Submitted by Gizele Lima (gizele.lima@inpa.gov.br) on 2017-02-15T20:55:07Z No. of bitstreams: 2 Cirino, G. G. - Tese Doutorado.pdf: 11238553 bytes, checksum: f8491c9a19a89be5cb23dc7a65a80003 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-15T20:55:07Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Cirino, G. G. - Tese Doutorado.pdf: 11238553 bytes, checksum: f8491c9a19a89be5cb23dc7a65a80003 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2015-12-16 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Atmospheric aerosols play an important role in human-induced climate change because of their effects on solar insolation and cloud processes. The direct and indirect effects of aerosols on Amazonian climate have been studied in recent years. The Amazonian forest is linked to the mechanisms that control atmospheric concentration of critical trace gases and particles, changing the physical chemical and biological properties of this environment. The natural biogenic sources emitted by vegetation are linked to the mechanisms of cloud microphysics and precipitation production, to the atmospheric radiation balance and to nutrient cycling, which in turn may affect important processes in the ecosystem. However, the sharp population growth of large urban centers in the Central Amazon has interfered with these mechanisms in a still unknown way. The understanding of these natural processes that regulate the atmospheric composition in Amazonia is an essential step for the establishment of a sustainable development strategy in the region. Here, we show for the first time the impact of urban emissions of the Manaus on the chemical and physical composition of natural aerosols in the Central Amazon. Using emission ratios of inert chemical species and a simulated set of air masses back-trajectories over the experimental sites, the chemical signature of the pollution plume was determined and thus the effects generated on the physico-chemical properties of aerosols, downwind of the city. An increase corresponding to 8 to 10 and 2 to 4 multiplicative factors in the total particle concentration (CN), black carbon (BC) and ozone (O3) when compared to natural forest conditions. On the average it was observed that the Manaus urban plume emission affects areas downwind with particle number usually above 3000-4000 cm-3 and BC concentrations often above 1000 ngm-3. The SO2 concentrations are in the range of 0.20-0.30 ppbv during the wet season, but can reach up to 0.60 ppbv in the dry season, contributing greatly to the fine fraction and greater increase scattering. A significant increase of around 40% in the concentration of organic aerosols (OA) attributed to the formation of secondary organic aerosol during transportation 4-6h between experimental sites was found. Also, a clear evolution in the distribution of particle size of ~ 50-100nm (Aitken to accumulation mode), and up to 30% reduction in the total concentration of aerosols (CN) was found, attributed here, especially to the formation of secondary organic aerosols (SOA), condensation of inorganic materials and of organic oxidation products. In addition to the changes in the chemical composition of natural aerosol of the pristine forest, various optical properties have also been changing with potential effects on the ecosystem. Absorption and scattering coefficients increased by multiplicative factors 3.0 and 1.8 in respect to the pristine forest conditions, respectively. The SSA, that is a key parameter in determining the climatic effects of aerosols, is strongly altered and reduced by about 10-15% under the direct influence of the city's emissions. The observed changes in the characteristics of the population of aerosols downwind the city (size distribution, quantity and chemical composition) may be changing significantly important properties of clouds, such as albedo and precipitation, thus contributing to impacts on the hydrological cycle and changes in radiative transfer rates, with consequences (indirect) still unknown for photosynthesis rates. / Aerossóis atmosféricos desempeham um papel importante na mudança climática induzida pelo homem, alterando os processos de transferência radiativa e de formação de nuvens. Os efeitos diretos e indiretos dos aerossóis atmosféricos no clima da Amazonia têm sido estudados intensivamente nos últimos anos. A floresta Amazônica interage intrinsecamente com a atmosfera absorvendo e emitindo gases e partículas e, assim, controlando as características físico-químicas e biológicas naturais do ecossistema. As emissões de partículas biogênicas são fundamentais para os mecanismos de produção de nuvens, balanço de radiação solar e ciclagem de nutrientes. No entanto, o crescimento acentuado de grandes núcleos urbanos na Amazônia Central tem interferido nestes mecanismos de forma ainda desconhecida. Entender os processos naturais e antrópicos que regulam a composição natural da atmosfera é fundamental para que se possam desenvolver estratégias de desenvolvimento sustentável na região. Aqui, mostram-se pela primeira vez os impactos das emissões urbanas da cidade de Manaus na composição química e física dos aerossóis naturais de floresta da Amazônia Central. Utilizando razões entre espécies químicas inertes e um conjunto de retro trajetórias de massas de ar simuladas entre os sítios experimentais, foi possível determinar a assinatura química da pluma de poluição e, com isso, os efeitos gerados sobre as propriedades físico-químicas dos aerossóis, vento abaixo da cidade. Foi observado um aumento, respectivo, de 8-10 e de 2-4 fatores multiplicativos na concentração total das partículas (CN), black carbon (BC) e Ozônio (O3), em relação às condições naturais da floresta. As emissões de Manaus afetam áreas, vento abaixo, com número de partículas normalmente acima de 3000-4000 cm-3 e concentrações de BC frequentemente acima de 1000 ng/m³ (em média). As concentrações de SO 2 são da ordem de 0,20-0,30 ppbv durante a estação chuvosa, mas podem chegar até 0,60 ppbv na estação seca, contribuindo fortemente para a fração fina de partículas mais espalhadoras. Um aumento importante de 40% na concentração de aerossóis orgânicos (OA) foi observado e atribuído à formação de aerossóis orgânicos secundários durante o transporte de 4-6h entre os sítios experimentais. Encontrou-se clara evolução na distribuição de tamanho das partículas entre ~ 50-100nm (moda de Aitken para acumulação), e redução de até 30% na concentração total dos aerossóis (CN), atribuídos aqui, principalmente à formação de aerossóis orgânicos secundários (SOA), condensação de materiais inorgânicos e produtos de oxidação de compostos orgânicos. Além das alterações na composição química do aerossol natural da floresta, várias propriedades óticas foram também alteradas, com potenciais efeitos para o ecossistema. Os coeficientes de absorção e espalhamento aumentaram por fatores multiplicativos de 3 e 1,8 em relação às condições limpas de floresta, respectivamente. O SSA, um dos principais parâmetros na determinação dos efeitos climáticos dos aerossóis, é alterado fortemente e diminui cerca de 10-15% sob a direta influência das emissões da cidade. As alterações observadas nas características da população de aerossóis, vento abaixo da cidade (distribuição de tamanho, quantidade e composição química), podem está alterando significativamente importantes propriedades das nuvens, como albedo e precipitação, contribuindo dessa forma para impactos no ciclo hidrológico e alterações nas taxas de transferência radiativa, com consequências (indiretas) ainda desconhecidas para as taxas de fotossíntese.

Esta tese de doutorado teve como objetivo avaliar o impacto na qualidade do ar da Região Metropolitana de São Paulo (RMSP) de mudanças do clima a partir de cenários de mudança global oriundos do IPCC (International Panel for Climate Change) e das mudanças nas fontes urbanas da RMSP, decorrentes da implantação de políticas de controle de emissões veiculares. A qualidade do ar foi estimada por meio do modelo WRF/Chem (Weather Research and Forecasting with Chemistry). Os cenários do IPCC que foram utilizados representam situações futuras, levando-se em conta o aquecimento global dentro de suas perspectivas otimista (SRES B1) e pessimista (SRES B2). Para a representação desses dois cenários foram utilizadas as saídas do modelo climático global CCSM3 (Community Climate System Model), as quais serviram como condições iniciais e de contorno para o modelo utilizado no trabalho. A avaliação da qualidade do ar foi realizada com base na análise da concentração de ozônio na RMSP, para os anos de 2020 e 2050. Também, foram considerados os eventuais impactos na qualidade do ar considerando-se mudanças nas fontes de emissão veicular. Dessa forma foram estudados cenários com mudanças climáticas ou com variação nas emissões veiculares para os anos de 2020 e 2050 e com ambas para o ano de 2050. Os resultados foram avaliados através de métodos estatísticos em comparação com o caso base, que representa o comportamento do ozônio no período de estudo compreendido entre os dias 08 e 16 do mês de novembro de 2011. As análises estatísticas dos resultados das simulações em comparação com os dados medidos mostraram que o modelo representou de forma satisfatória as condições ambientais observadas no período de estudo. Resultados das simulações de eventos futuros considerando os casos onde foram modificadas as condições meteorológicas para os anos de 2020 e 2050 e mantidas as emissões de 2011 mostraram pouca diferença das concentrações de ozônio sobre a RMSP. Por outro lado, resultados das simulações obtidos da alteração das emissões para os anos futuros, tendo como base as condições meteorológicas de 2011 apresentaram grande variação das concentrações de ozônio sobre a mesma área. Por fim, resultados obtidos a partir de simulações com alterações das condições meteorológicas e das emissões para o ano de 2050 para os dois cenários do IPCC mostraram as maiores diferenças entre os cenários simulados e ambos concordam na ocorrência de aumento de concentrações de ozônio no futuro. Pode-se explicar essa tendência de aumento a partir de duas hipóteses: o aumento da temperatura, favorecendo a ocorrência dos processos fotoquímicos e o maior controle das emissões por veículos pesados, levando a uma razão de Compostos Orgânicos Voláteis por Óxidos de Nitrogênio mais favorável para a formação do ozônio. / This PhD dissertation aims to assess the impact of climate change on regional air quality from global change scenarios estimated by IPCC and control vehicle emissions changes over the Metropolitan Area of São Paulo (MASP). The air quality was estimated by WRF/Chem model. For this purpose, the scenarios proposed by IPCC that represent future situations were used, taking into account global warming in an optimist (SRES B1) and pessimist (SRES A2) perspective. The output files from the global climate model CCSM3 (Community Climate System Model) based in these scenarios were used as initial and boundary conditions for the model used in this work and, based on a defined set of cases, possible impacts on ozone concentrations were evaluated over the MASP for 2020 and 2050. Also, possible impacts on air quality were considered based on changes in the emission sources. In this way, the following cases were studied: 1) the actual emission for the two meteorological scenarios during 2020 and 2050; 2) same meteorological condition of 2011 for scenarios of urban emission with public politics of emission control for 2020 and 2050, and; 3) a scenario with 2050´s emissions and IPCC meteorological conditions. Results were evaluated through statistical methods based on a control case, which represents the ozone concentrations during the period between November 08th and 16th of 2011. Results obtained with the control case simulation showed that the model represented satisfactorily environmental conditions observed during the study period. Simulation results of future events considering cases where weather conditions were modified for 2020 and 2050 and keeping the emissions of 2011 showed little difference in the ozone concentrations over the MASP. On the other hand, simulation results obtained from the change in emissions for future years, based on weather conditions of 2011, showed a large variation of ozone concentrations over the same area. Finally, results from simulations with changes in weather and emissions for 2050, considering the two IPCC scenarios, showed major differences between the simulated scenarios and both of them show similar results in the sense that high ozone concentrations are estimated for the future. This trend of increased concentrations can be explained by two assumptions: higher temperature, causing the occurrence of photochemical processes, and the implementation of control emissions by heavy vehicles, leading to a ratio of Volatile Organic Compounds by Oxides of Nitrogen more favorable to the formation of ozone.

Esta tese de doutorado teve como objetivo avaliar o impacto na qualidade do ar da Região Metropolitana de São Paulo (RMSP) de mudanças do clima a partir de cenários de mudança global oriundos do IPCC (International Panel for Climate Change) e das mudanças nas fontes urbanas da RMSP, decorrentes da implantação de políticas de controle de emissões veiculares. A qualidade do ar foi estimada por meio do modelo WRF/Chem (Weather Research and Forecasting with Chemistry). Os cenários do IPCC que foram utilizados representam situações futuras, levando-se em conta o aquecimento global dentro de suas perspectivas otimista (SRES B1) e pessimista (SRES B2). Para a representação desses dois cenários foram utilizadas as saídas do modelo climático global CCSM3 (Community Climate System Model), as quais serviram como condições iniciais e de contorno para o modelo utilizado no trabalho. A avaliação da qualidade do ar foi realizada com base na análise da concentração de ozônio na RMSP, para os anos de 2020 e 2050. Também, foram considerados os eventuais impactos na qualidade do ar considerando-se mudanças nas fontes de emissão veicular. Dessa forma foram estudados cenários com mudanças climáticas ou com variação nas emissões veiculares para os anos de 2020 e 2050 e com ambas para o ano de 2050. Os resultados foram avaliados através de métodos estatísticos em comparação com o caso base, que representa o comportamento do ozônio no período de estudo compreendido entre os dias 08 e 16 do mês de novembro de 2011. As análises estatísticas dos resultados das simulações em comparação com os dados medidos mostraram que o modelo representou de forma satisfatória as condições ambientais observadas no período de estudo. Resultados das simulações de eventos futuros considerando os casos onde foram modificadas as condições meteorológicas para os anos de 2020 e 2050 e mantidas as emissões de 2011 mostraram pouca diferença das concentrações de ozônio sobre a RMSP. Por outro lado, resultados das simulações obtidos da alteração das emissões para os anos futuros, tendo como base as condições meteorológicas de 2011 apresentaram grande variação das concentrações de ozônio sobre a mesma área. Por fim, resultados obtidos a partir de simulações com alterações das condições meteorológicas e das emissões para o ano de 2050 para os dois cenários do IPCC mostraram as maiores diferenças entre os cenários simulados e ambos concordam na ocorrência de aumento de concentrações de ozônio no futuro. Pode-se explicar essa tendência de aumento a partir de duas hipóteses: o aumento da temperatura, favorecendo a ocorrência dos processos fotoquímicos e o maior controle das emissões por veículos pesados, levando a uma razão de Compostos Orgânicos Voláteis por Óxidos de Nitrogênio mais favorável para a formação do ozônio. / This PhD dissertation aims to assess the impact of climate change on regional air quality from global change scenarios estimated by IPCC and control vehicle emissions changes over the Metropolitan Area of São Paulo (MASP). The air quality was estimated by WRF/Chem model. For this purpose, the scenarios proposed by IPCC that represent future situations were used, taking into account global warming in an optimist (SRES B1) and pessimist (SRES A2) perspective. The output files from the global climate model CCSM3 (Community Climate System Model) based in these scenarios were used as initial and boundary conditions for the model used in this work and, based on a defined set of cases, possible impacts on ozone concentrations were evaluated over the MASP for 2020 and 2050. Also, possible impacts on air quality were considered based on changes in the emission sources. In this way, the following cases were studied: 1) the actual emission for the two meteorological scenarios during 2020 and 2050; 2) same meteorological condition of 2011 for scenarios of urban emission with public politics of emission control for 2020 and 2050, and; 3) a scenario with 2050´s emissions and IPCC meteorological conditions. Results were evaluated through statistical methods based on a control case, which represents the ozone concentrations during the period between November 08th and 16th of 2011. Results obtained with the control case simulation showed that the model represented satisfactorily environmental conditions observed during the study period. Simulation results of future events considering cases where weather conditions were modified for 2020 and 2050 and keeping the emissions of 2011 showed little difference in the ozone concentrations over the MASP. On the other hand, simulation results obtained from the change in emissions for future years, based on weather conditions of 2011, showed a large variation of ozone concentrations over the same area. Finally, results from simulations with changes in weather and emissions for 2050, considering the two IPCC scenarios, showed major differences between the simulated scenarios and both of them show similar results in the sense that high ozone concentrations are estimated for the future. This trend of increased concentrations can be explained by two assumptions: higher temperature, causing the occurrence of photochemical processes, and the implementation of control emissions by heavy vehicles, leading to a ratio of Volatile Organic Compounds by Oxides of Nitrogen more favorable to the formation of ozone.

Esta dissertação desenvolveu duas análises de natureza diferente, mas complementares, uma vez que são unidas por uma mesma questão. Esta questão diz respeito à utilização do gás natural veicular em substituição ao óleo diesel em ônibus urbanos. O autor argumenta que, devido a suas características técnicas, o gás natural pode contribuir para a promoção de um transporte mais sustentável, mesmo que o gás natural seja um combustível igualmente não renovável, como o óleo diesel. Na primeira análise desenvolvida, utiliza-se uma metodologia bottom-up para demonstrar os ganhos ambientais que podem ser alcançados ao se substituir o óleo diesel por gás natural em ônibus urbanos. Adota-se a cidade de São Paulo como estudo de caso. Esses ganhos ambientais manifestam-se tanto na redução das emissões de poluentes locais, como material particulado, monóxido de carbono e óxidos de enxofre, conduzindo a melhoras importantes na qualidade de vida das pessoas que sofrem os efeitos nocivos dessas emissões (usuários ou não do transporte público urbano), como, também, no declínio das emissões de gases de efeito estufa, especialmente o dióxido de carbono, levando a benefícios ambientais globais. Os resultados amparam o uso do gás natural em ônibus como uma estratégia de maior sustentabilidade no plano ambiental. Já, na segunda análise desenvolvida, a pesquisa levanta as questões seguintes: Quais outros parâmetros influenciam a decisão de se promover a substituição de combustíveis em ônibus urbanos? Quais critérios explicam as escolhas por distintos combustíveis substitutos? As respostas a essas questões são obtidas através de uma Análise Qualitativa Comparativa (AQC). A pesquisa comparou 39 cidades em todo o mundo, que adotaram combustíveis substitutos ao óleo diesel em ônibus urbanos, incluindo o gás natural, biocombustíveis, eletricidade e hidrogênio. Os resultados atestam que as cidades de fato utilizam-se da substituição de combustíveis para tornar o transporte mais sustentável. Observa-se que a opção pelo gás natural é acolhida na maioria dos casos analisados como uma opção com vantagens ambientais e economicamente mais atrativa. A principal razão para sua eventual não adoção identifica-se com a insegurança energética. Algumas cidades receiam depender de um combustível que, assim como o petróleo (do qual o óleo diesel é um derivado), também está afeito a importantes suscetibilidades geopolíticas. A conclusão do trabalho reforça a importância do gás natural como um combustível ambientalmente mais amigável, e que pode contribuir na busca das cidades por sistemas de transporte público mais sustentáveis, especialmente em grandes áreas metropolitanas. Olhando, especificamente, o caso da cidade de São Paulo, com desdobramentos para o Brasil como um todo, a pesquisa enfatiza a necessidade de se superar barreiras regulatórias, e de se comprovar vantagens econômicas e de segurança de suprimento energético, para que o gás natural possa confirmar-se atrativo e mais sustentável aos olhares dos gestores dos sistemas de transporte público urbanos. Esses temas não podem ser deslembrados ao se propor uma política mais racional de combustíveis para o transporte público das grandes cidades brasileiras. / This work has developed two analyzes of different kinds, but complementary, since they are united by the same issue. This issue relates to the use of compressed natural gas to replace diesel fuel in city buses. The author argues that, due to its technical characteristics, natural gas can contribute to the promotion of more sustainable transport, even though the gas is a non-renewable fuel, such as diesel oil. In the first in-depth analysis, a bottom-up methodology is used in order to demonstrate the environmental benefits that can be achieved by replacing the diesel oil with natural gas in urban buses. The city of São Paulo is adopted as a case study. These environmental gains are manifested both in reducing emissions of local pollutants such as particulate matter, carbon monoxide and sulfur oxides, leading to significant improvements in quality of life of people suffering the harmful effects of the emissions (both public urban transport users and non-users), and also in the decline of emissions of greenhouse gases, especially carbon dioxide, leading to global environmental benefits. The results bolster the use of natural gas buses as a more sustainable strategy in environmental terms. In the second developed analysis, the research raises the following questions: What other parameters influence the decision to encourage the substitution of urban buses in fuels? What criteria explain the choices for different substitute fuels? The answers to these questions are obtained from a Qualitative Comparative Analysis (QCA). The study compared 39 cities across the world that have adopted fuel substitutes to diesel fuel in urban buses, including natural gas, biofuels, electricity and hydrogen. The results show that in fact, cities are use fuel shifting as a way to turn its transport system more sustainable. It is observed that the option for natural gas is considered, in most analyzed cases, as an option with environmental advantages and economically more attractive. The main reason for natural gas non-adoption was identified as energy insecurity. Some cities fear depending on a fuel that, like petroleum (of which diesel oil is a derivative), is also sensitive to relevant geopolitical issues. The conclusion of the work reinforces the importance of natural gas as a more environmentally friendly fuel, and can contribute to the promotion more sustainable public transport systems in cities, especially in large metropolitan areas. Looking specifically at the case of the city of São Paulo, as well as considering Brazil as a whole, the research emphasizes the need to overcome regulatory barriers, and to prove economic benefits and energy supply security, so that the natural gas can confirm is attractive and more sustainable to the eyes of managers of urban public transport systems. These issues cannot be forgotten in order to propose a more rational policy of fuel for public transport in large Brazilian cities.

Esta dissertação desenvolveu duas análises de natureza diferente, mas complementares, uma vez que são unidas por uma mesma questão. Esta questão diz respeito à utilização do gás natural veicular em substituição ao óleo diesel em ônibus urbanos. O autor argumenta que, devido a suas características técnicas, o gás natural pode contribuir para a promoção de um transporte mais sustentável, mesmo que o gás natural seja um combustível igualmente não renovável, como o óleo diesel. Na primeira análise desenvolvida, utiliza-se uma metodologia bottom-up para demonstrar os ganhos ambientais que podem ser alcançados ao se substituir o óleo diesel por gás natural em ônibus urbanos. Adota-se a cidade de São Paulo como estudo de caso. Esses ganhos ambientais manifestam-se tanto na redução das emissões de poluentes locais, como material particulado, monóxido de carbono e óxidos de enxofre, conduzindo a melhoras importantes na qualidade de vida das pessoas que sofrem os efeitos nocivos dessas emissões (usuários ou não do transporte público urbano), como, também, no declínio das emissões de gases de efeito estufa, especialmente o dióxido de carbono, levando a benefícios ambientais globais. Os resultados amparam o uso do gás natural em ônibus como uma estratégia de maior sustentabilidade no plano ambiental. Já, na segunda análise desenvolvida, a pesquisa levanta as questões seguintes: Quais outros parâmetros influenciam a decisão de se promover a substituição de combustíveis em ônibus urbanos? Quais critérios explicam as escolhas por distintos combustíveis substitutos? As respostas a essas questões são obtidas através de uma Análise Qualitativa Comparativa (AQC). A pesquisa comparou 39 cidades em todo o mundo, que adotaram combustíveis substitutos ao óleo diesel em ônibus urbanos, incluindo o gás natural, biocombustíveis, eletricidade e hidrogênio. Os resultados atestam que as cidades de fato utilizam-se da substituição de combustíveis para tornar o transporte mais sustentável. Observa-se que a opção pelo gás natural é acolhida na maioria dos casos analisados como uma opção com vantagens ambientais e economicamente mais atrativa. A principal razão para sua eventual não adoção identifica-se com a insegurança energética. Algumas cidades receiam depender de um combustível que, assim como o petróleo (do qual o óleo diesel é um derivado), também está afeito a importantes suscetibilidades geopolíticas. A conclusão do trabalho reforça a importância do gás natural como um combustível ambientalmente mais amigável, e que pode contribuir na busca das cidades por sistemas de transporte público mais sustentáveis, especialmente em grandes áreas metropolitanas. Olhando, especificamente, o caso da cidade de São Paulo, com desdobramentos para o Brasil como um todo, a pesquisa enfatiza a necessidade de se superar barreiras regulatórias, e de se comprovar vantagens econômicas e de segurança de suprimento energético, para que o gás natural possa confirmar-se atrativo e mais sustentável aos olhares dos gestores dos sistemas de transporte público urbanos. Esses temas não podem ser deslembrados ao se propor uma política mais racional de combustíveis para o transporte público das grandes cidades brasileiras. / This work has developed two analyzes of different kinds, but complementary, since they are united by the same issue. This issue relates to the use of compressed natural gas to replace diesel fuel in city buses. The author argues that, due to its technical characteristics, natural gas can contribute to the promotion of more sustainable transport, even though the gas is a non-renewable fuel, such as diesel oil. In the first in-depth analysis, a bottom-up methodology is used in order to demonstrate the environmental benefits that can be achieved by replacing the diesel oil with natural gas in urban buses. The city of São Paulo is adopted as a case study. These environmental gains are manifested both in reducing emissions of local pollutants such as particulate matter, carbon monoxide and sulfur oxides, leading to significant improvements in quality of life of people suffering the harmful effects of the emissions (both public urban transport users and non-users), and also in the decline of emissions of greenhouse gases, especially carbon dioxide, leading to global environmental benefits. The results bolster the use of natural gas buses as a more sustainable strategy in environmental terms. In the second developed analysis, the research raises the following questions: What other parameters influence the decision to encourage the substitution of urban buses in fuels? What criteria explain the choices for different substitute fuels? The answers to these questions are obtained from a Qualitative Comparative Analysis (QCA). The study compared 39 cities across the world that have adopted fuel substitutes to diesel fuel in urban buses, including natural gas, biofuels, electricity and hydrogen. The results show that in fact, cities are use fuel shifting as a way to turn its transport system more sustainable. It is observed that the option for natural gas is considered, in most analyzed cases, as an option with environmental advantages and economically more attractive. The main reason for natural gas non-adoption was identified as energy insecurity. Some cities fear depending on a fuel that, like petroleum (of which diesel oil is a derivative), is also sensitive to relevant geopolitical issues. The conclusion of the work reinforces the importance of natural gas as a more environmentally friendly fuel, and can contribute to the promotion more sustainable public transport systems in cities, especially in large metropolitan areas. Looking specifically at the case of the city of São Paulo, as well as considering Brazil as a whole, the research emphasizes the need to overcome regulatory barriers, and to prove economic benefits and energy supply security, so that the natural gas can confirm is attractive and more sustainable to the eyes of managers of urban public transport systems. These issues cannot be forgotten in order to propose a more rational policy of fuel for public transport in large Brazilian cities.