O Meio Ambiente e os Veículos de Transporte

O objetivo deste capítulo é descrever as implicações do ciclo de fabricação dos automóveis e os impactos provenientes do aumento da frota de veículos que discutimos no capítulo 1.3. O foco deste capítulo é analisar as implicações desse crescimento com o meio ambiente, como foi apresentado na tabela 2.1. Atualmente o aumento do consumo de veículos está correlacionado com o aumento de consumo de combustíveis de origem fóssil e as emissões de gases de efeito estufa (poluentes) na atmosfera terrestre. Ao longo deste capítulo faremos uma breve descrição do ciclo de vida desses meios de transporte, percorrendo desde os impactos da escavação das jazidas de matérias-primas utilizadas em sua fabricação, até a produção do alumínio, aço e ferro necessários para sua manufatura. De acordo com os cálculos feitos por uma força-tarefa denominada Controlled Hydrogen Fleet and Infrastructure Demonstration and Validation Project, liderada pelo NREL e publicada pela Associação Nacional de Hidrogênio, nos Estados Unidos, as estimativas de custos escondidos para uma economia dominada por veículos à gasolina são:

POLUIÇÃO ATMOSFÉRICA URBANA = 80 bilhões de dólares por ano.
CUSTOS À SOCIEDADE = 700 bilhões de dólares por ano.

Os desastres ecológicos mundiais tornaram os debates sobre os gases de efeito estufa uma prioridade de diversos chefes de estado, principalmente na União Europeia. Com isso, a Conferência das Nações Unidas sobre Mudanças Climáticas (COP15), que ocorreu entre 07 e 18 de dezembro de 2009, ganhou visibilidade. Se voltarmos na história para o começo da Era da Industrialização, onde foi criado o primeiro motor a vapor de condensação, e compararmos os níveis de dióxido de carbono (CO₂) daquela época, que eram em torno de 280 partes por milhão (ppm), com os níveis atuais de 375 ppm, pode-se notar que quase 70% desse aumento ocorreu desde a década de 1950.

Os desastres ecológicos mundiais tornaram os debates sobre os gases de efeito estufa uma prioridade de diversos chefes de estado, principalmente na União Europeia. Com isso, a Conferência das Nações Unidas sobre Mudanças Climáticas (COP15), que ocorreu entre 07 e 18 de dezembro de 2009, ganhou visibilidade. Se voltarmos na história para o começo da Era da Industrialização, onde foi criado o primeiro motor a vapor de condensação, e compararmos os níveis de dióxido de carbono (CO₂) daquela época, que eram em torno de 280 partes por milhão (ppm), com os níveis atuais de 375 ppm, pode-se notar que quase 70% desse aumento ocorreu desde a década de 1950. 

 
3.1 As emissões de gases de efeito estufa (GEE) 

Este subcapítulo contém informações sobre as emissões de gases de efeito estufa (GEE) resultantes de atividades de energia estacionária e móvel, incluindo a queima de combustível de origem fóssil, que é responsável pela maioria das emissões de CO₂ em diversos países. Os gases de efeito estufa que ocorrem na Terra naturalmente incluem o vapor d’água, o dióxido de carbono (CO₂), o ozônio metano (CH₄), o óxido nitroso (N₂O) e (O₃). Há também diversos gases que não têm um efeito direto no aquecimento global, mas afetam indiretamente a absorção da radiação terrestre ou solar, influenciando a formação ou destruição de gases com efeito de estufa, incluindo o ozônio troposférico e estratosférico. Estes gases incluem o monóxido de carbono (CO), os óxidos de azoto (NOx) e os compostos orgânicos voláteis não CH₄. Os aerossóis de emissões de carbono, que são partículas extremamente pequenas, ou gotículas de líquidos, tais como as produzidas pelo dióxido de enxofre (SO₂), também podem afetar as temperaturas terrestres devido a suas características de absorção da atmosfera. O video ao lado explica visualmente como ocorrem as emissões de gases de efeito estufa.

 
O Protocolo de Quioto e o acordo para reduções de emissões de gases de efeito estufa 

As regras para a implementação do Protocolo de Quioto foram aprovadas durante a COP 7 Convenção das Nações Unidas sobre o Quadro das Alterações Climáticas (UNFCCC) em Marrakesh, em 2001, e são chamadas de “Acordos de Marrakesh”. A principal característica do protocolo é estabelecer metas obrigatórias para 37 países industrializados e a comunidade europeia para reduzir gases de efeito estufa (GEE), reconhecendo que os países desenvolvidos são os principais responsáveis pelos atuais níveis elevados de emissões de GEE na atmosfera, como resultado de mais de 150 anos de atividade industrial. 

Com essa premissa, o protocolo impõe uma pesada carga sobre as nações desenvolvidas sob o princípio de “responsabilidades comuns mas diferenciadas”. O objetivo principal é reduzir uma média de 5% dos níveis de gases de efeito estufa de 1990 durante o período de cinco anos (2008 – 2012). A principal distinção entre o Protocolo de Quioto e a Convenção (UNFCCC) é que, enquanto a Convenção encorajou industrializados para estabilizar as emissões de GEE, o Protocolo obriga os países a fazer a redução.   

Fonte: United Nations Framework Convention on Climate Change (UNFCC) 

O clima terrestre está em estado constante de mudança e, assim, a questão das alterações climáticas é muito mais importante e complexa do que parece. A Convenção das Nações Unidas sobre o Quadro das Alterações Climáticas (United Nations Framework Convention on Climate Change – UNFCCC) se refere a duas vertentes: a primeira relativa às mudanças climáticas e a segunda às alterações climáticas. Note-se que a Convenção das Nações Unidas sobre o Quadro das Alterações Climáticas, a UNFCCC, faz uma distinção entre "mudanças climáticas", atribuídas a atividades humanas que alteram a composição atmosférica, e "variabilidade climática" atribuída a causas naturais. Essa organização define em seu artigo 1.º, mudanças climáticas, como as mudanças atribuídas direta ou indiretamente às atividades humanas que alteram a composição da atmosfera global e que e contrastam com as flutuações naturais de clima catalogadas por cientistas durante os últimos séculos (períodos comparáveis).

A mudança climática refere-se a uma variação estatisticamente significativa à média do clima ou de sua variabilidade, persistindo por um período extenso (tipicamente décadas ou mais). A mudança climática pode acontecer devido a processos internos naturais ou forças externas, ou a mudanças atípicas persistentes na composição da atmosfera ou do uso da terra.  

Tais mudanças estão diretamente correlacionadas aos níveis de dióxido de carbono na atmosfera, pois ele é o gás com efeito estufa dominante pelo volume emanado diariamente. Em 2000, por exemplo, pouco mais de 6 bilhões de toneladas de carbono foram emitidos para a atmosfera na forma de dióxido de carbono (CO2). Se essas emissões continuarem a seguir a mesma trajetória, nos próximos 40 anos, a média das emissões irá duplicar para 12 bilhões de toneladas por ano. Com isso, os níveis de carbono na atmosfera terão atingido quase o triplo dos níveis de 1760, o ano da criação do primeiro motor movido a vapor de condensação.

3.2.B Dados recentes da média global mensal de emissões de CO2



No começo de 2009, a concentração do dióxido de carbono na atmosfera da Terra chegou a 387 ppm em volume. De acordo com a NOOA e os estudos mais recentes do Dr. Pieter Tans, o números de moléculas de CO2 no mar também está aumentando. Como vimos no capítulo 2.5, além das cinco principais fontes poluidoras, os oceanos também são afetados pela poluição gerada a distância, proveniente da terra firme por meio de atividades conduzidas a centenas de quilômetros de distância dos oceanos. O gráfico acima mostra as diferenças nas médias da evolução (aumento) das moléculas de CO2 na água. 

Dados recentes de emissões de monoxido de carbono no Brasil 



Fonte: Sistema CATT-BRAMS  - CPTEC/INPE (Monóxido de Carbono (ppb) 74m - Total)
 

Respiramos em média 10 m3 de ar por dia numa existência mediana respiraríamos 270.000 m3 de ar durante a vida. Considerando se o peso específico do ar (puro) nas CNTP de 1,29 kg/m3, por dia ingerimos em peso em torno de 3 vezes mais ar do que o líquido que bebemos e a comida com que nos alimentamos. Em geral só damos a devida importância a este fato quando a nossa saúde e principalmente os pulmões se ressentem.

Esta é uma outra vertente negativa das emissões gasosas nocivas a ser considerada, além da faceta do meio ambiente. No Japão e Alemanha onde as políticas verdes (pró-business) já existem a décadas, tanto a indústria quanto a população se beneficiaram exponencialmente das melhorias na qualidade do ar. Ambos países seguem parâmetros ainda mais rígidos do que os de controle recomendados pela Organização Mundial da Saúde (OMS). E os dados coletados pelo ministério da saúde destes países, comprovam a forte correlação entre à adoção de medidas para despoluição e as reduções na concentração de CO no sangue da população.

A exposição ao Monóxido de Carbono pode causar dor de cabeça, fadiga, rinite alérgica, efeitos cardíacos diversos como uma diminuição da capacidade de se locomover e exercitar. Já a exposição ao Dióxido de Enxofre (SO2) causa tanto doenças respiratórias como o agravamento de doença cardiovascular já pré-existente. Sem legislações adequadas estaremos fadados a atrelar os nossos parques industriais e empresas ao ciclo de emissão de gases poluidores e a dependência em matérias primas de alto teor poluidor que prejudica a saúde da população de forma invisível.

A exposição prolongada ou moderada a altas concentrações de dióxido de carbono pode causar acidose e efeitos adversos tanto no metabolismo do cálcio quanto do fósforo, resultando em aumento dos depósitos de cálcio em tecidos moles. O dióxido de carbono também é considerado tóxico para o coração e causa diminuição da força de contração.

Grafico da exposição ao Monóxido de Carbono na região Sul-Sudeste do Brasil:
 

 
Fonte: Modelo CATT/BRAMS - INPE/CPTEC (http://meioambiente.cptec.inpe.br/#)
 

Há duas maneiras de descobrir a resposta para esta questão, mas aqui mostraremos como você pode fazer uma estimativa. Estados Unidos consomem aproximadamente 20 milhões de barris de petróleo por dia. E as estatísticas mostram que um barril de petróleo (que contém 159 litros) é capaz de gerar algo em torno de 75 litros de gasolina, dependendo da refinaria. Portanto, nos Estados Unidos são consumidos algo em torno de 1,51 bilhões de litros de gasolina por dia (91).

Em um ano, portanto, os EUA consomem aproximadamente 550 bilhões de litros de gasolina. Como vimos na tabela 2.1.E (no capítulo 2) e de acordo com o Annual Energy Outlook AEO, as projeções de consumo de gasolina para o setor de transportes dos Estados Unidos equivale em media a dois terços de todo o petróleo disponível para o consumo. No Brasil o consumo é bem menor, se encontra em torno 25 bilhões de litros de gasolina por ano (92).

O consumo de diesel se situa na faixa dos 45 bilhões litros/ano. O consumo do álcool esta na faixa de 20 bilhões litros/ano. Deduzimos assim que o consumo do álcool mais gasolina que atende principalmente aos veículos leves ficou igual ao do diesel que atende aos veículos pesados, trens e embarcações. Mas diversas mudanças silenciosas indicam que o governo dos Estados Unidos já está de fato tomando providencias.

Um ótimo exemplo de como funciona o ciclo de seleção natural dos animais e da natureza ocorreu em 1944, quando 29 renas foram introduzidos na ilha de Saint Matthews pela Marinha dos Estados Unidos. Com o objetivo de fornecer uma fonte de alimentação de emergência aos 19 homens que patrulharam e operavam navios e aviões naquela região do oceano durante a Segunda Guerra Mundial e tinham um acampamento na ilha. A ilha de St. Matthew possui 357.049 km2 de área e está localizada no mar de Bering que fica entre o Alaska e a Sibéria que representa o limite sul da faixa norteamericana de Usus maritimus e a vegetação da ilha era composta de líquem (tundra do ártico).  

Mas com o final da guerra a guarda costeira abandonou a ilha, deixando para trás as renas. Em 1957 um grupo de cientistas denominado para fazer um levantamento na região das ilhas do Alaska deparou –se com uma população de 1.350 animais e um ambiente bastante degradado, nesta época foi calculado que a ilha poderia sustentar no máximo 2.300 animais.

Poucos anos depois, em 1963, devido a falta de predadores naturais, competição por vegetação ou caçadores a população de renas explodiu para cerca de 6.000 animais uma densidade insustentável de animais. Sem que houvesse qualquer tipo de intervenção humana, três anos depois quando os pesquisadores da equipa do Prof. David Klein retornaram a ilha, em 1966, a população de renas havia chegado a um colapso decaindo bruscamente para 41 animais fêmeas e apenas um macho que além de ser deformado não era capaz de reproduzir, o solo da ilha estava completamente deteriorado e coberto por esqueletos. Na década de 1980, a população de renas já tinham desaparecido completamente.

Um estudo científico atribuindo a queda da população à oferta de alimentos limitado em interação com fatores climáticos (porque o inverno de 1963-64 foi excepcionalmente grave na região) (96). Atualmente, os únicos mamíferos residentes na ilha são as raposas árticas e ratazanas insulares e os ursos polares que ocasionalmente visitam a ilha através do gelo.

Como vimos no capítulo 1.2.2 as montadoras estão atentas as preocupações dos consumidores que definem a sua demanda em um mercado cada vez mais globalizado e competitivo. Esta mudança dentro das montadoras por parte do habito do consumidor, originou a corrida silenciosa por tecnologias que produzam veículos mais eficientes que consomem menos combustível e emitem menos CO2.

O carro Híbrido já se encontra no mercado e o modelo Prius da Toyota é o de maior sucesso. De acordo com o fabricante e conforme o Daily Tech online, com a entrada da fabrica do Mississippi existem previsões de que a produção destes modelo podem o chegar a um milhão de veículos/ano97. Já o carro abastecido a Hidrogênio, vem sendo melhorado a cada ano. Atualmente existem algumas versões disponíveis deste modelo para o uso, em pequena escala nos países da União Européia, nos Estados Unidos e Japão que serão descritas em detalhe, no capítulo 5.8.

Em comparação aos veículos convencionais, os veículos híbridos e os veículos de célula combustível diminuem exponencialmente as emissões de CO2 que causam a poluição do ar. Os níveis de som, destes carros movidos a hidrogênio também tem impactos favoráveis sobre a saúde, devido a grande diminuição de ruídos, porque o motor não funciona a explosão. Também gostaríamos de destacar o empenho de alguns fabricantes em desenvolver motocicletas que utilizam a célula combustível (fuel cell) abastecidas a hidrogênio (H2).

A Suzuki já tem os protótipos Crosscage e Burgman F-Cell foram apresentados no Tokyo motor Show em novembro de 2009 (98). No estado da Califórnia já existem diversos planos para a ampliação da construção de uma rede de infra-estrutura para o reabastecimento que utiliza o hidrogênio. As montadoras também estão mantendo seu cronograma produção para produzir e comercializar veículos a hidrogênio a partir de 2015.

A agência governamental regional que é responsável para alcançar a qualidade do ar na bacia de Los Angeles, The South Coast Air Quality Management District (AQMD), já está conduzindo uma série de esforços para desenvolver uma rede de postos de abastecimento para veículos cuja célula combustível utiliza hidrogênio, bem como legislação de redução de tarifas para carros movidos a combustão interna de hidrogênio. De acordo com o presidente do Conselho de Administração da (AQMD), William A. Burke, “a parte sul da Califórnia precisa de veículos com emissões zero o quanto mais cedo, melhor para ajudar a limpar uma das regiões mais poluídas do país”.

Os veículos movidos a fuel cell (célula combustível) de hidrogênio e uma infra-estrutura para a abastecimento está entre as principais estratégias para atingir essa meta. Ele também afirma que estas tecnologias serão vitais em todo o país e ao redor do mundo para reduzir a poluição do ar urbano, as emissões de gases com efeito de estufa e da dependência dos combustíveis petrolíferos. “Temos de estudar e demonstrar estas tecnologias agora para que elas possam ser comercializados em um futuro próximo” (99). Antes porém cabe ressaltar que o aproveitamento de novas tecnologias já produziu melhores fluxos de tráfego e aprimorou a movimentação de cargas de logística.

Como discutimos ao longo do capítulo 3, existe a forte possibilidade para que no Brasil uma melhor eficiência da frota de veículos redunde em uma melhoria do tráfego rodoviário nos grandes centros urbanos. A comutação de modo eficaz e a integração eficiente deverá propiciar novas oportunidades para que estas empresas também aumentem suas participações de mercados e desenvolvam novas oportunidades para o abastecer outros mercados de transporte (ferroviário, aéreo e fluvial). Com o ordenamento do território e o planejamento moderno ocorrerão oportunidades para melhorias do problema de trânsito através de soluções como o transporte público eficiente, o uso de bicicletas para percorrer distancias curtas, a densificação de terras para uso misto como estratégia para dês-aglutinar a concentração de escritórios em uma única região (bairro). Mais adiante estes conceitos serão de demasiada importância para definir como a nova economia movida a fuel cells (células combustível) vai funcionar.