ANÁLISE DA EFICIÊNCIA DO TRANSPORTE RODOVIÁRIO DE CARGA A

LONGA DISTÂNCIA POR MEIO DO MÉTODO LCA-WTW-ISO14040

Bárbara Miranda Vallandro

Rodrigo de Alvarenga Rosa

Bernardo Bicalho Carvalhaes

Ludmila Costa de Aguiar

Karina Pedrini Fraga

Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil – Transportes

Universidade Federal do Espírito Santo

RESUMO

O transporte rodoviário atualmente participa com 58% da carga movimentada no Brasil, o que demonstra que a

matriz de transportes nacional é bastante concentrada neste modal, apesar do setor de transportes de cargas ser

um importante colaborador para as emissões de Gases de Efeito Estufa (GEE). Optou-se por aplicar a

metodologia da Análise do Ciclo de Vida do serviço de transporte à transportadora Premier Transportes,

levando-se em consideração a norma brasileira e a série de normas internacionais ISO 14040, a fim de realizar

uma análise dos impactos na emissão de GEE da frota antiga de caminhões usando EURO 3/Diesel, da frota

nova usando Euro 5 e da introdução do uso do biodiesel na frota antiga.

ABSTRACT

Road transport currently participates with 58% of the cargo transported in Brazil, which shows that the Brazilian

transport matrix is highly concentrated on road transportation, besides the cargo transportation sector is a major

contributor to the greenhouse gas emissions (GHG). It was decided to apply the Life Cycle Analysis

methodology to the transport service of carrier Premier Transport, taking into account the Brazilian standard and

the series of international standards ISO 14040 in order to perform an analysis of the impacts on GHG emissions

from the actual fleet of trucks using EURO 3/Diesel, the new fleet using Euro 5 and the introduction of biodiesel

fuel in the actual fleet.

Palavras chave: Análise do Ciclo de vida, ISO 14040, Emissão de Gases de Efeito Estufa, Well-to-Wheel.

1. INTRODUÇÃO

O transporte de carga é um serviço fundamental na cadeia de distribuição de bens industriais e

agrícolas. O transporte rodoviário atualmente participa com 58% da carga movimentada no

país, o que demonstra que a economia ainda é bastante dependente desse modo de transporte

(Ministério do Transporte, 2012). O setor de transportes passou a ser responsável pelo

aumento nas emissões de CO2 em 63,3%, de CH4 em 55,6% e de N2O em 52,8% entre os

anos de 1995 a 2010 (GVces, 2013). Para evitar um incremento na emissão de GEEs na

atmosfera, foram elaborados os Sistemas de Gestão Ambiental (SGA) que permitam avaliar o

impacto do desenvolvimento tecnológico na diminuição dos impactos ambientais. Uma

metodologia de acompanhamento é a Análise do Ciclo de Vida (ACV) que tem o intuito de

compilar e avaliar quantitativamente todas as entradas, saídas e os potenciais impactos

ambientais de um sistema de produto ou serviço ao longo de seu ciclo de vida. Por meio desse

procedimento, que é estabelecido pela norma ISO 14040, é possível realizar estudos que

gerem alternativas sustentáveis para o processo produtivo estudado, auxiliando os

responsáveis pela tomada de decisão na seleção de produtos ou processos que resultem em um

menor impacto para o meio ambiente.

Para que haja controle dos poluentes no transporte e que sejam estabelecidas metas, surgiu em

1991 o Padrão Europeu de Emissões, que estabeleceu os limites máximos de emissão de

poluentes por tipo de veículo. Em 1992 foi estabelecido o primeiro padrão Euro 0, que

determinava limites para os seguintes poluentes: CO, HC, NOx e PM. Na Europa já se utiliza

o padrão Euro 6 desde 2014, porém o Brasil encontra-se ainda na fase Euro 5.

Este artigo tem por objetivo aplicar a metodologia ACV para o serviço de transporte da

empresa Premier Transportes. Durante o período estudado, janeiro de 2011 a julho de 2014,

houve mudança na frota de caminhões da empresa, ambas da Mercedes Benz, porém com

modelos Euro 3 e Euro 5. Dessa forma, o objetivo inicial foi realizar uma análise comparativa

da frota antiga com a frota nova, avaliando o impacto ambiental gerado nesse período. O

segundo objetivo foi analisar os efeitos da alternância do tipo de combustível utilizado que,

dependendo de sua origem, pode reduzir a emissão de GEE.

Este trabalho está estruturado em cinco seções, sendo a primeira esta introdução. A Seção 2

diz respeito ao referencial teórico deste artigo. A Seção 3 descreve a metodologia utilizada.

Na Seção 4 são apresentados os resultados e as análises deste artigo. Por fim, a Seção 5

apresenta as conclusões do artigo.

2. REFERENCIAL TEÓRICO

A ACV avalia, de forma sistemática, os impactos ambientais potenciais de sistemas de

produção, desde a aquisição das matérias-primas, produção, uso, tratamento pós-uso,

reciclagem até a disposição final (ABNT NBR ISO 14040:2009). No caso da área de

transporte, a ACV capta mais do que apenas as emissões associadas à queima de combustíveis

por veículos. Ela abrange desde as emissões associadas à produção de combustível e de

veículos, bem como a distribuição de combustíveis e de veículos (Delucchi, 2004).

Uma subdivisão da metodologia ACV aplicada aos transportes é a Well-to-Wheel (WTW),

que trata do estudo de fontes energéticas desde a extração da matéria-prima até o sistema de

propulsão que movimenta os veículos (Ally e Pryor, 2007). No entanto, ela não leva em conta

a energia e as emissões necessárias para construir infraestruturas de produção de combustível

ou as necessárias para produzir os veículos (Brinkman et al., 2005). A metodologia WTW é

subdividida em duas etapas: Well-to-Pump (WTP) e Pump-to-wheel (PTW).

A análise WTP é a parte da análise WTW que analisa o ciclo do combustível e retrata os

impactos associados à extração da matéria-prima, transporte para o processamento,

processamento, refinamento e distribuição expressos em energia por unidade de combustível.

A PTW leva em consideração a tecnologia do veículo e dos efeitos do combustível no ciclo de

condução do mesmo, tendo como principal resultado o consumo de energia em mega-joules

por quilômetro de viagem (MJTTW/km), ou seja, avalia a eficiência de conversão de energia

e as emissões, incluindo a sua pegada de carbono e os combustíveis utilizados em cada um

desses modos de transporte.

3. METODOLOGIA

A Premier Transportes é uma empresa transportadora de louças sanitárias e tem sede em

Cariacica, no estado do Espírito Santo. Possui uma frota de 23 caminhões de categoria

semipesado da Mercedes Benz, com carga bruta máxima de 23 toneladas. A empresa possui

mais de 15 rotas entre os Estados do Paraná, Santa Catarina e Goiás. Conforme informações

concedidas pela empresa, cerca de 10% das viagens são feitas com 12.700 kg de carga e os

90% faltantes carregam com 13.500 kg, visto que o máximo permitido é de 14.000 kg. A

média de quilômetros percorridos por mês por cada caminhão carregado é de cerca de 8.000

km. Todos os caminhões são trucados (6x2) com ano de fabricação entre 2008 e 2014. O

histórico analisado contém dados do período de janeiro de 2011 até julho de 2014 e a análise

foi estruturada com base na metodologia ACV, mais especificamente a WTW. Foram

analisadas três situações: 1) Frota antiga, composta por caminhões com classificação Euro 3,

que utilizam diesel S-50; 2) Frota nova, composta por caminhões com classificação Euro 5,

que utilizam diesel S-10 com ARLA 32; e 3) Frota antiga (Euro 3) utilizando Biodiesel de

soja.

Algumas simplificações foram realizadas para viabilizar o estudo: o mesmo fator de carga foi

aplicado aos caminhões, uma vez que 90% das viagens possuem carga padronizada. Desta

forma o fator peso não foi levado em consideração no cálculo do consumo de energia e das

emissões. Os dados de consumo utilizados são reais e foram coletados do histórico da

empresa. Para os casos nos quais foram realizadas aproximações, utilizaram-se os dados de

consumo e emissões fornecidos pela Mercedes, fabricante dos veículos avaliados. Os dados

relativos às emissões tais como CFC 11 equivalente ou SO2, foram calculados com base na

Idemat2014 (DELFT, 2014).

Em conformidade com a série ABNT NBR 14040, a análise foi separada nas etapas WTP e

PTW para avaliação da contribuição no impacto ambiental de cada uma. O estudo avaliou a

eco-eficiência entre os diferentes modelos de caminhões e tipo de combustível utilizado

(diesel S50, diesel S10 e biodiesel de soja). Também foi realizada a comparação entre os

modelos Euro 3 e Euro 5, correspondentes às fases normatizadas no Brasil como Proconve P5

e P7 respectivamente.

As categorias de impacto estudadas, expressas em quilograma de poluente emitido por

quilograma do combustível consumido, foram: 1) Potencial de aquecimento global (PAG); 2)

Potencial de destruição da camada de ozônio (PDCO); 3) Potencial de acidificação (PA); 4)

Potencial de eutrofização (PE); 5) Potencial de criação fotoquímica de ozônio (PCFO); e 6)

Potencial de esgotamento de recursos naturais não-fósseis (PERN). Além disso, foi

quantificada a quantidade total de CO2 na fase PTW em g/km rodado. Outro indicador

estudado foi o eco-custo, dividido nas seguintes categorias: 1) Eco-custo de saúde humana; 2)

Eco-custo de potencial tóxico; 3) Eco-custo de esgotamento de recursos; 4) Eco-custo de

carbono (pegada de carbono). As propriedades consideradas dos combustíveis estudados se

encontram na Tabela 1.

Tabela 1 – Propriedades dos combustíveis (DELFT,

2014)

A Tabela 2 apresenta as características consideradas para os tipos de veículos e combustíveis

utilizados, levando-se em consideração a tecnologia do motor de cada um. A ACV retrata

todas as fases separadamente para cada tipo de impacto, portanto, os impactos foram

separados em duas categorias: 1) Excluindo a combustão: são os dados relativos à sub-análise

Well-to-Pump, tal como explicado anteriormente; e 2) Incluindo a combustão: são os dados

relativos ao processo inteiro, ou seja, para a análise Well-to-Wheel. Para que fossem obtidos

os dados apenas para PTW foi feita a subtração entre o item 2 e o item 1. O cálculo de

emissão em kg de CO2 durante a produção do combustível depende das seguintes variáveis:

1) Consumo de combustível para a tecnologia adotada (l/km); 2) Distância percorrida (km); 3)

Fator de conversão ou densidade do combustível (kg/l), que varia entre os combustíveis

avaliados; 4) Quilograma de CO2 equivalentes emitidos a cada quilograma de combustível,

ou seja, o potencial de aquecimento global que a produção em questão tem.

Tabela 2 – Características de cada tipo de veículo utilizado (DELFT,

2014).

O resultado total foi obtido multiplicando a quantidade de combustível (kg) pelo valor de

emissão em quilograma de CO2 por quilograma de combustível. De forma análoga, é possível

calcular a emissão total de CO2 equivalente na fase PTW. Para a fase PTW, os dados de

emissão de CO2 em quilograma de emissão por quilômetro percorrido foram obtidos de

D’Agosto e Ribeiro (2004), sendo que para esse cálculo o fator determinante é a distância

percorrida pelo veículo. Dessa forma, para obtenção da emissão total para os 973.254 km

analisados, o fator de emissão (kg/km) foi multiplicado pela distância percorrida.

Os eco-custos de cada categoria levam em conta diversos fatores, entre eles a saúde humana,

que depende da quantidade de litros de combustível utilizados. Os dados finais foram

calculados multiplicando a quantidade de combustível real, em quilograma, pelo eco-custo

individual por unidade, fornecido pelo Idemat2014. Os dados de eco-custos de potencial

tóxico representam o potencial da atividade analisada em produzir e liberar toxinas no

ecossistema. Os investimentos necessários, em euros, para reparar os impactos produzidos e

os eco-custos relativos ao potencial de esgotamento de recursos são apresentados na Tabela 3.

Vale ressaltar que o Idemat2014 considera-o nulo na fase PTW. O eco-custo relativo ao

carbono representa o valor dos investimentos necessários para reduzir os impactos causados

pela emissão de GEEs. Essa categoria é a única que não é nula na fase PTW pelo Idemat2014.

As últimas linhas da tabela resumem os eco-custos totais separando-os por fase (WTP e PTW)

e por tipo de sistema combustível/tecnologia (DELFT, 2014). Na fase PTW é possível isolar o

valor puro de emissão de CO2 de outros da mesma categoria e, por isso, na Tabela 3 há duas

colunas relativas à emissão desse poluente, sendo que

, .

Tabela 3 – Eco-custos e emissões calculadas

Na Tabela 4 é possível observar que para a fase PTW, as emissões de CFC 11, SO2, PO4,

Eteno e Sb são nulas, exceto para o caso de emissão de SO2 para biodiesel/Euro 3, conforme

dados Idemat2014. O cálculo das emissões equivalentes totais por fase foi feito multiplicando

a quantidade de combustível (kg) pelo fator correspondente à fase analisada, fornecido pelo

Idemat2014 (DELFT, 2014).

Tabela 4 – Impacto durante o ciclo de vida (eco-

custos)

4. APRESENTAÇÃO E ANÁLISE DOS RESULTADOS

Nos resultados apresentados a seguir, o combustível Diesel Euro 3 representa o estágio da

frota atual, o Diesel Euro 5 representa a evolução da frota, até por questões legais brasileiras

que exigem que todos os caminhões novos já saiam da fábrica com motor Euro 5 a partir do

ano de 2012, e o Euro 3/biodiesel é uma opção que no Brasil é importante ser analisada.

O primeiro aspecto analisado é o de emissões de CO2. As emissões gerais desse poluente são

contabilizadas nas duas fases WTP e PTW, sendo que as duas apresentaram os resultados em

quilogramas de CO2 equivalentes, que englobam tanto as emissões de CO2 propriamente dita,

quanto emissões de outros poluentes que têm potencial de contribuir com o aquecimento

global, ou seja, os GEEs. As emissões de CO2 equivalentes ao longo do ciclo de vida de cada

um dos sistemas combustível/tecnologia em função da distância percorrida (km) são

apresentadas no gráfico da Figura 1.

Figura 1 – Potencial de aquecimento global em função da distância

É possível observar no gráfico da Figura 1 que os sistemas Diesel/Euro 3 e Diesel/Euro 5

(SCR) – Eco Blue são vantajosos em relações às emissões com potencial de aquecimento

global até determinada distância, próxima de 350.000 km. Após isso, as emissões para os dois

casos são maiores se comparadas com o sistema Biodiesel/Euro 3. Um dos fatores que faz o

biodiesel gerar mais impacto relativo à emissão desse gás é o fato de que a produção do

mesmo resulta em cerca de 100% a mais de CO2, se comparado ao diesel (fase WTP),

conforme dados da planilha Idemat2014 (DELFT, 2014). Por outro lado, o impacto do diesel

é maior a partir da distância acima comentada devido à sua combustão, sendo 36,5% maior

para Diesel/Euro 3 e 23,5% maior para o Diesel/Euro 5 em comparação ao biodiesel. Além

disso, é importante observar que para distâncias entre 150.000 e 400.000 km o diesel na

tecnologia Euro 5 é mais vantajoso no quesito emissões de CO2 equivalente. Ao considerar

apenas a distância estudada neste trabalho, 973.254 km, a classificação em ordem crescente

de emissões de GEEs por combustível é a seguinte: 1) Biodiesel/Euro 3; 2) Diesel/Euro 5; e

3) Diesel/Euro 3.

O gráfico da Figura 2 representa os eco-custos totais para o ciclo completo em função da

distância percorrida. É importante observar, conforme o gráfico, que nenhum deles é nulo na

distância zero, pois o valor representa a fase WTP do combustível. Além disso, pode-se

observar que o coeficiente angular dos três sistemas é muito próximo, o que indica que a

diferenciação entre eles depende mais de investimentos na fase de produção do combustível e

que variam conforme a distância. Dessa forma, é possível concluir que para qualquer

distância, os eco-custos são classificados de forma crescente em função do combustível da

seguinte forma: 1) Biodiesel/Euro 3; 2) Diesel/Euro 3; e 3) Diesel/Euro 5.

Figura 2 – Eco-custos em função da distância

Ter o maior valor em eco-custos significa que um sistema requer maiores investimentos para

reduzir os impactos causados ao meio ambiente. Dessa forma, conforme a classificação

anteriormente apresentada, é possível observar que o Diesel/Euro 5 possui o maior valor de

eco-custo sendo que a causa deste valor é o maior valor de investimento necessário desse

sistema na fase WTP (DELFT, 2014). Vale ressaltar que este investimento se compensa em

muitos casos pela redução dos impactos ambientais por ele causados em comparação aos

outros combustíveis.

O gráfico da Figura 3 mostra o potencial de destruição da camada de ozônio, expresso em

quilograma equivalente de CFC 11, para todo o ciclo de vida dos sistemas avaliados. O fato

de os três sistemas apresentarem coeficiente angular nulo indica que para os três o PDCO não

varia com a distância, ou seja, só existe impacto na fase WTP. A diferença de impacto

causado pela produção do Diesel e Biodiesel fica evidente, pois o primeiro tem potencial 2,6

vezes maior que o do biodiesel, em média. Portanto, é possível classificar os sistemas, de

forma crescente, conforme a seguir: 1) Biodiesel/Euro 3; 2) Diesel/Euro 3; e 3) Diesel/Euro 5.

Figura 3 – Potencial de destruição da camada de ozônio

O gráfico da Figura 4 apresenta o potencial de acidificação. Conforme dados obtidos na

planilha Idemat2014 (DELFT, 2014), o biodiesel apresenta maior potencial de acidificação,

porém, a tendência é de que aumente as emissões conforme a distância, sendo que para os

sistemas com diesel a emissão é constante, dependente apenas da fase WTP. Assim, a

classificação crescente do potencial risco dos sistemas é a seguinte: 1) Diesel/Euro 3; 2)

Diesel/Euro 5; e 3) Biodiesel /Euro 5.

Figura 4 – Potencial de acidificação em função da distância

Os gráficos das Figuras 5, 6 e 7 representam, respectivamente, os potenciais de eutrofização,

de criação fotoquímica de ozônio (PCFO) e de esgotamento de recursos naturais não fósseis.

Em todos eles o potencial é constante, resultante do fato de que dependem inteiramente da

fase de produção do combustível, ou seja, a distância percorrida na fase do uso do

combustível (PTW) não influencia nas emissões. Outra conclusão é que para as três categorias

citadas o sistema biodiesel/Euro 3 possui o maior impacto. A classificação crescente por

sistema da categoria de potencial de eutrofização é: 1) Diesel/Euro 5; 2) Diesel/Euro 3; e 3)

Biodiesel/Euro 3. Para o PCFO os resultados obtidos para os sistemas de diesel são muitos

próximos, sendo que o sistema Diesel/Euro 5 tem o potencial apenas 3,2% maior que o

diesel/Euro 3. Porém, os dois quando comparados ao Biodiesel/Euro 3 representam emissões

cerca de 7 vezes menores. Desta forma a classificação crescente se dá conforme a seguir: 1)

Diesel/Euro 3; 2) Diesel/Euro 5; e 3) Biodiesel/Euro 3. Por último, pode-se verificar o

potencial de esgotamento de recursos naturais não fósseis, sendo o sistema que mais contribui

é o biodiesel/Euro 3, com cerca de 3 vezes mais emissão que os sistemas com diesel. A

classificação crescente para essa categoria foi: 1) Diesel/Euro 3; 2) Diesel/Euro 5; e 3)

Biodiesel/Euro 3.

Figura 5 – Potencial de eutrofização em função da distância

Figura 6 – Potencial de criação fotoquímica de ozônio em função da distância

Figura 7 – Potencial de esgotamento de recursos naturais não fósseis em função da distância

Para a análise relativa à contribuição para o meio ambiente, o sistema que lançar menos

poluentes terá maior eficiência. Ao se observar exclusivamente as emissões de GEEs,

conforme resultados apresentados acima, o sistema Biodiesel/Euro 3 gera menores valores de

CO2 equivalente. Um olhar focado nesse item é importante, visto que as mudanças climáticas

que estão ocorrendo no mundo são influenciadas pela ação humana e para limitar o seu

impacto seria necessário reduzir as emissões de gases de efeito estufa a zero neste século,

segundo a conclusão de um painel da ONU sobre mudanças climáticas divulgada em

novembro de 2014 (Observatório do Clima, 2014). A grande parcela do transporte de carga

rodoviária em relação aos outros modais justifica os estudos concentrados neste setor.

Outro aspecto importante que deve ser avaliado é o da produção e obtenção da matéria-prima

do biodiesel. Noventa por cento da produção de biodiesel no Brasil tem como origem a soja,

que é considerado um cultivo tradicional e já consolidado em todo o território nacional,

contribuindo também no aspecto social para a geração de empregos no setor primário.

Considerando que é um produto com demanda mundial e o fato de serem poucos os

produtores mundiais (EUA, Brasil, Argentina, China, Índia e Paraguai), e menor ainda o

número de exportadores (EUA, Brasil, Argentina e Paraguai), torna-se ainda mais viável a

comercialização do produto a preços compensadores.

Uma desvantagem para a produção de biodiesel através da soja é que, se comparado a outras

oleaginosas como a mamona, dendê e girassol, apresenta o menor teor de óleo, ou seja, a

produtividade é a menor entre elas, podendo alcançar 40% a menos em comparação às

demais. Além disso, questiona-se a concorrência que sua utilização para geração de

combustíveis pode gerar para o cultivo visando à alimentação humana.

Um importante passo que foi dado na Europa em 2014, com previsão para ser implantando no

Brasil em 2016, é a implantação da norma Euro 5, que torna ainda mais rígido o controle da

emissão de poluentes. Esse passo seria uma interessante solução para redução dos poluentes

emitidos no Brasil, visto que propõe a redução da emissão de 50% de materiais particulados e

80% de NOx. A própria fabricante Mercedes Benz já tem caminhões semipesados com a

tecnologia, porém, devido a não normatização brasileira, ainda não é viável importá-la.

5. CONCLUSÃO

Esforços mundiais relativos à redução de impactos ambientais tem crescido junto aos estudos

sobre alterações climáticas provenientes da interferência humana. Paralelamente, têm surgido

sistemas de gestão ambiental e diferentes abordagens no estudo de potenciais impactos,

auxiliando no controle de tomadas de decisão, assim como o método de avaliação de ciclo de

vida.

Conforme demonstrado, diferentes combustíveis recebem pesos diferentes em cada categoria

analisada, sendo possível afirmar que, para o caso estudado, que pode ser estendido a novos

sistemas, o biodiesel apresentou resultados maiores do que o esperado referente à emissão de

GEEs, devido à subfase WTP. Muitos autores defendem indiscriminadamente o uso desse tipo

de combustível, visto que suas emissões são menores na fase PTW, que abrange a combustão.

Porém, ao se fazer uma análise desde a extração da matéria-prima até seu uso final, verifica-se

não ser tão vantajoso.

O trabalho restringiu sua análise na produção e uso do combustível. Para uma análise

completa, incluindo todos os impactos gerados pelo uso do combustível, seria necessário

contabilizar a produção de materiais na fabricação dos veículos e até mesmo a utilização de

embalagens que fazem parte do processo.

Levando-se em consideração o cenário nacional, chega-se à conclusão que, dos três sistemas

avaliados, o que gera menos impacto é o Biodiesel/Euro 3, considerando dois importantes

fatores: o primeiro, a respeito das emissões totais e o segundo, a respeito do potencial de

produção nacional de soja em grande escala, visto que o país ocupa o posto de 2º produtor

mundial. Porém, é necessário que diretrizes claras sejam criadas para que não haja

concorrência com a produção destinada à alimentação e também para que não haja

prevalência da monocultura de soja. Deve-se também analisar o fato de o plantio da soja ser

“petrodependente”, ou seja, depende de grandes quantidades de insumos derivados de

petróleo, como os adubos químicos e agrotóxicos, o que abre caminhos para novos estudos do

ciclo de vida completo desse combustível. Por fim, a viabilidade de um sistema depende não

apenas de seu impacto ambiental, mas também de aspectos sociais.

REFERÊNCIAS

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