ESTUDO DO IMPACTO DO PEDÁGIO NO AUMENTO DO TEMPO DE VIAGEM, NO CONSUMO...
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ESTUDO DO IMPACTO DO PEDÁGIO NO AUMENTO
DO TEMPO DE VIAGEM, NO CONSUMO DE
COMBUSTÍVEL E NA GERAÇÃO DE POLUENTES
Gustavo Siqueira Alvarenga
Henry Pizarro Viveros
Antonio Carlos Canale
Departamento de Engenharia de Materiais, Aeronáutica e
Automobilística, EESC-USP, São Carlos, SP, Brasil
Resumo
A praça de pedágio é uma intervenção instalada na rodovia que força uma redução da velocidade de curso dos veículos.
Essa alteração no perfil de velocidade aumenta o tempo de viagem e gera um consumo extra de combustível e a produção
excedente de poluentes provenientes da queima desse combustível. Este trabalho analisou caminhões leves, médios
e pesados que cruzam a praça de pedágio Jacareí, localizada na Rodovia Presidente Dutra, km 165. Mediu-se quanto
tempo um veículo leva para efetuar o pagamento da tarifa. Foram feitas simulações do consumo de combustível dos
caminhões cruzando a praça de pedágio. Foi utilizado um modelo matemático construído na plataforma Matlab Simulink.
Baseou-se em testes em pista utilizando o Vbox para aquisição dos dados de velocidade e espaço. Foram avaliados os
ganhos em consumo de combustível e tempo para os caminhões que optam por efetuar a cobrança eletrônica no pedágio.
Concluiu-se que a cobrança realizada com o veículo em movimento ameniza os impactos inerentes. Um caminhão
modelo CAT 05, que faz o percurso São Paulo–Rio–São Paulo quinze vezes ao mês, gasta 2 horas e consome 30,2
litros de diesel a menos em consequência da utilização do dispositivo eletrônico de pagamento do pedágio. Foi feita
uma previsão anual do gasto de combustível e emissão de poluentes em função da operação da praça de pedágio em
estudo. Avaliou-se qual a contribuição do pedágio na produção de poluição.
Palavras-chave: pedágio, sistema eletrônico de pagamento, combustível, poluentes, AVI.
Introdução
O transporte rodoviário tem grande importância na
matriz de transporte brasileira. Cerca de 60% do transporte
de carga é realizado por meio de rodovias (Geipot, 2009).
Segundo dados do BEN (Brasil, 2009), o modal rodoviário
foi responsável por 27% do consumo final de energia no
Brasil em 2004 e por 92% do consumo final de energia
no setor de transporte. O óleo diesel é o principal responsável,
com 51% do consumo total.
O pedágio rodoviário é uma intervenção física
instalada na rodovia que restringe o direito de passagem
mediante pagamento de tributo ao poder público ou à
concessionária privada. Segundo dados da ABCR, existem
331 pontos de cobrança de pedágio, e, com as recentes
concessões federais e do Rodoanel em São Paulo, esse
número deverá chegar perto de 380 (Neto, 2007).
Do ponto de vista energético, o pedágio pode ser
considerado um obstáculo, pois provoca alteração no perfil
de velocidade de curso dos veículos. Primeiramente, ocorre
a absorção da energia cinética do movimento, transformandoa em calor dissipado nos sistemas de freios, e depois temse a transformação de energia química, proveniente da queima
do combustível, novamente em energia cinética, necessária
para recolocar o veículo na velocidade de curso. Nessa
perspectiva, o pedágio pode ser comparado a uma lombada,
um semáforo ou até uma rodovia mal conservada, que exige
que o motorista reduza a velocidade do veículo para enfrentar
os obstáculos. (Freitas, 2003; Bartholomeu, 2008)
A utilização de sistemas de transportes inteligentes
(ITS), na identificação automática dos veículos (AVI),
tem se mostrado um interessante meio de pagamento da
tarifa de pedágio. No Brasil, o uso dessa tecnologia, aplicada
na forma de cobrança eletrônica do pedágio (ETC), permite
que o usuário realize o pagamento da tarifa em movimento,
a uma velocidade de 40 km/h, não sendo necessária a
parada para que a cobrança seja efetuada.
Em alguns outros países, essa tecnologia tem sido
empregada na forma de “Passagem Livre”, ou, no inglês,
“Open Road Tolling – ORT”, na qual a identificação é
realizada com o veículo na velocidade normal de tráfego.
De acordo com Klodzinski et al. (2007), o próximo passo
evolutivo a ser enfrentado na integração de sistemas ITS
e na cobrança de pedágio é a utilização do conceito de
ORT.
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Sabe-se que a não alteração do perfil de velocidade,
ou a passagem livre pelo pedágio, gera ganhos consideráveis
para toda a cadeia de envolvidos nesse sistema. Os usuários
são beneficiados diretamente pela redução do tempo de
espera para pagamento da tarifa e pela redução do consumo
de combustível (Al_Deek et al.,1996; Li et al., 1999).
As concessionárias são beneficiadas pela redução dos custos
operacionais e administrativos envolvidos na manutenção
da praça (Dando, 1997). Além disso, os índices de acidentes
na região da praça de pedágio e o número de emissões
de poluentes provenientes da queima do combustível
também são menores (Klodzinski et al., 2007; Bartin et
al., 2006).
Do ponto de vista do usuário, essa pesquisa quantifica,
de maneira teórica e experimental, quais os ganhos inerentes
à utilização do sistema eletrônico de pagamento do pedágio,
no que diz respeito ao tempo de viagem e ao consumo
de combustível. Já do ponto de vista ambiental, avaliase o impacto da operação da praça de pedágio Jacareí
no ano de 2008, no que diz respeito ao consumo de
combustível e à geração de dióxido de carbono.
Metodologia
A primeira etapa do estudo consta do levantamento
de dados estatísticos de “tempo de cobrança” e de “tempo
na praça” e dos testes em pista com caminhões cruzando
a praça de pedágio.
A segunda etapa trata da manipulação desses dados
em laboratório, de simulações computacionais a fim de
avaliar o consumo de combustível dos caminhões, da análise
de viabilidade econômica da utilização da cobrança
eletrônica do pedágio e da avaliação do impacto ambiental
da instalação da praça de pedágio no que diz respeito à
emissão de CO2.
Praça de pedágio
A escolha da praça de pedágio de Jacareí se deu
em função de sua localização e importância no cenário
do transporte rodoviário brasileiro. A Rodovia Presidente
Dutra cruza uma das regiões mais ricas do país e liga duas
das principais metrópoles: Rio de Janeiro e São Paulo.
Segundo dados da ANTT, o fluxo na rodovia no ano de
2006 foi de 58 milhões de veículos.
Entende-se por “praça de pedágio”, nesta pesquisa,
toda região de interferência no fluxo dos veículos causada
pela instalação das cabines de cobrança. Essa região foi
definida pelos pontos de início e fim do alargamento da
pista, como pode ser visto na foto aérea do Pedágio Jacareí
mostrada na Figura 1.
Considerou-se que a velocidade dos veículos fora
dos limites da praça de pedágio é a velocidade normal
de curso.
Trabalho estatístico
A coleta de dados foi realizada nos dias 14, 15, 16
e 17 de abril de 2008, das 8 h até as 17 h. Foi adquirido
um total de 1028 amostras. Acredita-se que o período
escolhido representou bem o fluxo na região no que diz
respeito à maior parte dos dias do ano. Não houve qualquer
incidente, como chuvas, acidentes de trânsito, eventos,
etc., que descaracterizasse o fluxo na região.
As amostras coletadas foram dividas em dois grupos.
O primeiro, denominado “TC – Tempo de Cobrança”,
corresponde ao tempo médio necessário para automóveis
e caminhões efetuar o pagamento na cabine manual de
cobrança.
O segundo, denominado “TP – Tempo na Praça”,
corresponde ao tempo necessário para os veículos cruzarem
a região da praça de pedágio definida no estudo. Nesse
grupo, foram coletadas amostras para os veículos cruzando
a praça, ora passando pela cabine manual, ora pela cabine
eletrônica, onde a cobrança é feita pela identificação
automática do veículo – AVI.
O tempo de cobrança, “TC”, foi calculado pela média
simples. Comparou-se esse valor com os valores sugeridos
por Polus & Reshetnik (1997) para a capacidade de cabines
de pedágio. Verificou-se também o efeito da classe veicular
no atendimento à cabine, como mostrado por Araújo (2001).
Figura 1 Praça de pedágio de Jacareí.
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A diferença de tempo na praça, “TP”, entre a cobrança
manual e a eletrônica foi feita aplicando o teste de hipóteses.
No caso, buscou-se testar (rejeitar) a hipótese nula de que
o tempo médio de passagem na praça é igual nos dois
casos. A hipótese alternativa testada foi a de que os valores
médios observados para aqueles que utilizam a cabine
manual é superior à daqueles que utilizam a cabine
eletrônica.
Os resultados são mostrados nas Tabelas 1, 2 e 3.
O índice “95% CI” indica o nível de confiança com
que os testes foram aplicados, e o valor resultante
corresponde ao intervalo que contém o conjunto das médias
para tal nível de confiança.
Os resultados nos mostram que, tanto para caminhões
quanto para automóveis, a cobrança, quando efetuada pelo
sistema eletrônico, reduz o tempo necessário para cruzar
a praça de pedágio. Nesse estudo, a redução foi de 61%
para caminhões e 60% para automóveis.
Testes em pista
Os testes em pista são fontes de dados necessárias
para compreender como o veículo cruza a praça de pedágio.
O procedimento consiste no monitoramento do perfil de
velocidade do caminhão durante o percurso do pagamento
da tarifa.
Para isso foi utilizado um GPS, que forneceu vetores
de posição e velocidade do caminhão. A precisão de
posicionamento do equipamento é de 2 m e a taxa de
aquisição de dados foi de 20 Hz.
Foram monitorados três caminhões de diferentes
categorias. Cada um deles cruzou a praça de pedágio duas
vezes, ora passando pela cabine manual, ora pela eletrônica.
265
O motorista e a carga do caminhão foram mantidos
constantes.
A Figura 2 mostra o equipamento empregado para
aquisição dos dados e dois dos caminhões utilizados no
teste.
A Tabela 4 nos fornece informações dos caminhões
utilizados nos testes.
A partir dos vetores de velocidade e posição foi
construído um gráfico com três curvas sobrepostas a fim
de caracterizar os diferentes tipos de perfil de velocidade
dos caminhões cruzando a praça de pedágio.
O “Perfil Médio – Cabine Manual” mostra o caminhão
partindo da velocidade de curso de 80 km/h e baixando
até a zero km/h, quando efetua o pagamento da tarifa nas
cabines de cobrança. O “Perfil Médio – Cabine Eletrônica”
também mostra o caminhão partindo da velocidade de
80 km/h, porém ocorre redução para velocidade de 40
km/h, quando nesse momento é realizada a cobrança através
da identificação eletrônica com o veiculo em movimento.
Por fim, o “Perfil – Passagem Livre” nos mostra uma linha
reta sem alteração da velocidade de curso. Essa condição
pode ser encarada como ausência do pedágio, ou como
cobrança no sistema ORT, prática já realizada em algumas
praças de pedágio no mundo.
Os perfis médios foram construídos considerando
que a velocidade inicial e a final, nos três casos, é a mesma.
Além disso, a distância percorrida nos três casos também
é igual, 2037 m. Isso assegura que a diferença entre o
consumo de combustível para cada tipo de cobrança fica
restrita a maior ou menor redução de velocidade durante
o percurso da praça de pedágio, ou seja, ao tipo de cobrança
efetuado.
Tabela 1 Tempo de cobrança.
Tempo na cabine
TC_automóveis (s)1
TC_caminhões (s)2
1
2
Média (s)
12,8
19,0
DesvPad
6,2
8,5
TC_automóveis: tempo de cobrança de automóveis.
TC_caminhões: tempo de cobrança de caminhões.
Tabela 2 Tempo na praça – caminhões.
Tempo na praça
TP_manual (s)1
TP_avi (s)2
3
ΔTP_caminhões (s)
Média (s)
107,8
41,5
66,3
DesvPad
26,3
4,6
27,0
95% CI
–
–
(61,0 ; 71,5)
1
TP_manual: tempo necessário para cruzar a praça de pedágio passando pela cabine manual.
TP_avi: tempo necessário para cruzar a praça de pedágio passando pela cabine eletrônica.
3
ΔTP_caminhões: diferença de tempo para os diferentes tipos de cobrança.
2
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ALVARENGA, VIVEROS & CANALE
Tabela 3 Tempo na praça – automóveis.
Tempo na praça
TP_manual (s)1
TP_avi (s)2
ΔTP_automóveis (s)3
Média (s)
88,4
35,7
52,6
DesvPad
26,7
5,0
26,9
95% CI
–
–
(47,3 ; 58,0)
1
TP_manual: tempo necessário para cruzar a praça de pedágio passando pela cabine manual.
TP_avi: tempo necessário para cruzar a praça de pedágio passando pela cabine eletrônica.
3
ΔTP_automóveis: diferença de tempo para os diferentes tipos de cobrança.
2
Figura 2 Caminhões e GPS utilizados nos testes em pista.
Tabela 4 Informações dos caminhões utilizados nos testes.
Modelo
Mercedes 1721
Mercedes 2035
Volvo FH
Categoria
Cat 03
Cat 05
Cat 09
Carga transportada (ton)
23,0
41,0
74,0
90
80
Velocidade (km/h)
70
60
50
40
30
Cabine manual
Cabine eletrônica
Passagem livre
20
10
0
Figura 3
0
500
1000
1500
Distância (m)
2500
Distância × velocidade dos caminhões utilizados nos testes.
Simulações computacionais
O modelo computacional, construído na plataforma
Matlab/Simulink, foi desenvolvido no Laboratório
Computacional de Veículos do Departamento de Engenharia de Materiais, Aeronáutica e Automobilística
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2000
da Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade
de São Paulo (EESC-USP). A descrição das equações
do movimento, das forças atuantes no veículo e da
validação do modelo pode ser encontrada em Navarro
(1997) e Diniz (2009).
ESTUDO DO IMPACTO DO PEDÁGIO NO AUMENTO DO TEMPO DE VIAGEM, NO CONSUMO...
Foram feitas simulações para caminhões de quatro
categorias. As Tabelas 5 a 8 mostram os principais dados
utilizados no que diz respeito ao consumo de combustível
dos caminhões. As informações técnicas foram obtidas
com os fabricantes, e os limites de peso bruto total está
em acordo com norma brasileira.
As simulações foram feitas para cada uma das
categorias de caminhões descritas acima reproduzindo
as três condições obtidas nos testes em pista:
1. Caminhão passando pela cabine manual de cobrança,
reduzindo a velocidade até zero. Neste caso, foi computado o gasto do consumo em marcha lenta do motor,
referente ao tempo médio de espera para efetuar o
pagamento, TC = 19,0 s.
2. Caminhão passando pela cabine eletrônica de pagamento
reduzindo a velocidade até 40 km/h.
3. Caminhão fazendo o percurso simulando a cobrança
no caso da passagem livre, na velocidade máxima permitida da rodovia, de 80 km/h. Essa condição também
é ponto de partida para análise da questão ambiental,
já que representa condição semelhante à não existência
do pedágio, ou à cobrança realizada no modelo ORT.
O valor médio do consumo de combustível no trecho
simulado referente a cada tipo de passagem, bem como
o consumo em ml de diesel, é apresentado nas Tabelas 9
a 12.
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A Figura 4 mostra um gráfico com o consumo de
combustível em ml de diesel versus o peso bruto total
do caminhão. São apresentados os pontos referentes às
simulações nas três condições propostas: cabine manual,
cabine eletrônica e passagem livre.
Como esperado, vemos que, quando a velocidade
de passagem é mais alta, como no caso da passagem livre,
o consumo de combustível é menor. Também pode-se
verificar que, quanto maior a carga transportada, maior
é o consumo de combustível.
Resultados
Estudo de caso
O estudo de caso avalia custo/benefício para um
caminhão da categoria CAT 05 utilizando as cabines de
cobrança manual e eletrônica para pagamento do pedágio.
No Brasil, a empresa que comercializa o dispositivo de
reconhecimento eletrônico cobra mensalmente R$11,20
pela prestação do serviço.
A rota escolhida para estudo é a Rodovia Presidente
Dutra, que compreende a praça de pedágio em estudo.
De São Paulo para o Rio de Janeiro (ida e volta), o caminhão
passa por dez cabines de cobrança. Foi considerado que
nos dois sentidos o caminhão faz o percurso carregado.
Além disso, admite-se a hipótese de que o consumo de
combustível é o mesmo para as outras praças de pedágio.
A Tabela 13 mostra os parâmetros do estudo de
caso.
Tabela 5 Dados utilizados na simulação para um caminhão três eixos – CAT 03.
Mbs1
(ton)
Diferencial
Câmbio
23,0
4,3
(8,81 ; 6,55 ; 4,77 ;
3,55 ; 2,48 ; 1,34 ; 1,0)
Motor
Marcha
Torque (N.m)
Potência (cv)
rpm_max
rpm_min
B_ml4
(g/s)
942,7 a
1300 rpm
264 a
2300 rpm
2500
1200
0,58
2
3
1
Mbs: massa total do caminhão.
rpm_max: faixa máxima de rotação para mudança de marcha.
3
rpm_min: faixa mínima de rotação para mudança de marcha.
4
B_ml: consumo específico do motor em marcha lenta.
2
Tabela 6 Dados utilizados na simulação para um caminhão cinco eixos – CAT 05.
Mbs
(ton)
41,5
Diferencial
Câmbio
4,0
Grupo lento: (11,72 ;
7,92 ; 5,29 ; 3,64 ; 2,66 ;
1,80 ; 1,20 ; 0,83)
Grupo rápido: (9,75 ;
6,58 ; 4,40 ; 3,02 ; 2,21 ;
1,48 ; 1,00 ; 0,69)
Motor
Marcha
Torque (N.m)
Potência (cv)
rpm_max
rpm_min
B_ml
(g/s)
1600 a 1100 ≈
1500 rpm
360 a 2000 rpm
1800
1200
0,67
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ALVARENGA, VIVEROS & CANALE
Tabela 7 Dados utilizados na simulação para um caminhão sete eixos – CAT 07.
Mbs
(ton)
54,0
Motor
Diferencial
Câmbio
4,0
Grupo lento: (11,72 ; 7,92 ;
5,29 ; 3,64 ; 2,66 ; 1,80 ;
1,20 ; 0,83)
Grupo rápido: (9,75 ; 6,58 ;
4,40 ; 3,02 ; 2,21 ; 1,48 ;
1,00 ; 0,69)
Marcha
Torque (N.m)
Potência (cv)
rpm_max
rpm_min
B_ml
(g/s)
1900 a 1300 rpm
430 a 2200
rpm
1800
1200
0,95
Tabela 8 Dados utilizados na simulação para um caminhão nove eixos – CAT 09.
Mbs
(ton)
74,0
Motor
Diferencial
Câmbio
5,0
Grupo lento: (11,72 ; 7,92 ;
5,29 ; 3,64 ; 2,66 ; 1,80 ;
1,20 ; 0,83)
Grupo rápido: (9,75 ; 6,58 ;
4,40 ; 3,02 ; 2,21 ; 1,48 ;
1,00 ; 0,69)
Marcha
Torque (N.m)
Potência (cv)
rpm_max
rpm_min
B_ml
(g/s)
1900 a 1300 rpm
430 a 2200
rpm
2200
1400
0,95
Tabela 9 Resultados da simulação para o caminhão três eixos – CAT 03.
Média (km/l)
Distância (km)
Consumo (ml)
Cabine manual
3,2
2,037
654,0
Cabine eletrônica
4,0
2,037
507,3
Passagem livre
5,3
2,037
382,7
Tabela 10 Resultados da simulação para o caminhão cinco eixos – CAT 05.
Cabine manual
Cabine eletrônica
Passagem livre
Média (km/l)
1,7
2,0
2,6
Distância (km)
2,037
2,037
2,037
Consumo (ml)
1213,3
1010,9
794,1
Tabela 11 Resultados da simulação para o caminhão sete eixos – CAT 07.
Cabine manual
Cabine eletrônica
Passagem livre
Média (km/l)
1,2
1,4
2,0
Distância (km)
2,037
2,037
2,037
Consumo (ml)
1701,7
1407,7
1032,0
Tabela 12 Resultados da simulação para o caminhão nove eixos – CAT 09.
Cabine manual
Média (km/l)
1,1
Distância (km)
2,037
Consumo (ml)
1838,8
Cabine eletrônica
1,4
2,037
1461,3
Passagem livre
1,5
2,037
1401,9
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ESTUDO DO IMPACTO DO PEDÁGIO NO AUMENTO DO TEMPO DE VIAGEM, NO CONSUMO...
2000
Cabine manual
Cabine eletrônica
Passagem livre
1800
1600
Consumo (ml)
269
1400
1200
1000
800
600
400
200
0
0
20
40
60
Peso bruto transportado (ton)
80
Figura 4 Resultados das simulações – PBT (ton.) versus consumo.
Tabela 13 Dados do estudo de caso.
Categoria
Carga (ton)
No viagens/mês
Preço diesel
CAT 05
41,5
15
R$ 2,10
Nessas condições, o caminhão que opta por adquirir
o dispositivo de reconhecimento eletrônico de velocidade
e então passa a efetuar a cobrança com o veículo em
movimento, na velocidade recomendada pelo fabricante
de 40 km/h, gasta aproximadamente 30,2 litros de diesel
a menos que o caminhão que para a fim de realizar a cobrança
na cabine manual.
Isso representa uma redução de duas horas no tempo
total de viagem no mês e uma redução R$52,60 no custo
do transporte, já descontada a mensalidade de R$11,20
cobrada pela utilização do AVI.
A Tabela 14 mostra a economia gerada para outras
categorias de caminhões.
Vale ressaltar que tais considerações subestimam
as vantagens apresentadas, já que na prática, quando um
caminhão se aproxima da cabine de cobrança manual,
na maioria das vezes, ele encontra uma fila. Isso representa
um aumento no tempo de espera para efetuar o pagamento
da tarifa, o que implica aumento no tempo de viagem.
Além disso, o consumo de combustível em marcha lenta
do caminhão também é maior, o que representaria um
aumento nos gastos e uma diferença ainda maior quando
feita a comparação com o usuário do AVI.
Análise Ambiental
A alteração no perfil de velocidade imposta pela
instalação da praça de pedágio implica um aumento no
consumo de combustível dos veículos. Dessa maneira
podemos afirmar que a praça de pedágio contribui para
emissão de poluentes provenientes da queima desse
combustível.
A avaliação do impacto do pedágio no que diz respeito
à emissão de CO2 baseou-se na condição anterior à instalação
da praça de pedágio, ou seja, quando a velocidade do fluxo
dos veículos naquela região não era afetada pelas cabines
de cobrança.
Para quantificar a emissão de poluentes foi utilizada
a metodologia proposta por Bartholomeu (2008). O modelo
se restringe a analisar as emissões da combustão do óleo
diesel, uma vez que a maior parte do transporte de carga
brasileiro é movida a diesel (Brasil, 2009). Além disso,
foi admitido que a combustão é completa, isto é, todo
o carbono do combustível é convertido em CO2 (foi
desconsiderada a emissão de CO, que posteriormente
sofre oxidação e se converte em CO2 na atmosfera). Foi
adotado o fator de emissão de CO2 a partir do diesel de
2,75 kg/l.
Tabela 14 Redução do consumo e economia por categoria.
Categoria
CAT 03
CAT 05
CAT 07
CAT 09
Diesel (l)
24,3
30,4
48,1
60,6
Economia (R$)
39,9
52,6
89,7
116,1
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270
ALVARENGA, VIVEROS & CANALE
Para calcular o volume de combustível gasto tendo
em vista a instalação da praça de pedágio, foram utilizadas
as equações 1, 2 e 3, que descrevem o consumo de
combustível em função da carga transportada para cada
tipo de cobrança. As equações foram construídas a partir
dos resultados do gráfico da Figura 4.
1. Cabine manual
Bcm(c) = 0,38c2 + 60,90c – 5700,27
2. Cabine eletrônica
Podemos transformar esse volume de combustível
em toneladas de CO2 pela equação:
Ej = Vj ∗
FE
1000
Ej = emissão de CO2 em toneladas referente ao ano de
2008 da praça de pedágio de Jacareí.
Vj = volume de diesel em litros gasto no ano de 2008
em função da instalação da praça de pedágio de Jacareí.
FE = fator de emissão de CO2 pelo diesel, cujo valor adotado
é de 2,75 kg/l.
Bce(c) = – 0,40c2 + 57,83c – 632,32
Dessa maneira, o valor encontrado para emissões
foi de aproximadamente 10 mil toneladas de CO2 para o
ano de 2008.
3. Passagem livre
Bpl(c) = – 0,06c2 + 25,65c – 174,44
em que:
Bc = consumo em função da carga para cada tipo de
passagem;
c = carga transportada em toneladas.
Primeiro foi calculado o volume anual de combustível
gasto para os caminhões que utilizaram as cabines manual
e eletrônica. Em seguida, calculou-se o volume anual de
combustível supondo que todos os caminhões tivessem
cruzado a região na velocidade de 80 km/h, ou seja,
utilizando a equação de consumo para a passagem livre.
Os dados de fluxo de veículos (Tabela 15) foram fornecidos
pela NOVADUTRA, concessionária que administra o
pedágio de Jacareí, e são referentes ao ano de 2008.
Foram considerados os valores médios de carga
transportada por categoria mostrados na Tabela 16.
Assim, temos que o consumo de combustível dos
caminhões que cruzaram a praça de pedágio de Jacareí,
no ano de 2008, foi de aproximadamente 5,2 milhões de
litros. Se todo esse volume de trafego não tivesse
desacelerado, ou seja, se a cobrança pudesse ter sido feita
segundo o modelo ORT, com o caminhão a 80 km/h, ou,
ainda, se não houvesse pedágio, o consumo seria próximo
de 1,7 milhão. Ou seja, cerca de 3,5 milhões de litros de
diesel são consumidos a mais em função da instalação
da praça de pedágio de Jacareí.
Conclusão
Os resultados obtidos confirmam a hipótese de que
a instalação da praça de pedágio contribui para o aumento
do tempo de viagem, do consumo de combustível e da
emissão de poluentes. Isso ocorre pela alteração no perfil
de velocidade, necessário para que o pagamento da tarifa
seja efetuado.
A possibilidade de pagamento da tarifa em movimento se apresenta como uma boa solução econômica/
ambiental para essa questão. A utilização do conceito
Open Road Toll é a maneira mais eficiente de cobrar a
tarifa, já que simula a condição de não existência do
pedágio, ou seja, não altera a velocidade de fluxo dos
veículos.
Como mostrado no estudo de caso, a mensalidade
cobrada para utilização do serviço de cobrança eletrônica
é facilmente recuperada pela economia de combustível
proporcionada pelo sistema. Além disso, o tempo de viagem
e as emissões de poluentes também são menores.
No que diz respeito aos benefícios com relação à
economia de tempo, pode-se observar uma redução de
aproximadamente 60% do tempo necessário para cruzar
a praça de pedágio em estudo. Em se tratando de benefícios
econômicos, a utilização do dispositivo eletrônico possibilita
uma redução de até 29% do combustível necessário para
cruzar a praça de pedágio em estudo, que representa uma
economia mensal relevante.
Tabela 15 Fluxo de veículos por categoria.
Cabine manual
Cabine eletrônica
CAT 03
1361119
1053575
CAT 04
261546
380072
CAT 05
863595
987073
CAT 06
278551
351798
CAT 07
66891
82816
CAT 08
72
312
CAT 09
4335
12859
CAT 10
67
19
Tabela 16 Carga média transportada por categoria utilizada na análise ambiental.
Carga (ton)
CAT 03
23
Minerva, 6(3): 263-271
CAT 04
33
CAT 05
43
CAT 06
50
CAT 07
57
CAT 08
65,5
CAT 09
74
CAT 10
80
ESTUDO DO IMPACTO DO PEDÁGIO NO AUMENTO DO TEMPO DE VIAGEM, NO CONSUMO...
Com relação ao impacto ambiental, a pesquisa se
mostra como importante fonte de informações para a tomada
de decisões, tanto por parte das concessionárias de rodovias,
no que diz respeito às melhorias na elaboração de projetos
e construção de novas praças de pedágio, quanto por parte
do governo, no que diz respeito à utilização do pedágio
como regulador de trânsito nas rodovias e grandes cidades.
Nesse sentido, o estudo apresenta interesses relevantes
dentro do pensar melhores condições e possibilidades para
o cenário rodoviário brasileiro, além de versar sobre questões
que abrigam discussões importantes tanto para a economia
do usuário em si quanto para a questão ambiental como
um todo.
Agradecimentos
Ao Departamento de Engenharia de Materiais,
Aeronáutica e Automobilística da Escola de Engenharia
de São Carlos, Universidade de São Paulo, (EESC- USP),
pelo apoio institucional à pesquisa. À CGMP – Centro
de Gestão de Meios de Pagamentos S.A., e à FIPAI, pelo
apoio financeiro a pesquisa. À Nova Dutra, pela disponibilização da praça de pedágio para realização dos testes.
À Tegma e Casas Bahia, pelo empréstimo dos caminhões
utilizados nos testes. À OpenCadd, pelo apoio técnico.
Referências Bibliográficas
AL-DEEK, H. M.; RADWAN, A. E.; MOHAMMED,
A. A.; KLODZINSKI, J. G.
Improvements in traffic operations at electronic toll
collection plazas in Orlando. In: ANNUAL MEETING
OF THE ITS WORLD CONGRESS, 3., 1996, Flórida.
Article... Orlando, Flórida, 1996.
ANP (Agência Nacional do Petróleo). Disponível em: http:/
/www.anp.gov.br/doc/ petroleo/relatorios_precos/2009/
Diesel_032009.pdf. Acesso em: 21 maio 2009.
ARAÚJO, J. J. Características operacionais de praças
de arrecadação de pedágio. 2001. Tese (Mestrado) – EESC,
USP, São Carlos, São Paulo.
BARTIN, B.; MUDIGONDA, S.; OZBAY, K. Estimation
of the impact of electronic toll collection on air pollution
levels using microscopic simulation model of a large-scale
transportation network. In: TRANSPORTATION RESEARCH
BOARD ANNUAL MEETING, 86., 2006. Article… 2006.
BARTHOLOMEU, D. B.; CAIXETA, J. V. F. Impactos
econômicos e ambientais decorrentes do estado de
conservação das rodovias brasileiras: um estudo de caso.
RESR, Piracicaba, SP, v. 46, n. 3, p. 703-738, jul.-set. 2008.
271
BRASIL. Ministério da Ciência e Tecnologia e Departamento Nacional de Política Energética. Balanço energético
nacional. Brasília, 2007. Disponível em: http://www.mme.
gov.br/site/menu/select_main_menu_item.do?
channelId=1432&pageId=17036 >. Acesso em: 20 maio
2009.
CANALE, A. C. Automobilística: dinâmica e desempenho.
São Carlos: Livros Érica Editora LTDA, 1989. v. I.
DANDO, M. Electronic toll market. ITS: Intelligent
Transport Systems, n. 8, p. 56-58, 1997.
DINIZ, J. B. Desenvolvimento e validação de um software
para simulação de consumo de combustível veicular. 2009.
São Paulo: Dissertação (Mestrado), EESC-USP, São Carlos,
SP.
FREITAS, M. K. Investigação da produção e dispersão
de poluentes do ar no ambiente urbano: determinação
empírica e modelagem em rede neural da concentração
de CO. 2003. Tese (Doutorado), EESC-USP, São Carlos,
São Paulo.
GEIPOT. Anuário Estatístico dos Transportes. Disponível
em: http://www.geipot.gov.br/. Acesso em: 27 maio 2009.
KLODZINSKI, J.; GORDIN, E.; AL-DEEK, H. M.
Evaluation of impacts of open road tolling on main-line
Toll Plaza. Transportation Research Board of the National
Academies, Washington, n. 2012, p. 72-83, 2007.
LI, J.; GILLEN, D.; DAHLGREN, J. Benefit-cost evaluation
of the electronic toll collection system: a comprehensive
framework and application. Washington, D.C.: Transportation
Research Board 78th Annual Meeting January 10-14, 1999.
NAVARRO, H. A. Desempenho na aceleração e consumo
de combustível de veículos rodoviários comerciais. 1997.
v. I. Tese (Doutorado), EESC-USP, São Carlos, São Paulo.
NETO, A. L. V. Pedágios, até que ponto os benefícios
compensam os custos. 2007. Disponível em: www.
ntcelogistica.org.br/arquivos/tecnicos/Pedagios_
final2008.pdf. Acesso em: 29 maio 2009.
POLUS, A.; RESHETNIK, I. A new concept and a manual
for toll plaza planning. Canadian Journal of Civil
Engineering, v. 24, n. 4, p. 532-538, 1997.
Minerva, 6(3): 263-271