Urban traffic emissions estimates using coupled models

Abstract

As principais fontes de poluentes atmosféricos nas áreas urbanas são as fontes móveis (veículos). Além da diversidade da frota, os veículos brasileiros usam diferentes tipos de combustíveis e várias tecnologias para controlar as emissões. Entre as ferramentas desenvolvidas para auxiliar na implementação de soluções que minimizem os impactos negativos da emissão de poluentes veiculares, existem os modelos de tráfego, de emissão e de qualidade do ar. Portanto, estimar os efeitos das emissões veiculares usando modelagem computacional é uma oportunidade de pesquisa para áreas urbanas densamente povoadas e com frotas representativas. Considerando o contexto, o objetivo principal deste trabalho foi estimar as emissões veiculares acoplando modelos estatísticos à modelo de emissões a partir de dados de radares e contagem de veículos e, com isso, aprimorar as técnicas de modelagem numérica por meio do desenvolvimento de uma metodologia para realizar transferências de informação de tráfego para modelos de qualidade do ar já existentes. O estudo foi realizado em Belo Horizonte (Minas Gerais), uma cidade localizada em uma área de 331 km2 e com uma população de aproximadamente 2,5 milhões de habitantes. Estimou-se o comportamento periódico do tráfego nas vias urbanas e as curvas características desse comportamento por categoria de veículos com base em dados de contagem de fluxo (radares e contagens manuais). A partir dessa etapa, foi feita a espacialização dos dados de fluxos de veículos usando diferentes modelos estatísticos, sendo o modelo de efeito misto normal–bairro vizinho o mais indicado para a espacialização do fluxo nas vias urbanas. O resultado da espacialização dos dados de fluxo nas vias da cidade foi o dado de entrada para a quantificação das emissões por categoria de veículos e por tipo de combustível, usando o modelo brasileiro de emissões veiculares (Vehicular Emissions Inventories -VEIN). Foram modelados cenários atuais e futuros (2025, 2030 e 2050) com estratégias de redução de frota para o cálculo do impacto na redução das emissões veiculares. Na avaliação dos cenários, verificou-se que as ações como a implantação do rodízio de veículos na cidade, a implementação de um programa de inspeção veicular, a remoção da frota com mais de 30 anos das vias urbanas, a substituição da frota de ônibus por veículos elétricos geram reduções de até 44% nas emissões de CO, 42% de NOx e 38% de MP2.5. A implementação das estratégias sugeridas em conjunto a campanhas que incentivem a não utilização do veículo particular, bem como a construção de infraestrutura de transporte público de qualidade, como linhas de metrô e ciclovias conectando as regiões da cidade, podem contribuir satisfatoriamente para a melhoria da qualidade do ar em Belo Horizonte.