ENE 5703 - Usos finais e demanda de energia
3a parte
USO DE ENERGIA E ANÁLISE
ENERGÉTICA NO SETOR DE
TRANSPORTES

Roteiro
• Antecedentes
• Serviço energético
• Tendências e estatísticas
• Meio ambiente
• Conceitos elementares de economia dos transportes
• Análise do setor de transportes
• Melhorias tecnológicas
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Antecedentes
 Em essência, o serviço provido por um sistema de transporte
consiste em possibilitar o movimento de pessoas, objetos,
informações, de um ponto determinado a outro ponto determinado.
 No caso dos elementos físicos, o tráfego tem origem no ponto
denominado fonte, onde são gerados os bens a ser transportados
(ou vivem as pessoas), e termina no escoadouro, ou destino, para o
qual são “atraídos” os ítens (e pessoas) gerados (presentes) na
origem.
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Antecedentes
 A organização dos sistemas de transporte e o
desenvolvimento de tecnologias relaciona-se
intimamente:
 ao uso da terra
 ao padrão corrente das atividades desempenhadas na
sociedade
 Assim:
 Cidade medieval – transporte animal, orgânico
 Cidade barroca (ex.: Paris) – carruagens
 Aglomerações urbanas do século XIX – terminais
férreos centralizados
 Cidades altamente urbanizadas do século XX - carros
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Antecedentes
 Evolução tecnológica
 Forma mais primitiva de transporte:
 Humano (caminhar)
 Animais
 Grande avanço representado pelo surgimento da roda
 Transporte aquaviário e marítimo
 Transporte mecânico
 Séc. XVIII – barateamento de materiais ferrosos e invenção da
máquina a vapor
 Trens
 Séc. XX – pneumáticos, pedais
 Automóveis, bicicletas
 Transporte aéreo
 Balões, dirigíveis
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Serviço energético
 Tecnologias ou modos
 Aéreo
 Passageiros – nacional, internacional
 Cargas – como “co-produto” do transporte de
passageiros ou cargas especiais (correio)
 Regional
 Charter
 Superfície
 Rodoviário
 Ferroviário
 Marítimo – oceânico, cabotagem, interior, ferry boat
 Dutos e canais – gases, líquidos, sólidos fluidizados
 Off road – esportivo, utilitário, militar
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Serviço energético
 Modo - aquaviário
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Serviço energético
Modo rodoviário –
carga – caminhões
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Serviço energético
Modo rodoviário –
carga – caminhões
(múltiplos eixos,
articulados)
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Tendências e estatísticas
 Tendências – 1973 a 1988
 Viagens per capita aumentaram na OECD, Leste e
países em desenvolvimento
 Mudança modal para automóveis e aviões (este menor
para Leste e países em desenvolvimento)
 Esta mudança motivou aumento na intensidade
agregada de energia
 Intensidade energética: declinou substancialmente
nos EUA; mudou pouco na Europa e Japão (eficiência
contrabalançou aumento)
 Leste e países em desenvolvimento: intensidade
pequena redução
 Intensidade modal aérea: caiu substancialmente.
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Tendências e estatísticas
Continuação
 Cargas
 T.km/PIB
 Reduziu nos EUA e Japão
 Estável na Europa e Leste
 Países em desenvolvimento → variável
 Mudança modal
 Para estrutura mais intensiva (rodovias) (flexibilidade)
 Caminhões: sem grande redução na intensidade
 Trens: houve certa redução
 Conclusão
 Crescimento da atividade mais mudança estrutural (+ intensiva) +
modestos ganhos de eficiência nos mod0s → crescimento substancial no
uso de energia para transportes.
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Tendências e estatísticas
 Estatísticas – Europa
 Estatísticas – Japão
 Estatísticas – EUA
 Estatísticas – EUA 2
 Estatísticas – Canadá
 Estatísticas mundiais (e Brasil)
 São Paulo e região metropolitana
 Eficiência ambiental no transporte intermodal
 Intermodal Surface Transportation Efficiency Act
of 1991
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Tendências e estatísticas
Fonte: Confederação Nacional de Transportes e o Centro de Estudos em Logística do Coppead / Universidade Federal do Rio de Janeiro, 2002.
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Tendências e estatísticas
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Tendências - eficiência
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Tendências e estatísticas
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Uso de energia no setor de
Transportes - Brasil
Fonte: MME, 2006. ENE 5703
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Uso de energia no setor de
Transportes - Brasil
ESTRUTURA DO CONSUMO NO SETOR DE
TRANSPORTES (%)
60
ÓLEO DIESEL
50
40
GASOLINA
30
20
ÁLC OOL
10 OUTROS
GÁS NATURAL
0
1970
1973
1976
1979
1982
1985
1988
1991
1994
1997
2000
2003
2006
Fonte: MME, 2006. ENE 5703
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Uso de energia no setor de
Transportes - Brasil
TRANSPORTE TOTAL – CONSUMO DE ENERGIA (%)
Fonte: MME, 2006. ENE 5703
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Uso de energia no setor de
Transportes - Brasil
TRANSPORTE RODOVIÁRIO – CONSUMO DE ENERGIA (%)
Fonte: MME, 2006. ENE 5703
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INDICADORES DA
EXPANSÃO DE
ENERGIA EM
TRANSPORTES
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PREÇOS MÉDIOS CORRENTES
1973 / 2006 – US$ / bep
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PREÇOS MÉDIOS CORRENTES
1973 / 2006 – US$ / bep
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Meio ambiente
Emissões de CO2 no setor de transportes - Japão
© Hitachi, Ltd. 1994, 2004. ENE 5703
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Meio ambiente
Emissões atmosféricas - setor de transportes – Canadá - 1997
ENE 5703
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Tendências em emissões GEE e
Meio ambiente atividades de transportes –
Canadá – 1990 - 2002
Emissões totais GEE p/ setor –
Canadá – 2002
Source: Energy Use Handbook: June 2004; NRCan, OEE
Source: Canada's Greenhouse Gas Inventory, 1990-2002, Environment Canada
Emissões atmosféricas - setor de
Emissões GEE – viário, aéreo, marítimo - transportes – Canadá – 1990 - 2002
Canadá – 1990 - 2002
ENE 5703
Source: Energy Use Handbook: June 2004; NRCan, OEE Source: Luís Sauer 26
Prof. IldoEnvironment Canada: 2000 Criteria Air Contaminant Inventory

Meio ambiente
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Meio ambiente
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Conceitos elementares de economia dos
transportes
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Conceitos elementares da economia dos
transportes
 A análise da atividade econômica considera
 Demanda por transporte (crescimento da renda e demanda
por bens e serviços)
 Oferta de transporte (investimentos, tecnologia, competição)
 Condições (regulação e regras de mercado)
 Equilíbrio entre demanda e oferta
 Resultados: valor agregado, emprego, rentabilidade,
crescimento
 Critérios para classificação do transporte dos bens:
 Classes de commodities
 Setor de origem
 Aparência: Bulk (secos e úmidos); containers; carga geral; ro-ro
(rollon-rollof)
 Densidade de valor: bulk - baixo valor/alto valor; non-bulk –
baixo valor/alto valor
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Conceitos elementares – continuação
 Elasticidade área/raio (εA,r)
 O transporte é uma atividade essencialmente espacial
 Raio varia com v (velocidade) ou t (tempo)
 A velocidade é função da tecnologia
 O tempo de uso é função dos custos
 Limitações a essa elasticidade
 A superfície da Terra não é plana
 Fatores naturais e geográficos – relevo, clima
 Fatores socioeconômicos - distribuição da população
 Fatores culturais – idioma, leis, guerras
 Infraestrutura existente (ex.: aeroportos)
 Tempo gasto com atividades como abastecimento
(combustível), manutenção, carregamento e outras
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Custos totais em função da velocidade
$ 95
90
85
80
75
70
20 40 60 80 100
km / hour
Fonte:Cool, 1998.
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Conceitos elementares da
economia dos transportes
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Unidades básicas de medida
Concept Symbol Unit Remarks
vehicles V vehicle either ship, train, truck, plane
vehicle VK vehicle km = VK1 + VK2 + ... + VKV
output
loaded hauls LVK vehicle km = LVK 11 + ... + LVK V1 + ...+ LVK VN
(1) where LVKij are the loaded kilometers in
the jth run of vehicle i, and N is the
number of runs
Revenue RVK, RLVK vehicle km is used when paid VK differ from the
kilometers actual (loaded) VK
tonnes lifted TL t = 1000 kg = TL11 + TL12 + ... + TLV1 + ...+ TLVN
(2) where TLij are the tonnes in the jth run of
vehicle i, and N is the number of runs
transport TK tkm = TK1 + TK2 + ... + TKV
product or where TKij = TLij LVKij and TKi sums the
output results per vehicle i
average AL = TK / TL km
transport
distance
handling h none the average number of times that a tonne
factor in transport is being transferred to another
stop or agent. Note: h is not observed.
tonnes in T = TL / h t the total tonnes that pass through the
transport system (unobserved) 3
integral K = TK / T km the (average) integral distance that a tonne
distance passes through the system (unobserved) 4
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Fonte:Cool, 1998. Prof. Ildo Luís Sauer 34

Fatores limitantes
 Em geral não há
 Parâmetros gerais apropriados
 Indicadores
 Usuais: passageiro*km; tonelada*km
 Problemas
 Atividade: estatísticas refletem atividade das
empresas, o que é diferente do transporte (carga)
 Características: não há consideração de volume ou
valor, somente peso
 Economia – número – extrativa
 Manufatura: peso diminui; distância aumenta
→ Motorizado x animal e caminhada
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O círculo vicioso do transporte de
cargas
ENE 5703
Fonte: Confederação Nacional de Transportes e o Centro de Estudos em Logística do Coppead / Universidade Federal do Rio de Janeiro, 2002.
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Passageiros
 Motivos de viagem
 Trabalho (ida e volta)
 Viagens de trabalho
 Compras
 Sociais (visitas)
 Recreação/lazer
 Fatores que afetam a mobilidade
 Situação/modo/estilo de vida
 Preferências
 Renda/classe – define leque de opções modais
 Custos de viagem
 Velocidade modal/disponibilidade de tempo
 Experiência de viagem
 Qualidade – importante; intangível
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Fatores condicionantes
 Trabalho
 Visitas a serviço
 Bancos e compras eletrônicas
 Descentralização dos serviços (bancos, médicos,
supermercados)
 Economia informal: incremento de negócios com vizinhos
 Em geral tráfego para áreas onde os serviços estão disponíveis
é congestionado → ineficiente (oportunidade)
 Lazer → fora do domicilio
 Tem aumentado nos EUA
 Lazer fora x no domicílio
 Proximidade das opções
 Tendência → incremento de viagens
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Continuação
 Estrutura modal é importante → intensidades
diferentes
 Ônibus e trem – intensidades inferiores às do
automóvel (exceto EUA)
 Avião - comparável à do automóvel
 Opção modal é influenciada por muitos fatores
 Infraestrutura (rodovias, ferrovias, rios, aeroportos…)
 Manutenção pública
 Preço dos combustíveis – longo prazo/curto prazo
 Fator de ocupação é fundamental entre os modos
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Outros fatores importantes
 Relação entre
 Trabalho
 Moradia
 Mercado de trabalho
 Política urbana e industrial
 Desocupação
 Descentralização
 Lay-out espacial da sociedade
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Transporte de carga
 Tipos de carga
 Minérios e agricolas
 baixo valor/km → ferrovia, navio
 Bens intermediários e finais
 Maior valor “transporte” → caminhão →
flexibilidade maior
 Dados em geral são para transporte doméstico
 Agricultura e indústria – são decisivos
 Combustíveis – também são importantes
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Conceitos elementares da
economia dos transportes
Fonte: Association of American Railroads
Source: Eno Transportation Foundation
ENE 5703
Data are for 2001
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Análise do setor de transportes
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Configuração do setor de
transportes
Cargas Pessoas
internacional interno privado coletivo
barco longa distância curta distância automóvel urbano interurbano
avião
trem caminhões leves ônibus trem
caminhão pick-ups metrô avião
barco furgões tróleibus ônibus
avião trem
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Análise do setor de
transportes
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Fluxograma do impacto econômico do
planejamento do sistema de transportes
(utilizando o modelo REMI da APTA)
ENE 5703
Fonte: American Public Transportation Association
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Análise do setor de transportes
 Arcabouço conceitual
 Motivação para agir
 Necessidades, desejos, valores, emoções
 Fatores que estimulam ou restringem a ação
 Socioeconômicos e ambientais
 Demográficos
 Econômicos
 Físicos (infraestrutura)
 Coletivos/sociais
 Pessoais/privados
 Infraestrutura legal e social
 Manifestação de valores e emoções contidos
 comportamento/atividades
 Medidos por
 Tipo e locação das atividades – padrões recentes e históricos de despesas;
 Frequência, duração e sequência das atividades – tempo, mileage
 Consequência
 Tipo e quantidade de energia utilizada
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Modos de vida e transporte
 Mobilidade
 Acesso ao automóvel
 Distância de viagem
 Alterações modais com distância maior (aeroviário)
 Saturação
 EUA
 Propriedade – saturados
 1 carro x 1 licenciado (carta)
 Mulher x mercado de trabalho
 Europa e Japão
 Ainda aumentando
 Alterações demográficas
 Famílias menores → mais lazer / trabalho
 >> mulheres no mercado de trabalho → menor fator de uso / carga
 Idosos → dirigem menos, maior distância ENE 5703
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Continuação
 Localização e tamanho da família
 Opção modal
 Idosos ou solteiros – opção público
 Restrições sociais
 Homens → 2 x distância da mulher
 Compensação entre domicílio / trabalho e lazer
 Custo da viagem – tempo e dinheiro
 EUA
 1/3 energia para transporte pessoal – trabalho
 Mulher x trabalho
 Regras de aposentadoria
 Telecommuting
 Redução da jornada x semana
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Melhorias tecnológicas
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Melhorias tecnológicas
 Veículos leves
 Eficiência de conversão do trem de direção
 Redução do peso
 Aços mais resistentes
 Alumínio e magnésio
 Plástico
 cerâmica
 Redução da resistência aerodinâmica
 Redução da resistência do rolamento
 Motor eficiente
 Diesel adiabático
 Revestimento cerâmico na câmara de combustão
 Viabilidade econômica
 Incentivos ambientais
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Continuação
 Balanço simplificado – W.W. Rabbits
 Energia mecânica nas rodas: 1,1 l/100 km
 Energia consumida: 7,9 l/100 km
 13,8% eficiência da conversão do combustível em energia mecânica
 Opções: mudança de combustível → Diesel → 5,3 l/100km
 Ganhos resultaram de
 Redução de peso e arraste aerodinâmico
 Uso de motores c/ relação magra ar/gasolina ou pré-câmara para
diesel
 Novos ganhos podem resultar de
 Motores diesel c/ injeção direta (caminhão) ou c/velas
 Motores multi-combustível
 CVT
 Desligamento/materiais leves/arraste
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Veículos pesados
 Motores já são eficientes [f(KLEM)]
 Oportunidade: diesel adiabático
 Reduz perdas com refrigeração
 Uso de turbo
 Ciclo de vapor a freon
 Arraste aerodinâmico
 Melhorias em pneus
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Caminhões no Brasil
 60% da carga transportada (1981)
 Oportunidades de competição: dutos
 Idade média da frota – 8,62 anos
 Recessão
 Estrutura descentralizada
 Medidas
 Turbo charger: melhor que aspirados – IPT/CMTC → +
12%
 Pneus radiais: testes Min. Trasnportes → + 10%
 Defletores aerodinâmicos – testes de campo → + 6%
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Ônibus no Brasil
 Fatores importantes
 População urbana
 Aumento do número de viagens
 Aumento da distância de viagem
 Infraestrutura: pavimento
 Crise vai a relegar infraestrutura a 2o plano
 Efeito estimado: incremento de 18% gasolina, 21%
álcool, 10-15% em veículos leves a diesel
 Deterioração da frota
 Taxa de substituição em 1983: 5%
 Em 1983 → 141.173 veículos, 6.700 vendidos
 Vida média: 9 anos
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Continuação
 Fatores importantes
 Redução na velocidade média
 Crescimento da população urbana
 Utilização incrementada do equipamento urbano
 Congestionamentos
 Maior número de ciclos de aceleração e desaceleração →
maior consumo
 Outros fatores
 Institucionais (jurídicos – concessões)
 Estrutura empresarial
 Resistência à inovação
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Medidas efetivas
 Planejamento urbano voltado à minimização
do transporte individual
 Racionalização (informatização) das rotas e
operação reduzindo ciclos de aceleração e
desaceleração
 Manutenção / renovação da frota
 Manutenção da infraestrutura e treinamento
dos operadores
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Melhorias tecnológicas
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Melhorias tecnológicas
Iniciativas para promover mudança modal
© Hitachi, Ltd. 1994, 2004.
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Tendências - tecnologia
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Melhorias tecnológicas
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Melhorias tecnológicas
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Melhorias tecnológicas
Fonte: The Virginia Energy Savers Handbook, 2004 ENE 5703
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U.S. Department of Energy (DOE) recommendations for appropriate fuel-efficient vehicle
selection.
Transportation Characteristic Preferred Vehicle Characteristic
Predominantly highway driving Automatic transmission cruise control
Predominantly city driving Manual transmission
Predominantly driver-only (little driving Smaller, Lighter vehicle/engine
with multi-passengers) Consider renting for infrequent trips
Smaller, Lighter vehicle/engine
Minimum cargo capacity needs Consider renting for infrequent cargo carrying
capacity needs
Light exterior and interior colors to reduce
Predominantly warm climate operation
heatbuildup and air conditioning needs
Flow through ventilation rather than air
Predominantly cold climate operation
conditioning
Fonte: The Virginia Energy Savers Handbook, 2004 ENE 5703
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