UNIVERSIDADE DO SUL DE SANTA CATARINA FABIO ARRAIS PETER
O PROJETO PISTA INFINITA E A REPERCUSSÃO NO IMPACTO AMBIENTAL
PALHOÇA 2020
FABIO ARRAIS PETER
O PROJETO PISTA INFINITA E A REPERCUSSÃO NO IMPACTO AMBIENTAL
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. Joel Irineu Lohn, MSc.
PALHOÇA 2020
FABIO ARRAIS PETER
O PROJETO PISTA INFINITA E A REPERCUSSÃO NO IMPACTO AMBIENTAL
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, 23 de novembro de 2020
__________________________________________ Orientador: Prof. Joel Irineu Lohn, MSc.
__________________________________________ Avaliador: Prof. Anderson Da Silveira, MSc.
Dedico este trabalho ao meu filho, pelos momentos de ausência.
AGRADECIMENTOS
Agradeço a Deus por concluir essa importante etapa da vida acadêmica, que é a conclusão deste curso.
Ao apoio incondicional de minha mãe, sem a qual jamais teria iniciado esta faculdade, e de minha esposa, sem a qual jamais a teria terminado.
Ao meu pai, que sempre me apoiou pela opção de seguir na carreira aeronáutica. À professora Ruth Carvalho de Santana Pinho, pela oportunidade de me proporcionar iniciação à pesquisa científica.
Às professoras Teresinha Maria Cavalcanti Cochrane, Maria Naiula Monteiro da Silva, e aos professores Sérgio Vitorino Bezerra Nogueira e Marcus Vinícius Veras Machado, por serem minha inspiração durante a vida acadêmica.
Ao meu primo Ayres José de Oliveira Peter Filho, cujo exemplo de vida me fez jamais desistir da busca pela conclusão deste curso.
Aos meus irmãos, pelo exemplo acadêmico.
Ao meu orientador, professor Joel Irineu Lohn, pelo apoio e orientação nesta pesquisa.
E a todos os pesquisadores que seguem inovando, mesmo diante de críticas e ceticismo por parte da sociedade, por acreditar que não é só porque as coisas são feitas de uma mesma forma há séculos esta seja a melhor maneira de fazê-las.
“Inventar é imaginar o que ninguém pensou; é acreditar no que ninguém jurou; é arriscar o
que ninguém ousou; é realizar o que ninguém tentou. Inventar é transcender.” (SANTOS-DUMONT, Alberto, 1900?)
RESUMO
Esta pesquisa tem como objetivo geral demonstrar as vantagens que podem ser geradas por um aeroporto com uma pista para pousos e decolagens de formato circular na redução do impacto ambiental, com a utilização do projeto Pista Infinita do Royal Netherlands Aerospace
Centre (NLR). Diante do impasse do grande benefício que os aeroportos geram à sociedade, e
o grande impacto ambiental que a construção da infraestrutura aeroportuária causa, é apresentada uma proposta inovadora de pesquisadores holandeses: um aeroporto com uma pista circular. A pesquisa foi fundamentada com bibliografia do tema, incluindo a legislação ambiental vigente, e dados do projeto holandês Pista Infinita, disponibilizado pelos pesquisadores na Internet. Identificados os impactos ambientais causados pelos aeroportos convencionais, foi feita a apresentação do projeto Pista Infinita, e realizada uma comparação entre o impacto ambiental do modelo de aeroporto convencional, e do modelo de aeroporto de formato circular, ainda fictício, se aplicado ao mundo real. Em seguida, possíveis limitações e desafios para um projeto de aeroporto com pista circular foram apresentados, como o tipo de aproximação a ser utilizada para o pouso, situações de emergência no trem de pouso ou nos comandos da aeronave, e a regulamentação, certificação e padronização. Através da pesquisa, foi apresentada a possibilidade de redução em cerca de 64% na degradação da flora e em cerca de 10% nos níveis de pressão sonora nas regiões próximas aos aeroportos. Quanto à alteração microclimática e redução da qualidade do ar, uma melhoria seria possível devido à redução da área total devastada, além da redução no consumo de combustíveis em solo em pelo menos 5%. Ao fim da pesquisa, conclui-se que o projeto Pista Infinita, embora possua algumas limitações e pontos a serem estudados do ponto de vista operacional, se apresenta como solução promissora do ponto de vista ambiental. A utilização de um projeto de aeroporto com uma pista para pousos e decolagens de formato circular, ao mesmo tempo em que poderia reduzir o impacto ambiental causado pela infraestrutura aeroportuária, poderia também permitir uma otimização operacional no aeroporto, uma vez que uma pista circular
tem uma “extensão infinita”.
ABSTRACT
This research has as general objective demonstrate the advantages that can be generated by an airport with a circular landing and takeoff runway on the reduction of the environment impact, using the Royal Netherlands Aerospace Center (NLR) Endless Runway project. From the deadlock between the great benefits brought to the society by the airports, and the great environment impact brought by the construction of an airport infrastructure, an innovative proposal is presented by Dutch researchers: an airport with a circular runway. The research was based on the theme’s bibliographic material, including current environmental legislation, and data from the Dutch project Endless Runway, made available by the researchers on the Internet. Once the environmental impacts caused by conventional airports were identified, the Endless Runway project was presented, and a comparison was made between the environmental impact caused by the conventional airport model, and the circular airport model, which is still fictitious, if applied to the real world. Then, possible limitations and challenges for a project of an airport with a circular runway were presented, such as the type of approach to be used for landing, emergency situations on the landing gear or aircraft controls, and regulation, certification and standardization. Through the research, the possibility of about 64% reduction on the degradation of flora and fauna and of about 10% reduction on the sound pressure levels on the regions close to the airports was presented. As for the microclimate change and reduction of the air quality, an improvement would be possible due to the reduction of the total devastated area, in addition to the reduction in fuel consumption on the ground by at least 5%. At the end of the research, the conclusion is that the Endless Runway project, although has limitations and points to be studied from the operational point of view, presents itself as a promising solution from the environmental point of view. The application of a project of an airport with a circular landing and take-off runway, at the same time could reduce the environmental impact caused by the airport infrastructure, could also allow an operational optimization at the airport, since a circular runway has an
“endless extension”.
LISTA DE ILUSTRAÇÕES
Figura 1 – Plano de Distúrbio sonoro no aeroporto de Paris Charles de Gaulle ... 28
Figura 2 – Disposição do aeroporto do Projeto Pista Infinita ... 33
Figura 3 – Comparativo entre a Pista Infitinta e o Aeroporto Paris Charles de Gaulle... 34
Figura 4 – Sequenciamento de Pouso Flexível para Aeronaves ... 35
Figura 5 – Exemplo de inclinação da Pista Infinita, com altura e largura da pista ... 36
Figura 6 – Contorno calculado de Ldn da Pista Infinita ... 37
Figura 7 – Sobreposição das Figuras 1 e 6 ... 37
Figura 8 – Modelo de pista circular com porção alinhada para procedimentos de emergência ... 43
Figura 9 – Modelo de pista circular com múltiplas porções alinhada para procedimentos de emergência ... 44
Gráfico 1 – Passageiros-Quilômetros Pagos transportados (Bilhões) ... 22
Gráfico 2 – Porcentagem de emissão de CO2 nos sistemas de transportes mundiais ... 29
Quadro 1 – Mitigação de impactos ambientais causados por aeroportos convencionais. ... 20
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 – Impacto dos valores de Ldn na população. ... 27 Tabela 2 – Índices de emissão de gases por regime de operação nos motores de aviação... 30 Tabela 3 – Apresentação de modelos de aeronaves fictícias. ... 30
LISTA DE ABREVIATURAS
dB Decibel
Doc. Document ou documento
g Gramas
H2O Água (Vapor D’água)
kg Quilogramas km Quilômetros kt Nós Ldn Day-Night Level m Metros CO Monóxido de carbono CO2 Dióxido de carbono CH4 Metano LISTA DE SIGLAS
ABAS Aircraft-Based Augmentation System
ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas
ACNUSA Autorité de Contrôle des Nuisances Aéroportuaires
ATAG Air Transport Action Group
ATM Air Traffic Management
BBC British Broadcasting Corporation
BNB Banco do Nordeste do Brasil
CONAMA Conselho Nacional do Meio Ambiente COVID-19 Novo Coronavírus
DLR Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt
FP7 7th Framework Programme
GBAS Ground-Based Augmentation System
GLONASS Globalnaya navigatsionnaya sputnikovaya sistema GNSS Global Navigation Satellite System
GPS Global Positioning System
ILOT Instytut Lotnictwa
ILS Instrument Landing System
INFRAERO Empresa Brasileira de Infraestrutura Aeroportuária
INSEE Institut national de la statistique et des études économiques
INTA Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial
IPCC Intergovernmental Panel on Climate Change
MPS Martha Schwartz Partners
NLR Antigo Nationaal Lucht en Ruimtevaartlaboratorium, agora Royal Netherlands Aerospace Centre
OACI Organização da Aviação Civil Internacional
ONERA Office National d'Etudes et Recherches Aérospatiales
ONU Organização das Nações Unidas SBAS Satellite-Based Augmentation System
SEMA Secretaria Especial do Meio Ambiente VASP Viação Aérea de São Paulo
SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO... 13 1.1 PROBLEMA DA PESQUISA ... 14 1.2 OBJETIVOS ... 14 1.2.1 Objetivo Geral ... 15 1.2.2 Objetivos Específicos ... 15 1.3 JUSTIFICATIVA ... 15 1.4 METODOLOGIA... 16
1.4.1 Natureza e tipo da pesquisa ... 16
1.4.2 Materiais e métodos ... 16
1.5 ORGANIZAÇÃO DO TRABALHO ... 16
2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA ... 17
2.1 OPERAÇÃO AEROPORTUÁRIA E O IMPACTO AMBIENTAL ... 17
2.2 INTRODUÇÃO À PISTA INFINITA ... 23
2.3 APRESENTAÇÃO DO PROBLEMA AMBIENTAL ... 24
2.3.1 Degradação da flora e da fauna nas áreas destinadas às instalações aeroportuárias 25 2.3.2 Aumento dos níveis de pressão sonora nas regiões próximas aos aeroportos ... 26
2.3.3 Alteração microclimática e redução da qualidade do ar ... 29
3 MITIGAÇÃO DO IMPACTO AMBIENTAL COM A UTILIZAÇÃO DO PROJETO PISTA INFINITA ... 32
3.1 DEGRADAÇÃO DA FLORA E DA FAUNA NAS ÁREAS DESTINADAS ÀS INSTALAÇÕES AEROPORTUÁRIAS ... 32
3.2 AUMENTO DOS NÍVEIS DE PRESSÃO SONORA NAS REGIÕES PRÓXIMAS AOS AEROPORTOS ... 35
3.3 ALTERAÇÃO MICROCLIMÁTICA E REDUÇÃO DA QUALIDADE DO AR ... 38
3.4 QUADRO-RESUMO DA PESQUISA ... 40
4 DESAFIOS DO PROJETO PISTA INFINITA ... 41
4.1 APROXIMAÇÕES PARA POUSO ... 41
4.2 EMERGÊNCIAS ... 42
4.2.1 Problema na extensão do trem de pouso ... 43
4.2.2 Impossibilidade da aeronave efetuar a inclinação para o pouso ... 43
4.3 REGULAMENTAÇÃO, CERTIFICACÃO E PADRONIZAÇÃO ... 44
5 CONCLUSÃO ... 46
REFERÊNCIAS ... 48
1 INTRODUÇÃO
A expansão demográfica, a globalização, o desenvolvimento aeronáutico e a popularização do transporte aéreo são fatores que causam impactos no meio ambiente de diversas formas. Estes impactos incidem sobre a socioeconomia, os ecossistemas, a paisagem, o microclima e a qualidade do ar, além do incômodo que pode ser provocado pelo nível elevado de ruídos gerados (BNB, 2008).
Pode-se afirmar que esse é um assunto polêmico pois, no que se refere ao desenvolvimento aeronáutico, as alternativas parecem limitadas quando se deseja reduzir os danos ambientais causados pela utilização de combustíveis e lubrificantes tóxicos, necessários para a locomoção aérea em alta velocidade, que gera intenso ruído e gases poluentes, bem como pela necessidade de grandes espaços físicos para suportar a operação, o que causa danos à fauna e à flora.
Possíveis soluções já adotadas como, por exemplo, a restrição dos horários de operação das aeronaves e a aplicação de multas pela emissão de ruídos acabam por prejudicar uma atividade que necessita de constante crescimento. A cada dia há aeronaves mais pesadas e em maior quantidade, que demandam mais espaço para comportá-las, ou seja, há necessidade de uma infraestrutura aeroportuária maior. Mesmo as aeronaves menores operam com uma maior margem de segurança quando utilizam pistas maiores. De acordo com Garcia (2014, p. 96), “esses avanços exigirão uma pesquisa continuada sobre a avaliação das questões ambientais”.
Hesselink (2015) aponta que, enquanto a capacidade dos aeroportos precisa aumentar, as autoridades buscam por soluções otimizadas de forma a reduzir o consumo de combustível, a emissão de gases poluentes e, possivelmente, a redução de ruídos.
O conceito de pista em formato circular para pousos e decolagens surgiu desde os primórdios da aviação e apareceu pela primeira vez na imprensa em 1919, na publicação científica Popular Science Monthly, proposta pelo diretor de arte do referido jornal, Sr. H. T. Hanson. Inicialmente este conceito foi idealizado como uma solução para permitir a construção de uma pista para pousos e decolagens dentro de grandes cidades, construída no topo de arranha-céus com suportes de ferro (DIENSTBACH, 1919).
Posteriormente, foram visualizadas novas aplicabilidades, como a possibilidade de permitir o pouso sempre com vento de proa, e também, o fato de que em uma pista circular, qualquer que fosse o comprimento de pista necessário para pouso e decolagem de
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determinada aeronave, este estaria atendido por esse modelo, uma vez que um círculo é infinito (DUPEYRAT et al., 2014).
Uma das pesquisas mais recente deste conceito denomina-se The Endless Runway, ou Pista Infinita, em tradução nossa, e foi realizada pelo Royal Netherlands Aerospace Centre (NLR).
Antes conhecido como Nationaal Lucht en Ruimtevaartlaboratorium, o NLR, que manteve esta sigla após a mudança de nome, é uma instituição de desenvolvimento aeroespacial que atende segmentos domésticos e internacionais, civis e militares. Fundado em 1919, inicialmente em um estaleiro naval ao norte de Amsterdã, capital da Holanda, tem a missão de tornar o espaço aéreo mais sustentável, seguro e eficiente. Atua em parceria com universidades e outras organizações holandesas e internacionais de pesquisa (NLR, 2020).
O projeto Pista Infinita ganhou notoriedade após a British Broadcasting
Corporation (BBC) divulgar um vídeo, que obteve mais de 36 milhões de visualizações, com
a apresentação da Pista Infinita pelo engenheiro coordenador do projeto, o holandês Henk Hesselink (SHAW, 2017).
Neste projeto, os terminais do aeroporto, todas as aeronaves, passageiros, bagagens e instalações de carga estariam localizados dentro de um círculo, o qual tornaria o aeroporto mais compacto do que um aeroporto convencional de capacidade equivalente e poderia causar um menor impacto ambiental (NLR et al., 2012).
1.1 PROBLEMA DA PESQUISA
Diante do cenário apresenta-se a questão central que orientou a presente pesquisa: Quais as vantagens que podem ser geradas por um aeroporto com pista para pousos e decolagens de formato circular na redução do impacto ambiental?
1.2 OBJETIVOS
Para responder o problema da pesquisa, foram estabelecidos os objetivos geral e específicos apresentados a seguir.
1.2.1 Objetivo Geral
Avaliar as vantagens geradas por um aeroporto com pista para pousos e decolagens de formato circular na redução do impacto ambiental.
1.2.2 Objetivos Específicos
Os objetivos específicos da pesquisa são:
a) identificar os impactos ambientais causados pelos aeroportos convencionais; b) apresentar o projeto Pista Infinita, idealizado por pesquisadores do NLR;
c) comparar os impactos ambientais dos formatos convencional e circular de aeroportos;
d) identificar possíveis limitações existentes para implementação do projeto Pista Infinita.
1.3 JUSTIFICATIVA
Devido à natureza humana, o ato de um ser humano voar, por si só, já representa uma intervenção no meio ambiente. Ao voar, o homem está invadindo um ecossistema que não lhe pertence, pois ainda não foi popularizada, na atualidade, uma tecnologia avançada o suficiente que permita realizar este feito sem causar prejuízos ambientais básicos, como por exemplo, a emissão de gases poluentes e ruídos provocados pelos motores.
Ao considerar a importância da aviação para a sociedade e a necessidade de manter a atividade aeronáutica de forma sustentável, torna-se imperativo encontrar alternativas que minimizem os prejuízos causados ao meio ambiente, notadamente no que diz respeito à redução da emissão de gases poluentes, à redução dos ruídos, à redução do impacto à fauna e flora, dentre outros.
Esta pesquisa justifica-se devido à constante busca por alternativas para a redução dos impactos ambientais causados pela atividade aeronáutica, e utilizará o conceito teórico de aeroporto com pista para pousos e decolagens em formato circular proposto pelo NLR como alternativa ao formato de aeroportos convencionais, sob a ótica da redução dos impactos ambientais.
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1.4 METODOLOGIA
1.4.1 Natureza e tipo da pesquisa
A pesquisa possui abordagem qualitativa, com delineamento bibliográfico e documental. Quanto aos seus objetivos, trata-se de um estudo de caráter exploratório-descritivo, por fornecer informações, idéias e pensamentos para uma investigação do tema, ao mesmo tempo em que é feita uma análise minuciosa do objeto de estudo.
1.4.2 Materiais e métodos
Os materiais a serem analisados são:
Bibliográficos: obtidos por meio de trabalhos e dados divulgados publicamente, disponíveis na Internet, além da bibliografia necessária para o estudo ambiental e projetos aeroportuários, bem como as publicações do projeto The Endless Runway.
Documentais: documentos diversos sobre a legislação ambiental, projetos de aeroportos, pesquisas de impacto ambiental, dentre outros.
1.5 ORGANIZAÇÃO DO TRABALHO
O trabalho está estruturado em cinco seções, incluindo-se a presente introdução. Na segunda seção, apresenta-se o referencial teórico que fundamentou o trabalho e a apresentação dos impactos ambientais causados por aeroportos, enquanto na terceira constam as possíveis mitigações destes impactos ao utilizar o projeto Pista Infinita do NLR. Na quarta seção, são identificadas possíveis limitações existentes para implementação do projeto Pista Infinita. Ao final, tem-se as principais conclusões do estudo.
2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
2.1 OPERAÇÃO AEROPORTUÁRIA E O IMPACTO AMBIENTAL
Muitos são os benefícios econômicos gerados pela operação aeroportuária para a sociedade. Diante da pandemia vivenciada neste ano de 2020, causada pelo novo coronavírus (COVID-19), observou-se um impacto na economia global de redução de 51,5% nas atividades econômicas relacionadas ao transporte aéreo, de acordo com os dados da Air
Transport Action Group (ATAG) (ATAG, 2020b).
A ATAG é uma associação global, sem fins lucrativos, altamente respeitada, que representa todos os setores da indústria de transporte aéreo, e tem como objetivo promover o crescimento sustentável da aviação em benefício da sociedade (ATAG, 2020a).
A redução de 51,5% nas atividades econômicas relacionadas ao transporte aéreo representou a perda de mais de 46 milhões de empregos, e um prejuízo de cerca de US$ 1,8 trilhões, que contribuiu fortemente para o estabelecimento da atual crise econômica mundial (ATAG, 2020b).
A necessidade do transporte aéreo para a sociedade é inquestionável e traz grandes benefícios em praticamente todos os setores, desde a disseminação cultural, a diversificação de negócios, a logística, até a facilitação do encontro daqueles que vivem distante de amigos e familiares, a qual promove enorme bem estar emocional na vida das pessoas. Entretanto, ao considerar a atual tecnologia disponível para locomoção de aeronaves em alta velocidade, faz-se necessário o suporte de uma infraestrutura aeroportuária.
De acordo com Santos et al. (2008, p. 1), “os aeroportos são caracterizados por serem estruturas com grande impacto modificador do meio ambiente”, e tanto na construção, quanto na operação, ocasionam danos ao meio ambiente em que foi instalado.
A implantação, a expansão e a operação da infraestrutura aeroportuária geram desenvolvimento econômico, social e ainda contribuem para a integração nacional e internacional. Não menos importantes são os aspectos ambientais relacionados, os quais, por meio de uma boa governança e instrumentos de apoio, podem ser melhor gerenciados e os possíveis impactos mitigados (BRASIL, 2018). Segundo a Norma Técnica Brasileira ISO 14001, aspecto ambiental é o elemento das atividades, produtos ou serviços de uma organização, que interage ou pode interagir com o meio ambiente (ABNT, 2015).
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As aeronaves atualmente existentes que não necessitam de pistas para pousos e decolagens se movem em menor velocidade e/ou comportam poucos passageiros, como é o caso de helicópteros e dirigíveis. A operação dessas aeronaves acaba por se tornar altamente onerosa, seja financeira ou temporalmente. Como alternativa, os aviões são aeronaves que comportam grande número de passageiros, quantidades de carga, e conseguem deslocar-se a velocidades próximas à velocidade do som com eficiência operacional, porém são extremamente dependentes de uma boa estrutura aeroportuária, que contenha uma pista para pousos e decolagens.
Sobre o assunto, Garcia (2014, p. 96) afirma:
O aeroporto moderno está aumentando seus limites de capacidade por causa da demanda existente, impulsionada pela economia, aeronaves maiores e mais eficientes, e melhorias na navegação, segurança e comunicações. O novo milênio trará, inevitavelmente, aviões maiores, mais rápidos, que possam voar em altitudes superiores às atuais e que irão levar mais passageiros e carga, necessitando, conseqüentemente, do desenvolvimento de pistas em aeroportos, pistas de taxiamento, terminais e acessos, todos com os já conhecidos impactos ambientais ou talvez alguns que ainda sejam desconhecidos.
Até o final da década de 1960, devido à ausência de consciência ambiental, não havia grandes preocupações ou estudos sobre o impacto ambiental causado pela implantação de aeroportos, algo que pode ser constatado pela literatura como no livro "Planejamento de Aeroportos" de Coutinho (1965). Pode-se dizer que, até o início da década de 1970, o pensamento mundial dominante era o de que o meio ambiente seria fonte inesgotável de recursos e que qualquer ação de aproveitamento da natureza era infinita (BRASIL, 2012).
De acordo com Santos et al. (2008), com a realização da Conferência de Estocolmo em 1972, foi iniciado um processo de conscientização da necessidade de alternativas para reduzir os impactos ambientais. No Brasil, essa conscientização foi materializada na criação da Secretaria Especial do Meio Ambiente (SEMA) em 1973, que atualmente é o Ministério do Meio Ambiente.
Com a criação do Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA) em 1981, como órgão do Ministério do Meio Ambiente, responsável pelo estabelecimento de normas e critérios para o licenciamento ambiental, iniciou-se a edição e publicação de resoluções com a finalidade de mitigar os impactos ambientais causados pelas atividades econômicas realizadas pelo homem. A partir da Resolução no. 001/1986 (BRASIL, 1986, p. 1) determinou-se, que:
Dependerá de elaboração de estudo de impacto ambiental e respectivo relatório de impacto ambiental - RIMA, a serem submetidos à aprovação do órgão estadual competente, e da Secretaria Especial do Meio Ambiente - SEMA em caráter supletivo, o licenciamento de atividades modificadoras do meio ambiente.
Segundo o Manual de Impactos Ambientais do Banco do Nordeste do Brasil (BNB, 2008), vários são os impactos ambientais negativos provenientes da implantação de aeroportos. “Estes impactos incidem sobre a socioeconomia, os ecossistemas, a paisagem, o microclima e a qualidade do ar, além do incômodo que pode ser provocado pelo nível elevado
de ruídos gerados” (BNB, 2008, p. 273).
Por estes motivos, os aeroportos estão listados como atividade modificadora na Resolução no.001/1986 do CONAMA, e a partir desta resolução, passaram a serem estabelecidos procedimentos de controle e minimização dos impactos ambientais na implantação e operação de aeroportos, bem como procedimentos para acompanhamento destas medidas (BRASIL, 1986).
Em face da necessidade de conscientização ambiental, a indústria aeronáutica tem se empenhado em desenvolver novas tecnologias que atenuem os impactos ambientais. Como exemplo, pode-se citar o desenvolvimento de motores mais econômicos e com menor emissão de ruídos, como é o caso dos motores desenvolvidos para as aeronaves modelo Airbus A320neo, as quais possuem nível de emissão de ruídos de 15 decibéis (dB) abaixo do padrão definido no Capítulo 4, Volume I do Anexo 16 da ICAO, que trata sobre Proteção do Meio Ambiente, e reduzem em até 20% o consumo de combustíveis e a emissão de gases poluentes em relação a aeronaves da geração anterior (AIRBUS, 2015).
Além do desenvolvimento de novos motores e novas aeronaves, a utilização de combustíveis alternativos, como o "biocombustível", combustível renovável de menor índice de poluição, estão em fase experimental pelas três empresas líderes da indústria aeronáutica: a a Airbus, a Boeing e a Embraer. Essas empresas assinaram em março de 2012 um memorando de entendimento para o desenvolvimento de biocombustíveis para aviação com custos acessíveis, e desempenhos similares aos combustíveis de origem fóssil (EMBRAER, 2012).
Desde então, essas indústrias realizam experimentos, como o vôo transatlântico de uma aeroanve modelo Airbus A330-200, realizado em 2014, utilizando biocombustível (MEIER, 2014), e a apresentação, no Rio de Janeiro, em entrevista ao jornal O Globo, em julho de 2016, de uma aeronave modelo Embraer 170, que utiliza 10% de biocombustível feito a partir da cana-de-açúcar. Na ocasião, foi declarada a meta de conseguir que as aeronaves usem 100% de biocombustível no futuro (ORDOÑEZ, 2016).
Apesar do desenvolvimento dessas novas tecnologias com o objetivo de redução do impacto ambiental causado pelas aeronaves, aviões ainda necessitam de um fator chave
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para sua operação: os aeroportos. No entanto, não se tem observado grandes inovações na engenharia e infraestrutura aeroportuária.
Segundo o BNB (2008), a construção de um aeroporto exige uma grande movimentação de terras e disposição de materiais de construção, de forma que a degradação ambiental da área em que a obra se instala é inevitável. Os impactos ambientais causados pelos aeroportos estão demonstrados no Quadro 1, seguidos de propostas de medidas atenuantes.
Quadro 1 – Mitigação de impactos ambientais causados por aeroportos convencionais
(continua)
Impactos Ambientais Potenciais Medidas Atenuantes
• Alteração do uso do solo, das relações de propriedade e da estrutura de preços das terras.
• Alteração na qualidade de moradia do entorno.
• Estabelecer programa de indenização e criação de alternativas de emprego e renda para os afetados.
• Otimizar as vias de acesso ao aeroporto.
• Utilizar na construção mão-de-obra local.
• Aumento da pressão para instalação de empresas comerciais, de transporte, de hotelaria e serviços próximos ao aeroporto.
• Estabelecer plano de ordenamento territorial com diretrizes de zoneamento das áreas de entorno dos aeroportos.
• Degradação da flora e da fauna nas áreas destinadas às instalações aeroportuárias.
• Realizar estudos prévios sobre as reservas vegetais e sobre as espécies animais afetadas em cada uma das alternativas de localização analisadas. Havendo presença de espécies de significativo interesse ambiental, deve ser excluída esta alternativa.
• Limitar a degradação ambiental das áreas utilizadas para implementação do aeroporto, devendo ficar restrita ao local das obras e ser controlada, mediante o correto planejamento da construção.
• Impermeabilização de grandes superfícies nas áreas edificadas e nas áreas de manobras e pistas de aviões.
• Compatibilizar o projeto das estruturas aeroportuárias, em seu estilo e formas, com os aspectos da paisagem local, evitando grandes contrastes e buscando a harmonia entre as instalações e a natureza.
• Contaminação das águas das chuvas por óleos e combustíveis das aeronaves.
• Agressões sobre a paisagem, devido à forte presença das estruturas aeroportuárias e à grande área de impermeabilização.
• Geração de esgotos e resíduos sólidos.
• Estabelecer sistema de drenagem adequado para as águas das chuvas, que as conduzam para um sistema de separação de óleos, antes de serem enviadas ao emissário. Quanto às águas residuárias produzidas no aeroporto (esgotos), estas devem ser encaminhadas para o sistema de tratamento.
• Implantar sistema de controle da movimentação de operários e máquinas, controlando especialmente os impactos causados durante a terraplenagem, pelos sedimentos sobre os rios, devendo ser instalada rede de drenagem adequada.
• Implantar Plano de Gerenciamento de Resíduos Sólidos, de acordo com o estabelecido na Resolução 005/93 do CONAMA.
(conclusão)
• Riscos de acidentes com substâncias perigosas.
• Informação do pessoal desta área, para que sejam evitados estes acidentes.
• Proteção da área de estocagem, com a construção de sistema de retenção e alarme de vazamentos.
• Aumento dos níveis de pressão sonora nas regiões próximas aos aeroportos.
• Implantação das restrições de horários para aterrissagem e decolagem.
• Fixação de rotas e uso de rotas alternativas para aterrissagem e decolagem, evitando áreas densamente povoadas.
• Proteção acústica de casas e edifícios existentes nas zonas expostas aos ruídos.
• Implantação de sistema de monitoramento de ruídos, com a aplicação de sanções para as aeronaves que apresentem médias acima das de sua especificação.
• Alteração microclimática e redução da qualidade do ar.
• Controlar o excesso de impermeabilização das áreas do aeroporto.
• Estimar a freqüência dos períodos de inversão térmica na região.
Fonte: BNB, 2008.
O estudo realizado pelo BNB (2008), com o resultado apresentado como quadro-resumo no Quadro 1, considera a legislação ambiental vigente. Um fator básico, contudo, continua ignorado: aviões maiores, de maior capacidade e mais rápidos, necessitarão de mais e maiores pistas para pousos e decolagens, terminais e acessos. E quanto maior a área de um aeroporto, maior será o impacto ambiental causado. Para resolver essa questão, é necessária uma inovação no âmbito da infraestrutura aeroportuária.
No que diz respeito ao aumento no tráfego de passageiros ao longo dos anos, segundo dados da International Civil Aviation Organization (ICAO), apenas no ano de 2018, aproximadamente 4,3 bilhões de passageiros foram transportados em aviões no mundo todo (ICAO, 2018b). Ao comparar esses números com os números de passageiros transportados no ano de 2003, observou-se um incremento de quase 160%, quando foram transportados 1,66 bilhão de passageiros (ICAO, 2012).
A ICAO ou Organização da Aviação Civil Internacional (OACI) é uma agência especializada em aviação civil da Organização das Nações Unidas (ONU) regida por 193 países, idealizada na Convenção de Chicago de 1944 e fundada em 1947, que busca fornecer suporte à diplomacia e cooperação no transporte aéreo. O texto da convenção que criou a ICAO é composto por 19 Anexos com o objetivo de trazer um alinhamento e padronização às regulamentações aéreas aos países signatários e ajudar a realizar as operações aéreas de forma segura e sustentável em âmbito mundial (ICAO, 2020).
Os dados da ICAO (2018) sugerem um crescimento constante no tráfego de passageiros, como pode ser observado no Gráfico 1 a seguir.
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Gráfico 1 – Passageiros-Quilômetros pagos transportados (em bilhões)
Fonte: ICAO, 2018b.
O Gráfico 1 apresenta dados referente ao tráfego aéreo entre os anos de 2009 a 2018 onde, em um intervalo de menos de dez anos, o tráfego aéreo, representado pelo quantitativo de passageiro por quilômetro transportado em bilhões (Passenger-Kilometers
Performed - Billion), chegou próximo do dobro. Esta avaliação em grandes intervalos de
tempo é justificada devido à necessidade de planejamento antecipado da infraestrutura aeroportuária para comportar o aumento da demanda de passageiros, que por ser uma obra bastante complexa, podem-se passar muitos anos desde a idealização até a conclusão da obra.
Como exemplo, podemos citar o aeroporto de Vitória, no Espírito Santo, o qual devido a uma série de irregularidades e impasses, levou 16 anos para ter as obras concluídas, ao considerar o primeiro anúncio feito em 2002. A nova infraestrutura trouxe um aumento na capacidade de passageiros de 154% em relação à infraestrutura anterior (MACHADO, 2018).
Se a demanda do aeroporto de Vitória seguisse o mesmo incremento de passageiros transportados no âmbito mundial, que somente nos anos de 2003 a 2018 foi de quase 160% de acordo com dados da ICAO (2012), este novo aeroporto seria concluído com a capacidade já saturada.
Desta forma, é possível afirmar que para construir o aeroporto do futuro, é necessário iniciar o planejamento de imediato. E tão importante quanto a antecipação no planejamento, é levar em consideração os impactos ambientais que esta infraestrutura acarretará.
2.2 INTRODUÇÃO À PISTA INFINITA
Uma das propostas que pode reduzir o impacto ambiental na construção de aeroportos está no projeto The Endless Runway, ou Pista Infinita, em tradução nossa, conceito inovador apresentado pelo Royal Netherlands Aerospace Centre, o NLR, sob a coordenação do engenheiro holandês Henk Hesselink, caracterizado por um aeroporto com pista para pousos e decolagens em formato circular (NLR et al., 2012).
O projeto Pista Infinita recebeu financiamento por meio do FP7 (7th Framework
Programme) da União Européia, programa para incentivo ao desenvolvimento de novos
conceitos em tecnologia e transporte aeroespacial, e contou com a participação de instituições de pesquisa aeroespaciais de outros países, como a Alemanha (Deutsches Zentrum für Luft-
und Raumfahrt-DLR), a França (Office National d'Etudes et Recherches Aérospatiales-ONERA), a Espanha (Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial-INTA) e a Polônia (Instytut Lotnictwa-ILOT) (NLR, 2020).
Embora pareça inusitado a princípio, a idéia de uma pista para pousos e decolagens de formato circular não é inédita, e está presente desde os primórdios da aviação. De acordo com Dupeyrat et al. (2014) a evolução do conceito de 1919 até os dias de hoje é baseado, principalmente, em artigos.
O conceito de pista para pousos e decolagens de formato circular apareceu, pela primeira vez na imprensa, em 1919 na publicação científica Popular Science Monthly, proposta pelo diretor de arte do referido jornal, Sr. H. T. Hanson, inicialmente idealizada como uma solução para construir uma pista para pousos e decolagens anexa às grandes cidades, apoiada por estruturas de ferro no topo de arranha-céus (DIENSTBACH, 1919).
Na década de 1950, foram visualizadas novas aplicabilidades e benefícios, como a possibilidade de pouso sempre com vento de proa, que gerava um grande benefício para performance aeronáutica. Em 1955, o Dr. John Gibson Winans, professor de física da Universidade de Wisconsin, ressaltou que, em uma pista sem fim, a aeronave ficaria sempre com pista suficiente para pousos e decolagens, o que seria extremamente útil, especialmente em situações de emergência. Com o advento da tecnologia a jato, foi observada a necessidade de pistas mais longas, e também de aeroportos maiores, que geram mais custos, e um design refinado da pista para pousos e decolagens de formato circular foi proposto por Sir H. Tempest, em 1957 (DUPEYRAT et al., 2014).
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Na década de 1960, a marinha dos Estados Unidos da América revisou as ideias do projeto. A diluição do problema de vento cruzado, o ganho de terreno em comparação a aeroportos convencionais (cerca de um terço) e o comprimento de pista ilimitado eram vantagens já conhecidas de projetos anteriores (DUPEYRAT et al., 2014).
A marinha americana previu ainda mais aplicabilidades e benefícios como, por exemplo, a possibilidade de 3 (três) ou mais operações simultâneas, a variar de acordo com o diâmetro da pista, e a redução da distância para táxi das aeronaves, com decolagens e pousos mais ágeis, o que aumentaria a capacidade dos aeroportos (DUPEYRAT et al., 2014).
Além disso, visualizou-se aplicabilidade e vantagens para fins civis: um terminal compacto e de acesso fácil às aeronaves, a partir do centro da estrutura, e uma torre de controle em uma posição estratégica com visão clara e desobstruída de toda a pista (DUPEYRAT et al., 2014).
Diante desse cenário de possibilidades e benefícios, e contando com várias patentes e estudos, por que nenhum projeto foi levado à frente? Dupeyrat et al. (2014) sugerem que um dos principais motivos tenha sido o custo de implantação em comparação a aeroportos convencionais de capacidade equivalente, aliado à necessidade de desenvolvimento de novos procedimentos e técnicas para pouso.
Atualmente, o projeto de um aeroporto com a pista para pousos e decolagens de formato circular retomou o interesse da sociedade, com o vídeo de apresentação do projeto Pista Infinita, atingindo a marca de mais de 36 milhões de visualizações. Existe a necessidade de evolução da infraestrutura aeroportuária, a fim de tornar mais viável o crescimento sustentável no longo prazo, melhorar a segurança e reduzir o impacto ambiental. (SHAW, 2017).
2.3 APRESENTAÇÃO DO PROBLEMA AMBIENTAL
Por serem grandes estruturas modificadoras, vários são os impactos ambientais negativos da implantação de aeroportos. Além da alteração e impermeabilização de grandes terrenos, os aeroportos também introduzem diversos tipos de poluição ao meio ambiente (BNB, 2008). Cada tipo de poluição representa uma alteração negativa que um poluente pode produzir em determinado ecossistema (FARIAS, 2006).
Dos impactos ambientais potenciais demonstrados pelo BNB (2008) expostos no Quadro 1, esta pesquisa dará enfoque a três aspectos: degradação da flora e da fauna nas áreas
destinadas às instalações aeroportuárias, aumento dos níveis de pressão sonora nas regiões próximas aos aeroportos e a alteração microclimática e redução da qualidade do ar.
2.3.1 Degradação da flora e da fauna nas áreas destinadas às instalações aeroportuárias
Poucas estruturas construídas pelo homem ocupam uma área tão vasta quanto um aeroporto. A construção e operação de um aeroporto proporcionam um grande impacto ambiental à flora e fauna da área em que será instalado. Durante as obras, as espécies essencialmente silvestres sofrem a interferência pela alteração completa no ecossistema e pela retirada da vegetação, que ocasionam o desaparecimento destas espécies da região (SANTOS et al., 2008).
Para exemplificar a vasta área ocupada por um aeroporto, será considerado o aeroporto de Paris Charles de Gaulle, situado na França, que ocupa uma área estimada em 32.380.000 m2 (REMIRO; WELMAN, 2014). Ao considerar os dados demográficos da população de Paris, em 2017, os quais totalizaram 10.784.830 habitantes para uma superfície de 2.844,8 km2, ou seja, uma densidade demográfica de 3.791,1 habitantes por km2, pode-se afirmar que na área do aeroporto de Paris Charles de Gaulle seria possível abrigar aproximadamente 122.756 novos habitantes (INSEE, 2020).
É possível afirmar, portanto, que as estruturas aeroportuárias, de forma geral, são uma das áreas mais abrangentes modificadas pelo homem na natureza e, possivelmente, uma das estruturas construídas que causa a maior destruição ambiental.
Outra estrutura construída pelo homem que também causa elevado impacto ambiental são as usinas hidrelétricas, pois provocam uma grande modificação do terreno, porém seu impacto ambiental é amenizado pelo fato de não produzirem tantos poluentes (POLON, 2018).
Ao comparar estas construções com outras grandes áreas modificadas pelo homem, como as áreas destinadas ao uso rural, pode-se verificar que há menor introdução de poluentes e a utilização destas áreas pode ser acompanhada de processos para manejo de solo e políticas desenvolvidas com a finalidade de preservação da flora e da fauna existente, tal como é feito na Europa por meio da Política Agrícola Comum da União Européia, na qual fazendeiros têm o desafio de simultaneamente produzir alimentos e proteger a natureza e a biodiversidade (COMISSÃO EUROPÉIA, 2020).
Ao considerar que em uma área de preservação natural de apenas 10.000 m2 é
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é possível ter uma noção da magnitude da degradação ambiental ocorrida em uma área 3.000 vezes maior do que esta, como é o caso do aeroporto de Paris Charles de Gaulle, a qual foi devastada para dar lugar às áreas edificadas e às áreas de manobras, e pistas para pousos e decolagens, de concreto e asfalto impermeabilizados (GLOUCESTERSHIRE WILDLIFE TRUST, 2020).
Além da modificação da paisagem, ainda há a introdução de poluentes pesados, como combustíveis, óleos e tintas extremamente tóxicas, que podem causar grandes prejuízos e contaminação do local.
Como exemplo, pode-se citar a contaminação ocorrida no aeroporto de Congonhas, situado na cidade de São Paulo-SP, em que uma área correspondente a 170.000 m², onde funcionava o hangar da extinta companhia aérea Viação Aérea de São Paulo (VASP), necessitou de isolamento e estudo detalhado por vários anos, para avaliar os riscos, os tipos de contaminantes e formas de recuperação e remediação dos poluentes lá encontrados (BOCCHINI, 2012).
Na área que abrigava o hangar da VASP, era efetuada a manutenção das aeronaves, pintura, abastecimento de combustível para veículos, havia tanques subterrâneos, sistema de coleta e tratamento de efluentes e armazenagem de matérias-primas. Todos esses processos contribuíram para a contaminação do meio ambiente e estão direta ou indiretamente relacionados com as atividades desenvolvidas para suportar a atividade aeroportuária (BOCCHINI, 2012).
2.3.2 Aumento dos níveis de pressão sonora nas regiões próximas aos aeroportos
Para Garcia (2014, p. 112), “o ruído é uma parte inevitável de nossa vida diária e
tem se tornado um grande fardo para a qualidade de vida”. A poluição sonora é definida como uma perturbação no meio ambiente sonoro, que pode causar danos à integridade do meio ambiente e à saúde dos seres humanos, sendo o nível de ruído um dos principais indicadores de como o público percebe o impacto ambiental das operações aeroportuárias (FARIAS, 2006).
Além disso, estudos destacam como possíveis efeitos da poluição sonora, além da perda da audição, a interferência com a comunicação, a dor, a interferência no sono, os efeitos sobre a execução de tarefas, os efeitos clínicos sobre a saúde, dentre outros (FARIAS, 2006).
Por esses motivos, todos os aeroportos enfrentam estudos ambientais no sentido de mitigar a emissão de ruídos, onde linhas são traçadas em mapas com valores específicos de
Day-Night Level (Ldn) (DUPEYRAT et al., 2014).
Sobre Ldn, Carvalho Junior et al. (2013, p. 5) definem:
Ldn ou Day Night Level, é uma medida cumulativa da energia total do som,
geralmente compilada em uma base anual, e representa uma média logarítmica dos níveis sonoros no local durante um período de 24 horas, com uma penalização de 10dB adicionado a todos os sons que ocorram durante o horário noturno (das 22h às 7h).
A forma de propagação da poluição sonora é diferente dos demais tipos de poluição, pois não ocorre deslocamento permanente de moléculas ou transferência de matéria e sim de energia (FARIAS, 2006).
Através dos dados da Tabela 1 a seguir, Dupeyrat et al. (2014) define valores de Ldn de até 65 dB como suportáveis pela vizinhança de aeroportos:
Tabela 1 – Impacto dos valores de Ldn na população
Valor Ldn Perda de audição (descrição qualitativa) % da população muito incomodada
75 ou mais Pode começar a ocorrer 37%
70 Provavelmente não irá ocorrer 22%
65 Não irá ocorrer 12%
60 Não irá ocorrer 7%
55 Não irá ocorrer 3%
Fonte: Adaptado de Dupeyrat et al., 2014, tradução nossa.
Pode-se inferir da análise da Tabela 1 que a perda de audição já é possível de ocorrer a partir de 70 dB e nesse nível já se estima que 22% da população está muito incomodada com os ruídos.
Embora a evolução tecnológica permita que aeronaves modernas tornem-se mais silenciosas ao longo dos anos, como o exemplo da aeronave modelo Airbus A320neo, que oferece redução de quase 50% na emissão de ruídos em comparação às aeronaves da geração anterior, observa-se que a frequência de aeronaves tem aumentado, o que afeta diretamente a medida de Ldn (AIRBUS, 2020a).
Sobre o tema, Garcia (2014, p. 113) conclui:
O ruído das aeronaves está dando origem a uma preocupação crescente na comunidade. Em particular, o ruído relacionado ao pouso está aumentando em importância e tornou-se a razão predominante para reclamações em alguns aeroportos. Além disso, aqueles que vivem perto de grandes aeroportos podem
experimentar o chamado “ruído em solo”, a partir de fontes existentes no próprio
aeroporto, como o táxi de aeronaves, testes de motores de aeronaves, geradores ou tráfego de veículos [...]. E, se o ruído aeronáutico é considerado um problema, as ligações de transporte para o aeroporto, especialmente veículos particulares e ônibus, também podem trazer uma contribuição significativa para o ruído no entorno dos aeroportos.
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As pistas para pousos e decolagens normalmente são construídas em conformidade com a direção predominante do vento no local, e para tanto, utiliza-se os dados meteorológicos históricos de pelo menos cinco anos para a avaliação, e são as áreas destinadas à movimentação dos pousos e decolagens são aquelas que sofrem o maior efeito da poluição sonora (BRASIL, 2004).
Como exemplo, pode-se citar o plano de distúrbio sonoro da região que compreende a operação do aeroporto de Paris Charles de Gaulle, conforme a Figura 1 a seguir.
Figura 1 – Plano de distúrbio sonoro no aeroporto de Paris Charles de Gaulle
Fonte: ACNUSA, 2013.
Da análise da Figura 1, observa-se a delimitação de 3 (três) zonas de ruídos na região de operação do aeroporto de Paris Charles de Gaulle, em que se verifica uma zona na cor vermelha com Ldn de 70, uma zona na cor laranja com Ldn de 65 e uma zona na cor verde
com Ldn de 55. A zona na cor vermelha é onde estão construídas as pistas para pousos e
decolagens e, consequentemente, possui maior efeito da poluição sonora.
O contorno da área total de distúrbio sonoro foi calculado, com o auxílio do software SketchAndCalc (2020), cuja metodologia utilizada no cálculo está disposta no Apêndice, e foi obtido o resultado de aproximadamente 215.302.639 m2. Se na cidade de Paris a densidade demográfica calculada pelo INSEE (2020) é de 3.791,1 habitantes por km2,
estima-se que aproximadamente 816.233 habitantes são afetados por distúrbios sonoros oriundos da atividade do aeroporto de Paris Charles de Gaulle.
2.3.3 Alteração microclimática e redução da qualidade do ar
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
