Tec Transp 153 160

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4.7Instalaçõessemafórlcas 153
4.7 Instalações semafóricas
Os semáforossão instaladospelasautoridadesresponsáveispelaoperaçãoe fisca-
lização do sistema de trânsito, conforme estabelecidopelo Código Brasileiro de
Trânsito. A decisão de instalarum semáforo deve ser semprebem avaliada, pois
existemvantagense desvantagensassociadasao seuuso. Quando necessário,bem
projetado, bem instaladoe devidamenteconservado,um semáforopode:
• reduzir a freqüênciade determinadostipos de acidentes,especialmenteco-
lisões transversais;
• dar fluidez e ordem ao tráfegode veículos;
• permitir o fluxo contínuo de pelotõesao longo de uma via arterial, através
da operaçãocoordenadade sinais luminosos;
• permitir que veículos e pedestrescmzem com segurançauma corrente de
tráfegopesado;e
• controlar o lrânsito de forma mais econômica c eficicnte.
Por outro lado, um semáforo desncccssário. mal projctado, mal instalado e mal
conservadopode:
• aumentara freqüênciade acidcntes;
• causar atrasosexcessivose, conseqiientementeaumentaros efeitos da po-
luição atmosféricacausaelapelos veículos automotores;
• incentivar os motoristasa não rcspcitara sinalização; c
• incentivar o uso dc rotasalternativas,mais longas e que possivelmente,por
cruzarem áreas residencias, provoquem uma deteriora~'ãoda qualidade de
vida cm certaszonas urbanas.
Ao contrário do que conll1mentese diz, os sem<Íforosnem sempre reduzem
atrasose melhorama segurançaviária. Ainda quea instalaçãode sinais luminosos
seja capaz de reduzir o mímero de colisões em ângulo reto nos cruzamentos,um
aumentono númeroelecolisões traseirascostumaacontecerlogo apósa instalação
elonovo sinal, ainda que, com o passardo tempo,cssascolisões tornem-semenos
freqüentes à medida em que os motoristas acostumem-secom a existência do
novo semáforo ...desde que a inslala~'ãotcnha sido feita com uma distância de
visibilidade suficiente. Além disso, a instalaçãode sem<Íforospode não apenüs
aumentaro atraso total, mas tambémreduzir a capacidadeda interseção. Assim
154 Capítulo4. Fluxos de veículos em interseções
sendo.é fundamentalquc a instalaçãodeum scm;íforosejaprecedidadeum estudo
técnico que verifique sua real necessidade.reali7.adopor um técnico devidamente
hélbilitado.O engenheiroresponsáveldevepressuporque a instalaçãosó deveser
feita se o efeito final (benefícios vs. desvantagens)for melhorar a segurançae a
operaçãodo cruzamento.
4.7.1 Estudos necessários
A decisão sobrea instalaçãode um sem;íforodeveser baseéldanuma investigação
det<llhadadas condições fTsicase de tr;ífegoda interseção. Essa investigaçãodeve
fornecer não os dados necessáriospara a utili7.açãodos critérios que determinam
a necessidadedo uso do sinallul1linoso, mastambémparao projeto da instalação.
Os estudosneeessáriosxparaa obtençãodessesdados incluem:
• Le\,(//1folllc/1fo de l'OlflllleS de Irâ/égo: contagens de veículos e pedestres
nasaproximaçõcsduranteUlll período representativodasdiversascondições
operacionaisenc(lntradas.
• EsI/ldo de \'e/ocidrlllc: delerminação das distribuiçõcs de velocidades ins-
tantâneasn<lsaproximações.
• L(,\,(/II/(1//1e/1/oplll/1i-IlI/ill1r;lrico: quc inZliqueageometriaeeondições físicas
do cruZ<lmento,incluindo canalizações. grcides, restriçõesde visibilidade,
pontosde ônibus, estacionamento.cntradasde veículos, etc.
• Esf/ldo de acidr'/1les: !cvailtamentodo nlÍmero e tipos de acidentesregistra-
dos 110cruzamcntodurantcpelo mcnosUlll ano e análisedos dados obtidos.
• A/1álise de gllps: para determinar o lll'lIllCro c o tamanhodos gaps l1avia
preferenciale determinaçãoda capacidadeda via secundária,conforme dis-
cutido no itcm 4.R.
• ES//ldo de r('/Ilrdmllclllo: paradeterminaçãodo atrasoao longo da via prin-
cipal.
4.7.2 Critérios para verificação da necessidade de instalação
o processo para estabelecimcntoda necessidadc (ou não) da instalação de um
selllflforo nUI1ldado local é extrcmamcntecomplexo c, por conseqiiência, sujeito
à julgamentos não ohjctivos. Para facililar o processodccisório, decidiu-se criar
8Foge do escopo deste tnto:1 disl'llss~Odos l'sllldos rel:icion:1dos. O leitor interessado dcve eon-
sllltar. por exclllplo, o lI"I"/;III'Ihll;(,() 31d:l CETSI', ljlll' indica COlllOrealizar esses Ievantrllllcntos
4.7 Instalaçõessemafórlcas
Tab. 4.1:Volumcsmínimosparaoscritériosdo MUTeD
155
Númerodefaixas
Principal Secundária
Critério I
PrincipalI Sccund,íria2
Critério2
Principal' Secundária2
2 ou mais
2 ou mais 2 ou mais
2 ou mais
SOO
600
600
SOO
ISO
ISO
200
200
7S0
900
900
7S0
75
75
100
100
J Tolal nosdoissentidos
2 No sentidomaismovimentadoemcadahora
Fonte: HIWA (19XH).Mmll/al "li U"i{m/ll 7hTJJicCml1ml {)('\·irT.\fOI Srlf','rs(lmJ lIig/flmn. Ikp'- I'! Tlallsportal;oll. Wa'ihing.lnn.ne.EUA.
um cOl~juntode critérios se a instalaçãode um semáforo faz-se necessária. Esse
conjunto de critérios (em inglês. 'signal warrants') está descrito no Mallual 011
UII~rO,.mTralfie COII(rol Devic('s/ó,. ,''''''(,(,(.1' (/lId f-1igll\\'(/vs9, queémais conhecido
pela sigla MUTCD.
No Brnsil, essescritérios são aplicados diretamentee o Manual de Semáforos
do DENATRAN contémuma traduçãodos oito critérios estabelecidospelaedição
de 1978do MUTCD. A edição de 1988do MUTCD contém onze critérios, que
de acordo com o próprio MUTCD, dcvem scr considerad(iscomo indicativos da
necessidadede instalnção. Posto de outra forma, os critérios devemser usadosele
formaque,senenhumdoscritérios for satisfeito,certamentenãoexistenecessidade
de instalaçãodo semáforo; mas.a satisfaçãode pelo menosum critério indica que
o semáforo poderia ser instalado, se esta for a melhor alternativadisponível de
ação. Experiência profissional devecomplementaro uso dos critérios que incluem
os seguintesfatores:
I. VolUntl'v{'Ículul"mínimo: essecritl(rio deve ser aplicado quando a razão
principal parn a instalaçãodo sem;íforo l{o volume de tráfego. O critério
é definido em função dos volumes na via principal (bidirecional) e na via
secllnd,íria(unidirecional) edo mÍmerode faixas. Se os volumcs observados
forcm maiores quc o estabelecidoparapelo menosoito das horas do dia, o
sinal pode ser instalado. A Tabela 4.1 fornece os volumes mínimos para o
critério.
2. Intl'rrupção dl~fluxo contínuo: deve ser usado quando o tráfego da via
-"-------_ .•.__ ._----....._._- ..._- ,.
"FIIW/\ (llJXXl. Afanr/(/! 0/1 l !/li/i)J1II "/i-a(li,. ('olllm! Ol'l'ias .fi'r Slrl'I".I" /I/ltI lIi~h\l'/lY.l". lI,S.
DeparttllCnl orTranSpllrtation. Federallligh\\':l)' /\dlllinistration. Washinglon. De. EU/\.
156 Capítulo4. Fluxos de veículos em interseções
_._---~-_.._-~_.._._-----_._.--- ----.-_... __ ..._--._-----_._---------
secundáriatemdificuldadesparacruzarouentrarno fluxo daviapreferencial.
Como no caso do critério anterior,o sinal pode ser instalado se, pelo menos
em oito das horas do dia. os volumesda via preferencinl (bidirecional) e da
via secundária (unidirecionaJ) forem maiores que o valor estabelecidoem
função do número de faixas de tráfego nas vias. A Tabela 4. I fornece os
volumes mínimos paraestecritério.
3. Volumemínimo de pedestres:deve ser aplicndo quando n razão para ins-
talação do sinal é o volume de pedestres. O semáforo pode ser instalado
se o volume de pedestresque cruza a via principal for igualou maior que
100ped/h durantepelo menosquntro das horas do dia ou igualou maior a
190ped/h durantea hora pico. Esses limites podem ser reduzidos à metade
se os usuários da travessiaforem idosos ou deficientesfísicos. Além desses
limites mínimos, o númerode 'gnps' adequadosparacruzamentoda via de-
ve ser inferior a 60 'gaps' por hora duranteashoras em que os volumes de
pedestresexcedemo mínimo. Se a via dispuserde um canteirocentralcapaz
de servir de refúgio pnraa travessia,n análiseda distribuiçãoe tamanhodos
'gnps' deve ser feita paracadadireção separadamente10.
4. Cruzamentode eSl'olares:no caso de,uma travessiausada por escolares,
o critério estaheleceque deve ser realizada unlClnnálise do tamnnhoe da
freqüênciade 'gnps'11. Se, duranteo período em que o cruzamentoé usado
pelos escolareso númerode 'gaps' adequadosparauma travessiasegurafor
menosque um por minuto, o sinal pode ser instalado. Nesse caso, deve-se
instalar uma botoeirade acionamentodo sinal c o estacionamentodeve ser
proihido antese depois da travessiade pedestres.
5. Si.<;temade progressãosl'lllafódl'a: essecritério justifica a instalação de
sem<Íforosem crlll:amentosIIOS quaiseles nãoseriamnecessários,sea razão
paraa instalaçãofor um sistcmade progressãoselllafôrica (onda verde).
6. Históricodencidl'ntesdl~trânsito:deveseraplicado noscasosemqueuma
análise do hist(Írico de acidentesindica quc a instalação de um sinal pode
reduzir a frcqüênciados acidentesohservadosno cruzamento. A instalação
de um sinal soh essc critério só se justifica se outras formas de controle
de acidentes (eanaliz,\(,;ão,fiscaliza<,;ão,iluminação, sinalização, etc.) já
tiveremsido usae!<lssem sucessono IOC<l1.
lO('onforl11cdi~l't1fidl1no ifcm tI.H.
II Conformcdi~l't1lidoll()item,I,H,
4.7Instalaçõessemafóricas 157
() critério pode ser considerado satisfeito se, nos doze meses anteriores,
ocorreram pelo menoscinco acidentescom vítimas ou danosde monta,que
poderiam ter sido evitadospor um sinal luminoso e se pelo menos um dos
três primeiros critérios for satisfeito para80(7,dos limites estabelecidos.
7. Sistemas(cruzamentodeviasarteriais): l( o critério que se aplica quando
a razão para instalaçãodo semáforo é o cruzamcnto de duas vias arteriais
ou uma interseçãocomplexa, com cinco ou mais aproximaçõcs. De acordo
com estecritério, o semáforo podc ser instaladosc o volume que chega ao
cruzamento durante a hora pico nUlll dia lÍtil for superior a 1.000 veic/h
ou durante pelo mcnos cinco das 48 horas do final dc semana (sábado e
domingo).
8. Comhinaç50decritérios: casonenhumados critérios anterioresseja satis-
feito, a instalaçãodo sem<Íforopodc ainda serjustificada seos dois critérios
iniciais sejam satisfeitos se os limitcs forcm reduzidos para 80% dos pata-
maresmínimos.
9. Volumedequatro horas: essecritério requero uso de gráficos fornecidos
no MUTCD, que estãolllostrados na Figura 4.10. Deve-seohteros volumes
dc tr<Ífegodasquatrohorasmais movimcntadasdo di,1(não nccessariamente
consecutivas). Se ()pontoohtido com o volumc totaldosdois sentidosda via
principal e o volume da aproximação mais congestionadada via secundária
ficar acima da curva apropriada, o critério pode ser considerado satisfeito.
Notc-se quc, em scndoa velocidadecorrespondcnteao 8.')"pcrcentilsuperior
a 60 km/h, ou estandoo cru/.<lmentosituado em lima aglomeraçãourhana
isolada com mcnos de 10.000hahitanlcs, as curvas usadassão diferentese
estãomostradasno gráflco da direita na Figura 4.10.
10. Espera na honl pico: deveser aplicado quando a razão para instalaçãodo
sinal são eSper[ISexcessivasno cruzamentode uma via preferencial. Para
tanto,é necessáriodeterminaros volumes na via sccunci,íriae preferencial
e o atraso total sofrido pelos veículos da via secundáriadurante uma hora
(quatro períodos consecutivosdc I.:') minutos dc duração ao longo do dia).
Se a via secundáriativer apenasuma faixa de tráf'cgn,o semáforo pode ser
instalado sea esperatotal for maior que 4 veic.h, o volume na aproximação
secundáriofor superiora 100veic/heo volumctotalqucentranocruzamento
for superior a 800 veic/h (para Crtll<lI11entoscom quatlO aproximações) ou
650 vcic/h, para cruzamentos c()m três aproximaçõcs. Se existirem duas
158 Capítulo 4. Fluxos de veículos em Interseções
o -I----I-+___+_I 1 I I -+-.. O
300 400 500 600 700 ROO 900 1000 1100 1200 1300 1400 200
Volumeda via principal
(vele/h, bidireclonal)
500
"'
'C
:g_ 400
1:••
::>"
u.§
:J: l" 300
pJu
o>§
.lJ.g 200
n.
::>
~ 100
400
300
200
100
VS5 acima de 60 km/hna via principal
ou
população Inferior a 10.000hab
I I
400 600 SOO
Volumeda via principal
(vele/Il, bldirecional)
I~
1000
Fig. 4.10:Curvasparacrill:ri()d()V()!lIllll'de<]lIalrohoras
600
"'
'C
~_ 500c ••
::>"
~8400
•• l"
ca:§
":; § 300
~.g~!2'10
::J
~ 100
400
2 ou mAis (aiy.a~e 300
1 faixa
200
100
VS5 acimade 60 kmlh na viaprincipal
ou
população Inferiora 10.000hab
o ·-----------+---t------f-·--··---+---·-- --I------t-·------~f~ O
400 600 AOO 1000 1200 1400 1600 lAOO 100
Volumeda via principal
(vp.irlh, hldirp.c1nn~l)
Fig. 4.11: CurV;lSparacril0ri()d()vollllllcdahorapico
500 700 900 1100
Volumeda via principal
(vele/h, bldlredonal)
1100
ou mais faixas dc tr;íl'cgona sCl'luHI;íria,o atraso10taldeve ser superior a
.')veic.h e o volumc mínimo dcvc ser 1')0 "cic/h.
li, Volumena honl pko: cssecritério pode ser usado paraverificar a necessi-
dadede instalaçãodc scmMoro cm crtl/,amentosnos quais as condições de
trMegodurantca hora m,liscongestionadado dia falcm com queos veículos
da vi" secund;íriasej;nll suhmelidos a esperascxcessivasparacruzar a pre-
fercncial. O proccsso(semelhante ao usadono critério elovolume elequatro
horas.devcndo-sc situar os volumcs ohservadosdurantea hora pico em re-
laçiio ;lScurvasmostradasnaFigura d.ll. Notc-sc queexistcUI11 gnífico para
situa~'õescm quc a velocidadecorrespondcnteao 8:')"pcrcentiI for maior que
60 km/h ou a populaçiio da cidade for mcnor que 10.000hahitantes.
4.8Análise de interseçõesnão semaforizadas
4.8 Análise de interseções não semaforizadas
Num cl1lzamentode uma via principal com uma via secundáriaonde niío exista
um semáforo, os veículos da via principal têm a preferência enquanto que os
veículos quechegamaocl1lzamentopelavia principal devemesperarpor intervalos
adequadospara entrar ou cl1lzar o fluxo preferencial. Esse tipo de cruzamento
só pode ser analisado atravésde modelos estoc!ísticos,porque os intervalos entre
veículos sãouma variávelaleatóriaedevemserrepresentadospor umadistribuição
estatística.
Considere uma alça de acessoa umarodovia, onde veículos devemesperarum
intervalo adequadopara entrarno fluxo de tráfegoda rodovia. Pode-se supor que
existe um intervalo de tempo r, que é o menor intervalo entre veículos na rodovia
que permitequeum veículo do acessoentreno fluxo preferencial. Esse intervalo é
denominado de in/ervalo crítico. Se existir uma fila de veículos desejandoentrar
na rodovia por aquele acesso, toda vez que o intervalo / na corrente prioritária
satisfizer a condição / ::::r, um veículo pode entrarna rodovia.
Supondo-se que as chegadasde veículos do fluxo preferencial sedá de acordo
com uma distribuição de Poisson, a probabilidade de ocorrência de um headway
decomprimento / éigual ~probabilidadede nãoocorrer nenhumachegadadurante
um intervalo de tempo /:
159
) . (Àt)" (' ).1 (Àt)0 (' )1
f (n) = ---- =? P (/1 =O) = _.__.__.._- =e' ÀI
/1! O!
(4.35)
em que /1:
À:
/ :
P (/1):
número de chegadas:
taxa de chegadas[veic/s];
duração do intervalo [sI;e
probahiJ idadede ocorrência de /1 chegmlasdurante/ segundos.
Como já discutido anteriormente(item 3.4), a Equação 4.35 representaa dis-
tribuição exponcncial c pode ser usada para determinar o número de intervalos
adequadospara manohrasde entradano fluxo principal ou de cruzamento numa
interseçãonãosemaforizadaquesurgemduranteumdeterminadoperíododetempo
T.
Supondo-se que T = I hor,l,e queo volumede veículos no fluxo principal seja
V, ao longo de uma hora, iriío ocorrn (V ~. I) intervalosentreveículos sucessivos
nacorrcntede trMcgo principal. () luímero de intnvalos maioresque r édado por:
E(h ::::I) = (V -- Ik )r (4.36)
160
Capítulo4. Fluxos de veículos em Interseçõese o númerode intervalos menoresque T é
E(h <1) =(11 - 1)(1 - e Ár). (4.37)
Exemplo 4.7 COllsiderc-seulIla rodlll'iacujo l'olulllelia horapico seja1.800veic/h.Se
as chegadasde wdculoslia rodm'iapuderemser represcllfadapor umadistribuiçãode
POiSSOIl,e seo il1ten'alocríticopara l'eínt/osquc el1traml1arodoviafor 3,5 segulldos,
dctermillaro volulllemáximohoráriode l'deulosquepodemelltrarl1arodovia.
Solução: A taxadechegaebsnarodovia éÀ = I.XOOj3.600 =0.5 veic/sc o número
de intervalos maiores que 3.5 s numa hora pode ser calculado pela Equação 4.36:
E'(1I ::- 3,5) = (IROO - 111'-0.51.5= 17991'1,75 =312,
Este modelo paratratamentoeleinterseçõesnão semaforizadastem suas limi-
tações,entre as quais pode-secitarI 2:
I. O modelo pressupõeque () intervalo crítico permanececonstanteao longo
do tempoque um veículo esperaparacruzar a preferencial,ao passoque ob-
servaçõesde campo mostramqueesteintervalodecresceconforme aumenta
o tempoque o motoristaesperana via ~~cundária.
2. A composição do tráfegoda via secundárianão é levadaem consideração,
j;] que o método pressupõe que todos os veículos necessitamdo mesmo
intervalo mínimo paracruzar a via principal.
3, O métodopressupõequeo trMego navia principal nãoé afetadopelo tráfego
da via secund;]ria:em nlllitos casosisto não(~verdade,pois os motoristastra-
l"cgandopeb via seculHl;]riapodemforçara passagem.ohrigandoos veículos
da via princip;l1a parar eltl reduzir sua velocidade.
4. O modelo SUpilc que as chegadas na via preferencial sejam aleatórias e
que a distrihuição dos intervalos entre veículos renita esta aleatoriedade.
Na maior parte das vezes, esta suposição não é verdadeira, pois as vias
preferenciaissão equipadascom semMoros que pelotizam o tráfego. Neste
caso, a existência de pelotões de veículos faz que com a distribuição de
intervalos seja suhstancialmentediferente da ohtida atravésda hipótesede
chegadasakateírias.
12Khisly. C..J. (19(H)). "/i-1(//.ll'l1/'":lIgilll'I'lillg /~II'II'mtllll"li"lI. I'rcnticc J lall, Englc\Vood ClifTs.
N.J. Et 11\.