Aula 1 Engenharia de tráfego

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ENGENHARIA DE 
TRÁFEGO
Profº Abrão C. Merij
ESTUDO DO TRÁFEGO
Nesta disciplina, estudaremos os principais elementos da engenharia
de tráfego, bem como a importância do levantamento dos dados
estatísticos para avaliar as necessidades e avalizar novos modais para
reduzir o tempo entre origem e destino, seja para transporte de pessoas
ou produtos, como commodities ou até mesmo produtos de alto valor
agregado.
O desenho do novo Viaduto do Orleans, proposto pelo Instituto de
Pesquisa e Planejamento Urbano de Curitiba (Ippuc), apresenta uma
solução para o tráfego na região sem que haja interrupções nos
deslocamentos por sobre a BR-277 e sem a necessidade de
desapropriações no entorno.
Para isso, conhecer os elementos para mensurar e identificar os
gargalos no transporte, avaliar e projetar novos meios de solução é
fundamental para enfrentar as dificuldades nos municípios e estados da
federação.
São exemplos desses elementos: pessoas, condutores, vias, veículos e
meio ambiente, a partir desses dados, utiliza-se processos e
procedimentos praticados a nível nacional e/ou internacional na
engenharia de tráfego.
Iniciaremos abordando a importância dos transportes, os tipos de
sistemas viários e os tipos de integração de transportes urbanos, e por
fim, os procedimentos adotados para realização dos levantamentos de
dados para a determinação do volume de tráfego de uma rodovia.
Sistemas de Transporte
Os modais de transportes são de suma importância para o país, pois
são eles que movimentam o PIB (Produto Interno Bruto). Nesse sentido,
são necessários sistemas de transporte para retirar o minério ou
matéria-prima de extração para encaminhar as indústrias de
transformação, ou seja, retirar a matéria-prima da origem e transportá-
la até o seu destino.
O Governo Federal instituiu, por meio da Lei 12.587, que os modais de
transporte sejam integrados e estabeleçam nos municípios a melhor
mobilidade e acessibilidade na logística de cargas e pessoas (BRASIL,
2012).
A integração entre a extração de minério e os modais é de grande
importância, pois nem sempre um mesmo modal consegue alcançar
todas as regiões, por exemplo, uma ferrovia, muitas das vezes não
consegue retirar o minério do ponto de extração e dependerá de
caminhões para carregá-la até uma estação, e para o destino final,
necessitando de outro modal para entregá-la, o mesmo acontece com
outros sistemas, tais como, portos e aeroportos.
Tráfego Urbano
Agora que você tem conhecimento da importância dos modais e de
sua integração, vamos analisar e avaliar as condições do tráfego urbano.
Para isso, devemos conhecer os seguintes elementos:
Vias
Vamos entender um pouco mais sobre as vias, sua classificação, posição hierárquica, seus
tipos e, por fim, sua função.
Classificação Segundo sua Administração e Jurisdição
As vias relacionadas ao modal rodoviário, você certamente já sabe, são as rodovias, e são
classificadas segundo sua jurisdição, nos âmbitos Federal, Estadual, Municipal ou particular.
As rodovias estaduais são administradas por órgãos como o DER (Departamento de
Estradas e Rodagem), ou seja, gerenciadas pelo estado, porém com o investimento e
manutenção realizada pelo estado e pela federação (BRASIL, 2010).
No Quadro 1.1, podemos identificar os níveis de jurisdição e as entidades responsáveis
pela formulação e execução da política de infraestrutura viária.
Níveis de Jurisdição
Entidades Responsáveis Política Rodoviária
Formulação da Política Execução da Política
Federal
Ministério dos 
Transportes
DNIT
Estadual Secretaria do Estado DER
Municipal Secretaria Municipal DMER
Na figura é possível verificar a Rodovia Federal BR-010, que sai do estado de Goiás passando por
Tocantins até chegar ao Maranhão, cada estado administra a rodovia com o Departamento de Estradas
e Rodagem.
Nos casos de ruas pavimentadas em conjuntos residenciais, essas vias
não são administradas pelo município e sim pelo condomínio, pois a
manutenção e segurança fazem parte da administração condominial.
Por outro lado, os casos de concessões de estradas são administrados
pelas concessionárias, que são responsáveis por manter, implementar e
realizar a manutenção e segurança da via.
O significado do número das estradas brasileiras
As “BRs” são as vias federais. O nome delas sempre vem acompanhado de
mais três algarismos. O primeiro indica o tipo da rodovia e os dois seguintes
definem a posição, a partir da orientação da estrada em relação à capital
federal, Brasília, e aos limites norte, sul, leste e oeste. Assim, um viajante que
trafega pela BR-101 sabe, automaticamente, que está em uma rodovia
longitudinal (que cruza o país de norte a sul) – indicado pelo primeiro
algarismo, 1 – e que está no ponto mais ao leste de Brasília indicado pelos dois
números seguintes, 01.
http://www.turismo.gov.br/%C3%BAltimas-not%C3%ADcias/5385-como-entender-o-significado-do-n%C3%BAmero-das-estradas-brasileiras.html
O raciocínio funciona assim: as estradas que começam com o
algarismo 0, como por exemplo a BR 040, são as que ligam Brasília ao
interior do país (rodovias radiais) desenhando um círculo ao redor da
capital federal. A numeração dessas rodovias varia no sentido horário. Já
as estradas que começam com o algarismo 1 são as longitudinais. Entre
essas vias, as que terminam com números entre 01 e 49 estão, em
ordem crescente do litoral para o interior, a leste de Brasília enquanto de
51 a 99 estão a oeste da capital federal.
Há ainda as rodovias que cruzam o país em linhas horizontais
(transversais), cujo primeiro algarismo é 2, como por exemplo, BR-230, BR
262 e BR 290. A lógica para os demais números é semelhante ao das rodovias
longitudinais. O número de uma estrada transversal é 00 e 49, se a rodovia
estiver ao norte da Capital, e entre 50 e 99, se estiver ao sul, em função da
distância da rodovia ao paralelo de Brasília.
Outro tipo de rodovias são as diagonais, que começam pelo algarismo 3,
como por exemplo BR-304, BR-324 e BR-364. Elas podem ser de dois tipos:
orientadas na direção Nordeste para Sudoeste ou no sentido Noroeste para
Sudeste. No primeiro caso, os dois números finais da rodovia variam, segundo
números pares, de 00, no extremo Nordeste do país, a 50, em Brasília e de e
de 50 a 98, no extremo Sudoeste.
Por fim, as rodovias de ligação iniciam pelo algarismo 4. Estas
rodovias apresentam-se em qualquer direção, geralmente ligando
rodovias federais, ou pelo menos uma rodovia federal a cidades ou
pontos importantes ou ainda a fronteiras internacionais.
Classificação segundo sua Função
As rodovias podem ser classificadas em relação a sua função, conforme descrevemos no quadro a seguir:
Arterial
Rodovia que provê alta mobilidade, alcance de grandes distâncias, 
interestaduais, podendo ser internacional, com maior velocidade e poucas 
interferências.
Coletora
São rodovias que, além de mobilidade, proveem acesso às arteriais, 
velocidade um pouco reduzida devido a quantidade de entradas e saídas 
por atender locais povoados.
Local
Rodovia que provê acesso às coletoras ou arteriais, porém contêm 
interseções e algumas vezes semáforos os quais reduzem a velocidade da 
via e são de tráfego intermunicipal ou rurais.
Classificação Segundo suas Características Físicas
Nesse contexto, as características físicas das vias podem ser
classificadas em:
• vias não pavimentadas, também conhecidas como estradas de terra;
• vias pavimentadas, rodovias de mão única ou com duplo sentido.
Sendo assim, essas rodovias podem conter duas, três ou mais faixas.
Além das características físicas, as rodovias podem ser classificadas
em relação às características técnicas, conforme a Tabela:
Classe do Projeto Características
Critérios de 
Classificação
Velocidade de Projeto por Região (km/h)
Plana Ondulada Montanha
0 Via Expressa com 
controle total de acesso
Decisão Administrativa 120 100 80
I A Pista Dupla com 
controle parcial de 
acesso
O volume de tráfegoprevisto reduzirá o nível 
de serviço em uma 
rodovia de pista simples
100 80 60
B Pista Simples com 
controle parcial de 
acesso
VHP > 200 VMD > 1400 100 70 50
II Pista Simples 700 < VMD < 1400 100 70 50
III Pista Simples 300 < VMD < 700 80 60 40
IV Pista Simples VMD < 300 80-60 60-40 40-30
VHP = Volume Horário de Projeto VMD = Volume Médio Diário
Na classificação, outro fator importante é o nível de serviço que pode
ser definido como uma medida qualitativa das condições de operação,
seja referente ao conforto e conveniência dos motoristas, como: a
liberdade na escolha da velocidade, finalidade para mudar de faixas nas
ultrapassagens e saídas e entradas na via e proximidade dos outros
veículos. Existem seis níveis de serviço, classificados de A até F, o nível A
corresponde às melhores condições de operação, enquanto o nível F às
piores condições (PONTES FILHO, 2013).
Veículo
Os veículos que trafegam em rodovias podem ter diversas
características a serem consideradas, tudo dependerá da natureza dos
estudos em análise e de sua finalidade, pois antes de realizar o
levantamento é necessário planejar e reservar pessoas para contabilizar
os tipos de veículos que passam em um trecho da rodovia.
Tipos de Veículos
Um dos principais elementos da engenharia de tráfego é o veículo,
pois é por meio desse elemento que as vias são dimensionadas
geometricamente, mas para isso é necessário identificar os tipos de
veículos e suas características. Dessa forma, os veículos podem ser
classificados em:
Leves
Automóvel (Passeio)
Turismo pequenos (4 a 9 pessoas) até 2 toneladas
Pesados
oCaminhões
oÔnibus
Especiais
• Tratores
• Máquinas de Obras Públicas
As dimensões para veículos pesados e especiais autorizados para
rodagem em rodovias brasileiras, com ou sem carga, são:
largura máxima: 2,60m;
altura máxima: 4,40m;
comprimento total:
veículos simples: 14,00m;
veículos articulados: 18,15m;
veículos com reboques: 19,80m.
Necessidades Geométricas
As necessidades geométricas das vias são consideradas nas dimensões autorizadas e a
contagem é baseada em informações de veículos de projeto para a composição do tráfego,
que podem ser divididos em quatro grupos:
VP: veículos de passeio leve (automóveis, utilitários, pickups, furgões e etc.);
CO: veículos comerciais rígidos, compostos de unidade tratora simples (caminhões e
ônibus convencional com 02 eixos e 06 rodas);
O: veículos comerciais rígidos de maiores dimensões que o CO básico (ônibus de longo
percurso e caminhões longos);
SR: veículo comercial articulado, composto normalmente de unidade tratora simples e
semirreboque.
Assim, podem-se dimensionar os veículos conforme tabela a seguir:
Características dos Veículos
Veículos de Projeto (m)
VP CO O SR
Largura Total 2,1 2,6 2,6 2,6
Comprimento Total 5,8 9,1 12,2 16,8
Raio mínimo da Roda externa dianteira 7,3 12,8 12,8 13,7
Raio mínimo da roda interna traseira 4,7 8,7 7,1 6,0
Capacidade da Via
As rodovias com características geométricas parecidas podem retratar
diferentes capacidades, pois são influenciadas pelos polos geradores de
tráfego que as utilizam. Nos estudos de capacidade, os veículos são
contados como unidades de carro de passeio – UCP (BRASIL, 2006) –,
nesse tipo de avaliação as bicicletas e as motocicletas não são
contabilizadas, pois não exercem carga na via e não geram
congestionamento, porém podem ocasionar incidentes ou até mesmo
acidentes nas vias.
Para fins de contabilização de veículos, estabeleceram uma
equivalência de unidade de carro de passeio para os demais veículos.
Podemos verificar essa equivalência na Tabela:
Tipo de Veículo VP CO O SR
Fator de Equivalência 1 1,5 2 2
Determinação do Volume de Tráfego
A determinação do Volume de Tráfego, ou Fluxo de Tráfego, é definida
por meio da quantidade de veículos que passam por um trecho da
rodovia, quando há mais de uma faixa nesta via, pode-se realizar o
levantamento por uma faixa ou pelo total das faixas excedentes, durante
um dia, divididos em 24 horas e essas horas em frações de 15 minutos.
Composição do Tráfego
A composição do tráfego é definida em relação aos veículos que
trafegam na via, como: comprimento, largura, peso ou velocidade. Por
meio dessas informações, é possível determinar as características
geométricas e estruturais que definirão a capacidade e os recursos
necessários para os usuários da rodovia.
Tipos de Contagem
A contagem dos veículos que trafegam em uma via pode ser realizada de
duas formas: a contagem manual ou a contagem automática.
Contagem Manual
A contagem manual é realizada por meio de um dispositivo mecânico que
pode ficar fixado em uma prancheta ou diretamente na mão do agente, para
contabilizar os veículos que passam naquela seção, ao clicar no botão é
registrado o valor, que pode ser uma contagem genérica que contabiliza
carro de passeio, ônibus e caminhão, ou mais apurada, em que será definido
que tipo de veículo cada pesquisador irá contar.
O dispositivo de contagem manual (mecanismo de contagem
numérica), é utilizado pelos pesquisadores de campo, os quais ficam em
um trecho ou seção da via para contar a quantidade de veículos que
passam num período estipulado.
Além desse dispositivo, existe também o contador manual eletrônico
que dispõe de uma base de dados que contabiliza a contagem realizada
pelo pesquisador.
Contagem Automática
A contagem automática é realizada por equipamentos como: sensores, radares,
células fotoelétricas e outros dispositivos magnéticos, que são computados e
armazenados em computadores, e com isso podemos contabilizar o volume de
tráfego por dia, semana, mês ou ano. Além disso, existe o contador portátil que
utiliza tubos com sensores para realizar a contagem durante 24h, porém este tipo de
dispositivo pode ser furtado devido seu tamanho.
Outro tipo de contagem é a automática permanente, em que as empresas
privadas, que têm concessão das rodovias, implantam como sistema de
monitoramento e controle, também são utilizadas para fins estatísticos da região. A
contagem também pode ser realizada por meio de câmeras que as próprias empresas
instalam ao longo da via para fiscalizar e manter a segurança da rodovia.
Como Escolher os Postos de Contagem de Tráfego
Os postos de contagem, normalmente, são instalados em interseções de vias
onde há maior fluxo de veículos, seja em vias urbanas ou rurais, o Quadro a
seguir mostra os tempos que devem ser coletados os dados dos veículos. Nos
casos de concessão de via, a concessionária terá que realizar constantemente
a avaliação do volume de tráfego em toda sua extensão.
No caso de vias Arteriais, são necessários levantamentos manuais para
aferição dos equipamentos, pois eles têm uma precisão aceitável e os dados
são obtidos nos sistemas automáticos, dessa forma, eles servem como base e
são realizados sazonalmente.
Tipo de via horas dias semanas Período
Urbana (DER) Arteriais
24h manual e 
automático
7 dias 2 semana Sazonal e mensal
Urbana (DER) Maior 
Importância
8h manual 3 dias 2 semanas Sazonal
Urbana (DER) Menor 
Importância
6h às 10h e 16h às 
20h
1 dia 1 semana Sazonal
Urbana (Privada) 24h 7 dias 2 semanas Mensal
Rural (DER)
6h às 10h e 16h às 
20h
3 dias 1 semana Sazonal
Estudo de Tráfego
O estudo de tráfego está atrelado a três elementos principais: o fluxo,
a velocidade e a densidade. As características básicas desses elementos
possibilitam a análise e avaliação da mobilidade dinâmica da fluidez dos
veículos em uma via (BRASIL, 2006).
Características Básicas do Tráfego
As características básicas do tráfego são identificadas pelo volume ou
fluxo, velocidade e densidade da via; assim podemos relacioná-las pela
quantidade de veículos em um determinado trecho (espaço) da via,
normalmente em um quilômetro e num determinado tempo. Veremos
como cada elemento pode se comportar e quais são os métodos
utilizados para contabilizar e avaliar as condições, iniciando com o
volume.Volume
O volume pode ser avaliado de algumas formas, dentre elas está o volume médio diário (VMD) que é
considerado por meio da contagem de veículos em um trecho da via durante 24 horas. Esse Volume Médio Diário
pode ser realizado: diariamente, semanalmente, mensalmente e anualmente.
Segundo Brasil (2006), o volume médio diário pode ser avaliado da seguinte forma:
I. Volume Médio Diário Anual (VMDa): número total de veículos trafegando em um ano dividido por 365.
II. Volume Médio Diário Mensal (VMDm): número total de veículos trafegando em um mês dividido pelo número
de dias do mês.
III. Volume Médio Diário Semanal (VMDs): número total de veículos trafegando em uma semana dividido por 7.
IV. Volume Médio Diário em um Dia de Semana (VMDd): número total de veículos trafegando em um dia de
semana.
A unidade utilizada para os volumes ou fluxos são veículos por dia (v/d). O
volume em campo é realizado de hora em hora nas 24 horas do dia, e cada
hora deve ser fracionada em 15 minutos, e com os dados dos volumes e horas
desenvolve-se um gráfico com todos os dias do ano para se definir o fator K.
Para maior precisão da contagem dos veículos são realizados diferentes
levantamentos, como o caso de um pesquisador contar veículos de passeio,
outra pesquisa para veículos pesados, pois os veículos pesados são
contabilizados para análise da estrutura e geometria da via. Quando a
contagem é genérica, utiliza-se como visto anteriormente o fator de
equivalência (BRASIL, 2006).
Na contagem horária durante o dia, inevitavelmente, existirá variação,
e a partir destas variações podemos definir o horário de pico, em grandes
metrópoles é possível identificar os horários de pico da manhã, tarde e
noite.
Como o horário de pico é definido com o maior valor de volume hora
pico (vhp) do dia, e desse volume utiliza-se a fração de 15 minutos que
teve a maior quantidade de veículos, define-se o fator de horário de pico
(fhp) dividindo o volume de hora pico pela maior quantidade de veículos
da fração de 15 minutos do (vhp) vezes 4, como segue na equação 1.
fhp = vhp / (15min/4)
Um exemplo disso, é que no horário de pico podemos avaliá-lo com os
dados apresentados na Tabela 1.4:
Hora do dia
Hora do dia com frações de 15 minutos
Volume hora
1º - 15 min 2º - 15 min 3º - 15 min 4º - 15 min
6h00 - 7h00 9 veíc. 11 veíc. 10 veíc, 10 veíc. 40 veíc.
7h00 - 8h00 12 veíc. 18 veíc. 16 veíc, 14 veíc. 60 veíc.
8h00 - 9h00 11 12 14 14 51 veíc.
9h00 - 10h00 10 11 12 12 43 veíc.
Como o maior fluxo ou volume hora foi de 60 veículos, no horário das 7h00 às 8h00,
utilizaremos esse número como volume de horário de pico, e a maior fração de 15
minutos desse mesmo horário foi de 18 veículos. Então, o fator de horário de pico
ficará da seguinte forma: fhp = 60 / (4 . 18) -> fhp = 0,833 ou 83,33%.
Entretanto, existe também uma variação entre os dias da semana, entre os dias do
mês e entre os dias do ano, e essas variações são avaliadas gerando um gráfico para
cada situação destas porcentagens e com as variações anuais pode-se obter o valor k
anual em relação a 30ª hora ou a 50ª hora do ano.
Após a definição do horário de pico e o fator de horário de pico, é possível planejar
as futuras intervenções que serão necessárias na via devido ao aumento de veículos ou
congestionamento nesta rodovia.
Volume do Horário de Projeto
Para planejar implementações ou a necessidade de duplicação da via
utilizamos o volume de horário de projeto que normalmente deve ser
avaliado após 10 anos da rodovia em funcionamento utilizando-se do
fator k para essa verificação.
O volume do horário de projeto é definido por meio do volume total de
horas pelo fator k, ou para análise do dia é o volume total dos horários
pelo fator de horário de pico, para a semana o volume médio total da
semana pelo fator médio de pico da semana.
Velocidade
Outro elemento importante no estudo do tráfego é a velocidade, ela é
considerada uma característica complexa, pois quando se está
congestionado e o tempo que se leva para se movimentar é menor que a
velocidade de projeto, velocidade da via, e quando existem veículos que
passam da velocidade diretriz (velocidade de projeto, velocidade definida
para via) dificulta o estabelecimento das informações, isso porque o
espaço não será contabilizado como padrão, seja de tempo ou espaço, o
mesmo ocorre para aqueles que trafegam abaixo da velocidade da via.
As velocidades podem ser classificadas da seguinte maneira:
Velocidade: é a relação entre a distância percorrida pelo veículo (d) e o
tempo gasto para percorrê-lo (t), conforme equação 2
v = d/t
Em que:
v = velocidade;
d = distância ou espaço;
t = tempo percorrido.
Velocidade Instantânea: é a velocidade de um veículo em um instante determinado;
Velocidade Pontual: é a velocidade instantânea de um veículo quando passa por um
determinado ponto ou seção da via.
Velocidade Média no Tempo: é a média das velocidades pontuais de todos os
veículos que passam por um determinado ponto ou seção da via;
Velocidade Média de Viagem: é a velocidade média percorrida em um trecho de
uma via, contabilizando as paradas;
Velocidade Média de Percurso: é a velocidade em um trecho de uma via,
determinada pela razão do comprimento do trecho pelo tempo médio gasto em
percorrê-lo.
Velocidade Percentual N% (VPN%): é a velocidade abaixo da qual trafegam N% dos
veículos. É comum utilizar VP 85% como valor razoável para fins de determinação da
“velocidade máxima permitida” a ser regulamentada pela sinalização;
Velocidade de Fluxo Livre: é a velocidade média dos veículos de uma determinada via,
quando apresenta volumes baixos de tráfego e não há imposição de restrições quanto às suas
velocidades, nem por interação veicular nem por regulamentação do trânsito;
Velocidade Diretriz ou Velocidade de Projeto: é a velocidade selecionada para fins de
projeto, da qual se derivam os valores mínimos de determinadas características físicas
diretamente vinculadas à operação e ao movimento dos veículos;
Velocidade de Operação: é a mais alta velocidade com que o veículo pode percorrer uma
dada via atendendo às limitações impostas pelo tráfego, sob condições favoráveis de tempo.
Não pode exceder a velocidade de projeto.
Uso do estudo da velocidade média:
• Estudo de locais críticos (acidentes);
• Determinação de elementos geométricos;
• Estudos antes/ depois;
• Verificação de tendências de velocidades de vários tipos de veículos
através de levantamentos periódicos;
• Dimensionamento sinalização / tempo amarelo dos semáforos;
• Determinação da distância de visibilidade e zonas de “não
ultrapassagem”.
Densidade
A densidade pode ser analisada pelo número de veículos por unidade de
comprimento da via, normalmente, ela é calculada para um trecho de um
quilômetro. Esse tipo de medida pode ser avaliado em campo pelos
pesquisadores como também por meio do cálculo da Equação 3.
D = F / v
Em que:
D = Densidade
F = Fluxo (ou volume)
V = velocidade
Espaçamento e Intervalo
Os espaços entre veículos são denominados de GAP, e o intervalo de
tempo ou frente a frente dos veículos que passam em uma seção é
definido como Headway, como exemplificado na Figura 1.4:
Ao se deparar com um volume muito grande de veículos ou com um
congestionamento é possível realizar alguns cálculos para determinar a
situação da via, como segue nas Equações 4, 5, e 6 (BRASIL, 2006).
•D = 1000 / em (Equação 4)
•hm = em / vm (Equação 5)
•Fm = 3600 / hmm (Equação 6)
Em que:
•vm = velocidade média (m/s)
•Fm = Fluxo médio (veic./h)
•D = Densidade (veíc./km)
•em = espaçamento médio (m/veíc.)
•hm = Headway médio (s/veíc.)
Podemos perceber que a engenharia de tráfego avalia diversas
características dos principais elementos, seja a via, o veículo, a
velocidade, o volume ou a densidade, para planejar, gerenciar e
controlar o tráfego urbano ou rural.