Congestionamento e Engenharia Urbana

Universidade de BrasíliaDepartamento de Engenharia CivilIntrodução a Engenharia Urbana

Joaquim José Guilherme de Aragão

Congestionamentoe Engenharia Urbana

Aluno: Rafael Zuqui Lisbôa

Matrícula: 11/0150783

Índice

1) Introdução.........................................................................................................2

2) Conceitos de Congestionamento e Nível de Serviço...........................................2

3) Gestão do Congestionamento –Segundo Literatura do Manual do Instituto dos Engenheiros de Transporte....................................................................................4

3.1.1 Ações a serem realizadas exemplo: Construção de novas vias....................4

3.1.2 Custos e Benefícios.......................................................................................5

3.1.3 Implementação.............................................................................................5

4) Análise do Congestionamento: 1º ponto, Eixo monumental............................6

5) Análise do Congestionamento: 2º ponto, ponte Juscelino Kubitschek.............9

6) Análise do Congestionamento: 3º ponto, Rodovia df-003................................10

7) Conclusão.........................................................................................................14

1) Introdução

O trabalho, possui como objetivo apresentar uma metodologia de estudo para a análise do congestionamento viário que ocorre nas rodovias em Brasília. Seguindo a metodologia utilizada pelo Instituto (Norte-Americano) dos Engenheiros de Transporte por meio de medidas a serem realizadas com ações efetivas que visam definir a diretriz de atuação, considerando o planejamento a ser realizado para as vias congestionadas, como por exemplo a ação de construção de uma nova rodovia para diminuir o congestionamento. Após realiza-se a análise dos custos e benefícios que a ação provoca, do impacto ambiental e as medidas a serem tomadas para implementação do empreendimento, os meios que permitirão a sua realização como a questão da fonte de financiamento para a implementação.

2) Conceitos de Congestionamento e Nível de Serviço

O conceito de congestionamento está vinculado aos de capacidade da via e de nível de serviço, enquanto a capacidade da via representa a quantidade máxima de veículos que pode se movimentar em um trecho em um intervalo de tempo.

Thurgood (1995) define congestionamento como as condições de operação viária em que a qualidade do fluxo de tráfego se deteriora além do nível aceitável pelo usuário, resultando em um conjunto de externalidades negativas: aumento do tempo de viagem e do atraso, da emissão de poluentes, do número de acidentes, da poluição sonora, etc. A definição do nível aceitável de congestionamento varia conforme o usuário, o modo de transporte, o período de tempo (hora do dia, dia da semana e/ou ano) e a localização geográfica.

Embora a definição de congestionamento seja subjetiva, este fenômeno pode ser caracterizado por quatro componentes básicos, conforme Lomax et al. (1997): duração, extensão, intensidade e periodicidade. A duração define o período de tempo ao longo do dia no qual o congestionamento afeta parcial ou totalmente a rede viária urbana. A extensão estima o número de pessoas ou veículos afetados pelo congestionamento, a partir da distribuição geográfica das áreas congestionadas. A intensidade diz respeito à severidade do congestionamento, em termos de níveis distintos: moderado, pesado e severo. A definição dos limites de cada classe de congestionamento é subjetiva e condicionada à perspectiva do usuário da rede viária. A periodicidade trata da variação de ocorrência do congestionamento, podendo ser de dois tipos: recorrente e não recorrente. O primeiro caracteriza situações congestionadas periódicas, devido à superação da oferta viária pela demanda e/ou a ineficiência do equipamento de controle. O segundo diz respeito a situações aleatórias, provocadas por incidentes de tráfego esporádicos. Os congestionamentos recorrentes são mais fáceis de prever que os não recorrentes, mas requerem medidas mitigadoras mais custosas e que levam tempo para implementar.

O Nível de serviço é uma medida de qualidade do serviço para o usuário da via em um dado momento considerando seu volume de tráfego, podendo se classificar em níveis A,B,C,D,E e F.

São estabelecidos seis níveis de serviço, caracterizados para as condições operacionais de uma via de fluxo ininterrupto (ver fotos 1 a 6, reproduzidas do HCM 2000); os níveis de serviço de outras facilidades são definidos de forma análoga:

Níveis de Serviço: A,B,C,D,E,FA Melhor;

E Capacidade;

F Pior (congestionamento)

A: Fluxo livre, liberdade de manobra e de seleção de velocidade (foto 1); B: A presença de outros usuários já se faz notar, mas ainda está dentro do fluxo

estável; a seleção de velocidade é praticamente livre, mas a liberdade de manobra é menor que no nível de serviço A (foto 2);

C: A seleção de velocidade já é afetada pela presença de outros veículos e as manobras requerem perícia por parte dos motoristas (foto 3);

D: Registra-se fluxo de alta densidade, mas ainda estável; a seleção de velocidade e as manobras são muito restritas (foto 4);

E: As condições operacionais se encontram na capacidade ou próximas dela; as velocidades são reduzidas, porém relativamente uniformes; estas condições operacionais são instáveis (foto 5);

F: O fluxo é forçado ou congestionado (foto 6).

Foto 1 - Nível de serviço A Foto 4 - Nível de serviço D

Foto 2 - Nível de serviço B Foto 5 - Nível de serviço E

Foto3 - Nível de serviço C Foto 6 - Nível de serviço F

Os principais itens mensuráveis do nível de serviço são a frequência de paradas, velocidade de operação, tempo de viagem, densidade do tráfego e os custos operacionais do veículo. As medidas mais utilizadas para o nível de serviço são a velocidade operacional para um fluxo ininterrupto e a quantidade de tempo de atraso para o fluxo interrompido, ou a relação volume/capacidade do trecho.

Ao longo do dia, a demanda de tráfego varia de acordo com os horários de maior movimento, apresentando situação de congestionamento quando o volume de tráfego supera a capacidade das vias. A Figura 1 abaixo mostra esta ocorrência. A Figura 1.3 mostra a variação da demanda de tráfego ao longo da semana.

3) Gestão Do Congestionamento – Análise do congestionamento segundo metodologia do manual do Instituto (norte-americano) dos Engenheiros de Transporte.

Pela metodologia da literatura a gestão do congestionamento é realizada por meio de ações efetivas a serem realizadas como a Construção de novas vias, controle do acesso ás vias, entre outras, seguidas por medidas de avaliação que descrevam a tipificação das vias, avaliação de custos e benefícios e as medidas para implementação da ação. Abaixo segue um exemplo da metodologia utilizada na Literatura por meio de ações e medidas de implementação.

3.1.1 Ações a serem realizadas exemplo: Construção de novas vias

A construção de novas estradas está sendo considerado em muitos áreas urbanas como um importante meio de reduzir o congestionamento do tráfego urbano. Tal construção, significa que a localização de uma nova estrada numa uma área onde não existe nenhuma

actualmente. Na maioria das vezes essas estradas são novos vias expressas projetadas para aliviar o congestionamento do tráfego nas estradas próximas ou para fornecer acesso à terra industrial ou comercial.

3.1.2 Custos e Benefícios

Ao atrair os veículos que utilizam atualmente a estrada existente, uma nova estrada pode reduzir substancialmente o congestionamento em uma rodovia. A magnitude deste impacto depende de como facilmente a nova estrada pode ser alcançada e sua capacidade de servir os sítios comerciais em que os veículos são destinados. Durante muitos anos, a nova estrada em si pode atrair novos desenvolvimento.

Dependendo das circunstâncias, outros benefícios de novas estradas, incluem diminuição no índice de acidentes (desviando o tráfego de estradas em más condições), melhoria da qualidade do ar (através da redução da quantidade de tráfego e paralização em cruzamentos), um aumento na base tributária local (por atrair desenvolvimento e empregos), e o desvio do tráfego de passagem ou caminhões das ruas locais.

3.1.3 Implementação

O aspecto mais difícil da construção de novas estradas é muitas vezes alcançar um consenso de que tal construção é adequada. Em algumas áreas do país, os eleitores aprovam por maioria esmagadora a construção de novas estradas. Em outros casos, a decisão é bloqueada por grupos (por exemplo, os defensores de trânsito, ambientalistas, proprietários de casas próximas) que sentem que novas estradas não são o melhor interesse da comunidade. Na maioria dos casos, as propostas de novas estradas precisam ser cuidadosamente preparado para que que os seus benefícios e impactos possam ser verdadeiramente compreendidos.

Outro aspecto importante da implementação é como a construção de rodovias, serão financiadas. A margem de manobra a nível local é determinar onde a rodovia vai e o que vai parecer que é fortemente dependente da fonte do financiamento.

Pontos de Congestionamento para análise

A seguir é realizada análise de 3 pontos de congestionamento distribuídos pela cidade, compreendendo as Avenida Eixo Monumetal, df-003, e Ponte JK, tendo em vista as medidas corretivas e mitigatórias para a redução do nível de congestionamento com base na literatura Capítulo 3 do manual do Instituto (norte-americano) dos Engenheiros de Transporte, analisando-se as medidas e implementações de soluções para o engarrafamento do sistema de transporte em Brasília.

4) Análise do congestionamento: 1º Ponto de Congestionamento – Eixo Monumental

Descrição da Avenida

O Eixo Monumental é uma avenida que se localiza no centro do Plano Piloto de Brasília. Estende-se por dezesseis quilômetros, fazendo a ligação entre a Rodoferroviária de Brasília e a Praça dos Três Poderes. Com seis faixas de tráfego em cada sentido e 250 metros de largura, o Eixo Monumental já foi considerado pelo Guinness Book como a avenida mais larga do mundo. Cada sentido recebe um nome de via específico, sendo denominado N-1 o lado norte (sentido leste-oeste) e S-1 o lado sul (sentido oeste-leste)

As seis faixas de rodagem tem sentido único (para oeste) e quase nenhum cruzamento em nível. Apesar disso, o limite de velocidade é de 60 km/h e o trânsito é interrompido por diversos semáforos para travessia de pedestres e acesso de veículos provenientes de outras vias — inclusive, de vários retornos da S-1 (sul).

Alguns desses retornos podem ser considerados cruzamentos, na medida em que parte dos veículos se destinam a outra via, adiante, do lado oposto. Da mesma forma, alguns acessos provenientes do lado norte, já que parte dos veículos demandam o primeiro retorno para o lado sul.

NOTA- CAPÍTULO 3- HIGHWAYS: Medidas para melhoria do sistema de transporte- Literatura do manual do Instituto (norte-americano) dos Engenheiros de Transporte

Ação para reduzir o Engarrafamento – Implementação de Central de Controle de Informações e Gerenciamento

Chamadas de ajuda, rádios de banda cidadão e telefones celulares, equipes de incidentes, detectores em pistas de linha principal para monitorar o volume, rampa dispositivos de medição, sistemas de informação para o motorista, de desvio de tráfego e identificação rota alternativa. Sistema de vigilância composto normalmente por detectores de estrada e tráfego rampa, painéis de mensagem variável, vigilância circuito fechado de televisão em particular, pontos de conflito, um sistema de comunicações, e algum tipo de centro controle de computador. Um sistema de detectores ligados ao computador central permite o monitoramento das condições de todo o sistema de auto-estrada. Pertinente informações do driver é fornecida através do sistema de sinal de mensagem variável e relatórios de tráfego de rádio para alertar motoristas a condições de congestionamento e permitir desvio para rotas alternativas se necessário.

Observa-se que em Brasília o Detran-DF não dispõe de sistema de informações com centrais televisionadas que mostrem o volume de tráfego e outras informações das vias, os dados são coletados junto as vias por fiscais de trânsito, não dispondo de uma central de gerenciamento de trânsito.

Soluções de Implementação para a via:

Como na via existem todos os tipos de movimentos de veículos com exceção dos cruzamentos que são feitos por meio de defasagem e sinalização com semáforos. Algumas soluções de infraestrutura podem ser adotadas, para diminuir o índice de congestionamento na via:

Tipos de Movimentos na via

Solução 1: A canalização numa intersecção em nível representa a separação ou regulamentação dos movimentos de tráfego conflitantes. As vias do eixo monumental N1 e S1, são dotadas de 6 faixas principais, pode-se adotar como solução para as intersecções que ocorrem em convergência, a canalização de algumas faixas, como por exemplo colocando-se 4 faixas centrais para fluidez do tráfego principal, e deixando-se outras 2, uma em cada extremidade da pista para evitar-se os conflitos de interseção, ou alterando-se a disposição das intersecções passando de uma intersecção de nível em T para uma intersecção em Y como exemplificado abaixo:

Solução 2: Aumento da Defasagem nas intersecções com 4 ramos para eliminação de alguns semáforos, como a intersecção em nível que ocorre próximo ao palácio do Buriti compreendendo um intersecção com 4 ramos defasada que possui semáforo, aumentando-se a defasagem em alguns pontos, para poder-se viabilizar o cruzamento na via por meio do movimento de entrelaçamento dos veículos estudado acima.

Exemplo de Cruzamento em Defasagem

5) Análise do Congestionamento: 2º Ponto de Congestionamento – Ponte Juscelino Kubitschek


A Ponte Juscelino Kubitschek, também conhecida como Ponte JK, está situada em Brasília, ligando o Lago Sul, Paranoá e São Sebastião à parte central de Brasília, através do Eixo Monumental, atravessando o Lago Paranoá. Inaugurada em 15 de dezembro de 2002, a estrutura da ponte tem um comprimento de travessia total de 1200 metros, largura de 24 metros com duas pistas, cada uma com três faixas de rolamento, duas passarelas nas laterais para uso de ciclistas e pedestres com 1,5 metros de largura e comprimento total dos vãos de 720 metros


Ação para reduzir o Engarrafamento – Conexão com Vias Arteriais Adjacentes

Melhorias adicionais são possíveis através da combinação arterial com o controle e vigilância das atividades da auto-estrada e com conexões adjacentes. Os motoristas que procuram evitar a rodovia congestionada podem querer usar em paralelo vias arteriais ou outras vias, que por sua vez aumentam o congestionamento em entorno dessas instalações. O Tráfego de espera para entrar na rodovia congestionada pode desviar o tráfego sobre superfícies e avenidas adjacentes, tornando ainda mais o congestionamento agravante. Uma auto-estrada integrada e sistema de vigilância de rede arterial consiste dos principais elementos de desafogamento de tráfego utilizando-se bem o sistema arterial.


Para a ponte JK o melhor método para reduzir o nível de congestionamento em horários de pico é a utilização de vias adjacentes que dão acesso a área central de Brasília, e outras regiões administrativas. Utilizar-se de outras pontes como a Ponte das Garças e a ponte Costa e Silva podem escoar o tráfego e reduzir o congestionamento na via. Pode-se pensar também em um futuro próximo a inversão de sentidos em horários de pico ou a construção de uma nova ponte, como o projeto da ponte do lago Norte, que reduziria o volume de tráfego na Ponte JK ao desviar o tráfego de motoristas que partem do sentido Paranoá a região central de Brasília.

Proposta de Construção de Nova Ponte

6) Análise do Congestionamento: 3º Ponto de Congestionamento – Rodovia Df-003 EPIA (Estrada Parque Indústria e Abastecimento)


DF-003 é uma rodovia radial do Distrito Federal brasileiro. Chamada também de Via EPIA (Estrada Parque Indústria e Abastecimento), a rodovia foi federalizada em 2004 e passou a ser identificada como BR-450. É considerada uma das mais movimentadas devido ao trânsito pesado de carretas e caminhões que seguem em direção ao extremos da rodovia no cruzamento com a DF-001. Neste local, ela se encontra com a BR-020, sobreposta a BR-010 e BR-030. Estas rodovias seguem em direção ao Norte e Nordeste do Brasil.


Ação para reduzir o Engarrafamento – Construindo Nova Capacidade

As Áreas urbanas são integrados e ligadas por um sistema de autoestradas e este sistema foi originalmente desenvolvido para fornecer acesso a novas partes da cidade em expansão. Este sistema foi e está diretamente relacionado com a economia urbana e padrões de desenvolvimento urbano. Adicionando nova capacidade ao sistema viário da área urbana é, portanto, uma importante ação disponível para funcionários comunitários. Tal ação pode ser realizada por várias razões. Ele pode fornecer acesso a terras na orla urbana, ou abrir novas áreas industriais e locais comerciais para o desenvolvimento. Esse Sistema de vias pode fornecer alívio para já congestionadas ruas, proporcionando uma rota mais direta e rápida. Construir Nova capacidade de auto-estrada, ou seja ampliar e expandir o aumento da capacidade pela construção ou ampliação de ruas e estradas pode melhorar segurança dos viajantes, livrando o sistema de configurações de rodovias impróprios ou inadequados.


1º Solução: reversão na via criando uma faixa adicional no contrafluxo, na pista Oeste. O Departamento de Estradas de Rodagem do Distrito Federal (DER) pretende realizar um teste na rodovia DF-003 (Epia), na subida do Colorado,entre 17h e 19h30. O objetivo é diminuir o congestionamento que, segundo o órgão, ocorre diariamente no trecho da via. . Com a mudança, quem se desloca no sentido Sul-Norte terá quatro faixas de rolamento. No sentido inverso, duas faixas estarão disponíveis para os motoristas.. Durante o período da operação, será obrigatório o tráfego de caminhões e ônibus apenas pela faixa da direita no sentido Norte-Sul.

2º Solução: Recuperação e amplicação da Ponte do Bragueto, no Lago Norte, em precário estado de conservação da estrutura. Já existe um projeto do GDF que engloba a restauração do esqueleto inaugurado em junho de 1961, envolve ainda outras cinco obras no trecho, batizado como Trevo de Triagem Norte. Entre as benfeitorias prometidas, estão a recuperação de 90% da ponte existente, a criação de vias marginais nos Eixos L e W e a construção de duas novas passagens sobre o Lago Paranoá. A revitalização completa tem um custo de aproximadamente R$ 80 milhões, com previsão de ser concluída em 2016. de acordo com o Departamento de Estradas de Rodagem (DER-DF), responsável pela intervenção. Pela Ponte do Bragueto, passam, em média, 100 mil veículos por dia em ambos os sentidos.

3º Solução: Ampliação do Sistema Viário Ligação Torto- Colorado. Com o Projeto A região Norte do Distrito Federal ganhará duas pistas expressas, cada uma com três faixas, no trecho de ligação entre o balão do Torto e o Colorado, na DF-003. As obras, que incluem um complexo formado por 11 viadutos, já foram iniciadas e tem prazo de conclusão de 24 meses.

7) Conclusão

Analisando-se os pontos de congestionamento das rodovias de múltiplas faixas para o desenvolvimento do trabalho considerou-se a metodologia do Instituto Norte-Americano, pode-se observar que magnitude dos congestionamentos é dada por diversos motivos desde a falta de gestão do congestionamento por uma central de controle de tráfego, e a falta de capacidade viária que necessita da construção de novas vias. Soluções para o congestionamento podem ser adotadas em vários níveis. Ao nível de ações efetivas a serem realizadas verifica-se que é emergencial a tomada de decisões para construção de novos projetos que incluam construção de viadutos áreas de retorno aumento da defasagem para eliminação de semáforos de trânsito, e a duplicação de rodovias com a construção de vias marginais.

Observa-se que o projeto de ampliação da ponte do bragueto poderá trazer melhorias significativas para o volume de tráfego, a construção de vias marginais não obstruirá o tráfego que é realizado nos eixos adjacentes a rodovia do eixão, sendo o trágefo contínuo sem desvios ou necessidade de rotatórias.

Outro sistema que já está em implementação e que será bastante útil é a ampliação do sistema viário ligação Torto-Colorado, com a construção de um viaduto de acesso para o taquari, os retornos na região são bastante perigosos dificultando o tráfego. Como recomenda a Literatura do Manual do Instituto dos Engenheiros de transporte, ás vezes apesar do custo a melhor solução é construir nova capacidade ampliando os acessos e vias existentes. É

importante que a gestão do congestionamento seja realizada de forma integrada e compartilhada com outros sistemas de transportes, como o metrô e o sistema de ônibus por uma central de controle, que poderá informar aos usuários os níveis de serviços existentes nas rodovias e as alternativas de transporte para redução de congestionamentos.

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