Cenas como esta, de 1963, já são menos comuns nos centros urbanos, embora ainda existentes. Apesar do desenvolvimento, diesel ainda é um dos vilões nas cidades.
ANTP e Volvo lançam simulador que pode ajudar a escolha da composição das frotas dos transportes municipais e metropolitanos
ADAMO BAZANI
É praticamente consenso, com base em estudos nacionais e internacionais e nas experiências do dia-a-dia das cidades, que não dá mais para depender de uma única matriz energética para os transportes coletivos por ônibus, tanto por motivos de saúde pública, necessidade de restrição de emissões de poluentes e também por questões econômicas.
A poluição mata em média quatro mil pessoas na cidade de São Paulo e 17 mil em todo o Estado, segundo estudo do Instituto Saúde e Sustentabilidade, assinado pelo médico Paulo Nascimento Saldiva, membro do Comitê de Qualidade do Ar da Organização Mundial de Saúde e pesquisador do Departamento de Saúde Ambiental da Universidade de Harvard; pela médica, especialista em Patologia Clínica e Microbiologia, Evangelina de Araujo Vormittag, e outros especialistas.
Mas que tipo de ônibus escolher para compor as frotas das cidades? Será que são necessárias mudanças radicais? Qual o ritmo mais adequado para estas mudanças? Quais são as alternativas disponíveis no mercado e os seus resultados operacionais, de emissões e de viabilidade econômica?
São dúvidas muito comuns da população geral, de especialistas, de gestores públicos e de donos de empresas de ônibus que, se por um lado são, em geral, conservadores, por outro são pragmáticos e até investem em novas tecnologias se tiverem financiamentos e garantia do lucro necessário para manterem seus negócios em funcionamento.
Para tentar ajudar a responder estas questões, a ANTP – Associação Nacional dos Transportes Públicos com o apoio da Volvo criou o Simulador de Emissões de Ônibus Urbanos.
“O estudo de alternativas tecnológicas e energéticas mais limpas para ônibus urbanos visa a oferecer subsídios técnicos iniciais para um melhor entendimento dos cenários possíveis de atendimento das atuais demandas (internacionais, nacionais, regionais e locais) por políticas de redução das emissões de gases do efeito estufa e da poluição atmosférica urbana no setor de transportes públicos, em especial, o setor de ônibus.
A compreensão dos diferentes parâmetros ambientais é essencial para orientar as decisões de adoção de políticas públicas ditas “sustentáveis”, bem como na escolha entre diferentes tipos de energia motriz disponíveis nos mercados locais.” – diz a ANTP em nota
Assim, são usados diferentes cenários com base no tamanho das cidades e usando como parâmetros as emissões de diversos tipos de poluentes, em especial de dióxido de carbono, óxido de nitrogênio e materiais particulados, todos presentes na queima do óleo diesel, mesmo nas composições mais limpas deste tipo de combustível.
NÃO DÁ PARA CONTINUAR SÓ COM O DIESEL:
Tem se tornado impossível imaginar um cenário promissor apenas com óleo diesel movendo os ônibus urbanos, principalmente em centros como a capital de São Paulo, ABC Paulista região de Osasco e região Guarulhos, por exemplo.
Com base em dados da CETESB, a Companhia Ambiental do Estado de São Paulo, a ANTP Associação Nacional dos Transportes Públicos, ao elaborar o “Simulador de Emissões de Ônibus Urbanos” mostra que para a realidade da região metropolitana de São Paulo, o diesel representa ainda grande parcela das emissões de óxido de nitrogênio e de materiais particulados contando o MP 10 e o MP 2,5 advindo do aerossol secundário.
“As finas partículas poluentes de MP (Materiais Particulados) da atmosfera carregam componentes perigosos e merecem atenção especial. Enquanto os veículos como um todo são responsáveis por cerca de quarenta por cento do total de MP10, as emissões desses veículos são responsáveis por quase todas as partículas mais finas (PM2.5 – com diâmetro de até 2,5 micron) emitidas diretamente pelo tubo de escapamento, que são as mais prejudiciais à saúde, pois são pequenas o suficiente para penetrar profundamente nas regiões mais profundas dos pulmões – os alvéolos – e de lá não saem jamais. Os veículos também são responsáveis indiretos pela formação de grande parcela dos aerossóis secundários (51%), criados a partir das emissões de SO2 e NOx e diretamente responsáveis por boa parte das partículas totais em suspensão, que retornam à atmosfera depois de se precipitarem no solo devido à movimentação dos veículos. Veículos a diesel (caminhões, ônibus, picapes e vans) são a fonte dominante de MP e NOx e constam como fonte significativa de SO2. Os efeitos dessas emissões são ainda mais prejudiciais, quando são liberadas em áreas densamente povoadas. Em suma, MP e os precursores de O3 são as principais ameaças à saúde pública nas grandes regiões metropolitanas. As maiores fontes desses poluentes são os veículos a diesel – para NOx e PM – e os automóveis de passageiros e motociclos – para os HC.”
MIX DE ALTERNATIVAS:
O estudo mostra ainda que não podem ser realizadas mudanças radicais e que não se deve eliminar totalmente a frota de ônibus diesel, mas este tipo de veículo com o tempo deve perder sua predominância.
Também não dá pra pensar apenas em só ônibus elétricos, só trólebus, só ônibus, só a gás natural ou só o ônibus a etanol. Isso também seria impossível.
O ideal é mesclar as tecnologias no mesmo sistema de transportes urbanos ou metropolitanos sobre pneus, aponta o levantamento
O estudo lançado, neste mês de junho, compara algumas soluções tecnológicas alternativas ao uso apenas de óleo diesel nos ônibus, com base em simulações exemplos internacionais e práticos. Confira um resumo
Trólebus
O sistema trólebus de São Paulo foi inaugurado em 1949 e depois de mais de 65 anos em operação, conta com uma retaguarda técnico-operacional na cidade. Atualmente, com cerca de 200 veículos, é operado pela Ambiental Transportes Urbanos S.A (Consórcio Leste 4). Os modelos mais novos, de 12 m, 15 m e articulados de 18 m, têm piso baixo, corredores amplos, favorecendo ainda mais os usuários que aprovam em sua maioria o sistema, pelo seu conforto, suavidade no deslocamento e baixíssimo nível de ruído interno e externo, de até 16 dB(A) inferior ao ruído típico de um ônibus a diesel, observado a uma distância de cerca de 7,5 m.
Os trólebus se caracterizam pelo alto rendimento médio, de cerca de 80%, enquanto os veículos a diesel, que operam na cidade grande parte do tempo em cargas parciais, no anda-pára, têm rendimento médio de cerca de 20% – afastado do regime de eficiência máxima. Uma novidade recente do trólebus de São Paulo é o uso da tração de corrente alternada, com economia de energia de cerca de 20% (2kWh/km) e desempenho ainda melhor que os tradicionais que operam com corrente contínua; uma de suas desvantagens foi minimizada com o desenvolvimento da chamada marcha autônoma, que continua funcionando com autonomia de 5 a 7 km em sistema híbrido ou com um segundo motor a diesel, quando cai a energia da rede. A nova fiação foi melhorada com um sistema flexível, que minimiza ou até mesmo impede a queda da alavanca de contato à rede elétrica aérea. O visual da fiação pode melhorar com a instalação de postes arquitetônicos. Embora os trólebus sejam cerca de duas vezes mais caros que os ônibus a diesel e o custo da rede aérea seja da ordem de US$1,1 milhão/km, alguns especialistas defendem que, considerado o ciclo de vida, os trólebus apresentam custos equivalentes ou até inferiores aos concorrentes a diesel, dada sua economia no custo da energia – mesmo com a tarifa da ordem de até 54% mais cara, devido ao distorcido aumento horossazonal da energia elétrica no Brasil. Somam a isso, a vida útil mais longa do material rodante, de até 20 anos, e os custos de manutenção mais baixos que toda a concorrência. A emissão de poluentes atmosféricos tóxicos dos trólebus é nula, o que torna esse tipo de veículo um forte candidato a ocupar os corredores centrais de alta capacidade de transporte e alta exposição humana. Suas emissões de gases do efeito estufa dependem de qual é a fonte da energia elétrica da rede. No Brasil, com a 35 predominância da geração hidrelétrica, em tempos de estiagem e com a entrada em operação das usinas térmicas a gás natural, a participação fóssil no total de energia disponibilizada na rede é na pior das hipóteses de 30%. Sem levar em consideração as emissões do ciclo de vida, contabilizando apenas a emissão nula de CO2 no uso final da energia de tração, os 200 trólebus em circulação em São Paulo evitam a emissão de 24.667 ton/ano de CO2. Isso representa muito pouco em termos nacionais (1,6 bilhões de ton CO2 eq) e globais (35 bilhões de ton CO2 eq), entretanto, é um indicativo da viabilidade técnica da utilização desta alternativa de transporte como uma das diversas formas de mitigação das emissões globais de GEE no setor de transportes.
Ônibus Elétricos a Bateria:
Síntese dos aspectos relevantes do ônibus elétrico a bateria
– Os testes com ônibus elétricos a bateria realizados no Rio de Janeiro mostraram redução de 78% no custo com combustível na comparação com ônibus convencionais movidos a diesel. A URBS constatou em testes em Curitiba um custo operacional 58% menor em comparação a um veículo similar a diesel.
– O veículo 100% elétrico não polui com gases tóxicos e os formadores do efeito estufa (se considerada somente a emissão de CO2 no uso final) e é extremamente silencioso;
– A bateria é de fosfato de ferro, uma mudança de paradigma no setor, pois não pega fogo e é reciclável, dura trinta anos e o descarte não será problema para as empresas, sendo de responsabilidade do fabricante;
– A autonomia atualmente pode atingir cerca de 300 km para carga média e 280 km para carga cheia, segundo testes realizados em São Paulo;
– A SPTrans não apresentou dados de custo da tecnologia de ônibus elétrico a bateria, entretanto, o estudo da C40/ISSRC indica que os ônibus elétricos, quando comparados aos veículos a diesel de última geração em um período de 10 anos, apresentam custo operacional equivalente ao diesel. Entretanto, há requisitos de idade média da frota de no máximo cinco anos nos contratos de permissão de serviço, que podem representar um impedimento para sua viabilização em São Paulo, caso não sejam alterados;
– Os ônibus elétricos já são uma realidade em grandes cidades da Ásia, Europa, Estados Unidos, Japão, Colômbia e México. Diversas grandes cidades chinesas operam com milhares de ônibus elétricos.
Ônibus Híbridos:
Ônibus híbridos em linhas de Curitiba -Foto: Luiz Costa/SMCS
Síntese dos aspectos relevantes dos ônibus híbridos
– Os ônibus híbridos apresentam maior complexidade mecânica que os convencionais a diesel e os custos de aquisição do veículo e manutenção são mais altos; entretanto, isso pode ser compensado ao longo da vida útil pela grande economia de combustível (para os híbridos paralelos, até 35%, a depender do ciclo de utilização) comparativamente aos veículos convencionais a diesel;
– Os resultados em economia dos ônibus híbridos paralelos testados no Brasil pela Volvo (em operação em Curitiba) resultaram numa redução de 80%- de NOx, 90% de MP e no consumo e emissões de CO2, de cerca de 35% em relação a um ônibus urbano convencional a diesel. Esses dados referem-se ao motor de tecnologia EURO 3.
– O veículo híbrido paralelo emite 50% menos material particulado e NOx, em relação aos veículos com tecnologia Euro 5;
– O tempo que o veículo híbrido fica parado em terminais, paradas e congestionamentos pode representar até 50% do período total de operação do ônibus. Como o motor a diesel fica desligado, durante todo esse tempo, não há emissões de poluentes. Outra vantagem do veículo híbrido paralelo é não emitir ruído em cerca de 30% a 40% do tempo de operação (movimento);
– O veículo híbrido desenvolvido pela Volvo para Curitiba tem tecnologia plug-in, que permite recargas rápidas (cargas de oportunidade) da bateria nos pontos de embarque e desembarque de passageiros. O ônibus opera 70% no modo elétrico e 30% no modo híbrido. O plug-in apresenta redução no consumo de combustível e de emissões de CO2 em até 75% em relação ao ônibus convencional movido a diesel; 27
– O modelo articulado híbrido pode ser desenvolvido para atender a necessidade de transporte de alta capacidade para circular nos corredores BRT (Bus Rapid Transit);
– A operadora de ônibus urbanos de Bogotá, Colômbia adquiriu recentemente 350 ônibus híbridos paralelos fabricados pela Volvo do Brasil para o Sistema TransMilenio, já em operação. No pacote adquirido está incluído um custo fixo equivalente por quilômetro rodado; além do chassi, inclui a manutenção plena do veículo, desde a troca de óleo até reparos, e ainda disponibiliza mecânicos, equipamentos e ferramentas para trabalhar na garagem do cliente. A frota híbrida de Bogotá passou a ser a segunda maior do mundo, ultrapassada apenas pelo Reino Unido com 700 unidades;
– Os estudos do C40 Cities realizados em São Paulo, Rio de Janeiro e Bogotá, indicam que embora o ônibus híbrido tenha maior valor de investimento inicial, ao longo de 12 anos os ônibus híbridos tem custo e retorno equivalentes ao ônibus diesel no mesmo tipo de operação.
Tecnologias de ônibus híbridos:
As principais configurações são “em série”, “paralela”, split e plug-in.
Série: Na configuração série, a tração nas rodas vem de um ou mais motores elétricos acoplados diretamente às rodas, alimentados por baterias ou por um gerador acionado por um motor de combustão. Nesse caso, não há conexão entre o motor de combustão e as rodas.
Paralela: Na configuração paralela, o motor de combustão se conecta às rodas, permitindo a transferência de energia mecânica tanto do motor de combustão quanto do(s) motor(es) elétrico(s) para as rodas. Um sistema eletrônico inteligente dosa os torques de cada motor em cada condição de operação. O motor elétrico é também usado como gerador. As baterias são carregadas pelo motor de combustão e também pela energia proveniente da frenagem regenerativa. A energia recuperada pela frenagem é usada em parte para alimentar componentes auxiliares como o compressor de ar, o controle de climatização e os servo-auxiliares da direção. Tudo com mais eficiência do que os sistemas de alimentação convencionais. Normalmente, as baterias de células de íons de lítio ou de NiMH operam bem com picos de potência, significando menor peso e tamanho do pacote de baterias
Split: Na configuração split, cada um dos eixos do veículo é alimentado por um propulsor diferente. Há ainda uma classe de veículos híbridos, de alta energia, que tem um sistema de baterias de alta capacidade que pode movimentar o veículo por grandes distâncias somente com os motores elétricos.
Plug-In: As configurações plug-in permitem carregar as baterias em uma tomada de carga rápida (“cargas de oportunidade” de alguns minutos) nos terminais e paradas mais prolongadas. Os híbridos plug-in podem operar com quantidades significativamente menores de combustíveis líquidos- fósseis ou renováveis.
BIODIESEL:
Síntese dos aspectos relevantes do uso do B20
– Em outros países, é observada a tendência de uso de misturas de até 20% de biodiesel (B20), para motores até classe Euro 5 ou Proconve P7. Entretanto, o uso de misturas com teores superiores a 20% pode ser viabilizado com devida cautela, implicando a necessidade de adoção de procedimentos especiais de manutenção e possíveis restrições de garantia, conforme informado pela Volvo do Brasil, que tem veículos no País rodando com B30 e B100 em Curitiba. Por outro lado, para os motores mais avançados com tecnologia Euro 6 (próxima fase do Proconve P8), alguns fabricantes declaram autorizar atualmente na Europa o uso de misturas somente até a proporção de 7% (B7). Reconhece-se entretanto, que esse tópico específico carece de maior investigação;
– Os ganhos da mistura B20 em relação às reduções das emissões tóxicas de CO, HC, NOx e MP não são muito expressivos, sendo que no caso do NOx, poluente crítico nos centros urbanos, podem ser observados algum aumento das emissões. A SPTrans declarou aumento de 8% nas emissões de NOx nos veículos testados no Município de São Paulo no Programa Ecofrota com a mistura B20;
– Similarmente ao etanol combustível, dependendo de sua origem, o Biodiesel apresenta quantidades variáveis de emissões de CO2 fóssil produzidas no ciclo de vida. A análise do ciclo de vida (ACV) do biodiesel pode ou não ser considerada numa política de redução das emissões de GEE. No caso da soja, por exemplo, que é responsável pela produção de cerca de 71% do biodiesel brasileiro, observa-se uma grande quantidade de emissões de CO2 de origem fóssil (pode chegar a dezenas de pontos percentuais dependendo do critério da estimativa – que não é objeto deste estudo). Portanto, utilizar biodiesel, etanol ou qualquer outro tipo de biocombustível numa política de mitigação de emissões de GEE, não necessariamente significa que as emissões fósseis sejam nulas; muitas vezes são de fato abundantes, mas ocultadas por detrás da expressão “combustível renovável”;
– A SPTrans reportou aumento de cerca de 3,8% no consumo dos ônibus operando com B20 em São Paulo, além de problemas mecânicos ocorridos provavelmente, segundo ela, pela origem de gordura animal do biodiesel. O B20 foi descontinuado no Ecofrota por esse motivo, devido à quebra de diversos veículos; – Medidas especiais de controle e manutenção de tanques são recomendadas durante o transporte, recebimento e armazenamento do biodiesel; – Para veículos de classe tecnológica até P7 (Euro 5), qualquer adição de biodiesel acima de 20% está sujeita à autorização e restrições de manutenção e garantia por parte dos fabricantes.
Gás natural e biometano
A Scania, MAN, Volvo, Mercedes-Benz e Iveco atuam no mercado de motores e veículos dedicados à queima do gás metano em motores de quatro tempos de ignição por centelha do ciclo Otto. Os motores atendem à normativa Euro 6. Alguns fabricantes também vem trabalhando no Brasil no desenvolvimento de kits Dual Fuel, que são adaptados nos motores a diesel para queimarem simultaneamente o gás junto com o óleo diesel. A Scania tem realizado uma série de experimentos recentes com sucesso em diversas cidades brasileiras com seu ônibus dedicado a gás de 15 m e motorização que atende os limites Euro 6, operando com biogás oriundo de dejetos de animais. A MAN (Grupo Volkswagen), segundo a pesquisa do IEE-USP, pode apresentar no mercado brasileiro um ônibus com tecnologia Dual Fuel. O protótipo foi desenvolvido com tecnologia nacional pela MAN Latin America juntamente com a Bosch América Latina que desenvolveu o kit e responde pelo sistema de injeção dos combustíveis no motor do veículo, permitindo que o ônibus rode com até 90% de GNV e atenda o EURO V. A Mercedes-Benz do Brasil também investe na tecnologia Dual Fuel. O motor Mercedes-Benz OM 926 LA bicombustível foi projetado para ser utilizado em transporte coletivo urbano (ônibus). Esse motor visa a atender à legislação Proconve P7 (equivalente ao Euro 5) – sendo o principal combustível o GNV, complementado pelo óleo diesel, seja o diesel de petróleo ou as misturas com diesel de cana ou biodiesel. A quantificação do volume de gás é gerenciada eletronicamente, em combinação com o controle eletrônico da relação de ar/combustível. Entretanto, por enquanto, não há notícia de que o sistema Dual Fuel tenha obtido autorização do Conama/Ibama para sua comercialização, uma vez que ultrapassa, na emissão de CH4 (não tóxico), o limite legal de HC (combustível não queimado total) estabelecido no regulamento estrito do Proconve P7. Desse modo, os desenvolvedores de kits Dual Fuel defendem, em caráter de exceção, a flexibilização do limite de THC para motores com kits Dual Fuel diesel-gás, uma vez que as emissões excedentes de CH4 não representam nenhum dano à Saúde Pública; e pela insignificância das quantidades emitidas de CH4, também não representariam risco em relação ao aquecimento do planeta – ao contrário, com a possibilidade de instalação dos kits em motores a diesel existentes, podem contribuir de modo relevante para a mitigação das emissões de particulado fino cancerígeno, e também de CO2 fóssil, quando os motores diesel são operados com o biometano renovável. Mas, mesmo se operados com GNV 23 de origem fóssil, parece que a tecnologia Dual Fuel não traria sequer uma sobrecarga mínima ao aquecimento do planeta: de acordo com informação pessoal de representante técnico da Bosch em 22 de fevereiro de 2016, recentes testes realizados em parceria com a Mercedes indicaram que o balanço do CO2 equivalente é sempre positivo no ciclo de teste em laboratório; ou seja, as baixíssimas emissões de metano, mesmo multiplicadas pelo fator 25 (fator de equivalência entre o CO2 e o CH4 no potencial de aquecimento global), são compensadas com a redução da emissão de CO2 naturalmente proporcionada pelo GNV, quando comparado ao diesel. Os entraves à utilização e/ou expansão do uso do GNV A principal barreira que os veículos dedicados a GNV e a tecnologia Dual Fuel enfrentam é a questão do número de pontos de abastecimento. Para que os veículos a GNV alcancem participações relevantes na matriz de transportes, é necessário que a infraestrutura de abastecimento seja expandida. O mesmo pode ser dito a respeito da expansão da rede de gasodutos no país e dos investimentos para prospecção e extração do gás. Os proprietários de pontos de abastecimento não se sentem estimulados a investir na distribuição de GNV a menos que a frota seja grande. Um aspecto relevante, é que a rede de distribuição no Brasil não pode ser considerada incipiente, mostra certa robustez, ao menos nas regiões sul e sudeste. A maior barreira para a expansão do uso do GNV no Brasil, portanto, ainda é a indefinição do Governo Federal sobre a prioridade do gás natural para uso em termelétricas, em detrimento do setor de transportes, o que causa instabilidade no mercado. O Brasil carece de uma política específica para o uso do gás natural, tanto no transporte quanto em outros usos finais. Isso gera um ambiente no qual a cadeia do óleo diesel (que frequentemente recebe altos subsídios) se torna, a rigor, mais competitiva e atrativa do que o GNV. Isso é agravado pela infraestrutura de distribuição limitada para o gás natural. Essa infraestrutura incipiente em diversos países emergentes, inclusive no Brasil, e aumenta os obstáculos ao uso do GNV.
Ônibus a Etanol:
Síntese dos aspectos relevantes dos ônibus a etanol
– Os veículos a etanol são equipados com motores especiais com alta taxa de compressão e manufaturados com materiais e equipamentos compatíveis com o uso do etanol. O álcool que abastece os veículos é aditivado em 5% com uma substância à base de polietilenoglicol e isobutanol produzida originalmente na Suécia pela Sekab denominada Beraid, que viabiliza a detonação por compressão sem necessidade da centelha e também atua como anticorrosivo; – Sem considerar a adoção de equipamentos de tratamento dos gases de exaustão, como filtros e catalisadores, os ônibus a etanol apresentam níveis de emissão de poluentes convencionais muito inferiores aos dos motores a diesel, especialmente o material particulado e o CO2 de origem fóssil;
– Uso de etanol carrega as incertezas do mercado da produção e abastecimento de biocombustíveis, como a possibilidade de ocorrência de pragas, oscilações dos preços relativos do açúcar e do petróleo e aumento da atratividade técnica e econômica do biodiesel e de outras tecnologias de motorização que estão entrando no mercado – veículos elétricos a bateria, com emissão zero e manutenção muito simples, e os híbridos;
– Os motores do ciclo diesel movidos a etanol não admitem a utilização alternativa de diesel, tampouco são passíveis de uma conversão simples para operação com diesel;
– O uso de etanol de cana de açúcar ao invés do diesel contribui significativamente com a redução do efeito estufa por não emitir na fase de uso final do ciclo de vida do combustível, o dióxido de carbono (CO2) de origem fóssil;
– Quanto ao balanço energético, a relação (energia disponível no etanol)/(energia fóssil no ciclo de vida) para a cana de açúcar é de 8 a 10, segundo estudo de Macedo da Unicamp, enquanto para o milho, utilizado nos Estados Unidos para a produção de etanol, é de menos de 2;
– Os veículos a etanol têm emissão desprezível de material particulado fino;
– Os testes operacionais do ônibus a etanol realizados pelo Cenbio-USP, confirmam os números levantados mais recentemente pela SPTrans, indicando um consumo de etanol 64% maior que o consumo do ônibus a diesel. O etanol utilizado nesses motores sofre encarecimento devido ao aditivo, o que também implica maior custo operacional no quesito combustível; – O estudo de custo operacional realizado pela SPTrans indicou para os ônibus a etanol um acréscimo de cerca de 27% em relação à tecnologia convencional a diesel.
Ônibus mais modernos a diesel:
Os avanços tecnológicos dos motores a diesel, como a injeção eletrônica de combustível sob altíssimas pressões e os turbo compressores e intercoolers, possibilitaram atingir os níveis de emissão definidos até a fase anterior à P7 do Proconve, equivalente ao Euro 3. Na fase atual P7, que corresponde à Euro 5, entretanto, para uma parcela dos modelos comercializados, houve necessidade de adoção de sistemas de pós-tratamento de emissões para redução do NOx. Para que isso fosse possível, o diesel comercial distribuído no País sofreu sensíveis melhorias em sua qualidade ambiental, com a redução dos teores de enxofre para níveis iguais ou menores a 50 ppm (S50); caso não houvesse essa melhora, os sistemas de pós- tratamento poderiam sofrer danos permanentes. A partir de 2012, em algumas áreas urbanas do território nacional, o diesel de 10 ppm (S10) começou a ser distribuído. Sem a redução do teor de enxofre até o nível S10, os avanços no controle das emissões de NOx, com a adoção do catalisador à base de uréia (SCR – Selective Catalitic Reduction), e as futuras reduções previstas das emissões de MP por meio da adoção de filtros (DPFs – Diesel Particulate Filters), conforme Euro 6 (ainda não regulamentadas no Brasil), não seriam possíveis. A outra via tecnológica para o controle do NOx adotada por alguns fabricantes em certos modelos de motores a diesel, visando ao atendimento dos níveis previstos em P7 que teve início em 2012, é o sistema EGR (Exhaust Gas Recirculation) ou sistema de recirculação dos gases de escape, que pode ou não ser associado a um DPF, capaz de promover drásticas reduções no material particulado (MP) emitido pelos veículos a diesel. O EGR reduz a formação de NOx em determinadas condições de operação do motor por meio da recirculação para dentro da câmara de combustão de uma parcela dos gases inertes (já queimados) retirados da exaustão. Isso reduz a quantidade de mistura ar-combustível e faz reduzir a pressão, a temperatura e a eficiência da combustão, no intuito de abater os picos de formação de NOx no escapamento. Trata-se de uma forma eficaz de reduzir a emissão de NOx, entretanto, paga-se uma penalidade com a queda da eficiência do motor, de sua potência e com o aumento do consumo de combustível. Além disso, essa estratégia faz com que os níveis de emissão de MP, em certos casos, se elevem acima do tolerado.
A outra via para redução do NOx, predominante nos motores da fase P7 do Proconve (Euro 5), principalmente para veículos rodoviários mais pesados, é o SCR, associado ao uso de uréia diluída em água na proporção de 32% – Agente Redutor Líquido Automotivo (ARLA-32). Ressalte-se, que a uréia comercializada para fins agrícolas jamais pode ser utilizada nos veículos, pois a a contaminação poderia prejudicar todo sistema de armazenamento e injeção de uréia. O SCR é adotado em projetos de motores que priorizam a calibração de modo a garantir melhor eficiência, baixo consumo de combustível e baixa emissão de MP. Essa estratégia implica sempre a alta emissão de NOx. Para então reduzir o NOx, os gases de escapamento atravessam o SCR onde a uréia é pulverizada em doses exatas na corrente de escape antes do SCR, que então permitirá que as reações químicas se processem, reduzindo o lançamento de NOx na atmosfera. A maior parcela do NOx é transformada em N2 + H2O + O2, gases inertes não poluentes.
Na opção pelo SCR o motor é originalmente desenvolvido e calibrado para trabalhar na melhor condição de eficiência (respeitado o limite legal do MP), assim, o consumo – quando comparado às típicas estratégias de uso do EGR para o combate do NOx – é em geral um pouco menor. Este é um dos motivos da opção pela adoção do SCR em muitos casos onde a intensidade de uso de um dado modelo de veículo é tipicamente alta: para comerciais leves, motores com EGR associado ao DPF; para caminhões pesados, o SCR com o uso do ARLA-32, que requer um reservatório e seu sistema próprio de injeção devidamente instalados nos veículos. A legislação brasileira segue com uma certa defasagem os padrões da União Europeia. Enquanto o Brasil entrou na fase P7 (Euro 5) em 2012, os europeus ingressaram em Euro 6 em 2013, com limites muito mais restritivos, especialmente para o material particulado. Estima-se, a partir de discussões preliminares, que no Brasil, a P8 (Euro 6) poderá ser eventualmente adotada em 2020. Os motores que operam com o ARLA-32 são monitorados pelo sistema OBD (On Board Diagnosis). O sistema identifica extrapolação de limites indicando a ausência de ARLA-32. Nesses casos, um aviso luminoso de falha é aceso no painel e o sistema reduz gradualmente a pote ncia do veículo (conforme artigo 2o da Resolução nº 403/2002 do Conama). Após o for sanado, a potência é reduzida ao mínimo, o suficiente apenas para conduzir o veículo a um posto autorizado. Com o reabastecimento com Arla-32, o veículo retorna à potência original.
O estudo completo você confere aqui:
Adamo Bazani, jornalista especializado em transportes
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