UNIVERSIDADE DO SUL DE SANTA CATARINA JAIRO MARTINS ROSA
O IMPACTO DA INFRAESTRUTURA AEROPORTUÁRIA NO CONSUMO DE COMBUSTÍVEL AERONÁUTICO
Palhoça 2018
JAIRO MARTINS ROSA
O IMPACTO DA INFRAESTRUTURA AEROPORTUÁRIA NO CONSUMO DE COMBUSTÍVEL AERONÁUTICO
Monografia apresentada ao Curso de graduação em Ciências Aeronáuticas, da Universidade do Sul de Santa Catarina, como requisito parcial para obtenção do título de Bacharel.
Orientador: Prof. Cleo Marcus Garcia, MSc
Palhoça 2018
JAIRO MARTINS ROSA
O IMPACTO DA INFRAESTRUTURA AEROPORTUÁRIA NO CONSUMO DE COMBUSTÍVEL AERONÁUTICO
Esta monografia foi julgada adequada à obtenção do título de Bacharel em Ciências Aeronáuticas e aprovada em sua forma final pelo Curso de Ciências Aeronáuticas, da Universidade do Sul de Santa Catarina.
Palhoça, 21 de junho de 2018
__________________________________________ Professor Cleo Marcus Garcia, MSc.
Universidade do Sul de Santa Catarina
__________________________________________ Professor Orlando Flavio Silva, Esp.
AGRADECIMENTOS
À Deus pela saúde e oportunidade de evolução espiritual. Aos meus queridos pais pelo constante incentivo aos estudos e à prática do bem. À minha companheira Elismara Marques Rosa por me inspirar e estar sempre ao meu lado. À instituição de ensino UNISUL por me proporcionar a realização do presente curso de forma tão profissional e cuidadosa. Ao meu orientador, Professor Cleo Marcus Garcia pelo acompanhamento e orientações imprescindíveis para a conclusão do presente trabalho e em especial ao amigo Sergio Mariú, o qual me fez acreditar na viabilidade da realização deste projeto.
RESUMO
Esta pesquisa teve como objetivo geral analisar a influência da infraestrutura aeroportuária no consumo de combustível aeronáutico bem como na emissão de gases prejudiciais ao meio ambiente. Com a finalidade de atingir o objetivo proposto, analisou-se em particular as áreas de manobra e movimento do aeroporto internacional Hercílio Luz, em Florianópolis, SC. Em seguida destacou-se a importância da utilização de procedimentos operacionais que buscam economia de combustível durante as operações aéreas. A presente pesquisa caracteriza-se como exploratória, com procedimento bibliográfico e documental e com abordagem qualitativa. A verificação dos dados foi feita por meio de tabelas e gráficos, analisados de acordo com a fundamentação teórica. Ao finalizar a pesquisa conclui-se que o investimento privado em infraestrutura aeroportuária, além de conferir maior eficiência operacional, promove maior agilidade na projeção e construção de novas instalações que reduzem o consumo de combustível e as desnecessárias emissões de gases durante as operações aeronáuticas.
Palavras-chave: Infraestrutura Aeroportuária. Emissão de Gases. Economia de Combustível. Eficiência Operacional.
ABSTRACT
This research had as general objective to analyze the influence of the airport infrastructure in the consumption of aeronautical fuel as well as in the emission of gases harmful to the environment. In order to reach the proposed objective, the maneuvering and movement areas of the Hercílio Luz international airport, in Florianópolis, SC, were analyzed. Next, the importance of the use of operational procedures that search for fuel economy during the air operations was emphasized. The present research is characterized as exploratory, with bibliographic and documentary procedure and with qualitative approach. The verification of the data was done through tables and graphs, analyzed according to the theoretical basis. At the end of the research, it is concluded that private investment in airport infrastructure, besides giving greater operational efficiency, promotes greater agility in the projection and construction of new facilities that reduce fuel consumption and unnecessary emissions of gases during aeronautical operations.
LISTA DE ILUSTRAÇÕES
Tabela 1 – Composição dos Custo das Empresas Aéreas...15
Tabela 2 – Tempo médio de taxi por aeródromo...16
Figura 1 - Divisão das fases de voo. Fonte: EMPE/CORINAIR 2013………...21
Figura 2 – APU Boeing 737NG...22
Figura 3 - Carta de Aeródromo de Florianópolis / Hercílio Luz Intl...24
Figura 4 - Fluxo de Combustível, Motores cfm56 Boeing 737NG, idle power...26
Figura 5 – Aeroporto de Florianópolis atualmente...27
Figura 6 – Projeto do novo aeroporto de Florianópolis...27
Figura 7 – Caminhão Reboque...32
Figura 8 – Wheel Tug...33
Gráfico 1 – Comparação entre os tempos de taxi...17
Gráfico 2 – Emissão de SO₂ por fase em 2013...18
Gráfico 3 - Evolução do consumo de QAV por fase de voo...22
Gráfico 4 - Emissão de CO por tipo de atividade...28
Gráfico 5 - Emissão de CO por fase em 2013...29
LISTA DE SIGLAS
APU Auxiliary Power Unit ANAC
CO FCOM GGPA GPU
Agência Nacional de Aviação Civil Monóxido de Carbono
Flight Crew Operation Manual
Gerência Geral de Análise e Pesquisa de Segurança Operacional Ground Power Unit
LPU LTO OACI PBN PCA PIB QAV SO₂
Low Power Unit Landing and Take off
Organização de Aviação Civil Internacional Performance Based Navigation
Pre-Conditioned Air Produto Interno Bruto Querosene de Aviação Dióxido de Enxofre
SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO... 13 1.1 PROBLEMA DA PESQUISA...14 1.2 OBJETIVOS... ...15 1.2.1 Objetivo Geral...15 1.2.2 Objetivos Específicos...15 1.3 JUSTIFICATIVA...15 1.4 METODOLOGIA...18
1.4.1 Natureza e Tipo da Pesquisa...18
1.4.2 Procedimentos de Coleta de Dados...19
1.5 ORGANIZAÇÃO DO TRABALHO...19
2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA ... 20
2.1 O CONSUMO DE COMBUSTÍVEL NAS OPERAÇÕES AÉREAS EM VIRTUDE DAS CONDIÇÕES DE INFRAESTRUTURA AEROPORTUÁRIA ... 20
2.2 A EMISSÃO DE GASES AERONÁUTICOS E O REFLEXO NO MEIO AMBIENTE...28
2.3 DESENVOLVIMENTO E UTILIZAÇÃO DE TÉCNICAS OPERACIONAIS NA BUSCA SEGURA DE ECONOMIA DE COMBUSTÍVEL AERONÁUTICO...31
3 CONSIDERAÇÕES FINAIS ... 35
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1 INTRODUÇÃO
Em tempos onde o desenvolvimento sustentável e o consumo de recursos não renováveis tornam-se preocupações primordiais para o futuro saudável da humanidade, destaca-se o setor aéreo como elemento fundamental para o equilíbrio desta equação devido a imensa proporção dos gastos envolvidos no negócio.
Para se ter uma ideia, segundo o Balanço Energético Nacional 2017, o setor de transportes consumiu 32,4% de toda a energia produzida pelo país, sendo que 4,0% deste percentual destinado especificamente ao consumo de QAV (querosene de aviação), superando o consumo de Biodiesel e Gás natural. (EMPRESA DE PESQUISA ENERGÉTICA, 2017, ps. 21 e 25).
Nas empresas aéreas, como o combustível das aeronaves da frota representa o maior gasto operacional, é muito grande o esforço para que este recurso seja consumido de forma racional visto que além do valor financeiro agregado existe a preocupação com os elementos poluidores nocivos ao meio ambiente.
Além de fatores macroeconômicos, o setor é fortemente impactado pela cotação do barril do petróleo, que historicamente representa cerca de 40% dos custos da indústria no Brasil. O preço do litro do combustível no Brasil é um dos mais altos do mundo, custa em média 46% a mais do que nos EUA e é um dos fatores que mais limitam a redução dos preços das tarifas de voos domésticos no Brasil. (ESTÚDIO FOLHA, 2017).
Pensando nisto a presente pesquisa visa abordar o desnecessário consumo de combustível e emissões de gases nas operações aéreas causado por inadequadas condições de infraestrutura aeroportuária. Este trabalho procura também incentivar o desenvolvimento e a utilização de procedimentos operacionais que proporcionam economia de combustível segura no exato momento que experimentamos uma crise ambiental sem precedentes em toda a nossa história.
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1.1 PROBLEMA DA PESQUISA
Na última década, o crescimento médio anual do transporte aéreo doméstico no Brasil representou mais de 3,5 vezes o crescimento do Produto Interno Bruto (PIB) do País e mais de 14 vezes o crescimento da população, segundo dados da Agência Nacional de Aviação Civil (ANAC). A demanda doméstica do transporte aéreo de passageiros mais do que triplicou nos últimos dez anos, em termos de passageiros-quilômetros pagos transportados, com alta de 234% entre os anos de 2003 e 2012 e com crescimento médio de 14,35% ao ano no período. O mesmo índice mais do que dobrou quando considerados os voos internacionais com origem ou destino no Brasil. (ANAC, 2014, ps. 11 e 12)
Esses números dão a ideia do tamanho do desafio do sistema em operação, assim como do potencial de crescimento desse mercado no País.
Atualmente, o país detém o terceiro maior mercado doméstico do mundo em número de passageiros transportados e apresenta um crescimento expressivo e sustentado. Isso pode ser comprovado por meio do recente desempenho do setor. Entre 2000 e 2014, o número de passageiros transportados, para voos domésticos e internacionais, teve um incremento real de 210,8%, enquanto que a oferta cresceu 103,5% no mesmo período. (CONFEDERAÇÃO NACIONAL DO TRANSPORTE, 2015).
Atualmente observa-se que alguns aeroportos brasileiros não conseguiram acompanhar esse crescimento, principalmente no tocante à terminais, pistas de taxi1, pátios de estacionamentos e tráfego aéreo, contribuindo diretamente para desnecessários gastos com combustíveis aeronáuticos e danosas emissões de gases nocivos ao meio ambiente.
Sendo assim, como a infraestrutura aeroportuária pode contribuir para a economia de combustíveis aeronáuticos e para a redução de emissão de gases que afetam negativamente o meio ambiente?
1 Trajetória definida em um aeródromo em terra, estabelecida para táxi de aeronaves e com a função de
oferecer uma ligação entre as partes do aeródromo, incluindo: - Pista de Táxi e Acesso ao Estacionamento de Aeronaves.
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1.2 OBJETIVOS
1.2.1 Objetivo Geral
Identificar como a infraestrutura aeroportuária pode contribuir para a economia de combustíveis aeronáuticos e para a redução de emissão de gases que afetam negativamente o meio ambiente.
1.2.2 Objetivos Específicos
Identificar consumos de combustível desnecessários nas operações aéreas em virtude de inadequadas condições de infraestrutura aeroportuária.
Obter dados demonstrativos sobre a emissão de gases aeronáuticos e o reflexo no meio ambiente.
Identificar as técnicas operacionais na busca segura de economia de combustível aeronáutico.
1.3 JUSTIFICATIVA
Sabe-se que o gasto com combustível representa a maior despesa das empresas aéreas, atingindo valores que giram em torno de 40% do total de seus custos operacionais, conforme apresentado na Tabela 1.
Tabela 1 – Composição do Custo das Empresas Aéreas
(CONFEDERAÇÃO NACIONAL DO TRANSPORTE – CNT, 2015)
Diante disto fica fácil perceber a importância que “pequenas” economias nas operações diárias representam no universo das grandes empresas que estão sempre buscando
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lucratividade e saúde financeira dentro de um cenário tão competitivo e complexo como o da aviação comercial. (GOL LINHAS AÉREAS, 2013, p. 1)
Não menos importante é a questão dos esforços globais na busca de mecanismos que alcancem as ambiciosas metas de redução das emissões de gases de efeito estufa tão prejudiciais ao meio ambiente.
A tabela 2 a seguir, segundo informações do Sistema Eletrônico de Registro de Voo em amostras coletadas no período de 01 de agosto a 22 de novembro de 2012, mostra o tempo médio de taxi2 nos principais aeroportos brasileiros.
Tabela 2 – Tempo médio de taxi por aeródromo
(ANAC, 2014, p.26)
Já o gráfico 1 a seguir, nos apresenta uma comparação entre as médias internacionais de tempos de taxi adotadas pela Organização de Aviação Civil Internacional (OACI) e os valores levantados para os aeródromos nacionais de maior movimentação.
2 Movimento autopropulsado de uma aeronave sobre a superfície de um aeródromo, excluídos o pouso e a
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Gráfico 1 – Comparação entre os tempos de taxi
(ANAC, 2014, p. 27)
Apesar da média de tempo de taxi no Brasil ser inferior à média mundial, justificada pelo fluxo de tráfego aéreo infinitamente menor, é nesta fase de voo que ocorre grande parte das emissões de gases prejudiciais ao meio ambiente.
Ilustrativamente, o gráfico 2 a seguir apresenta as emissões de dióxido de enxofre (SO₂ ) provenientes do ciclo LTO3 em 2013 nos aeroportos brasileiros. Cabe salientar que este
ciclo engloba as fases de taxi in4, taxi out5 e take off6, diretamente afetadas pela infraestrutura aeroportuária.
3 O ciclo LTO (landing and take off) contempla todas as etapas de voo próximas ao aeródromo realizadas
pelas aeronaves em altitudes inferiores a 914,4 metros (ou 3.000 pés).
4 Movimento autopropulsado de uma aeronave sobre a superfície de um aeródromo após o pouso. 5 Movimento autopropulsado de uma aeronave sobre a superfície de um aeródromo antes da decolagem. 6 Ato de iniciar um voo em que um avião é acelerado a partir de um estado de repouso até aquele estado de
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Gráfico 2 – Emissão de SO₂ por fase em 2013
(ANAC, 2014, p. 51)
1.4 METODOLOGIA
1.4.1 Natureza e Tipo da Pesquisa
A presente pesquisa caracteriza-se como bibliográfica, pois foi elaborada a partir de material já publicado.
A pesquisa bibliográfica desenvolvida a partir de material já elaborado, constituído principalmente de livros e artigos científicos. Embora em quase todos os estudos se a e i ido al um tipo de trabal o desta nature a á pesquisas desen ol idas exclusivamente a partir de fontes bibliográficas. Parte dos estudos exploratórios podem ser definidos como pesquisas bibliográficas, assim como certo número de pesquisas desenvolvidas a partir da técnica de análise de conteúdo. (GIL, 2008).
O presente estudo foi elaborado em nível exploratório, pois o principal objetivo é proporcionar maior familiaridade com os temas estudados.
As pesquisas exploratórias têm como principal finalidade desenvolver, esclarecer e modificar conceitos e ideias, tendo em vista a formulação de problemas mais precisos ou hipóteses pesquisáveis para estudos posteriores. (GIL, 2008).
Pesquisa com abordagem qualitativa, pois possui análise indutiva, subjetiva e o pesquisador envolve-se diretamente com as situações vivenciadas nos estudos.
A pesquisa qualitativa responde a questões muito particulares. Ela se preocupa, nas ciências sociais, com um nível de realidade que não pode ser quantificado. Ou seja, ela trabalha com o universo de significados, motivos, aspirações, crenças, valores e atitudes, o que corresponde a um espaço mais profundo das relações, dos processos e dos fenômenos que não podem ser redu idos operacionali a o de ariá eis. (MINAYO, 2001).
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1.4.2 Procedimentos de Coleta de Dados
Com relação a coleta de dados, a presente pesquisa classifica-se como documental, pois utiliza fontes primárias para comparação de dados, características da realidade presente e passada.
A pesquisa documental assemelha-se muito pesquisa biblio ráfica. A única diferença entre ambas está na nature a das fontes. Enquanto a pesquisa bibliográfica se utiliza fundamentalmente das contribuições dos diversos autores sobre determinado assunto, a pesquisa documental vale-se de materiais que não receberam ainda um tratamento analítico, ou que ainda podem ser reelaborados de acordo com os objetivos da pesquisa. (GIL, 2008).
1.5 ORGANIZAÇÃO DO TRABALHO
O presente trabalho, a fim de alcançar os objetivos a que se propõe, foi elaborado e estruturado da seguinte forma:
No capítulo 1 a introdução apresenta a problemática da pesquisa englobando o objetivo geral e os objetivos específicos. Na sequência, apresenta-se a justificativa que despertou o interesse pelo referido trabalho e a metodologia empregada para classificar a natureza, o tipo da pesquisa e os procedimentos de coleta de dados utilizados durante o estudo.
No capítulo 2 apresenta-se a fundamentação teórica envolvida na relação do consumo de combustível X infraestrutura aeroportuária, na consequente emissão de gases prejudiciais ao meio ambiente e na identificação de procedimentos operacionais que visam a economia de combustível aeronáutico.
O capítulo 3 apresenta a conclusão desenvolvida a partir da análise dos tópicos elaborados no presente estudo, seguido pelas referências.
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2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
2.1 O CONSUMO DE COMBUSTÍVEL NAS OPERAÇÕES AÉREAS EM VIRTUDE DAS CONDIÇÕES DE INFRAESTRUTURA AEROPORTUÁRIA.
No que se refere ao setor de transporte, dos anos 60 até os dias atuais, a aviação se tornou o meio mais rápido, seguro e prático para o transporte de pessoas e cargas. Atualmente, mais de 3 bilhões de pessoas, quase a metade da população mundial, utiliza o transporte aéreo de forma regular, o qual por sua vez gera em escalas mundiais algo em torno de 56 milhões de postos de trabalho, tanto de forma direta como indireta. Diante deste fato observa-se a importância de uma operação aérea eficaz e responsável. (BOEING, 2017, p. 1, tradução nossa).
A infraestrutura aeroportuária apresenta papel fundamental neste contexto, pois influencia de forma direta o consumo de combustível nas operações aéreas. Pesquisas revelam que a média de tempo total de taxi na maioria dos aeroportos, vem crescendo de forma desproporcional e superior ao tempo total de voo e ao número de operações aéreas, resultando em significante aumento no consumo de combustível e nas emissões de gases aeronáuticos. (ITHNAN, SELDERBEEK, BLOKLAND, LODEWIJKS, 2015, tradução nossa).
De acordo com o Inventário Nacional de Emissões Atmosféricas da Aviação Civil apresentado pela Agência Nacional de Aviação Civil em 2014, podemos observar um importante estudo referente à emissões de gases e consumo de combustível aeronáutico das aeronaves no ciclo LTO.
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A figura 1 a seguir identifica ilustrativamente a divisão das fazes de um voo.
Figura 1 – Divisão das fases de voo. Fonte: EMPE/CORINAIR 2013
(ANAC, 2014, p. 19)
O ciclo LTO é composto por 6 fases: 1. Partida
a. Taxi de partida (Taxi out) b. Decolagem (Take off )
c. Início da subida para cruzeiro (Climb out)
2. Chegada
a. Aproximação final (Final approach)
b. Toque e corrida de desaceleração (Landing) c. Taxi de chegada (Taxi in).
Além dos motores utilizados para tração, aeronaves destinadas ao transporte regular possuem um equipamento formado por uma turbina a gás conectada a um gerador elétrico, destinado a suprir energia elétrica e pneumática durante as operações em solo. Este equipamento, denominado APU (Auxiliary Power Unit - Unidade Auxiliar de Potência), é geralmente instalado no cone de cauda das aeronaves após a caverna de pressão conforme demostrado através da figura 2.
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Figura 2 – APU Boeing 737NG
Fonte: GOL FCOM7 BOEING 737NG – 2018
A fonte de energia dessas unidades é o combustível armazenado nos tanques principais, dessa forma, as emissões aqui estimadas também são provenientes da combustão do querosene de aviação em uma turbina a gás. Logo, os poluentes resultantes da utilização da APU são os mesmos gerados na queima de combustível nos motores.
O consumo de querosene na aviação civil ocorre de forma majoritária durante a fase de cruzeiro dos voos; em 2013, 85,1% do consumo ocorreu nessa etapa, enquanto o ciclo LTO foi responsável por 12,7% e o uso de APUs por 2,2%. (ANAC, 2014, p. 41)
Gráfico 3 – Evolução do consumo de QAV por fase de voo
(ANAC, 2014, p. 41)
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Pode-se, então, efetuar um estudo analisando o tempo médio de taxi de uma determinada aeronave em um determinado aeroporto e então perceber como a infraestrutura aeroportuária pode afetar o consumo de combustível durante uma operação aérea. Faremos uma amostra da aeronave Boeing 737NG8 utilizando motores cfm569 operando no aeroporto internacional Hercílio Luz, em Florianópolis.
Os tempos de taxi dependem das características dos aeroportos. Essas informações são oriundas do Sistema Eletrônico de Registro de Voo, desenvolvido pela GGAP – Gerência Geral de Análise e Pesquisa de Segurança Operacional – que registra os dados informados pelos operadores de aviação regular sobre os tempos de taxi em cada aeródromo.
Com base nessa fonte, calculou-se a média dos tempos de Taxi in e Taxi out, no período de 01 de Agosto a 22 de novembro de 2012 nos principais aeródromos brasileiros.
Para o aeroporto de Florianópolis foram encontrados os seguintes valores:
Taxi in (min): 4,8 Taxi out (min): 9,8
Através da observação do layout das taxiways do aeroporto Internacional de Florianópolis, conforme demonstrado pela figura 3, facilmente percebe-se como a infraestrutura aeroportuária contribui, neste caso, de forma negativa para as operações aéreas.
8 NG – Next Generation (Determinado modelo do Boeing 737) 9 https://youtu.be/KjYw0GdRpm0
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Figura 3 – Carta de Aeródromo de Florianópolis / Hercílio Luz Intl
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O pátio de estacionamento principal (1), além de pequeno, se conecta à pista principal pela taxiway B ou pela taxiway A via pista auxiliar.
Não raro, aeronaves em aproximação para a cabeceira10 14 são instruídas a reduzir a velocidade, efetuar procedimento de espera ou em algumas vezes descontinuar a aproximação para que a distância regulamentar em relação à aeronave que pousa à frente seja mantida dentro dos limites, visto que após o pouso, o taxi até o pátio principal (1) é realizado pela própria pista devido a inexistência de uma taxiway conectando a cabeceira 32 ao pátio principal. Da mesma forma, aeronaves que decolam da cabeceira 14, muitas vezes permanecem aguardando autorização para o acionamento de motores e procedimento de taxi até que outra aeronave em aproximação efetue o pouso, regresse pela pista e estacione em uma das cinco posições disponíveis para a aviação comercial.
Quando a operação ocorre na cabeceira 32, aeronaves prontas para decolar muitas vezes são obrigadas a manter posição na taxiway B aguardando, já com os motores acionados, o pouso de outra aeronave para que então o taxi seja realizado pela própria pista, mais uma vez devido à inexistência de uma taxiway entre a cabeceira 32 e o pátio principal.
Estes são alguns simples exemplos de como a infraestrutura aeroportuária, no caso a inexistência de uma taxiway, contribui negativamente para o consumo de combustível e emissão de gases prejudiciais ao meio ambiente.
Aeronaves Boeing 737NG equipadas com motores cfm56 em procedimento de
taxi com ambos os motores em funcionamento, apresentam um fuel flow11(FF) de aproximadamente 680 Kg/h. Logo, com base nos dados do Sistema Eletrônico de Registro de Voo, um Boeing 737NG em procedimento de taxi-out no aeroporto de Florianópolis, consome aproximadamente 110kg de combustível, o que poderia facilmente ser reduzido com a simples construção de uma taxiway.
A figura 4 a seguir apresenta os parâmetros dos motores de um Boeing 737NG, em solo, acionados em marcha lenta (idle power) e ao nível do mar.
10 Início da parcela da pista de pouso e decolagem destinada ao pouso. 11 Fuel Flow – Fluxo de Combustível
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Figura 4 – Fluxo de Combustível, Motores cfm56 Boeing 737NG, idle power 12
(Foto registrada em 08.04.18, parâmetros dos motores cfm56 - Boeing 737NG)
Em 16 de março de 2017 o Aeroporto Internacional de Florianópolis foi concedido à iniciativa privada por um prazo de 30 anos. A concessionária vencedora, Floripa Airport, empresa do grupo suíço Zurich Airport, se comprometeu a fazer melhorias no atual terminal e construir um novo aeroporto até outubro de 2019, com investimentos acima dos R$ 500 milhões. A concessão vai até 2047. O projeto prevê um terminal quatro vezes maior, de 41 mil metros quadrados, e 10 fingers, que são pontes de embarque. A capacidade passará dos atuais 2 milhões para 8 milhões de passageiros ano. (G1 SC, 2018).
Este novo projeto13 proporcionará harmonia nas operações de pousos, decolagens e taxi, contribuindo assim para a redução no consumo de combustível aeronáutico no Aeroporto Internacional de Florianópolis em função da readequação da Infraestrutura Aeroportuária.
As figuras 5 e 6 a seguir, ilustram respectivamente a infraestrutura aeroportuária do aeroporto Internacional Hercílio Luz nos dias atuais, e a projeção após a realização das obras do novo terminal.
12 Potência de Taxi
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Figura 5 – Aeroporto de Florianópolis atualmente
(BERTUSSI, 2016)
Figura 6 – Projeto do Novo aeroporto de Florianópolis
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2.2 A EMISSÃO DE GASES AERONÁUTICOS E O REFLEXO NO MEIO AMBIENTE.
Para a realização de estudos dos impactos das emissões de gases aeronáuticos em termos de poluentes locais, torna-se indispensável o cálculo específico por aeródromo, contabilizado nas fases de voo em altitudes inferiores a 3.000 pés (914,4 metros). Uma vez que as emissões provenientes da fase cruzeiro de voo ocorrem a uma altitude muito elevada, considera-se desprezível o seu impacto na qualidade do ar.
Com relação à emissão de gases poluentes, são reportadas as emissões de monóxido de carbono (CO), compostos orgânicos voláteis (COV), óxidos de nitrogênio (NOx), dióxido de enxofre (SO₂ ) e material particulado (MP) das atividades relacionadas aos aeródromos nacionais, que compreendem o ciclo LTO e o uso das APUs (unidades auxiliares de potência).
Analisaremos em particular as emissões de monóxido de carbono (CO) conforme gráfico 4 a seguir.
Gráfico 4 – Emissão de CO por tipo de atividade
(ANAC, 2014, p. 44)
Para se ter uma ideia, as emissões de CO são, de forma majoritária, geradas pelas fases em que os motores encontram-se em idle power, no ciclo LTO. Quanto às emissões
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geradas pelo uso das APUs, conforme o gráfico 5, a maior parte é proveniente da fase de
gate-in14, uma vez que essa possui a maior parte do tempo de utilização das unidades.
Gráfico 5 – Emissão de CO por fase em 2013
(ANAC, 2014, p. 45)
Dos cinco aeródromos brasileiros de maior movimentação, Guarulhos é o responsável pela maior parte das emissões de CO, consequência de ser também líder no número de voos. Porém, apesar de Congonhas possuir a segunda maior movimentação, aeroportos como Juscelino Kubitschek e Galeão emitiram mais monóxido de carbono nos últimos anos; o que é explicado pelo tempo médio de taxi nestes aeroportos. Esses dois aeroportos possuem os maiores tempos de taxi out, fase do ciclo LTO responsável pela maior parte das emissões de CO, causando o nível de emissões mostrado no Gráfico 6.
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Gráfico 6 – Emissão de CO em aeródromos selecionados
(ANAC, 2014, p. 45)
Na busca da tentativa de redução de emissões de gases prejudiciais ao meio ambiente, o investimento em pesquisa, desenvolvimento e regulamentação do uso de biocombustíveis oriundos de fontes renováveis têm papel fundamental na questão ambiental.
Atualmente, a American Society for Testing and Materials - ASTM adota critérios rigorosos para a aceitação de misturas de biocombustíveis com o querosene de aviação (QAV) de origem fóssil. Estes critérios procuram garantir a qualidade do combustível antes e depois da mistura com o QAV, para que não haja necessidade de nenhuma alteração nos equipamentos e sejam atendidos os mesmos parâmetros de segurança na utilização em aeronaves comerciais de grande porte. Quando necessário, as normas de controle incluem parâmetros diferentes dos comumente analisados no QAV derivado de petróleo. (ANP, 2016)
A introdução de biocombustíveis na aviação comercial poderia reduzir em até 9% a projeção de redução das emissões estabelecidas pela OACI no período de 2020-2035. (BOEING, 2017, p.8, tradução nossa).
A meta atual o Crescimento Neutro em Carbono (CNG, na sigla em inglês at 2020 e uma redução de 50% nas emissões líquidas de CO2 sobre níveis de 200 at 2050. (BOEING, EMBRAER, FAPESP, UNICAMP, 2013, p.19)
O principal desafio do setor é a busca de uma equação satisfatória tanto para o crescimento da atividade aeronáutica mundial quanto para o alcance das atuais metas de redução das emissões de gases prejudiciais ao meio ambiente.
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2.3 DESENVOLVIMENTO E UTILIZAÇÃO DE TÉCNICAS OPERACIONAIS NA BUSCA SEGURA DE ECONOMIA DE COMBUSTÍVEL AERONÁUTICO.
Na busca de procedimentos operacionais que tornem as operações aéreas cada vez mais lucrativas e econômicas, encontram-se as empresas aéreas de transporte regular. Cabe a elas a responsabilidade de se estabelecer procedimentos adequados e em concordância com as melhores práticas industriais, visando continuamente conciliar segurança, eficiência e satisfação por parte do cliente.
Potencialmente, todos os seguimentos do voo apresentam oportunidades de redução no consumo, sendo a fase de taxi uma e celente “ anela” para economia de combustível. Neste contexto, a infraestrutura aeroportuária afeta de forma direta esse seguimento, pois o consumo de combustível no taxi é diretamente proporcional ao número de curvas, paradas e acelerações a que uma determinada aeronave é submetida. (KHADILKAR, BALAKRISHNAN, 2011, tradução nossa).
Dentre as técnicas de taxi, além da operação básica com todos os motores em funcionamento, existem outras três possíveis estratégias que visam a economia de combustível neste seguimento.
A primeira delas é a realização do taxi somente com um motor acionado, observando as recomendações do fabricante em relação aos períodos de aquecimento e resfriamento desses motores. Logo essa técnica só será interessante se o tempo de taxi for superior a esses períodos que variam de 2 a 5 minutos. Estudos provaram ser possível atingir economias que variam de 32% a 50% quando da utilização deste procedimento. (ITHNAN, SELDERBEEK, BLOKLAND, LODEWIJKS, 2015, tradução nossa).
Apesar de ser um procedimento relativamente simples, existem algumas observações que o tornam desaconselhável em determinadas situações: aeronaves de médio e grande porte operando em pistas de taxi que apresentam elevações e ou características escorregadias por algum tipo de contaminação, provocariam indesejados jatos de escapamentos prejudiciais à retaguarda da mesma bem como dificultariam o controle direcional durante curvas mais acentuadas.
Na segunda técnica, um caminhão reboque conduz a aeronave até a pista de decolagem, observando-se os períodos de aquecimento dos motores. Durante este deslocamento, a APU é responsável por fornecer à aeronave fonte elétrica e pneumática.
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Esta técnica além de reduzir o consumo de combustível, contribui ainda para a redução de ruídos e emissões, principalmente se for realizada por um caminhão reboque elétrico.
Pesquisas anteriores revelam algumas considerações que devem ser avaliadas na utilização deste procedimento por parte das empresas aéreas: os trens de pouso das aeronaves não foram projetados para suportarem as cargas de extensas manobras de reboque, podendo compromete-los a longo prazo; a logística da comunicação entre controle de tráfego aéreo – piloto – operador do caminhão reboque, pode representar uma ameaça em ambientes com grande volume de tráfego aéreo; e por último observa-se um aumento no tempo de taxi em função da velocidade reduzida em que os caminhões reboque operam.
A figura 7 a seguir apresenta uma aeronave de grande porte em manobra de reboque.
Figura – 7 Caminhão Reboque
(PATRICK NOCKELS, 2005)
Na terceira técnica instala-se um motor elétrico15(Wheel Tug) no trem de pouso dianteiro da aeronave, possibilitando o taxi com os motores desligados. Neste caso, além de
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fornecer fonte elétrica e pneumática, a APU também é responsável pelo funcionamento desse motor.
Dentre as vantagens dessa técnica observa-se a redução das emissões e do consumo de combustível durante o taxi, bem como os custos com a operação de reboque e a manutenção dos motores.
Todavia esses benefícios são impactados pelo acréscimo de peso gerado na aeronave em função da instalação do referido equipamento, refletindo negativamente no consumo de combustível durante o voo. De qualquer forma espera-se que este procedimento, após a avaliação de prós e contras, apresente resultados positivos.
Através da figura 8 a seguir, podemos observar o referido equipamento instalado no trem de pouso do nariz de um Boeing 737NG.
Figura 8 – Wheel Tug
(JENSEN & YUTKO, 2014, p.6)
Conclui-se que as três técnicas proporcionam economia de combustível e redução de emissão de gases aeronáuticos, sendo a primeira delas a de mais fácil implementação por não exigir investimentos adicionais nem modificações nas aeronaves da frota de uma empresa. (ITHNAN, SELDERBEEK, BLOKLAND, LODEWIJKS, 2015, tradução nossa).
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A seguir poderemos observar alguns outros exemplos que buscam aumentar a eficiência no consumo de combustível e a redução das emissões nas operações aéreas.
Planejamento preciso do voo aliado a uma política de abastecimento adequada e a eficientes procedimentos de controle de tráfego aéreo. Congestionamentos, estruturas aeroportuárias e relevo ao redor dos aeroportos são alguns dos fatores que impedem voos em linha reta da origem até o destino. Em média a distância a ser voada entre duas localidades é 9% superior a real distância em linha reta. ( JENSEN & YUTKO, 2014, p.4, tradução nossa).
Neste sentido, a Navegação Baseada em Performance (ou PBN, do inglês
Performance-Based Navigation) procura otimizar os trajetos de navegação aérea. Se antes as
rotas se restringiam aos trajetos delimitados por auxílios instalados no solo, com o procedimento amplia-se o número de alternativas, uma vez que o recurso viabiliza procedimentos de navegação orientados também por satélites e sistemas avançados de gestão de voo e bordo inercial. (DECEA-SIRIUS PBN).
Com rotas mais precisas e distâncias encurtadas, por sua vez, o PBN viabiliza uma redução significativa no gastos com combustível, na emissão de gases poluentes e mesmo nos ruídos das aeronaves, uma vez que estas se aproximam para pouso em descida contínua e velocidade mais regular. (DECEA – Departamento de Controle do Espaço Aéreo, 2013).
Gerenciamento do uso da APU quando no solo, pois o mesmo, ainda que em pequena escala, consome combustível aeronáutico, principalmente quando utilizado para prover ar condicionado. Preferencialmente deve-se optar pela utilização de GPU (Ground Power Unit) para o fornecimento de energia elétrica e PCA (Pre-Conditioned Air) para o fornecimento de ar condicionado. Deve-se utilizar ainda as LPU (Low Pressure Unit) para a realização do ciclo de partida dos motores. Deste moto, uma infraestrutura aeroportuária eficaz permite que a APU permaneça desligada durante todo o ciclo LTO, reduzindo o consumo de combustível e os custos de manutenção. (FAN, 2008, p.7, tradução nossa).
A aquisição de novas e modernas aeronaves pode gerar uma economia de combustível de aproximadamente 20%, porém exigem substanciosos investimentos. (JENSEN & YUTKO, 2014, p.3, tradução nossa).
Apesar de todos os esforços na busca de economia de combustível, a segurança operacional sempre virá em primeiro plano.
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3 CONSIDERAÇÕES FINAIS
O presente trabalho teve como objetivo principal identificar como a infraestrutura aeroportuária pode contribuir, tanto positivamente quanto negativamente, no consumo de combustível aeronáutico e na emissão de gases que afetam o meio ambiente. Aeroportos bem estruturados, além de oferecerem conforto e agilidade aos usuários, proporcionam operações aéreas extremamente eficazes, práticas e com baixos custos operacionais.
O presente estudo demonstrou através de exemplo prático, quão importante se torna a influência da infraestrutura aeroportuária no consumo de combustível aeronáutico, bem como forneceu dados reais sobre as emissões de gases aeronáuticos nos principais aeroportos brasileiros. Em seguida foram apresentadas técnicas operacionais utilizadas pela indústria aeronáutica com o intuito de se economizar combustível de forma prática e segura durante as operações aéreas.
Após a realização do presente estudo pode-se chegar a algumas conclusões baseadas em observações por mim vivenciadas e análise de características da realidade presente e passada. Esta combinação de fatores me levou a destacar basicamente três tópicos:
Com relação aos procedimentos de gestão das infraestruturas aeroportuárias, apesar de oferecerem um serviço tipicamente público e de serem imprescindíveis para a integração do País, há evidências de que a substituição da pública pela privada representa um enorme avanço na resolução dos problemas encontrados no setor. A promoção de concessões e privatizações possibilita o acesso a fontes de capital diferentes das utilizadas para projetos públicos, transferindo ao setor privado os eventuais riscos envolvidos na atividade. Outro aspecto favorável observado é a agilidade na projeção e construção de novas instalações bem como o incentivo do aprimoramento de desempenho de funcionários, condição típica do setor privado. Como resultado observa-se elevação de lucros e melhores níveis de serviços prestados ao consumidor final.
O investimento em novas tecnologias na indústria aeronáutica é fundamental para a redução dos impactos ambientais. Como exemplo cito a nova geração de motores cfm os quais foram mencionados no capítulo 2.1 do presente trabalho. Chamados de LEAP, essa geração de motores
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além de serem 15% mais econômicos que seus antecessores chegam a apresentar reduções de até 50% nas emissões de Óxidos de Nitrogênio (CFM INTERNATIONAL, 2018).
Por último, porém não menos importante, destaco a necessidade de investimentos em pesquisa, desenvolvimento e regulamentação da utilização de combustíveis de biomassa renovável que podem ser utilizados em mistura com o QAV fóssil.
Aproveito para sugerir novas pesquisas referentes à utilização regular de biocombustíveis na aviação comercial visto o enorme benefício envolvido tanto na questão econômica, tão importante nos dias atuais, como também na questão ambiental.
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REFERÊNCIAS
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