IV Evento em Comemoração ao Dia Mundial do Meio Ambiente

Rio de Janeiro, 05 de junho de 2013.

PROGRAMA DE ENGENHARIA DE TRANSPORTES (PET)

UM POUCO DA EXPERIÊNCIA DO PROGRAMA DE ENGENHARIA DE

TRANSPORTES (PET) DA COPPE/UFRJ NO

DESENVOLVIMENTO DE TECNOLOGIAS MAIS LIMPAS

MÁRCIO DE ALMEIDA D’AGOSTO

dagosto@pet.coppe.ufrj.br

1. COPPE/PET/LTC

2. Sustentabilidade

3. Panorama do Transporte no Brasil

4. Gestão Sustentável do Transporte

1. Redução da Intensidade de Uso

2. Mudança para Modos Mais Eficientes

3. Uso de Tecnologias e Combsutíveis Mais Limpos

• Transporte Público Urbano

• Transporte Urbano de Carga

5. Considerações Finais

6. Participe da XXVII ANPET

SUMÁRIO

A COPPE é o mais importante centro de pesquisa de engenharia e educação na América Latina. Seus programas já concederam mais de 11,5 mil títulos de Mestrado e Doutorado e tem 116 modernos laboratórios, que, juntos, constituem o complexo maior do país laboratório de engenharia.

INSTITUTO ALBERTO LUIZ COIMBRA DE PÓS-GRADUAÇÃO E PESQUISA DE ENGENHARIA

Engenharia Biomédica / Biomedical Engineering Engenharia Civil / Civil Engineering Engenharia Elétrica / Electrical Engineering Engenharia Mecânica / Mechanical Engineering Engenharia Metalúrgica / Metallurgical and Materials Engineering Engenharia Nuclear / Nuclear Engineering Engenharia Oceânica / Ocean Engineering Planejamento Energético / Energy Planning Engenharia de Produção / Production Engineering Engenharia Química / Chemical Engineering Engenharia de Sistemas de Computação / System and Computers Engineering Engenharia de Transportes / Transportation Engineering (PET)

3.000 alunos / 3.000 students – 300 professores / 300 professors

COPPE is the most important center of engineering research and education in Latin America. The institution has awarded over 11,5 thousand Master and Doctorate degrees and has 116 modern laboratories, which together constitute the country’s largest engineering laboratory complex.

PROGRAMA DE ENGENHARIA DE TRANSPORTES

PET is one of the 12 programs that compose COPPE/UFRJ. Ranked by CAPES as level 5, the highest level reached amongst postgraduation courses in transportation engineering in Brazil, the program has taken a prominent position in the production and dissemination of scientific and technical knowledge in the country.

O PET (PROGRAMA DE ENGENHARIA DE TRANSPORTES) é um dos 12 programas que compõem a COPPE/UFRJ. Avaliado pela CAPES como nível 5, o maior nível alcançado dentre as pós-graduações de engenharia de transportes do país, o programa tem assumido destacada posição na produção e propagação de conhecimento técnico e científico no Brasil.

AREAS DE PESQUISA / RESEARCH AREAS:

Engenharia de Tráfego / Traffic Engineering

Planejamento de Transporte / Transport Planning

Transporte de Carga / Freight Transport

Transporte e Meio Ambiente / Transport and the Environment

Transporte Público / Public Transport

Transporte Ridoviário / Roadway Transport

LINHAS DE PESQUISA / RESEARCH LINES:

Planejamento de Transportes de Cargas Freigh Transport Planning

Jogos e Simulações Business Games and Simulation

Transporte, Energia e Meio Ambiente

Transport, Energy and Environment

Centro de Estudo de Caminhões

Truck Studies Center

The LTC aims to develop research within public and private sectors in the freight transport area and to support and complement the training of human resources promoting their continuous improvement.

O Laboratório de Transporte de Carga (LTC) tem como missão desenvolver pesquisa no âmbito público e privado na área de transportes de carga e apoiar/complementar a formação de recursos humanos, promovendo seu aperfeiçoamento contínuo.

LABORATÓRIO DE TRANSPORTE DE CARGAS

Crescimento econômico

Comunidade e equidade

Proteção ambiental

Sustentabilidade

Gestão Operação

Social Cidadania Geração de Emprego Engajamento das partes interessadas

Ambiental Preservação dos recursos Eco-eficiência Energia renovável

Econômico Maximização do retorno de

capital

SUSTENTABILIDADE

PANORAMA DO TRANSPORTE NO BRASIL

Nota: Percentual calculado com base em dados de pass.km e t.km.Fonte: Elaboração própria com base em FIPE (2011), ANTT (2009), ANTAQ (2009), ANTP (2009) and ANAC (2009).

0,00%

10,00%

20,00%

30,00%

40,00%

50,00%

60,00%

70,00%

80,00%

90,00%

Passageiro Carga

89,23%

48,96%

3,22%

33,21%

0,03%

13,99%7,51% 0,07% 3,77%

Rodoviário Ferroviário Aquaviário Aéreo Duto

Passageiro: ¹ Considera apenas transporte por barca; ² Considera apenas transporte nacional.Carga: ³Considera somente carga transportada por cabotagem e navegação interior; 4 Considera somente carga nacional.

Divisão Modal

0,0%

10,0%

20,0%

30,0%

40,0%

50,0%

60,0%

Urbano¹

A pé Bicicleta Automóvel Motocicleta Ônibus Trem/Metro Barcas

Transporte Urbano

PANORAMA DO TRANSPORTE NO BRASIL

Setor de Transporte

28% do consumo de energia final

Rodoviário

92%

Outros modos

1,23% - Ferroviário2,17% - Aquaviário4,59% - Aereo

(2009)

Consumo de Energia no Setor de Transporte

PANORAMA DO TRANSPORTE NO BRASIL

3,0%

48,4%

1,6%

23,4%

0,1%

4,5%

18,8%

0,2%

Gás natural

Óleo diesel

Óleo combustível

Gasolina automotiva

Gasolina de aviação

Querosene de aviação

Biocombustíveis

Eletricidade

(2009)

28,76% Etanol anidro71,23% Etanol hidratado0,01% Biodiesel

Consumo de Energia no Setor de Transporte

PANORAMA DO TRANSPORTE NO BRASIL

Emissão de Dióxido de Carbono e Poluentes Locais

CO THC NOx MP RCHO

1980 9.307.366 4.702.658 848.022 716.330 42.675 7.330

2010 41.055.938 1.372.103 257.709 966.578 28.807 7.103

Variação % 341% -71% -70% 35% -32% -3%

Período Frota

Emissões (toneladas)

ATIVIDADEACTIVITY

GESTÃO SUSTENTÁVEL DO TRANSPORTE

INTENSIDADE

INTENSITYINFRA

ESTRUTURA

STRUCTURE

ENERGIAFUEL

MÉTODO ASIF – IPCC

OIL

X X

Alternativas analisadas

CO NOx MP THC1 RCHO

(t) % (t) % (t) % (t) % (t) %

Situação Base 87.390 48.966 852 17.013 318

Redução da intensidade de uso em

82.766 -5,29% 46.536 -4,96% 811 -4,89% 16.158 -5,03% 300 -5,45%

Redução da intensidade de uso em

78.024 -10,72% 44.090 -9,96% 769 -9,79% 15.294 -10,10% 284 -10,74%

Notas: 1 Considera NMHCescapamento + NMHCevaporativo + CH4, 2 Considera 95% de óleo diesel e 5% de biodiesel

Inventário de Emissões Atmosféricas por Veículos Automotores Rodoviários do Estado do Rio de Janeiro

REDUÇAO DA INTENSIDADE DE USO

5%

10%

0,000 1000,000 2000,000 3000,000

Automóvel médio (Gasolina) 20 km/h

Automóvel médio (Etanol) 20 km/h

Automóvel médio (GNV) 20 km/h

Ônibus urbano convencional (Diesel) 20 km/h

Ônibus urbano convencional (GNV) 20 km/h

Ônibus urbano híbrido (diesel-elétrico) 20 km/h

Metrô 30/km/h

Caminhada 5 km/h

Bicicleta 12 km/h

Modo de Transporte

Energia [kJ/pass.km]

MUDANÇA PARA MODOS MAIS EFICIENTES

Planejamento de Transporte e Uso

de Energia

80%

12 km/h

30km/h

IND

IVID

UA

IS

NÃ

O M

OT

OR

IZA

DO

S

CO

LE

TIV

OS

MO

TO

RIZ

AD

OS

10x

MUDANÇA PARA MODOS MAIS EFICIENTES

Tipo de veículo Caminhão médio Comercial leve

Capacidade [t] 10 t 1,5 tRendimento energético [km/l] 2,03 km/l 7,5 km/l

Combustível óleo diesel óleo dieselFator de emissãoCO (g/km) 1,057 0,354HC (g/km) 0,204 0,068NOx (g/km) 5,949 1,990MP (g/km) 0,099 0,033CO2 (g/l) 2710 2710

Planejamento de Transporte, Uso de Energia e Impactos

Ambientais

0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%

100%

Custo operacional Consumo de energia Poluentes locais Emissão de CO2

39%

71%

58%

71%

Caminhão Médio Comercial Leve

Notas: A emissão dos poluentes locais foi agregada com base no fator de impacto ambiental (Schettino, 2010).`Os valores foram parametrizados em R$/t (custo operacional), l/t (consumo de energia), g/t (poluentes locais e emissão de CO 2)

MUDANÇA PARA MODOS MAIS EFICIENTES

MUDANÇA PARA MODOS MAIS EFICIENTES

Custo Tempo Perdas Consumo CO HC NOx MP CO2

Rodo-Ferro 99% 100% 100% 53% 94% 75% 56% 90% 53%

Rodo-Ferro-Rodo 100% 92% 79% 58% 100% 81% 61% 99% 58%

Rodo-Ferro-Rodo-Conteiner 76% 62% 18% 47% 89% 69% 51% 100% 47%

Rodo 78% 11% 27% 100% 97% 100% 100% 55% 100%

0%

20%

40%

60%

80%

100%

120%

Uso de Contêiner para Transporte de Minério

X

USO DE TECNOLOGIAS E COMBUSTÍVEIS MAIS LIMPOS

PROCONVE P5

PROCONVE P7

Limtes (g/kW.h)

CO HC NOx PM

2,1 0,66 5,00 0,10

Limites (g/kW.h) *

CO HC NOx PM

1,5 0,46 2,00 0,02

2012

29% 30% 60% 80%

PROCONVE L5

PROCONVE L6

Limites (g/km)

CO HC NOx RCHO

2,0 0,05 0,12 0,02

Limites (g/km)

CO HC NOx RCHO

1,3 0,05 0,08 0,02

2016

35% 33%

USO DE TECNOLOGIAS E COMBUSTÍVEIS MAIS LIMPOS

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

1980 1990 2000 2010

10

³ t

de

MP

Ano

Automóveis Motocicletas Comerciais Leves OttoComerciais Leves Diesel Ônibus Urbanos Ônibus RodoviáriosCaminhões Leves Caminhões Médios Caminhões Pesados

-

5

10

15

20

25

30

35

1980 1990 2000 2010

10³ t

on

ela

da

s d

e N

Ox

AnoAutomóveis Motocicletas Comerciais Leves Otto

Comerciais Leves Diesel Ônibus Urbanos Ônibus Rodoviários

Caminhões Leves Caminhões Médios Caminhões Pesados

NOx MP

Inventário de Emissões Atmosféricas por Veículos Automotores Rodoviários do Estado do Rio de Janeiro

USO DE TECNOLOGIAS E COMBUSTÍVEIS MAIS LIMPOS

TRANSPORTE PÚBLICO URBANO

TRANSPORTE URBANO DE CARGA

Híbrido diesel-elétricoDiesel-gas (dual-fuel)Diesel de Cana de AçúcarBiodieselEtanolGás Natural

Híbrido diesel-hidráulicoDiesel-biodiesel (bi-fuel)Diesel de Cana de AçúcarBiodiesel

TRANSPORTE PÚBLICO URBANO

Motor dianteiro, 12 m, PBT* = 17t, 80 pass/veiculoDiesel: 95% diesel mineral + 5% biodiesel (éster metílico de óleo de soja)AMD10: 70% diesel + 30% diesel de cana de açúcarB20: diesel + biodiesel (éster metílico de óleo de soja)

Motor traseiro, 12 m, PBT = 17t, 80 pass/veículoDiesel-gas: diesel ou gás natural (GNC)GNC Dedicado: gás natural comprimido

Motor traseiro, 13 m, PBT = 17,2t, 100 pass/veículoEtanol: Etanol hidratado aditivadoHíbrido: diesel + eletricidade

Sistema de Transporte Público Urbano do Rio de Janeiro

Tipo I

Tipo II

Padron*Total Gross Weight

0,64

0,84

1,04

1,24

1,44

1,64

0,037 0,042 0,047 0,052 0,057 0,062 0,067

Polu

ente

s loc

ais

Custo operacional/km.capacidade

Diesel AMD30 B20 Diesel-Gás GNC Dedicado Etanol Híbrido

Opção mais adequada

Opção intermediáriaEnfoque financeiro

Opção intermediáriaEnfoque ambiental

Opção menos adequada

AMD10

TRANSPORTE PÚBLICO URBANO

-472

-72

328

728

1.128

1.528

1.928

0,037 0,042 0,047 0,052 0,057 0,062 0,067

Emiss

ão d

e CO

2

Custo operacional/km.capacidade

Diesel AMD30 B20 Diesel-Gás GNC Dedicado Etanol Híbrido

Opção mais adequada

Opção intermediáriaEnfoque financeiro

Opção intermediáriaEnfoque ambiental

Opção menos adequada

AMD10

Padron Diesel

TRANSPORTE PÚBLICO URBANO

TRANSPORTE PÚBLICO URBANO

Teste com ônibus diesel-gas (24 meses)PARCEIROS:Governo do Estado (SEDEEIS/SETRANS)FAPERJDETRANINMETROFetransporMAN Latin AméricaBoschCEGCOPPE

TESTES:Rendimento [km/l]Índice de substituição (IS)Desempenho do veículoÍndice de falhas do veículo

Teste de 20 ônibus utilizando 30% de diesel de cana de açúcar (12 meses)

PARCEIROS:FetransporViação Saens PenhaAmyrisMercedes BenzPetrobrasCOPPE

TESTES:Rendimento [km/l]Consumo [l/pass.km]Desempenho do veículoÍndice de falhas do veículoQualidade do combustível

TRANSPORTE PÚBLICO URBANO

TRANSPORTE PÚBLICO URBANO

30% menos emissão de CO2

TRANSPORTE URBANO DE CARGA

Coleta de lixo, PBT = 26t, 19m3

Diesel-hdraulico, 10% de acréscimo nos custos de capital15% a 30% de redução de consumoEcodriving, pequeno aumento nos custos indiretos5% a 25% de redução de consumo

Distribuição de bebidas, PBT = 17t, 10 estradosDiesel-biodiesel (bi-fuel), IS = 87%Custos adicionais do biodiesel: 50%

Distribuição de alimentos, PBT= 16t, baú de alumínioDiesel + biodiesel: de B20 a B100Diesel + diesel de cana de açúcar: de AMD20 a AMD100

0%

50%

100%

150%

200%

250%

300%

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000

CC + CM Eco1 Eco2

Intervalo de intensidade de uso da COMLURB

1500 2600

Intensidade de uso [km/mês]

Maior rendimento e menor redução de consumo

Menor rendimento e maior redução de consumo

TRANSPORTE URBANO DE CARGA

Coleta de lixo

TRANSPORTE URBANO DE CARGA

Coleta de lixo – Eco-drivingC40, CNT-SEST/SENAT, Comlurb e CSBrasil

Treinamento: Apresentar o conceito de eco-driving e treinar

os motoristas e instrutores para a prática de uma direção sustentável;

Este é o cara!

TRANSPORTE URBANO DE CARGA

Coleta de lixo – Eco-drivingC40, CNT-SEST/SENAT, Comlurb e CSBrasil

1,42 km/l

Pre-intervenção Pós-intervenção

1,31 km/l

-7,7%

-43,9%

0,9%

TRANSPORTE URBANO DE CARGA

Coleta de lixo – Eco-drivingC40, CNT-SEST/SENAT, Comlurb e CSBrasil

Pre-intervenção

1,73 km/l

Pós-intervenção

1,96 km/l

+13,0%

-1,5%

0%

20%

40%

60%

80%

100%

120%

CO NMHC Nox MP CO2

Óleo diesel Biodiesel (Duplo combustível)

+ 10% nos custos operacionais

Diesel Biodiesel (dual fuel)

37%

54%

15%

36%

83%

Distribuição de bebidas

TRANSPORTE URBANO DE CARGA

85%

90%

95%

100%

105%

110%

0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%

Cust

o/Fr

ete

% de bicombustível utilizado

Custo de transporte (Bx) Custo de transporte (AMDx) Custo de transporte (Bx) + admFrete min Frete max

7% margem

17% margem 7% margem

Frete máximo

Frete mínimo

5% margem

CO (-7%), PM (-2%), HC (-4%), NOx (-5%), CO2 (-16%)

CO (-21%), PM (-8%), HC (-18%), NOx (-16%), CO2 (-100%)

TRANSPORTE URBANO DE CARGA

Distribuição de alimentos

CONSIDERAÇÕES FINAIS

1. O Brasil é líder mundial no uso de biocombustíveis para

transporte e tem feito disso um exemplo;

2. O Brasil tem um conjunto amplo de oportunidades para

desenvolver e aplicar tecnologias e combustíveis mais limpos;

3. Em futuro próximo um conjunto ainda maior de tecnologias e

combustíveis mais limpos entrarão no mercado brasileiro;

4. O Programa de Engenharia de Transportes da COPPE/UFRJ

tem estado engajado na missão de apoiar estas práticas e

vencer os desafios que ainda teremos que enfrentar.

CONVITE

http://www.anpet.org.br/xxviianpet

IV Evento em Comemoração ao Dia Mundial do Meio Ambiente

Rio de Janeiro, 05 de junho de 2013.

PROGRAMA DE ENGENHARIA DE TRANSPORTES (PET)

MÁRCIO DE ALMEIDA D’AGOSTO

dagosto@pet.coppe.ufrj.br

SER SUSTENTÁVEL. UMA OPÇÃO INTELIGENTE!

TO BE SUSTAINABLE. A

SMART CHOICE

OBRIGADO!