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Sistemas de Transportes
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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
funcionamento (matérias-primas, produtos, trabalho)
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
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
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
o seu relacionamento com outras modalidades de transporte
Campo e Natureza daEngenharia de Transportes
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.
Campo e Natureza daEngenharia de Transportes
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 pós-
graduação
Campo e Natureza daEngenharia de Transportes
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
O Campo da Engenharia de Transportes
Planejadores e Executoresda Política Nacional
Planejadores e Executoresdo Desenvolvimento Regional
Economistas de Transportes
Planejadores e Engenheiros de Sistemas de TransportePlanejadores de Transportes Urbanos
Planejadores de Transportes a Nível Estatal ou LocalPlanejadores 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 TráfegoAnalistas de Sistemas de Transporte
Engenheiros de Veículos de TransporteEngenheiros AutomotivosEngenheiros Aeronáuticos
Engenheiros Mecânicos FerroviáriosEngenheiros Navais
Engenheiros de Projeto de Infraestrutura de Transportes
Engenheiros RodoviáriosEngenheiros Civis Ferroviários
Engenheiros de Terminais
Áreas de Apoio CorrelatasMecânica dos Solos
EstruturasMecânica dos Fluídos
Processamento de Materiais
Áreas de Apoio CorrelatasMecânica
Mecânica dos FluídosTermodinâmica
EstruturasProcessamento de Materiais
Áreas de Apoio CorrelatasPesquisa Operacional
EstatísticaProcessamento de Dados
Administração
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
Organização do Sistema de Transporte
Governo FederalMinistério dos Transportes:
Planejamento, regulamentação, custeio e
órgãos operadoresGovernos 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 LocaisSecretaria de Transportes:
Planejamento, regulamentação, custeio e
órgãos operadores
Auto-transporte:Carro Particular, Empresas
com Frota Própria
Infra-estrutura:Estradas, Portos, Aeroportos,
Ferrovias, etc.
Órgãos Governamentais
DER-GOINFRAERO
DER-PEDECEA
DAER-RSANTAQ
Secretaria Munic.Tranportes
DH-SPANAC
METROBELDAESPANTT
DSVEMURB
DER-SPDNIT
CETARTESPDENATRAN
MUNICIPAISESTADUAISFEDERAIS
Organismos Internacionais
UIC, AREA, AARTRANSPORTE FERROVIÁRIO
FHWA, TRRL, LPC
AASTO, ITE, SAETRANSPORTE RODOVIÁRIO
Conferências de Fretes
American Bureau of Shipping
Lloyd’s Register os ShippingTRANSPORTE HIDROVIÁRIO
ICAO, IATA, FAATRANSPORTE AÉREO
US Army Corps of Engineers
TRB, ASCE, NTSBTODAS AS MODALIDADES
Pré-Requisitos de umaTecnologia 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.
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
também podem transportar objetos.
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.
Técnicas de Transportes
Formas naturais de transporte não são
adequadas à sociedade moderna
Várias tecnologias foram desenvolvidas para
atender estas necessidades
Técnicas 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);
Contêiner protege a carga de deterioração e danos.
Técnicas 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
Diminui os danos causados pelo transporte à carga.
Técnicas 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
As esteiras servem de via
Técnicas 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 reação nas rodas.
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
Técnicas de Transportes
2. Veículos que viajam imersos em fluidos:
Usam vias naturais (oceanos e aerovias) ou vias preparadas (canais e hidrovias)
3. Outras tecnologias:
Oleodutos, tubos pneumáticos, esteiras, etc.
Componentes de um Sistemade Transportes
Grande diversidade de técnicas 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
pelas características de cada técnica.
Componentes Funcionaisdos 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
Não possuem mobilidade
Componentes Funcionaisdos 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;
Controle de fluxo para evitar acidentes
Componentes Funcionaisdos 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
funcionamento ordenado e seguro
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
Velocidade da correia
Esquema de bombeamento
Tabela de horários
Tabela de horários
Plano de Operações
Junções de esteiras
ConexõesCruzamento de aerovias
Aparelhos de mudança de viaInterseção
Suportes e roletesTubulaçãoAeroviaLinhaVia
EsteiraLíquido nas bombas e dutosAeronaveTremVeículo
Esteira e coberturaTubulaçãoCabine de
passageirosVagãoContêiner
Instalações para estocagem e carregamento
Terminal petrolíferoAeroporto
Plataformas de embarque e
desembarqueTerminal
CarvãoPetróleo e derivadosPassageirosCargaTráfego
ESTEIRAOLEODUTOCIA. AÉREAFERROVIACOMPONENTE
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
InterseçõesO conceito matemático de redes pode ser usado para representar as características das instalações fixas e dos fluxos de veículos em cada componente
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
Nós
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
Nó: Interseção de dois arcos (ou links, ou tramos)
Representação Matricial daRede de Transporte
0111006Juruaia
1000105Coqueiral
1000004Lambari
1010103Aguanil
0101012Clavaral
0000101Cana Verde
654321Origem
Destino
Representação Matricial daRede de Transporte
mij = 1, se existe arco i ⇒ j
mij = 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.
Hierarquia e Classificação de Vias
Classificação funcional – útil para entendimento da
complexidade do sistema de transporte, permitindo uma
comunicação mais clara entre os administradores,
engenheiros, planejadores, etc.
Sistema Viário Rural (AASHTO)
65-75%Vias locais
20-25%Vias coletoras
6-12%Vias arteriais primárias e secundárias
2-4%Vias arteriais primárias
EXTENSÃONÍVEL DE HIERARQUIA
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