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Dissertação de Mestrado
DOI
https://doi.org/10.11606/D.106.2024.tde-28052024-165525
Documento
Autor
Nome completo
Rafael Luís Sacco
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2024
Orientador
Banca examinadora
Brito, Thiago Luis Felipe (Presidente)
Almeida, Edmar Luiz Fagundes de
Mouette, Dominique
Padillo, Alejandro Ruiz
Título em português
Implementação de corredores azuis na Região Sul do Brasil: uma avaliação baseada no fluxo e na autonomia dos veículos pesados de carga
Palavras-chave em português
Combustíveis alternativos
Corredores azuis
Gás natural
Otimização
Transporte de cargas
Resumo em português
O transporte de cargas na Região Sul do Brasil é predominantemente realizado por caminhões movidos a diesel, um combustível fóssil com grande potencial de danos ao meio ambiente e à saúde humana quando liberado na atmosfera após a sua combustão. Apresentando menores emissões de poluentes e gases de efeito estufa, o gás natural surge como uma alternativa ao diesel. Entretanto, para que o mesmo seja amplamente adotado pelo mercado consumidor, é crucial o desenvolvimento de uma infraestrutura de abastecimento robusta garantindo que os veículos possam realizar suas viagens de ida e volta sem o risco de ficarem desabastecidos. Baseando-se no fluxo regional de caminhões e em suas respectivas autonomias, este trabalho avaliou a instalação de postos de abastecimento ao longo das principais rodovias da Região Sul do Brasil de forma a criar rotas que viabilizem a circulação de caminhões movidos a gás natural, também conhecidas como corredores azuis. Três cenários foram criados variando a autonomia dos veículos. O cenário 1 buscou contemplar os caminhões movidos a Gás Natural Comprimido (GNC), com uma autonomia de até 400 km. Os cenários 2 e 3 buscaram contemplar os caminhões movidos a Gás Natural Liquefeito (GNL), com autonomias de até 600 e 800 km, respectivamente. O Flow-Refueling Location Model, um modelo de otimização oriundo da pesquisa operacional, foi utilizado visando maximizar o atendimento do fluxo de veículos dada uma quantidade limitada de postos de abastecimento disponíveis. Foram considerados 34 potenciais locais para instalação de postos de abastecimento ao longo de toda a Região Sul do Brasil. Observou-se que, mesmo com postos de abastecimento instalados em todos os potenciais locais, os cenários 1 e 2 atenderiam no máximo 89,6 % e 97,1 % do fluxo regional de caminhões, respectivamente. Por outro lado, com apenas 19 postos instalados de forma otimizada ao longo das rodovias sulistas, todos os fluxos regionais de veículos poderiam ser atendidos no cenário 3. Evidenciou-se uma importante relação entre o desenvolvimento tecnológico da indústria automobilística e a implementação de corredores azuis: veículos com maiores autonomias demandariam uma infraestrutura de abastecimento mais enxuta.
Título em inglês
Blue Corridors implementation in Southern Brazil: an evaluation based on the flow and range of heavy-duty vehicles
Palavras-chave em inglês
Alternative fuels
Blue corridors
Freight transport
Natural gas
Optimization
Resumo em inglês
Freight transportation in Southern Brazil is predominantly carried out by heavy-duty vehicles running on diesel, a fossil fuel with great potential to negatively impact the environment and human health when released into the atmosphere after combustion. Natural gas can be an alternative fuel with lower emissions of pollutants and greenhouse gases. However, to be widely adopted by the consumer market, a robust supply infrastructure of natural gas stations must be developed to ensure that vehicles can complete their trip without running out of gas. This study investigates optimal gas station allocation across the road network of Southern Brazil, aiming to create routes that enable natural gas-powered trucks to travel, also known as blue corridors. An optimization model from operational research (the Flow-Refueling Location Model) was used to indicate the best places for gas station allocation based on traffic flows and vehicles range. This study was conducted under three scenarios of evaluation. Scenario 1 considered trucks running on Compressed Natural Gas (CNG) with a range of up to 400 km. Scenarios 2 and 3 considered trucks running on Liquefied Natural Gas (LNG) with ranges of up to 600 and 800 km, respectively. Thirty-four potential sites for gas station allocation were evaluated throughout Southern Brazil. The maximum captured flow rates of scenarios 1 and 2 were 89.6 % and 97.1 %, respectively, even with all potential sites having a gas station allocated to them. However, all flows were captured in scenario 3, with only 19 gas stations optimally allocated across the road network. It revealed an essential relationship between the technical development of the automobile industry and the deployment of blue corridors: vehicles with higher ranges require leaner infrastructure.
 
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Data de Publicação
2024-06-03
 
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