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