UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO

ESCOLA DE ENGENHARIA DE SÃO CARLOS

DEPARTAMENTO DE TRANSPORTES

ESPALHAMENTO URBANO E CONSUMO DE ENERGIA PARA

TRANSPORTES: O CASO DAS CAPITAIS BRASILEIRAS

VÂNIA MARIA PESSÓA PAMPOLHA

Orientador: Prof. Dr. Antônio Nélson Rodrigues da Silva

Tese apresentada à Escola de Engenharia de São Carlos da Universidade de São Paulo, como parte dos requisitos para a obtenção do título de Doutor em Engenharia (Área: Transportes).

SÃO CARLOS - SP

JULH0/1998

/

\

P186e Pampolha, Vânia Maria Pessôa

Espalhamento urbano e consumo de energia para transportes: o caso das capitais brasileiras ( Vânia Maria Pessôa Pampolha . -- São Carlos, 1998 .

Tese (Doutorado) -- Escola de Engenharia de São Carlos-Universidade de São Paulo, 1998. Área: Transportes

Orientador: Prof. Dr. Antonio Nélson Rodrigues da Silva

1. Espalhamento urbano. 2. Consumo de energia. 3. Capitais brasileiras. I. Título.

DEDICATÓRIA

Dedico este trabalho à minha famflia:

HYGINO e ENAIR, meus pais, que, ao longo de

toda a minha vida, me deram a orientação, o apoio

e o carinho indispensáveis à minha formação;

GINA, KARLA, LENA E HYGINO, meus irmãos, que

têm me acompanhado e incentivado em todos os

momentos;

Cunhados e sobrinhos pela amizade, apoio e

alegre convivência;

Kaká pelo carinho, ajuda e atenção irrestritos.

'

"Na minha cidade tem poetas, poetas, poetas Que chegam sem tambores nem trombetas, Trombetas e sempre aparecem quando Menos aguardados, guardados Entre livros e sapatos, em baús empoeirados Saem de recônditos lugares, nos ares, nos ares Onde vivem com seus pares, seus pares Seus pares e convivem com fantasmas Multicores de cores, de cores Suas ilusões são repartidas, partidas Partidas entre mortos e feridas, feridas Feridas mas resistem com palavras Confundidas, fundidas, fundidas Ao seu triste passo lento Pelas ruas e avenidas Não desejam glórias nem medalhas Medalhas, medalhas, se contentam Com migalhas, migalhas, migalhas De canções e brincadeiras com seus Versos dispersos, dispersos Obcecados pela busca de tesouros submersos Fazem quatrocentos mil projetos Projetos, projetos, que jamais são Alcançados, cansados, cansados nada disso Importa enquanto eles escrevem, escrevem Escrevem o que sabem que não sabem E o que dizem que não devem Andam pelas ruas os poetas, poetas, poetas Como se fossem cometas, cometas, cometas Num estranho céu de estrelas idiotas E outras e outras Cujo brilho sem barulho Veste suas caudas tortas Na minha cidade tem canetas, canetas, canetas Esvaindo-se em milhares, milhares, milhares De palavras retorcendo-se confusas, confusas Confusas, em delgados guardanapos Feito moscas inconclusas Andam pelas ruas escrevendo e vendo e vendo Que eles vêem nos vão dizendo, dizendo E sendo eles poetas de verdade Enguanto espiam e piram e piram Não se cansam de falar Do gue eles juram que não viram Olham para o céu esses poetas, poetas, poetas Como se fossem lunetas, lunetas, lunáticas Lançadas ao espaço e o mundo inteiro Inteiro, inteiro, fossem vendo pra Depois voltar pro Rio de janeiro"

(Leo Masliah, Guardanapos de Papel) ouça em NASCIMENTO (disco de Milton Nascimento)

AGRADECIMENTOS

A Deus;

Ao Prof. Dr. Antonio Clovis Pinto Ferraz, meu orientador inicial; Ao Prof. Dr. Antônio Nélson Rodrigues da Silva, meu orientador atual; Aos Profs Dra Luzenira Brasileiro, Dr. Carlos Alberto Faria e Dr. José Alex

Santanna que fizeram parte da banca de defesa; Aos Profs Dr. José Alberto Parise e Dr. José Ricardo Sodré (da PUC-Rio e

PUC-MG) que mesmo sem me conhecer me auxiliaram via internet sobre Termodinâmica;

Aos Profs do STT, em especia l: Dr. Edson Martins de Aguiar, Dr. EUi Kawamoto, Dr. Glauco Túlio Pessa Fabbri, Dr. João Alexandre Widmer, e Dr. José Reynaldo Anselmo Setti que, em vários momentos durante o período da pós­graduação, me incentivaram;

A todos os funcionários do Departamento de Transportes da EESC - USP, em especial à Heloísa Helena Morgado Belo, Sueli Ferreira e Sueli Real;

A todos os funcionários da CET - Companhia de Engenharia de Tráfego, em especial à Hiromy, Samuel Oliveira, Luciana Barbuto, Luís Álvaro Barros, Elisete (Fernando) Cursino, Tadeu Duarte, Ronaldo Tonobohn, Maurício Losada, Sílvia (Pena) Francelli, Luíza (Edison) Vianna, Márcia Moreira, Alexandre Bergamini, Mônica Oliveira, Rosimeire da Silva, Paulo Ueta, Vicente Petrocelli e todos os não citados que me deram grande apoio, sem o qual não teria sido possível t erminar esta pesquisa;

Aos colegas do STT, em especial: Maurício, Alexandre, Artur, Cynthia Lotti, Ely Costa, Sandra Oda e Valdith pelo auxílio,

Ao co lega Renato da Silva Lima e ainda a: Eliane Viviani, Eloy Machado Neto, Glauco Pontes Fi lho, Jairo Lima, John Kennedy (Rá), Exupério Tavares, Maria Fernanda Oliva, Renata Algisi, Roberto Aramaki, Sandra Rodger e Sérgio Demarchi.

Aos amigos Sônia Zanetti, Orlene Costa, Alexandre Bertini e Daniela Fernandes; Aos amigos Soraya (Soares) Thorpe e Luís Alberto Fragalli da ANP, meus grandes

auxiliares de Brasília; A todos aqueles que, direta ou indiretamente, colaboraram para este traba lho.

1

1.1

SUMÁRIO

INTRODUÇÃO .......................................................... ............. .

C 'd - I .. . ons1 eraçoes nJcJaJs .......................................................................... ..

1

1

1.2 Objetivos................................................................................................... 1

1.3 Estrutura do Trabalho........................................................................... 2

2 O IMPACTO DO ADENSAMENTO NO CONSUMO DE

ENERGIA COM O TRANSPORTE URBANO......................... 3

2.1 Desenvolvimento Urbano e Transporte............................. ................ 3

2.2 As Medidas de Densidade em uma Área Urbana............................... 7

2.3 O Consumo de Energia no Transporte Urbano.............................. .. 9

3 POPULAÇÃO x ÁREA : PRINCÍPIOS DA DENSIDADE......... 13

3.1 Considerações Gerais.............................................................................. 13

3 .2 A População Brasileira.... ......................................................... .. ............. 13

3.2.1 Evolução da População por Região...................................................... 15

3.2.2 Evolução da População nas Capitais.................................................... 17

3.2.3 A População Urbana do País................................... .... ........................... 18

3.3 Áreas ocupadas pelas Capitais Brasileiras.......................................... 20

4 MODELOS DE TRANSPORTES.............................................. 23

4.1 A Modelagem e a Engenharia dos Transportes................................. 23

4 .1.1 O Processo de Modelagem Matemática.............................................. 24

4.1.2 Definição de Variáveis............................................................................ 25

4 .1.3 Os Modelos utilizados em Transportes.............................................. 26

4.2 Modelos de Densidade Urbana.............................. .. ............... .............. 2 7

5 METODOLOGIA... ................................................................... 31

5 .1 Abordagem In i c i a I.................... .. ...................................... .. ..................... 3 1

5 .2 Meto do logi a.................................. ... ..... .................................................... 31

5 .3 Coleta de Dados........................... ................................................ .. ... ... .... 38

5.4 Resumo do Método desta Pesquisa.............................................. .. ...... 41

6 AS CAPITAIS BRASILEIRAS E A ENERGIA COM

TRANSPORTE.... ..... .. ................... ...... ..................................... 48

6.1 Densidades Urbanas nas Capitais......................................................... 48

6 .2 Consumo de Combustível no País........................... ............................. 51

6.2.1 Consumo de Energia em 3.694 Municípios Brasileiros.... .. ...... .. ..... 58

6.3 O Consumo de Energia per Capita nas Capitais e em suas

Regiões Conurbadas (1996)....... .. ..... .. .. ...... .. ..... .. .. ...... .. ..... .... ...... ....... 66

6 .4 R e I ações Estuda das............................................ ..................................... 71

6.4.1 Análise das 27 Capitais sem considerar suas áreas

Con u rbadas........ .. .. ... ....................... ............................................ .... .. ....... 72

6.4.2 Análise das 2 7 Capitais considerando-se suas áreas Conurbadas. 72

6.4.3 Análise dos 3.694 Municípios Brasileiros........................................... 73

6.5 Análise das Relações Estudadas....... .. .. ........................ ................ ... ...... 76

6.5.1 Análise Multivariada.............................. .. ..... ................. .. .. .......... .. ........ . 78

7 CONCLUSÃO E RECOMENDAÇOES...................................... 84

8 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS.... .... .......... ..... .................. 89

ANEXO A....... .............................. .... ...... .................... ......................... 92

ANEXO B.. ........................................... ............... ..... ... ............ ............ 107

ANEXO C.................... ........................................................................ 145

ANEXO 0........................... .......... ..... ..... .. ... ........ ... ....... ........ .............. 197

RESUMO

PAMPOLHA, Vânia Maria Pessôa (1998) Espalhamento urbano e consumo de energia para transportes: o caso das capitais brasileiras. Tese (Doutorado) ~ Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo. São Carlos. 197p.

Neste trabalho apresenta~se um modelo que relaciona variáveis da forma urbana com o gasto de energia com transporte nas Capitais do Brasil. Na literatura sobre planejamento urbano, menciona~se que a densidade urbana tem significativa influência no consumo de energia. Este consumo pode ser medido, em parte, pelo combustível que é gasto relativo aos meios de transportes utilizados no meio urbano. Para isto foram selecionadas, nas 2 7 capitais do país, aspectos relativos à população, área territorial das cidades, número de veículos em circulação e consumo de combustível (por tipo), além de variáveis relacionadas a aspectos espaciais das áreas urbanizadas em que se situam estas capitais. Os resultados obtidos apontam o impacto do espalhamento no consumo de energia com transporte urbano. Os resultados das análises mostram que, juntamente com a população, as variáveis espaciais são fatores importantes no consumo de energia por transporte, respondendo por cerca de 92% da variação observada.

Palavras~chave: ESPALHAMENTO URBANO, CONSUMO DE ENERGIA, CAPITAIS BRASILEIRAS.

ABSTRACT

PAMPOLHA, Vânia Maria Pessôa (1998) Urban sprawl and energy use for transportation: the case of state capitais in Brazil. Tese (Doutorado) -Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo. São Carlos. 197p.

The relationship of some variables describing the urban form and the amount of energy consumed with transportation in the state capitais in Brazil is investigated in this work. Urban densities are often mentioned in the urban planning literature as one of the most important variables influencing energy use. The energy consumed for transportation may be measured, in some way, by the quantity of fuel used in different modes of transportation in urban areas. Information about population, urban area, number of vehicles and fuel (the available types in each city) consumption of the 2 7 state capitais in Brazil, along with variables describing the spatial features of the urbanized areas in which the capitais are located, h ave been gathered in order to reach t he ma in objective of this work. The results found emphasize the impact of urban sprawl on the amount of energy used for urban transportation . The analyses results indicated that spatial variables are, together with population, responsible for about 92 per cent of the variation in the energy consumed for urban transportation.

Keywords: URBAN SPRAWL, ENERGY CONSUMPTION, BRAZILIAN CAPITALS

CAPÍTULO 1 INTRODUÇÃO

1.1 CONSIDERAÇOES GERAIS

A dispersão das atividades urbanas está diretamente associada com a dependência da população quanto ao transporte. Foi através da evolução dos meios de transportes que deu-se a configuração espacial das principais cidades brasileiras. A forma atual das cidades) como elas se distribuíram no espaço) tem influência direta dos sistemas de transportes. Em virtude disto) as atividades mais usuais da população e as suas localizações) como trabalho) estudo) lazer) compras) etc. geram viagens com características específicas quanto ao itinerário) modo de transporte e horário. Dependendo da forma como as cidades se desenvolvem) principalmente em relação a alguns aspectos do seu planejamento físico) pode-se ter maior ou menor gasto de energia para realizar as viagens necessárias ao meio urbano. E dada a intensidade (inclusive a completa ausência) de planejamento) as viagens podem ser direcionadas ao uso do automóvel ou ao uso do transporte coletivo. A difusão do uso do automóvel induziu a urbanização acelerada e desordenada) desfavorável a racionalização e economia no emprego do combustível. Este aspecto tem levado a inúmeros debates) já que não é recente a preocupação com a questão da conservação da energia. Na literatura nacional e internacional sobre planejamento urbano) menciona-se que a densidade urbana tem significativa influência no consumo de energia. Este consumo pode ser medido) em parte) pelo combustfvel que é gasto com os meios de transportes utilizados no meio urbano. Neste trabalho procura-se identificar como algumas variáveis relacionadas à forma urbana interferem com o gasto com energia para transportes em algumas cidades brasileiras.

1.2 OBJETIVOS

Os objetivos deste trabalho são:

- desenvolver um modelo para representar o consumo de energia com transportes urbanos nas capitais brasileiras;

- mostrar a situação atual das capitais quanto ao espalhamento urbano e seu respectivo consumo de energia com transporte;

/

- inserir estatísticas sobre esses dados, relativos ao Brasil, no meio científico mundial, que não dispõe dos mesmos.

1.3 ESTRUTURA DO TRABALHO

O desenvolvimento do trabalho é feito através da seguinte forma :

2

O capítulo 2 mostra a revisão de literatura sobre o tema central da tese, que é o impacto de cidades (e(ou regiões) mais ou menos adensadas sobre o consumo de energia com os transportes.

O capítulo seguinte trata de dados estatísticos sobre população no Brasil, como vem sendo o crescimento populacional nas capitais brasileiras e ainda inclui dados sobre a população urbana. O capítulo mostra ainda qual a área de cada capital, ou seja, qual o espaço disponível à população de cada cidade, do ponto de vista administrativo.

O capítulo 4 faz uma revisão geral, ainda que breve, sobre o processo de modelagem, os aspectos envolvidos no desenvolvimento de modelos, e mostra as correntes de modelagem que envolvem densidades.

O capítulo 5 mostra toda a abordagem adotada na tese. Começa pela descrição das fases de coleta de dados e inclui as dificuldades e limitações encontradas para levantar aspectos relativos ao consumo de energia pelos meios de transportes no meio urbano das capitais brasileiras.

O sexto capítulo é o modelo desenvolvido para tentar identificar os elementos, notadamente os de natureza espacial, que interferem no consumo de energia com transportes urbanos nas capitais brasileiras. Inclui a análise dos resultados e traça um quadro comparativo com os valores encontrados na literatura internacional.

No capítulo a seguir encontram-se as conclusões obtidas ao longo do desenvolvimento do trabalho, seguido pelas referências bibliográficas da pesquisa.

CAPÍTULO 8 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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DISPONÍVEL NO ACERVO DA BIBLIOTECA DA EESC/USP

UNIDADE: ESCOLA DE ENGENHARIA DE SÃO CARLOS (EESC)

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LOCALIZAÇÃO: ACERVO DE DISSERTAÇÕES E TESES (PISO SUPERIOR)

Nº DE CHAMADA: TESE 4664