Departamento de Economia - UFJF

AULA 5

ECONOMIA DOS TRANSPORTES:

Custos externos de transporte

PROF. DR. ADMIR ANTONIO BETARELLI JUNIOR

Introdução

Custos externos das atividades de transporte:

Aviões: custos sonoros sobre as pessoas que residem

abaixo das suas rotas.

viajantes rodoviários: sujeiras e vibrações sobre os

indivíduos pertos de suas rotas e restringem o mov. de

pedestres.

transportes marítimos: poluem o entorno das praias

com os vazamentos de petróleo.

portos marítimos: reprodução local da vida marinha.

Introdução

Externalidades negativas: usuários de

transporte que afetam negativamente os agentes

não participantes.

Custos externos dentro da atividade: motoristas

de carro enfrentam filas de congestionamento em

um fluxo lento de vários motoristas: efeito externo

para o motorista.

Analisar os efeitos externos: efeitos não

compensados e congestionamento de tráfego –

necessário para a administração de um sistema

de transporte mais eficiente por otimizar os custos

externos.

Introdução

O que são externalidades?

Existem quando as atividades de um grupo

(consumidores ou ofertantes) afetam o bem-estar

do outro grupo (consumidores ou ofertantes) sem

a realização de qualquer pagamento ou

compensação.

Negativas: ambientais.

Positivas, (-) comum em transportes: quando

geradas, tendem a ser cobradas de alguma forma.

Benefícios externos podem ocorrer pela ampliação de uma

avenida com várias faixas por favorecer a circulação de

veículos urbanos e, portanto, melhorar o grau de

mobilidade.

O que são externalidades?

Pecuniárias: quando os custos de uma firma são

afetados pelas Δ preço induzidas por ações de

outras firmas dentro do sistema produtivo.

Tecnológicas: efeitos que ocorrem na produção

(ou consumo) devem aparecer na função de

produção (ou utilidade).

O que são externalidades?

Exemplo: novo modo motorizado pode restringir a

paisagem apreciada por residentes de uma área.

Tecnológicas: se tal efeito, ao entrar diretamente na

função de utilidade dos residentes, significar a

inexistência de qualquer pagamento de compensação.

Pecuniárias: se o novo modo motorizado também

tomar os negócios próximos do local e transferi-los,

em parte, para uma nova estação de serviços, então a

renda reduzirá em tais negócios, desde que seja um

impacto gerado diante das Δ nos preços cobrados.

O que são externalidades?

Externalidades tecnológicas: são custos reais

de recursos que estritamente seriam levadas em

conta nas tomadas de decisões se a eficiência

ótima é também assegurada.

Externalidades pecuniárias: distribuição dos

custos: quem ganha e quem perde; não reduz o

benefício líquido no agregado.

revelar a importância de assuntos de justiça ambiental.

Duas formas de congestionamento

genérico: externalidades

tecnológicas

Rothenberg (1970): externalidades resultam a

partir de tentativas por ≠s agentes em compartilhar

um serviço comum que não é fornecido para cada

um. A presença de outros usuários já afeta a

qualidade do serviço que é prestado a cada um.

Duas formas de congestionamento

genérico: externalidades

tecnológicas

Poluição pura, a essência de poluição: existem

alguns usuários que abusam do meio (poluidores)

e os outros, vítimas e passivas de tal abuso (e.g.

barulhos de jatos).

Congestionamento puro, tráfego rodoviário

(e.g.), em que, sob uma distribuição interpessoal,

estão usando o meio (o bem público), geralmente

da mesma forma, e cada indivíduo prejudica a

qualidade do serviço para os outros e para si

propriamente.

Todos os usuários perdem homogeneamente

por suas próprias interações impostas.

Os domínios afetados pelas

externalidades: Bonnafus (1994)

1º anel: a firma, i.e., o autor das externalidades.

2º anel, congestionamento puro: um caminhão

entrando na estrada, retardando ainda mais o

congestionamento.

3º anel: os custos externos pagos pelo público:

subsídios às infraestruturas não cobrados à firma

de transporte.

4º anel: efeitos externos interpessoais, como a

falta de segurança ou ruído.

5º anel: qualidade ampla do ambiente (GLOBAL),

que é afetado pelas emissões de veículos e

caminhões

Os domínios afetados pelas

externalidades: Bonnafus (1994)

Transporte e meio ambiente

Incidência geográfica e temporal

Transporte e meio ambiente

Custos ambientais locais sobre os que vivem e

trabalham perto.

Ruídos, intrusão visual, poluição do ar local. Indivíduos

preferem enfrentar os custos devido ao acesso fácil as

instalações públicas.

Há efeitos regionais: custos ambientais que têm

impactos a partir de alguma distância das atividades de

transporte.

Problemas ambientais de aquecimento global (como as

emissões de CO2) e destruição do ozônio no nível

superior (em particular CFCs). Desafios de longo prazo.

Transporte e meio ambiente

Trade-off: eliminar e arcar com os custos associados

de tais danos ambientais.

(-) intrusão ambiental.

(+) viajar mais livremente ou transportar mercadorias de forma

mais competitiva.

Como os economistas pensam? otimizar o nível de

poluição em vez de "purificar" o ambiente por completo.

Transporte e meio ambiente

Os custos marginais (MC): filtros mais sofisticados

equipados nos veículos e maior refinamento: maiores os

custos.

Os benefícios marginais (MB) de veículos rodoviários

"limpos", em contraste, tendem a cair com sucessivas

melhorias.

O público: menos consciente para os níveis mais baixos de

emissão e ser mais atento (ciente) perante a gravidade

ambiental (e.g., chumbo).

Transporte e meio ambiente

Melhorias para além 0E1, resultaria numa perda de bem-estar

líquido igual à área ABE2 no diagrama.

o excessivo dano

ambiental :

excesso acima

do nível ótimo de

poluição, não

acima de

poluição zero.

Valoração de externalidades

Danos ambientais e seus impactos são importantes.

Difícil diante a diversidade de efeitos ambientais.

Custos e benefícios em termos monetários.

Economistas desenvolveram uma série de

procedimentos.

compreensão científica das consequências dos danos

ambientais

Valoração de externalidades

Estima-se o tipo e a qtde. de emissões gasosas geradas por

uma atividade de transporte

Determina como estes gases movem-se na atmosfera,

ambos no espaço e tempo.

Custo monetários dos perigos,

incluindo estimativa de morbidade

(Pop doente/ PoP total) e

mortalidade; + as perdas de

produtos (queda de bens

agrícolas).

Valoração de externalidades

1. Precedentes históricos

2. Comportamento atento.

3. Preferência revelada: Preços

hedônicos.

4. Método de custo de viagem.

Precedentes históricos

Envolvem decisões judiciais e legais de compensações

por infligir danos ambientais.

valorização da lesão e morte; derramamento de

poluentes tóxicos; poluição sonora adicional.

Limitação:

Danos à flora e fauna estão geralmente fora do âmbito

das decisões judiciais sobre a compensação.

Comportamento atento

Efeitos externos (-) de transporte amenizados ao isolá-

los.

MIN riscos de acidente: e.g., air bags.

Iguala custos ambientais ao custo de prevenção.

Limitações:

Isolar as despesas específicas feitas por razões

ambientais.

Danos feitos para reparar os problemas causados por

outros danos ao meio ambiente (e.g., + cal à água

poluída por emissões de NOX relacionados ao

trânsito).

Preferência revelada: Preços

hedônicos

O usuários revelam e enfrentam trade-offs:

sacrificar alguns benefícios monetários para limitar o uso de

recursos ambientais, ou para ganhar algum benefício

ambiental.

Como na discussão dos custos generalizados envolvem

trade-offs

atributos externos e internos dos modos e velocidades de

viagem.

E.g.: construção de um aeroporto=> custos de ruído

mensuráveis sobre essa pessoa.

Preferência revelada: Preços

hedônicos

A curva I: ambiente tranquilo e rural.

Desloca-se para II:

queda de bem-estar (B).

Acréscimos sucessivos de

riqueza (compensação de BC)

para restaurar o nível de bem-

estar.

Se, a posição inicial é A*.

Infinito => suborno à

autoridade

Preferência revelada: Preços

hedônicos

A técnica de preferência revelada: análises

econométricas.

Envolve uma variedade de atributos em que elementos

ambientais representam apenas um subconjunto.

índice de preços hedônicos que coloca valores sobre os

diversos atributos

LIMITAÇÕES:

Difícil de isolar cada atributo; só os observados são

determinantes ( = > suposição de informação perfeita)

),...,,,( 321 nh ccccFC

Método de custo de viagem

Novas infraestruturas de transporte, ao serem providos a

um preço zero, podem favorecer a abertura de locais de

lazer.

As pessoas vão para esses locais para usufruir das

amenidades naturais => têm custo de viagem de tempo

e de dinheiro.

O uso desta informação pode ser feito para ganhar

alguma ideia do valor de tais instalações.

Exemplo:

Número de visitas de um parque a partir da origem A (Xa) e da

origem B (Xb), com custo generalizado de Pa e Pb.

Método de custo de viagem

Excedentes do Consumidor

Limitação:

Talvez a necessidade de

especificar função de custo

generalizado, que inclui um

valor monetário de tempo de

viagem.

O problema da externalidade

ambiental: ruído

É causado: volumes pesados, altas velocidades e

número de caminhões.

Grande tráfego de trânsito (e.g., artérias) e locais ao

redor dos terminais de transporte.

Estima-se: + 110 milhões de pessoas sofrem com + de

65 dB (A) em tráfego rodoviário, inaceitáveis nos países

da OCDE.

Induz estresse, cansaço e distúrbios do sono e contribui

para doenças cardiovasculares e perda de audição.

O problema da externalidade

ambiental: ruído

O problema da externalidade

ambiental: Emissões de

combustíveis aditivados

↑ desempenho do motor: ↑ aditivos nos combustíveis.

Os compostos orgânicos de chumbo adicionado à

gasolina são tóxicos: o organismo o absorve mais

rapidamente.

Afeta o desenvolvimento mental da criança, o rim, fígado

e sistema reprodutivo.

Em países industrializados, o transporte é a maior fonte de

emissões de chumbo, cerca de 50%. Entretanto, em espaços

urbanos: 100%.

O problema da externalidade

ambiental: emissões de dióxido de

carbono (CO2)

Contribui para o efeito estufa global e consequente

aquecimento

Os países industrializados, como um todo: 80%.

Os altos níveis de CO2 na atmosfera impedem a

dissipação do calor, levando às mudanças climáticas

globais.

Problemas: ↑ nível do mar; mudanças de zonas

climáticas (e.g., regiões desérticas e tempestades

tropicais).

O problema da externalidade

ambiental: emissões de dióxido de

carbono (CO2)

O problema da externalidade

ambiental: acidentes

Anual: + de 1,17 milhão de pessoas morrem em

acidentes de trânsito no mundo, e + de 10 milhões são

aleijados ou feridos.

Países em Desenv.: 70% das mortes em estradas.

A aviação comercial é o mais seguro?

Riscos de acidentes são parcialmente internalizados:

seguros.

Método de preferência revelada: dirigir mais rápido, o

que economiza tempo, mas é mais perigoso, ou dirigir

de forma mais lenta, o que é mais caro no tempo?

no Reino Unido, de £1,14 milhões (preços de 2000) para

uma vida salva em avaliação de projetos de estradas

O problema da externalidade

ambiental: Uso da energia

Para qualquer modo de transporte se mover, é

necessário o uso de energia.

Se baseavam em fontes não-renováveis de energia,

como carvão, petróleo e gás natural.

Transportes ainda: 30% da demanda final de energia em

2030, mantendo-se como o maior consumidor individual.

Planta móvel e infraestrutura associada depende das

quantidades significativas de energia na sua construção

e manutenção.

O problema da externalidade

ambiental: Uso da energia

Houve mudanças significativas na energia utilizada nos

transportes, com carvão, e depois do petróleo.

As forças de mercado têm impulsionado em grande

parte essas mudanças: barcos a vela tornaram-se

demasiado pouco confiável para expandir redes de

comércio e, portanto, navios a vapor assumiram.

Previsão da taxa de esgotamento de qualquer recurso é

difícil:

1865 que o fornecimento de carvão em breve seria esgotado e,

em consequência, a indústria ferroviária

O mercado pode responder à escassez potencial através de

estímulos no desenvolvimento de tecnologias alternativas

Congestionamento de tráfego

∆ demanda ao

longo de

tempo:

comutação,

picos sazonais.

Infraestrutura de

transporte limitada

Interação dos usuários de

transporte:

congestionamento e

desperdícios de tempo.

Aumentos: custos de tempo, de combustíveis;

interrupções (parada e aceleração) => poluição local

(áreas urbanas).

Congestionamento de tráfego

Os custos econômicos do congestionamento rodoviário

podem ser tratados a partir de um modelo de

Greenshield (1935).

Hipótese básica: relação linear entre a densidade (K) e

a velocidade (V) é linear

Três variáveis chaves:

Densidade (k).

Velocidade (v).

Fluxo (q).

Congestionamento de tráfego

Densidade: veículos/Km, é a distribuição dos veículos

em um trecho da via: xtnk /)(

Congestionamento de tráfego

Velocidade: representa a distância coberta pelos

veículos por uma unidade de tempo (e.g. Km/h):

Logo: , que representa tempo decorrido por

uma seção de via, na mesma faixa

txv /

vxt /

Congestionamento de tráfego

Fluxo (F): a quantidade de veículos que passa em

seção da via dentro de uma unidade de tempo:

ou

relação fundamental

(1)

se q=0 => v=0

se kmax => v=0

ttnq /)(

vkq .

vk

q

Modelo de Greenshield

(2) => (3)

j

fk

kvv 1

f

jv

vkk 1

vf

ko kj

vo

v

k

Modelo de Greenshield

Relação Fluxo/densidade: subst. (2) em (1)

21 kk

vkvqk

k

kvq

j

f

f

j

f

Fluxo normal

Fluxo forçado

Modelo de Greenshield

Relação fluxo/velocidade: subst (3) em (2)

21 vv

kvkq

v

vkvq

f

j

j

f

j

vvo vf

qmáx

q

Fluxo forçado

Fluxo normal

Modelo de Greenshield

Encontrando o fluxo máximo (qmax):

Subst. em (2):

2kk

vkvq

j

f

f

20

j

omáx

kk

dk

dqq

221

f

j

j

fo

v

k

kvv

4

.. max0max

jf

o

kvqkvq

Congestionamento de tráfego

Congestionamento de tráfego

Via Anhanguera (1999)

Congestionamento de tráfego

A própria forma da relação velocidade/fluxo e a

capacidade de qualquer estrada dependerão de certos

fatores:

Aspectos físicos (largura, número de faixas) = > influências

de LP.

Sistema de gestão e controle de tráfego (semáforos) =

influência de CP.

Tipo e idade de veículos, combinado com a sua

distribuição, podem influenciar a capacidade.

Congestionamento de tráfego

Neutze (1963) : sistema viário arterial de Sydney: a

capacidade das vias de 6 faixas > 2 e 4 faixas;

a velocidade de 2 faixas > 4 (estacionamento ao lado da

via).

Congestionamento de tráfego

Pode-se usar a relação velocidade/fluxo para tratar a

oferta e demanda do espaço viário.

(A) MC: cada usuário adicional impõem custos aos

outros. ↑ n. veículos => ↑ custo. S: custo comum do

usuário adicional, ignora o custo aos outros.

(C) s: custo médio relativo ao congestionamento; mc:

custo de congestionamento de usuários adicionais sobre

o tráfego; d é demanda derivada: ∆ fluxo de tráfego

desejado diante ∆ custos de viagem (<= ∆ n. de veículos

sobre a estrada).

Congestionamento de tráfego

O custo econômico de

congestionamento

O custo econômico de

congestionamento

O fluxo ótimo é no ponto onde MC=D: F2; o fluxo real,

F1: usuários ignoram os custos de congestionamento.

A curva de MC: o custo social marginal para o novo

viajante e aos usuários existentes no fluxo de tráfego

como um todo.

≠ AC e MC=> custos econômicos do

congestionamento.

o fluxo real, F1, é excessivo, porque o usuário desfruta

de um benefício de F1I, porém impondo custos na

ordem de F1H.

Além do nível ótimo, F2, gera um benefício de F2JIF1-

HJI, em que HJI é um peso morto.

O custo econômico de

congestionamento

Newbery (1988): custo marginal de congestionamento

no Reino Unido

Alguns refinamentos sobre o

modelo de congestionamento

básico

A análise de congestionamento é muito simples:

uma estrada linear; sem cruzamentos; tráfego homogêneo; e

motoristas igualmente hábeis.

Porém, o congestionamento de tráfego deriva de

"incidentes“: acidentes, reparação de estradas de

emergência e avarias.

Os incidentes representam 60% do atraso de horas.

Condições normais: pouco efeito de atraso.

Um carro parado em um congestionamento => pode causar

100 a 200 veículos-hora de atraso.

Alguns refinamentos sobre o

modelo de congestionamento

básico

Vickrey (1969) distingue 5 tipos distintos de

congestionamento:

1) Simples interação: baixo fluxo e n. veículos. Os

atrasos são mínimos. Cada usuário adicional provoca

um atraso para o outro usuário próximo ao que ele

sofre.

2) Interação múltipla: níveis mais altos de fluxo, mas

não atingiu Fmax; um usuário adicional => maior

impedância. Cada minuto de atraso de um usuário

marginal, outros devem atrasar de 3 a 5 minutos.

3) Estrangulamento: Fmax atingida, então filas se

desenvolvem. Um grande nível de congestionamento

surge.

Alguns refinamentos sobre o

modelo de congestionamento

básico

Vickrey (1969) distingue 5 tipos distintos de

congestionamento:

4) Filas de congestionamento: estrangulamento

resulta em filas de trânsito, impedindo fluxo geral e

para aqueles que não desejam usar a estrada com

capacidade limitada. No extremo, o congestionamento

pode se tornar tão grave que o fluxo esteja paralisado

por completo.

5) Rede e controle de congestionamento: gerentes

de tráfego podem reduzir os custos de

congestionamento em certos tráfegos e aumentá-los

em outros momentos ou por outros modos de

transporte.

Alguns refinamentos sobre o

modelo de congestionamento

básico

Alguns refinamentos sobre o

modelo de congestionamento

básico

Outro problema: viajantes têm uma fraca percepção dos

seus custos: a curva apropriada de política seria MC*,

que é baseada nos custos dos recursos de fazer viagens

em vez de apenas da percepção do usuário adicional.

Implicação: congestionamento pode ser um pouco maior

do que algumas vezes estimado: isto é, F*FA ao invés de

vez de FOFA.

Alguns refinamentos sobre o

modelo de congestionamento

básico

“Peso morto“: perda de bem-estar e reduz a eficiência

econômica de qualquer sistema de transporte (área de

ABC).

Alguns refinamentos sobre o

modelo de congestionamento

básico

A perda de peso morto associado ao congestionamento

pode ser compensada por outras formas de benefício do

bem-estar.

Exemplo: áreas de embarque em aeroportos congestionados

usam o tempo gasto nas filas de forma produtiva.

Custos administrativos ou outros custos pode restringir a

mudança do nível de congestionamento para um nível

ótimo de utilização da infraestrutura de transporte

(inferior a F2).

Custos de transação excedam os benefícios da

eliminação da perda do peso morto.

Alguns refinamentos sobre o

modelo de congestionamento

básico

Portanto, a redução real de congestionamento para um

nível ótimo pode significar a expansão de outros custos

externos (geralmente poluição sonora e atmosférica)

para um maior grupo de não-usuários da comunidade.

Aumentar as taxas de pouso nos principais aeroportos em

demasia, por exemplo, desviando provavelmente o tráfego

para outro lugar, geram custos ambientais nas pessoas que

vivem perto de aeroportos, que eram anteriormente

subutilizados e mais silenciosos.

Alguns refinamentos sobre o

modelo de congestionamento

básico

É comum:

custos de congestionamento superem aos custos de poluição

e outros efeitos ambientais.

Deve-se lembrar, porém, que congestionamento é

externo apenas para aqueles que utilizam o transporte,

enquanto os custos ambientais são externos ao

sistema de transporte como um todo.