os itens de ação indesejável, referente a emissão de ruído e poluentes atmosféricos Confirma a FASE IV prevista na Resolução Conama nº 08/93 e dá outras providências Regulamenta a implantação do Programa de Inspeção e Manutenção de Veículos em Uso I/M Proíbe o uso de equipamentos que possam reduzir a eficácia do controle de emissão de poluentes e ruído Estabelece limites máximos de emissão de poluentes Tabela 2.1: Resoluções CONAMA relacionadas ao PROCONVE/PROMOT. Fonte: IBAMA (2004). 8
Tabela 2.2: Resolução CONAMA nº 242/98 Resolução CONAMA nº 251/99 Resolução CONAMA nº 252/99 Resolução CONAMA nº 256/99 Resolução CONAMA nº 268/2000 Resolução CONAMA nº 272/2000 Resolução CONAMA nº 282/2001 Resolução CONAMA nº 291/2001 Resolução CONAMA nº 299/2001 Resolução CONAMA nº 297/2002 Resolução CONAMA nº 315/2002 Resolução CONAMA nº 342/2003 Resolução CONAMA Nº 354/2004 Resolução CONAMA Nº 403/2008 Resolução CONAMA Nº 415/2009 Harmoniza o PROCONVE com o MERCOSUL Estabelece critérios, procedimentos e limites máximos de opacidade da emissão de escapamento para serem utilizadas nos Programas de I/M Estabelece, para os veículos rodoviários automotores, inclusive veículos encarroçados, complementados e modificados, nacionais ou importados, limites máximos de ruído nas proximidades do escapamento, para fins de inspeção obrigatória e fiscalização de veículos em uso Estabelece regras e mecanismos para inspeção de veículos quanto às emissões de poluentes e ruídos, regulamentando o Art. 104 do Código Nacional de Trânsito Método alternativo para monitoramento de ruído de motociclos Estabelece novos limites máximos de emissão de ruídos por veículos automotores Estabelece os requisitos para os conversores catalíticos destinados a reposição, e dá outras providências Regulamenta o uso do conjunto de componentes para conversão de veículos para o gás natural e dá outras providências Fica criado o Relatório de Valores de Emissão da Produção (RVEP) para as configurações de veículos ou motores novos, nacionais ou importados, produzidos para comercialização no território nacional durante o período de um semestre civil Estabelece os limites para emissões de gases poluentes por ciclomotores, motociclos e veículos similares novos Dispõe sobre as novas etapas do Programa de Controle de Emissões Veiculares PROCONVE Estabelece limites para emissões de gases poluentes por ciclomotores, motociclos e veículos similares novos, em complemento à Resolução nº 297, de 26 de fevereiro de 2002, e dá outras providências Requisitos para adoção de sistemas de diagnose de bordo - OBD nos veículos automotores leves objetivando preservar a funcionalidade dos sistemas de controle de emissão. Nova fase de exigência do Programa de Controle da Poluição do Ar por Veículos Automotores-PROCONVE para veículos pesados novos (Fase P-7) e dá outras providências. Nova fase (PROCONVE L6) de exigências do Programa de Controle da Poluição do Ar por Veículos Automotores-PROCONVE para veículos automotores leves novos de uso rodoviário e dá outras providências. Resolução CONAMA Nº 418/2009 Critérios para a elaboração de Planos de Controle de Poluição Veicular PCPV e para a implantação de Programas de Inspeção e Manutenção de Veículos em Uso - I/M pelos órgãos estaduais e municipais de meio ambiente e determina novos limites de emissão e procedimentos para a avaliação do estado de manutenção de veículos em uso. Resolução CONAMA Nº 426/2010 Altera o art. 4º e art. 5º, caput e 1º da Resolução CONAMA nº 418, de 2009, estabelecendo novos prazos para o Plano de Controle da Poluição Veicular e o Programa de Inspeção e Manutenção de Veículos em Uso. Resoluções CONAMA relacionadas ao PROCONVE/PROMOT continuação. Fontes: IBAMA (2004) e MMA (2011). 9
Lei no 8.723, de 28/10/93 Portaria IBAMA nº 86/96 Portaria IBAMA nº 167/97 Dispõe sobre a redução de emissão de poluentes por veículos automotores e dá outras providências Regulamenta os procedimentos para importação de veículo automotores e motocicletas quanto aos requisitos do Programa de Controle da Poluição do Ar por Veículos Automotores PROCONVE Dispõe sobre procedimentos administrativos do PROCONVE Instrução Normativa IBAMA Institui o Termo de Referência para Habilitação de Agente Técnico nº 13/2002 para execução de comprovação de conformidade junto ao PROCONVE Instrução Normativa IBAMA Dispõe sobre a obtenção da Certificação de Conformidade de Conjunto de nº 15/2002 Componentes do Sistema de Gás Natural, nacionais ou importados, junto ao Programa de Controle da Poluição do Ar por Veículos Automotores PROCONVE Instrução Normativa IBAMA Dispõe sobre a obtenção da Licença para uso da Configuração de nº 17/2002 ciclomotores, motociclos e veículos similares, nacionais ou importados, junto ao PROMOT Instrução Normativa IBAMA Institui o Selo de Homologação do PROCONVE/PROMOT, para atendimento, nº 25/2002 pelos fabricantes e importadores de veículos automotores Instrução Normativa IBAMA Estabelece procedimentos para realização de ensaios de emissão para nº 28/2002 fins de homologação de veículos movidos a mistura Gasolina/Álcool Tabela 2.3: Legislação complementar ao PROCONVE/PROMOT. Fonte: IBAMA (2004). 10
Capítulo 3 Fatores de emissão veicular Diversos conjuntos de fatores de emissão veicular, tais como os utilizados pela EPA (United States Environmental Protection Agency), poderiam ser utilizados no cálculo das emissões veiculares, porém, deve-se levar em consideração a diferente composição dos combustíveis, diferentes motores e diferentes limites máximos de emissão (se existirem). Para tanto, a metodologia proposta para estimativa das emissões de poluentes por veículos automotores foi baseada no Primeiro Inventário Nacional de Emissões Atmosféricas por Veículos Automotores Rodoviários (denominado daqui em diante apenas de INEA). Este inventário, publicado em Janeiro de 2011, foi elaborado por um grupo de trabalho composto pelo Ministério do Meio Ambiente (MMA), Instituto Brasileiro do Meio Ambiente e dos Recursos Naturais Renováveis (IBAMA), Agência Nacional de Transportes Terrestres (ANTT), Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis (ANP), Companhia Ambiental do Estado de São Paulo (CETESB), Associação Nacional dos Fabricantes de Veículos Automotores (ANFAVEA) e Petróleo Brasileiro S/A (Petrobrás) (MMA Ministério do Meio Ambiente (2011b)). Nas próximas seções são apresentados detalhes e informações relacionadas à metodologia de cálculo de emissões atmosféricas por veículos automotores. 3.1 Categorias de veículos consideradas e frota em circulação Nesta proposta optamos por utilizar as mesmas categorias de veículos utilizadas pelo INEA. As categorias e respectivas definições são apresentadas na tabela 3.1. A frota em circulação corresponde à quantidade de veículos que circulam no local para o qual se quer estimar as quantidades de poluentes emitidos. Dados referentes à frota de veículos divididos por categoria, tipo de combustível e ano de fabricação podem ser obtidos junto aos órgãos de trânsito (DETRAN s). Para casos em que se deseja obter as emissões veiculares para uma determinada área ou via os dados de frota podem ser obtidos por estimativa ou contagem. 3.2 Poluentes considerados Com base no INEA, tipicamente as emissões veiculares compreendem os seguintes poluentes: 11
Categorias Motor/Combustível Definição Automóveis Gasolina Veículo automotor destinado ao Flex Fuel transporte de passageiros, com GNV capacidade para até 8 pessoas, Etanol exclusive o motorista Veículos comerciais leves Gasolina Veículo automotor destinado ao Flex Fuel transporte de pessoas ou carga, GNV com peso bruto total de até Etanol 3500 kg Motocicletas Gasolina Veículo automotor de duas rodas Etanol com ou sem side-car, dirigido em Etanol posição montada Caminhões leves, médios e pesados Diesel Veículo automotor destinado ao (acima de 3,5, 10 e 15 ton) transporte de carga, com carroçaria e PBT superior a 3500 kg Ônibus urbanos e rodoviários Diesel Veículo automotor de transporte coletivo Tabela 3.1: Categorias de veículos consideradas pelo INEA. Fonte: INEA. MP Material particulado: pequenas partículas sólidas ou líquidas compostas pelos mais variados componentes químicos podendo ser inaláveis (quando seu diâmetro é menor que 2,5 µg) ou não-inaláveis. CO 2 Dióxido de carbono: resultante da combustão completa do carbono presente no combustível; importante atualmente devido a sua expressiva contribuição ao efeito estufa. CO Monóxido de carbono: resultante da combustão incompleta do carbono contido no combustível; gás extremamente tóxico. CH 4 Metano: mais simples dos hidrocarbonetos, resultante da combustão; expressivo gás de efeito estufa. NMHC Hidrocarbonetos não-metano: proveniente da combustão incompleta do combustível no motor; compreende todas as substâncias orgânicas geradas no processo de combustão exceto o metano; é precursor na formação do ozônio troposférico (O 3 ), altamente prejudicial à saúde nesse nível da atmosfera. RCHO Aldeídos: os mais comuns são o acetaldeído e o formaldeído; um dos precursores do ozônio troposférico. NO x Óxidos de nitrogênio: formado pela reação de oxigênio e nitrogênio presentes na atmosfera sob condições de alta temperatura e elevada pressão; assim como os NMHC e os RCHO, são precursores do ozônio troposférico. Nesta proposta de metodologia de estimativa de emissões veiculares utilizaremos os sete poluentes citados acima; estes sete poluente também são os considerados pelo INEA e incluem todos os poluentes cujos limites de emissão são regulamentados pelas resoluções CONAMA. O INEA, com base nas resoluções CONAMA e em sua própria metodologia, considera que, de acordo com o tipo de combustível, diferentes poluentes são emitidos. A tabela 3.2 apresenta os poluentes emitidos e considerados no INEA e nesta proposta para cada uma das categorias de veículos automotores. 12
Poluente/Classe de veículo CO NO x MP RCHO NMHC CH 4 CO 2 Automóveis e comerciais leves Gasolina Automóveis e comerciais leves Etanol Motocicletas Gasolina Motocicletas Etanol Veículos Diesel Veículos a GNV Tabela 3.2: Poluentes emitidos por categoria ou classe de veículo e combustível. Fonte: INEA. 3.3 Fatores de emissão Os fatores de emissão de poluentes para cada uma das categorias de veículos, conforme a tabela 3.2, são apresentados nesta seção. A tabela 3.3 apresenta os fatores de emissão para automóveis e veículos comerciais leves e respectivos anos de fabricação para veículos movidos a gasolina e a etanol para CO, NO x, RCHO, NMHC, CH 4 e MP. Como já citado anteriormente os fatores de emissão foram retirados do Primeiro Inventário Nacional de Emissões Atmosféricas por Veículos Automotores Rodoviários (MMA, 2011); em alguns casos foram feitas algumas adaptações que serão descritas posteriormente. Estes fatores são utilizados para veículos novos e que rodaram até 80000 km. A partir de, e a cada, 80000 km os fatores de emissão de alguns dos poluentes devem ser incrementados pelos valores apresentados na tabela 3.4. Para os veículos movidos a GNV, os fatores de emissão são apresentados na tabela 3.5. Na tabela 3.6 são apresentadas as quantidades de poluentes emitidos por quilômetro rodado por motocicleta. Para veículos diesel, os fatores de emissão são apresentados na tabela 3.7. Para o CO 2 o INEA apresenta fatores de emissão em kgl 1. Para compatibilizar as unidades com os outros fatores de emissão foram utilizadas valores médios de quilometragem rodada por litro de combustível kml 1 e fatores de emissão em gkm 1 foram obtidos; estas informações são apresentadas na tabela 3.8. Os fatores de emissão apresentados nesta seção devem ser utilizados quando se conhece as informações de composição da frota em circulação de acordo com ano de fabricação, tipo de combustível e quilometragem dos veículos. Para casos em que não se conhece a distribuição completa da frota sugere-se a utilização de fatores de emissão alternativos (apresentados na próxima subseção). 3.3.1 Fatores de emissão alternativos Os fatores de emissão sugeridos no Primeiro Inventário Nacional de Emissões Atmosféricas por Veículos Automotores Rodoviários (MMA, 2011) são divididos por ano de fabricação, tipo de combustível e consideraram a quilometragem rodada para veículos leves. Obviamente se os dados de frota estiverem disponíveis o resultado das estimativas será muito mais preciso. Sabendo da dificuldade existente em obter dados de frota de veículos por ano e tipo de combustível apresentamos aqui uma alternativa aos fatores de emissão apresentados na seção anterior. Então, para casos em que a distribuição completa da frota de veículos em circulação na via ou área de interesse não 13
estiver disponível, sugere-se a utilização de uma divisão simplificada de categorias de veículos cujos fatores de emissão são apresentados na tabela 3.9. 14
Ano modelo Combustível CO NO x RCHO NMHC CH 4 MP Até 1983 Gasolina 33,0 1,4 0,05 2,55 0,450 0,0024 Etanol 18,0 1,0 0,16 1,36 0,240 1984 1985 Gasolina 28,0 1,6 0,05 2,040 0,360 0,0024 Etanol 16,9 1,2 0,18 1,36 0,240 1986 1987 Gasolina 22,0 1,9 0,04 1,70 0,300 0,0024 Etanol 16,0 1,8 0,11 1,36 0,240 1988 Gasolina 18,5 1,8 0,04 1,445 0,255 0,0024 Etanol 13,3 1,4 0,11 1,445 0,255 1989 Gasolina 15,2 1,6 0,04 1,36 0,240 0,0024 Etanol 12,8 1,1 0,11 1,36 0,240 1990 Gasolina 13,3 1,4 0,04 1,19 0,210 0,0024 Etanol 10,8 1,2 0,11 1,105 0,195 1991 Gasolina 11,5 1,3 0,04 1,105 0,195 0,0024 Etanol 8,4 1,0 0,11 0,935 0,165 1992 Gasolina 6,2 0,6 0,013 0,510 0,090 0,0024 Etanol 3,6 0,5 0,035 0,510 0,090 1993 Gasolina 6,3 0,8 0,022 0,510 0,090 0,0024 Etanol 4,2 0,6 0,040 0,595 0,105 1994 Gasolina 6,0 0,7 0,036 0,451 0,149 0,0024 Etanol 4,6 0,7 0,042 0,514 0,186 1995 Gasolina 4,7 0,6 0,025 0,451 0,149 0,0024 Etanol 4,6 0,7 0,042 0,514 0,186 1996 Gasolina 3,8 0,5 0,019 0,300 0,100 0,0024 Etanol 3,9 0,7 0,040 0,440 0,160 1997 Gasolina 1,2 0,3 0,007 0,150 0,050 0,0011 Etanol 0,9 0,3 0,012 0,220 0,080 1998 Gasolina 0,79 0,23 0,004 0,105 0,035 0,0011 Etanol 0,67 0,24 0,014 0,139 0,051 1999 Gasolina 0,74 0,23 0,004 0,105 0,035 0,0011 Etanol 0,60 0,22 0,013 0,125 0,045 2000 Gasolina 0,73 0,21 0,004 0,098 0,032 0,0011 Etanol 0,63 0,21 0,014 0,132 0,048 2001 Gasolina 0,48 0,14 0,004 0,083 0,027 0,0011 Etanol 0,66 0,08 0,017 0,110 0,040 2002 Gasolina 0,43 0,12 0,004 0,083 0,027 0,0011 Etanol 0,74 0,08 0,017 0,117 0,043 2003 Gasolina 0,40 0,12 0,004 0,083 0,027 0,0011 Etanol 0,77 0,09 0,019 0,117 0,043 Flex Gasolina 0,50 0,04 0,004 0,038 0,012 0,0011 Flex Etanol 0,51 0,14 0,020 0,110 0,040 2004 Gasolina 0,35 0,09 0,004 0,083 0,027 0,0011 Etanol 0,82 0,08 0,016 0,125 0,045 Flex Gasolina 0,39 0,05 0,003 0,060 0,020 0,0011 Flex Etanol 0,46 0,14 0,014 0,103 0,037 2005 Gasolina 0,34 0,09 0,004 0,075 0,025 0,0011 Etanol 0,82 0,08 0,016 0,125 0,045 Flex Gasolina 0,45 0,05 0,003 0,083 0,027 0,0011 Flex Etanol 0,39 0,10 0,014 0,103 0,037 2006 2007 Gasolina 0,33 0,08 0,002 0,060 0,020 0,0011 Etanol 0,67 0,05 0,014 0,088 0,032 Flex Gasolina 0,48 0,05 0,003 0,075 0,025 0,0011 Flex Etanol 0,47 0,07 0,014 0,081 0,029 2008 Gasolina 0,37 0,039 0,0014 0,042 0,014 0,0011 Etanol 0,67 0,005 0,014 0,088 0,032 Flex Gasolina 0,51 0,041 0,0020 0,069 0,023 0,0011 Flex Etanol 0,71 0,048 0,0152 0,052 0,019 2009 Gasolina 0,30 0,020 0,0017 0,034 0,011 0,0011 Flex Gasolina 0,33 0,030 0,0024 0,032 0,011 0,0011 Flex Etanol 0,56 0,032 0,0104 0,030 0,011 Tabela 3.3: Fatores de emissão para CO, NO x, RCHO, NMHC, CH 4 e MP para automóveis e veículos comerciais leves movidos a gasolina e a etanol, em gkm 1. Fonte: INEA. 15
Combustível/Poluente CO NO x NMHC RCHO Gasolina 0,263 0,030 0,023 0,00065 Etanol 0,224 0,020 0,024 0,00276 Tabela 3.4: Incremento médio de emissões por acúmulo de rodagem, em g por 80000km. Fonte: INEA. Combustível/Poluente CO NO x RCHO NMHC CH 4 GNV 0,56 0,29 0,0038 0,026 0,22 Tabela 3.5: Fatores de emissão de CO, NO x, RCHO, NMHC e CH 4 para veículos movidos a GNV, em gkm 1. Fonte: INEA. Ano - modelo CO NO x NMHC CH 4 MP* Até 2002 19,10 0,10 2,21 0,39 0,0287 2003 6,36 0,18 0,71 0,13 0,0140 2004 6,05 0,18 0,66 0,12 0,0140 2005 3,12 0,16 0,49 0,09 0,0035 2006 2,21 0,17 0,27 0,05 0,0035 2007 1,83 0,16 0,30 0,05 0,0035 2008 1,12 0,09 0,18 0,03 0,0035 2009 1,02 0,10 0,14 0,03 0,0035 Tabela 3.6: Fatores de emissão de CO, NO x, NMHC, CH 4 e MP para motocicletas, em gkm 1. Fonte: INEA. *Para motocicletas usando apenas gasolina. 16
Categoria Ano CO NO x NMHC MP Comerciais Até 1993 0,77 0,28 4,45 0,274 leves 1994 1997 0,69 0,23 2,81 0,136 1998 2002 0,38 0,13 2,74 0,053 2003 2008 0,35 0,07 1,98 0,033 2009 em diante 0,37 0,07 0,80 0,008 Caminhões Até 1993 0,92 0,34 5,31 0,328 leves 1994 1997 0,83 0,28 3,36 0,163 (3,5 10 ton) 1998 2002 0,45 0,15 3,28 0,064 2003 2008 0,42 0,08 2,37 0,040 2009 em diante 0,44 0,09 0,96 0,010 Caminhões Até 1993 1,26 0,46 7,28 0,449 médios 1994 1997 1,14 0,38 4,60 0,223 (10 15 ton) 1998 2002 0,62 0,21 4,49 0,087 2003 2008 0,58 0,11 3,25 0,054 2009 em diante 0,60 0,12 1,31 0,013 Caminhões Até 1993 2,21 0,81 12,73 0,785 pesados 1994 1997 1,99 0,66 8,04 0,391 (mais de 15 ton) 1998 2002 1,08 0,37 7,85 0,153 2003 2008 1,01 0,19 5,68 0,095 2009 em diante 1,06 0,20 2,30 0,023 Ônibus Até 1993 3,06 1,12 17,57 1,084 urbanos 1994 1997 2,75 0,92 11,10 0,539 1998 2002 1,50 0,51 10,84 0,211 2003 2008 1,39 0,27 7,84 0,131 2009 em diante 1,46 0,28 3,17 0,032 Ônibus Até 1993 2,32 0,85 13,34 0,823 rodoviários 1994 1997 2,08 0,69 8,43 0,409 1998 2002 1,14 0,39 8,23 0,160 2003 2008 1,06 0,20 5,95 0,099 2009 em diante 1,11 0,21 2,40 0,024 Tabela 3.7: Fatores de emissão de CO, NO x, NMHC e MP para motores Diesel, em gkm 1. Fonte: INEA. 17
Valor do INEA Quilometragem média por litro de combustível Fator de emissão Combustível kg de CO 2 L 1 km rodado L 1 g de CO 2 por km 1 Gasolina 2,269 10,0 227,0 Etanol 1,233 7,0 176,0 Diesel 2,671 6,0 445,0 GNV 1,999 7,0 286,0 Tabela 3.8: Fatores de emissão de CO 2 por tipo de combustível (Fonte: INEA valores em kg de CO 2 L 1. Categorias/Poluentes (g/km) CO NO x RCHO NMHC CH 4 MP CO 2 Automóveis e 1,2 0,4 0,01 0,4 0,15 0,015 210,0 veículos comerciais leves Motocicletas 3,0 0,15 0,5 0,1 0,010 210,0 Caminhões leves, médios e pesados 1,0 0,4 5,0 0,15 445,0 (acima de 3,5, 10 e 15 ton) Ônibus urbanos e rodoviários 1,1 0,5 9,0 0,2 445,0 Tabela 3.9: Fatores de emissão alternativos para casos em que houver somente o número total de veículos por categoria (em gkm 1 ). 18
Capítulo 4 Como estimar as emissões veiculares? Neste capítulo apresentamos a metodologia de cálculo para estimar os poluentes emitidos por veículos em fontes em linha e em área. 4.1 Fonte em linha A quantidade de poluentes emitidos por automóveis que circulam numa via pode ser obtida através de E linha,i = F r, j F e,i L, (4.1) onde E linha,i é quantidade emitida do poluente i (em kg), F r, j é a quantidade total de veículos da categoria j que circulam na via de interesse durante um determinado tempo, F e,i é o fator de emissão do poluente i (dado em gkm 1 ) e L é o comprimento total da via para a qual se deseja estimar a quantidade de poluentes emitidos (dado em km). Caso se deseje obter a taxa de emissão do poluente i, E L,i (em kgh 1 km 1 ) kg.h-1.km-1) deve-se utilizar, onde t é o tempo total (em horas) para o qual foi calculado E linha,i. E L,i = E linha,i L t, (4.2) 4.1.1 Exemplo 1 Vamos supor um trecho de uma rodovia ou uma avenida, de bastante fluxo veicular, com uma extensão de 5 km. Queremos estimar a quantidade de poluentes emitidos durante um período de 24 horas. Supondo que a contagem/amostragem do número de veículos que passam nesse trecho de rodovia durante as 24 horas, distribuídos por categoria, resultou em: Neste caso, temos uma frota de veículos obtida, supostamente, através de uma contagem simples realizada durante 24 horas. Não é possível obter com exatidão a distribuição de veículos por ano de fabricação e por tipo de combustível. Desta forma, vamos utilizar os fatores de emissão apresentados na tabela 3.9. Os dados para a aplicação da equação 4.1 são F r, j : dados de frota da tabela 4.1 4 categorias de veículos; F e,i : fatores de emissão da tabela 3.9 para 7 poluentes; 19
Categorias número de veículos em 24 horas Automóveis e veículos comerciais leves 12000 Motocicletas 1000 Caminhões (leves, médios e pesados) 3000 Ônibus (urbanos e rodoviários) 1000 Tabela 4.1: Exemplo 1 Frota hipotética que circula durante 24 horas no trecho imaginário de 5 km. L: a extensão do trecho de rodovia é de 5 km. As emissões devem ser estimadas separadamente para cada tipo de poluente. Nas tabelas 4.2 a 4.8 temos as quantidades emitidas, em um período de 24 horas, para cada um dos 7 poluentes considerados. Poluente: CO Automóveis Motocicletas Caminhões Ônibus F r, j (veículos dia 1 ) 12000 1000 3000 1000 F e,i (gkm 1 ) 1,2 3,0 1,0 1,1 E linha,i = F r, j F e,i 5 (gdia 1 ) 72000 15000 15000 5500 Tabela 4.2: Exemplo 1 Emissões de CO por categoria de veículo. Poluente: NO x Automóveis Motocicletas Caminhões Ônibus F r, j (veículos dia 1 ) 12000 1000 3000 1000 F e,i (gkm 1 ) 0,4 0,15 0,4 0,5 E linha,i = F r, j F e,i 5 (gdia 1 ) 24000 750 6000 3000 Tabela 4.3: Exemplo 1 Emissões de NO x por categoria de veículo. As somas dos E linha,i para cada poluente, nas 24 horas, em unidades de kgdia 1, são apresentadas na tabela 4.9 assim como E L,i fluxo diário de emissão por unidade de comprimento da via. Caso se deseje obter o fluxo horário de emissão basta dividir os valores obtidos por 24 horas. 4.2 Fonte em área A quantidade de poluentes emitidos por automóveis que circulam numa determinada área pode ser obtida através de E area,i = F r, j F e,i l, (4.3) onde E area,i é a quantidade emitida do poluente i (em kg), l (em km) é a soma da extensão das vias existentes na área de interesse. A taxa de emissão de poluente por unidade de área E A,i, em kgh 1 km 2, é obtida através de onde A é o tamanho da área de interesse em km 2. E A,i = E area,i A t, (4.4) 20
Poluente: RCHO Automóveis Motocicletas Caminhões Ônibus F r, j (veículos dia 1 ) 12000 1000 3000 1000 F e,i (gkm 1 ) 0,01 0,0 0,0 0,0 E linha,i = F r, j F e,i 5 (gdia 1 ) 600 0 0 0 Tabela 4.4: Exemplo 1 Emissões de RCHO por categoria de veículo. Poluente: NMHC Automóveis Motocicletas Caminhões Ônibus F r, j (veículos dia 1 ) 12000 1000 3000 1000 F e,i (gkm 1 ) 0,4 0,5 5,0 9,0 E linha,i = F r, j F e,i 5 (gdia 1 ) 24000 3000 75000 45000 Tabela 4.5: Exemplo 1 Emissões de NMHC por categoria de veículo. 4.2.1 Exemplo 2 Vamos supor uma área de bastante fluxo veicular, por exemplo do centro de uma cidade, com aproximadamente 2 km 2 e com extensão total de vias de 6 km; queremos estimar a quantidade de poluentes emitidos durante o horário de maior fluxo 17:00 às 20:00. A suposta contagem/amostragem do número de veículos que passam por essa área durante essas 4 horas, distribuídos por categoria, são os apresentados na tabela 4.10. Neste caso, temos uma frota média de veículos obtida, hipoteticamente, através de uma contagem simples realizada durante 4 horas. Da mesma forma que no Exemplo 1, vamos utilizar os fatores de emissão apresentados na tabela 3.9. Os dados para a aplicação da equação 4.3 são: F r, j : dados de frota da tabela 4.10 4 categorias de veículos; F e,i : fatores de emissão da tabela 3.9 7 poluentes; l: a extensão total das vias é de 6 km (soma dos comprimentos de todas vias que compõe a área de interesse); A: área de 2 km 2. Assim como para as fontes em linha, as emissões devem ser estimadas separadamente para cada tipo de poluente. Nas tabelas 4.11 a 4.17 temos as quantidades emitidas, em um período de 4 horas, para cada um dos poluentes considerados. Somando as quantidades de cada um dos poluentes emitidos E area,i pelos veículos que circulam na área de interesse, durante as 4 horas de maior intensidade de tráfego temos os valores apresentados na tabela 4.18. Nesta tabela temos ainda as emissões horárias E area,i,hora (obtidas pela divisão simples por 4 horas) e as emissões horárias por unidade de área E A,i. Poluente: CH 4 Automóveis Motocicletas Caminhões Ônibus F r, j (veículos dia 1 ) 12000 1000 3000 1000 F e,i (gkm 1 ) 0,15 0,1 0,0 0,0 E linha,i = F r, j F e,i 5 (gdia 1 ) 9000 500 0 0 Tabela 4.6: Exemplo 1 Emissões de CH 4 por categoria de veículo. 21
Poluente: MP Automóveis Motocicletas Caminhões Ônibus F r, j (veículos dia 1 ) 12000 1000 3000 1000 F e,i (gkm 1 ) 0,015 0,01 0,15 0,2 E linha,i = F r, j F e,i 5 (gdia 1 ) 900 50 2250 1000 Tabela 4.7: Exemplo 1 Emissões de MP por categoria de veículo. Poluente: CO 2 Automóveis Motocicletas Caminhões Ônibus F r, j (veículos dia 1 ) 12000 1000 3000 1000 F e,i (gkm 1 ) 210,0 210,0 445,0 445,0 E linha,i = F r, j F e,i 5 (gdia 1 ) 12600000 1050000 6675000 2225000 Tabela 4.8: Exemplo 1 Emissões de CO 2 por categoria de veículo. 4.3 Observações sobre o cálculo das emissões veiculares Os exemplos apresentados são para casos em que se desconhece a composição da frota de veículos por ano e tipo de combustível. Para os casos em que a composição for conhecida, o processo de obtenção das quantidades de poluentes emitidos é semelhante, basta relacionar os veículos (por ano e tipo de combustível) aos seus respectivos fatores de emissão. Poluente E linha,i (kgdia 1 ) E L,i (kgdia 1 km 1 ) CO 107,5 21,5 NO x 33,75 6,75 RCHO 0,6 0,12 NMHC 147,0 29,4 CH 4 9,5 1,9 MP 4,2 0,84 CO 2 22550,0 4510,0 Tabela 4.9: Exemplo 1 Emissões totais de poluentes pela frota durante as 24 horas consideradas e fluxo de emissão diário. 22
Categorias número de veículos em 4 horas Automóveis e veículos comerciais leves 5000 Motocicletas 1000 Caminhões (leves, médios e pesados) 200 Ônibus (urbanos e rodoviários) 300 Tabela 4.10: Exemplo 2 Frota hipotética que circula durante 4 horas na área hipotética de 2 km 2. Poluente: CO Automóveis Motocicletas Caminhões Ônibus F r, j (veículos em 4 horas) 5000 1000 200 300 F e,i (gkm 1 ) 1,2 3,0 1,0 1,1 E area,i = F r, j F e,i 6 (g por 4h 1 ) 36000 18000 1200 1980 Tabela 4.11: Exemplo 2 Emissões de CO por categoria de veículo. Poluente: NO x Automóveis Motocicletas Caminhões Ônibus F r, j (veículos em 4 horas) 5000 1000 200 300 F e,i (gkm 1 ) 0,4 0,15 0,4 0,5 E area,i = F r, j F e,i 6 (g por 4h 1 ) 12000 900 480 900 Tabela 4.12: Exemplo 2 Emissões de NO x por categoria de veículo. Poluente: RCHO Automóveis Motocicletas Caminhões Ônibus F r, j (veículos em 4 horas) 5000 1000 200 300 F e,i (gkm 1 ) 0,01 0,0 0,0 0,0 E area,i = F r, j F e,i 6 (g por 4h 1 ) 300 0 0 0 Tabela 4.13: Exemplo 2 Emissões de RCHO por categoria de veículo. Poluente: NMHC Automóveis Motocicletas Caminhões Ônibus F r, j (veículos em 4 horas) 5000 1000 200 300 F e,i (gkm 1 ) 0,4 0,5 5,0 9,0 E area,i = F r, j F e,i 6 (g por 4h 1 ) 12000 3000 6000 16200 Tabela 4.14: Exemplo 2 Emissões de NMHC por categoria de veículo. Poluente: CH 4 Automóveis Motocicletas Caminhões Ônibus F r, j (veículos em 4 horas) 5000 1000 200 300 F e,i (gkm 1 ) 0,15 0,1 0,0 0,0 E area,i = F r, j F e,i 6 (g por 4h 1 ) 4500 600 0 0 Tabela 4.15: Exemplo 2 Emissões de CH 4 por categoria de veículo. Poluente: MP Automóveis Motocicletas Caminhões Ônibus F r, j (veículos em 4 horas) 5000 1000 200 300 F e,i (gkm 1 ) 0,015 0,01 0,15 0,2 E area,i = F r, j F e,i 6 (g por 4h 1 ) 450 60 180 360 Tabela 4.16: Exemplo 2 Emissões de MP por categoria de veículo. 23
Poluente: CO 2 Automóveis Motocicletas Caminhões Ônibus F r, j (veículos em 4 horas) 5000 1000 200 300 F e,i (gkm 1 ) 210,0 210,0 445,0 445,0 E area,i = F r, j F e,i 6 (g por 4h 1 ) 630000 1260000 534000 801000 Tabela 4.17: Exemplo 2 Emissões de CO 2 por categoria de veículo. Poluente E area,i (kg por 4h 1 ) E A,i,hora (kgh 1 ) E A,i (kgh 1 km 2 ) CO 57,18 14,295 7,1475 NO x 14,28 3,57 1,785 RCHO 0,3 0,075 0,0375 NMHC 37,2 9,3 4,65 CH 4 5,1 1,275 0,6375 MP 1,05 0,2625 0,13125 CO 2 3225,0 806,25 403,125 Tabela 4.18: Exemplo 2 Emissões totais de cada um dos poluentes emitidos pela frota considerada. 24
Capítulo 5 BRevê: programa para o cálculo das emissões veiculares Para facilitar o cálculo das emissões veiculares, foi desenvolvido, em linguagem de programação Python, o programa BReve.py. O programa, desenvolvido no Lemma/UFPR (Laboratório de Estudos em Monitoramento e Modelagem Ambiental da Universidade Federal do Paraná), possui código aberto e está disponível em: www.lemma.ufpr.br/.... O programa tem opção para cálculo de fonte em área ou em linha e para distribuição de frota completa ou geral e calcula as emissões de CO, NO x, RCHO, NMHC, CH 4, MP e CO 2 conforme a metodologia apresentada anteriormente. Para o desenvolvimento do programa foram realizadas algumas considerações em função dos fatores de emissão: 1. Para automóveis e veículos comerciais leves bicombustíveis ou Flex foi utilizada a média os fatores de emissão para gasolina e etanol; isto corresponde a dizer que os veículos utilizam 50% do tempo gasolina e outros 50% do tempo, etanol. os novos fatores de emissão para carros Flex (baseados naqueles apresentados na tabela 3.3) são apresentados na tabela 5.1. Para CO 2 o valor médio foi retirado da tabela 3.8; Ano CO NO x RCHO NMHC CH 4 MP CO 2 2003 0,5 0,09 0,012 0,074 0,026 0,005 202,0 2004 0,43 0,09 0,0085 0,081 0,028 0,005 202,0 2005 0,42 0,08 0,0085 0,083 0,032 0,005 202,0 2006 0,47 0,06 0,0085 0,078 0,027 0,005 202,0 2007 0,47 0,06 0,0085 0,078 0,027 0,005 202,0 2008 0,61 0,044 0,0086 0,060 0,021 0,005 202,0 2009 0,45 0,031 0,0064 0,031 0,011 0,005 202,0 Tabela 5.1: Fatores de emissão de escapamento zero km de CO, NO x, RCHO, NMHC, CH 4, MP e CO 2 para automóveis e veículos comerciais leves bicombustível ou Flex, em kgkm 1. 2. Os incrementos dos fatores de emissão (a cada 80000 km rodados) para automóveis bicombustíveis ou Flex seguiram a mesma idéia: utilizou-se médias entre os incrementos dos fatores para veículos movidos a gasolina e a etanol. A partir da tabela 3.4, os incrementos dos fatores de emissão para veículos bicombustíveis, para cada 80000 km, são apresentados na tabela 5.2; Para carros flex as médias dos incrementos 25
Poluente CO NO x NMHC RCHO Flex 0,243 0,025 0,024 0,00065 Tabela 5.2: Incremento médio de emissões por acúmulo de rodagem para veículos bicombustível ou Flex, em g por 80000km. 3. Para incrementar os fatores de emissão de automóveis e veículos comerciais leves considerouse que, em média, a cada 5 anos um veículo roda 80000 km, assim os fatores de emissão para CO, NMHC, RCHO e NOx para esta categoria foram incrementados de acordo com o ano de fabricação do veículo da seguinte forma: fabricados de 2005 a 2009: não são incrementados; fabricados de 2000 a 2004: são incrementados uma vez; fabricados de 1995 a 1999: são incrementados duas vezes; fabricados de 1990 a 1994: são incrementados três vezes; fabricados de 1984 a 1989: são incrementados quatro vezes; fabricados até 1983: são incrementados cinco vezes. 4. Para todas as outras categorias de veículos e tipos de combustíveis foram utilizados os fatores de emissão apresentados anteriormente. Para utilização do programa são necessários dados de distribuição da frota (completa ou geral), comprimento da via ou tamanho da área de interesse e respectiva soma das vias existentes nessa área além do tempo para o qual se deseja calcular as emissões. O programa retorna as emissões por categoria de veículo e poluente em kg; as emissões horárias por poluente (em kgh 1 ) e os fluxos de emissão por poluente em kgh 1 km 1 ou kgh 1 km 2. Na sequência seguem as instruções para a utilização do programa. 5.1 Como utilizar o programa? O programa pode ser executado em qualquer computador que possua um interpretador Python (disponível em www.python.org). Ele deve ser executado via linha de comando da seguinte forma: em sistemas operacionais Linux o programa deve ser executado via linha de comando: $./BReve.py [in] [out] no Windows deve ser executado via linha de comando no PROMPT do MS-DOS: $ BReve.py [in] [out] 26
onde [in] deve ser substituído pelo nome do arquivo de entrada (mais detalhes na sequência) e [out] é o nome do arquivo de saída. Além do arquivo contendo o código do programa ( BReve.py ), existem dois arquivos que acompanham o código-fonte do programa e devem estar no mesmo diretório deste: arq_fe.txt : contém os fatores de emissão listados anteriormente e não deve ser alterado pelo usuário; arq_in.txt : arquivo-exemplo de entrada (o [in] da linha de comando) deve ser substituído, obrigatoriamente, por um arquivo neste formato. Juntamente com estes arquivos há ainda o manual do programa e o arquivo contendo a licença GNU. 5.1.1 Entrada de dados O arquivo-exemplo arq_in.txt deverá ser renomeado pelo usuário. O usuário deverá fornecer os dados necessários para o cálculo das emissões veiculares. A entrada de dados no arquivo deve ser feita conforme descrição abaixo. Ao abrir o arquivo arq_in.txt há um texto indicando as opções existentes e variáveis necessárias, sendo: Opcao1: deve ser indicado o tipo de composição de frota que o usuário possui sendo A: se o usuário possui dados de composição de frota completa (incluindo ano de fabricação e tipo de combustível utilizado B: se o usuário possui apenas dados gerais de composição da frota (dividido apenas entre as principais categorias existentes Opcao2: tipo da fonte, sendo 1: se o usuário deseja calcular as emissões para uma fonte em linha 2: se o usuário deseja calcular as emissões para uma fonte em área L: comprimento (em km) da via de interesse para o caso de fonte em linha; para fonte em área use 0 ; l: soma do comprimento (em km) das ruas existentes na área de interesse para o caso de fonte em área; para fonte em linha use 0 ; A: tamanho da área de interesse (em km 2 ) para o caso de fonte em área; para fonte em linha use 0 ; T: tempo utilizado (em horas); Opcao3: opção para casos em que se conhece o número de veículos movidos à GNV, se o usuário desejar incluí-los deve usar S e se não desejar deve usar N ; 27
QtdeGNV: quantidade de veículos movidos a GNV; se não desejar incluí-los use 0. No arquivo-exemplo arq_in.txt as opções utilizadas foram: Opcao1: A (composição completa de frota dividida por ano e tipo de combustível) Opcao2: 2 (fonte em área) L: 0 (variável usada somente para fonte em linha) l: 10 km (soma total das vias na área de interesse) A: 4 km 2 (tamanho da área de interesse) T: 2 horas Opcao3: S (serão incluídas as emissões dos veículos movidos a GNV) QtdeGNV: 200 (número de veículos circulando na área de interesse) ---------------------------------------------------------------------------------------------- Opcao1 Opcao2 L l A T Opcao3 QtdeGNV A 2 0 10 4 2 S 200 O trecho seguinte do arquivo-exemplo arq_in.txt é utilizado pelo programa quando se tem apenas os dados de composição de frota geral, ou seja para Opcao1 = B. Nesses casos, além das opções apresentadas no trecho anterior é necessário alterar as quantidades de cada uma das quatro categorias de veículos (conforme exemplo abaixo). Quando a opção escolhida for esta, o restante do arquivo será ignorado pelo programa e não precisa ser alterado. Da mesma forma, se a opção escolhida for para frota completa, este trecho será ignorado pelo programa. ------------------------------------------------------------------------------ Entrada de dados de FROTA GERAL para cálculo de emissões veiculares AVCL: Automóveis e veículos comerciais leves MOTO: Motocicletas CLMP: Caminhões (leves, médios e pesados) OUR: Ônibus (urbanos e rodoviários) ------------------------------------------------------------------------------ Categorias quantidade AVCL 12000 MOTO 1000 CLMP 2000 OURO 1000 Para Opcao1 = A é necessário alterar as quantidades de veículos (definidas aleatoriamente no arquivo-exemplo) conforme as categorias, ano de fabricação e tipo de combustível Automóveis e veículos comerciais leves, divididos por tipo de combustível (gasolina, álcool e flex); todos os veículos fabricados antes de 1983 devem ser somados aos fabricados neste ano: 28
------------------------------------------------------------------------------ Entrada de dados de frota completa para cálculo de emissões veiculares ------------------------------------------------------------------------------ Automóveis e veículos comerciais leves Ano de fabricação Gasolina Etanol Flex 1983 2000 300 0 1984 2000 300 0............ 2008 2000 300 1000 2009 2000 300 1000 Motocicletas divididas entre etanol e gasolina; todas as fabricadas antes de 2002 devem ser somadas às fabricadas neste ano: ------------------------------------------------------------------------------ Motocicletas Ano de fabricação Gasolina Etanol 2002 500 50 2003 500 50 2004 500 50 2005 500 50 2006 500 50 2007 500 50 2008 500 50 2009 500 50 Veículos movidos a diesel são divididos em 6 subcategorias conforme trecho de arquivo abaixo; todos os fabricados antes de 1993 devem ser somados a estes, assim como todos os fabricados após 2009 e no próprio ano: ------------------------------------------------------------------------------ Veículos movidos a diesel COLE: Comerciais leves CALE: Caminhões leves (3.5 a 10 ton) CAME: Caminhões médios (10 a 15 ton) CAPE: Caminhões pesados (mais de 15 ton) ONUR: Ônibus urbanos ONRO: Ônibus rodoviários ------------------------ CAt/AnoFab a1993 1994-1997 1998-2002 2003-2008 2009d COLE 10 100 1000 10000 10000 CALE 1000 1000 1000 1000 1000 CAME 1000 1000 1000 1000 1000 CAPE 1000 1000 1000 1000 1000 ONUR 1000 1000 1000 1000 1000 ONRO 1000 1000 1000 1000 1000 5.1.2 Saída de dados As emissões calculadas pelo programa, gravadas no arquivo cujo nome foi informado na linha de comando (em [out] ) são apresentadas em formato diferente de acordo com a Opcao1. Para a Opcao1=A, temos as seguintes informações: emissões em kg no período de tempo considerado e trecho percorrido distribuídas por categoria, ano de fabricação, tipo de combustível e poluente emitido; 29