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Título: Desenvolvimento de um método para medir e avaliar a eco-eficiência da operação de locomotivas
Autor(es): Carvalhaes, Bernardo Bicalho
Orientador: Rosa, Rodrigo de Alvarenga
Data do documento: 2-Jun-2016
Editor: Universidade Federal do Espírito Santo
Resumo: As ferrovias brasileiras transportaram mais de 460 milhões de toneladas em 2014 e estão buscando alcançar os padrões ambientais internacionais. Os impactos ambientais decorrentes da utilização de óleo diesel e de combustíveis alternativos utilizados nas locomotivas foram analisados neste estudo. Este artigo propõe um método baseado nas métricas do World Business Council for Sustainable Development (WBCSD) para avaliação da eco-eficiência da operação de locomotivas de ferrovias nacionais ou internacionais, de passageiros e de carga. Sete indicadores foram criados de forma a tornar viável a comparação entre os cenários, sendo eles: consumo de energia total (E), consumo total de energia renovável (RE), emissões de dióxido de carbono (CO2), emissões de monóxido de carbono (CO), emissões de óxidos de nitrogênio (NOx), emissões de material particulado (MP) e eficiência de custos (investimento, manutenção e combustíveis) (EC). O método foi aplicado na Estrada de Ferro Vitória a Minas (EFVM), uma das ferrovias mais importantes do Brasil. Cinco cenários que representam a troca de fontes de combustível foram desenvolvidos, testados e analisados, sendo o Cenário 1 o atual modo de operação da ferrovia. Os cenários levam em consideração a utilização de biodiesel na concentração de 5% no óleo diesel convencional (B5) e também na concentração de 25% (B25). Além disso, foi estudada a utilização de gás natural liquefeito (GNL) associado ao B5 e B25. Após análise dos dados, os resultados demonstraram que se o Cenário 4 for implementado, em comparação ao Cenário 1 a ferrovia pode ganhar 2,3% no indicador de eficiência energética, 139% no indicador de energia renovável, 32% em emissão de CO2, 100% em MP, 60,0% em NOx e 12,6% em Eficiência de Custo. O único indicador que apresenta pior resultado se comparados o Cenário 4 e Cenário 1 é a emissão de CO, com piora no indicador de -3,2%, em função do uso de GNL. Os resultados demonstram que o método proposto pode ser utilizado como uma ferramenta de suporte para auxiliar a ferrovia a decidir qual a melhor mistura de combustíveis e a melhor tecnologia a ser utilizada, para que se possa minimizar o impacto ambiental e os custos operacionais da mesma. Os resultados foram comparados aos padrões da United States Environmental Protection Agency (EPA), agência americana responsável pela regulação dos padrões de emissão no país, sendo capazes de alcançar, em alguns casos, os mais altos padrões de exigência.
Brazilian railroads transported over 460 million tons in 2014 and are reaching to achieve international environmental standards. Thus, it is important to analyze the environmental impact of the use of diesel and alternative fuels. This paper proposes a method based upon the World Business Council for Sustainable Development (WBCSD) metrics to evaluate the railroad’s locomotive operation eco-efficiency. Seven Eco-Efficiency Measurement (EM) indicators were created so that the scenarios could be properly compared. They are respectively: Total energy consumption (E), Total renewable energy consumption (RE), Carbon dioxide emissions (CO2), Carbon monoxide emissions (CO), Nitrogen oxides emissions (NOx), Particulate matter emissions (PM) and Cost Efficiency (investment, maintenance and fuel) (CE). The method was applied to Estrada de Ferro Vitória a Minas (EFVM), one of the most important railroads in Brazil. Five different scenarios representing the exchange of fuel sources were developed, tested and analyzed, Scenario 1 being the actual operational model of the railroad. The many scenarios take into consideration the use of biodiesel blended with standard petroleum diesel at 5% (B5) and also at 25% (B25). Liquefied natural gas (LNG) was also evaluated blended with B5 and B25. After the data analysis, the results showed that if Scenario 4 was implemented, compared to Scenario 1 the railroad could gain 2.3% in energy efficiency, 139.0% in renewable energy efficiency, 32.0% in CO2 emissions, 100.0% in PM, 60.0% in NOx and 12.6% in cost efficiency. The only indicator that shows worse result when comparing Scenario 4 to Scenario 1 is CO with -3.2%, due to the use of LNG. The results indicate that the proposed method can be used as a support tool to help the railroad decide what is the best mix of fuel and the best technology in order to minimize the environmental impacts and also the operational cost. The results were compared to United States Environmental Protection Agency (EPA) standards, and in some cases, achieved the highest standard
URI: http://repositorio.ufes.br/handle/10/9459
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