RELAÇÃO ENTRE O FLUXO DE TRÁFEGO E A OCORRÊNCIA DE … · Regras de Voo por Instrumentos (IFR) - no caso de voo por instrumentos, não é necessária visibilidade externa, onde

RELAÇÃO ENTRE O FLUXO DE TRÁFEGO E A

OCORRÊNCIA DE ACIDENTES AERONÁUTICOS

Área temática: Logística

Cleibson Aparecido Almeida

[email protected]

Cesar Eduardo Leite

[email protected]

Resumo: O Fluxo de Tráfego Aéreo no Brasil é controlado no pelo Departamento de Controle do Espaço Aéreo

(DECEA), que determina regras de conduta para usuários e operadores do Espaço Aéreo do Brasil. Por outro lado a

ocorrência de acidentes aeronáuticos vem se mostrando em crescimento nos últimos anos, e cabe aos envolvidos, assim

como à comunidade acadêmica, estudar meios de minimizar seu impacto à sociedade. Dessa forma, este estudo aborda

de forma Macroscópica, a relação entre o Fluxo de Tráfego Aéreo e a ocorrência de acidentes na região do Estado de

São Paulo. Utilizando-se da técnica de correlação linear observa-se uma correlação com grau moderado, projetando a

necessidade de se modelar esta relação no fluxo de tráfego. Assim, a pesquisa propõe a inclusão de um componente

que torne explicito os acidentes aeronáuticos (variável acidental) nas modelagens que tratam do assunto, considerando

que o resultado tem a sua paridade em toda a Teoria do Fluxo de Tráfego.

Palavras-chaves:

ISSN 1984-9354

XI CONGRESSO NACIONAL DE EXCELÊNCIA EM GESTÃO 13 e 14 de agosto de 2015

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1. INTRODUÇÃO

Após a criação da ANAC (Agência Nacional de Aviação Civil) em 2005 o setor de aviação civil

brasileiro tem registrado cada vez mais voos, seja na aviação regular, táxi aéreo ou aviação geral, bem

como um aumento de aeronaves cadastradas no registro aeronáutico brasileiro (RAB).

Ao mesmo tempo, o CENIPA (Centro de Investigação e Prevenção de Acidentes Aeronáuticos) tem

percebido que a taxa de acidentes aeronáuticos tem aumentado, porém não há estudos na área de teoria

do fluxo de tráfego que relacionem acidentes aeronáuticos com fluxo de tráfego aéreo.

Dentro do contexto nacional, existe uma movimentação crescente de aeronaves em todas as regiões do

Brasil, com destaque para o Estado de São Paulo onde o tráfego aéreo é demasiadamente maior do que

as demais regiões. Em consonância ao fluxo de tráfego aéreo, na visão macroscópica da teoria do fluxo

de tráfego, a taxa de acidentes aeronáuticos também é predominantemente maior na região do Estado

de São Paulo.

No contexto apresentado até o momento, é possível notar que o fluxo de tráfego aéreo e os acidentes

aeronáuticos, estão aumentando, porém, na literatura, não há indícios que comprovem a relação entre

essas duas variáveis.

De fato, tem-se uma ideia empírica de que esses dois fatores possam estar relacionados, porém se torna

necessário segregar de forma temporal um conjunto de dados com essas duas variáveis a fim de

comprovar a influência de uma variável na outra.

Sendo assim, este artigo propõe a análise da existência da relação entre o fluxo de tráfego aéreo e a

taxa de acidentes aeronáuticos registrados nos últimos 5 (cinco anos) na região que compreende o

Estado de São Paulo com o objetivo de identificar lacunas existentes na modelagem de fluxo de

tráfego aéreo.

1. Referencial Teórico

Para atender ao objetivo proposto no capítulo anterior, este trabalho apresenta uma fundamentação

teórica sobre o tema, composta pelos seguintes assuntos: a) Teoria do fluxo de tráfego; b) Espaço

aéreo; c) Tráfego aéreo e d) Acidentes aeronáuticos.

2.1. Teoria do fluxo de tráfego

A teoria do fluxo de tráfego tem como objetivo o estudo e a análise de cenários diversos, os quais

apresentam grande complexidade de serem observados em condições reais. Assim, pretende-se, em um

ambiente simulado e controlado, observar o conjunto de modelos matemáticos que podem explicar


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diversos níveis de tráfego, permitindo escolher as melhores opções para cada caso real.

(RODRIGUES, 2012)

Rodrigues (2012) afirma que o estudo da Teoria do Fluxo de Tráfego teve início nos anos trinta com o

objetivo de relacionar as variáveis de fluxo, densidade e velocidade, buscando descrever

matematicamente as interações entre os veículos, vias e a infraestrutura de sinalização, semáforos,

entre outros. Esse estudo se baseou nas equações que descrevem como o fluxo de água se comporta, e,

assim também, poderiam descrever como se comporta o escoamento do tráfego de veículos. Em 1950,

James Lighthill e Gerald Whithan, especialistas em Dinâmica dos Fluídos, pensavam como essas

equações poderiam expressar o volume e a quantidade de movimento. Hoje, trabalhos recentes

estudam como a tomada de decisão do motorista em uma entrada na pista, numa rotatória, no

semáforo, pode influenciar o fluxo de tráfego nestes pontos.

As grandezas físicas envolvidas nessa análise, e que podem descrever os modelos de tráfego, são o

fluxo, a densidade e a velocidade; as quais podem ter seu desempenho avaliado por:

a densidade ρ(x;t) – representa o número de veículos em determinado espaço;

a velocidade u(x;t) – representa a distância percorrida pelo veículo em determinado tempo;

o fluxo q(x;t) – representa a taxa de veículos que passagem em um determinado trecho, num

determinado período de tempo.

Conforme explica Silva (2007), o enfoque da análise (macroscópica, microscópica ou mesoscópica)

varia desde a análise de correntes de tráfego, vista como uma massa indivisível, até os elementos

individuais que as compõem.

No enfoque Macroscópico tem-se a concentração ou densidade dada por k, representando o número de

veículos presentes numa determinada extensão de via em um momento específico. Considere-se que o

trecho de via X é limitado pelas seções S e S’, S1 e S’1, representado na Figura 1.

Figura 1 - Medição de fluxo numa seção de via

Fonte: Silva, 2007


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No enfoque Macroscópico tem-se a concentração, ou densidade, representando o número de veículos

presentes num determinado trecho da via, num mesmo momento. Assim, num determinado instante t,

numa fotografia que é tirada da via, pode-se contar N veículos e calcular a concentração que é dada

pela expressão:

Nesta pesquisa será utilizada a abordagem Macroscópica, onde se avaliam as correntes de tráfego

formando uma massa contínua, análoga ao estudo da Hidrodinâmica. Assim, ela avalia o fluxo de

tráfego como o comportamento de uma massa contínua de veículos, se movimentando no espaço, em

um determinado tempo.

Considerando que a presente pesquisa estuda a aviação, pode-se inferir que existe analogia entre o

estudo do Fluxo de Tráfego convencional e o Tráfego Aéreo, para a qual se avaliam os limites

espaciais, mencionados anteriormente, como sendo agora, o Espaço Aéreo.

2.2. Espaço Aéreo

Conforme explica Medau (2011), o espaço aéreo do Brasil representa todo o espaço que sobrepõe ao

território brasileiro e seus limites oceânicos. Este espaço está dividido em áreas de informação de voo

e de controle de tráfego aéreo, de acordo com a densidade de tráfego e serviços necessários.

Segundo a Instrução do Comando da Aeronáutica ICA 100-12, temos as seguintes definições para o

espaço aéreo (DECEA, 2013):

Espaço Aéreo Inferior - compreendido entre o solo ou água e o nível de voo 245 (24.500 pés),

inclusive;

Espaço Aéreo Superior - possui como limite inferior o nível de voo 245, exclusive, e não possui

limite superior (ilimitado);

Região de Informação de Voo (FIR – Flight Information Region) - onde é prestado o serviço de

informação de vôo e alerta (corresponde a maior parte do espaço aéreo brasileiro);

No Brasil existem 5 (cinco) FIRs, conforme ilustra a Figura 2.

Outras três definições importantes dentro do conceito de espaço aéreo são a aerovia, regras de voo

visual e por instrumento. Segundo Medau (2011), são definidas da seguinte forma:

Aerovia (AWY) - área de controle em forma de corredor que promove auxílios de rádio para a

navegação. Seu objetivo é ordenar o tráfego aéreo de forma a permitir os serviços de controle e o

gerenciamento do fluxo dentro de determinada rota;


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Regras de Voo Visual (VFR) - no caso de voo visual, o piloto tem a responsabilidade de manter

referências visuais com o solo e as distâncias mínimas de nuvens de acordo com o tipo de espaço

aéreo;

Regras de Voo por Instrumentos (IFR) - no caso de voo por instrumentos, não é necessária

visibilidade externa, onde o piloto pode operar dentro de nuvens e em condições mínimas de

visibilidade e referências externas, já que a condução do voo é feita por meio dos equipamentos de

bordo.

Figura 2 - Regiões de Informação de Voo do Brasil

Medau (2011) afirma que, após a Convenção de Aviação Civil ocorrida em 1944, em Chicago –

E.U.A., a International Civil AviationOrganization - ICAO passou a emitir recomendações de

interesse de todos os países sobre assuntos relacionados com a aviação civil, com vistas a promover o

desenvolvimento do transporte aéreo internacional.

A ICAO define estratégias que servem como guia para o conceito de espaço aéreo, em conjunto com

os usuários, coordenadores do Sistema de Tráfego Aéreo, aeroportos, agências ambientais e

representantes de governos. Os objetivos buscados são: segurança, capacidade, eficiência, ambiente e

acesso Figura 3.

Dependendo do tipo de serviço prestado, os espaços aéreos são classificados de “A” até “G”, e para

cada tipo classificação são definidas as regras de operação, o serviço requerido aos órgãos de controle,


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espaços mínimos de separação entre aeronaves, limites de velocidade, os equipamentos de

comunicação necessários e a exigência ou não de autorização de tráfego aéreo.

Figura 3- Objetivos da ICAO

A ATS - Air Traffic Service inicia esta classificação de espaços aéreos definindo a divisão em IFR –

Instrument Flight Rules e VFR -Visual Flight Rules, como ilustra a Figura 4.

Figura 4 - Classificação dos espaços aéreos ATS


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Os voos desenvolvidos em uma área de controle terminal devem respeitar suas regras de separação

entre as aeronaves, para as quais, no caso da TMA - Terminal Control Area - São Paulo o controle é

feito através da cobertura do radar de aproximação e o controlador de tráfego aéreo, que emitem

autorizações específicas para cada aeronave, de forma que o distanciamento lateral e/ou vertical

estejam assegurados.

Neste trabalho serão considerados os voos desenvolvidos dentro da abrangência da TMA São Paulo.

2.3. Tráfego Aéreo

Segundo Silva (2002), considera-se Tráfego Aéreo, o movimento de todas as aeronaves em voo ou

operando na área de manobras de um aeródromo (ICA 100-12), segundo um plano de voo que define

uma rota a ser percorrida.

A rede de rotas sob a responsabilidade do espaço aéreo do Brasil fica estabelecida como sendo aquelas

que operam nos espaços com extensão equivalente a 111.400 Milhas Náuticas (NM), e os demais

espaços aéreos controlados, com aproximadamente 5,8 milhões de movimentos anuais, controlados

através de órgãos de tráfego aéreo instalados em pontos pré-definidos no território nacional.

Segundo Ferreira & Rosa (2013), o Gerenciamento de Tráfego Aéreo (Air Traffic Management -

ATM) tem por objetivo manter o cumprimento dos horários previstos de pousos e decolagens das

aeronaves, conforme seus planos de voo, atendendo as exigências operacionais de segurança e

otimizando o fluxo do tráfego aéreo, sempre condicionado à quantidade de movimentos aéreos

simultâneos que um setor comporta.

No Controle de Tráfego Aéreo (Air TrafficControl -ATC) e dentro das limitações impostas pelas

autoridades provedoras de ATS, é definido pela capacidade de um ATC de operar com precisão, pois

neles está confiada a tarefa de prevenção de incidentes no tráfego aéreo.

Assim, a principal responsabilidade de um ATM é a de definir estruturas, procedimentos e as regras de

utilização do espaço aéreo, com vistas à demanda de tráfego aéreo. O ATM tem como

responsabilidade definir:

as necessidades de implantação de órgão de controle de tráfego aéreo;

condições para o uso eficaz do espaço aéreo, definindo aerovias, procedimentos de pouso e

decolagem, limites de áreas controladas, etc;

possíveis ações em cada seguimento do espaço aéreo;

os espaços em que controladores poderão/deverão definir a separação entre as aeronaves.


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De acordo com Ferreira & Rosa (2013), o Gerenciamento de Fluxo de Tráfego Aéreo (Air Traffic Flow

Management - ATFM) tem como objetivo controlar o fluxo da malha aérea, onde se espera que os

horários do plano de voo sejam cumpridos conforme o previsto. O ATFM tem o papel de buscar um

fluxo ótimo de tráfego aéreo, e esta atividade é executada em fases que antecedem o voo, sendo elas:

Planejamento estratégico: com início 6 meses antes do voo e encerramento 48 horas antes do voo, é

quando se coordenam o balanceamento da demanda e capacidade, e tem como foco o planejamento de

ações para os casos de congestionamentos;

Planejamento pré-tático: tem início na véspera e se encerra até duas horas antes do voo, são

projetadas demandas junto aos órgãos de controle, considerando variações na infraestrutura

aeronáutica e aeroportuária, assim como nas condições meteorológicas;

Planejamento tático: tem início duas horas antes do voo e se encerra na aterrissagem, compreendendo

as atividades de monitoramento de voo e do espaço aéreo, monitorando a ocorrência de eventos

imprevistos.

Figura 5 - Rotas existentes na aviação civil brasileira

A Portaria do DECEA, de 18 de novembro de 2013, aprova a reedição da Instrução ICA 100-12, do

Comando da Aeronáutica que estabelece as Regras do Ar e Serviços de Tráfego Aéreo, e contém as


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que, em conformidade com a Convenção de Aviação Civil Internacional, regulamenta ações sobre os

serviços de tráfego aéreo (DECEA, 2013).

Com isso, cabe à ATFM acomodar os voos em rotas, níveis e aeroportos desejados com base no

planejamento antecipado dos referidos voos, o que, ocasionalmente pode forçar uma realocação de

decolagens de alguns aeroportos.

A Figura 5 ilustra um mapeamento das rotas de aviação civil no território brasileiro.

Na figura anterior, é possível observar que a concentração de rotas envolvendo o Estado de São Paulo

é maior do que as rotas que envolvem outras regiões do Brasil.

Assim, é válido ressaltar que este estudo leva em conta os fluxos que chegam ou saem da região de

São Paulo.

2.4. Acidentes Aeronáuticos

De acordo com a NSCA 3-13, as ocorrências aeronáuticas no Brasil são classificadas em quatro níveis:

a) acidentes, b) incidentes graves, c) incidentes e d) ocorrência de solo. Dentre essas, o acidente é o

tipo de ocorrência que causa o maior problema para a sociedade, gerando danos físicos e/ou materiais

para pessoas e empresas (CENIPA, 2014).

Por obrigação do Anexo 13, ICAO (2013), e conforme a NSCA 3-13, CENIPA (2014) todo acidente

aeronáutico é investigado, sendo caracterizado como uma “...ocorrência aeronáutica relacionada à

operação de uma aeronave tripulada, havida entre o momento em que uma pessoa nela embarca com a

intenção de realizar um voo até o momento em que todas as pessoas tenham dela desembarcado ou, no

caso de uma aeronave não tripulada, toda ocorrência havida entre o momento que a aeronave está

pronta para se movimentar, com a intenção de voo, até a sua inércia total pelo término do voo, e seu

sistema de propulsão tenha sido desligado e, durante os quais, pelo menos uma das situações seguintes

ocorra:

a) uma pessoa sofra lesão grave ou venha a falecer como resultado de:

- estar na aeronave;

- ter contato direto com qualquer parte da aeronave, incluindo aquelas que dela tenham se

desprendido; ou

- ser submetida à exposição direta do sopro de hélice, de rotor ou de escapamento de jato, ou às

suas consequências.

b) a aeronave sofra dano ou falha estrutural que:

- afete a resistência estrutural, o seu desempenho ou as suas características de voo; ou

- normalmente exija a realização de grande reparo ou a substituição do componente afetado.


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c) a aeronave seja considerada desaparecida ou esteja em local inacessível.”

Além disso, os acidentes aeronáuticos ocorrem nos mais diversos locais geográficos

compreendidos entre o local de decolagem até o pouso da aeronave durante determinada rota.

No cenário brasileiro, o Estado de São Paulo se destaca por ser a região com os maiores índices de

acidentes (21,2%) nos últimos 5 anos, conforme ilustra a Figura 6.

Figura 6 - Acidentes aeronáuticos entre 2009 e 2013 no Brasil

2. Trabalhos Relacionados

No trabalho desenvolvido por Woo et al. (2011), o volume de tráfego aéreo foi relacionado com erros

humanos no controle do espaço aéreo da Coréia do Sul. Nas comparações realizadas pelos autores foi

comprovado que o número de acidentes aeronáuticos aumentou conforme o aumento do volume de


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tráfego aéreo e ao mesmo tempo comprovou que os aumentos dos erros humanos, por parte dos

controladores de voo, estão diretamente relacionados ao volume do tráfego aéreo.

Já Skorupski (2010) realizou uma pesquisa com o objetivo de relacionar acidentes e incidentes com o

tráfego aéreo na Polônia. Segundo o autor, o uso de técnicas estatísticas para previsão de acidentes é

ineficiente devido ao baixo índice de acidentes e visto que as técnicas estatísticas são exigentes em

relação ao tamanho da amostra. Para contornar esta dificuldade, o autor utilizou modelos de simulação

com o uso de redes petri estocásticas utilizando seis possíveis cenários e obteve como resultado a

probabilidade de que incidentes de tráfego aéreo possuem 60% de transformarem em acidentes. Com

isso, o autor ressalta a importância de pesquisas que visem a previsão/diminuição de acidentes

aeronáuticos, mesmo sugerindo que sua simulação precisa de repetibilidade para se tornar um modelo

confiável.

Com os exemplos mostrados nos parágrafos anteriores, nota-se a importância dos estudos que

relacionam tráfego aéreo e acidentes aeronáuticos, visto que esses dois temas possuem relações entre

si.

3. Metodologia

4.1. Classificação da pesquisa

De acordo com Chehuen Neto (2012), este trabalho é classificado da seguinte forma:

Quanto a natureza: pesquisa aplicada;

Quanto a abordagem do problema: pesquisa quali-quantitativa;

Quanto aos objetivos gerais: exploratória;

Quanto aos procedimentos técnicos de coleta de dados: bibliográfica e documental.

4.2. Cenário do Estudo

O estudo compreendeu as variáveis “acidentes aeronáuticos” e “fluxo de tráfego de aeronaves” no

espaço aéreo do Estado de São Paulo, entre os anos de 2009 e 2013.

4.3. Coleta e tabulação dos dados

Os dados utilizados na pesquisa foram coletados das bases históricas de voos, no website da ANAC

(www.anac.gov.br) e acidentes aeronáuticos, através da assessoria de estatística do CENIPA.

Para padronizar os dados coletados em duas diferentes fontes, ANAC e CENIPA, foi definido a

utilização de informações referentes aos 5 (cinco) últimos anos, devido a maior acessibilidade a esses

dados.


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Inicialmente os dados foram segregados para adequar a periodicidade mensal. Nessa tabulação, com o

apoio do software QLIKVIEW, foram contabilizados de forma mensal todos os voos e acidentes de

forma pareada compreendendo o período entre janeiro de 2009 até dezembro de 2013.

Nessa tabulação foram excluídos todos os acidentes ocorridos com aeronaves experimentais, visto que

essas aeronaves não têm voos regulares.

4.4. Método para análise dos dados

A metodologia utilizada para analisar os dados foi a estatística descritiva. Segundo Bruni (2008), a

estatística descritiva tem a função de resumir os dados e as informações investigadas na pesquisa com

foco na praticidade e simplicidade.

A técnica estatística utilizada neste estudo foi a correlação linear simples.

4. Resultados e Discussão

A Figura 7 mostra a relação entre acidentes aeronáuticos e tráfego aéreo no Estado de São Paulo entre

2009 e 2013 (últimos 5 anos). Percebe-se uma correlação moderada positiva (p=0,52), ou seja, é um

indicativo de que o aumento do tráfego aéreo influencia no aumento da taxa de acidentes dentro dessa

delimitação regional.

Figura 7 - Relação entre acidentes aeronáuticos e tráfego aéreo no Estado de São Paulo entre 2004 e

2013


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Na abordagem convencional da Teoria do Fluxo de Tráfego não se tem avaliação do componente

“acidente”, o que este estudo mostra como intimamente ligada aos resultados, assim identifica-se uma

nova variável no processo de modelagem do Fluxo de Tráfego, a Variável Acidental.

A Variável Acidental vem contribuir negativamente para o desenvolvimento do Fluxo de Tráfego,

prejudicando todos e quaisquer resultados, dentro de uma dinâmica imprevisível, porém constante.

A Variável Acidental se mostra importante no Fluxo de Tráfego Aéreo, com vistas a contribuir para a

melhoria do Setor Aeronáutico, visto que as tendências de aumento de frotas de aeronaves e rotas

devem ser constantes nos próximos anos, o que afeta diretamente todos os usuários deste setor.

Em se avaliando o Setor Aeronáutico, tem-se a mesma perspectiva de que o comportamento ocorra

para outros Setores/Áreas do Transporte, assim, esse trabalho de pesquisa apresenta a necessidade de

novos modelos de Fluxo de Tráfego, que contemplem a nova variável identificada, cabendo à

comunidade acadêmica uma melhor exploração do assunto.

5. Conclusão

Este artigo apresentou uma análise da relação entre acidentes aeronáuticos e fluxo de tráfego aéreo

com a identificação de um componente, chamado “variável acidental”, como proposta para inclusão

em modelagens que envolva o fluxo de tráfego aéreo.

Assim, é sugerido que novos estudos sejam realizados com simulações após a inclusão deste

componente e espera-se que as taxas de acidentes diminuam, causando menos impacto à sociedade.

REFERÊNCIAS

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CENIPA. NSCA 3-13. Comando da Aeronáutica. Brasília. 2014.

CHEHUEN NETO, J. A. Metodologia da pesquisa científica: da graduação à pós graduação.

Curitiba: CRV, 2012.

DECEA. ICA 100-12. Comando da Aeronáutica. Rio de Janeiro. 2013.

DECEA. Portaria nº 112/SDOP. Brasília. 2013.

FERREIRA, D. M.; ROSA, L. P. Utilização de Algoritmos Genéticos para Sequenciamento de

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Computacional: Aplicação ao Aeroporto de São Paulo – Congonhas. Universidade de São Paulo. São

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