Energia e Ambiente nos Transportes COPERT III Carla Silva IST, Março 2006 Trabalho Final de Curso - Margarida Coelho

Copert III

Copert III COPERT III (Agência Europeia do Ambiente) Ferramenta computacional Microsoft Acess Estudo do impacte energético e ambiental de veículos rodoviários numa região ou no pais Modelo desenvolvido pela Aristotle University Thessaloniki (Grécia) www.eng.auth.gr/mech/lat/copert/copert.htm

Copert III Modelo considerado de referência para a Agência Europeia do Ambiente Aplicado na quantificação de emissões provenientes do tráfego, nos seguintes níveis espaciais e temporais: Nacional (NUTS 0) / anual Urbano (resolução de 1x1 km2) / horário

Estrutura Snap07: Transporte rodoviário Snap08: Transporte não rodoviário (marítimo, ferroviário)

Tipo de veículos Categorias de veículos: Ligeiros de passageiros Ligeiros comerciais Pesados de passageiros Pesados de mercadorias Motociclos Idade dos veículos: Pré-ECE: até 1971 ECE 15 00 & 01: 1972 – 1977 ECE 15 02: 1978 – 1980 ECE 15 03: 1981 – 1985 ECE 15 04: 1985 - 1992 Euro I: 1992-1996 Euro II: 1997 – 2000 Euro III: 2001 – 2005 Euro IV: 2005 – 2008 Euro V: 2008 – ...

Poluentes Grupo I: metodologia detalhada de cálculo de factores de emissão, baseada em diferentes situações de tráfego e condições do motor CO, NOx, VOC, CH4, NMVOC, PM Grupo II: metodologia baseada no consumo de combustível CO2, SO2, Pb, Cd, Cr, Cu, Ni, Se, Zn Grupo III: metodologia simplificada, devido à ausência de dados NH3, N2O, PAHs, POPs, PCDDs, PCDFs Grupo IV: metodologia relacionada com NMVOCs Alcanos, alcenos, alcinos, aldeídos, cetonas, cicloalcanos, aromáticos

Metodologia Tipo de emissões: ETOTAL = EHOT + ECOLD + EEVAP Para diferentes tipos de vias: ETOTAL = EURBAN + ERURAL + EHIGHWAY Cálculo 3 tipos de emissões: EHOT (i, j, k) = Nj  Mj, k  eHOT(i, j, k) ECOLD(i, j) = i, j  Nj  Mj  eHOT(i, j)  (eCOLD(i, j)  eHOT(i, j) – 1) EEVA (j) = 365  Nj  (ed + Sc + Sfi) + R

Metodologia

Emissões a quente EHOT (i, j, k) = Nj  Mj, k  eHOT(i, j, k) N nº veículos da classe j M km percorridos pelos veículos classe j e no tipo de estrada k eHOT g/km poluente i, veículo j, estrada k

Emissões a quente

Emissões a quente

Emissões a frio ECOLD(i, j) = i, j  Nj  Mj  eHOT(i, j)  (eCOLD(i, j)  eHOT(i, j) – 1)  Fração km a frio N nº veículos da classe j M km percorridos pelos veículos classe j e no tipo de estrada k eHOT g/km poluente quente i, veículo j, estrada k eCOLD g/km poluente frio i, veículo j, estrada k

Emissões a frio

Emissões evaporativas EEVA (j) = 365  Nj  (ed + Sc + Sfi) + R Gasolina diurnal (daily) emissions; hot soak emissions ; running losses ed perdas durante o dia, por variações temperatura S perdas quando motor desligado quente (c carburador, fi injecção combustível) R perdas durante a operação do veículo

Emissões evaporativas

Consumo de Combustível Metodologia Velocidade média Consumo de Combustível Parque Automóvel Emissões Totais Tipo de condução Topografia / Carga

Metodologia Factores de emissão [g/km] Velocidade média COPERT III Tráfego COPERT III Idade do parque Parque Automóvel Temperatura Declive Carga Emissões totais [g] Programas de controlo de emissões Distância percorrida

Dados Parque automóvel nacional: DGV; ACAP; Instituto de Seguros de Portugal Tráfego: Dep. Tráfego Câmara Municipal de Lisboa; Brisa; Lusoponte; Estradas de Portugal... Combustível: DGGE Dados meteorológicos: Instituto de Meteorologia (http://meteo.pt); http://meteo.ist.utl.pt

Parâmetros de entrada País Características dos combustíveis (gasolina, diesel e GPL) Temperatura ambiente Comprimento da viagem (influência no arranque a frio) Características da frota Velocidade média dos veículos, por tipo de via Percentagem de circulação em cada tipo de via Taxa de evaporação

Parâmetros de entrada Características dos combustíveis: Consumo anual Pb; S; Relação H:C; Cd, Cu, Ni, Cr, Ni, Se, Zn, ... Pressão de vaporização Frota – por categoria, combustível e idade: N.º veículos Quilometragem anual Injecção de combustível Controlo de evaporação de combustível

País a analisar

Combustível

Temperaturas

Pressão de vaporização

Motor frio

Existência fugas

Frota automóvel

Circulação

Evaporação

Parâmetros “avançados” Percentagens de redução de emissões Degradação do veículo pela quilometragem Com Inspecção / Manutenção Sem Inspecção / Manutenção Carga Declive Distribuição da gasolina sem chumbo

Redução de emissões

Degradação do veículo

Carga

Declive

Declive/Carga

Gasolina sem chumbo

Resultados Factores de emissão (g/km)

FE motor quente

FE motor frio

FE evaporação

Resultados Emissões (ton)

Alguns detalhes... Balanço de combustível

Aplicação Correr programa para um caso pratico: A5 (12 km; 100 km/h ou 80 km/h) Oeiras (3 km; 20km/h) Lisboa IST (4 km; 15 km/h ) Ida-volta (38 km) * 253 dias úteis = 9614 km 7/19= 37% urbano ; 12/19=63% auto-estrada Velocidades médias (3*20+4*15)/7=17 km/h em urbano 100 km/h ligeiros auto-estrada 80 km/h pesados

Aplicação Parque automóvel: 7 motas, 200 ligeiros, 15 pesados autocarros, 10 pesados transporte de mercadoria Meet22 para distribuição frota por normas %motas ; %norma/100*nºmotas total

Aplicação

Energia 200 Tep (petróleo 10000 kcal/kg = 41840 kJ/kg) Aplicação Resultados anuais: Consumo anual Gasolina 108 toneladas Diesel 82 toneladas Energia 200 Tep (petróleo 10000 kcal/kg = 41840 kJ/kg) CO2 anual 603 toneladas

Energia e Ambiente nos Transportes COPERT III Carla Silva IST, Março 2006 Trabalho Final de Curso - Margarida Coelho