economizar opacidade

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Consumo de Óleo Diesel x Opacidade - Conpet -

A Opacidade e o Consumo de Óleo Diesel

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I - Introdução 3 I - Objetivos 4 3. - Metodologia 5 3.1 - Transporte Urbano – São Paulo 5 3.2 - Transporte Rodoviário – Rio de Janeiro 6 3.3 - Descrição das Variáveis 6 3.4 - Modelo de Veículos (Motores) 6

IV - Resultados 8 4.1 - Transporte Urbano – São Paulo 8 4.1.1 O Modelo 1417 8 4.1.2 O Modelo 1721 1 4.2 - Transporte Rodoviário - Rio de Janeiro 14 4.2.1 - O Modelo K 113 14 4.2.2 - O Modelo K 124 15 V - Conclusões 17 sumário

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O Projeto Economizar alcançou, ao longo de seus 10 anos de atividades, resultados significativos na redução do consumo de óleo diesel pelas empresas operadoras do transporte de cargas e de passageiros. Dentre as principais atividades realizadas para racionalizar o uso do óleo diesel, destaca-se a avaliação dos níveis de emissão de fumaça preta pelo escapamento dos veículos1, medidos por meio de um opacímetro2.

A medição dos níveis de emissão da fumaça preta (opacidade) se tornou um instrumento poderoso na identificação de possíveis desconformidades relacionadas ao mal estado de conservação dos veículos do ciclo diesel. E o combate à fumaça preta passou a significar redução do desperdício de combustível observado pela queima incompleta do óleo diesel nos veículos com desconformidades mecânicas e operacionais. Deixar de emitir fumaça preta, além dos benefícios ambientais, quase sempre precederá a economia de combustível por parte dos operadores de transporte. A figura 1 ilustra o desperdício de recursos econômicos nos veículos em mal estado de conservação.

Estabelecer uma correlação entre Opacidade e Rendimento Energético3 (km/l) de motores do ciclo diesel em uso no transporte público de passageiros foi o desafio inicial proposto para esta investigação. Ficou definido, em proposta técnica inicial, que o estudo seria realizado com os dados obtidos em empresas filiadas ao Projeto Economizar nos estados de São Paulo e Rio de Janeiro. Em São Paulo, o foco foi o das empresas do transporte público urbano de passageiros, e no Rio de Janeiro, as empresas do transporte rodoviário.

I - introdução

Figura 1 Desperdício de combustível associado à emissão de fumaça preta.

1. Outros procedimentos são aplicados para auxiliar aos operadores de transporte na correta gestão do uso do óleo diesel. Podemos destacar, também, os cuidados com a qualidade do combustível, desde o recebimento até o abastecimento. Procedimentos e práticas adequadas de recebimento, armazenamento, filtragem e abastecimento são indispensáveis ao manuseio racional do combustível. O óleo diesel já responde hoje por 25% dos custos totais de operação de uma grande empresa de ônibus (NTU, 2004). No transporte de carga essa parcela é ainda maior. 2. Opacímetro mede opacidade. Sua unidade de medida é o m-1. 3. Podemos entender Rendimento Energético, neste caso específico, como autonomia (km/l) ou, também coeficiente de consumo (l/km). Ambos os termos comumente são usados para expressar o nível de consumo dos veículos automotores.

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O objetivo principal desta investigação foi estimar a correlação, via instrumentação estatística, entre a variação dos níveis de emissão de fumaça preta (opacidade - m-1), em veículos do transporte público de passageiros, e a variação dos seus respectivos rendimentos energéticos (km/l). A observação da Variável Resposta (rendimento energético – km/l) deverá ser acompanhada, também, em relação à alterações dos níveis de outras variáveis independentes de relevante potencial de significância.

A curva de correlação entre Rendimento Energético e Opacidade deverá ser levantada ao final do estudo com a finalidade de identificar a real significância entre as variáveis de interesse, bem como o nível de correlação nelas encontrado.

Foram avaliados dois tipos de transporte de passageiros, a saber: transporte público urbano4 e transporte público rodoviário5. Em cada um dos modos de transporte foram avaliados dois modelos populares de chassi-motor: um motor mecânico e um motor eletrônico.

I -objetivos

4. Transporte realizado dentro de perímetro urbano através de ônibus convencionais de duas portas. 5. Transporte intermunicipal e interestadual realizado normalmente em rodovias através de ônibus rodoviários de uma porta frontal.

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I - metodologia

Diante das diferenças entre as tecnologias (veículos) empregadas pela diferentes empresas de transporte, ficou definido que para cada tipo de transporte de passageiros por ônibus (Urbano e Rodoviário) seriam acompanhados dois modelos diferentes de veículos padrão de uso comum entre as empresas operadoras. Sendo um dos modelos de tecnologia menos atual (motores de injeção mecânica), e outro de tecnologia mais avançada (motores com gerenciamento eletrônico da injeção).

É importante observar que a relação entre o consumo de óleo diesel pelos motores está intimamente relacionada com inúmeras outras variáveis, além da variável de interesse a ser controlada em nosso estudo – opacidade. A percepção comum de que a variação do nível de opacidade de um veículo está intimamente relacionada com a variação do consumo precisará ser demonstrada também por meio do monitoramento e controle das outras possíveis variáveis de influência.

As avaliações dos veículos utilizados no transporte urbano de passageiros foram realizadas na região metropolitana de São Paulo, no âmbito do Sindicato das Empresas de Transporte de Passageiros do Estado de São Paulo (SETPESP), escolhido por atuar, hoje, em diversos sistemas de transporte do Estado de São Paulo (Tabela 1).

TAbElA 1 - DIFERENTES SISTEMAS DE TRANSPORTE POR ôNIbUS DO SINDICATO SETPESP

Entre os diversos sistemas operados pelo SETPESP, concentramos os esforços no Sistema Intermunicipal Metropolitano de São Paulo. Essa decisão foi tomada em razão da quantidade de empresas cadastradas ao sistema intermunicipal suburbano e sua frota relativamente pequena.

Entre as 53 empresas do universo inicial, foram selecionadas as 2 empresas participantes do

Projeto Economizar. Diante das dificuldades comuns de levantamento dos dados em campo, algumas destas empresas não puderam participar da avaliação, ou não dispunham dos modelos de veículos definidos para o estudo.

Ao final, participaram do estudo 14 empresas que apresentaram frotas compatíveis com os veículos previamente escolhidos para este estudo, além de terem disponibilidade dos dados solicitados, sem os quais não haveria motivo para incluí-las nesta investigação.

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O universo inicialmente projetado para a experimentação do setor de transporte rodoviário de passageiros no Estado do Rio de Janeiro foi de 14 empresas filiadas à Federação das Empresas de Transporte de Passageiros do Estado do Rio de Janeiro - FETRANSPOR. Todas estas empresas são atendidas pelo projeto Economizar no estado.

Como nem todas as empresas selecionadas possuíam, em suas frotas, os veículos definidos para a avaliação da correlação estatística proposta neste estudo, a conjunto de empresas participantes da investigação foi de 12 empresas de transporte rodoviário de passageiros no Estado do Rio de Janeiro.

Cada uma das empresas será identificada por um número, sendo que seus respectivos veículos também foram descaracterizados quando às informações de placa e número de ordem. O objetivo desta descaracterização foi a preservação de informações consideradas estratégicas por boa parte das empresas participantes.

Para a avaliação apropriada da correlação estatística entre a variação do rendimento energético dos veículos (km/l) e a variação da opacidade (m-1), foram inseridas e acompanhadas diferentes variáveis de relevante interesse para o estudo.

Dada a complexidade de fatores técnicos e humanos, de potencial efeito no consumo dos veículos do ciclo diesel, foram selecionadas adequadamente diversas variáveis independentes que foram monitoradas ao longo de todos os passos desta investigação.

As variáveis foram escolhidas por critérios pré-estabelecidos, sendo que o mais relevante foi o a possibilidade e viabilidade da medição precisa da variável, em todos os veículos e empresas definidos pela amostragem inicial do estudo. A descrição de todas as variáveis de controle está apresentada abaixo:

PREFIXO: Identifica a qual empresa pertence o veículo; IDENTIFICAÇÃO: Identifica o veículo dentro da empresa; MOTOR: Identifica qual o modelo de chassi, e motor utilizado pelo veículo; ANO: Identifica o ano de fabricação do veículo; DAT: Data da medição das variáveis avaliadas no estudo; OPA: Opacidade do veículo (m-1); V: Velocidade média de percurso do veículo (km/h); C: Carga (número de passageiros transportado / mês); R: Rendimento energético do veículo (km/l); q1: Sistema de filtragem (P-Filtro Prensa; C-Centrífuga; A-Filtro de Avião); q2: Marca de pneu utilizada pela empresa; (M-MICHElIN; P-PIREllI; G-GODDYEAR); q3: Rotina de calibração dos pneus (km rodados); q4: Distribuidora de combustível; (bR, IPIRANGA e SHEll); q5: Tipo de óleo diesel (C-Comum; A-Aditivado; IC- Interior Comum);

A escolha dos modelos de veículos (motores) foi um dos passos mais importante do planejamento inicial deste estudo. Diante da enorme variedade de modelos e marcas de motores existente no mercado de empresas transportadoras, foi preciso selecionar aqueles modelos que melhor representassem a realidade da operação dos modais de transporte escolhidos. Por esse critério, decidiu-se pela avaliação de dois modelos de veículos em cada um dos modais de transporte de passageiros (Urbano e Rodoviário).

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A Mercedes benz do brasil é a principal empresa fornecedora de motores dos veículos em operação no transporte urbano de passageiros. Foram escolhidos um modelo de motor com injeção mecânica e outro com injeção eletrônica, ambos muito utilizados entre as empresas de transporte urbano metropolitano de São Paulo. Abaixo, a descrição dos modelos escolhidos.

MODElO MECÂNICO (Chassi): MERCEDES bENZ: 1721 – Motor Dianteiro, 210 hp MODElO ElETRôNICO (Chassi): MERCEDES bENZ: 1417 – Motor Dianteiro, 170 hp

Já o transporte rodoviário de passageiros utiliza, em sua maior maioria, motores da montadora

Scania. Para o transporte rodoviário foram também selecionados dois modelos populares de motores, sendo um com injeção mecânica e o outro com injeção eletrônica de combustível:

MODElO MECÂNICO (Chassi): SCANIA: K13 – Motor Traseiro, 1 litros, terceira geração MODElO ElETRôNICO (Chassi): SCANIA: K124 – Motor Traseiro, 12 litros, quarta geração

A definição dos chassis implica na definição dos modelos de motores projetados para eles. A escolha dos modelos de chassi, em detrimento do número e nomenclatura de motores, é justificada pela maior facilidade de identificação dos veículos por chassi ao invés da sua identificação pelo motor.

Todas as empresas e veículos selecionados para a amostragem final e formação do banco de dados oficial estão descaracterizados com fins à proteção da imagem e informações fornecidas pela empresas. Não há prejuízo para o resultado final da investigação, uma vez que buscamos estabelecer apenas a relação entre a variação da opacidade e a variação do consumo de combustível para os diferentes modais de transporte (Rodoviário e Urbano).

Foram utilizados recursos estatísticos de Regressão linear Múltipla Multi-nível para avaliação das relações entre as variáveis de interesse. A metodologia de amostragem determinou que a amostra deveria ser de 50% do universo proposto6. Os procedimentos de planejamento e análise do experimento foram orientados e conduzidos por estatístico experiente, professor titular da Universidade Estadual do Rio de Janeiro7.

6. Vide Anexo I – Metodologia da Amostragem Experimental 7. O estatístico responsável foi o Professor Dr. Antônio Ponce de leon –Instituto de Medicina Social – UERJ.

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A apresentação dos resultados está dividida em duas partes. Uma dedicada a avaliação do transporte metropolitano de São Paulo, e outra a avaliação do transporte rodoviário do Rio de Janeiro.

Serão expostas as principais etapas realizadas no decorrer da avaliação, com o objetivo é separar apenas a associação (contribuição) entre a variável explicativa de interesse (Opacidade) e a variável resposta Rendimento.

Também serão apresentados dados de estatística descritiva como histogramas e gráficos de dispersão, passando-se para a Modelagem de Regressão Multi-nível, na qual a variabilidade do rendimento, devido às fontes de variabilidades concebidas, será resultado da variação do rendimento entre as empresas, entre veículos da mesma empresa, e entre períodos diferentes para um mesmo veículo em uma empresa qualquer. Sendo assim, nossa modelagem será uma Modelagem Multi-nível de Regressão que considera três níveis de variabilidade.

Ao final do estudo de cada tipo de modo de transporte e modelo de veículo, será apresentada a curva correlacionando as variações de Rendimento Energético e Opacidade.

A parte final, posterior a esta apresentação de resultados, apresentará as conclusões comentadas sobre os resultados obtidos pelos modelos de regressão aplicados a cada uma das quatro situações diferentes e planejadas, a saber: modelo 1417 urbano, modelo 1721 urbano, modelo K 124 rodoviário, modelo K 113 rodoviário.

No transporte urbano de passageiros da região metropolitana de São Paulo, foram estudados 482 ônibus8. Serão apresentados inicialmente os resultados obtidos com os veículos de injeção eletrônica modelo 1417, passando-se, em seguida, para a avaliação dos veículos de injeção mecânica modelo 1721.

4.1.1 - O MODELO 1417

Como pode ser observado nas figuras 2, 3 ,e 4, optou-se pelo uso do logaritmo da opacidade (fig 4). A covariável original apresenta uma distribuição bastante assimétrica dificultando sua modelagem (Figura 3).

A transformação logarítmica facilita a modelagem estatística dos dados, além de refletir com mais clareza a verdadeira relação entre o rendimento dos veículos e a opacidade.

problema pode ser resolvido

A única dificuldade introduzida na análise por conta desse artifício ocorre na interpretação da associação entre rendimento e opacidade, mas com um exercício simples de matemática básica este IV - resultados

8. Destes 250 eram do modelo 1721 e 232 do modelo 1417. Conpet_OPACIDADE_v2.indd 813.12.06 13:15:15

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Figura 2 Histograma dos dados de rendimento dos veículos de São Paulo (modelo 1417)

Figura 3 Histograma dos dados de opacidade dos veículos de São Paulo (modelo 1417)

Figura 4 Histograma do logaritmo da opacidade dos veículos de São Paulo (modelo 1417)

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