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1/32 Sessão 3: Desempenhos e Vocações dos vários modos de Transportes Instituto Superior Técnico / Mestrado Integrado Engª Civil Transportes Aulas teóricas MESTRADO INTEGRADO DE ENGENHARIA CIVIL Disciplina: TRANSPORTES Prof. Responsável: José Manuel Viegas Sessão 3: Desempenhos e Vocações dos vários modos de Transportes 2011 / 2012

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Instituto Superior Técnico / Mestrado Integrado Engª Civil – Transportes – Aulas teóricas

MESTRADO INTEGRADO DE ENGENHARIA CIVIL

Disciplina: TRANSPORTES Prof. Responsável: José Manuel Viegas

Sessão 3:

Desempenhos e Vocações dos vários modos de Transportes

2011 / 2012

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Instituto Superior Técnico / Mestrado Integrado Engª Civil – Transportes – Aulas teóricas

Grande variedade de soluções de transporte

Existe uma grande variedade de soluções para o transporte, quer de

pessoas, quer de mercadorias

Várias chaves de classificação podem ser adoptadas

Meio em que se desloca (terra, mar, ar)

Sobre que tipo de infra-estrutura e de tracção

Que regime de partilha da infra-estrutura

Que tipo de veículo, motorizado ou não

nos motorizados com que tipo de propulsão / vector energético

Que grau de autonomia de condução / exigências de controlo externo

Capacidade, velocidade, aceleração, autonomia de viagem

Esta variedade permite escolher soluções muito bem adaptadas a

diferentes requisitos de mobilidade

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Transportes Urbanos de Passageiros

Obs: Grande parte das figuras são retiradas da publicação “Tipologias de meios e modos de

transporte”, integrante do Pacote da Mobilidade do IMTT, disponível em

http://www.conferenciamobilidade.imtt.pt/pacmob/tipologia/Tipologia_de_meios_e_modos_de_tra

nsportes.pdf

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Exemplo da variedade para transporte

urbano de passageiros

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Instituto Superior Técnico / Mestrado Integrado Engª Civil – Transportes – Aulas teóricas

Requisitos (de procura) e respostas (da oferta)

Os principais requisitos a nível de cada cliente são

Dimensão do grupo (lote) a transportar

Distâncias envolvidas e nº de pontos intermédios a servir

Tempos desejados até aos destinos final e intermédios

Níveis de conforto, número máximo de transbordos

Custos máximos a suportar

A limitação de custos pode impedir o recurso a uma oferta exclusiva

para esse cliente, com ajuste ideal aos seus requisitos

Recurso a soluções baseadas em transportes para múltiplos clientes

com requisitos similares

Nesses casos, ganham especial importância

Frequência de serviço

Velocidade comercial (considerando as várias paragens)

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Capacidade por veículo e capacidade em linha

A mesma capacidade de

transporte em linha pode

ser conseguida com

veículos de muito

diferente capacidade

unitária, através da

variação da frequência

de serviço

As frequências de serviço mais elevadas exigem grande rigor de

exploração, o que normalmente implica infra-estrutura dedicada

Atingir bons níveis de ocupação em veículos de maior dimensão exige

ou alta concentração espacial da procura ou um número significativo

de paragens (o que deteriora a velocidade)

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Tipos de serviço e frequências desejáveis

A frequência de serviço é um aspecto decisivo da atractividade das

várias ofertas de transporte regular

Condiciona os

tempos de espera, a

necessidade de

conhecimento prévio

dos horários, e o

incómodo associado

à necessidade de

adaptações da

agenda pessoal

Serv. Urbano Serv. Suburbano Serv. Regional

10 mins 20 mins 30 mins

Intervalos entre

passagens aceitáveis

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Custos de investimento

Custos de investimento muito diferentes por modo, por km de linha

De uma forma geral aos custos de investimento mais elevados

correspondem ganhos de

Capacidade

Velocidade

Conforto

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Consumos de Energia

Também os consumos de energia (e os vectores de energia

disponíveis) são muito diferentes de modo para modo

Valores efectivos dependem muito das taxas de ocupação

Modo

Consumo

energia /

VK

(WTW)

[MJ/km] Lotação

Ocup

Média

Consumo

energia

/PK

[MJ/PK]

@ 80%

lotação

Rácio

sobre

minimo

Consumo

energia

/PK

[MJ/PK]

@ ocup

média

Rácio

sobre

minimo

Automóvel (ciclo urbano) 3,08 5 26% 0,770 10,27 2,369 39,49

Autocarro Urbano 19,81 85 21% 0,291 3,88 1,110 18,50

Metro 43,06 552 20% 0,098 1,30 0,390 6,50

Comboio Suburbano 71,74 866 21,80% 0,104 1,38 0,380 6,33

Bicicleta 0,06 1 100% 0,075 1,00 0,060 1,00

Andar 0,16 1 100% 0,200 2,67 0,160 2,67

Fonte: Elaboração própria sobre dados IDMEC-IST

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Comparação simplificada de custos entre

modos

Sendo útil, esta representação é simplista e pode ser enganosa porque não

atende a questões de nível de serviço e atractividade para os passageiros

Por exemplo, se num dado eixo o serviço de autocarros em via partilhada atrai

P pax/h, um serviço em corredor BUS atrairia P+ P1 e um serviço em metro

ligeiro (rail rapid transit) atrairia P+ P2

Assim a comparação correcta não seria entre (C, B, A) mas sim (C, B’ , A’)

Pretende-se

representar todos os

custos (internos)

associados ao

investimento e

operação dos vários

modos, para um dado

fluxo num eixo viário

Fonte: Vuchic V., Urban Transit Operations, Planning

and Economics, Wiley, 2005

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Transporte de Mercadorias

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Principais Atributos do Modo Rodoviário Flexibilidade

Variedade de tipos de carga: granéis líquidos e sólidos, paletes, caixas

móveis, contentores, etc. (regras especiais para cargas perigosas)

Liga quaisquer duas localizações, dada a cobertura da rede rodoviária:

Transporte porta-a-porta e Última etapa do transporte intermodal

Fiabilidade

Alta redundância da infra-estrutura, (quase) sempre caminhos alternativos

Principal factor de atrasos é o congestionamento, recorrente e não

recorrentes, em muitas secções da rede viária (aglomerações urbanas)

Velocidades

Máxima geralmente em torno de 80 km/h, comercial típica cerca de 70 km/h

para percursos em auto-estrada

Limitações

Tempo de trabalho (Directiva 2002/15) e tempos de condução e repouso

(regulamento 3820/85)

Proibições de circulação ao domingo e feriados em vários países (ES, FR, IT)

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Dimensões máximas dos veículos rodoviários

Fonte: Reis (2005)

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Capacidade limitada, mercados servidos

Na maior parte dos casos, a capacidade do camião é atingida pelo

volume e não pela carga

Valores de densidade típicas na ordem dos 200 kg/m3

Os camiões de 40 ton tem peso em vazio da ordem das 14 ton

Carga útil máxima de 26 ton

Quando a limitação é por volume, a carga transportada é da ordem

das 17 ton (para 84 m3 úteis e densidade de 200 kg/m3)

O transporte rodoviário tem de longe a maior

quota de mercado nos modos terrestres, com

73% desse conjunto na UE, 2005 Serve praticamente todas as ligações até aos

300km, e mesmo acima desse limiar quase

todos os mercados de produtos com elevado

valor unitário ou valor do tempo

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Paletes e Caixas Móveis

Na Europa, uma parte muito significativa do transporte rodoviário é

feita recorrendo a “Swap Bodies” e “Palletes”

O Swap Body (Caixa Móvel) é uma unidade

similar a um contentor, mas sem paredes

laterais e por isso mais barata e não empilhável Mas é estável com os seus próprios pés, a uma cota

de carga idêntica ao reboque dum camião

A Pallete é uma estrutura (geralmente de madeira,

com dimensões 80 x120 cm) que permite manusear

e transportar de forma estável um conjunto de

cargas que lhe são agarradas por meio de cintas ou

plástico esticado. Não é empilhável.

As dimensões do Swap Body estão optimizadas

para o transporte de palletes (7,25 x 2,44 m = 6 x 3

= 18 palletes) Fonte das imagens: Wikipedia

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Iniciativa EUROCOMBI para aumento de

capacidade

EU

compr.

max

EU

EUROC

OMBI

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Outras soluções de grande capacidade

Road Train (Austrália, Argentina, México, etc)

Conjunto de reboques e semi-reboques traccionados por uma única cabina

Peso bruto máximo 80-120 ton (Na Austrália até 200 ton)

Vocacionados para serviços a regiões remotas, de baixa densidade de

povoamento, não servidas por ferrovia

Têm regras especiais no código da estrada

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Principais Atributos do Modo Ferroviário

Grande Capacidade

Largura típica de 2,55 m

Peso Bruto máximo até 84 ton /plataforma de 25 m (21 ton /eixo), dos quais 23 ton são

peso em vazio

Comprimento máximo, variável por país

Na UE tipicamente até 600 m (mas em evolução para 750m)

Um comboio de 750 m em carga plena pode transportar 30 * (84-23) ton = 1830 ton de

carga útil (70 camiões de 40 ton)

Baixa Fiabilidade

Comboios de carga perdem prioridade para os de passageiros

Redes muito congestionadas nas grandes aglomerações urbanas

Baixa inter-operabilidade na rede dos vários países europeus

Comportamento pouco empreendedor da maior parte dos operadores

Velocidades

Máxima geralmente em torno de 80 km/g, mas alguns comboios a 120 km/h

Velocidade comercial típica inferior a 30 km/h

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Os problemas de inter-operabilidade

Desde o início da sua construção, as redes ferroviárias foram concebidas à

escala nacional (ou blocos regionais), com diferentes normas de bitola (4

sistemas), alimentação eléctrica e sinalização

Penalizações significativas de

custos e operacionalidade em

operações transfronteiriças

Plena normalização só

recentemente conseguida (e

de facto só para linhas novas,

tipicamente as de alta

velocidade)

Mesmo as “cartas de

condução” dos maquinistas só

recentemente passaram a

poder ser válidas noutros

países

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Alguns exemplos de vagões de carga

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Grande aumento de produtividade nos

Estados Unidos

Comboios muito longos (até 3 km de comprimento)

Comboios “double-stack”, empilhando dois contentores em cada

posição

Factores destas diferenças:

Rede quase exclusivamente para mercadorias

Muito poucos túneis

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Mercados Servidos pelo Transporte ferroviário

Serviços:

Operadores preferem serviços em “comboio completo” (um só cliente de

uma origem para um destino) – granéis, contentores, automóveis

Serviço em “vagão completo” ainda tem uma presença significativa mas

está em perda de quota de mercado, para a rodovia

Carga fraccionada quase inexistente

Nível de Serviço

Tradicionalmente baixo nível de serviço:

Baixa flexibilidade (“canais” disponíveis não podem ser adaptados aos

requisitos dos clientes)

Baixa fiabilidade nos tempos de entrega

Fraca articulação com os outros modos

Pouca orientação para o cliente

Liberalização do mercado (em curso desde há alguns anos) pode ajudar a

melhorar o serviço

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Principais Atributos do Transporte Marítimo

Grande variedade de tipos de navio

Granéis sólidos e líquidos (várias especializações), contentores, Ro-Ro, carga

geral, transporte de carros

Grande Capacidade

Entre 5 mil e 500 mil tons de tonelagem bruta (deadweight)

Nos porta-contentores entre 400 e 15 mil TEU (twenty-foot equivalent units)

Limitações

Em mar alto sem limitações

Nos portos a aproximações: Limitações de calado e comprimento de acostagem

Fiabilidade temporal afectada pelo estado do tempo

Baixas Velocidades, tipicamente entre 8 e 24 nós (15 – 44 km/h)

Mais elevadas para navios maiores (compensar tempo mais longo nos portos)

Aumento dos custos de energia vem provocando “slow-sailing”

Custos unitários muito baixos

Muito variáveis em função do balanço entre oferta e procura

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Alguns exemplos de tipos de navios

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Definições e parâmetros no transporte

marítimo Deslocamento é a carga total do navio (embarcação + carga + combustível +

provisões)

Arqueação é uma medida do volume interno da embarcação

Tonelagem bruta é a capacidade total de carga + combustível + provisões

Carga comercial é a parte da tonelagem bruta que gera receita

As relações entre estas grandezas variam consoante o tipo de navio. Valores

típicos por categoria:

Ton

Bruta/Desl

oc

Carga

Com./Ton

Bruta

Max Carga

Com. /

Desloc

Nível

Ocup. Med

Carga Com.

Med/

Desloc

0,8 0,9 0,72 0,6 0,43

0,7 0,9 0,63 0,6 0,38

0,82 0,9 0,74 0,6 0,44

0,62 0,9 0,56 0,6 0,33

0,83 0,95 0,79 0,55 0,43

0,6 0,8 0,48 0,8 0,38

0,3 0,5 0,15 0,88 0,13

0,4 0,25 0,10 0,9 0,09

Granel Sólido

Granel Líquido

Petroleiro

Porta-Contentores

RoRo

Porta-Carros

Carga Geral

Frigorífico

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Mercados servidos pelo Transporte marítimo

Mercado muito competitivo com muitos operadores

Grande concentração ao nível dos operadores globais, mas grande

fragmentação nos mercados regionais

Cargas dominantes

Grandes quantidades, valores unitários baixos

Serviços intercontinentais ou costeiros

Nível de Serviço

Alguns problemas com roubos e danos (sobretudo nos portos)

Abordagem orientada para o cliente

Serviços ajustados aos requisitos (cargas especiais)

Em curso processos de integração vertical (grandes linhas marítimas

compram operadores portuários, operadores logísticos, etc.)

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O Transporte Marítimo de Curta Distância

(Short-Sea Shipping)

Transporte marítimo em distâncias médias a curtas, ao longo duma

costa continental

Tipicamente usado em cadeias intermodais (muitas vezes com Ro-

Ro), para competir com o transporte rodoviário ou ferroviário

Muito apoiado pela Comissão Europeias,

para reduzir o congestionamento e

melhorar a sustentabilidade do sector

Programa “Auto-estradas do Mar”

integrado nas Redes Transeuropeias e

fortemente subsidiado

Mas geralmente com pouco sucesso,

maior parte das operações terminam

quando acaba o subsídio

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Principais Atributos do Transporte Aéreo

Velocidade: Modo mais rápido

Velocidades típicas na ordem dos 800 km/h

Fiabilidade temporal sujeita ao estado do tempo

Custo elevado: Modo de transporte mais caro

O que limita a natureza dos produtos transportados

Algumas limitações aos produtos transportados

Natureza dos produtos (explosivos, radioactivos, líquidos, etc)

Dimensão e peso

Sensibilidade a variações de pressão

Aeroportos impõe limitações ao tipo de avião

Disponibilidade limitada de aeroportos sem restrições

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Alguns exemplos de aviões de carga

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Atributos de alguns aviões de carga

Autonomia entre 1000 kms e mais de 14 000 kms (A340-500)

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Mercados Servidos pelo Transporte Aéreo

Mercado muito competitivo

Voos de passageiros com carga no porão

Voos dedicados de carga, quer em serviços regulares, quer fretados

Integradores à escala global fornecem alta qualidade de serviço

Tipos de produtos transportados

Valor unitário elevado (jóias, tecnologia, flores, etc.)

Bens de urgência (e.g.: vacinas, documentos)

Bens perecíveis (e.g.: flores, fruta fresca)

Nível de Serviço

Alta fiabilidade (integradores e serviços dedicados)

Menor qualidade nos serviços baseados em voos de passageiros

Em curso processos de integração vertical (grandes companhias aéreas

compram operadores de handling, operadores logísticos, etc.)

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Principais Modos de Transporte:

Sumário

Properties Rodoviário Ferroviário Marítimo Aéreo

Tecnologia

Capacidade 40 ton +2.000 ton +250.000 ton 120 ton

Flexibilidade Alta Média Média Baixa

Fiabilidade Alta Baixa / Média Média / Alta Alta

Velocidade Média Baixa Muito Baixa Alta

Custo Médio Baixo/Médio Baixo Alto

Mercado

Estrutura Fragmentada Muito Concentrada Concentrada Concentrada

Competição Alta Baixa / Média Alta Alta

Nível de Serviço Alto Baixo / Médio Alto Alto

Carga Qualquer Baixo valor Baixo Valor Alto Valor

Âmbito

geográfico

Continental Continental Intercontinental Intercontinental