Painel inicial
Sistema de monitoramento do transporte público por ônibus na cidade de São Paulo: emissões atmosféricas e indicadores operacionais
Sobre
O Monitor de Ônibus SP estima as emissões do sistema de transporte por ônibus municipais da cidade de São Paulo. O cálculo da estimativa utiliza dados de GPS transmitidos por dispositivos instalados em todos os ônibus paulistanos, que, no segundo semestre de 2019, somavam mais de 14 mil, constituindo uma das maiores frotas de transporte público do mundo. O Monitor busca indicar se as emissões de todos esses ônibus estão diminuindo em um ritmo consoante ao cumprimento das metas estipuladas na Política de Mudança do Clima do município de São Paulo. Além disso, é possível acompanhar a evolução de indicadores de qualidade e uso do serviço prestado como velocidade média, frota total de veículos, oferta de lugares e número de passageiros transportados.
O Artigo 50 da Lei sobre a Política de Mudança do Clima de São Paulo estabelece a redução progressiva de emissões de dióxido de carbono (CO2), óxidos de nitrogênio (NOx) e material particulado (MP) provenientes dos ônibus da capital paulista. Entende-se, a partir da lei, que as emissões de CO2, NOx e MP da frota paulistana no ano de 2027 (a rigor entre 18 de janeiro de 2018 e 17 de janeiro de 2028) devem ser, respectivamente, 50%, 80% e 90% menores em comparação com o que foi emitido no ano de 2016. Já os valores do ano de 2037 (a rigor entre 18 de janeiro de 2027 e 17 de janeiro de 2038) devem totalizar um decréscimo de 100% nas emissões de CO2 e de 95% nas de NOx e MP, também em relação às emissões de 2016.
O Monitor é uma ferramenta de acompanhamento independente, concebida pelo IEMA e desenvolvida em parceria com a Scipopulis. Espera-se que as informações trazidas pela ferramenta possam jogar luz aos debates e ações em direção ao aprimoramento do sistema paulistano de transporte por ônibus.
Painel avançado
Contexto
São Paulo, com seus mais de 12,2 milhões de habitantes (de acordo com estimativas populacionais do IBGE), é a mais populosa cidade brasileira e núcleo de uma região metropolitana que inclui outros 38 municípios, estando alguns deles, como Guarulhos, São Bernardo do Campo, Santo André e Osasco, também entre os mais populosos do país. Ao todo, são mais de 21,7 milhões de pessoas vivendo nessa região metropolitana.
Esse enorme número de habitantes, potencializado por uma intensa atividade econômica, gera um complexo e volumoso padrão diário de deslocamentos. Segundo a Pesquisa Origem e Destino (OD) 2017 do Metrô, em um dia útil na região metropolitana de São Paulo, acontecem mais de 42 milhões de deslocamentos de pessoas, sendo que dois terços dessas viagens (27,8 milhões) tem origem e/ou destino no município de SP. Desses milhões de deslocamentos trilhados pela cidade, 71% são realizados usando-se pelo menos um meio de transporte motorizado. Entre tais meios de transporte estão o metrô, o trem e o monotrilho, que possuem vias exclusivas e são movidos por eletricidade. Já os automóveis, as motocicletas e os ônibus que ocupam as ruas paulistanas são, em sua quase totalidade, movidos por meio de motores a combustão.
Ao trafegarem pelas vias da cidade, queimando combustível para rodar seus motores, esses veículos emitem gases de efeito estufa, impactando o clima global, e diversos poluentes atmosféricos locais, que são tóxicos e causam sérios danos à saúde humana. Assim, o amplo número de deslocamentos de pessoas, combinado ao também elevado volume de movimentações de mercadorias (por meio de caminhões e veículos utilitários), contribui para dois problemas críticos: poluição do ar e mudanças climáticas.
Para reduzir as emissões atmosféricas provenientes do transporte, falam-se em três grandes tipos de ação: evitar, mudar e melhorar. Evitar viagens motorizadas. Mudar o modo de transporte escolhido pelas pessoas do individual para o coletivo, que, por passageiro transportado, emite menos poluentes e gases de efeito estufa. Melhorar as tecnologias (por exemplo, adotando veículos elétricos) e as condições operacionais dos veículos (como aumentar a fluidez dos ônibus, gerando economia de energia). Essas três categorias de atuação devem ser planejadas e implementadas de maneira integrada, complementando-se de forma a endereçar estrategicamente os problemas do direito à cidade, da eficiência do transporte e da conservação do meio ambiente.
Evitar: A região metropolitana de São Paulo possui uma área de 7,9 mil km², caracterizada por uma má distribuição de oportunidades, ou seja, com alta concentração locacional de empregos e serviços. Com isso, é comum que o deslocamento diário das pessoas precise vencer grandes distâncias, muitas vezes assistido por veículos automotores. Como a emissão produzida é diretamente proporcional ao uso de veículos motorizados e à distância por eles percorrida, uma maneira efetiva de reduzir emissões é promover o adensamento urbano e a distribuição equitativa de oportunidades, principalmente de trabalho e educação, diminuindo a necessidade de longos deslocamentos e evitando viagens motorizadas.
Mudar: Considerando o transporte de passageiros por veículos a combustão, ou seja, automóveis, motocicletas e ônibus, só os autos são responsáveis por 88% de toda a quilometragem percorrida por esse conjunto de veículos no município de São Paulo. Por outro lado, a mais recente Pesquisa OD do Metrô, aponta que, considerando qualquer deslocamento percorrido por carros, motos ou ônibus em um dia típico, apenas 36% utilizam carros. O descompasso entre número de deslocamentos e quilometragem percorrida denuncia a ineficiência do transporte individual: é preciso um número proporcionalmente muito maior de automóveis rodando, bem como de espaço viário, para locomover a mesma quantidade de pessoas que poderiam ser transportadas por meio de ônibus. Um modelo de mobilidade focado na locomoção individual produz mais emissões por passageiro transportado do que produziria se as pessoas usassem mais o transporte coletivo; sem contar os engarrafamentos e os acidentes de trânsito que ocorrem devido ao uso intensivo de automóveis. Os autos são responsáveis por 73% do total de gases de efeito estufa emitidos pelo transporte rodoviário de passageiros em SP. Portanto, mudar a forma de locomoção das pessoas, incentivando o transporte coletivo frente ao individual, é mais uma forma eficaz de reduzir emissões.
Melhorar: Emissões veiculares ocorrem devido à queima de combustíveis em motores ou ao desgaste de pneus, freios e pistas. Essas emissões podem acontecer de maneira mais ou menos intensa dependendo da tecnologia do motor e da sua eficiência, dos sistemas de controle de emissões (como filtros ou catalisadores) e dos combustíveis utilizados, bem como das condições operacionais de circulação do veículo (velocidade, por exemplo). Investir em melhorar a frota de uma cidade, incentivando o uso de veículos menos emissores ou até mesmo não emissores, também é uma maneira de reduzir emissões.
Em junho de 2009, a Lei N° 14.993 instituiu a Política de Mudança do Clima no município de São Paulo, sendo um dos objetivos o de promover a redução de emissões. Essa política indica uma série de estratégias de mitigação das emissões provenientes de diferentes atividades econômicas, entre elas o transporte, responsável por 56% dos gases de efeito estufa emitidos na cidade (segundo valores de 2009, inventariados pela Prefeitura de São Paulo, e desconsiderando o transporte aéreo).
A expressiva participação das emissões relacionadas ao transporte denota a importância da implementação das ações de evitar, mudar e melhorar que estão contempladas de diferentes maneiras na Política de Mudança do Clima. É possível, por exemplo, encontrar na Lei 14.993-09 a diretriz de “distribuição de usos e intensificação do aproveitamento do solo de forma equilibrada em relação à infraestrutura e equipamentos (…)”, que se trata de uma ação de evitar, já que uma distribuição adequada de usos do solo diminui a necessidade de extensas viagens motorizadas. Como mais um exemplo, encontramos na lei a diretriz de “priorização da circulação do transporte coletivo sobre transporte individual na ordenação do sistema viário”. Dessa vez, trata-se de uma ação de mudar, já que almeja que mais pessoas escolham a mobilidade coletiva frente à individual.
Já na dimensão melhorar, além de outras indicações, a Política aponta em seu Artigo 50 que “(…) os operadores dos serviços de transporte coletivo por ônibus, integrantes do Sistema de Transporte Urbano de Passageiros do Município de São Paulo, (…) deverão promover a redução progressiva das emissões de dióxido de carbono (CO2) de origem fóssil, e de poluentes tóxicos emitidos na operação de suas respectivas frotas, por meio da utilização gradual de combustíveis e tecnologias mais limpas e sustentáveis.”. A lei estipula metas de redução de CO2, óxidos de nitrogênio (NOx) e material particulado (MP), tendo como referência as emissões dos ônibus no ano de 2016. Até o início de 2028, as emissões de CO2, NOx e MP devem ser reduzidas, respectivamente, em 50%, 80% e 90%. Por fim, até o começo de 2038, a quantidade de CO2, NOx e MP emitida deve, então, alcançar decréscimo de 100%, 95% e 95%, respectivamente (sempre em relação ao total emitido em 2016).
Uma vez que os carros são os maiores poluidores da cidade de São Paulo, o poder público e a sociedade devem vislumbrar um futuro em que os automóveis tenham menor importância no dia a dia das pessoas e em que o máximo de deslocamentos sejam feitos por meio do transporte público e dos modos ativos, como a caminhada e a bicicleta. O cenário perseguido é aquele em que ônibus são ainda mais utilizados, possuindo níveis de emissão por passageiro transportado ainda mais baixos, chegando a até mesmo não gerar emissões diretamente de seus escapamentos. Isso pode explicar o foco do Artigo 50 da lei em ônibus públicos. Por ser uma frota cativa, gerida pelo governo municipal, com características como rotas e número de veículos bem definidas, o processo de adoção de novas tecnologias pode ser planejado e executado de maneira assertivamente controlada, potencializando o benefício de outras ações de melhoria da mobilidade urbana como a implantação de mais faixas exclusivas e corredores de ônibus.
O transporte público permite que os cidadãos exerçam seu direito à mobilidade e ao acesso à cidade. No entanto, a tarifa cobrada pelo seu uso pode ser (e já é) um entrave para muitos passageiros em potencial. Por isso, é imprescindível que a implementação de ônibus menos emissores e suas novas tecnologias não encareçam o preço da tarifa já exercido, principalmente para a parcela da população mais vulnerável economicamente. Sendo assim, é importante que a imposição de eventuais custos adicionais relacionados a essa transição tecnológica seja posta em debate público. O processo de renovação da frota reforça, então, a necessidade da ampliação da transparência de informações e da participação da sociedade civil.
Nesse contexto, seguindo seu propósito de qualificar decisões para que sistemas de transporte e de energia assegurem o uso sustentável de recursos naturais com desenvolvimento social e econômico, o IEMA arquitetou o Monitor de Ônibus SP. Trata-se de uma ferramenta online que, a partir de dados de GPS, estima as emissões dos ônibus geridos pela SPTrans, empresa responsável pela coordenação, controle e planejamento da mobilidade por ônibus em São Paulo. Com isso, é possível avaliar se tais emissões estão caindo em um ritmo consoante ao cumprimento das metas impostas na Política de Mudança do Clima do município, sem que haja prejuízos à qualidade geral do sistema, analisada com ajuda de indicadores como velocidade média, frota circulante, número de passageiros e outros. O Monitor busca, tendo a Política Municipal de Mudança do Clima como referencial de análise, incentivar a avaliação contínua de políticas públicas e a transparência de dados públicos necessários para isso.
Método
A partir dos dados abertos do Sistema Olho Vivo da SPTrans, o Monitor de Ônibus SP estima as emissões diárias, mensais e anuais de poluentes atmosféricos e gases de efeito estufa provenientes da circulação de ônibus municipais em São Paulo.
As emissões de um veículo são estimadas por meio da seguinte fórmula geral:
E = Fe(v)p,t,f * A
Sendo:
E: Quantidade de gás ou poluente emitido [g]
Fe(v)p,t,f: Fator de emissão expresso como função dependente da velocidade média de circulação ‘v’ de um ônibus de porte ‘p’, tecnologia ‘t’ e fonte energética ‘f’ [g/km]
A: Taxa de atividade (distância percorrida) representada em quilômetros [km]
De forma análoga, também é possível quantificar seu consumo de combustível por meio da seguinte equação:
C = Fc(v)p,t,f * A
Sendo:
C: Consumo de combustível [L]
Fc(v)p,t,f: Fator de consumo de combustível expresso como função dependente da velocidade média de circulação ‘v’ de um veículo de porte ‘p’, tecnologia ‘t’ e fonte energética ‘f’ [L/km]
A: Taxa de atividade (distância percorrida) representada em quilômetros [km]
Os fatores de emissão e de consumo de combustível são dependentes da velocidade de tráfego do ônibus e estão disponíveis para download neste link. Na indisponibilidade de números brasileiros que caracterizem as emissões dos ônibus no tráfego considerando a influência da velocidade de operação, e visto que o mercado de ônibus no Brasil é predominantemente composto por fabricantes de origem europeia, adotamos como fonte de dados o Guia para Elaboração de Inventários de Poluentes Atmosféricos da Agência Ambiental Europeia (Air Pollutant Emission Inventory Guidebook 2019 – EMEP/EEA).
Como exceções, há apenas dois fatores adotados que não variam conforme a velocidade: o fator relacionado ao material particulado proveniente do desgaste de pneus, freios e pistas (MPdesgaste), e àquele relativo à emissão de óxido nitroso (N2O), que, neste único caso, tem como fonte o Relatório de Emissões Veiculares da Companhia Ambiental do Estado de São Paulo (CETESB). Isso porque o guia europeu não apresenta fatores dependentes da velocidade para MPdesgaste e N2O (apenas valores fixos). Assim, não havendo uma referência brasileira consolidada para o fator de emissão de MPdesgaste, mesmo que não dependente da velocidade do veículo, permanecemos utilizando o valor europeu. Por outro lado, existem boas referências nacionais para emissão média de N2O por quilômetro (valor fixo), que é o caso do Relatório da CETESB.
Nesta ferramenta, estimamos as emissões aplicando as equações acima para cada ônibus em circulação, em todo intervalo de uma hora, em todos os dias do ano, segundo o porte (mini, midi, básico, padron, articulado ou biarticulado), a tecnologia (diesel P5, diesel P7, trólebus etc.), a fonte energética (diesel, eletricidade etc.), as distâncias de cada trecho percorrido e as velocidades médias de operação nesses trechos.
Para obter tais informações da frota circulante, utilizam-se dados de GPS disponibilizados na ferramenta Olho Vivo da SPTrans. Esses dados indicam a posição geográfica de um determinado veículo em um determinado horário, além de carregarem duas informações importantes: o prefixo correspondente ao ônibus em questão (uma espécie de identificação do veículo) e o código da linha que esse coletivo percorre. Consultando o prefixo nas planilhas de cadastro de frota da SPTrans, encontra-se, então, o porte, a tecnologia (estabelecida por meio do ano de fabricação) e a fonte energética de um veículo em específico.
A velocidade de tráfego é sempre calculada para cada par de pontos consecutivos de embarque ou desembarque do sistema, que possuem suas localizações previamente conhecidas por meio do GTFS da SPTrans (General Transit Feed Specification – é um padrão de organização de informações do transporte coletivo internacionalmente utilizado). A partir dos sinais de GPS de todos os ônibus que passaram pelo trecho que liga um ponto a outro, calcula-se a velocidade média empregada nesse trecho em um horário particular. Com tal velocidade em mãos e sabendo o comprimento do trecho em análise, pode-se estimar as emissões de cada um dos veículos que ali passaram. Lembrando que, por meio de seus prefixos, também já se sabe o porte, a tecnologia e a fonte energética deles (características necessárias para o cálculo de emissões).
O diagrama a seguir ilustra o procedimento de cálculo das emissões de um ônibus, que deve ser repetido para toda frota em operação. Mais detalhes sobre o método de processamento de dados de GPS podem ser encontrados no volume 20 da série cadernos técnicos da Associação Nacional de Transportes Públicos (ANTP), elaborado pela Scipopulis. Já para mais informações sobre o cálculo de emissões, deve-se consultar a nota metodológica do Inventário de Emissões Atmosféricas do Transporte Rodoviário de Passageiros no Município de São Paulo, publicado pelo IEMA em 2017.
Tratamento das lacunas de dados: O comportamento do registro de localização via GPS nem sempre é satisfatório, ocorrendo perda de algumas amostras diárias. Também acontece de não ser possível encontrar, nas planilhas de cadastro de frota da SPTrans, todos os prefixos de ônibus detectados como em circulação nos dados de GPS, o que impossibilita a determinação de características importantes para o cálculo de suas emissões. Para o painel inicial, cuja finalidade maior é apresentar um panorama sintético da frota e de sua operação, optou-se por contornar essas deficiências nos dados aplicando-se um fator de expansão nas emissões que foram possíveis de ser calculadas. Tal fator é baseado na média de emissões por dia e por veículo.
Há ainda um outro fato causador de imprecisão no cálculo: no cadastro de veículos da SPTrans, acontece de um mesmo prefixo ser, em períodos diferentes, utilizado para identificar veículos distintos. Isso ocorre quando um veículo é substituído por outro, mas o mesmo prefixo é mantido. Assim, o algoritmo desenvolvido pode incorrer em uma associação incorreta do ônibus que foi detectado circulando a partir de seu GPS com aquele registrado no cadastro disponível. A chance de erros como esse acontecerem serão tão maiores quanto maiores os intervalos temporais entre os cadastros disponibilizados para o cálculo.
Trajetória de referência para redução de emissões: Como uma motivação importante do Monitor SP é acompanhar a evolução das emissões de CO2, NOX e MP provenientes de ônibus, de forma a avaliar se elas estão sendo reduzidas em um ritmo responsivo ao cumprimento das metas estipuladas na Política de Mudança do Clima do município de São Paulo, determinamos arbitrariamente uma trajetória de redução de emissões anuais, a critério de referência. Afinal, a política só estabelece metas de redução para os anos de 2027 e 2037, tendo o ano de 2016 como linha de base. Assim, de modo simplificado, consideramos como referência uma queda linear das emissões entre 2018 (início da vigência da lei) e 2027, bem como entre 2027 e 2037, conforme mostra o gráfico abaixo.
Nota de precaução
O Monitor de Ônibus SP é uma iniciativa independente que visa fomentar o acompanhamento da política pública municipal pela sociedade civil, bem como o aumento da transparência de dados necessários para tal acompanhamento.
O Monitor não segue uma metodologia ou procedimento formal estabelecidos por autoridades competentes a fim de verificar técnica ou juridicamente o cumprimento da lei ou dos contratos de concessão do serviço de transporte por ônibus no município.
A partir dos dados publicamente disponíveis ou acessados pelos desenvolvedores do Monitor junto ao poder público, e também assumindo premissas para tratar as lacunas de dados na aplicação da metodologia adotada, procuramos apresentar uma referência indicativa do andamento geral do transporte público por ônibus em São Paulo e suas emissões atmosféricas, abrindo caminho para avaliações ainda mais criteriosas e específicas.
