A construção de um aeroporto, além de extinguir o bioma existente, traz também a introdução de uma série de novos poluentes ao local, e pode causar a elevação da temperatura em mais de 2 graus Celsius ao comparar com a temperatura de áreas rurais ou não impermeabilizadas na mesma região. Alguns desses poluentes são oriundos da grande quantidade de queima de combustíveis fósseis por parte das aeronaves, e também pelos demais veículos de solo (DIAS, 1995 apud BNB, 2008).
De acordo com o Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC, 2018), órgão científico-político das Organizações das Nações Unidas que estuda as mudanças climáticas, a emissão de dióxido de carbono (CO2) causada pela humanidade é uma das
grandes responsáveis pelo aumento da temperatura global e, por ter um impacto persistente na atmosfera de até centenas de milhares de anos, é uma das maiores preocupações atuais.
Embora ainda sejam incertos e discutíveis os efeitos causados por um aumento da temperatura global, destaca-se que o sucesso da agricultura depende diretamente das condições climáticas, de forma que uma alteração do clima pode afetar não só a produtividade, como também o zoneamento agrícola, e estudos estimam que possa ocorrer uma redução de 23% a 92% da produção com uma alteração climática (BORDIGNON, 2016). O Gráfico 2 a seguir demonstra a porcentagem de emissão de CO2 nos sistemas de
transportes mundiais.
Gráfico 2 – Porcentagem de emissão de CO2 nos sistemas de transportes mundiais
12% 7% 6% 30% 45% Modal Aéreo Modal Marítimo Modal Ferroviário
Modal Rodoviário (Veículos Leves)
Modal Rodoviário (Veículos Pesados)
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De acordo com o levantamento realizado pelo IPCC (1999) visto no Gráfico 2, as emissões de CO2 por parte da aviação representaram 12% do total dos sistemas de transportes
mundiais.
A Tabela 2 a seguir expõe os valores em gramas das principais emissões resultantes da queima de cada quilograma de combustível de aviação.
Tabela 2 – Índices de emissão de gases por regime de operação nos motores de aviação
Gás Regime de Marcha Lenta Regime de Decolagem Regime de Cruzeiro
CO2 3.160 g/kg 3.160 g/kg 3.160 g/kg
Vapor D’água (H2O) 1.230 g/kg 1.230 g/kg 1.230 g/kg
CO 25 (10-65) g/kg 1 g/kg 1-3.5 g/kg
CH4 4 (0-12) g/kg 0.5 g/kg 0.2-1.3 g/kg
Fonte: Adaptado de IPCC, 1999, tradução nossa.
Ao analisar a Tabela 2, é possível verificar que o CO2 é o mais abundante produto
da combustão realizada nos motores das aeronaves, com um índice de 3.160 gramas de CO2
produzido por cada quilograma de combustível queimado.
Para analisar de forma simplificada o consumo de combustíveis e a respectiva emissão de CO2, será criada uma situação hipotética, devido à existência de inúmeras
variáveis que tornam o cálculo demasiadamente complexo. Primeiramente, serão introduzidos dois modelos de aeronaves, com consumo de combustível fixo, conforme a Tabela 3 a seguir. Tabela 3 – Apresentação de modelos de aeronaves fictícias
Modelo da Aeronave Classificação Consumo em Solo (Marcha Lenta)
Busair
(capacidade para até 150 pessoas)
Corredor Único 200 quilogramas por hora
Póing
(capacidade para até 500 pessoas)
Fuselagem Larga 1.200 quilogramas por hora
Fonte: Elaboração do autor, 2020.
Nesta situação hipotética, será considerada a existência de somente dois modelos de aeronaves, discriminados na Tabela 3, e serão determinados os seguintes fatores:
a) um aeroporto como o de Paris Charles de Gaulle, em um dia de pico, movimenta 1.114 aeronaves de corredor único e 360 aeronaves de fuselagem larga (REMIRO; WELMAN, 2014);
b) todas as aeronaves de corredor único serão do modelo "Busair" e todas as aeronaves de fuselagem larga serão modelo "Póing", bem como todas as aeronaves são modelos novos e não possuem degradação no desempenho;
c) o consumo das aeronaves será fixado nos valores apresentados hipoteticamente na Tabela 3, independentemente de quaisquer outras variáveis externas e da potência aplicada ao motor durante o período no solo;
d) em um dia típico, sem qualquer tipo de atraso, o tempo total de táxi após o pouso de uma aeronave leva cerca de 8 minutos, enquanto o tempo da partida dos motores até a decolagem leva cerca de 17 minutos, sendo um total de 25 minutos, por aeronave.
Ao analisar esta situação hipotética, pode-se inferir que houve uma queima estimada de combustível de 83 kg por aeronave do modelo "Busair" e 500 kg por aeronave do modelo "Póing", que ao considerar o aeroporto de Paris Charles de Gaulle como exemplo, representaria uma queima de 180.000 kg de combustível por aeronaves de fuselagem larga e uma queima de 92.462 kg de combustível por aeronaves de corredor único, com um total de queima de 272.462 kg de combustível, por dia.
Ao comparar o resultado da situação hipotética com o índice de emissão CO2
verificado na Tabela 2, tem-se a produção de 860.979,92 kg de CO2 em um dia típico.
Além da alteração microclimática, a redução da qualidade do ar provocada por outros gases, como o monóxido de carbono (CO) e o metano (CH4), também é preocupante
(SANTOS et al., 2008).
O CO é um gás inodoro, incolor e tóxico, extremamente perigoso, pois é um asfixiante químico que pode levar à intoxicação. Após sua inalação, pode causar leves sintomas de envenenamento, dores de cabeça e até falhas na respiração, levando à morte (FERREIRA, 2020).
Os efeitos da exposição ao CO estão associados à diminuição da capacidade de transporte de oxigênio pelo sangue. Foi demonstrado, experimentalmente, que a pessoa exposta ao CO pode ter diminuído seus reflexos e acuidade visual e a capacidade de estimar intervalos de tempo (SANTOS et al., 2008).
Sobre o CH4, Araújo (2020, p. 4) esclarece:
O gás metano é um dos responsáveis pelo aceleramento do efeito estufa, estando em menor quantidade na atmosfera, quando comparado com o dióxido de carbono. No entanto, seu potencial energético é 60x maior, além da alta capacidade de absorção de radiação infravermelha. Portanto, apesar de o metano não possuir uma longa permanência na atmosfera, os danos causados ao ambiente chegam a ser 20x maiores que os causados pelo dióxido de carbono. Para a saúde humana, o metano também apresenta riscos de intoxicação. A inalação do gás pode causar asfixia, colapsos no sistema nervoso e parada cardíaca.
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3 MITIGAÇÃO DO IMPACTO AMBIENTAL COM A UTILIZAÇÃO DO PROJETO PISTA INFINITA
Diante das pesquisas bibliográficas e documentais realizadas, é possível afirmar que a proposta do aeroporto com pista de formato circular pode trazer vantagens aos três aspectos relacionados aos impactos ambientais abordados nesta pesquisa.
O notável aproveitamento de espaço proposto por um aeroporto com pista de formato circular, por si só, já geraria um benefício imediato ao meio ambiente, além do que o formato circular da pista permitiria uma operação flexível, com aproximações e decolagens realizadas em vários sentidos, ao invés de concentrá-los em uma rota fixa de pousos e decolagens. Desta forma, seria possível uma difusão da emissão de gases poluentes e ruídos, o que pode trazer impactos positivos ao meio ambiente.
A seguir serão detalhadas as principais vantagens observadas para cada um dos aspectos estudados.
3.1 DEGRADAÇÃO DA FLORA E DA FAUNA NAS ÁREAS DESTINADAS ÀS INSTALAÇÕES AEROPORTUÁRIAS
Para Garcia (2014, p. 18), “os elementos de um grande aeroporto são apresentados
e divididos em dois componentes principais, o Lado Ar e o Lado Terra”. Segundo este autor, o Lado Ar de um aeroporto destina-se ao atendimento do movimento de aeronaves, bem como às operações de pousos e decolagens, e o Lado Terra destina-se à circulação de veículos terrestres, passageiros e carga.
A maior parte da área de um aeroporto é ocupada pelo Lado Ar (entre 80 a 95%) enquanto apenas 5 a 20% da área é dedicada ao Lado Terra. Devido a isso, os principais aspectos do design de um aeroporto estão no número de pistas, sua orientação e comprimento, configuração geométrica do sistema da pista e terreno destinado à segurança operacional e futuras expansões (DUPEYRAT et al., 2014).
Se quanto maior a área ocupada, maior será o impacto ambiental causado, como construir uma estrutura que possibilite um grande comprimento de pista sem ocupar uma grande área? Identificado que o maior impacto é causado pelo Lado Ar, o modelo de aeroporto em formato circular oferece uma alternativa de uma pista para pousos e decolagens de comprimento infinito, com espaço ocupado finito.
A Figura 2 demonstra a disposição da estrutura aeroportuária prevista para o projeto Pista Infinita.
Figura 2 – Disposição do aeroporto do Projeto Pista Infinita
Fonte: Loth et al, 2014.
Da Figura 2 pode-se observar que o modelo de aeroporto proposto no Projeto Pista Infinita do NRL prevê uma pista de formato circular, que teria um ângulo de inclinação voltado para o interior do círculo, e todas as estruturas para dar suporte às aeronaves, passageiros, bagagens e carga estariam localizadas no centro do círculo, as quais permitiriam que os passageiros alcancem os portões de forma mais ágil, pois percorreriam distâncias menores, e as aeronaves taxiariam em distâncias menores tanto para decolagens quanto após os pousos, em que um raio de 1,5 a 2,5 km seria o suficiente para comportar a maior parte das aeronaves atuais (NLR et al., 2012).
Para efeito comparativo, o projeto utiliza o aeroporto de Paris Charles de Gaulle, o qual movimenta aproximadamente 61 milhões de passageiros por ano e o terminal ocupa aproximadamente 32.380.000 m2. Para uma capacidade instalada equivalente, o aeroporto do projeto Pista Infinita é estimado em apenas 11.545.000 m2, uma redução de aproximadamente 64% do espaço total a ser ocupado (REMIRO; WELMAN, 2014).
A Figura 3 a seguir demonstra o espaço físico ocupado pelo aeroporto de Paris Charles de Gaulle e pelo Projeto Pista Infinita.
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Figura 3 – Comparativo entre a Pista Infitinta e o Aeroporto Paris Charles de Gaulle
Fonte: Loth et al, 2014.
Como pode-se observar da Figura 3, a imagem de satélite do aeroporto de Paris Charles de Gaulle é sobreposta pela infraestrutura teórica de capacidade equivalente do projeto Pista Infinita (Figura 2), sendo possível ter uma noção da redução de área necessária para a construção de um aeroporto com pista para pousos e decolagens de formato circular.
Mesmo ao se levar em conta as quatro pistas para pousos e decolagens disponíveis para a operação no Aeroporto de Paris Charles de Gaulle, considera-se possível a equivalência em capacidade a uma única pista circular, pois em situação de ventos leves (até 20 nós), seriam possíveis múltiplas aproximações em rotas de ângulos diferentes, sem a necessidade de separação limitada pela categoria da esteira de turbulência de cada aeronave, uma vez que estas não voariam em rotas sobrepostas (HESSELINK, 2015).
Em aeroportos convencionais, a separação entre as aeronaves durante a decolagem ou aproximação para pouso se faz necessária pois, segundo a ICAO (1984), quando duas aeronaves em um curto intervalo de tempo sobrevoam a mesma rota, a esteira de turbulência gerada pela aeronave precedente pode causar efeitos adversos na aeronave que a sucede. Perda de altura, estresse estrutural, ou até mesmo uma rolagem induzida são alguns destes efeitos adversos, dos quais o mais perigoso é a rolagem induzida, que pode ocasionar a perda dos comandos de vôo, fator que se destaca como o segundo maior responsável por acidentes aéreos no Brasil nos últimos 10 anos (BRASIL, 2020a).
A Figura 4 ilustra o sequenciamento de pouso flexível para aeronaves no aeroporto do projeto Pista Infinita.
Figura 4 – Sequenciamento de Pouso Flexível para Aeronaves
Fonte: Hesselink, 2015.
Como pode-se observar da Figura 4, o projeto Pista Infinita prevê que várias aeronaves realizem decolagens e aproximações para pouso de forma simultânea, com rotas não sobrepostas e proas diferentes, de forma a eliminar a necessidade de separação limitada por esteira de turbulência.
Desta forma, pode-se concluir que, por ser possível o aeroporto do projeto Pista Infinita operar com capacidade equivalente até mesmo de aeroportos com muitas pistas e grande fluxo de passageiros, a redução da área construída seria significativa e, portanto, os impactos ambientais relacionados à degradação da flora e fauna seriam mitigados, pois quanto menor o espaço ocupado, menor a área que será modificada e menor seria o impacto ambiental, e, consequentemente, um menor número de espécies da flora e fauna seriam afetados.
Ao considerar que em uma área como o parque nacional de Badgeworth, no Reino Unido, é possível abrigar cerca de 300 espécies de animais em apenas 10.000m2, segundo dados do Gloucestershire Wildlife Trust (2020), é possível estimar que cerca de 600.000 animais seriam poupados na construção de um aeroporto do projeto Pista Infinita.
3.2 AUMENTO DOS NÍVEIS DE PRESSÃO SONORA NAS REGIÕES PRÓXIMAS AOS AEROPORTOS
Como já comentado no subtópico 2.3.2, em aeroportos de formato convencional o ruído fica concentrado, principalmente, nas áreas destinadas para pousos e decolagens.
O planejamento para mitigação da poluição sonora atualmente limita-se a algumas restrições e regras como, por exemplo, rotas para aproximações e decolagens que evitem áreas
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habitadas, limite de altura mínima para sobrevôo, realização de decolagens com potência dos motores reduzida, operações de aproximação com descidas contínuas, instalação de paredes antirruídos e limitação do horário de operação dos aeroportos.
No projeto Pista Infinita, por prever uma operação que possibilita aproximações para pouso e decolagens a partir de qualquer direção, é previsto que o aeroporto seja construído em uma área um pouco mais afastada de forma a mitigar a poluição sonora na vizinhança, enquanto a maioria dos aeroportos existentes foram construídos em coexistência com a comunidade (LOTH et al., 2014).
Contudo, nota-se que a operação em qualquer sentido permitiria uma diluição nas medidas de Ldn, que como explicado anteriormente, são feitas com uma média de emissão de
ruídos em uma determinada área num período de 24 horas, o que causa uma média mais baixa por cada área no contorno do aeroporto. E o próprio tamanho reduzido do aeroporto também contribuirá para uma redução dos níveis de ruídos (DUPEYRAT et al., 2014).
Além disso, o ruído de solo, causado pela movimentação operacional do aeroporto, será evitado de se espalhar para fora da área aeroportuária devido à inclinação da pista circular, em que a parte mais alta funcionaria como uma parede antirruídos, como pode ser observado na Figura 5 (HESSELINK, 2015).
Figura 5 – Exemplo de inclinação da Pista Infinita, com altura e largura da pista
Fonte: Adaptado de Schmollgruber; Giuseppe; Dupeyrat, 2013, tradução nossa.
Como comparação, pode-se citar o aeroporto internacional de Miami, nos Estados Unidos da América, o qual possui paredes antirruídos de quase 11 metros de altura (MPS, 1996), que conseguem reduzir o nível de ruído em pelo menos 10 dB (MIAMI-DADE AVIATION DEPARTMENT, 2007).
Na Figura 5, observa-se que o projeto Pista Infinita considera uma pista com largura de no mínimo 140m (SCHMOLLGRUBER; GIUSEPPE; DUPEYRAT, 2013),
inicialmente plana, iniciando um declive angular de até no máximo 25 graus, considerado o máximo aceitável aos passageiros (NLR et al., 2012) e, desta forma, seria possível criar uma barreira antirruídos “natural” de cerca de 36 metros de altura, ou seja, mais de três vezes maior se comparado ao tamanho da parede antirruídos do aeroporto internacional de Miami (LOTH et al., 2014).
Para ilustrar a redução da propagação de ruídos, a Figura 6 demonstra o contorno previsto no cálculo do projeto Pista Infinita.
Figura 6 – Contorno calculado de Ldn da Pista Infinita
Fonte: Loth et al., 2014.
Observa-se na Figura 6 a melhor difusão do ruído. O contorno em azul claro destaca ruídos entre 55-60dB, e contorno em azul escuro entre 60-65dB, valores considerados aceitáveis de acordo com Dupeyrat et al. (2014). As demais áreas, mais próximas do sítio aeroportuário, possuem valores acima de 65dB (LOTH et al., 2014).
Para melhor ilustrar a comparação entre a emissão de ruídos do projeto Pista Infinita e a efetiva emissão de ruídos de um aeroporto convencional, como o de Paris Charles de Gaulle, a Figura 7 expõe uma sobreposição entre as Figuras 1 e 6.
Figura 7 – Sobreposição das Figuras 1 e 6
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Observa-se na Figura 7 uma melhor distribuição de ruídos no projeto Pista Infinita, se comparado a um aeroporto convencional como o de Paris Charles de Gaulle.
Tomando com base a Figura 7, o contorno da área total de distúrbio sonoro do projeto Pista Infinita foi calculado, com o auxílio do software SketchAndCalc (2020), cuja metodologia utilizada no cálculo está disposta no Apêndice desta pesquisa, e foi obtido o resultado de uma área total afetada por distúrbios sonoros de aproximadamente 193.787.163 m2. Portanto, além da melhor distribuição dos ruídos, seria possível obter uma redução da área total afetada por distúrbios sonoros de aproximadamente 10% com a utilização do projeto Pista Infinita, ao ser comparado com a área compreendida no plano de distúrbio sonoro do aeroporto de Paris Charles de Gaulle, calculada no subtópico 2.3.2 desta pesquisa.
Ao considerar a densidade demográfica de Paris calculada pelo INSEE (2020) em 2017, de 3.791,1 habitantes por km2, seria possível mensurar uma redução de
aproximadamente 81.567 habitantes atingidos por ruídos gerados pelo aeroporto proposto no projeto Pista Infinita, se comparado aos ruídos gerados pelo aeroporto de Paris Charles de Gaulle.
3.3 ALTERAÇÃO MICROCLIMÁTICA E REDUÇÃO DA QUALIDADE DO AR
A redução da área construída, como já visto anteriormente, é a maior vantagem da aplicação de um aeroporto com pista para pousos e decolagens de formato circular e influencia positivamente nos aspectos relacionados aos impactos ambientais. Uma menor interferência com o ecossistema existente levará, consequentemente, a um menor impacto no microclima local e também na qualidade do ar.
Além deste benefício imediato, outro aspecto positivo do projeto é a otimização das rotas de táxi das aeronaves, tanto para partida, quanto para chegada. Em situações de vento calmo, em que fosse possível uma aeronave decolar ou pousar em qualquer direção, seria possível que a decolagem ou o pouso fosse realizado no ponto mais próximo da posição de estacionamento de cada aeronave (HESSELINK, 2015).
Uma única pista circular em uso que pode permitir aproximações e pousos a partir de vários segmentos também eliminaria a necessidade de pontos de espera para cruzamento de uma pista para pousos e decolagens ativa, como ocorre em alguns aeroportos que operam mais de uma pista (LOTH et al., 2014).
No projeto Pista Infinita, a simulação do modelo demonstrou uma redução do tempo de táxi das aeronaves em cerca de 5% a 60% do tempo total para táxi de aeronaves em um aeroporto convencional (LOTH et al., 2014).
Para demonstrar esta vantagem, será utilizada a mesma situação hipotética
apresentada nas alíneas “a” a “c” proposta no subtópico 2.3.3, bem como as aeronaves
fictícias introduzidas na Tabela 3. Neste subtópico foi estabelecido hipoteticamente que uma aeronave leva cerca de 8 minutos em solo após o pouso, enquanto para a partida, leva cerca de 17 minutos em solo antes de iniciar a decolagem, somando um total de 25 minutos por aeronave.
Ao aplicar o valor de redução mínimo de tempo de táxi previsto no projeto Pista Infinita, teríamos o total de 23 minutos e 45 segundos por aeronave.
Assim, as aeronaves fictícias propostas na Tabela 3 passariam a ter o consumo de combustível em solo de, aproximadamente, 79 kg para aeronaves do modelo “Busair”, e 475kg para aeronaves do modelo “Póing”, com um total de queima de 171.000 kg de combustível por aeronaves de fuselagem larga, e 88.006 kg de combustível por aeronaves de corredor único. Assim, a redução total na queima de combustível seria de aproximadamente 13.456 kg por dia.
Ainda utilizando o índice emissão de gases disposto na Tabela 2, de 3.160 gramas de CO2 gerado por quilograma de combustível queimado, seria possível verificar a redução da
emissão de 42.520,96 kg de CO2 na atmosfera em um único dia.
Embora os dados apresentados sejam fictícios, e sabe-se que na realidade estes valores sofrem a influência de outras variáveis, é possível afirmar que em condições idênticas, ao comparar um aeroporto convencional e um aeroporto do projeto Pista Infinita, a redução de emissão de gases poluentes será notória para o modelo Pista Infinita, uma vez que se utilizou a menor margem de economia para o cálculo.
Além disso, é possível inferir que os benefícios sejam ainda maiores, já que durante o táxi no solo, com o regime de operação em marcha lenta, os motores das aeronaves trabalham com eficiência marginal, havendo grande desperdício de combustível (RE, 2017).
O cálculo demonstrado considera-se apenas o CO2, que tem índice de emissão
fixo independente do regime do motor da aeronave (marcha lenta, decolagem ou cruzeiro), mas haveria também a redução na emissão de gases tóxicos, como o CO ou o CH4, que têm
um índice de emissão maior quando da operação em solo, em regime de marcha lenta,