Introdução à Área de Transportes. Profª Dra. Barbara Stolte Bezerra

(1)

Introdução à Área de

Transportes

(2)

Introdução



Ementa da disciplina



Avaliação

(3)

Avaliação



Prova (30%)



Trabalhos em sala de aula (10%)



2 seminários (40%)

(4)

1. A Natureza e os Métodos da

Engenharia de Transportes

(5)

O Sistema de Transporte



Parte indispensável da infra-estrutura de qualquer região



Grau de desenvolvimento de uma sociedade pode ser medido

pela sofisticação do seu sistema de transporte (Império

Romano, Portugal & Espanha, Inglaterra & França, 1º Mundo)



Fornece mobilidade à sociedade, permitindo seu

(6)

O Sistema de Transporte



As opções de trabalho, lazer e consumo, o acesso à saúde,

educação, cultura e informação dependem da qualidade do sistema de transportes



O desenvolvimento econômico de uma região depende

fundamentalmente da qualidade do sistema de transportes que a serve

(7)

Definições

Engenharia de Transportes

A aplicação de princípios tecnológicos e científicos ao planejamento,

projeto funcional,

administração e gerenciamento

de instalações para qualquer modalidade de transporte, de

forma a permitir a movimentação de pessoas e bens de modo seguro, rápido, confortável, conveniente e econômico, com um mínimo de interferência no meio ambiente natural

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Definições

Engenharia de Tráfego

O ramo da engenharia de transportes que lida com



o planejamento e o projeto geométrico de redes viárias,

terminais e áreas adjacentes



o controle do tráfego de veículos nestes locais; e

(9)

Campo e Natureza da

Engenharia de Transportes



Área de estudo multidisciplinar:

Engenharia Civil, Mecânica dos Solos, Economia,

Geografia, Pesquisa Operacional, Planejamento Urbano e Regional, Probabilidade e Estatística, Arquitetura, Física, Matemática, Psicologia, Sociologia, etc.

(10)

Campo e Natureza da

Engenharia de Transportes



Objetivo:

Descobrir a melhor combinação possível dos equipamentos (veículos, vias, etc.) e da sua foram de operação numa

determinada “região”



Especialização dos engenheiros civis é feita através de

(11)

Campo e Natureza da

Engenharia de Transportes



Na graduação são apresentados os conceitos principais e é

dada uma visão geral dos problemas abordados em

Engenharia de Transportes e das técnicas usadas na sua solução

(12)

O Campo da Engenharia de

Transportes

Planejadores e Executores da Política Nacional Planejadores e Executores do Desenvolvimento Regional Economistas de Transportes

Planejadores e Engenheiros de Sistemas de Transporte Planejadores de Transportes Urbanos

Planejadores de Transportes a Nível Estatal ou Local Planejadores Estratégicos em Companhias de Transporte (e.g.

ferrovias, cias de transporte aéreo, etc.)

Planejadores de Transporte Nacional e Engenharia de sistemas

Advogados de Transportes Outros Profissionais em Transportes Engenheiros de Operação e Manutenção de Transporte Engenheiros de Tráfego Analistas de Sistemas de Transporte Engenheiros de Veículos de Transporte

Engenheiros Automotivos Engenheiros Aeronáuticos Engenheiros Mecânicos Ferroviários

Engenheiros Navais Engenheiros de Projeto de

Infraestrutura de Transportes Engenheiros Rodoviários Engenheiros Civis Ferroviários

Engenheiros de Terminais

Áreas de Apoio Correlatas Mecânica dos Solos

Estruturas Mecânica dos Fluídos Processamento de Materiais

Áreas de Apoio Correlatas Mecânica

Mecânica dos Fluídos Termodinâmica

Estruturas

Processamento de Materiais

Áreas de Apoio Correlatas Pesquisa Operacional

Estatística Processamento de Dados

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2. A Organização dos Sistemas

de Transportes

(14)

Entidades Atuantes



Fornecedores de serviços de transportes: ferrovias,

companhias aéreas, companhias de navegação, empresas de transporte rodoviário de passageiros e cargas



Fornecedores de infra-estrutura de transportes:

operadores de portos, aeroportos, túneis, pontes, rodovias, etc.



Planejadores dos sistemas de transportes: entidades que

estabelecem políticas de transporte e normas que regulam a operação e o desenvolvimento do sistema de transporte

(15)

Organização do Sistema de

Transporte

Governo Federal

Ministério dos Transportes:

Planejamento, regulamentação, custeio e órgãos operadores Governos Estaduais Secretaria de Transportes: Planejamento, regulamentação, custeio e órgãos operadores Fornecedores de Componentes:

Veículos, Infra-estrutura, etc. Fornecedores de Serviços

de Transporte:

Ferrovias, Cias Aéreas, Cias de Navegação, Transporte Rodoviário Governos Locais Secretaria de Transportes: Planejamento, regulamentação, custeio e órgãos operadores Auto-transporte:

Carro Particular, Empresas com Frota Própria

Infra-estrutura:

Estradas, Portos, Aeroportos, Ferrovias, etc.

(16)

Órgãos Governamentais

FEDERAIS ESTADUAIS MUNICIPAIS

DENATRAN ARTESP CMTC DNIT DER-SP METRO ANTT DAESP DSV

DAC DH-SP CET INFRAERO DAER-RS EMURB

DEPV DER-PE METROBEL DER-GO ENDURB

(17)

Organismos Internacionais

TODAS AS MODALIDADES TRB, ASCE, NTSB

US Army Corps of Engineers

TRANSPORTE AÉREO ICAO, IATA, FAA

TRANSPORTE HIDROVIÁRIO Lloyd’s Register os Shipping

American Bureau of Shipping Conferências de Fretes

TRANSPORTE RODOVIÁRIO AASTO, ITE, SAE

FHWA, TRRL, LPC

(18)

(19)

Pré-Requisitos de uma

Tecnologia de Transportes

1. Dar ao objeto sendo transportado (pessoas ou carga)

mobilidade, ou seja, a capacidade de ser movimentado sem que ele seja danificado no processo;

2. Dar ao objeto a capacidade de locomoção, ou seja, a

capacidade de controlar o seu deslocamento através da aplicação de forças para aceleração e desaceleração, para superar a resistência natural ao movimento e para guiar o objeto de modo a evitar colisões ou acidentes, sem que isto provoque danos às pessoas e/ou cargas;

3. Proteger o objeto de deterioração ou danos que

possam ocorrer como efeitos colaterais do processo de transporte.

(20)

Formas Naturais de Transportes

As tecnologias de transporte são baseadas nos processos naturais de transporte:



Capacidade de caminhar dos seres humanos e animais,

que também podem carregar objetos;



Movimento de fluídos nos rios e na atmosfera, que

(21)

Formas Naturais de Transportes

Novas tecnologias são criadas através da

modificação e da adaptação dos processos naturais:



Veículos terrestres:carrinho de mão, carroça, trem e

automóvel;



Veículos aquáticos: balsa, canoa, barco a vela, navio,

submarino;



Veículos aéreos: balão, dirigível, avião, foguete;



Outras tecnologias: aqueduto, oleoduto, esteira

transportadora, tubos pneumáticos para transporte de cimento e cereais, etc.

(22)

Tecnologias de Transportes



Formas naturais de transporte não são adequadas à sociedade moderna



Várias tecnologias foram desenvolvidas para atender estas necessidades

(23)

Tecnologias de Transportes

Nos veículos terrestres, o animal de carga ou ser humano é substituído por uma máquina capaz de executar a mesma tarefa:



Mobilidade é obtida através do uso de rodas, esteiras,

colchões de ar ou levitação magnética;



Locomoção é obtida através de um motor (interno ou

externo) e um sistema de controle direcional (interno ou externo);

(24)

Tecnologias de Transportes

Além disto, uma via previamente preparada:



Permite a obtenção de velocidades mais altas;



Reduz a resistência ao movimento;



Permite um melhor aproveitamento da potência do

veículo;



Aumenta a capacidade de carga; e

(25)

Tecnologias de Transportes

1. Veículos terrestres:



Caminhões, trens, tratores de esteira, etc.



Substituem pessoas e animais no transporte de carga e

de pessoas



Possuem rodas ou esteiras para mobilidade, contêiner

para carga ou passageiros, e um sistema de propulsão e controle

(26)

Tecnologias de Transportes

1. Veículos terrestres:



Vias (estradas e ferrovias): reduzem a potência

requerida para movimentação, aumenta a capacidade de carga e diminuem os danos causados à carga pelo transporte



Tração é aplicada via torque nas rodas motrizes



Controle é feito através de forças de atrito ou de

(27)

Tecnologias de Transportes

2. Veículos que viajam imersos em fluidos:



Aviões, navios, chatas, dirigíveis, aerobarcos,

submarinos, etc.



Mantidos no nível apropriado pela flutuabilidade ou

pela sustentação causada pelo escoamento do fluido ao redor de um aerofólio ou hidrofólio



Possuem um leme para controle direcional, propulsores

(hélices ou turbinas) para mobilidade, contêiner para carga e passageiros

(28)

Tecnologias de Transportes

2. Veículos que viajam imersos em fluidos:



Usam vias naturais (oceanos e aerovias) ou vias

preparadas (canais e hidrovias)

3. Outras tecnologias:

(29)

4. Componentes dos Sistemas

de Transportes

(30)

Componentes de um Sistema

de Transportes



Grande diversidade de tecnologias de transporte



Grande diversidade de componentes num sistema de

transporte



A abordagem sistêmica permite identificar um conjunto

de componentes funcionais que é comum a todas as modalidades e sistemas



Componentes funcionais podem ter diferenças geradas

(31)

Componentes Funcionais

dos Sistemas de Transportes

Objeto a ser transportado: pessoas ou objetos Veículos:



Dão mobilidade e proteção às cargas



Sistemas de tração e direção interno (caminhão) ou

externos (trens, comboio de chatas) Dispositivos de unitização de cargas:



Contêineres e paletes



Proteção de cargas

(32)

Componentes Funcionais

dos Sistemas de Transportes

Vias:



Estrada, rua, calçada, hidrovia, aerovia, etc.



Projetadas e construídas em função dos veículos

Interseções:



Esquina, trevo, aparelho de mudança de via, etc.



Cruzamento de vias;

(33)

Componentes Funcionais

dos Sistemas de Transportes

Terminais:



Parada de ônibus, aeroporto, porto, etc.



Onde é feito a mudança de modo (transbordo)

Plano de operações:



Tabela de horários, sistema SEMCO, etc.



Conjunto de procedimentos para manter o sistema em

(34)

Estacionamento de Veículos Estoque de Contêiners Entrada/Saída do Objeto no Sistema Descarregamento de Veículos Carregamento de Contêiners Descarregamento de Contêiners Carregamento de Veículos Veículos Movem-se ao Longo da Via Veículos Passam de uma Via para Outra Regras de Funcionamento dos Componentes e Critérios de Interação TERMINAL VIAS INTERSEÇÕES PLANOS OPERACIONAIS LEGENDA Objeto Contêiner Veículo

Sistema de transporte

(35)

COMPONENTE FERROVIA CIA. AÉREA OLEODUTO ESTEIRA

Tráfego Carga Passageiros Petróleo e _derivados Carvão Terminal Plataformas de embarque e

desembarque Aeroporto Terminal petrolífero Instalações para estocagem e carregamento Contêiner Vagão _passageirosCabine de Tubulação _coberturaEsteira e

Veículo Trem Aeronave _{bombas e dutos}Líquido nas Esteira

Via Linha Aerovia Tubulação Suportes e roletes Interseção _{mudança de via}Aparelhos de Cruzamento de _aerovias Conexões Junções de _esteiras

Plano de

(36)

(37)

Redes de Transporte



A demanda por transporte se faz de uma origem para

um destino

 É necessário levar em conta, em qualquer estudo, a

localização espacial das instalações fixas dos sistemas de transportes:

 Terminais

 Vias

 Interseções



O conceito matemático de redes pode ser usado para

representar as características das instalações fixas e dos fluxos de veículos em cada componente

(38)

Redes de Transporte



Uma rede é uma maneira organizada e eficiente de se

organizar e estocar estas informações



Uma rede é um conceito matemático que pode ser

usado para descrever quantitativamente os sistemas de transporte



Componentes de uma rede de transportes:

 Tramos ou links

(39)

Redes de Transporte

Representação do fluxo de veículos, pessoas e objetos entre pontos servidos por um sistema de transporte Arco: uma ligação entre dois pontos

(40)

Ligações entre um Grupos

de Cidades

(41)

Representação Gráfica da

Rede de Transportes

(42)

Representação Matricial da

Rede de Transporte

Destino Origem 1 2 3 4 5 6 Cana Verde 1 0 1 0 0 0 0 Clavaral 2 1 0 1 0 1 0 Aguanil 3 0 1 0 1 0 1 Lambari 4 0 0 0 0 0 1 Coqueiral 5 0 1 0 0 0 1 Juruaia 6 0 0 1 1 1 0

(43)

Representação Matricial da

Rede de Transporte

m_ij = 1, se existe arco i  j m_ij = 0, caso contrário

A representação matricial permite um tratamento

sistematizado de redes complexas, e permite também a extensão do conceito de rede para armazenagem de

características de cada arco – tais como comprimento do arco, tempo de viagem, volume de tráfego, capacidade, etc.

(44)

(45)

Hierarquia e Classificação de Vias

Classificação funcional – útil para entendimento da

complexidade do sistema de transporte, permitindo uma comunicação mais clara entre os administradores,

(46)

Segmentos de uma Viagem

Rodoviária

(47)

Acessibilidade Versus Mobilidade

(48)

Sistema Viário Rural (AASHTO)

NÍVEL DE HIERARQUIA EXTENSÃO

Vias arteriais primárias 2-4% Vias arteriais primárias e secundárias 6-12%

Vias coletoras 20-25% Vias locais 65-75%

(49)

Sistema Viário Urbano (AASHTO)

NÍVEL DE HIERARQUIA EXTENSÃO VOLUME

Vias arteriais primárias 5-10% 40-65% Vias arteriais primárias e secundárias 15-25% 65-80% Vias coletoras 5-10% 5-10%