Introdução
A urbanização é um fenômeno global que tem intensificado a concentração populacional em áreas urbanas, resultando em significativos impactos ambientais e sociais. No Brasil, por exemplo, 5% dos municípios concentram 57% da população (IBGE, 2022). Nos Estados Unidos, 75% dos cidadãos vivem em áreas urbanas (Rosenthal et. al, 2006). Entre os fatores decorrentes da expansão das cidades, destaca-se a maior dependência de veículos automotores, que eleva as emissões de poluentes atmosféricos e agrava a qualidade do ar.
A expansão desordenada das cidades, conhecida como “urban sprawl”, resulta na dispersão espacial da população, aumentando a necessidade de deslocamentos diários e, consequentemente, a dependência do transporte motorizado individual. Esse padrão de crescimento urbano é caracterizado pela baixa densidade populacional e pela expansão horizontal, predominantemente com casas nos subúrbios.
O desenvolvimento sustentável das cidades está intrinsecamente ligado à maneira como elas são planejadas e expandidas. A Nova Agenda Urbana e os Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS) destacam a importância de promover cidades compactas e eficientes, que reduzam a necessidade de longos deslocamentos e, consequentemente, diminuam as emissões de poluentes. A forma urbana afeta diretamente o comportamento de viagem, qualidade do ar, perda prematura de terras agrícolas, poluição do solo e contaminação, além de contribuir para a mudança climática global e ruído, conforme apontado pela EPA (2001), ilustrando os benefícios potenciais de um planejamento urbano eficiente.
Em um exercício hipotético, se considerarmos duas vilas de 100 pessoas cada, situadas a uma considerável distância uma da outra, cada uma necessitará de infraestruturas públicas próprias, além de depender dos deslocamentos entre as vilas para o consumo de bens e serviços. Por outro lado, se essas mesmas 200 pessoas forem concentradas em uma terceira vila, haverá uma redução nos custos de infraestrutura e de deslocamento, ilustrando os benefícios econômicos e ambientais da aglomeração urbana (Krugman, 1991).
Este artigo tem como objetivo explorar as correlações entre a estrutura urbana e as emissões de poluentes, com um foco especial no deslocamento de automóveis e na importância de um planejamento urbano eficiente. A relação entre a distribuição populacional e as emissões de poluentes, como dióxido de carbono (CO2), monóxido de carbono (CO) e partículas finas (MP2.5), será analisada, destacando como esses poluentes afetam negativamente a qualidade do ar e a saúde pública. Através de uma revisão de literatura, serão apresentadas evidências de que a aglomeração urbana pode ser uma ferramenta eficaz para mitigar os impactos ambientais e promover uma melhor qualidade de vida. A hipótese central é que a concentração populacional em áreas compactas pode reduzir significativamente as emissões de poluentes, ao contrário do espraiamento urbano, que aumenta a dependência do transporte automotivo e as emissões associadas. Este artigo busca fornecer insights para urbanistas e formuladores de políticas públicas, destacando a necessidade de cidades mais compactas e sustentáveis como resposta aos desafios ambientais contemporâneos.
Literatura de Formação e Expansão de Cidades
A formação e expansão das cidades têm sido temas de estudo há décadas, com debates centrados na eficiência, sustentabilidade e qualidade de vida urbana. Historicamente, as primeiras cidades surgiram como aglomerações que facilitavam o comércio, a segurança e a administração centralizada. No entanto, com o crescimento populacional e a revolução industrial, essas aglomerações passaram a enfrentar desafios significativos, como a gestão de resíduos, a poluição e a necessidade de infraestrutura adequada.
O conceito de cidades compactas ganhou destaque como uma alternativa sustentável para o desenvolvimento urbano. Cidades compactas são caracterizadas pela alta densidade populacional, uso misto do solo e infraestrutura de transporte eficiente. Esse modelo busca reduzir a dependência de veículos automotores, minimizando as emissões de poluentes e promovendo um ambiente urbano mais saudável. Elkin, McLaren e Hillman (1991) argumentam que a compactação do espaço urbano pode minimizar os custos de transporte de energia, água, materiais, produtos e pessoas. Além disso, a contiguidade e conectividade são elementos essenciais para a eficiência do planejamento urbano, permitindo que serviços e infraestruturas sejam mais acessíveis.
No entanto, a literatura sobre o tema não é unânime quanto aos benefícios das cidades compactas. Debates ambientais e urbanos indicam que, embora a aglomeração possa trazer benefícios ambientais ao reduzir as emissões provenientes do transporte, ela também pode resultar em custos ambientais significativos se não for bem planejada. A urbanização não planejada pode levar à degradação do meio ambiente, aumento da poluição e problemas de saúde pública. Como Glaeser (2011) observa, “se o futuro será mais verde, ele deve ser mais urbano”, ressaltando a necessidade de um planejamento urbano cuidadoso para assegurar que a densificação traga mais benefícios do que prejuízos.
Estudos recentes reforçam a complexidade dessas discussões. Shahbaz et al. (2016) concluíram que a urbanização inicialmente reduz as emissões de CO2, mas esse efeito se estabiliza em uma fase posterior. Por outro lado, Glaeser e Kahn (2010) demonstraram que cidades com populações maiores tendem a ser mais eficientes em termos de energia e emissões de CO2. Fragkias et al. (2013) descobriram que as emissões de CO2 em áreas metropolitanas dos Estados Unidos são proporcionais ao tamanho da população, enquanto Shi et al. (2018) encontraram correlações positivas significativas entre as emissões urbanas de CO2 e a população urbana na China em várias escalas. Esses estudos destacam a necessidade de considerar não apenas a densidade populacional, mas também a qualidade do planejamento urbano e a implementação de políticas sustentáveis.
Um estudo desenvolvido por Xie et al. (2019) enfatiza que a densificação urbana pode reduzir as emissões de CO2 per capita, mas alerta que essa redução depende fortemente de políticas urbanas complementares, como a promoção do transporte público e a infraestrutura para veículos não motorizados. Outra pesquisa de Zhang et al. (2021) destaca que a implementação de zonas de baixa emissão e áreas verdes urbanas pode amplificar os benefícios da densificação, reduzindo ainda mais a poluição do ar e melhorando a qualidade de vida dos residentes urbanos.
O desenvolvimento próximo às estruturas urbanas já existentes pode ser mais sustentável, focalizando o planejamento no tecido urbano existente, em vez de expandir para espaços mais remotos. Isso pode conter as expansões desordenadas e reduzir os impactos ambientais negativos. Este modelo urbano não só minimiza os custos de transporte e energia, mas também promove a eficiência no uso dos recursos urbanos.
Para que a compactação urbana seja bem-sucedida, é essencial que ela seja acompanhada por um planejamento e políticas públicas adequadas. A densidade por si só não garante sustentabilidade; é necessário integrar espaços residenciais e comerciais, infraestrutura para pedestres e ciclistas, e outras medidas que promovam um ambiente urbano saudável e eficiente. Apenas através de uma abordagem holística e bem planejada as cidades poderão alcançar um desenvolvimento verdadeiramente sustentável e resiliente.
Correlação Entre Distância Percorrida por Automóveis e Poluentes Urbanos
A expansão urbana e o aumento da dependência do transporte automotivo têm sido temas centrais no debate sobre sustentabilidade urbana. Diversos estudos demonstram a correlação entre a distância percorrida por automóveis e o nível de poluentes urbanos, indicando a necessidade de um planejamento urbano mais eficiente para mitigar emissões.
Um exemplo elucidativo é o estudo realizado por Reznik et al. (2018) em Tel Aviv. A pesquisa analisou a emissão de CO2e em diferentes áreas da cidade, correlacionando-as com as distâncias percorridas por automóveis. Tel Aviv, com uma população de aproximadamente 450.000 habitantes, apresenta uma distribuição desigual de emissões, variando significativamente entre suas regiões.
Reznik et al. (2018) coletaram dados sobre as emissões de CO2e e a quilometragem anual dos automóveis por meio de levantamentos locais e dados municipais. Eles descobriram que, enquanto na região sul da cidade a média anual de quilometragem rodada por automóvel era de aproximadamente 45.000 km, no Norte essa média chegava a 200.000 km. Consequentemente, as emissões anuais de CO2e também variaram, sendo 8.000 toneladas no Sul e 40.000 toneladas no norte da cidade.
A metodologia envolveu a utilização de modelos de dispersão de poluentes para entender como as emissões se distribuem espacialmente. Além disso, foram aplicadas análises estatísticas para identificar correlações significativas entre a quilometragem percorrida e os níveis de poluição. O estudo concluiu que há uma forte correlação positiva entre o aumento da distância percorrida por automóveis e os níveis de CO2e emitidos.
Na Figura 1, observa-se essa correlação de forma detalhada. A variável (A) representa a distância anual percorrida por automóveis em diferentes regiões da cidade, enquanto a variável (B) refere-se às emissões de CO2e registradas nessas mesmas regiões. A análise estatística mostrou que, para cada aumento de 10.000 km percorridos anualmente, há um incremento médio de 4.000 toneladas de CO2e emitidas. Este dado evidencia uma relação linear entre a distância percorrida e as emissões, confirmando a hipótese de que o transporte automotivo intensivo contribui significativamente para o aumento dos níveis de poluição urbana.
Figura 1 – Correlações entre educação, densidade demográfica, força de trabalho, renda, altura dos edifícios, conectividade e as emissões per capita de GEE
Fonte: Reznik et al. (2018)
A análise identificou que a elasticidade da emissão de CO2e em relação à quilometragem rodada é positiva e significativa, com um coeficiente de correlação de 0,85. Isso significa que, em Tel Aviv, a maior parte da variação nas emissões de CO2e pode ser explicada pela variação nas distâncias percorridas por automóveis. As regiões com maior densidade de deslocamento veicular apresentaram os maiores índices de poluição, indicando que áreas com maior dependência de automóveis têm níveis mais elevados de emissões.
A situação observada em Tel Aviv não é única. No Brasil, onde a urbanização também é caracterizada por grandes deslocamentos automotivos, a correlação entre distância percorrida e poluição é igualmente relevante. Estudos indicam que automóveis são responsáveis por uma grande parcela das emissões de poluentes. Segundo IEA (2019), em 2018, a maior parte das emissões globais de CO2 teve origem no transporte rodoviário. As viagens rodoviárias foram responsáveis por três quartos das emissões do setor de transportes. A maior parte dessas emissões veio de veículos que transportam passageiros – carros e ônibus – que contribuíram com 45,1%. Os outros 29,4% vieram de caminhões de carga.
A expansão urbana descontrolada contribui para esses números, aumentando a necessidade de deslocamentos longos e frequentes. Esses resultados corroboram a conclusão de que cidades que demandam grandes deslocamentos não apenas deterioram a qualidade de vida urbana, mas também intensificam as emissões de gases nocivos.
Aglomeração Espacial Eficiente para Mitigar Emissões
O planejamento urbano desempenha um papel crucial na redução das emissões de poluentes urbanos. A organização espacial das cidades pode influenciar significativamente a mobilidade e, consequentemente, as emissões de gases de efeito estufa. Qin e Wu (2014) argumentam que uma cidade com alta densidade habitacional tem maior probabilidade de desenvolver um padrão de desenvolvimento urbano menos dependente de grandes deslocamentos. Isso ocorre porque a proximidade entre residências, locais de trabalho e serviços reduz a necessidade de viagens longas, promovendo modos de transporte mais sustentáveis, como caminhar e andar de bicicleta.
Além disso, áreas urbanas são responsáveis por uma grande parcela das emissões globais de CO2 provenientes do uso final de energia. Estima-se que entre 71% a 76% dessas emissões sejam atribuídas às cidades, que também consomem entre 67% a 76% da energia global. Esse dado ressalta a importância de um planejamento urbano eficiente para mitigar as emissões.
O Modelo Espacial Durbin, empregado por Xiang Yu (2020), oferece uma perspectiva detalhada sobre como variáveis socioeconômicas e espaciais influenciam as emissões de CO2. O autor aplicou um modelo linearizado do Stochastic Impacts by Regression on Population, Affluence and Technology (STIRPAT) para analisar essa relação, destacando a importância do componente espacial na equação. O estudo descobriu que variáveis como população (POP) e PIB (GDP) exercem um efeito negativo e significativo sobre as emissões, enquanto fatores como industrialização (INDU), tecnologia (TECH) e abertura econômica (OPEN) têm um impacto positivo. Este modelo revelou que um aumento de 1% na população resulta em uma redução de 0,22% na intensidade das emissões de carbono, sugerindo que cidades mais populosas tendem a gerar menos emissões per capita.
A elasticidade negativa das emissões em relação ao crescimento populacional, destacada no estudo de Xiang Yu (2020), indica que, com o aumento da densidade populacional, há uma tendência de redução nas emissões per capita. Este achado é crucial para o planejamento urbano, pois sugere que políticas que promovam a densidade urbana podem ser eficazes na mitigação das emissões de gases de efeito estufa.
O impacto do planejamento urbano na mobilidade é significativo. A organização eficiente das cidades pode reduzir a necessidade de deslocamentos longos, promovendo modos de transporte mais sustentáveis. Por exemplo, a integração de espaços residenciais e comerciais, a criação de infraestrutura para pedestres e ciclistas, e a implementação de políticas de retrofit urbano são estratégias que podem contribuir para a redução das emissões. Essas medidas não apenas melhoram a qualidade do ar, mas também promovem um ambiente urbano mais saudável e sustentável.
Estudos demonstram que cidades com maior densidade populacional são mais eficientes em termos de energia e emissões de CO2. Glaeser e Kahn (2010) mostraram que cidades com populações maiores tendem a ser mais eficientes energeticamente. Além disso, Fragkias et al. (2013) descobriram que as emissões de CO2 em áreas metropolitanas dos Estados Unidos são proporcionais ao tamanho da população.
Com o crescimento urbano, as cidades devem adotar práticas de planejamento que incentivem a densidade e reduzam a dependência do transporte automotivo, assegurando assim um ambiente mais saudável e sustentável para as futuras gerações.
O modelo STIRPAT de Xiang Yu (2020) e as estratégias de planejamento urbano discutidas sublinham a importância de um planejamento eficaz para mitigar emissões e promover cidades sustentáveis. A combinação dessas estratégias pode transformar as áreas urbanas em espaços que não apenas minimizem os impactos ambientais, mas também proporcionem uma melhor qualidade de vida para seus habitantes.
Na busca por soluções realistas para a redução do uso de veículos particulares nas cidades, é fundamental considerar alternativas viáveis que se alinhem com as dinâmicas do mercado imobiliário e as realidades socioeconômicas. Uma dessas alternativas é a ampliação da oferta de moradias em áreas centrais, onde se concentram empregos e instituições educacionais. Esta abordagem pode ser mais factível e alinhada ao mercado em comparação com outras soluções de mitigação de emissões, como a expectativa de uma transição rápida para veículos elétricos, que já enfrenta barreiras significativas.
Eletrificar a frota de veículos não é uma tarefa simples. A falta de infraestrutura de recarga, por exemplo, resulta no problema conhecido como “ansiedade de alcance”, além do alto preço dos automóveis elétricos, o que dificulta sua aquisição em larga escala, entre outros desafios. O alto custo de aquisição e a ausência de infraestrutura de recarga se destacam como pontos a serem enfrentados. Os preços das baterias, que utilizam a tecnologia da íons de lítio, acarreta maiores preços dos veículos. Espera-se que esses custos sejam cada vez mais reduzidos, ainda assim no panorama atual eles existem e são fatores cruciais na decisão de aquisição de veículos. Apesar da evolução tecnológica, baixa autonomia e tempo de carregamento longo ainda se apresentam como barreiras à implementação de carros elétricos nas rotinas urbanas (Cordeiro, 2019).
Nesse contexto, uma solução comumente proposta envolve construções ou expansões de metrô. Embora seja uma alternativa ambientalmente favorável, apresenta desafios financeiros significativos. O alto custo de construção e manutenção de sistemas metroviários torna essa solução menos viável em um cenário de restrições orçamentárias. Portanto, a promoção do transporte público, embora importante, não é a solução única para a redução da dependência de veículos particulares.
Por outro lado, o incentivo ao desenvolvimento habitacional em áreas centrais surge como uma alternativa. Ao aumentar a oferta de moradia nas proximidades dos locais de trabalho e estudo, reduz-se a necessidade de deslocamentos longos, diminuindo a dependência do uso de carros e, consequentemente, as emissões de poluentes. Essa estratégia não apenas beneficia o meio ambiente, mas também se alinha com as tendências do mercado imobiliário, oferecendo oportunidades de investimento e desenvolvimento urbano.
Em resumo, a promoção de moradias em áreas centrais representa uma solução e alinhada com as dinâmicas econômicas e sociais atuais, contribuindo para uma mobilidade urbana mais sustentável e diminuindo a pegada de carbono das cidades. Esta abordagem, portanto, deve ser considerada como um elemento nas políticas de planejamento urbano, visando uma redução no uso de veículos particulares e melhorando a qualidade de vida nos centros urbanos.
Co-benefícios das Mitigações Subsequentes das Emissões de Poluentes Urbanos
A implementação de políticas de mitigação de emissões de poluentes urbanos traz uma série de benefícios indiretos que vão além da redução da quantidade de poluentes. Esses co-benefícios abrangem áreas como saúde pública, qualidade de vida, economia e mobilidade urbana. Diversos estudos e dados comprovam a importância dessas políticas e os resultados positivos decorrentes de sua aplicação. A redução de poluentes atmosféricos, como o material particulado fino (MP2.5), está diretamente ligada a uma diminuição significativa em problemas de saúde respiratória e cardiovascular. Gobbo Cesar et al. (2015) realizaram uma análise para Taubaté que mostrou que uma redução de 5 µg/m³ na concentração de MP2.5 poderia economizar R$ 84 mil em despesas hospitalares, associadas à diminuição de 38 internações.
Além das questões de saúde, a redução de emissões também pode melhorar a qualidade de vida nas cidades ao diminuir a necessidade de longos deslocamentos de carro. Menos tempo gasto no trânsito resulta em uma população menos estressada e mais produtiva. Estudos indicam que políticas que incentivam o uso de transporte público, ciclismo e caminhadas, em detrimento do uso de veículos particulares, não só reduzem as emissões de gases poluentes, mas também contribuem para a saúde pública ao promover um estilo de vida mais ativo.
A redução na demanda por uso de automóveis particulares está associada a uma diminuição nos acidentes de trânsito. Segundo Hargroves (2018), políticas que promovem alternativas ao transporte individual podem resultar em menos acidentes e, consequentemente, menos fatalidades e lesões. Além disso, Frumkin (2002) aponta que a melhoria na qualidade do ar reduz a incidência de doenças como asma, bronquite e problemas cardiovasculares, diminuindo os custos com saúde pública e melhorando a qualidade de vida dos cidadãos.
Do ponto de vista econômico, as cidades que conseguem reduzir suas emissões de poluentes também observam uma série de benefícios. A diminuição na dependência de combustíveis fósseis pode levar a economias significativas em termos de importação de petróleo e outros combustíveis. Além disso, a promoção de tecnologias e infraestruturas mais sustentáveis pode estimular a inovação e a criação de empregos em setores verdes.
Os benefícios ambientais também são significativos. A redução de emissões contribui diretamente para a mitigação das mudanças climáticas, ajudando as cidades a se tornarem mais resilientes frente aos desafios ambientais. Políticas urbanas que focam na redução de emissões frequentemente promovem a criação de espaços verdes, a preservação de áreas naturais e a melhoria da gestão de resíduos, o que também traz benefícios para a biodiversidade e o meio ambiente urbano.
Em suma, a implementação de políticas de mitigação de emissões de poluentes urbanos é fundamental não apenas para melhorar a qualidade do ar e a saúde pública, mas também para promover um desenvolvimento econômico sustentável, reduzir acidentes de trânsito e contribuir para a luta contra as mudanças climáticas. A integração dessas políticas no planejamento urbano pode transformar as cidades em espaços mais saudáveis, eficientes e agradáveis para se viver.
Conclusão
A interseção entre urbanização, mobilidade e sustentabilidade ambiental destaca a importância de estratégias de desenvolvimento urbano que conciliem eficiência econômica e responsabilidade ecológica. A literatura revisada evidencia que a expansão urbana desordenada aumenta significativamente as emissões de poluentes, comprometendo a qualidade de vida e a saúde pública. Portanto, a adoção de abordagens mais sustentáveis na gestão das cidades é urgente e necessária.
A análise dos benefícios e desafios da aglomeração urbana revelou que, embora a densificação possa resultar em economias de escala e redução da distância média de deslocamentos, ela também apresenta riscos de superlotação e degradação ambiental. No entanto, políticas de planejamento urbano inteligente podem mitigar esses problemas, promovendo cidades mais compactas e sustentáveis. A eficiência na alocação espacial dos cidadãos e a otimização da mobilidade são fundamentais para reduzir as emissões de gases de efeito estufa e melhorar a qualidade do ar.
As discussões sobre a sustentabilidade urbana enfatizaram que a compactação urbana pode ser uma solução viável e econômica para os desafios contemporâneos das metrópoles. Cidades que adotam um modelo de desenvolvimento de baixo carbono não apenas contribuem para a mitigação das mudanças climáticas, mas também melhoram significativamente a qualidade de vida urbana. Políticas que incentivam a aglomeração espacial eficiente, evitando a superlotação, aumentam a resiliência ambiental das cidades e promovem maior acessibilidade aos serviços públicos.
O interesse crescente em mitigar as emissões de gases de efeito estufa gerou diversos frameworks de análises de economia urbana. Embora muitos estudos se concentrem na pegada de carbono em diferentes setores, é essencial que futuras pesquisas considerem análises em escalas menores, como de bairros, para desenvolver estratégias mais personalizadas e eficazes. Características específicas de bairros devem ser levadas em conta para avançar significativamente na redução das emissões urbanas.
Em direção a futuros urbanos mais sustentáveis, é fundamental continuar questionando, testando e adaptando nossas estratégias de planejamento urbano. Essas estratégias devem atender às necessidades econômicas e sociais, ao mesmo tempo em que respeitam e protegem o meio ambiente urbano e natural. A busca por um equilíbrio ótimo entre densidade e aglomeração urbana, considerando variáveis socioespaciais específicas, será essencial para promover o desenvolvimento urbano sustentável sem aumentar os riscos ambientais.
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Sugestão de citação: Cunha, B. A.; Rodrigues, N. (2024). Planejamento Urbano Eficiente: Redução de Emissões, Mobilidade e Co-Benefícios da Aglomeração Urbana. Ensaio Energético, 22 de maio, 2024.
Bruno Albuquerque Cunha
Economista pela Faculdade de Economia da UFF. Possui experiências profissionais em planejamento regional e urbano (com foco em mobilidade e infraestrutura). Trabalha com Consultoria Econômica na EY.
Editora-chefe do Ensaio Energético. Economista pela UFRRJ, mestre em Economia Aplicada pela UFV e doutora em Economia pela UFF. Professora do Departamento de Ciências Econômicas da UFF, professora do Programa de Pós Graduação em Economia (PPGE/UFF) e pesquisadora do Grupo de Energia e Regulação (GENER/UFF).
