REPÚBLICA FEDERATIVA DO BRASIL ESTADO DE SANTA …mobilizacao.fecam.org.br/arquivos/obj2/estudo_viabilidade.pdf · eng. fernando mac dowell, prof., dr 4 12 equilÍbrio financeiro

PLANO DE OCUPAÇÃO TERRITORIALPLANO DE OCUPAÇÃO TERRITORIAL

REPÚBLICA FEDERATIVA DO BRASILESTADO DE SANTA CATARINA

- Projetos, Supervisão e Planejamento Ltda

Novembro / 2008

ANEXO 05DESENVOLVIMENTO DA MODELAGEM SISTÊMICA

DA ENGENHARIA FINANCEIRA PARA IMPLANTAÇÃO SC 100

RODOVIA: SC 100TRECHO: Rio Mampituba (Passo de Torres) - Praia de Fora (Laguna)RODOVIA: SC 100TRECHO: Rio Mampituba (Passo de Torres) - Praia de Fora (Laguna)

AVALIAÇÃO DA PRECIFICAÇÃO DO IMPACTOSÓCIO-ECONÔMICO DA CONCESSÃO

PARA EXPLORAÇÃO DA RODOVIA

ENG. FERNANDO MAC DOWELL, PROF., Dr

1

ÍNDICE

1 CONSIDERAÇÕES INICIAIS................................................................................ 5

2 APRESENTAÇÃO ................................................................................................... 6

LOCALIZAÇÃO DA VIA INTERPRAIAS .......................................................... 6 TRAÇADO DA VIA INTERPRAIAS E OS LOTES QUE O COMPÕEM .......... 7

LOTES 1, 2 e 3 E SUAS SEÇÕES TRANSVERSAIS ...................................... 9 LOTES 4 e 5ª E SUAS SEÇÕES TRANSVERSAIS ....................................... 10 LOTE 5 BE SUAS SEÇÕES TRANSVERSAIS ............................................. 11

BR-101: DUPLICAÇÃO DO SEGMENTO FLORIANÓPOLIS – OSÓRIO/RS 12 A INFLUÊNCIA DA VIA INTERPRAIAS NO TRÁFEGO DA BR-101 .......... 14

3 INTRODUÇÃO ....................................................................................................... 22

4 OBJETIVO .............................................................................................................. 24

5 JUSTIFICATIVA ................................................................................................... 25

6 OS PRINCÍPIOS DE ANÁLISE PARA A VIABILIZAÇÃO ECONÔMICA E FINANCEIRA DA CONCESSÃO ATRAVÉS DA PPP ......................................................... 30

GRUPO 1: EQUILÍBRIO ECONÔMICO, SOCIAL, AMBIENTAL E URBANÍSTICO ................................................................................................................ 31

GRUPO 2: EQUILÍBRIO TÉCNICO - OPERACIONAL ................................... 33 GRUPO 3: EQUILÍBRIO FINANCEIRO ............................................................ 33

7 ASPECTOS CONCEITUAIS DO MODELO SISTÊMICO DE ENGENHARIA FINANCEIRA ............................................................................................................................. 35

7.1 OS CONCEITOS .............................................................................................. 35 SOB A ÓTICA DO PROJETO ............................................................................. 36 SOB A ÓTICA DO ACIONISTA ........................................................................ 37

8 EQUILÍBRIO ECONÔMICO SOCIAL............................................................... 46

8.1 CAPACIDADE FÍSICA DE ESCOAMENTO: INTERPRAIAS EM VIA

SINGELA 46 PROCEDIMENTO PROBABILÍSTICO PARA DETERMINAÇÃO DO TMDA

DE 2006 ............................................................................................................................ 50 DISTRIBUIÇÃO DOS VOLUMES HORÁRIOS NAS 8760 HORAS DO ANO 54 DISTRIBUIÇÃO ANUAL DOS NÍVEIS DE SERVIÇO EM VIA SINGELA ... 56 TRÁFEGO MÉDIO DIÁRIO ANUAL NA SC-100 QUE CORRESPONDENTE

A 200 HORAS EM NÍVEL D OU PIOR ......................................................................... 57 8.2 CAPACIDADE FÍSICA DE ESCOAMENTO: INTERPRAIAS EM PISTA

DUPLA 62


2

TRÁFEGO MÉDIO DIÁRIO ANUAL NA VIA INTERPRAIAS DUPLICADA CORRESPONDENTE A 200 HORAS EM NÍVEL D OU PIOR .................................... 68

8.3 CAPACIDADE FÍSICA DE ESCOAMENTO: BR-101 EM PISTA DUPLA .. 70 8.4 REPARTIÇÃO DO TRÁFEGO COM A IMPLANTAÇÃO DA SC-100

(INTERPRAIAS) ...................................................................................................................... 71 CUSTO OPERACIONAL POR VEÍCULO ......................................................... 71 MODELAGEM DA REPARTIÇÃO DO TRÁFEGO .......................................... 77

9 EQUILÍBRIO AMBIENTAL ................................................................................ 83

9.1 MODELAGEM MATEMÁTICA DAS EMISSÕES VEICULARES .............. 83 9.2 ESTIMATIVA DE EMISSÕES VEICULARES NA VIA INTERPRAIAS ..... 84 9.3 A VARIAÇÃO DA EMISSÃO VEICULAR VIS A VIS A VARIAÇÃO DE

VELOCIDADE NA VIA INTERPRAIAS ............................................................................... 87 9.3.1 ESTIMATIVA DE EMISSÃO DE POLUENTES DO TRÁFEGO PREVISTO

87 9.4 MODELAGEM MATEMÁTICA DE DISPERSÃO E O IMPACTO NA

QUALIDADE DO AR .............................................................................................................. 90 9.4.1 CRITÉRIOS METODOLÓGICOS ................................................................ 90

CRITÉRIO DE CLASSIFICAÇÃO DE ESTABILIDADE ATMOSFÉRICA .... 91 ANÁLISE DE SENSIBILIDADE DA CLASSIFICAÇÃO DA ESTABILIDADE

ATMOSFÉRICA .............................................................................................................. 92 CRITÉRIO ADOTADO DE CLASSIFICAÇÃO DA QUAILIDADE DO AR ... 93 OS EFEITOS À SAÚDE ...................................................................................... 94

9.4.2 VARIAÇÃO DA DESCARGA VEICULAR DE POLUENTES ...................... 95 9.4.3 CARACTERIZAÇÃO DA CLIMATOLOGIA ................................................ 97 9.4.4 A QUALIDADE DO AR E A DEFINIÇÃO DA DISTANCIA DE OCUPAÇÃO

DO SOLO ÀS MARGENS DA VIA INTERPRAIAS .............................................................. 99 CO- MONÓXIDO DE CARBONO ...................................................................... 99 NO2 – DIÓXIDO DE NITROGÊNIO................................................................. 102 SO2 – DIÓXIDO DE ENXOFRE ....................................................................... 103 HC - HIDROCARBONETO ............................................................................... 103 MP - MATERIAL PARTICULADO .................................................................. 104 CONCLUSÃO .................................................................................................... 104

9.5 INTENSIDADE SONORA: SOLUÇÃO ........................................................ 105 INTENSIDADE SONORA GERADA EM FUNÇÃO DO VOLUME DE

TRÁFEGO HORÁRIO ................................................................................................... 105 A DISTRIBUIÇÃO DAS INTENSIDADES SONORAS POR HORA DO DIA

......................................................................................................................................... 107 A DISTRIBUIÇÃO DAS INTENSIDADES SONORAS NAS 8760 HORAS DO

ANO ................................................................................................................................ 108 PROTEÇÃO ACÚSTICA UTILIZADA NA COMUNIDADE EUROPÉIA .... 109

10 EQUILÍBRIO SOCIAL........................................................................................ 110

10.1 CLASSIFICAÇÃO DOS VEÍCULOS ............................................................ 110


3

10.2 FUGA DE TRÁFEGO E VALOR DA TARIFA DE PEDÁGIO .................... 113 CLASSIFICAÇÃO DAS FUGAS ...................................................................... 113

10.3 ANÁLISE PROBABILÍSTICA DE ACEITAÇÃO DO VALOR DA TARIFA

BÁSICA DE PEDÁGIO ......................................................................................................... 115 FATOR DE REDUÇÃO DE TRÁFEGO EM FUNÇÃO DO VALOR DA

TARIFA DE PEDÁGIO ................................................................................................. 116 FATOR DE RECEITA EM FUNÇÃO DO VALOR DA TARIFA DE PEDÁGIO

......................................................................................................................................... 117 10.4 BALANÇO SOCIAL COM A IMPLANTAÇÃO DA VIA INTERPRAIAS . 118

10.4.1 SINTESE DOS RESULTADOS DO BALANÇO SOCIAL ......................... 118 10.4.2 BENEFÍCIO ECONÔMICO SOCIAL ....................................................... 119

BENEFÍCIO DE REDUÇÃO DO CUSTO DE OPERAÇÃO DE VEÍCULO120 BENEFÍCIO DE REDUÇÃO DO TEMPO DE VIAGEM ............................ 121 BENEFÍCIO DE REDUÇÃO DO CUSTO DE ACIDENTE ......................... 122

BENEFÍCIO SOCIAL DEVIDO REDUÇÃO DE ACIDENTES ..................... 123 MODELO PARA ESTIMATIVA DO ÍNDICE DE ACIDENTE .................. 123 VALIDAÇÃO DO MODELO E OS RESULTADOS PRÁTICOS ............... 125

10.5 PROJEÇÃO DO TRÁFEGO .......................................................................... 128 OS PRINCÍPIOS DO MODELO PROBABILÍSTICO DE PROJEÇÃO DO

TRÁFEGO .................................................................................................................. 129

11 EQUILÍBRIO TÉCNICO .................................................................................... 131

11.1 ESTIMATIVA PRELIMINAR DE INVESTIMENTO .................................. 132 11.1.1 SEÇÃO TRASNVERSAL ........................................................................... 132 11.1.2 SC-100 EM VIASINGELA ......................................................................... 133 11.1.3 SC-100 EM VIA DUPLA ........................................................................... 134

11.2 CUSTOS OPERACIONAIS DA CONCESSIONÁRIA ................................. 135 11.2.1 SERVIÇOS DE ATENDIMENTO AO USUÁRIO NA VIA ........................ 135

11.3 INVESTIMENTOS EM REFORÇOS DO PAVIMENTO E CUSTO DE

CONSERVAÇÃO DE ROTINA............................................................................................. 139 11.3.1 ANÁLISE DOS IMPACTOS QUANDO O GOVERNO RESPONDE PELA

CONSERVAÇÃO DA RODOVIA ........................................................................................ 143 11.3.2 MONITORAMENTO TÉCNICO NA VIA .................................................. 151 11.3.3 ALTERAÇÃO OFICIAL DE TOLERÂNCIA E A OCORRÊNCIA DE

EXCESSO DE PESO ACIMA DA NOVA TOLERÂNCIA ................................................... 155 11.4 MODELAGEM VISANDO A MINIMIZAÇÃO DOS INVESTIMENTOS

PROSPECTIVOS EM REFORÇOS DO PAVIMENTO FLEXÍVEL DA VIA INTERPRAIAS 157

11.5 RESULTADOS DOS INVESTIMENTOS PROSPECTIVOS E ÉPOCAS DE

APLIACAÇÃO. ...................................................................................................................... 165 REFORÇOS ESTRUTURAIS OTIMIZADOS NO TEMPO ......................... 165 CUSTODE CONSERVAÇÃO DE ROTINA DO PAVIMENTO.................. 166

11.6 DEMONSTRAÇÃO PARA OS TÉCNICOS DO SETOR ............................. 167


4

12 EQUILÍBRIO FINANCEIRO E O MODELO SISTÊMICO DE ENGENHARIA FINANCEIRA .............................................................................................. 170

12.1 A TAXA INTERNA DE RETORNO (TIR DE PROJETO) E A

EXEQUIBILIDADE FINANCEIRA DO EMPREENDIMENTO ......................................... 170 JUSTIFICATIVA DA TIR DE PROJETO ADOTADA .................................... 170 TIR DE PROJETO DAS PRINCIPAIS CONCESSIONÁRIAS NO BRASIL.l 174

12.2 MODELAGEM SISTÊMICA DA CONCESSÃO ......................................... 175 APENAS CONCESSÃO: PLANILHA RESUMO DOS RESULTADOS do

MODELO SISTÊMICO DE ENGENHARIA FINANCEIRA................................... 176 12.3 MODELAGEM SISTÊMICA DA PPP COM CONCESSÃO ........................ 177

PPP COM CONCESSÃO Á INICIATIVA PRIVADA PARA QUE A TARIFA FIQUE ACESSÍVEL NAS PRAÇAS DE PEDÁGIO QUE SÓ SERÁ EQUILIBRADA A SOLUÇÃO COM AS ÁREAS ............................................................................... 178

13 SOLUÇÃO DA MODELAGEM PROPOSTA ................................................... 179

13.1 MODELO MATEMÁTICO FINANCEIRO DAS ÁREAS ............................ 179 SEM CONSIDERAR A CONCESSÃO DA SC-100 ......................................... 181 SOLUÇÃO RECOMENDADA INCLUI A CONCESSÃO DA SC-100 .......... 186 COM CONCESSÃO DA SC-100 Á INICIATIVA PRIVADA ......................... 188 FLUXO DE CAIXA ALAVANCADO (ACIONISTA) DA CONCESSÃO ..... 189 INVESTIMENTOS A CARGO DA CONCESSIONÁRIA ............................... 190


5

1 CONSIDERAÇÕES INICIAIS

Cabe aqui chamar atenção do Leitor, mesmo para aquele que não domina a área técnica não o isenta de ler todo o texto na seqüência que se apresenta, aonde se encontram as observações, os critérios e as análises conclusivas, detendo-se inclusive aos gráficos ilustrativos correspondentes, ignorando, por sua vez, as formulações matemáticas desenvolvidas, que são peças fundamentais à demonstração e ao alicerce técnico que levou à CONCLUSÃO da VIABILIDADE TÉCNICA, SÓCIOECONÔMICA, FINANCEIRA, AMBIENTAL E DA CONSEQUENTE ELABORAÇÃO DA MODELAGEM SISTÊMICA DO DESENHO DA ENGENHARIA FINANCEIRA DA COMBINAÇÃO SIMULTÂNEA DAS MODALIDADES DE PPP- PARCERIA PÚBLICO PRIVADA, CONCESSÃO E DE DESENVOLVIMENTO SOCIOECONÔMICO DAS ÁREAS ADJACENTES À SC-100 VIA INTERPRAIAS, de interesse dos profissionais preparados nessa área.

Cabe ainda ressaltar, que se procurou no desenvolvimento deste “PARECER TÉCNICO CONCLUSIVO E PIONEIRO” liderado pela SC PARCERIAS, abordar toda a estrutura técnica, próxima a do “MANUAL DE APRESENTAÇÃO DE ESTUDOS DE PRE-VIABILIDADE DE PROJETOS DE GRANDE VULTO” editado pelo MINISTÉRIO DO PLANEJAMENTO, ORÇAMENTO E GESTÃO versão 1.0, out/2005.

Rio de Janeiro, 30 de Novembrode 2008,

Atenciosamente,

ENG. FERNANDO MAC DOWELL, PROF., Dr. LIVRE DOCENTE EM ENGENHARIA-UFRJ

REGISTROS:

CREA-RJ: 16679-D

IBAMA: 362.918


6

2 APRESENTAÇÃO VIA EXPRESSA CRICIUMA BR-101.DOC

O presente relatório aborda de forma sistêmica a Engenharia Financeira da Implantação da SC-100, denominada VIA INTERPRAIAS no trecho compreendido entre LAGUNA e PASSO DE TORRES com 131,7 km basicamente paralela a rodovia BR-101 no segmento entre Florianópolis (SC) e Osório (RS) atualmente em obras de duplicação pelo Governo Federal.

LOCALIZAÇÃO DA VIA INTERPRAIAS

BR

-101

SC-444

CRICIUMA

SC-100INTERPRAIAS


7

Inicialmente foi analisada a modalidade de Concessão à Iniciativa Privada, levando em consideração a garantia do nível de qualidade anual e por conseqüência a garantia dos benefícios decorrentes da implantação da VIA INTERPRAIAS, razão pela qual é peça importante para o desenho financeiro final que viabilize objetivamente a materialização da implantação dessa rodovia.

TRAÇADO DA VIA INTERPRAIAS E OS LOTES QUE O COMPÕEM

FONTE: PROSUL


8


9

LOTES 1, 2 e 3 E SUAS SEÇÕES TRANSVERSAIS

FONTE: PROSUL


10

LOTES 4 e 5ª E SUAS SEÇÕES TRANSVERSAIS


11

LOTE 5 BE SUAS SEÇÕES TRANSVERSAIS


12

BR-101: DUPLICAÇÃO DO SEGMENTO FLORIANÓPOLIS – OSÓRIO/RS

A Duplicação da BR-1011 no mencionado trecho, alem de consolidar o Corredor do MERCOSUL facilitando a interligação dos principais portos das regiões Sul e Sudeste e de seu próprio sistema ferroviário, completa a ligação rodoviária em pista dupla entre o Rio de Janeiro e Porto Alegre, que proporcionará desenvolvimento econômico à REGIÃO SUL de SANTA CATARINA por tornar seus produtos mais competitivos no mercado.

1 MAC DOWELL, FERNANDO, MODELO SISTÊMICO DE ENGENHARIA FINANCEIRA-DUPLICAÇÃO DA BR-101, TRECHO FLORIANÓPOLIS-OSÓRIO/RS, CONVÊNIO IME/DNIT & MISSÃO TÉCNICA DO BID, DEZ/2001.

Legenda

Postos O/D e Contagem Volumétrica Classificatória

Postos de Contagem Automática Classificatória

Postos de Medição de Velocidade em Rampa

Nota: Os postos P04 e P10 foram realizados na fase de Pré-Viabilidade

Divisa SC/RS

Localização dos Postos das Pesquisas Complementares de Tráfego

C5 (3 dias)

Osório

Terra de Areia

Torres

C4 (7 dias)

Sombrio

Araranguá C3 (7 dias)

Criciúma

Tubarão LagunaV4

V5

C2 (7 dias)

Imbituba

V3

V2

V1

Paulo LopesGaropaba

C1 (3 dias)

Palhoça

Florianópolis

P14

P10

P13

P04

BR101

BR101

(Km 222,65)

(Km 235,59) (Km 237,90)

(Km 258,0)

(Km 266,30)

(Km 325,20)

(Km 338,90) (Km 341,35)

(Km 350,57)

(Km 403,55)

(Km 415,95)

(Km 463,40)

(Km 49,80)

(Km 91,0)

(Km 216,5) Início

(Km 465,9 = 0)

(Km 99,5)

P1 (km 244)

P2 (km 307)

P3 (km 406)

P4 (km 27)


13

O carregamento do tráfego médio diário anual (TMDA) em 2006 nesse trecho da BR-101, entre Florianópolis e Osório foi aqui obtido através do uso do software MATHCAD 12 versão 2005, a partir dos dados de contagem e considerando-a duplicada, pode ser apreciado a seguir:

200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 310 320 330 340 350 360 370 380 390 400 410 420 430 440 450 460 470 480 490 500 510 520 530 540 550 5608000

9000

1 104

1.1 104

1.2 104

1.3 104

1.4 104

1.5 104

1.6 104

1.7 104

1.8 104

1.9 104

2 104

Original data Smoothed data

CARREGAMENTO DA BR-101 (2006 MAC DOWELL)

MARCO QUILOMÉTRICO CONTÍNUO

TM

DA

1.954 104

8.383 103

pg

fit t( )

560200 K t

PA

LH

OÇ

A B

R-2

82

SC RS

VIA

EX

PR

ESS

ACR

ICIU

MA

SC

-444

CR

ICIU

MA

SC

-446

IMB

ITU

BA

SC

437

LA

GU

NA

SC

-486

OSÓ

RIO

BR

-290

TO

RR

ES

BR

-453

TU

BA

RÃ

O B

R-4

75

CARRGAMENTO DO TRÁFEGO MÉDIO DIÁRIO ANUALBR-101 ENTRE PALHOÇA (SC)-OSÓRIO(RS)


14

A INFLUÊNCIA DA VIA INTERPRAIAS NO TRÁFEGO DA BR-101

Com base no carregamento mostrado anteriormente, pode-se determinar o TMDA no trecho entre Laguna e Passo de Torres de interesse direto da SC-100, cujo cálculo leva a 17620 veículos por dia na BR-101 dos quais 60% são de veículos pesados, portanto há um potencial de 40% que pode ser desviado da BR-101 mesmo considerando-a duplicada, para a SC-100 (INTERPRAIAS), principalmente quando se considera a possibilidade de duplicação imediata da SC-100.

Isso se deve ao fato, que a capacidade real da SC-100 duplicada será superior a da BR-101 também duplicada, em face dessa última contar no seu fluxo de tráfego com a participação de 60% de veículos pesados,.

A importância dessa constatação é que as rotas alternativas através da BR-101 vis a vis a da SC-100 considerando-as duplicadas repartem os fluxos de tráfego de veículos leves, em ambas as rotas tendendo ao equilíbrio dos tempos de viagem dessa categoria, que ainda resulta em menor tempo total comparativamente a permanência desses veículos na BR101 na hipótese de não se implantar a SC-100, como está demonstrado mais adiante.

Dessa forma, o TMDA resultante ao nível de 2006 na SC-100 (INTERPRAIAS) considerando-a duplicada seria de 6.471 veículos por dia, enquanto se a SC-100 for implantada em via singela seria de apenas 2.399 veículos.

Assim, a implantação em via dupla movimentará quase o triplo de veículos em relação à implantação em via singela, acarretando dessa forma maior rapidez na ocupação das áreas adjacentes à SC-100 e, por conseguinte, acelera o desenvolvimento econômico e social dessa região servida diretamente pela SC-100.

Experiência semelhante ocorreu na prática no Rio de Janeiro na ocupação planejada da área da BARRA DA TIJUCA pelo Urbanista Lúcio Costa, quando o Governo investiu na construção do viaduto do Joá e do Túnel ZUZU ANGEL ambos com duas faixas de tráfego por sentido visando dar acesso a essa Região durante o Governo Negrão de Lima, e em 1977 foi feita a duplicação das rodovias RJ-071 e RJ-087 hoje respectivamente AV. das Américas e AV. Ayrton Senna no Governo Faria Lima, e finalmente no Governo Chagas Freitas coube a complementação do acesso da Zona Sul da Cidade à Região da Barra da Tijuca formando assim a conhecida Auto-Estrada Lagoa Barra.

Na seqüência mostra-se a evolução da ocupação do solo nessas fases, mas que só foi acelerada mesmo, com a duplicação das rodovias RJ-071 e RJ-087, semelhantemente à duplicação da INTERPRAIAS.


15

Observe nas próximas figuras a evolução da ocupação da Barra da Tijuca.

Já com a duplicação da RJ-071 e RJ-87 realizadas em 1977, a foto tirada em 1980.

BARRA DA TIJUCA EM 1970

RJ-071 (Av.das Américas)RJ-071 (Av.das Américas)

PRAIA

OCEANO ATLÂNTICO

PRAIA

RJ-

087

(Av.

Ayr

ton

Sen

na)

Lagoa de Marapendi

Lagoa de Jacarepaguá

Lagoa da Tijuca


RJ-071 (Av.das Américas)RJ-071 (Av.das Américas)

RJ-

087

(Av.

Ayr

ton

Sen

na)

PRAIA

OCEANO ATLÂNTICO


16




17

Em 2006, a ocupação ordenada seguindo o mais próximo possível o PLANO URBANÍSTICO elaborado pelo Prof. URBANÍSTA LUCIO COSTA.

Lagoa da Tijuca

Lagoa de Marapendi

Lagoa de Jacarepaguá



18

A antiga RJ-087, hoje AV. Ayrton Senna, com as pistas centrais e as pistas marginais para o tráfego local, previstas no Plano portanto preservada a área necessária, bem como, o uso comercial de suas margens.

Av. Ayrton Senna antiga RJ-087


19

Antiga RJ-071, hoje AV. das Américas da mesma forma que a anterior com as pistas centrais e as pistas marginais para o tráfego local, bem como o uso comercial às suas margens.

Barra Shopping

Av. das Américas antiga RJ-071


20

Uma outra vista da ocupação comercial e residencial no entorno da AV. das Américas na Barra da Tijuca.

Av das Américas

Av. Sernambetiba

Canal de Marapendi


21

Assim, cabe ao leitor examinar inicialmente através dos tópicos relacionados no ÍNDICE, para que possa ter uma idéia da abrangência e originalidade do estudo, cognominado apenas como MODELO SISTÊMICO DE ENGENHARIA FINANCEIRA, com vistas à concessão deste trecho, à iniciativa privada na modalidade de Parceria Público Privada-PPP.

Finalmente, em face da complexidade do tema, procurou-se aqui apresentar o desenvolvimento do Estudo Sistêmico concomitantemente a viabilidade técnica – socioeconômica de forma didática e com exemplificação prática alicerçada em dados reais de pesquisas e estudos.


22

3 INTRODUÇÃO

Ao conceder a operação e gestão do bem e do serviço público, o Governo pode focar sua energia e seus recursos em áreas que atendem a uma parcela maior da população, seja ela contribuinte ou não, nas áreas essencialmente sociais ofertando melhores serviços como na saúde, educação, habitação entre outras e, ao mesmo tempo, ofertar melhor serviço ao usuário na via proporcionando-lhe mais segurança e economia e em contra partida pagará proporcionalmente ao uso do serviço público2.

Uma das grandes vantagens da concessão além de desonerar o próprio Poder Público implementa um amplo conjunto de melhorias, tanto no que se refere à implantação, recuperação e à ampliação de capacidade da rodovia, quanto no tocante à introdução de serviços aos usuários que, até então, inexistiam no nível que se exige no escopo de concessão à iniciativa privada.

E mais importante ainda é a manutenção adequada do nível de serviço da rodovia através de monitoramento técnico permanente para manter as reduções de custos de operação, tempo de viagem, dos índices acidente, das emissões de poluentes, dos níveis de ruído durante todo o período da concessão.

A concepção de um Programa de Concessão, necessariamente tem que levar em consideração a capacidade equilibrada de percepção de pagamento da tarifa de pedágio nas diferentes categorias de veículos.

Aliado a essa consideração de ordem social é fundamental a medição dos prejuízos impostos aos usuários pela falta de recursos públicos à recuperação da rodovia e manutenção prospectiva dos níveis de conservação e de serviços comparativamente às reduções imediatas e permanentes dos custos operacionais dos veículos e dos tempos de viagem não apenas no tocante aos usuários, mas das cargas transportadas com ações simultâneas de atendimento na via reduzindo os riscos dos usuários ampliando o nível de sua segurança.

2 MAC DOWELL, FERNANDO, MODELOS INTEGRADOS DE ENGENHARIA FINANCEIRA DA CONCESSÃO E DA VIABILIDADE SOCIOECONÔMICA - ANÁLISE DA PARTICIPAÇÃO DOS ESMPRÉSTIMOS INTERNACIONAIS, NAS DUPLICAÇÕES, DAS BR-116 (SÃO PAULO / CURITIBA), BR-116/ BR376/BR-101 (CURITIBA/FLORIANÓPOLIS) E BR-101/SC/RS (FLORIANÓPOLIS/OSÓRIO), DNER/IME/MT/MEx/MISSÃO TÉCNICA DE AVALIAÇÃO DO BID 29/09/2000.


23

No Brasil, a sociedade conhece bem o estado da malha rodoviária nacional e os caminhoneiros melhor ainda, com clara diferença quando se trafega em rodovia concedida, isto é fato.

Entretanto a transparência do processo de concessão para o usuário em particular e à Sociedade em geral é uma obrigação do Poder Concedente e da Concessionária, e se exercita através de monitoramento capitaneado pelo Modelo Sistêmico de Engenharia Financeira computadorizado, que resulta na definição clara do valor da tarifa de pedágio das diversas categorias de veículos de maneira instantânea e a qualquer época.

Daí a necessidade da qualidade de dados estatísticos temporais de tráfego real classificado na BR-101 e nas rodovias próximas da futura INTERPRAIAS, das ocorrências de acidentes para o acompanhamento dos diferentes índices e em diferentes trechos da via, da mesma forma as distribuições dos tempos de atendimento aos usuários na via e aos acidentes e acidentados e assim por diante.

Encarar as adversidades e críticas de frente, persistir na superação de obstáculos, tendo sempre em mente as melhorias que serão introduzidas, é que levará à implantação da VIA INTERPRAIAS ajustada por sua vez a duplicação da BR-101 entre Florianópolis (Palhoça) e Osório no Estado do Rio Grande do Sul3., que permitirá a indispensável equalização do desenvolvimento econômico e social ao trecho norte já duplicado, fomentar o MERCOSUL, mas de acelerar esse desenvolvimento nesse tramo sul com a implantação da VIA INTERPRAIAS combinada por sua vez, a rentabilidade resultante da ocupação sócio-econômica de áreas localizadas ao longo de seu traçado permitindo inclusive melhor acessibilidade as praias essa região sul de Santa Catarina.l

3 DNER , IME & ENECON, ESTUDO DE VIABILIDADE TÉCNICO-ECONÔMICA DA DUPLICAÇÃO DO TRECHO FLORIANÓPOLIS/OSÓRIO, CONVÊNIO DNER/IME, JUN/99.


24

4 OBJETIVO

Estabelecer a Modelagem Financeira Sistêmica para a implantação da VIA INTERPRAIAS em estreita observância a maximização dos Benefícios Sociais e econômicos a serem proporcionados à Região Litorânea SuL de Santa Catarina.

Escolher o melhor desenho para essa Modelagem passa pelo desenvolvimento do MODELO SISTÊMICO de ENGENHARIA FINANCEIRA na modalidade conceitual de Concessão e da PPP-Parceria Público Privada combinada à modalidade de ocupação do solo com vistas ao desenvolvimento econômico e social, capitaneada pela SC PARCERIAS, alicerçada por sua vez em base técnica-operacional, ambiental e probabilística da quantificação dos benefícios sociais e da análise do impacto distributivo sobre o grupo de baixa renda no sentido de verificar o enquadramento, por critério internacional, ao PTI (POVERTY TARGETED INVESTMENT ou INVESTIMENTOS VOLTADOS PARA A POBREZA).

Desenvolver os procedimentos técnicos, ambientais, sociais e financeiros que permita a análise simultânea das variáveis conflitantes para o equacionamento dos investimentos para a implantação dessa infra-estrutura de forma transparente, objetivando alicerçar a Decisão Política, através do desenvolvimento do mencionado MODELO SISTÊMICO.

O Projeto Preliminar da VIA INTERPRAIAS a cargo da PROSUL inicialmente em via singela, mas resguardando as áreas necessárias a sua duplicação quando se prevê amplo conjunto de melhorias, tanto no que se refere à modernização e a ampliação de capacidade para o escoamento do tráfego em função dessa nova acessibilidade a essa REGIÃO LITORÂNEA SUL de SANTA CATARINA, alicerçado por sua vez no conceito de segregação de tráfego, ainda introduzem serviços aos usuários através de gestão privada para manter o padrão de qualidade dos serviços, assegura ainda os investimentos para sua implantação e os prospectivos, tudo integrado ao desenvolvimento econômico e social através da ocupação harmônica das áreas adjacentes à própria VIA INTERPRAIAS.


25

5 JUSTIFICATIVA

Como será visto no desenvolvimento deste PARECER TÉCNICO CONCLUSIVO, a fixação do valor da tarifa de pedágio para que possa a VIA INTERPRAIAS ser concedida à iniciativa privada, examinada por sua vez como CONCESSÃO, da mesma forma através da PPP, e ou combinada à nova modalidade que envolve a ocupação das áreas adjacentes à VIA INTERPRAIAS, com vistas a induzir o desenvolvimento econômico-social, dentro dos princípios inteligentes que alicerçaram a criação da SC-PARCERIAS, passam obrigatoriamente pelo atendimento simultâneo aos três grupos fundamentais de equilíbrio, a saber:

Equilíbrios Econômico, Social, Urbanístico e Ambiental;

Equilíbrio Técnico-Operacional;

Equilíbrio Financeiro do Contrato de Concessão.

Outra condicionante importante é que o pavimento do tipo concreto asfáltico projetado para VIA INTERPRAIAS, acarreta investimentos adicionais significativos com repercussão em todo o período da concessão para a manutenção do nível de qualidade previamente estabelecido, como rezam os contratos de concessão no País, razão pela qual foi necessário desenvolver um sistema de análise otimizado no sentido de minimizar estes impactos caracterizados pelos custos adicionais decorrentes no tempo.

Esta condicionante se deve ao fato que um dos maiores se não o maior problema que as concessionárias no País vem experimentando, trata-se do pavimento flexível de concreto asfáltico, no que concerne à manutenção em nível adequado às exigências de qualidade permanente e dos investimentos decorrentes ao longo do período de concessão, quanto aos reforços estruturais.

Até porque, todos os pavimentos construídos ou restaurados no Brasil não foram monitorados como deveriam e muito menos tiveram por parte dos governos uma política adequada de recursos para permanente conservação e intervenção nas épocas corretas, como acontece hoje nas rodovias concedidas à iniciativa privada no País, que são permanente e tecnicamente monitoradas por força contratual.


26

Os adiamentos por “n” razões entre, a construção do pavimento de uma nova ou restauração do pavimento de uma pista existente, por exemplo, elevam ainda mais os investimentos relativos aos reforços destes pavimentos, que evidentemente limitam por sua vez os investimentos em obras novas4.

A ilustração fornecida a seguir mostra claramente a defasagem das deflexões principais (Do) medidas em 1997 e 2000, na BR-277 PR, devido ao impasse na época criado pela redução unilateral do valor da tarifa.

As conseqüências práticas foram:

Aumento de 20% nos investimentos relativos aos reforços no período da concessão a valor presente;

Acréscimo de 15% na extensão da rodovia com necessidade de reforço;

Acréscimo de 12% nos custos de conservação;

Ampliação da área trincada em 34%

Deterioração do IRI de 4,9% neste período entre 1997 e 2000.

4 MAC DOWELL, FERNANDO, PARECER TÉCNICO SOBRE AS CONSEQUÊNCIAS RELATIVAS AO ADIAMENTO DAS INTERVENÇÕES NO PAVIMENTO, CONCESSIONÁRIAS DO ESTADO DO PARANÁ, AGO/2001.

0 20 40 60 80 100 1200

0.5

1

1.5

2

2.5EVOLUÇÃO DAS DEFLEXÕES: BR-277 PR

DEFELEXÕES (10^-2)

PR

OB

AB

ILID

AD

E

2.267

0

Fr1 i

Fr2 i

1205 Di

20001997


27

O excesso de carga por eixo no Brasil é uma realidade e ocorre em rotas que não apresentam balanças para o seu controle, burlando dessa forma o cumprimento da LEI DA BALANÇA (Decreto Lei no 98.933 de 07/02/1990).

A sua origem, entretanto, como ficou conhecida foi através do Decreto Lei no 62.127 de 16 de Janeiro de 1968.

A partir de então, uma série de decretos introduziu modificações na Lei original, mas basicamente essas modificações se concentram no aumento das tolerâncias sobre o peso bruto total e peso bruto transmitido por eixo.

O quadro5 apresentado em seguida mostra a evolução do aumento das tonerâncias de carga.

Acresce-se ainda o fato, que essas tolerâncias históricas admitidas pelo Ministério dos Transportes e agora com mais 7.5% sobre o peso bruto transmitido por eixo dos veículos à superfície das vias públicas e de 5% para o peso bruto total a partir

5 ESPA, ENGENHARIA DE SOLOS E PAVIMENTOS, O EFEITO DE EXCESSO DE CARGA NA VIDA DOS PAVIMENTOS, BR-040, TRECHO SETE LAGOAS/BELO HORIZONTE, 1999.


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de setembro de 19996, é um acelerador da taxa de deterioração dos pavimentos existentes7.

Para que se possa ter uma idéia da distribuição pressões (K) segundo diferentes profundidades(Z) de uma camada homogênea, a partir da mesma pressão (p) de enchimento do pneu (5,6 kgf/cm2), porem para cargas diferentes de 4 t e 8 t, observa-se que a de 8 t em relação a de 4 t para que ambas transmitam 1 kgf/cm2, a de 8t necessita de 40 cm a mais de espessura que a de 4 t.

6 MINISTÉRIO DOS TRANSPORTES, DNER e IPR, EFEITO DAS CARGAS DOS VEÍCULOS SOBRE A ESTRUTURA DOS PAVIMENTOS DAS RODOVIAS, 16 DE SETEMBRO DE 1999.

7 MAC DOWELL, FERNANDO, ANÁLISE DO IMPACTO NOS VALORES DAS TARIFAS BÁSICAS DE PEDÁGIO FACE AO EFEITO DAS CARGAS DOS VEÍCULOS SOBRE A ESTRUTURA DOS PAVIMENTOS: “AUMENTO DO LIMITE DE TOLERÃNCIA NA PESAGEM: 7,5% E CONTROLE DE EXCESSO DE CARGA SOMENTE PELO PESO BRUTO TOTAL”, MT/DNER/IPR, 31 DE AGOSTO DE 1999.

K Z R( )2

atan

R

Z

R Z

R2

Z( )2

p

1 2 3 4 5 6140

130

120

110

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

0DISTRIBUIÇÃO DE PRESSÃO

PRESSÃO SOB CAMADA HOMOGÊNEA (kgf/cm2)

PR

OF

UN

DID

AD

E (

cm)

0

140

Z

Z

61 K Z 13.7( ) K Z 19.308( )

DISTRIBUIÇÃO DE PRESSÃO EM CAMADA HOMOGÊNEA MANTENDO A MESMA

PRESSÃO E CARGA POR EIXO DOBRADA5,6 kgf/cm25,6 kgf/cm2

180 180 180


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Dessa forma, se procurou deixar de maneira clara a previsão dos reforços do pavimento ao longo do período da concessão, os correspondentes investimentos e os custos de conservação de rotina inerentes a INTERPRAIAS, objeto deste relatório que atendam aos índices de qualidade pré-estabelecidos nas concessões de rodovias no País, salvaguardando dessa forma o PATRIMÔNIO PÚBLICO.


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6 OS PRINCÍPIOS DE ANÁLISE PARA A VIABILIZAÇÃO ECONÔMICA E FINANCEIRA DA CONCESSÃO ATRAVÉS DA PPP

Os princípios aqui expostos são aplicáveis às análises, quanto às modalidades de CONCESSÃO, PPP - Parceria Público Privada e de Ocupação de Áreas que proporcionem o Desenvolvimento Econômico – Social, com o objetivo determinar o melhor desenho financeiro para viabilizar financeiramente à Implantação da VIA INTERPRAIAS.

Dessa forma, os estudos aqui desenvolvidos foram realizados sob o enfoque sistêmico envolvendo por sua vez o Modelo Sistêmico de Engenharia Financeira, com o objetivo de encontrar a solução financeira que atenda simultaneamente aos três grandes grupos de equilíbrio, a saber:

Grupo 1: Equilíbrio Econômico, Social, Ambiental e Urbanístico;

Grupo 2: Equilíbrio Técnico e Operacional.

Grupo 3: Equilíbrio Financeiro.

Essa abordagem de atendimento sistêmico aos mencionados equilíbrios foi desenvolvida por Mac Dowell e adotada na solução dos PROGRAMAS DE CONCESSÃO DOS ESTADOS DO PARANÁ e RIO GRANDE DO SUL8, envolvendo mais de 4000 km de rodovias concedidas e 15 concessionárias privadas atendendo no Paraná a solicitação do Governador Jaime Lerner e no Rio Grande do Sul a solicitação do Governador Olívio Dutra, ainda com aprovação do BIRD, BID e BNDES, com os recursos liberados em 06/2001 pelos Agentes Financeiros BNDES, SANTANDER e BANRISUL e a Sociedade Gaúcha em Audiência Pública coordenada pelo Secretário de Transporte Dr. Beto Albuquerque, realizada em fev/2001.

Alem dessa experiência inédita, foi ainda aplicado e levou a solução final das implantações de duplicação das rodovias BR-116 (RIO/SÃO Paulo), BR-376/BR-101 (CURITIBA/FLORIANÓPOLIS) financiadas pelo BID e JBIC coma liberação de US$

8 MAC DOWELL, FERNANDO, ANÁLISE E REAVALIAÇÃO DO PROGRAMA DE CONCESSÕES

DO RIO GRANDE DO SUL - PARECER TÉCNICO CONCLUSIVO, VOLUMES I, II, III, SINTESE e o CD CONTENDO OS MODELOS COMPUTACIONAIS DE ENGENHARIA FINANCEIRA DE CADA PÓLO, GERS/DAER/BIRD/BID, DEZ/1999.


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960 milhões para o Governo Federal e a BR-101 no trecho sul entre Florianópolis – OSÓRIO/RS·, 9, em fase final de negociação para sua implantação, e recentemente a solução da concessão da Linha Amarela no Rio de Janeiro, para a Prefeitura.

Assim, o valor da tarifa básica de pedágio utilizada para a Categoria 1, o Automóvel (veículo leve), bem como o seu relacionamento na definição dos valores de tarifa de pedágio para as diferentes categorias de veículos pesados que envolvem a chamada relação CAMINHÃO/AUTOMÓVEL, passam necessariamente pela condição de atendimento simultâneo aos três grupos de equilíbrio, em que pese não ser uma tarefa fácil devido aos comportamentos conflitantes de suas funções matemáticas.

Sinteticamente são apresentados para cada Grupo de Equilíbrio, os critérios de atendimento.

GRUPO 1: EQUILÍBRIO ECONÔMICO, SOCIAL, AMBIENTAL E URBANÍSTICO

Econômico (manter os benefícios marginais aos usuários durante todo o período da concessão, caracterizados pelas reduções de custos operacionais e tempo de viagem que são peças definidoras dos limites dos valores das tarifas das categorias de veículos envolvidas);

Social (que haja compatibilidade social do valor da tarifa básica de pedágio e equilíbrio social entre as diferentes categorias de veículos que utilizarão a VIA INTERPRAIAS permitindo o desenvolvimento harmônico da Região servida, ou seja, sem criar desbalanceamento das atividades econômicas existentes que leva ao desequilíbrio social.);

Ambiental (redução de índices de acidente, inclusas evidentemente a implantação de passarelas, entradas e saídas adequadas dos veículos nos acessos aos empreendimentos a serem implantados nas áreas adjacentes ao seu traçado, que

9 MAC DOWELL, FERNANDO, MODELO SISTÊMICO DE ENGENHARIA FINANCEIRA, DUPLICAÇÃO DA BR-101, FLORIANÓPOLIS (SC) – OSÓRIO (RS): CRITÉRIOS PARA AS ESTIMATIVAS DE INVESTIMENTO, VOLUME II, MINISTÉRIO DOS TRANSPORTES, DNIT, MINISTÉRIO DA DEFESA, INSTITUTO MILITAR DE ENGENHARIA – IME, BID-BANCO INTERMAERICANO DE DESENVOLVIMENTO, SET/01.


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por sua vez devem se situar a partir das zonas de ruído e de níveis de concentração de emissão de poluentes de origem veicular compatíveis ao ser humano, ou alternativamente à vizinhança com soluções adequadas como as barreiras acústicas e assim por diante);

Urbanístico (procura-se com esse critério harmonizar e minimizar a intrusão visual da inserção do Projeto no ambiente natural, sob a ótica conceitual de segregação do tráfego utilizado no Projeto Preliminar da VIA INTERPRAIAS, as áreas que serão criadas para o desenvolvimento econômico e social no seu entorno satisfaça ao equilíbrio ambiental, ou seja, a localização das áreas destinadas à habitação deve se localizar a partir do nível de concentração de poluentes veicular considerado seguro e as áreas com destinação econômica, portanto de geração de emprego, mais próximas da VIA através do critério alicerçado no nível de concentração classificado como tolerável).

O que se deseja nessa nova modelagem é evitar o inadequado uso de ocupação do solo às margens da rodovia, como o exemplo ilustrado na figura10 abaixo da rodovia entre NOVA DELHI e AGRA, com 196 km de extensão, onde o Hospital está ao lado da rodovia, ou seja, onde ocorrem as maiores concentrações de poluentes e ruídos.

10 SHARMA, NIRAJ, APLICATION OF GIS IN AIR POLLUTION MODELLING, CRRI-CENTRAL ROAD RESEARCH INSTITUTE OF NEW DEHLI, DEZ/2006.

Lateral Dispersion of CO at Mathura (S.J.Hospital)


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GRUPO 2: EQUILÍBRIO TÉCNICO - OPERACIONAL

Técnico (cronograma de investimento prospectivo vinculado tecnicamente e otimizado no tempo a valor presente, compatibilizado a observância aos índices de qualidade pré-estabelecidos pelo PODER CONCEDENTE, com o objetivo de garantir o grupo de equilíbrio descrito no item anterior e verificado em cada ano durante o período da concessão através de técnicas de monitoramento contínuo mantendo a interação usuário, veículo, a via e o meio ambiente);

Operacional (avaliação dos custos anuais prospectivos de atendimento ao usuário na via desde de uma pane no veículo, aos acidentes e acidentados com equipes e equipamentos para pronto atendimento, com objetivo de minimizar o tempo de atendimento na via, eliminando os congestionamentos decorrentes e proporcionar maior nível de segurança ao usuário e assim por diante)

GRUPO 3: EQUILÍBRIO FINANCEIRO

Financeiro (via manutenção da taxa interna de retorno e do payback, cujas ações constantes dos itens anteriores satisfaçam simultaneamente ao índice de cobertura anual no período do serviço da dívida relativa aos empréstimos financeiros no sentido de garantir a exeqüibilidade financeira do empreendimento).

Portanto equilibrar financeiramente o contrato, o valor da tarifa encontra-se limitado pelo primeiro grupo de Equilíbrio vinculado ao usuário (econômico marginal, social e ambiental) que jamais poderá ser ultrapassado qualquer que seja a categoria do veículo, e por outro é o de não criar o efeito que resulte em má distribuição de tráfego nas rotas alternativas e ou provocar fuga em alça de contorno de praças quando é comum burlar o pagamento e se beneficiar dos serviços prestados na rodovia concedida, desequilibrando financeiramente por conseqüência o contrato de concessão, e ainda provocando custos adicionais decorrentes não apenas para os próprios usuários pagantes, mas para um número de não usuários às vezes muito maior que aqueles que a utilizam dessa forma.

A simultaneidade de atendimento à taxa interna de retorno e ao payback para a manutenção do chamado equilíbrio financeiro do contrato, na prática só ocorrerá se este equilíbrio atender também ao Índice de Cobertura, exigido pelos agentes financeiros, que é peça fundamental para a análise de EXEQUIBILIDADE


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FINCANCEIRA DO EMPREENDIMENTO, alem de evitar acumulo de investimento resultante de sua inadequada distribuição no tempo (no fluxo de caixa), sempre que se procura classicamente atender as duas primeiras condições supramencionadas (taxa interna de retorno e payback) ao adiar investimentos previstos com vistas, ou reequilibrar financeiramente o contrato e ou definir o valor da tarifa básica.

A complexidade de se manter o equilíbrio financeiro do contrato de concessão, ou via PPP e na própria modalidade das áreas visando o desenvolvimento econômico e social, e em virtude de inúmeras variáveis conflitantes em face de atendimento simultâneo aos três grandes grupos de equilíbrio, não é resolvido apenas pelas planilhas do EXCEL, exigem antes o desenvolvimento de Modelo Matemático, cuja solução do sistema de equações envolvidas nos mencionados grupos de equilíbrio se obtém através do software como o MATHCAD 12 e não, por exemplo, através do inadequado uso do pacote HDM que não é aplicável quando o problema a ser solucionado se trata dessas modalidades aqui citadas.

Por outro lado, cada vez que não são cumpridas as obrigações pactuadas em contrato entre as partes, seja pelo lado da Concessionária seja pelo lado do Governo ocorre o chamado desequilíbrio financeiro do contrato, que pode ser contra ou favorável a Concessionária, com repercussão direta no valor da tarifa básica de pedágio, ou de aumento, ou de redução respectivamente.

Essa análise passa, aí sim na segunda etapa, necessariamente pelo Modelo Sistêmico de Engenharia Financeira com a incorporação dos resultados limites vinculados ao atendimento dos dois primeiros grupos de equilíbrio.

A finalidade deste Modelo é a de encontrar solução, quanto aos valores das tarifas de pedágio condicionados as restrições sócio-comportamentais vinculadas aos usuários, econômicas de desenvolvimento das regiões servidas, técnico para manter os benefícios aos usuários e financeiras à manutenção do equilíbrio financeiro do Modelo a ser aplicado a este Projeto, como pode ser visto mais adiante nesse PARECER TÉCNICO CONCLUSIVO, .


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7 ASPECTOS CONCEITUAIS DO MODELO SISTÊMICO DE ENGENHARIA FINANCEIRA

7.1 OS CONCEITOS

Quaisquer das três modalidades mencionadas ou combinadas para a materialização da implantação da VIA INTERPRAIAS, o fato é que a implantação de um Projeto pressupõe a existência de demanda, ou de necessidade por parte da Sociedade e esta demanda deverá ser suprida por investimentos.

Estes investimentos podem ser gerenciados pela Sociedade como um todo através do Poder Público, ou, este pode transferir o encargo para a iniciativa privada ficando com a responsabilidade da regulação, em outras palavras, colocando a iniciativa privada a serviço da Sociedade.

Um Projeto para ser implantado necessita de recursos técnicos e financeiros.

Os recursos técnicos podem ser supridos pelos Acionistas ou por empresas contratadas, para tanto, os recursos financeiros advém de três fontes básicas, a saber:

Acionistas: Capital próprio dos “proprietários” do Projeto - capital de risco, sua remuneração ocorre após o período do “Payback” e está vinculada ao sucesso do Projeto.

Investidores: Capital emprestado de terceiros - capital remunerado independentemente do resultado do projeto, os Acionistas prestam garantias de tal forma que o risco envolvido é apenas o de crédito.

Re-inversão: São os recursos gerados dentro do próprio Projeto durante o período da concessão.

Na modalidade PPP - Parceria Público Privada, adiciona-se à fonte de recursos a oriunda em parte através do Poder Público.

Na terceira modalidade, a das Áreas, semelhantemente a PPP, parte dos recursos serão gerados pela ocupação visando o desenvolvimento econômico e social


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vinculado a VIA INTERPRAIAS e a própria valorização das terras, como será visto mais adiante.

A premissa básica para implantação de um Projeto é a efetiva possibilidade deste contar com interessados em participarem como Acionistas e Investidores.

A implantação do projeto deve ter uma visão sistêmica e empresarial, visando a viabilidade para os fornecedores do Capital necessário a sua implantação, sem contanto abrir mão do preceito deste estar a serviço da Sociedade, razão pela qual deve satisfazer simultaneamente aos três grandes grupos de equilíbrio mencionados, seja em cada modalidade de per si ou combinadas.

As variáveis financeiras por outro lado, algumas podem ser definidas previamente, para efeito do cálculo do valor da tarifa segundo o enfoque de permitir a participação efetiva do setor privado que é a remuneração do capital privado11.

É preciso conceituar e clarificar as diferenças fundamentais entre as chamadas Taxas Internas de Retorno do Projeto e do Acionista, para o estabelecimento da justa remuneração do capital, mas que sejam necessariamente inferiores à Taxa Interna de Retorno Social.

SOB A ÓTICA DO PROJETO

Taxa Interna de Retorno do Projeto

A TIR do Projeto pode ser definida como a rentabilidade estimada do empreendimento, em relação ao investimento realizado.

Matematicamente, é a taxa de desconto que anula o Valor Presente Líquido do Fluxo de Caixa do Projeto.

A TIR do Projeto representa a rentabilidade intrínseca ao mesmo, na medida que é calculada no Fluxo de Caixa no conceito “All Equity Cost of Capital”, ou seja, considerando que o projeto seja financiado 100% por recursos dos acionistas.

11 MAC DOWELL, FERNANDO, K, RICARDO & VIEIRA, GERALDO, REAVALIAÇÃO E SOLUÇÃO DA CONCESSÃO DO ANEL DE INTEGRAÇÃO DO PARANÁ – COMISSÃO DE PERITOS, GOVERNO DO ESTADO DO PARANÁ, SECTRAN & DER-PR, MAIO/1999.


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Valor Corrente Líquido do Fluxo do Projeto

O Valor Corrente é o valor do Fluxo de Caixa do Projeto, a Taxa de Desconto igual a zero.

Valor Presente Líquido do Fluxo de Caixa do Projeto

O Valor Presente Líquido (VPL) é o valor atual do Fluxo de Caixa do Projeto, a uma determinada Taxa de Desconto – que deve ser igual ao custo de oportunidade, normalmente calculado a taxa de 12% ao ano.

Fisicamente, o VPL significa que, a um determinado custo de oportunidade específico, o acionista terá recuperado todo o capital investido (corrigido a este custo de oportunidade) e terá, ainda, como resultado adicional, o valor do próprio VPL.

Payback Period

É o período de tempo estimado para a recuperação de um investimento, e significa, fisicamente, o ponto a partir do qual o fluxo de caixa acumulado do projeto se torna positivo.

SOB A ÓTICA DO ACIONISTA

Taxa Interna de Retorno do Acionista

Na quase totalidade dos casos práticos, o conceito de Fluxo de Caixa “All Equity Cost of Capital” é teórico à medida que a viabilização dos projetos passa por uma adequada relação entre o nível de capital próprio da dívida, pelo qual se chega à conveniente alavancagem financeira do empreendimento.

Uma vez considerada a parcela de capital de terceiros no financiamento do empreendimento, tem-se o Fluxo de Caixa resultante para o Acionista.


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A TIR do Acionista ou também conhecida como a TIR Alavancada representa a taxa de desconto que anula o Valor Presente Líquido deste Fluxo.

Representa, portanto, a rentabilidade alavancada do projeto, pressupondo que os custos dos empréstimos contraídos sejam inferiores a TIR do Projeto, ou seja, que o custo de capital de terceiros seja inferior ao custo do capital próprio.

Assim, a taxa de custo de oportunidade do capital e as condicionantes relativas aos empréstimos, como a razão do montante, prazo de carência, período para amortização, variam segundo o tomador, cujo critério de análise que induz a decisão dessas condicionantes é de responsabilidade do Agente Financeiro.

Portanto, a TIR do Acionista, tende a ser maior, quanto melhor for as condicionantes financeiras que envolvem os empréstimos que variam de empresa para empresa.

Entretanto, quando agente externo ao contrato, seja de concessão rodoviária, seja de arrendamento no caso dos portos, intervêm no equilíbrio financeiro, como a redução tarifária estabelecida unilateralmente pelo Poder Concedente, por exemplo, o reequilíbrio terá que ser feito através da TIR do Acionista.

Para análise da TIR do Acionista alem de envolver as mesmas variáveis da TIR de Projeto são necessários acrescentar os seguintes conceitos.

Capital Próprio

Investimento de acionistas na propriedade de uma empresa é também igual ao patrimônio líquido da empresa, sendo a diferença entre o ativo total e o passivo total.

O capital próprio tem um custo maior do que o de terceiros, pois ele assume o risco de ser o último a receber em caso de liquidação do negócio.

Apesar disso, a participação de capital próprio é exigida pelos financiadores (terceiros) para garantir o alinhamento de objetivos dos gestores do negócio.

Capital de Terceiros

Recursos de terceiros utilizados em uma empresa, criando uma obrigação contratual de devolução de um montante predeterminado, além de juros (remuneração), dentro de um período definido.

O capital de terceiros tem um custo menor do que o capital próprio, pois tem maiores garantias em caso de liquidação do negócio.


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Além desse custo menor, o capital de terceiros traz consigo ainda efeito fiscal benéfico para a empresa que o utiliza, pois contribui para a redução da base de cálculo dos impostos sobre a renda.

No caso de projetos rodoviários, o Capital de Terceiros é representado pelos financiamentos captados pela empresa para suporte financeiro ao contrato de concessão.

Esses financiamentos são constituídos, na fase inicial dos contratos de concessão, por empréstimos-ponte que, no decorrer de algum tempo (normalmente, entre 12 e 18 meses) são substituídos por operações de longo prazo.

O Custo de Capital de Terceiros, de fácil entendimento, é o custo ponderado dos financiamentos a serem alocados ao projeto, em termos reais.

Prazo de carência

Período em que não há desembolso de parcelas para amortização do principal de uma dívida.

Em geral, durante esse período só há o pagamento dos juros, a não ser que seja prevista em contrato a incorporação ao principal dos juros do período.

O prazo de carência deve ser condizente com o tempo de maturação do projeto (ou seja, a conclusão dos investimentos principais), de modo que a geração de caixa seja suficiente para a amortização do principal da dívida.

Valor Presente Líquido do Fluxo do Acionista

O Valor Presente Líquido (VPL) é o valor atual do Fluxo de Caixa do Acionista, a uma determinada Taxa de Desconto – que deve ser igual ao custo de oportunidade, normalmente calculado a taxa de 12% ao ano.

Fisicamente, o VPL significa que, a um determinado custo de oportunidade específico, o acionista terá recuperado todo o capital investido (corrigido a este custo de oportunidade) e terá, ainda, como resultado adicional, o valor do próprio VPL.

Payback Period

É o período de tempo estimado para a recuperação de um investimento, e significa, fisicamente, o ponto a partir do qual o fluxo de caixa acumulado do acionista se torna positivo.

Prazo de Amortização


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Prazo ao longo do qual é feito pagamento do principal de um empréstimo, dividido em parcelas ao longo desse período, continua-se pagando os juros, apesar de que o montante sobre o qual eles são calculados (o saldo devedor do empréstimo) vai sendo reduzido ao longo do tempo, à medida que as parcelas do principal da dívida são pagas.

Taxa de Juros

Taxa de Juros reflete o preço pago por tomar dinheiro como empréstimo. Ela remunera o capital de terceiros empregado, e embute o risco percebido pelo financiador, bem como a expectativa de variações macroeconômicas.

Taxa Real de Juros

A Taxa de juros expressa em termos reais, ou seja, desconsiderando os efeitos da inflação a mesma tem base na taxa nominal, reflete os efeitos de câmbio e desconta os efeitos de inflação.

Empréstimo-Ponte

Empréstimo de curto prazo, tomado para cobertura da necessidade de caixa no período inicial, em que os projetos estão sendo analisados para eventual liberação de financiamentos de longo prazo (o que, em projetos de concessão rodoviária, por exemplo, normalmente demanda não menos do que um ano).

Este empréstimo requer garantia real dada pelos acionistas, que por sua vez comprometem seus limites de crédito em outros negócios e impacta seus demonstrativos contábeis, mas é de responsabilidade da concessionária que o tomar, mas poderá incidir no equilíbrio financeiro do contrato por ações externas ao próprio contrato, como por exemplo, uma decisão unilateral intempestiva do Governo, por exemplo.

Além disso, os juros reais destes financiamentos são muitos maiores do que os praticados no "Project Finance", e sua extensão em longo prazo seria incompatível com a capacidade de geração de caixa de projetos de concessão rodoviária.

A variação da SELIC ANUAL acumulado em 12 meses é conhecida, como pode ser apreciada na seqüência de gráficos escaneados da REVISTA SUMA ECONÔMICA, mas que incide no represamento do tráfego da rodovia e na sua própria projeção.


41

2004 2005

FONTE:SUMA ECONÔMICAJAN/2005

2006 2007

2006 2007


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Project Finance

Financiamento a projetos onde a garantia da capacidade de pagamento do devedor advém da geração dos fluxos de caixa do projeto (as garantias advêm do fluxo de recebíveis do projeto, e não há garantias reais dadas pelos acionistas).

Este tipo de financiamento, segundo o Econ. Ricardo K. se aplica especialmente em projetos independentes, notadamente na área de infra-estrutura, que necessitam de grandes aportes de capital.

Normalmente, exigem para serem viabilizados, uns consideráveis esforços técnicos e gerenciais por parte dos financiadores, para que as premissas consideradas pelos acionistas possam ser analisadas e, posteriormente, confirmadas ou ajustadas.

Por conta disso, normalmente esse tipo de financiamento exige a participação de entidades que detêm experiência nesse tipo de análise (agências multilaterais, bancos de fomento) para ser desenvolvido.

Flat Fees

São taxas que são pagas aos agentes financeiros que intermedeiam a ligação entre o tomador do empréstimo e a instituição provedoras dos recursos.

2007 2008

2007 2008


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São normalmente calculadas sobre o montante a ser financiado, e pagas de uma só vez, no ato da assinatura do contrato de financiamento ou da liberação da primeira parcela a ele relacionada.

Commitment Fee

É a taxa de comprometimento de um empréstimo, paga a partir do momento em que o tomador contrai um empréstimo junto a um financiador, apesar das várias tranches (parcelas) de liberação ao longo do tempo.

Esta taxa recai sobre o total contratado a que o financiador se compromete a liberar no futuro.

Conta reserva ("escrow account")

Conta mantida por empresas que tomam empréstimos, com caução de recursos garantindo percentual dos empréstimos concedidos, normalmente exigidos por instituições financeiras em empréstimos na modalidade "Project Finance".

Estes recursos segundo devem ser mantidos em uma instituição previamente determinada, com volume suficiente para cobrir pagamentos de juros e principal por um período pré-determinado (6 meses, por exemplo) e são remunerados por uma taxa acordada previamente entre tomador e financiador, durante o período de permanência na conta.

Estes recursos não podem ser movimentados pelo devedor, e serão sacados pelo credor em caso de inadimplência.

Índice de Cobertura do Serviço da Dívida (Debt Service Coverage Ratio)

Índice que mede a capacidade de pagamento do serviço da dívida pela empresa, normalmente utilizado por instituições financeiras para avaliação do nível de comprometimento da geração de caixa da empresa com o pagamento do serviço da dívida (principal + juros).

Considerando que todo o fluxo de caixa líquido gerado pela empresa será aplicado em diferentes usos, como re-investimentos, pagamento de impostos, distribuição de resultados aos acionistas e pagamento do serviço da dívida – torna-se importante para o Agente Financeiro, conhecer o percentual que será utilizado para pagamento do serviço da dívida, a fim de conhecer o nível de risco desse pagamento.

Por exemplo, se a empresa tem um Índice de Cobertura do Serviço da Dívida (ICSD) de 1,5, isto significa que, se a geração de caixa da empresa cair em mais de


44

33% (0,5 dividido por 1,5), ela poderá deixar de ter capacidade para pagamento da totalidade do serviço da dívida com recursos gerados internamente.

Quando a projeção futura de fluxo de caixa da empresa gera índices menores do que um determinado limite desejado pelo financiador, o empréstimo à empresa dificilmente é aprovado.

Além disso, quanto mais elevado for o risco da empresa ou do projeto em que ela está envolvida, de acordo com a percepção do financiador, maior será o índice por ele exigido.

Em projetos de concessão rodoviária, por exemplo, desenvolvidos no Brasil em condições normais de risco, o ICSD mínimo tende a situar-se no entorno de 1,4.

Para projetos cuja percepção de risco seja maior por parte dos financiadores, é possível que seja exigido pelos mesmos, ICSD mínimo de 1,5, ou até maior, dependendo da avaliação específica que possa ser feita em relação ao projeto e às características dos acionistas da concessionária.

Índice de Liquidez Corrente

Índice que mede a capacidade de pagamento das obrigações de curto prazo de uma empresa, normalmente utilizado por instituições financeiras e fornecedores para avaliação do nível de comprometimento dos ativos realizáveis no curto prazo com o pagamento de dívidas de curto prazo contraídas junto a bancos e fornecedores.

Quando este índice é maior do que 1 isto significa que a empresa tem ativos de curto prazo em excesso ao que seria necessário para quitar suas dívidas de curto prazo.

Por exemplo, um índice de 1,3 significaria que a empresa teria R$ 1,30 em ativos para pagar cada R$ 1,00 de sua dívida de curto prazo.

Em outras palavras sobrariam 30% dos ativos de curto prazo após a quitação de toda a dívida de curto prazo.

Por outro lado, um índice menor do que 1,00 significaria que a empresa não teria como pagar suas dívidas de curto prazo apenas com seus ativos de curto prazo.

Exigível em Longo Prazo

Todo o exigível representa uma obrigação da empresa ou, simplesmente, uma dívida.

Esta dívida pode ter sido contraída junto a fornecedores, instituições financeiras, governo ou outros.


45

Por longo prazo, entende-se o exigível em prazo superior a um ano, portanto, o Exigível em Longo Prazo constitui-se de dívidas com prazo superior a um ano.

Usualmente, estas dívidas estão concentradas em empréstimos e financiamentos, debêntures e outros títulos emitidos junto ao mercado de capitais e, eventualmente, até por obrigações tributárias cujo recolhimento só será realizado em prazo superior a um ano.

Alavancagem Financeira

A alavancagem é uma função direta do nível de endividamento de uma empresa – que, por sua vez, pode ser definido como sendo o percentual dos recursos da empresa que é fornecido por terceiros.

Assim sendo, uma empresa que utiliza um maior percentual de capital de terceiros nas suas atividades é dita como sendo mais alavancada do que uma outra empresa que utilize um percentual menor de recursos de terceiros.

Por outro lado, uma empresa pouca alavancada utiliza menos do benefício fiscal advindo da dedução das despesas de juros para fins fiscais.

Quando se diz que uma empresa é pouco alavancada, está-se dizendo que ela possui um baixo percentual de utilização de recursos de terceiros.

Como estes recursos são usualmente decorrentes de dívidas sobre as quais são incorridos juros, uma empresa com poucas dívidas terá pouca despesa de juros e, portanto, um resultado tributável maior.


46

8 EQUILÍBRIO ECONÔMICO SOCIAL

8.1 CAPACIDADE FÍSICA DE ESCOAMENTO: INTERPRAIAS EM VIA SINGELA

O primeiro passo para o entendimento do procedimento12 é a determinação da capacidade física de escoamento da INTERPRAIAS em via singela, com velocidade em fluxo livre limitada a 80 km/h.

Na próxima figura são mostradas as funções probabilísticas obtidas, no tocante à variação da velocidade do fluxo correspondente ao nível de densidade de veículos por km na via, da mesma forma o volume horário correspondente à essa densidade que nessa fase preliminar adotou-se que mesma terá características técnicas de CLASSE I e 15% de veículos pesados .

12 TRB-TRANSPORTATION RESEARCH BOARD, HIGHWAY CAPACITY MANUAL-HCM/2000, NATIONAL RESEARCH COUNCIL, WASHINGTON, DC. 2000.

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 2000

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

0

500

1000

1500

2000

VELOCIDADE VERSUS DENSIDADE

DENSIDADE (veículo/km)

VE

LO

CID

AD

E (

km

/h)

VO

LU

ME

HO

RÁ

RIO

(V

EIC

/H)

80

0

VEL Dd( )

2400

0

VOLp Dd( )

2000 Dd

INTERPRAIAS EM VIA SINGELA e as RELAÇÕES PROBABILÍSTICAS:VELOCIDADE x DENSIDADE e VOLUME HORÁRIO x DENSIDADE

MAC DOWELL/06

15% VEICULOS PESADOSCLASSE I


47

Observa-se, que quanto maior for a densidade de veículos por km na via, tanto menor será a velocidade do fluxo, enquanto o volume horário do fluxo de tráfego passa por um valor máximo correspondente à densidade de veículos, que caracteriza a capacidade de escoamento da via singela que é de 2384 veículos por hora com cerca de 15% de veículos pesados para o atendimento ao desenvolvimento das margens da SC-100, a favor da segurança.

Dessa forma tem-se a função probabilística da velocidade relacionada à densidade de veículos cujas respectivas expressões são:

Vel i 1

0

Di

x

x( ) 1

e x

1

1

d

VV <-- velocidade (km/h) em função ddensidade (veíc/km)

E o volume horário em função da densidade de veículos tem-se:

VOL D 1

0

D

x

x( ) 1 e x1

1

d

VV

Onde:

Vel = velocidade do fluxo em km/h

e = parâmetros da distribuição de probabilidade de ERLANG

Vol = volume horário de tráfego

VV = velocidade máxima permitida na via (km/h)

Por outro lado, a função representada graficamente na próxima figura relaciona probabilisticamente o comportamento físico da velocidade do fluxo de veículos em função do nível de volume horário de tráfego na VIA INTERPRAIAS em via singela com 15% de veículos pesados, cuja capacidade de escoamento é de 2.384 veículos por hora considerando ambos os sentidos.


48

Nota-se, que à medida que o volume horário aumenta, a velocidade física do fluxo reduz em correspondência até atingir 41 km/h, que corresponde por sua vez, à capacidade de escoamento, e nessa oportunidade a velocidade de todos os veículos se deslocam a 41 km/h com desvio padrão tendendo a zero, caracterizando a partir desse ponto o limite da estabilidade do fluxo.

Daí para frente, na mesma seção a tendência é de passar menos veículos por hora, com velocidade abaixo de 41 km/h até atingir a velocidade zero, quando nessa ocasião o tráfego permanece totalmente paralisado.

O significado prático, é que na mesma seção da via pode passar por hora o mesmo volume de veículos, entretanto o farão a duas velocidades absolutamente distintas, como se pode ver na figura anterior.

Essa constatação física de deslocamento do tráfego para o mesmo volume horário e na mesma seção da via pode ser feita a duas velocidades distintas, portanto divide a curva velocidade x volume horário em duas regiões operacionais importantes.

0 500 1000 1500 20000

10

20

30

40

50

60

70

80MAC/06 : VOLUME VERSUS VELOCIDADE

VOLUME HORÁRIO

VE

LO

CID

AD

E M

ED

IA D

O F

LU

XO

DE

VE

ÍCU

LO

S

80

0

VEL Dd( )

24000 VOLp Dd( )

VIA INTERPRAIAS EM VIA SINGELA e a RELAÇÃO PROBABILÍSTICA:VELOCIDADE x VOLUME HORÁRIO

FLUXO ESTÁVEL

FLUXO INSTÁVEL

CAP: 2.384 VEIC/h

41 km/h

MAC DOWELL/06


49

A primeira, denominada de região estável e a segunda de região instável do fluxo de veículos, sendo que esta se caracteriza pelo chamado “congestionamento do tráfego” ou operação em Nível F, e nessa oportunidade o fluxo de veículo se desloca intermitentemente isto é, pára, acelera, desacelera, pára e reinicia este ciclo enquanto se encontrar nessa região de instabilidade da curva velocidade x volume horário.

Uma das conseqüências desse tipo de deslocamento do veículo, qualquer que seja ele é o aumento de consumo de combustível comparativamente ao deslocamento à velocidade constante, em que o veículo não utiliza toda sua potencia disponível, mas apenas aquela que o mantém a velocidade desejada suficiente para vencer o somatório das resistências ao seu deslocamento.

Como ocorre aumento de combustível, ocorre também maior emissão veicular de gases para atmosfera que será abordado mais adiante.

Cabe ressaltar, que no caso da velocidade maior, acarreta menor emissão de CO (Monóxido de Carbono), enquanto para o mesmo fluxo horário fluindo à velocidade menor, tanto maior é agressividade não apenas ao meio ambiente externo, mas no interior dos próprios veículos onde a concentração atinge maior nível em face da maior emissão de CO por veículo-km na via e a própria limitação do volume de ar confinado ou parcialmente confinado no interior desses veículos.


50

PROCEDIMENTO PROBABILÍSTICO PARA DETERMINAÇÃO DO TMDA DE 2006

Esse desenvolvimento aqui empregado é alicerçado em técnicas probabilísticas e foi validado com base em dados de tráfego de contagem volumétrica durante uma semana escolhida aleatoriamente em um mês escolhido também aleatoriamente no ano de 1995, fornecidos pela DERSA na rodovia dos Imigrantes, com o conhecimento prévio do tráfego anual daquele mesmo ano, ou seja, com todos os dados conhecidos.

Após as concessões rodoviárias em face da riqueza de dados e a diversificação de situações, o procedimento evoluiu para a contagem de um único dia útil da semana.

Para tal foram utilizados dados reais de volumes horários de um único dia da semana aleatoriamente escolhido em distintos anos e meses, com a vantagem que se conhecia o tráfego médio diário anual correspondente aquele ano através de contagens permanentes nas 8760 horas de cada ano.

Inclusive procurou-se trabalhar com diferentes coeficientes de variação da distribuição desses volumes horários em dia útil inclusive sábado e domingo e em diferentes dias no mesmo ano.

O critério aqui aplicado utiliza a regressão polinomial [fit(t)] da relação dos coeficientes de variação (t) utilizando para tal o software MATHCAD 12, VERSÃO 2005 tem-se:

CV if CV K18

K18

CV

K18

0.637

Cujo gráfico é mostrado a seguir:


51

A predição dos coeficientes com a utilização da técnica de regressão polinomial (predY) e o nível de correlação (corr) são mostrados na seqüência.

predYj

fit K1T j

corr predY pg( ) 0.982

Os novos parâmetros da distribuição de probabilidade GAMMA são em seguida determinados.

1 fit CV( ) 11

1

2

s12

<-- coeficiente da distribuição Gamma observado na distribuição horária do tráfego da pesquisa em 24 horas de um dia qualquer

Entretanto, aqui foi adotado o tráfego estabelecido pela PROSUL no Capítulo 3.1 correspondente ao ESTUDO DE TRÁFEGO de seu relatório, o TMDA esperado por trecho é fornecido a seguir:

0.43 0.44 0.45 0.47 0.48 0.49 0.5 0.51 0.52 0.54 0.55 0.56 0.57 0.58 0.59 0.61 0.62 0.63 0.640.6

0.64

0.69

0.73

0.78

0.82

0.86

0.91

0.95

0.99

1.04

1.08

1.13

1.17

1.21

1.26

1.31.209

0.639

fit t( )

pg

0.6370.43 t K1


52

FONTE: PROSUL

Dessa forma, partindo desse TMDA e considerando a distribuição horária de volume de tráfego semelhante ao perfil horário de acessibilidade ao litoral de Santa Catarina e particularmente ao RINCÃO chega-se aos parâmetros da função densidade de probabilidade GAMMA abaixo.

t 2.669 t 0.017

Em seguida utilizando a propriedade singular e inerente somente às distribuições de probabilidade, obtém-se a estimativa do TMDA (Tráfego Médio Diário Anual) através dessa propriedade.


53

TMDA

0

200000

xt t x t 1 e

t x

t x

d

8760

365

TMDA 3.746 103

<-- TRÁFEGO MÉDIO DIÁRIOANUAL (2006) AMBOSSENTIDOS INTERPRAIAS.

ok


54

DISTRIBUIÇÃO DOS VOLUMES HORÁRIOS NAS 8760 HORAS DO ANO

A freqüência dos volumes horários de tráfego nas 8760 horas do ano na SC-100 fornecida pela função densidade de probabilidade, portanto correspondente ao TMDA (ambos os sentidos) é mostrada na próxima figura cuja expressão matemática é do tipo GAMA.

Com parâmetros:

t 2.669 t 0.017

0 100 200 300 400 500 6000

10

20

30

40

50

FREQUÊNCIA DOS VOLUMES HORÁRIOS/ANO

VOLUME HORÁRIO

FR

EQ

UÊ

NC

IA D

E H

OR

AS

/AN

O

44.028

0

fr vol1( )

6000 vol1

fr x( )t t x t 1 e

t x

t 8760


55

Um dos subprodutos desse Modelo é a determinação das horas de projeto fornecidas abaixo que caracteriza concentração de tráfego na SC-100 devido aos períodos de alta temporada quando ocorrem deslocamentos para o litoral catarinense semelhante ao BALNEÁRIO RINCÃO, e vice versa.

SC-100TMDA 3.746 10

3

HORAS DE PROJETO

xval2

TMDA20.428% <-- Primeira hora de projeto

x30

TMDA14.265% <-- Trigésima hora de projeto

x200

TMDA10.629% <-- Ducentésima hora de projeto


56

DISTRIBUIÇÃO ANUAL DOS NÍVEIS DE SERVIÇO EM VIA SINGELA

Os procedimentos para determinação dos NÍVEIS DE SERVIÇO de uma RODOVIA em PISTA SINGELA são bem mais complexos comparativamente a de uma RODOVIA EM PISTA DUPLA, seja na configuração de “MUILTILANE, ou EXPRESSWAY, ou ainda FREEWAY”.

Isto se deve ao fato que os níveis de serviço estabelecidos no HCM/200013 para rodovia em via singela estão relacionados à dificuldade de ultrapassagem caracterizada pelo percentual de tempo despendido para tal, em função da variação do nível de volume horário de tráfego na via em ambos os sentidos e na variação do fator direcional.

Para o TMDA de 3746 e sua respectiva freqüência de volumes horários no ano de 2006, chega-se a média anual (2006) do tempo despendido para a ultrapassagem de apenas 12,4% e desvio padrão de 7,0% por veículo.

Em função dessa distribuição probabilística desses percentuais de tempo despendido que adere ao tipo GAMMA, e a partir da classificação dos níveis de serviço estabelecidos pelo HCM/2000, pode-se determinar para a SC-100 as relações v/c (volume/capacidade) correspondentes aos diferentes níveis de serviço, utilizando para tal o software MATHCAD 12 versão 2005, obtendo os seguintes valores para essas relações (v/c).

SC - 100 VIA SINGELA E AS REALÇOES v/c obtidas

A 0.278 <--nível A C 0.638 <--nível C

E 1 <--nível E

B 0.423 <--nível B D 0.812 <--nível D

13 TRB-TRANSPORTATION RESEARCH BOARD, HIGHWAY CAPACITY MANUAL-HCM/2000, NATIONAL RESEARCH COUNCIL, WASHIGTON.D.C. 2000.


57

TRÁFEGO MÉDIO DIÁRIO ANUAL NA SC-100 QUE CORRESPONDENTE A 200 HORAS EM NÍVEL D OU PIOR

A importância do NIVEL DE SERVIÇO se prende a época que as intervenções devem devem ser feitas na rodovia para ampliar a capacidade de escoamento.

Por exemplo, o critério adotado para a Concessionária privada no Brasil, é conhecido como Critério das 200 horas em nível D ou pior em um ano, e quando esta condição de nível de serviço é atingida, a Concessionária é obrigada por força contratual, a investir em melhorias de ampliação de capacidade da rodovia a suas expensas.

No caso em questão, a SC-100 em via singela para o nível de TMDA determinado pela PROSUL de 3746 encontra-se muito abaixo das 200 horas em NÍVEL D ou pior.

Para o enquadramento do NIVEL DE SERVIÇO LIMITE de 200 horas por ano em NÍVEL D ou pior, o TMDA na SC-100 em via singela não deve ser superior a 14.300 veículos considerando ambos os sentidos.

A freqüência probabilística dos volumes horários nas 8760 horas do ano fornece a concentração de veículos na SC-100 (via singela - CLASSE I) à passagem correspondente à capacidade de escoamento, que pode ser apreciada na próxima figura com a indicação da região correspondente a instabilidade do fluxo, portanto de congestionamento na via, considerando o nível atual de TMDA de 14.300.veículos em ambos os sentidos que corresponde a 200 horas em nível D ou pior.


58

SISTEMA A SER RESOLVIDO

Horas com volume horário acima do Nivel A Horas com volume horário acima do Nivel B

pha k( ) 1

0

cc A

T1 k( )

X2 2 X 2 1

e2 X

2

d

C phb k( ) 1

0

cc B

T1 k( )

X2 2 X 2 1

e2 X

2

d

C

HA k( ) 8760 pha k( )( ) <-- HORAS EM NÍVEL A HB k( ) pha k( ) phb k( )( ) <-- HORAS EM NÍVEL B

Horas com volume horário acima do Nivel C Horas com volume horário acima do Nivel D

phc k( ) 1

0

cc C

T1 k( )

X2 2 X 2 1

e2 X

2

d

C phd k( ) 1

0

cc D

T1 k( )

X2 2 X 2 1

e2 X

2

d

C

HC k( ) phb k( ) phc k( )( ) <-- HORAS EM NÍVEL C HD k( ) phc k( ) phd k( )( ) <-- HORAS EM NÍVEL D

Horas com volume horário acima do Nivel E

phe k( ) 1

0

cc E

T1 k( )

X2 2 X 2 1

e2 X

2

d

C


59

Given

SUJEITO A:

HD k( ) HE k( ) HF k( ) HA k( ) HB k( ) HC k( ) 8760

HD k( ) HE k( ) HF k( ) 200

k Minerr k( )

k 3.817 <-- coeficiente procurado

A distribuição dos níveis de serviço correspondetes ao TMDA quecorresponde as 200 horas em nível D ou pior pode ser vista a seguir.:

SOLUÇÃO

<---TMDA PROCURADOT1 k( )

pha k( )

phb k( )

phc k( )

phd k( )

phe k( )

HA k( )

HB k( )

HC k( )

HD k( )

HE k( )

HF k( )

14300

3079

1119

200

44

8

5681

1960

919

156

36

8

Nível A (horas/ano)

Nível B (horas/ano)

Nível C (horas/ano)

Nível D (horas/ano)

Nível E (horas/ano)

Nível F (horas/ano)


60

T1 k( ) 14300 <--- TMDA (PROCURAD0)

HA k( ) 5681 <--- HORAS EM NÍVEL A

HB k( ) 1960 <--- HORAS EM NÍVEL B

HC k( ) 919 <--- HORAS EM NÍVEL C

HD k( ) 156 <--- HORAS EM NÍVEL D

HE k( ) 36 <--- HORAS EM NÍVEL E

HF k( ) 8 <--- HORAS EM NÍVEL F

HD k( ) HE k( ) HF k( ) 200 ok

HD k( ) HE k( ) HF k( ) HA k( ) HB k( ) HC k( ) 8.76 103

ok

1 10 100 1 103

1 104

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

DISTRIBUIÇÃO ATUAL DOS NÍVEIS DE SERVIÇO

HORAS DO ANO

VO

LU

ME

HO

RÁ

RIO

ME

NO

R Q

UE

3000

0

x

NE

ND

NC

NB

NA

87601 ph x k( )

NA

NB

NC

ND

NE

HORAS CONGESTIONADAS

CAPACIDADE DE ESCOAMENTO

SC-100: DISTRIBUIÇÃO DOS NÍVEIS DE SERVIÇO NAS 8760 HORAS DO ANO, TMDA PARA 200 HORAS EM NÍVEL D ou PIOR

NF

MAC DOWELL/08


61

Esse fenômeno representado pela área hachurada no gráfico anterior é semelhantemente ao da água que acumula numa banheira, quando a vazão do chuveiro é maior que a vazão do ralo aberto da própria banheira, e só começa a esvaziar a medida que se vai fechando o chuveiro portanto reduzindo o fluxo de água até inverter a situação, que acaba por esvaziá-la.

Na Engenharia de Tráfego a situação se torna mais complicada, pois como a velocidade do fluxo horário do tráfego passa a ser menor acarreta sucessivas ondas de choque no fluxo de tráfego e nessa ocasião ocorrem altas emissões de gases na atmosfera, se destacando o mais nocivo e letal, o CO, e o pior, é que acarretam altas concentrações no interior dos veículos expondo os seus ocupantes por mais tempo nessa situação imprópria a sua saúde, particularmente as crianças e os idosos, em que pese os avanços tecnológicos aplicados aos veículos novos, não se pode ignorar a idade média avançada da frota de mais de 10 anos alem disso, os altos custos cobrados para a substituição dos catalisadores (R$800,00 a R$1000,00), que na prática acabam não sendo substituídos.


62

8.2 CAPACIDADE FÍSICA DE ESCOAMENTO: INTERPRAIAS EM PISTA DUPLA

A capacidade de escoamento da SC-100 que apresenta uma extensão de 131,7 km, considerando-a em pista dupla com duas faixas de tráfego por sentido foi determinada probabilisticamente a partir de dados reais obtidos através de pesquisas de campo por procedimento automático e seletivo, executadas nas rodovias nacionais, se destacando a própria BR-101/SC, BR-116-Regis Bitencourt (SP), VIA LAGOS (RJ) antes e depois de duplicada, LINHA AMARELA (Rio) em todas as seções tipo 2, 3 e 4 faixas por sentidoi, PONTE RIO-NITERÓI, BR-116 (Via Dutra) em todos os seus segmentos, LINHA VERMELHA (Rio), VIA ANHANGUERA (SP), RODOVIA DOS BANDEIRANTES (SP), IMIGRANTES (SP), ANCHIETA (SP), e assim por diante, ressaltando a conjunção dos volumes horários, participação de veículos pesados e das distribuições de velocidades decorrentes e de seus correspondentes desvios padrão.

Para tal, selecionou-se para diferentes participações de veículos pesados diferentes volumes horários, as correspondentes velocidades médias e respectivos desvios padrão, obtendo-se através Modelo Probabilístico as funções que deram origem aos gráficos referentes à SC-100 duplicada.

Utilizando procedimento semelhante ao mostrado para a SC-100 em via singela, aplicado aqui a VIA INTERPRAIAS em via dupla (2 faixas por sentido), obteve-se as funções probabilísticas no tocante à variação da velocidade do fluxo correspondente ao nível de densidade de veículos por km na via, função probabilística tipo GAMMA, da mesma forma o volume horário por sentido correspondente e a essa densidade.

VIA EXPRESSA: 2 FAIXAS

1.695 0.013 VVV 90

VEL D VV( ) 1

0

D

x

x 1

e x

d

VVV

VOLUME EM FUNÇÃO DA DENSIDADE

VOL D VVV( ) VEL D VVV( ) D


63

A seguir as mencionadas curvas vê velocidade e de volume horário (vol) em função da densidade (D) de veículo na via.

Onde:

0 100 200 300 400 500 6000

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0

1000

2000

3000

4000

5000

VOLUME x VELOCIDADE: VIA EXPRESSA SC

DENSIDADE (veiculo/km)

VE

LO

CID

AD

E d

o F

LU

XO

DE

VE

ÍCU

LO

S (

km/h

)

100

0

VEL D VVV( )

4.858 103

0

VOL D VVV( )

6000 D

VIA INTERPRAIAS e as RELAÇÕES PROBABILÍSTICAS:VELOCIDADE x DENSIDADE e VOLUME HORÁRIO x DENSIDADE

VH

MAC DOWELL/06

Vel = velocidade (km/h) correspondente a densidade D (veic/km)

= parâmetros da distribuição de probabilidade GAMA

VOL = volume horário de tráfego (VEICULOS/HORA)

VVV = velocidade limite estabelecido pela Concessionária (nesse caso velocidade Controlada –km/h)


64

A seguir a função oriunda do Modelo Probabilístico representado graficamente, que relaciona o comportamento físico da velocidade do fluxo de veículos em função do nível de volume horário de tráfego para a participação de 15,5% de veículos pesados no fluxo.

.

Nota-se, que à medida que o volume horário aumenta, a velocidade física do fluxo reduz em correspondência até atingir 44 km/h, que corresponde à capacidade de escoamento de 4858 veículos reais por sentido na VIA INTERPRAIAS DUPLICADA, e nessa oportunidade a velocidade de todos os veículos apresenta média de 44 km/h com desvio padrão tendendo a zero, caracterizando a partir desse ponto o limite da estabilidade do fluxo, que corresponde à densidade de 111,7 veículos por km.

Daí para frente, na mesma seção a tendência é de aumento da densidade de veículo e de passar menos veículos por hora, com velocidade, portanto abaixo de 44 km/h até atingir a velocidade zero, quando nessa ocasião o tráfego permanece totalmente paralisado.

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 50000

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

VOLUME VERSUS VELOCIDADE EXPRESSA SC

VOLUME HORÁRIO (veiculos/hora)

VE

LO

CID

AD

E D

O F

LU

XO

DE

VE

ÍCU

LO

S (

km/h

)

100

0

VEL D VVV( )

50000 VOL D VVV( )

FLUXO ESTÁVEL

FLUXO INSTÁVEL

CAP: 4.858 VEIC/h

44 km/h

MAC DOWELL/06

VIA INTERPRAIAS e a RELAÇÃO PROBABILÍSTICA:VELOCIDADE x VOLUME HORÁRIO

15% VEÍCULOS PESADOS


65

O significado prático, é que na mesma seção pode passar por hora e por sentido o mesmo volume de veículos, entretanto o farão a duas velocidades absolutamente distintas, como se pode ver na figura anterior.

E mais, ainda o farão com diferentes distribuições probabilísticas de velocidade para este mesmo nível de fluxo horário agora constatado na prática com os dados da pesquisa pioneira realizada pela CIM por solicitação da Concessionária LAMSA em todas as seções distintas e simultâneas na Linha Amarela no Rio de Janeiro, como podem ser apreciadas essas distribuições para o mesmo volume horário na próxima figura14.

14 MAC DOWELL, FERNANDO, SOLUÇÃO DE EFEITO IMEDIATO SOB A ÓTICA SISTÊMICA VISANDO MELHORAR O ESCOAMENTO DA LINHA AMARELA, CONCESSIONÁRIA LAMSA-RIO, OUT/2006.

20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 1200

2

4

6

8

DISTRIB. PROB. VELOCIDADE

VELOCIDADE (km/h)

OC

OR

RÊ

NC

IA (

%)

7.314

0

Fr4 V1( )

Fr5 V( )

12020 V1 V

DISTRIBUIÇÃO DAS VELOCIDADES COM MESMO VOLUME HORÁRIO, NA REGIÃO ESTÁVEL E NA REGIÃO INSTÁVEL NO

TRECHO CRÍTICO DA LINHA AMARELA SENTIDO BARRA/FUNDÃO

Vol/h = 6.045Vm =42,0 km/hSd = 5,5 km/h

Dens = 141,6 veic/km

Vol/h = 6.076Vm = 64,5 km/hSd = 14,1 km/h

Dens = 94,1 veic/km

Região

Est.Inst..

MAC DOWELL/O5


66

No que tange a velocidade maior, esse fluxo emite menos CO (Monóxido de Carbono), enquanto para o mesmo fluxo horário fluindo à velocidade menor, acarreta maior nível de agressividade ao meio ambiente, em face da maior emissão de CO por veiculo e mais grave no interior dos próprios veículos congestionados na via.

Dessa forma, a capacidade de escoamento da VIA INTERPRAIAS duplicada com 15,5% de veículos pesados obtido através do Modelo Probabilístico desenvolvido por Mac Dowell é de 4.758 veículos por hora e por sentido e velocidade correspondente de 44 km/h, enquanto a capacidade de escoamento em volume equivalente (1,337) é de 5111 veículos por hora nas suas 2 faixas de rolamento de 3,50 m de largura por sentido.

Cabe ressaltar que o modelo probabilístico de capacidade utilizando base de dados reais foi também validada com o volume registrado na prática na Ponte RIO/NITERÓI com 3 faixas de tráfego por sentido aonde foi medido no dia 24/10/97, 6a feira, entre as 7 e 8 horas, sentido Niterói/Rio de 6637 com a participação de 5% de veículos pesados, contra a determinada pela metodologia aqui utilizada.

Portanto o volume registrado considerando o fator de equivalência determinado anteriormente corresponde a 6782, ou seja, 1,6% abaixo da obtida pelo Modelo Probabilístico desenvolvido pelo Autor15.

.É importante salientar que pelo HCS/95 que é o software do HCM/94, e na época era o que vigorava, a capacidade é inferior se situando para os mesmos 5% de veículos pesados em 5887 veículos ou 6031 equivalentes por hora, isto é, 12,4% a menos que o registrado, ou 751 veículos por hora a menos que o verificado na prática na Ponte RIO/NITERÓI e de acordo com o HCM/2000, 5.932 reais.

No item a seguir, abordam-se os chamados Níveis de Serviço do Tráfego, com a classificação desses níveis de serviço segundo Highway Capacity Manual/2000 nas 8760 horas do ano.

15 MAC DOWELL, FERNANDO, ANÁLISE CONCLUSIVA SOB A ÓTICA SISTÊMICA DOS IMPACTOS DOS CAMINHÕES NO FLUXO DE TRÁFEGO DA PONTE RIO-NITERÓI, A SOLUÇÃO DO USO RACIONAL E A INCLUSÃO DAS 4 FAIXAS DE TRÁFEGO NS VIZINHANÇA DO VÃO CENTRAL, PONTE S A, DNER & MININSTÉRIO DOS TRANSPORTES, NOV/2000.


67

VISUALIZAÇÃO DA CLASSIFICAÇÃO DOS NÍVEIS DE SERVIÇO ESTABELECIDO PELO HCM/2000


68

TRÁFEGO MÉDIO DIÁRIO ANUAL NA VIA INTERPRAIAS DUPLICADA CORRESPONDENTE A 200 HORAS EM NÍVEL D OU PIOR

O TMDA na VIA INTERPRAIAS correspondente ao limite de 200 horas por ano em NÍVEL D ou pior, é de 32.907 no sentido mais solicitado como resultado da solução do sistema de equações matemáticas, semelhante ao que foi mostrado anteriormente, solucionado através do software utilitário MATHCAD 12 versão 2005 aqui dirigido aos técnicos do setor.

SISTEMA A SER RESOLVIDO

Horas com volume horário acima do Nivel A Horas com volume horário acima do Nivel B

pha k( ) 1

0

cc A

T1 k( )

X2 2 X 2 1

e2 X

2

d

C phb k( ) 1

0

cc B

T1 k( )

X2 2 X 2 1

e2 X

2

d

C

HA k( ) 8760 pha k( )( ) <-- HORAS EM NÍVEL A HB k( ) pha k( ) phb k( )( ) <-- HORAS EM NÍVEL B

Horas com volume horário acima do Nivel C Horas com volume horário acima do Nivel D

phc k( ) 1

0

cc C

T1 k( )

X2 2 X 2 1

e2 X

2

d

C phd k( ) 1

0

cc D

T1 k( )

X2 2 X 2 1

e2 X

2

d

C

HC k( ) phb k( ) phc k( )( ) <-- HORAS EM NÍVEL C HD k( ) phc k( ) phd k( )( ) <-- HORAS EM NÍVEL D

Horas com volume horário acima do Nivel E

phe k( ) 1

0

cc E

T1 k( )

X2 2 X 2 1

e2 X

2

d

C

phe k( ) 242.174

HF k( ) phe k( ) <-- HORAS EM NÍVEL FHE k( ) phd k( ) phe k( )( ) <-- HORAS EM NÍVEL E


69

Given

SUJEITO A:

HD k( ) HE k( ) HF k( ) HA k( ) HB k( ) HC k( ) 8760

HD k( ) HE k( ) HF k( ) 200

k Minerr k( )

k 8.785 <-- coeficiente procurado

SOLUÇÃO

<---TMDA PROCURADOT1 k( )

pha k( )

phb k( )

phc k( )

phd k( )

phe k( )

HA k( )

HB k( )

HC k( )

HD k( )

HE k( )

HF k( )

32907

2977

962

200

43

23

5783

2015

762

157

20

23

Nível A (horas/ano)

Nível B (horas/ano)

Nível C (horas/ano)

Nível D (horas/ano)

Nível E (horas/ano)

Nível F (horas/ano)

T1 k( ) 32907 <--- TMDA (PROCURAD0)

HA k( ) 5783 <--- HORAS EM NÍVEL A

HB k( ) 2015 <--- HORAS EM NÍVEL B

HC k( ) 762 <--- HORAS EM NÍVEL C

HD k( ) 157 <--- HORAS EM NÍVEL D

HE k( ) 20 <--- HORAS EM NÍVEL E

HF k( ) 23 <--- HORAS EM NÍVEL F

HD k( ) HE k( ) HF k( ) 199.999 ok

HD k( ) HE k( ) HF k( ) HA k( ) HB k( ) HC k( ) 8.76 103

ok


70

8.3 CAPACIDADE FÍSICA DE ESCOAMENTO: BR-101 EM PISTA DUPLA

A BR-101 com 4224 (velocidade de 38,0 km/h) contra 4758 (velocidade de 44,0 km/h) veículos por hora da INTERPRAIAS também duplicada

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 50000

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

VOLUME VERSUS VELOCIDADE

VOLUME HORÁRIO (veiculos/hora/sentido)

VE

LO

CID

AD

E D

O F

LU

XO

DE

VE

ÍCU

LO

S (

km/h

)

100

0

VEL D VVV( )

VEL1 D VVV1( )

50000 VOL D VVV( ) VOL1 D VVV( )

MAC DOWELL/08

VIA INTERPRAIAS (SC-100) E BR-101 DUPLICADAS e as respectivas RELAÇÕES PROBABILÍSTICAS:

VELOCIDADE x VOLUME HORÁRIO

BR-10160% PESADOS

SC-100ATÉ 15% DE PESADOS


71

8.4 REPARTIÇÃO DO TRÁFEGO COM A IMPLANTAÇÃO DA SC-100 (INTERPRAIAS)

CUSTO OPERACIONAL POR VEÍCULO

O custo operacional de um veículo rodoviário varia para cada característica condicionante da rodovia, como o estado de conservação da superfície de rolamento, a classificação orográfica, o índice de geometria horizontal, tipo de veiculo, variação de carga útil e ainda segundo a velocidade com que se desloca, e tudo é feito ainda levando em consideração as curvas de desempenho segundo as diferentes marchas utilizadas, se compondo assim pelo somatório de pelo menos dos seguintes itens de custo:

Combustível

Óleo Lubrificante

Lubrificação e Lavagem

Manutenção

Pneu

Salário

Depreciação

Juros

Licenciamento

Administração e ou Eventuais

No caso particularmente do veículo carro de passeio, não está considerado o salário do motorista proprietário nem tão pouco o item administração, mas foram mantidos os demais itens.


72

A metodologia desenvolvida no MATHCAD 12 versão 2005, por Mac Dowell16, aprovada originalmente pelo BID nos estudos que deram origem aos empréstimos do BID e do EXIMBANK do Japão (hoje JBIC) para o financiamento da duplicação da BR 116 (São Paulo/Curitiba) e BR-101 (Curitiba/Florianópolis) no valor de US$ 960 milhões ao Governo Federal, permite determinar estas variações dos custos operacionais em função das respectivas velocidades empregadas, essas por sua vez dependem não apenas das características condicionantes da rodovia como foi mencionado, mas dos volumes horários de tráfego ao longo das 8760 horas do ano.

AUTOMÓVEL

O custo operacional do veículo de passeio representativo depende das curvas de desempenho do motor e aqui mostradas a seguir:

CONSUMO ESPECÍFICO DE COMBUSTIVEL E TORQUE EM FUNÇÃO DA RPM DO MOTOR

16 MAC DOWELL, FERNANDO, MODELO DE AVALIAÇÃO DE REDUÇÃO DE CUSTOS OPERACIONAIS DE VEÍCULOS RODOVIÁRIOS ANTES E APÓS A CONCESSÃO, TRIBUNAL DE CONTAS DO ESTADO, MAIO/2000.

1000 2000 3000 4000 5000250

300

350

400

450

500

6

6.5

7

7.5

8

8.5

9CURVAS DE DESEMPENHO

RPM

CO

NS

UM

O E

SP

EC

ÍFIC

O D

E C

OM

B (

g/cv

.h)

TO

RQ

UE

(kg

f.m

)

500

250

cc1 rp1( )

8.541

6.439

tq1 rp1( )

55001000 rp1


73

POTENCIA E TORQUE EM FUNÇÃO DA RPM DO MOTOR

Em função das curvas de desempenho do motor determinam-se as forcas tratoras em função da velocidade segundo cada uma das 5 marchas do veículo mostradas na próxima figura.

1000 2000 3000 4000 50000

10

20

30

40

50

60

6

6.5

7

7.5

8

8.5

9CURVAS DE DESEMPENHO

RPM

PO

TE

NC

IA (

cv)

TO

RQ

UE

(kg

f.m

)

50.123

0

Pot rp1( )

10001.36

8.541

6.439

tq1 rp1( )

55001000 rp1


74

FORÇA TRATORA VERSUS VELOCIDADE NA VIA

A expressão matemática obtida ao nível de preços de MAI/06 do custo operacional por km (cb) envolvendo o somatório dos itens supramencionados em função da velocidade (V) chega-se a:

cb V( ) a V2

b V c

Onde os parâmetros assumem os seguintes valores:

0 20 40 60 80 100 120 1400

100

200

300

400FORÇA TRATORA x VELOCIDADE

VELOCIDADE FUNÇÃO DA MARCHA (km/h)

FO

RÇ

A T

RA

TO

RA

(kg

f) P

OR

MA

RC

HA

381.608

24.696

Ft V rp1 t1( ) t1( )

Ft V rp1 t2( ) t2( )

Ft V rp1 t3( ) t3( )

Ft V rp1 t4( ) t4( )

Ft V rp1 t5( ) t5( )

RES vv( )

1500 V rp1 t1( ) V rp1 t2( ) V rp1 t3( ) V rp1 t4( ) V rp1 t5( ) vv

corr cb V( ) Cb( ) 0.963 <-- coeficiente decorrelação


75

a

b

c

2.14 104

0.033

2.351

As representações gráficas dos custos operacionais unitários em nível (Cb) e em rampa de 5% (Cr) podem ser apreciadas a seguir.

Observa-se que este veículo apresenta custo operacional por km mínimo de R$1,074, que corresponde à velocidade de 77 km/h em trecho em bom estado de conservação (IRI<4 m/km) e em nível a valores de MAI/06, e de 75 km/h em rampa de 5% que corresponde ao valor unitário de R$1,847/km, 73% maior.

20 40 60 80 100 1201

1.2

1.4

1.6

1.8

2

2.2

2.4

2.6

2.8

3CUSTO OPERACIONAL (SEM SAL)

VELOCIDADE (km/h)

R$/

km

3

1

cr V1( )

cb V1( )

12010 V1


76

Aplicando o mesmo procedimento ao ônibus e ao caminhão (2S3), as variações dos custos operacionais unitários em função da velocidade podem ser vistas a seguir para as três categorias:

Observa-se que para cada categoria apresenta uma velocidade considerada a mais econômica, que no caso do ônibus é no entorno de 56 km/h correspondendo o custo operacional de R$ 1,87/km enquanto a do caminhão tipo 2SR3, aqui considerado é de 48 km/h correspondendo o custo de R$3,71/km, em nível e bom estado de conservação da superfície de rolamento.

10 20 30 40 50 60 70 80 90 1000

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

5

5.5

6

CUSTO OPERACIONAL FUNÇÃO DA VELOCIDADE

VELOCIDADE (km(h)

R$/

(VE

ICU

LO

.km

)

5.644

0

C v( )

Cb v( )

Ca v( )

1005 v

CAMINHÃO

ÕNIBUS

AUTO


77

MODELAGEM DA REPARTIÇÃO DO TRÁFEGO

O impacto da construção da VIA INTERPRAIAS EM VIA SINGELA ou alternativamente em VIA DUPLA acarretará desvio de tráfego da BR-101 aqui considerando-a duplicada, para a SC-100, em menor ou maior intensidade respectivamente .

Isso se deve ao fato que na prática há uma tendência ao equilíbrio dos tempos de viagem de mesmo interesse.

A complexidade dessa dinâmica de distribuição do tráfego na abordagem dessas duas alternativas de implantação imediata da SC-100, é que nas vias rodoviárias ocorre a realidade física, de quanto maior for o fluxo horário de veículos, tanto menor será a velocidade deste fluxo como foi mostrado anteriormente e, portanto, tanto maior será o tempo de viagem entre a origem e o destino, e por conseqüência maior será o impacto ambiental externo provocado pelas emissões de gases veiculares, e tanto maior será ainda este impacto no interior desses veículos para seus ocupantes.

Em outras palavras a escolha dessa ou daquela rota, desse ou daquele sistema de transporte entre a origem e o destino final pelo usuário tende ao mesmo tempo de viagem total entre a origem e o destino, admitindo é claro, que

BR-101

SC-100

BR-116


78

o valor praticado para a tarifa seja compatível à percepção do usuário, portanto nesse momento não foi levado em consideração.

Observe na próxima figura, o que ocorre na prática quanto à repartição dos diferentes volumes horários de tráfego entre as rotas alternativas via AV. BRASIL e LINHA VERMELHA no Rio de Janeiro.

Para tal, foi utilizada a técnica de regressão polinomial aos dados reais através do software MATHCAD 12 versão 2005, com alto grau de correlação (0,96), onde se pode ver a confirmação da redistribuição dinâmica real do tráfego, que é tanto maior, quanto maior for o nível de volume horário a ser escoado no corredor e exatamente para a via de menor capacidade de escoamento, que nesse corredor é a Linha Vermelha.

Coeficiente de correlação R2:

fit K1( ) mean pg( )( )2

pg mean pg( )( )2

0.925

Coeficiente de correlação (R) entre os resultados obtidos pelo Modelo Polinomial e os resultados reais das contagens.

corr predY pg( ) 0.96

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 1 104

1.1 104

1.2 104

1.3 104

1.4 1041.5 10

41.6 10

40

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50% VOLUME HORÁRIO DO CORREDOR p/LV

VOLUME HORÁRIO NO CORREDOR

ES

CO

LH

A D

A L

V (

%)

42.1

3.6

fit t( )

pg

1.414 104645 t K1


79

Onde:

predYj

fit K1T j

No caso da implantação da VIA ITERPRAIAS duplicada de maior capacidade que a alternativa BR-101 também duplicada é fundamental nessa linha de raciocínio verificar nas 24 horas do dia a repartição dos volumes horários entre as rotas alternativas, da mesma forma, a medida que o TMDA vai aumentando a repartição tráfego vai sendo modificada.

Como se pode depreender essa complexidade explica porque os modelos comerciais e em uso no Brasil não levam em consideração o equilíbrio dinâmico de tempo nas rotas por serem funções complexas probabilísticas do tipo velocidade x volume horário.

A técnica para que se possa determinar o que ocorre na prática e de forma dinâmica como acontece diariamente, é a tendência permanente de equilíbrio dos tempos totais de viagem nas rotas alternativas, para não superestimar o TMDA.

A solução matemática para esse problema só foi obtida em 1985 através da função desenvolvida por SHEFFI17.

A função de SHEFFI é a seguinte:

min

y( )x

n

d0

xn

wtn( )w <----- SHEFFI(85)

Onde, (n) é a rota específica, (tn(w)) é a performance da rota (n) (tempo, por exemplo), função do volume de tráfego (w, xn), sujeita as restrições que todos os volumes em todas as rotas sejam maiores que zero e o fluxo total seja preservado.

Ta

n

xn

17 SHEFFI, Y, URBAN TRASNPORTATION NETWORKS: EQUILIBRIUM ANALYSIS WITH MATHEMATICAL PROGRAMMING MODELS, 1985.


80

Cabe salientar, que esse mesmo tipo de estudo foi realizado pelo Autor antes da implantação da Linha Amarela18 (1994) com base nos levantamentos das rotas e dos volumes horários de tráfego correspondentes, visando à estimativa do tráfego médio diário anual da Linha Amarela e confirmada no primeiro ano de operação que ocorreu em 1998, e da mesma forma foram confirmados os tráfegos estimados para Via LIGHT (1997) e para a Linha Vermelha (1991) todas após as respectivas implantações.

Dessa forma, chega-se para cada nível de volume horário, a repartição do tráfego da BR-101 (DUPLICADA) para a VIA INTERPRAIAS DUPLICADA, que é a de maior capacidade.

18MAC DOWELL, FERNANDO, ESTUDO PARA IMPLANTAÇÃO DA LINHA AMERELA ATRAVÉS DA MODALIDADE DE CONCESSÃO AO SETOR PRIVADO EM PARCERIA COM O PODER PÚBLICO, ENTREGUE A PREFEITURA DA CIDADE DO RIO DE JANEIRO EM MARCO DE 1994.

1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 55000.5

0.53

0.56

0.59

0.63

0.66

0.69

0.72

0.75

0.78

0.81

0.84

0.88

0.91

0.94

0.97

1

DESVIO DO TRÁFEGO PARA VIA INTERPRAIAS

VOLUME HORÁRIO NO CORREDOR (VEIC/HORA)

DE

SVIO

DA

BR

A-1

01 P

AR

A I

NT

ER

PRA

IAS

0.923

0.56

fit t( )

pg

5.2 103800 t K1

COM BASE NA TENDÊNCIA DE EQUILÍBRIO DE TEMPO NAS ROTAS: INTERPRAIAS E BR-101 DUPLICADAS, APENAS

VEÍCULOS LEVES, MODELO MATEMÁTICO FUNÇÃO DE SHEFFI

MAC DOWELL/08

z1 x1( )0

x1

xTM11 x( )

d0

.4V x1xTM1 x .6 V( )

d

x1 Minimize z1 x1( )

SHEFFI 2

Tviaex kt( )

0

23

j

VOL101j

kt Pvex VOL101j

kt

Tviaex kt( ) 3.223 103

Tviaex kt( ) 2 6.447 103


81

Observe que quanto maior for o nível de tráfego horário no corredor por sentido a ser ecoado reduz a participação na INTERPRAIAS quando duplicada com a acomodação dinâmica do tráfego nas duas rotas alternativas.

Quando se aplica a cada volume horário à distribuição dos volumes horários de tráfego nas 8760 horas do ano a equação (Tviaex) exposta na figura acima chega-se para o TMDA em 2006 de 6.466 veículos leves por dia já aqui considerando ambos os sentidos, sem contar com a geração de tráfego, que é inerente a novos empreendimentos rodoviários.

Conclui-se, que a implantação da INTERPRAIAS EM PISTA DUPLA em relação a INTERPRAIAS EM PISTA SIMPLES (2388) quase triplica (2.7) o tráfego de veículos leves que será desviado da BR-101 (duplicada), para a INTERPRAIAS e a dinâmica do crescimento com 80% deprobabilidade pode ser vista na figura abaixo.

A geração de tráfego é no mínimo 30% como a identificado no Rio com a implantação por exemplo da Linha Vermelha.

NÍVEL DE CRESCIMENTO COM 80% DE PROBABILIDADE DE SER IGUAL OU MAIOR, CONSIDERANDO AMBAS AS RODOVIAS

DUPLICADAS (BR-101 E SC-100)

2010 2015 2020 2025 20301

1.5

2

2.5

3

3.53.338

1

SC t1( )

BR t1( )

20312006 t1

SC-100

BR-101

OBS: BR-101 influenciada pela SC-100 QUANDO DUPLICADA

MAC DOWELL/08


82

Com a SC-100 duplicada a taxa média geométrica equivalente anual é de 5,9%, como determinada abaixo no período da concessão para o nível de probabilidade de 80% de ocorrer.

O conceito da taxa anual equivalente de crescimento é mostrada a seguir.

A taxa média geométrica equivalente do tráfego da SC-100 duolicada é de 5,9% a.a.

Given

1

25

n

eg n

1

25

n

SC n( )

g1 Minerr g( )

g1 5.886%

Onde:


83

9 EQUILÍBRIO AMBIENTAL

9.1 MODELAGEM MATEMÁTICA DAS EMISSÕES VEICULARES

A implantação da SC-100 deve obrigatoriamente estabelecer um novo parâmetro para a ocupação do solo de seu entorno, onde as diferentes atividades sejam elas econômicas ou residenciais, seja regida pelas condicionantes ambientais decorrentes das emissões veiculares de poluentes e de ruídos, que interferem e agridem os habitantes lindeiros às rodovias, que é uma prática comum no Brasil.

A estimativa das emissões veiculares passa por um conjunto de modelos interligados que representam o sistema como um todo com o objetivo de avaliar o impacto do tráfego na qualidade ar, utilizando no desenvolvimento técnico o software MATHCAD 12 VERSÃO 2005.

A modelagem sistêmica elaborada para estimativa do impacto do tráfego na qualidade do ar é ilustrada a seguir.

MODELO DE DEMANDA DE TRANSPORTE

MODELO DE OFERTA DE TRANSPORTE

MODELO DEENGENHARIA

TRÁFEGO

MODELO DE EMISSÕES

MODELO DE DISPERSÃOE

FOTOQUÍMICO

MODELO METEOROLÓGICO

QUALIDADE DO AR

EMISSÕES

CONDIÇÕESOPERACIONAIS NAS VIAS


84

9.2 ESTIMATIVA DE EMISSÕES VEICULARES NA VIA INTERPRAIAS

Adotou-se aqui a determinação de cada curva de fator de emissão em função da velocidade operacional na via.

Dessa forma, o MODELO MATEMÁTICO DE EMISSÃO VEICULAR determina para a situação de tráfego na VIA INTERPRAIAS correspondente ao nível de serviço com 200 horas em NÍVEL D ou pior, os correspondentes fatores de emissão em função da velocidade, portanto levando em consideração o seguinte critério.

Os fatores médios de emissão em função da idade do veículo a partir dos dados do IBAMA/PROCONVE/CETESB19;

Distribuição probabilística da idade da frota disponibilizada;

Distribuição dos diferentes tipos de combustível registrada e aqui adotada no que se refere à gasolina e o álcool a do Município do Rio de Janeiro –DETRAN-RJ;

A composição de tráfego esperado na VIA INTERPRAIAS;

Determinação do consumo de combustível em função da velocidade considerando o estado de conservação do pavimento com IRI não superior a 3,1 m/km;

E os parâmetros obtidos em ensaios de veículos novos pela CETESB vis a vis o fator médio correspondente a cada poluente.

Combinados matematicamente os fatores médios veiculares por idade, por tipo de combustível, com a distribuição probabilística da idade dos veículos e com a composição de tráfego na via, foram determinados os fatores médios de cada poluente em (g/veic.km).

19 PROCONVE, PROMOTE & IBAMA, SERIE DIRETRIZES GESTÃO AMBIENTAL –PROGRAMA DE CONTROLE DA POLUIÇÃODO AR POR VEÍCULOS AUTOMOTORES, VOLUMES I e II, 2a EDIÇÃO ATUALIZADA, 2004.


85

Antes, porém, é importante mostrar obtenção das curvas de distribuição de probabilidade da idade da frota adotada e dos fatores médios de emissão em função da idade dos veículos, aqui exemplificada para os fatores de emissão de NOx em função da idade do veículo leve a gasolina (PROCONVE/IBAMA).

A distribuição da composição da frota por tipo de combustível, fornecida a seguir:

0 5 10 15 20 250

0.10.2

0.30.40.5

0.60.7

0.80.9

1

1.11.2

1.31.41.5

1.61.7

1.81.9

2


EMISSÃO DE NOx POR IDADE DO AUTOMÓVEL

IDADE DO AUTOMÓVEL

EM

ISS

ÃO

DE

CO

(g/

veic

.km

)

2

0.086

pg

fit t( )

250 K1 t

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 350

1

2

3

4

5

6DISTRIBUIÇÃO PROB. DA IDADE DA FROTA RIO

IDADE DA FROTA (ANOS)

FR

EQ

UÊ

NIC

A R

EL

AT

IVA

(%

)

5.828

0

Fr Id( )

350 Id

fit(idade)

Fr(idade)Fator Médio de Emissão: NOX

MUNICÍPIO DO RIO

Fator Médio de Emissão: NOX

RMSP (CETESB/2004)0,68 g/veic.km gasolina11,17 g/veic.km DIESEL

Fator Médio de Emissão: NOX

AV.BRASIL 2,65 g/veic.km

IBAMA-PROCONVE

DETRAN-RJNO

1

25

tfit t( ) Fr t( )

d25

46

tfit 25( ) Fr t( )

d

NO 0.754 <-- g/veic.km de NOx carro a gasolina

DISTRIBUIÇÃO DA FROTA POR TIPO DE COMBUSTÍVEL: MUNICÍPIO DO RIO DE JANEIRO

ALCOOL12,6%

GASOLINA70,7%

DIESEL3,8%

GASOLINA & GAS9,3%

OUTROS3,7%


86

Cabe ressaltar, que não foram encontrados no Site do DETRAN-SC as distribuições relativas à idade da frota e muito menos, por combustível - razão pela qual foram adotadas as do Rio de Janeiro, que se encontram facilmente disponibilizadas no site do DETRAN-RJ.

Os cálculos foram feitos para os 5 principais poluentes de origem veicular, tais como o CO, HC, NOx, MP e SO2 obtendo-se os seguintes resultados quanto aos fatores médios de emissão do tráfego, na VIA INTERPRAIAS e até aqui, sem levar ainda em consideração a variação de velocidade na via, ou seja, as condições operacionais específicas da VIA INTERPRAIAS ao atingir o nível de TMDA correspondente as 200 horas em NÍVEL D ou pior por sentido.

VIA EXPRESSA

FATOR MÉDIO DE EMISSÃO VEICULAR POR TIPO DECOMBUSTÍVEL LEVANDO JÁ EM CONSIDERAÇÃO ADISTRIBUIÇÃO PROBABILÍSTICA POR IDADE DOS VEÍCULOS

FATOR MÉDIODE EMISSÃO

TIPO DE POLUENTE

g

veic km

FMco 14.213 CO

FMhc 1.683 HC

FMmp 0.222 MP

FMno 3.716 NOx

FMso 0.194 SOx


87

9.3 A VARIAÇÃO DA EMISSÃO VEICULAR VIS A VIS A VARIAÇÃO DE VELOCIDADE NA VIA INTERPRAIAS

9.3.1 ESTIMATIVA DE EMISSÃO DE POLUENTES DO TRÁFEGO PREVISTO

O Modelo desenvolvido em MATHCAD 12 executa o cálculo do consumo de combustível em função da velocidade (v) envolvendo as curvas de desempenho do motor do veículo, fornecidas pelo fabricante (dados de entrada), que compreendem a de potência (cv ou kW), a de torque (kgf.m ou N.m) e a de consumo específico de combustível (g/cv.h ou g/kW.h) todas em função das rotações (rpm), par cada tipo de veículo representativo no fluxo de tráfego, aqui considerado ao automóvel e o caminhão tipo 2SR3..

E mais, para se chegar à curva de consumo de combustível na via em função da velocidade são determinadas às forças tratoras disponíveis para cada marcha do veículo em função da velocidade na via, que dependem por sua vez, da curva do torque, do raio de rolamento, das relações do diferencial e das transmissões das marchas das resistências da inércia das partes girantes e assim por diante.

FORÇA TRATORA x VELOCIDADE2S3

0 9 18 27 36 45 54 63 72 81 900

1750

3500

5250

7000

8750

1.05 104

1.23 104

1.4 104

CAMINHÃO 2S3: FORÇA TRATORA X VELOCIDADE

VELOCIDADE (km/h)

FOR

ÇA

TR

AT

OR

A (

kgf)

1.338 104

579.999

Ft rpm t1( )

Ft rpm t2( )

Ft rpm t3( )

Ft rpm t4( )

Ft rpm t5( )

Ft rpm t6( )

Ft rpm t7( )

Ft rpm t8( )

R VV 5( )

R VV 3( )

R VV 0( )

900 V rpm t1( ) V rpm t2( ) V rpm t3( ) V rpm t4( ) V rpm t5( ) V rpm t6( ) V rpm t7( ) V rpm t8( ) VV

+5%

+3%


88

Leva ainda em consideração para as velocidades na região instável da função probabilística velocidade x volume horário, a aceleração, desaceleração e assim por diante.

Em seguida utilizando os fatores médios de emissão em cada segmento o Modelo define as expressões das emissões em função da velocidade segundo cada segmento lançando mão do critério utilizado pela USEPA20 constante do MOBILE6 para converter taxas de emissões específicas de poluentes do motor representadas por EF1 (g(poluente)/cv.h), em emissão dos poluentes EF em (g(poluente))/veículo.km) através da seguinte expressão matemática.

EF (g/km) = EF1 (g/cv.h) * (g/l) / (FE(km/l) * BSFC (g/cv.h))

Onde

EF1 = emissão específica de poluente(g/cv.h);

FE = consumo de combustível (km/l) do veículo na via;

BSFC = consumo específico de combustível (g/ cv.h);

= densidade do combustível (g /l)

Re-arrumando essa equação, observe que o Fator Médio de Emissão do Poluente em (g/veic.km) já se encontra em função da velocidade, porque o consumo de combustível calculado anteriormente (cons(V)) é do veículo na via em função da velocidade de uso.

EF (g/km) = EF1 (g/cv.h) * (g/l) cons (V) (l/km) / BSFC (g/cv.h))

O Modelo fornece os seguintes fatores médios de emissão por veículo km já ponderado pela composição do tráfego prevista especificamente na VIA INTERPRAIAS, em função da variação da velocidade do fluxo na via já levando em consideração as composições da frota e dos diferentes tipos de combustível.

20 CRC, EIIP & U.S.EPA OFFICE OF TRANSPORTATION AND AIR QUALITY, EVALUATION OF THE U.S.EPA MOBILE6 HIGHWAY VEHICLE EMISSION FACTOR MODEL CRC E-65 PROJECT, FINAL REPPORT, MAR/2004.


89

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

0.01

0.1

1

10

100

EMISSÃO POR VEÍCULO NA VIA EXPRESSA

VELOCIDADE (km/h)

EM

ISS

ÃO

DE

PO

LU

EN

TE

S (

g/ve

ic.k

m)

18.773

0.08

gco vv( )

gno vv( )

ghc vv( )

gmp vv( )

SOg vv( )

10010 vv

CO

NO2

HC

SO2

MP

EMISSÃO DE POLUENTES EM FUNÇÃO DA VELOCIDADECONSIDERANDO A PONDERAÇAÕ DO TRÁFEGO (VIA INTERPRAIAS)

MAC DOWELL/06


90

9.4 MODELAGEM MATEMÁTICA DE DISPERSÃO E O IMPACTO NA QUALIDADE DO AR

9.4.1 CRITÉRIOS METODOLÓGICOS

MODELO adotado foi o da DISPERSÃO GAUSSIANA levando em consideração a variação das descargas de cada poluente (g(poluente)/segundo/km), as condições de estabilidade atmosférica classificada por PASQUALI21, baseada por sua vez sua vez na velocidade do vento, no nível de radiação solar, na cobertura da nebulosidade, pressão atmosférica, temperatura ambiente.

21 SEINFELD, JOHN. H, ATMOSPHERIC CHEMISTRY AND PHYSICS OF AIR POLLUTION, WILET-INTERSCIENCE, 1986.


91

CRITÉRIO DE CLASSIFICAÇÃO DE ESTABILIDADE ATMOSFÉRICA

Para facilitar o leitor reproduz-se na próxima figura a classificação quanto à estabilidade atmosférica utilizada no MODELO.A formulação Gaussiana de Dispersão22: é fornecida a seguir:

A VIA INTERPRAIAS foi modelada como uma linha de fonte23, considerando o tráfego em ambos os sentidos segundo as descargas dos poluentes e a direção dos ventos.

22 BENSON, PAUL, ADIPERSION MODEL FOR PREDICTING AIR POLLUTION CONCENTRATIONS NEAR ROADWAY, DIVISION OF NEW TECHINOLOGY AND RESEARCH, CALIFORNIA, 1989.

23 NEVERS DE, NOEL, AIR POLLUTION CONTROL ENGINEERING, MCGRAW- HILL, 1995.

co V u ext z1( )Q V( )

2 sy ext( ) sz ext( ) u p1

p2

pe

p2

2

d e

1

2

z1 H V u( )

sz ext( )

2

e

1

2

z1 H V u( )

sz ext( )

2

10

6

co V u ext z1( )Q V( )

2 sy ext( ) sz ext( ) u ext y2( ) e

1

2

z1 H V u( )

sz ext( )

2

e

1

2

z1 H V u( )

sz ext( )

2

10

6

ext y2( )1

2erf

1

2p2 y2 ext( ) 2

1

2

1

22

1

2

1

2erf

1

2p1 y1 ext( ) 2

1

2

1

22

1

2


92

ANÁLISE DE SENSIBILIDADE DA CLASSIFICAÇÃO DA ESTABILIDADE ATMOSFÉRICA

A FEEMA em seu RELATÓRIO ANUAL DA QUALIDADE DO AR de 200324 afirma

“É importante ressaltar que a qualidade do ar pode mudar em função das condições meteorológicas que determinarão uma maior ou menor diluição dos poluentes, mesmo sendo mantidas as emissões”.

Nessa linha foi feita aqui uma análise de sensibilidade da classificação das condições de estabilidade atmosférica para o mesmo nível de descarga da fonte, por exemplo, admitindo 7,9 g/m3 de CO, considerando a dispersão a 100 m e para uma elevação de 3 m pode ser apreciada na próxima figura onde a situação crítica ocorre para as condições atmosféricas F e E.

24 FEEMA, RELATÓRIO ANUAL DA QUALIDADE DO AR –2003, AGO/2004.

A

B

C

D

E

F

2-33-55-6

2-33-55-6

MODELO METEOROLÓGICO

u < 2 5.6u = 2.5 3.8

u < 2 10.1u = 2.5 4.0u = 4.0 2.5

u < 2,5 8,7u = 4.0 5.4u = 5.5 3.9

u < 4,0 6,4u = 5.5 4.6u > 6.0 4.2

u = 2.5 36,3

u = 4.0 21,3

u < 2 75.6

SENSIBILIDADE DO MODELO DE DISPERSÃOE A CORRESPONDENTE CONCENTRAÇÃO

DE CO SEGUNDO A CLASSIFICAÇÃODA CONDIÇÃO DE ESTABILIDADE

DA ATMOSFERA

ppmCO

VELOC.VENTO

1can(

Q 80( ) 7.888gCO

m3.km

<-- descarga de CO na via por km

ext 0.1 km <-- a 100 m da borda da rodovia

z 3 m <-- a 3 m do solo


93

CRITÉRIO ADOTADO DE CLASSIFICAÇÃO DA QUAILIDADE DO AR

Quanto a CLASSIFICAÇÃO DA QUALIDADE DO AR foi adotada a da FEEMA reproduzida a seguir.

FONTE: FEEMA-site 02/2006

Para o HC adotou-se o Padrão da Qualidade do Ar estabelecido pela USEPA relativa à média de 3 horas contínuas de maior concentração, como na tabela reproduzida abaixo.

Os 7 Principais Poluentes e a Qualidade do Ar Estabelecidos pela USEPA

FONTE: DAVIS, MACKENZIE, L. & CORNWELL, DAVID, A., ENVIRONMENTAL ENGINEERING, SECOND EDITION, McGRAW-HILL, 1991

PTS PM10 SO2 NO2 O3 CO Classificaçãomédia (24h)

média (24h)

média (24h) média (1h) média (1h) média (8h) Efeitos

ug/m3 ug/m3 ug/m3 ug/m3 ug/m3 ug/m3Bom (0-50) 0-80 0-50 0-80 0-100 0-80 0-4500 Seguro a saúde

Regular (51-100) 81-240 51-150 81-365 101-320 81-160 4501-9000 Tolerável

Inadequada (101-199) 241-375 151-250 366-800 321-1130 161-200 9001-15000

Impróprio ao bem estar

Má (200-299) 376-625 251-420 801-1600 1131-2260 201-800 15001-30000

Péssima (300-399) 626-875 421-500 1601-2100 2261-3000 801-1000 30001-40000

Crítica (acima de 400) 876-1000 501-600 2101-2620 3001-3750 1001-1200 40001-50000

Faixa de Concentração dos Poluentes para Cálculo do IQA

Classificação e Faixas do IQA

Ofensivo a Saúde

IQA - Indice de Qualidade do Ar


94

OS EFEITOS À SAÚDE

A FEEMA no seu site classifica os efeitos na saúde segundo diferentes poluentes e aqui são reproduzidos para facilitar o Leitor.


95

9.4.2 VARIAÇÃO DA DESCARGA VEICULAR DE POLUENTES

O MODELO em função dos diferentes volumes horários envolvendo a função físico-matemática, velocidade e volume horário é aqui exemplificado para o CO na VIA INTERPRAIAS.

Abaixo as representações gráficas das duas funções velocidade e descarga de poluentes veiculares na VIA INTERPRAIAS em função do volume horário de tráfego essa última da combinação matemática da primeira com a dos fatores médios de emissão mostradas anteriormente.

Observe, que na região de fluxo instável, quando os veículos encontram-se na via com deslocamentos intermitentes em face do congestionamento, as descargas dos poluente são muito maiores em relação ao que ocorre na região estável do fluxo de tráfego.

0 1000 2000 3000 4000 50000

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

DESCARGA DE CO e VELOCIDADE DO TRAFEGO

VOLUME HORÁRIO DE TRÁFEGO

DE

SC

AR

GA

DE

CO

(g/

s/km

)

velo

cida

de d

o tr

áfeg

o (k

m/h

)

20

0

Q Vz( )

90

1

Vz

4.851 1030 VOL Vz( )

INTERPRAIAS DUPLICADA DESCARGA VEICULAR DE POLUENTE

EXEMPLO : CO

MAC DOWELL/08


96

Por outro lado, a descarga dos poluentes na VIA INTERPRAIAS varia para cada hora do dia em função da variação do volume horário de tráfego registrado, que por sua vez define a velocidade de deslocamento dos veículos na via e diferentemente em cada sentido e em cada hora do dia, que resulta na soma das descargas.

Esses volumes horários de tráfego distribuídos nas 24 horas do dia na VIA INTERPRAIAS correspondentes ao TMDA que por sua vez corresponde aquele que causa as 200 horas em NÍVEL D ou pior.

Assim, a variação média de descarga veicular de cada poluente (g de poluente/segundo) resultante na via em cada hora do dia, corresponde à variação do volume horário do fluxo de tráfego total (ambos os sentidos) com 15,5% de pesados são aqui exemplificadas a do CO, NOx e HC na VIA EXPRESSA determinadas pelo MODELO durante as 24 horas por dia útil, como se pode observar a seguir.

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 230

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

Original data Smoothed datatrace 3

DISTR. HORÁRIA DE DESCARGA VEICULAR

HORÁRIO (HORAS)

DE

SC

AR

GA

NA

VIA

(g/

s/km

)

177.617

0

Qco t( )

Qno t( )

Qhc t( )

230 t

CO

NO2

HC

DESCARGA DE POLUENTES VEICULARES AO LONGO DO DIA ÚTILCOM 200 HORAS /ANO EM NÍVEL D OU PIOR

(VIA INTERPRAIAS DUPLICADA)

MAC DOWELL/08


97

9.4.3 CARACTERIZAÇÃO DA CLIMATOLOGIA

Há no Estado de Santa Catarina uma certa dificuldade de disponibilidade de dados climatológicos estatísticos e mais especificamente quanto as freqüências históricas das medições de velocidade de vento segundo as diferentes direções - de qualquer forma utilizou-se as informação constantes do ÁTLAS DO POTENCIAL EÓLICO DO BRASIL 25.

A direção do vento predominante o NE forma quase 0o com o eixo da VIA INTERPRAIAS e velocidade média de 3 m/s.

Outras variáveis de interesse direto do Modelo Gaussiano de Dispersão são as constantes do quadro abaixo.

25 ELETROBRAS & PUC-RIO, ÁTLAS DO POTENCIAL EÓLICO DO BRASIL.

VENTOS


98

A VIA INTERPRAIAS foi modelada como uma linha de fonte26, considerando o tráfego em ambos os sentidos segundo as descargas dos poluentes como mostrado anteriormente, e considerando a distancia mínima de 300 m da borda da VIA INTERPRAIAS, como garantia da qualidade do ar que assegura o limite de concentração de poluente à saúde dos futuros residentes, enquanto a faixa de ocupação prevista pela PROSUL para o projeto total final é de 81 m quando duplicada, e a seguir o croqui da seção transversal em via singela e previsão da marginal.

26 NEVERS DE, NOEL, AIR POLLUTION CONTROL ENGINEERING, MCGRAW- HILL, 1995.

MédiasAnuais

Temperaturamáxima (°C)Temperaturamédia (°C)

Temperaturamínima (°C)Pluviosidade

(mm)Umidade relativa

do ar (%)

Insolação: Recebe em média de 1.900 a 2.100 horas anuais.

DADOS DE INTERESSE CLIMATOLÓGICO DE CRICIÚMA

FONTE: SITE: GUIA CATARINENSE-CLIMA

Trimestre mais Frio: Junho / Julho / Agosto.Trimestre mais Quente: Dezembro / Janeiro / Fevereiro.Ventos: Predominante, Nordeste, com velocidade média: 11 km/h (em outubro).

79 78 78 7782 83 82 8078 80 81 81

137 120 108 12277 77 71 99187 183 159 97

11,7 13,5 15 16,511 9,2 8,3 9,718 18,2 17,2 13,9

17 18,7 20,6 22,216,5 14,8 14,1 15,423,4 23,2 22,2 19,3

23,9 25,4 27,8 29,724,4 22,5 22,3 23,330,7 30,1 29,1 26,4

Set Out Nov Dez Mai Jun Jul Ago Jan Fev Mar Abr


99

9.4.4 A QUALIDADE DO AR E A DEFINIÇÃO DA DISTANCIA DE OCUPAÇÃO DO SOLO ÀS MARGENS DA VIA INTERPRAIAS

CO- MONÓXIDO DE CARBONO

A interação entre a fonte de poluição veicular e o nível de estabilidade atmosférica estabelece a concentração de poluentes que é variável com a distância entre fonte geradora e o receptor, tornando-se menor à medida que o receptor, o ser humano, se afasta da fonte, mantidas as demais variáveis - e a definição da ocupação do solo deve obedecer aos limites padrão estabelecidos por normas internacionais de segurança quanto à preservação da saúde, vale dizer, que a ocupação que exige maior distanciamento da fonte é a ocupação residencial.

Para o perfil de descarga (g/s/km) acarretado pelo TMDA que corresponde às 200 horas em nível D ou pior com 15,5% de veículos pesados considerando a configurçao final em via dupla, considerou-se o nível de estabilidade atmosférica D durante o dia e durante a noite E, com a velocidade média do vento de 4,5 m/s incidindo a 90o em relação ao eixo rodoviário e elevação de 3m.

Nas 24 horas do dia útil a distancia do receptor para o nível crítico de ocupação do solo, o residencial não deve ser menor que 285 m da borda da VIA e a 3 m de altura no sentido da velocidade do vento no que tange à concentração de CO, como pode ser visto a seguir.

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 230

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

Original data Smoothed datatrace 3

VARIAÇÃO DA CONCENTRAÇÃO DE CO

HORÁRIO (HORAS)

CO

NC

EN

TR

AÇ

ÃO

DE

CO

(m

icro

g/m

3)

volu

me

horá

rio

de tr

áfeg

o am

bos

sent

idos6.971 10

3

0

pg

fitco t( )

5.143 103

86.307

fitamb t( )

230 K1 t

VOLUME HORÁRIOa 350 m

CONCENTRAÇÃO DE CO PARA O TMDA EQUIVALENTE A 200 HORASEM NÍVEL D OU PIOR, ESTABILIDADE ATMOSFÉRICA D DURANTE O DIA e

DURANTE Á NOITE a 285 m do EIXO da VIA INTERPRAIAS DUPLICADA

E D EDE E

MAC DOWELL/08

DE


100

Observe que a concentração de CO, por exemplo, no período da noite, quando ocorre à estabilidade atmosférica classificada como E, quase triplica em relação à situação anterior classificada como D para a mesma velocidade de vento de 4,5 m/s.

A seguir a reprodução das medições reais na VIA MAGNA GRETA, em ROMA, parte integrante do Projeto de Pesquisa HEAVEN27 realizada pela Comunidade Européia da forma extremamente objetiva, onde se observa a semelhança da distribuição por hora nas 24 horas do dia obtida pelo MODELO desenvolvido pelo Autor, onde ocorre também a maior contentração no período da noite próxima as magens da via.

27 IST-INFOMATION SOCIETY TECHNOLOGIES, HEAVEN, HEALTHLER ENVIRONMENT TRROUGHT ABATEMENT OD VEHICLE EMISSION AND NOISE ROME, AGO/2004.


101

Quanto a distancia de 350 m da borda da VIA corresponde ao enquadramento no Limite da concentração de CO fixado pela FEEMA correspondente por sua vez, como segura à preservação da saúde daqueles que irão ocupar o solo para fins residencial, ou seja, a média das 8 horas de maior concentração contínua em 24 horas do dia não deve ser superior a 4.500 μg/m3.

A seguir a demonstração da exigência quanto à Qualidade do Ar:

Sujeita as 8 horas contínuas, cuja média não ultrapasse a 4.500 μg/m3

Solução:

Substituindo tem-se

A função a ser MAXIMIZADA

F x3 x2 x1( )0

x1

tfitco t( )

dx2

x3

tfitco t( )

d

x3 x2 x1

Given

x3 x2 x1 8

Ax maximizeF x3 x2 x1( )

Ax

23.038

17.245

2.207

x3

x2

x1

23.038

17.245

2.207

horas

F x3 x2 x1( ) 4.432 103

ok <-- g

m3


102

NO2 – DIÓXIDO DE NITROGÊNIO

Não deve apresentar média anual de concentrações de NO2 nas 8760 horas do ano superior a 100 g/m3, e a distancia da borda da VIA para ocupação residencial deve se situar a 488 m a uma elevação de 3 m.

Para o LIMITE TOLERÁVEL considerado pela FEEMA, que corresponde à média anual das concentrações de até 320 g/m3 de NO2 da borda da VIA cai para de 290 m para ocupação residencial.

A figura fornecida a seguir ilustra os resultados obtidos através do MODELO DE DISPERSÃO e QUALIDADE DO AR para as duas situações:

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 5000

10

20

30

40

50

60

70

DISTRI. PROB CONCENTR DE NOx NAS 8760 h

CONCENTRAÇÃO de NOx da borda da VIA

DIS

TR

IB. P

RO

B. C

ON

CE

NT

R. h

/ano

de

NO

x

67.65

0

frno X1( )

frno X1( )

frnot X1( )

frnot X1( )

5000 X1 concs X1 concst

CONCENTRAÇÃO DE NOx NAS 8760 HORAS DO ANOE A DISTANCIA SEGURA PARA HABITAÇÃO

LIMITE SEGURO À SAÚDE: 100 μg/m3 média anualDISTANCIA DA BORDA DA VIA: 488m

LIMITE TOLERÁVEL: 320 μg/m3 média anualDISTANCIA DA BORDA DA VIA: 290m

MAC DOWELL/06


103

SO2 – DIÓXIDO DE ENXOFRE

Não deve apresentar média anual de concentrações de SO2 nas 8760 horas do ano superior a 80 g/m3, e a distancia da borda da VIA para ocupação solo para o tipo mais crítico, qual seja o residencial, não deve se inferir ar 240 m com elevação de 3 m.

HC - HIDROCARBONETO

No que tange ao poluente HC a média horária em 3 horas continuas de maior concentração em 24 horas mantendo as demais condicionantes, não deve ser superior a 160 g/m3 conforme critério da USEPA, que ocorre para a distancia da borda da VIA abaixo de 247 m.

DEMONSTRAÇÃO: Qualidade do Ar Limitada a Concentração de160 g/m3 em durante as 3 horas continuas de maior Concentração, se dá entre 18 e 21 horas, assim determinado.

Onde fit é a polinomial das concentrações em 24 horas do dia em função da hora do dia (t), enquanto x1 e x2 incógnitas da hora de inicio e da hora final que corresponde às 3 horas contínuas de maior concentração.

A função a ser MAXIMIZADA

F x2 x1( )x1

x2

tfithc t( )

d

x2 x1

Given

x2 x1 3

Ax MaximizeF x2 x1( )

Ax20.623

17.623


104

MP - MATERIAL PARTICULADO

Finalmente, o MP-Material Particulado não deve apresentar média geométrica anual de concentrações de MP nas 8760 horas do ano superior a 75 g/m3, e a distancia da borda da VIA para ocupação solo para o tipo mais crítico, qual seja o residencial, não deve ser inferior a 222 m com elevação de 3 m.

CONCLUSÃO

Os padrões de qualidade do ar são violados, principalmente, pelos gases provenientes dos veículos, razão pela qual deve-se procurar para o uso do solo do tipo residencial ficar mais distante, que para o uso industrial ou mesmo comercial.

Portanto, a região de ocupação residencial não deve ficar abaixo de 350 m da borda da VIA, uma vez que o CO é o mais nocivo de todos, que é um gás inodoro, invisível e o que apresenta uma particularidade que é a de fácil envenenamento, tendo em vista que a afinidade do CO com a Hemoglobina do Sangue é 210 vezes maior que o próprio Oxigênio!


105

9.5 INTENSIDADE SONORA: SOLUÇÃO

INTENSIDADE SONORA GERADA EM FUNÇÃO DO VOLUME DE TRÁFEGO HORÁRIO

O ruído devido ao tráfego é um dos fenômenos ambientais mais perturbadores a que são submetidas às populações na área de influência de qualquer rodovia, e a VIA INTERPRAIAS a ser implantada o será sob novo conceito ambiental.

A intensidade do ruído é tanto maior, quanto maior a velocidade, maior o volume do tráfego, maior o percentual de veículos pesados e menor for à distância à fonte e ainda mais severo quando os veículos precisam vencer aclives e nos dias chuvosos, quanto maior for o número de pneus.

A figura aqui reproduzida das pesquisas da SCANIA SUECA28 mostra que o nível de ruído de caminhão de 6 eixos comparativamente ao caminhão de 2 eixos para a mesma velocidade é pelo menos 5 dBA maior.

28 KLOPOTECK, MANFRED - LABORATÓRIO DE ACÚSTICA-SCANIA SUÉCIA, REDUÇÃO DE RUÍDO DE VEÍCULOS PESADOS, SEMINÁRIO DE TRASNPORTE E MEIO AMBIENTE, IPEN, SÃO PAULO, SET/1991.

A TENDÊNCIA NA BR-101 É DE AUMENTO DA EMISSÃO DE RUÍDO DEVIDO AO AUMENTO DO NÚMERO DE

EIXOS DOS VEÍCULOS PESADOS (LABORATÓRIO DA SCANIA SUECA)

DIFERENÇA5 dBA

No caso dePavimento

MolhadoAcréscimo De 7 dBA


106

Em função da velocidade vis a vis o volume horário de tráfego na VIA INTERPRAIAS mostrado anteriormente pode-se estimar o nível de ruído emitido pelo tráfego conforme se mostra a seguir para distancias situadas a 10, 100 e 300 m da borda da pista.

Observa-se que a intensidade de ruído se comporta de forma inversa a das emissões de poluentes em relação a curva velocidade x volume horário.

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 500030

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

GERAÇÃO DE RUÍDO f(VOLUME HORÁRIO)

VOLUME DE TRÁFEGO HORÁRIO

INT

EN

SID

AD

E S

ON

OR

A (

dBA

)

80

30

LEQ VOL D( ) VEL D( ) 10( )

LEQ VOL D( ) VEL D( ) 100( )

LEQ VOL D( ) VEL D( ) 300( )

50000 VOL D( )


107

A DISTRIBUIÇÃO DAS INTENSIDADES SONORAS POR HORA DO DIA

A distribuição das intensidades sonoras por hora do dia considerandoa INTERPRAIAS DUPLICADA e com TMDA, correspondente a 200 horas em nível D ou pior, para distancias da fonte de 10 e 300 m obtida através da combinação do modelo de predição com a função probabilística que relaciona a velocidade e o volume horário e a distribuição horária do tráfego médio diário anual.

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 230

1000

2000

3000

4000

5000

6000

40

45

50

55

60

65

70

75

80

NÍVEL DE RUÍDO:VIA INTERPRAIAS

HORAS DO DIA

VO

LU

ME

HO

RÁ

RIO

AM

BO

S S

EN

TID

OS

EN

ER

GIA

EQ

UIV

AL

EN

TE

DE

RU

ÍDO

(dB

A/h

)5.084 103

168

PN j PSj

78.614

44.788

LEQ1 PN j PSj y11 PN j y11 PSj 10

LEQ1 PN j PSj y11 PN j y11 PSj 300

230 j


108

A DISTRIBUIÇÃO DAS INTENSIDADES SONORAS NAS 8760 HORAS DO ANO

A distribuição provável de ruído ao longo das 8760 horas do ano, aqui com o tráfego que corresponde a 200 horas em nível D ou pior, para a distância de 200 m da fonte (VIA INTERPRAIAS), pode ser vista na próxima figura.

1 10 100 1 103

1 104

5051525354555657585960616263646566676869707172737475

NÍVEL DE RUIDO MAIOR QUE O INDICADO

HORAS/ ANO COM NÍVEL MAIOR Q O INDICADO

INT

EN

SID

AD

E D

E R

UID

O A

200

m (

dBA

)

75

50

db1

100001 Pr db1( )


109

PROTEÇÃO ACÚSTICA UTILIZADA NA COMUNIDADE EUROPÉIA

A solução para a diminuição da intensidade sonora seria a de controle de velocidade o que sob o ponto de vista prático ter-se-ia que regular a velocidade do fluxo de tráfego em uma série de pontos através de uma série de “pardais”, por exemplo, que reduz a capacidade de escoamento dessa via, e por conseqüência os benefícios econômicos, e ainda amplia as emissões veiculares de poluentes.

A solução tecnicamente mais correta e de melhor resultado prático é a de utilizar a BARREIRA ACÚSTICA desenvolvida pela União Européia, e lá transformada em Norma, nas vias expressas, pois reduz em até 32 dBA o nível de ruído para espessura de até 10 mm e não causa intrusão visual, alem de resistir ao impacto de projétil balístico do tipo Magnum, ampliando assim o nível de segurança dos usuários.

A seguir mostra-se um exemplo ilustrativo dessa Barreira Européia, que dependendo da intensidade sonora a ser reduzida, pode variar segundo diferentes espessuras como, por exemplo, a de 4 mm que reduz 26 dBA, ou a de 6 mm que reduz até 30 dBA, mas cabe ressaltar que essa eficiência apresenta custo elevado, cerca de R$2.000,00/m em ambos os lados da VIA INTERPRAIAS.

.


110

10 EQUILÍBRIO SOCIAL

10.1 CLASSIFICAÇÃO DOS VEÍCULOS

A classificação dos veículos adotada nas concessões federais, estabelecida pelo DNIT (ex-DNER), portanto constante dos Editais de Concessão, que para efeito de estabelecimento do valor da tarifa para cada categoria, segue o critério do quadro abaixo.

Rodagem

(*)

1automóvel, caminhonete e furgão

2 simples 1

2caminhão leve, ônibus, caminhão-trator e furgão

2 Dupla 2

3automóvel com semi-reboque e caminhonete com semi-reboque

3 simples 1,5

4caminhão, caminhão-trator, caminhão-trator com semi-reboque e ônibus

3 dupla 3

5automóvel com reboque e caminhonete com reboque

4 simples 2

6caminhão com reboque e caminhão-trator com semi-reboque

4 dupla 4


5 dupla 5


6 dupla 6

9motocicleta, motonetas e bicicletas a motor

2 simples 0,5

(*) A rodagem traseira com pneus do tipo “single” ou “supersingle” é equivalente à “dupla”, para os fins da estrutura tarifária.

CLASSIFICAÇÃO UTILIZADA NAS RODOVIAS FEDERAIS

Categoria Tipo de VeículosN de Eixos

Multiplicador da Tarifa


111

Segundo os Editas federais estabelecem ainda:

“Para os veículos com mais de 6 (seis) eixos e os denominados “veículos especiais", que transportam cargas superpesadas e indivisíveis, a CONCESSIONÁRIA cobrará tarifa de pedágio equivalente à categoria 8 (oito), acrescida do valor da tarifa dos veículos da categoria 1 (um), multiplicada pelo número de eixos que excederem a 6 (seis)”.

“Para efeito de contagem do número de eixos dos veículos, será considerado o número de eixos do veículo, independente de os mesmos serem suspensos ou não29” (sic).

Dessa forma, nas rodovias federais concedidas cobra-se pelo número de eixo mesmo estando sem carga e com eixo suspenso.

A figura mostrada a seguir é resultado da pesagem de semi-reboque de 5 eixos rolantes com carga e a pesagem do mesmo veículo com um eixo suspenso, realizado no Estado do Paraná pela Concessionária VIAPAR por solicitação do Autor.

A suspensão deste eixo triplica30 o fator de veículo em relação às condições normais e dobra a taxa de deterioração do pavimento.

29 DNER, EDITAIS DE LICITAÇÃO PARA CONCESSÃO LOTES 12, 12 E 13, NOV/2001.

PESAGEM DE SEMI-REBOQUE DE 5 EIXOS NO PARANÁ COM OS 5 EIXOS RODANTES

COMPARATIVAMENTE A SUSPENSÃO DE 1

EIXO CONFORME O CROQUI.

5.400

5.580 12.030

9.900 26.370

24.780


112

Entretanto este mesmo caminhão vazio com os 5 eixos, a suspensão de um eixo não faz diferença importante no pavimento, ou seja, não chega a 4,5%, que por sua vez é a quarta parte comparativamente com os 5 eixos rolantes e com carga.

Portanto, não há porque cobrar o eixo suspenso dos caminhões vazios na praça de pedágio.

Ressalta-se ainda que as medições feitas nas praças de pedágio do Programa de Concessão do Estado do Rio Grande do Sul, por exemplo, os caminhões que levantam eixo representam 4,11% do tráfego de veículos pesados.

A seguir o quadro resumo das informações básicas fornecidas pela AGCR, onde o TMDA é o único dado apresentado por sentido, os demais levam em consideração os dois sentidos.

30 MAC DOWELL, FERNANDO, ANÁLISE E REAVALIAÇÃO DO PROGRAMA DE CONCESSÕES DO ESTADO DO RIO GRANDE DO SUL, SECTRAN-RS/DAER-RS/GERS/BIRD/BID, VOLUME I – III, DEZ/1999.

Carazinho 3,40% 41,56% 3,48 4,27% 12.985Caxias do Sul 25,07% 28,89% 2,93 3,59% 17.528

Gramado 7,90% 14,28% 2,55 NA 6.309Lajeado 5,99% 40,13% 3,12 4,90% 20.406

Metropolitano 0,00% 29,67% 3,32 3,76% 6.312Santa Cruz do Sul 5,83% 31,61% 2,84 3,74% 6.296

Vacaria 19,90% 46,45% 3,45 3,54% 7.240PROGRAMA 12,29% 33,68% 3,17 4,11% 77.076

PÓLOSTMDA 2004

RESUMO DE INFORMAÇÕES BÁSICAS ESTATÍSTICAS DOS PÓLOS

ELABORAÇÃO: MAC DOWELL

PARTICIPAÇÃO DE PESADOS

FUGA GERALNUM MÉDIO DE EIXOS

EIXOS SUSPENSOS


113

10.2 FUGA DE TRÁFEGO E VALOR DA TARIFA DE PEDÁGIO

O valor da tarifa para as categorias de veículos leve e pesado tem que necessariamente apresentar equilíbrio social entre as categorias.

A continuidade das rotas de fuga causa distorções a CONCESSÃO, uma vez que os usuários que as utilizam, geram desequilíbrio acaba por repassar este ônus aos veículos que efetuam o pagamento da tarifa, se tornando um dos principais agente de desequilíbrio financeiro do contrato das concessionárias.

Entretanto, há uma certa confusão quando se reclama das fugas, razão pela qual deve-se aqui deixar clara a sua classificação.

CLASSIFICAÇÃO DAS FUGAS

Isto está relacionado ao chamado generalizadamente de “rotas de fuga” que tem sido uma preocupação constante das concessionárias e de desentendimentos não raros com o PODER CONCEDENTE, daí a necessidade que se entenda TRÊS definições distintas e fundamentais referentes à CLASSIFCAÇÃO DAS FUGAS31, como do TIPO A, TIPO B e TIPO C.

A primeira, TIPO A, assume a denominação verdadeira de rota alternativa à própria rodovia pedagiada, ou seja, o usuário não recebe os benefícios diretos proporcionados pela rodovia pedagiada e nem a Concessionária pode reivindicar qualquer desequilíbrio FINANCEIRO.

A segunda, TIPO B, a mais injusta para os usuários da própria rodovia pedagiada e responsável pelo desequilíbrio financeiro da concessão com perda de

31 MAC DOWELL, FERNANDO, PARECER TÉCNICO CONCLUSIVO, AVALIAÇÃO E ANÁLISE SISTÊMICA DE SOLUÇÕES VISANDO O EQUILÍBRIO FINANCEIRO DOS CONTRATOS DE CONCESSÃO–RS, ASSEMBLÉIA LEGISLATIVA-RS, COMISSÃO ESPECIAL DE RODOVIAS CONCEDIDAS, SET/2005.


114

receita e aumento de custo, se caracteriza pela utilização de alça que contorna a praça de pedágio com o objetivo de burlar e ainda usufruir “gratuitamente” dos benefícios diretos proporcionados pela rodovia pedagiada, quando trafega em mais de 90% de sua extensão sem pagar.

A terceira, TIPO C, trata-se de “queda de tráfego” relativa ao usuário que torna suas viagens menos freqüentes, ou as substitui por alternativas de transporte, quanto maior for a disparidade social do valor da tarifa de pedágio.

Razão pela qual o valor da tarifa para as categorias de veículos leve e pesado tem que necessariamente apresentar equilíbrio social entre as categorias.

FUGAS OCORREM COM EXTREMA PERICULOSIDADE PARA OS DEMAIS

USUÁRIOS

Exemplo Prático(RS)


115

10.3 ANÁLISE PROBABILÍSTICA DE ACEITAÇÃO DO VALOR DA TARIFA BÁSICA DE PEDÁGIO

Por mais paradoxal que possa parecer, a decisão unilateral no tocante a redução do valor da tarifa básica de pedágio em ABR/99 ocorrida no Programas Estaduais de Concessão no Rio Grande do Sul e no do Paraná, ambos apresentaram um lado positivo que foi a realização de pesquisa “forçada” em todas as praças por categoria de veículo, única no mundo, permitiu ao Autor determinar para cada categoria o comportamento probabilístico frente a diferentes valores de tarifa.

As reduções nos valores das tarifas de pedágio estabelecidas na prática, por exemplo, pelo Governo do Rio Grande do Sul em 1999 foram de 20% para as categorias 1, 7 e 8 e de 28% para as demais categorias permitiram identificar o impacto no tráfego.

Como as concessões são monitoradas permanentemente foi possível por categoria identificar o comportamento real dos usuários de forma probabilística, frente à nova situação, tal como ocorrera no Programa de Concessões do ANEL DE INTEGRAÇÃO DO Estado do Paraná, também recuperado pelo Autor no primeiro semestre de 1999.

Observe na próxima figura para a VIA INTERPRAIAS quanto ao equilíbrio social entre as categorias, não guardam a mesma relação CAMINHÃO/AUTOMÓVEL a partir das representações probabilísticas resultantes onde se pode observar que quanto maior for o valor da tarifa básica de pedágio aplicada ao automóvel, maior será a redução do tráfego nessa e nas demais categorias (aqui indicadas por número de eixos por veículo pesado à exceção da categoria 1 que se refere ao veiculo leve), com maior ou menor intensidade.

Portanto para os estudos da VIA INTERPRAIAS não se adotou o critério do DNIT/ANTT utilizado nas concessões federais mostrado no quadro fornecido no ínicio deste item 10 do presente relatório, que nada mais é que a aplicação ao valor da tarifa básica de pedágio da Categoria 1 pelo número de eixos conforme as categorias que correspondem aos veículos pesados.

A seguir a curva probabilística comportamental dos fatores de redução de tráfego em função de diferentes valores de tarifa.


116

FATOR DE REDUÇÃO DE TRÁFEGO EM FUNÇÃO DO VALOR DA TARIFA DE PEDÁGIO

SC-100 VIA INTERPRAIAS

O fator de redução pobabilística do tráfego por categoria de veículo em função do valor da tarifa de pedágio é do tipo WEILBUL e pode ser apreciada a seguir por categoria no que tange ao futuro tráfego da VIA INTERPRAIAS.

Cabe ressaltar, que a Categoria 1 corresponde ao automóvel (veículo leve) enquanto as demais curvas são de veículos pesados conforme o número de eixos indicado na próproa curva.

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 400

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

FUNÇÃO COMPORTAMENTAL DO TRÁFEGO

VALOR DO PEDÁGIO (R$/VEÍCULO)

UT

ILIZ

AÇ

ÃO

DA

RO

DO

VIA

(%

)

100

0

Pa Ped( )

Pc Ped( )

Pc3 Ped( )

Pc4 Ped( )

Pc5 Ped( )

Pc6 Ped( )

400 Ped

EQUILÍBRIO SOCIAL ENTRE AS CATEGORIAS DE VEÍCULOS:CURVAS PROBABILÍSTICAS COMPORTAMENTAIS OBSERVADAS

NA PRÁTICA: VIA INTERPRAIAS (131 km)

12

3

4

5

6

MAC DOWELL/08


117

FATOR DE RECEITA EM FUNÇÃO DO VALOR DA TARIFA DE PEDÁGIO

Já o fator de receita (R Amostrada na figura anterior) por categoria de veículo (categoria 1 = veículo leve) nada mais é que o produto da função de probabilidade que representa a redução do tráfego em função do valor da tarifa pelo correspondente valor da tarifa.

Cada curva corresponde ao número de eixos do veículo pesado.

0 5 10 15 20 25 30 35 400

500

1000

1500

2000

FUNÇÃO COMPORTAMENTAL: FATORES RECEITA

VALOR DO PEDÁGIO (AGO/06)

FA

TO

R D

E R

EC

EIT

A B

IDIR

EC

ION

AL

2100

0

RECa Ped( )

RECc Ped( )

RECc3 Ped( )

RECc4 Ped( )

RECc5 Ped( )

RECc6 Ped( )

400 Ped

EQUILÍBRIO SOCIAL ENTRE AS CATEGORIAS DE VEÍCULOS:CURVAS PROBABILÍSTICAS COMPORTAMENTAIS OBSERVADAS NA

PRÁTICA RELATIVAS AS RECEITAS: VIA INTERPRAIAS (131 km)

1

23

4

5

6


118

10.4 BALANÇO SOCIAL COM A IMPLANTAÇÃO DA VIA INTERPRAIAS

10.4.1 SINTESE DOS RESULTADOS DO BALANÇO SOCIAL

Classicamente a base metodológica da elaboração do balanço social origina-se dos estudos de viabilidade econômica, atribuindo-lhes valor monetário e inserindo-os na análise de viabilidade.

A metodologia é aceita, quando não exigida, por organismos financiadores, dentre eles, o BIRD, o BID e o BNDES.

Entretanto a quantificação dos benefícios sociais não deve ser feita classicamente, mas sim sob a ótica sistêmica moderna de atendimento simultâneo aos equilíbrios Econômicos, Sociais, Ambientais, Urbanísticos, Operacional, Técnico e Financeiro interligados, resultando na análise do impacto distributivo sobre o grupo de baixa renda com a implantação do PNI, visando o seu enquadramento por critério internacional ao PTI (POVERTY TARGETED INVESTMENT ou INVESTIMENTOS VOLTADOS PARA A POBREZA).

O balanço social é oriundo da quantificação e valoração dos benefícios correspondentes às reduções de custos decorrentes devido à implantação da VIA EXPRESSA, apresentado aqui sinteticamente, mas determinado de forma sistêmica, mostrada mais adiante.

Os dois principais benefícios do operacional e o de tempo de viagem no período de concessão (25 anos) atingirão juntos pouco mais de R$ 1,1 bilhão o que fornece por veículo leve no mínimo R$ 19,00.


119

10.4.2 BENEFÍCIO ECONÔMICO SOCIAL

A implantação da VIA INTERPRAIAS amplia a velocidade também nas demais rotas alternativas particularmente na BR-101, que terá sobrevida principalmente nos períodos de temporada.

O benefício econômico se traduz pela melhor distribuição dos níveis serviço do tráfego ofertado aos usuários nas rotas alternativas de acesso a BR-101, que proporciona por sua vez redução dos custos de operação dos veículos, tempo de viagem da população usuária e dos próprios custos de conservação de rotina, e os investimentos em reforço estrutural do pavimento ou de restauração dessas vias devido ao aumento de velocidade do tráfego pesado.

Essa última afirmação se deve ao fato que quanto menor a velocidade do fluxo de tráfego pesado no pavimento flexível, tanto menor é o valor do módulo de resiliência da camada nobre de CBUQ do pavimento flexível, que por sua vez reduz o número estrutural e para a mesma carga amplia a taxa de deterioração deste pavimento.

No tocante a redução do tempo de viagem despendido pela população usuária se traduz por maior dedicação a atividades como trabalho, lazer, esporte e cultura vindo de encontro a melhor qualidade de vida, alem de proporcionar a elevação do nível de produtividade, amplia ainda o acesso ao mercado de trabalho.

A seguir a demonstração do cálculo nas 8760 horas do ano durante o período de 25 anos.


120

BENEFÍCIO DE REDUÇÃO DO CUSTO DE OPERAÇÃO DE VEÍCULO

Benefício médio por veículo leve com a implantação da SC-100 inicialmente em via singela e a partir do ano 11 em via dupla é de R$ 13,00/auto (veículo leve).

BOP

2

t

0

23

j

CaM1OPVOL101

jegg t

.4VOL101

jegg t

Pvex VOL101j

egg t

VOL101j

egg t

.4VOL101

jegg t

Pvex VOL101j

egg t

2

0

23

j

CM11OP VOL101j

egg t

Pvex VOL101j

egg t

VOL101

je

gg t Pvex VOL101

jegg t

365

er t

d

N

t

0

23

j

CaM1OPVOL101

je

gg t

.4VOL101

je

gg t Pvex2 VOL101

je

gg t

VOL101j

egg t

.4VOL101

jegg t

Pvex2 VOL101j

egg t

0

23

j

CM22OP VOL101j

egg t

Pvex2 VOL101j

egg t

VOL101

jegg t

Pvex2 VOL101j

egg t

2 365

er t

d

BOP 7.718 108 <-- R$

<-- r$/auto (ago/06)

BOP

2

t

0

23

j

VOL101j

egg t

Pvex VOL101j

egg t

d

N

t

0

23

j

VOL101j

egg t

Pvex2 VOL101j

egg t

2

d

365 .85

12.993


121

BENEFÍCIO DE REDUÇÃO DO TEMPO DE VIAGEM


BTV

2

t

0

23

j

CaM1VOL101

jegg t

.4VOL101

jegg t Pvex VOL101

jegg t

VOL101j

egg t

.4VOL101

jegg t Pvex VOL101

je

gg t

2

0

23

j

CM11 VOL101j

egg t Pvex VOL101

jegg t

VOL101

jegg t Pvex VOL101

jegg t

365

er t

d

N

t

0

23

j

CaM1VOL101

jegg t

.4VOL101

jegg t

Pvex2 VOL101j

egg t

VOL101j

egg t

.4VOL101

jegg t

Pvex2 VOL101j

egg t

0

23

j

CM22 VOL101j

egg t

Pvex2 VOL101j

egg t

VOL101

jegg t

Pvex2 VOL101j

egg t

2 365

er t

d

BTV 3.624 108

<-- R$

<-- R$/AUTO (AGO/06) BTV

2

t

0

23

j

VOL101j

egg t

Pvex VOL101j

egg t

d

N

t

0

23

j

VOL101j

egg t

Pvex2 VOL101j

egg t

2

d

365 .85

6.1


122

BENEFÍCIO DE REDUÇÃO DO CUSTO DE ACIDENTE


BAC

0

t0

23

j

NacVOL101

jegg t

.4VOL101

jegg t

Pvex VOL101j

egg t

4 60

2

0

23

j

Nac VOL101j

egg t

Pvex VOL101j

egg t

2 15

er t

d

N

t0

23

j

NacVOL101

jegg t

.4VOL101

jegg t Pvex2 VOL101

jegg t

4 60

2

0

23

j

Nac VOL101j

egg t Pvex2 VOL101

jegg t

4 15

2

er t

d

CUAC

BAC 1.165 107 <-- R$


123

BENEFÍCIO SOCIAL DEVIDO REDUÇÃO DE ACIDENTES

MODELO PARA ESTIMATIVA DO ÍNDICE DE ACIDENTE

No que tange ao Índice de acidente com a inserção da VIA EXPRESSA em relação à situação atual, é possível estimar a relação entre os índices de acidente para essas duas situações como será visto nesse Item.

O índice de acidentes é obtido pela expressão:

Onde:

Ia = número de acidentes por um milhão de veículos km no trecho;

NAT = número total de acidentes no ano, considerado na rodovia em ambos os sentidos;

TMDA = tráfego médio diário anual, aqui considerado em ambos os sentidos;

EXT = extensão do trecho (km).

O modelo para estimativa de variação do índice de acidente comparativamente a uma situação conhecida foi desenvolvido em 199532 e vem apresentando bons resultados através de sua expressão matemática fornecida a seguir:

32 MAC DOWELL, FERNANDO, MODELO SISTÊMICO DE ENGENHARIA FINANCEIRA PARA CONCESSÃO DA DUPLICAÇÃO DAS RODOVIAS BR-116/SP/PR, BR-376/PR e BR-101/SC, CONVÊNIO DNER/IME, MT, MEx & BID-BANCO INTERAMERICANO DE DESENVOLVIMENTO, 1995.

IaNAT 10

6

TMDA 365 EXT


124

O que se constata é que o Índice de Acidente em uma rodovia qualquer (IA1) que ocorra modificação de suas características técnicas é tanto menor em relação a uma situação atual, quanto maior o número de faixa de rolamento (Nf1) da rodovia, mais larga a largura por faixa (LF1), menor o volume de tráfego (TMDA1), menor a participação de veículos pesados (C1) e tanto menor for a dispersão de velocidade (d1) em relação a uma situação existente.

Entretanto, o que modifica a situação atual dos acessos entre Criciúma e a BR-101 é o alívio de tráfego nesses acessos em função da implantação da VIA EXPRESSA entre Criciúma e a BR-101.

A expressão matemática do Modelo de estimativa do número de acidentes por ano portanto em termos absolutos é dada a seguir.

A Modelagem é mostrada na seqüência.

QUANTO A ORIGEM DO MODELO.

O Modelo para estimativa de acidente aqui utilizado foi desenvolvido para atender a necessidade de se estimar a redução, ou aumento de acidentes, frente à duplicação de rodovia, ou a implantação de nova rodovia adicionalmente as rotas alternativas existentes, ou mesmo o estreitamento ou criação de nova faixa de rolamento, e assim por diante.

Na prática três grandes projetos se encontravam em desenvolvimento e precisavam na época (1995) estimar a provável redução do numero de acidentes com as melhorias que iriam receber, como a concessão para duplicação da RJ-124 de acesso a Região dos Lagos e outras duas duplicações, a BR-116 entre São Paulo e

IA1

IAo

TMDA1

TMDAo

0.59858NFo LF1 Nf1( )( ) 1.733 0.0146 C1( )[ ]

NFo LFo Nfo( )( ) 1.733 0.0146 Co( )[ ]

1.85

EXT1

EXTo

0.963

1 disd1 do

do

Nac TMD NF ext C1( )365 TMD

9000.64TMD

1000

.6 ext

.0372 N1 LF( ) NF

1.733 1.46 102

C1

1.69

1.85

1 disd1 do

do


125

Curitiba e a BR-101 entre Curitiba e Florianópolis e ainda na seqüência o quarto projeto a BR-101, no trecho entre Florianópolis e Osório/RS (1998).

Nessa oportunidade foram pesquisados vários trechos com características distintas procurando encontrar as variáveis independentes que explicavam a variável dependente caracterizada pelo número de acidentes por ano registrado.

VALIDAÇÃO DO MODELO E OS RESULTADOS PRÁTICOS

É interessante o registro que esse Modelo, por exigência do Tribunal de Contas do Estado do Estado do Rio de Janeiro foi inserido no Edital de Concorrência da Concessão com a implantação e duplicação da RJ-124, fornecendo a expectativa através do Modelo de quanto seria a redução do índice de acidente, após a duplicação e o resultado prático que através do mencionado Modelo seria reduzido em 68%, e na prática foi de 72%.

Mais recentemente, a solução de criação da 4a FAIXA DE TRÁFEGO NA SUBIDA E DESCIDA DO VÃO CENTRAL33 em ambos os sentidos da PONTE RIO NITERÓI (rampa de 2,5%), reduzindo a largura das faixas de rolamento a velocidade correspondente, envolvendo ainda restrição horária ao tráfego de caminhões entre 22 e 4 horas, a previsão do MODELO seria uma queda no índice de acidente de 24,5% e foi confirmada na prática e reconhecido oficialmente pelo DNIT e ANTT constante do Processo do MINISTÉRIO PÚBLICO FEDERAL SOLIC.NO 1.30.005.000017/2002-01.

A evolução dos Índices de Acidente (IA) referentes aos anos completos deixa claro que a solução das 4 faixas conjugada ao horário de permissão de uso da Ponte pelos caminhões com 3 (C3) ou mais eixos entre 22 horas e 4 horas, apresentou redução média anual até o ano de 2005 de 26,5%, contra 24,5% prevista no Relatório do Prof. Mac Dowell, inclusive apenso ao Processo do MINISTÉRIO PÚBLICO FEDERAL

33 MAC DOWELL, FERNANDO, ANÁLISE OPERACIONAL PARA A SOLUÇÃO DOS CONGESTIONAMENTOS DE TRÁFEGO NA PONTE-RIO NITERÓI: CRIAÇÃO DA 4a FAIXA NAS IMEDIAÇÕES DO VÃO CENTRAL E RESTRIÇÃO DE HORÁRIO PARA OS CAMINHÕES COM 3 OU MAIS EIXOS, PONTE S.A / DNIT/ANTT, 2001


126

A seguir a evolução dos índices de acidente (IA) desde 1997 a 2005, com a indicação do ano a partir do qual a Ponte passou a ser operada na nova configuração das 4 faixas e com restrição de horário aos caminhões com 3 ou mais eixos34.

34 MAC DOWELL, FERNANDO, SILVEIRA LOPES, LUIZ ANTONIO, PARECER TÉCNICO -ELIMINAÇÃO DE ACOSTAMENTOS DA PONTE RIO-NITERÓI E TRASNFERÊNCIA DO TRÂNSITO DE CAMINHÕES PARA A BR-493/RJ, IME-INSTITUTO MILITAR DE ENGENHARIA/ MINISTÉRIO PÚBLICO FEDERAL REF: SOTC NO 1.30.005.000017/2002-01, AGO/2006.


127

EVOLUÇÃO DO TRÁFEGO MEDIO DIÁRIO ANUAL PONTE RIO-NITERÓI (SENTIDO RIO / NITERÓI)

68.042

68.948

71.031

69.594 69.914

73.395

71.715

73.048

72.120

65.000

66.000

67.000

68.000

69.000

70.000

71.000

72.000

73.000

74.000

1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005

TM

DA

3 faixas + faixa 1,80m 4 faixas

EVOLUÇÃO DO TRÁFEG O M EDIO DIÁRIO ANUAL DE CAM INHÕES COM 3 OU M AIS EIXOS

PONTE RIO-NITERÓI (S EN TID O R IO / N ITER ÓI)

8.1157.735 7.770

3.083 3.159 3.208 3.150

5.854

3.101

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005

TM

DA

3 fa ixas + faixa 1,80m 4 faixas e com restrição de horário

EVOLUÇÃO DO ÍNDICE DE ACIDENTE TOTAL PONTE RIO-NITERÓI

2,01

1,761,70

1,76

1,44

1,31 1,29

1,09

1,33

1,00

1,20

1,40

1,60

1,80

2,00

2,20

1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005

ANO

ÍND

ICE

DE

AC

IDE

NT

E T

OT

AL

P

OR

1 M

ILH

ÃO

DE

VE

IC.k

m

3 faixas + faixa 1,80m 4 faixas


128

10.5 PROJEÇÃO DO TRÁFEGO

Cabe ressaltar, que um erro de estimativa de tráfego, por exemplo, de apenas 2% para menos nos 25 anos, mas considerando a mesma projeção a despeito da alta taxa de crescimento inicial (4,1% ao ano), a TIR DE PROJETO adotada pela ANTT de 15,08% despenca para 14,6% e ainda adia por mais um ano o PAYBACK, chegando próxima a taxa média de juros reais dos Agentes Financeiros que na prática fica no entorno de 13,0% ao ano.

Isso deixa claro que o resultado financeiro de uma concessão é extremamente sensível ao tráfego e por conseqüência a sua projeção, portanto à receita bruta esperada, que se diga de passagem é de responsabilidade da Concessionária.

A projeção de tráfego deve ser estabelecida à luz de metodologia alicerçada em base probabilística.

Em virtude da complexidade do tema, pois não se trata meramente de tendência, mas de risco alicerçado em nível de probabilidade de ocorrência até o final da concessão.

A PONTE RIO-NITERÓI, por exemplo, a primeira a adotar a taxa geométrica de crescimento equivalente oriunda da metodologia de projeção probabilística de tráfego desenvolvida pelo Autor35, foi recomendada e adotada a taxa de 2,393% para o período de 20 anos a partir de 1995, correspondente ao nível de probabilidade de 95% de ser maior.

O primeiro ano completo de operação da PONTE, 1997, a taxa geométrica equivalente real de crescimento do tráfego entre 1997 e 2001 foi de 2,895%, ou seja, aquela que corresponde ao somatório de veículos que passaram pela Praça de Pedágio neste período, referenciada ao ano de 1997.

Essa taxa real observada corresponde ao nível de ocorrência de probabilidade de 90%, e até hoje passados 9 anos continua dentro das expectativas evolutivas originais.

35 MAC DOWELL, FERNANDO MODELO DE PROJEÇÃO DE TRÁFEGO DA PONTE RIO NITERÓI, SEGUNDO DIFERENTES NÍVEIS DE PROBABILIDADE DE OCORRÊNCIA DE TAXA GEOMÉTRICA EQUVALENTE AO LONGO DO PERÍODO DE CONCESSÃO. CONSÓRCIO ANDRADE GUTIERRES & CAMARGO CORREA, JUL/94.


129

OS PRINCÍPIOS DO MODELO PROBABILÍSTICO DE PROJEÇÃO DO TRÁFEGO

O modelo que permite estabelecer o nível de probabilidade de ocorrência de Projeção de Tráfego.

Em face dos resultados práticos que vem apresentando apesar de todas as crises ocorridas (Ásia, Rússia, Argentina, desvalorização do Real, queda do PIB etc.) foi adotada e aprovada nos estudos que deram origem ao financiamento36 das duplicações da BR-116 (SP-Curitiba) e BR-101 (Curitiba-Florianópolis) pelas equipes técnicas do BID e EXIMBANK do Japão (hoje JBIC).

A importância do cálculo da taxa geométrica equivalente é um dos conceitos utilizados em face da irregularidade histórica do tráfego em função da flutuação das conjunturas econômicas cujo controle e a aleatoriedade das ocorrências é uma incógnita no futuro.

Essa irregularidade nos volumes de tráfego é função basicamente da retração econômica, caracterizada, por exemplo, por alto preço dos combustíveis e decréscimos do poder aquisitivo e do PIB, ou de aumento de tráfego se essas variáveis independentes se comportarem de forma inversa, ou seja, depende das crises ou êxitos das diferentes políticas econômicas experimentadas.

Este fato é confirmado quando se analisa a contagem histórica do DNER ou da DERSA em São Paulo, onde os sistemas de cobrança de pedágio oferecem estatísticas de tráfego de qualidade ao longo de grandes períodos, da mesma forma como sucede, por exemplo, com os dados históricos de movimentação de cargas nos portos e assim por diante.

Observe o “eletrocardiograma” do crescimento anual real do PIB, evidencia que a única forma de previsão de projeção de tráfego é através do uso das técnicas de probabilidade resultante de simulação de suas variáveis explicativas com uso de somatório anual e por aderência do tipo de distribuição probabilística resultante.

36 MAC DOWELL, FERNANDO, MODELO SISTÊMICO DE ENGENHARIA FINANCEIRA PARA DUPLICAÇÃO DAS RODOVIAS BR-116 (SÃO PAULO/CURITIBA) E BR-101/386 (CURITIBA/FLORIANÓPOLIS), MT/DNER/MEx/IME E BID, 1995.


130

Finalmente, outra variável independente fundamental é o valor da tarifa de pedágio, cuja influência será ainda maior, quando o crescimento real do reajuste do valor da tarifa for maior que o crescimento real da renda do usuário no tempo.

Entretanto neste PARECER, foi adotada a metade da taxa de crescimento determinada pela PROSUL, ou seja, ao invés de 6% para os veículos leves e de 3% para os pesados, entretanto aqui foi considerada a taxa geométrica equivalente de crescimento anual de 3% a SC-100 em via singela e de 5,9% ao ano quando duplicada ao nível de 80% de probabilidade de maior ocorrência longo do período de concessão da SC-100.

1980 1981 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 20056

5

4

3

2

1

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Original data

TAXA ANUAL DE CRESCIMENTO: PIB-BR

ANO

TA

XA

AN

UA

L R

EA

L D

E C

RE

SC

. DO

PIB

(%

)

9.2

4.35

pg

20051980 ano

+

-

TAXA ANUAL REAL DE CRESCIMENTO DO PIB-BRASIL


131

11 EQUILÍBRIO TÉCNICO

Alem dos custos de Administração, de Controle Operacional e Monitoramento da SC-100 (VIA INTERPRAIAS), o Equilíbrio Técnico da Concessão envolve ainda os custos de operação e de investimentos iniciais para implantação e prospectivos inerentes durante o período de 25 anos para garantir os índices de qualidade ofertados aos seus usuários, e a garantia de preservação do PATRIMÔNIO PÚBLICO, e, por conseguinte garantir os dois primeiros GRANDES GRUPOS DE EQUILÍBRIO mencionados, ano a ano.

A segui os custos e investimentos que envolvem o chamado Equilíbrio Técnico.

Quanto as estimativas preliminares de Investimento inicial considerou-se as duas hipóteses, ou seja, implantação imediata em via dupla ou em via singela.

Para tal, o Autor desenvolveu o Modelo para essas estimativas preliminares quanto aos preços unitários foram aqui considerados os do DER-SP pela forma prática, objetiva e permanente de atualização que disponibiliza em seu site.

Dessa forma estima-se para a implantação inicial da SC-100 (VIA INTERPRAIAS) em via dupla o montante de R$ 378,7 milhões, enquanto a implantação em via singela de R$ 219,7 milhões, demostrados no próximo sub-item.

MODELOS PROBABILÍSTICOS DE CUSTOS EM

FUNÇÃO DO VOLUME DE TRÁFEGO

– ARRECADAÇÃO

– ASSISTÊNCIA AO USUÁRIO NA VIA

– ASSISTÊNCIA AOS ACIDENTES E ACIDENTADOS

– CONSERVAÇÃO DE ROTINA

– AMPLIAÇÃO DE CAPACIDADE E MELHORIAS OPERACIONAIS

– PROGRAMAS AMBIENTAIS

– OBRAS COMPLEMENTARES

– MANUTENÇÃO PERIÓDICA (reforços estruturais

CUSTO DE OPERAÇÃO INVESTIMENTOS


132

11.1 ESTIMATIVA PRELIMINAR DE INVESTIMENTO

11.1.1 SEÇÃO TRASNVERSAL


133

11.1.2 SC-100 EM VIASINGELA


134

11.1.3 SC-100 EM VIA DUPLA


135

11.2 CUSTOS OPERACIONAIS DA CONCESSIONÁRIA

11.2.1 SERVIÇOS DE ATENDIMENTO AO USUÁRIO NA VIA

Foram aqui fixados os índices de qualidade de atendimento, a serem cumpridos pela Concessionária, como 85% dos tempos, entre a ocorrência do acidente até o atendimento pela equipe de resgate terá que ser igual ou inferior a 15 minutos.

Da mesma forma, 85% dos tempos, entre a ocorrência de atendimento a veículo na via por motivo de pane até a chegada da equipe de socorro terá que ser igual ou inferior a 20 min.

Esses limites foram estabelecidos pelo Prof. Mac Dowell por estudo probabilístico a partir dos dados reais de tempo declarado pelos usuários que foram atendidos na Linha Amarela no Rio de Janeiro, ou por motivo de acidente, ou por pane no veículo separadamente, cruzados com a classificação qualitativa de sua própria opinião quanto ao que classifica como rápido e muito rápido o atendimento.

A seguir são mostradas as curvas resultantes, portanto recomendadas no que tangem aos tempos entre a ocorrência na via e a chegada da equipe da Concessionária.

NO ACASO DE ACIDENTE

A distribuição de probabilidade é do tipo GAMMA, cuja expressão matemática e seus parâmetros são:

Fmed t( )

0

t

x1 1 x 1 1 e

1 x

1

d

Parâmetros:

1 4.058

1 0.406

NO CASO DE PANE NO VEÍCULO

A distribuição de probabilidade é do tipo WEILBUL, cuja expressão matemática e seus parâmetros são:


136

F t( )0

t

X

X( ) 1

e

X

d

Parâmetros:

3.514

16.668

O modelo para estimativa do número de veículos que enguiçam num trecho rodoviário foi desenvolvido por Mac Dowell, com base em dados reais observados na Ponte RIO/NITERÓI, e se alicerça na correspondência probabilística das distribuições no tocante aos enguiços e idade dos veículos, devido ao nível de detalhe estatístico praticado pela PONTE SA.

DISTRIBUIÇÕES DE PROBABILIDADE DOS TEMPOS ENTRE A OCORRÊNCIA NA VIA (ACIDENTE OU PANE NO VEÍCULO) E A CHEGADA

DA EQUIPE DA CONCESSIONÁRIA, RECOMENDADAS

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 300

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1TEMPO ENTRE CHAMADA E RESGATE

TEMPO (min)

PR

OB

AB

ILID

AD

E A

DM

ISS

ÍVE

L

1

0

F t1( )

Fmed t1( )

300 t1

Atendimento na viamotivo acidente

Atendimento na viapor pane


137

No próximo gráfico mostram-se simultaneamente as distribuições da idade da frota (Q1) e dos veículos que foram atendidos (Q2), que deram base ao desenvolvimento do Modelo de previsão de atendimento.

Observa-se o deslocamento da distribuição das idades dos veículos que enguiçam, em relação à distribuição da idade da frota que compõe o tráfego na rodovia (Idadprn. mcd).

O modelo supramencionado fornece a correspondência probabilística entre a taxa de enguiço para cada 10000 veículos-km, segundo a idade correspondente.

O gráfico a seguir ilustra o comportamento probabilístico dessas taxas (G) em função da idade do veículo (x), obtida através de regressão polinomial utilizando o software MATHCAD 2001.

O gráfico correspondente em escala logarítmica é:

15.602157

0

Q1i

Q2i

300 xi

0 5 10 15 20 25 300

5

10

15

20DISTRIBUIÇÕES DAS IDADES DA FROTA E ENG

IDADE (anos)

FR

EQ

UÊ

NC

IA (

%)

IDADE DA FROTA QUE TRAFEGA NA

VIA

VEÍCULOS ENGUIÇADOS NA VIA


138

Para se estimar o provável número de veículos enguiçados, quanto ao tráfego na VIA INTERPRAIAS utilizou-se a distribuição de probabilidade da idade dos veículos, combinada a polinomial mostrada na figura acima, estima-se em 7500 atendimentos na via por ano, crescendo com o tráfego médio diário anual.

TAXA DE ENGUIÇO DE VEÍCULO NA VIA POR 10000 veic.km EM FUNÇÃO DA IDADE DO VEÍCULO

(baseado em dados reais observados na PONTE RIO/NITERÓI)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 301 10

3

0.01

0.1

1

10

100


TAXA ENGUIÇO/10000 veic km (MAC DOWELL)

IDADE DO VEÍCULO (ANOS)

TA

XA

DE

EN

GU

IÇO

/100

00 v

eic.

km

48.958

5.534 103

pg

fit t( )

301 K1 t


139

11.3 INVESTIMENTOS EM REFORÇOS DO PAVIMENTO E CUSTO DE CONSERVAÇÃO DE ROTINA

Cada rodovia apresenta suas próprias peculiaridades, portanto, é inadmissível generalizar valor de tarifa básica apenas diferenciada por pista simples (R$0,064/km) e por pista dupla (R$0,0694/km), ou seja, não se deve repetir o erro de origem dos programas de concessão do Rio Grande do Sul e do Paraná na fixação do valor da tarifa de pedágio.

Isto porque, a experiência prática de resultados nesses 13 anos de concessão no que tange a riqueza de dados comportamentais, por exigência contratual de monitoração permanente das rodovias concedidas no País, envolve os pavimentos, os volumes seletivos de tráfego, acidentes, atendimentos na via e respectivas distribuições dos tempos ocorridos de fato e assim por diante, não podem ser ignorados, ou seja, não pode ser substituída essa experiência pelo pacote computacional HDM/EBM, para não generalizar o que não é genérico.

O Brasil hoje sem deixar lugar à dúvida, se destaca como um dos maiores centros de pesquisa rodoviária do mundo, particularmente no tocante ao desenvolvimento das tecnologias que envolvem de forma sistêmica a interação usuário, veículo e a rodovia, através não apenas da adoção da modalidade de concessão à iniciativa privada, mas inteligentemente com a exigência pré-fixada de procedimentos técnicos de monitoramento permanente, explicitados em seus contratos pelo Poder Concedente.

Até porque, os pavimentos construídos ou restaurados no Brasil como já foi dito, não foram monitorados como deveriam e muito menos tiveram por parte dos governos uma política adequada de recursos para permanente conservação e intervenção na época correta de reforço ou de restauração, em face da falta de recursos, diferentemente do que ocorre hoje nas rodovias concedidas à iniciativa privada.

O nível adequado às exigências de qualidade permanente do pavimento, como é exigido acertadamente pelo Poder Concedente, leva aos freqüentes investimentos ao longo do período de concessão no tocante aos reforços estruturais, após a aplicação permanente das técnicas de conservação de rotina que está relacionado ao nível de recuperação e diretamente a esses reforços.

Assim, o País através das Concessionárias iniciou um novo ciclo de desenvolvimento tecnológico, hoje já com 10 anos, e o Estado do Rio Grande do Sul, por exemplo, deu o primeiro passo objetivo nesse sentido ao adotar no seu Programa


140

por contrato, o monitoramento através do resultado da pesquisa anual de campo junto aos seus 154 mil usuários, conhecido como ÍNDICE DE IMAGEM conjugada a execução na via de levantamentos técnicos de obrigação contratual de monitoramento do pavimento que orienta tecnicamente as soluções para os problemas identificados interagindo a via, o veículo a satisfação do usuário.

Um exemplo prático de deterioração do pavimento monitorado tecnicamente ocorreu no Pólo de Caxias em virtude do lamentável episódio judicial quando lhe foi imposta a suspensão de cobrança de sua principal Praça de Pedágio, denominada Farroupilha.

Suspensa à cobrança a partir de 07/06/2001 que perdurou 18 meses, cessaram também judicialmente os investimentos, e, por conseguinte acarretou aumento da taxa de deterioração do pavimento, por que o Governo do Estado não detinha os recursos necessários à manutenção da rodovia nesse período.

Os levantamentos técnicos realizados em JUN/2001, antes da suspensão e em AGO/2002 um ano após a suspensão, não deixam lugar à dúvida quanto à deterioração da superfície de rolamento quando se deixa de investir continuamente na rodovia.

Por exemplo, o usuário de carro de passeio durante este período o custo operacional de seu veículo foi ampliado em 59,4% em relação a 2001.

Este fato se deu em virtude do aumento do ÍNDICE DE RUGOSIDADE INTERNACIONAL-IRI, que identifica o nível de irregularidade da superfície de rolamento.

Quanto maior for o valor do IRI, tanto maior será o nível de desconforto do usuário no interior do veículo, maior a resistência ao rolamento para o deslocamento do veículo, portanto maior o consumo de combustível, maior o desgaste das peças (aumento do custo de manutenção do veículo), maior o consumo de óleo lubrificante e menor a vida útil dos pneus para mesma velocidade, portanto maior é o custo operacional do veículo por km.

O valor médio do IRI na Rodovia RS-122 entre Caxias e Farroupilha em JUN/2001 era de 2,87 m/km e desvio padrão de 0,632 m/km, entretanto em AGO/2002 ainda valendo a suspensão judicial da cobrança na praça de Farroupilha passou para 6,12 m/km e desvio padrão de 1,28 m/km.

As distribuições de probabilidade das duas situações quanto aos valores de IRI medidos no campo podem ser apreciadas na próxima figura, onde fica claro o deslocamento da curva de probabilidade dos efeitos da falta de continuidade de investimento.


141

Observa-se a rápida deterioração dos Índices de Rugosidade Internacional (IRI), que resultou em aumento de 59,4% no custo operacional do veículo leve (automóvel), que devido ao menor diâmetro da roda sofre de forma mais incisiva se comparado, por exemplo, ao semi-reboque de 5 eixos (carreta).

Para os veículos do tipo pesado essa deterioração do IRI mostrada, apresentou uma incidência no aumento do custo operacional deste veículo de 2,5%, portanto bem abaixo do que ocorre com os automóveis.

Isso se deve ao fato que a relação entre os coeficientes de rolamento do veículo leve e do veículo pesado, varia com a raiz quadrada da relação inversa37 entre os respectivos raios de rolamento dessas duas categorias de veículo.

37 BABKOV, V & ZAMAKHAYEV, M., HIGHWAY ENGINEERING, MOSCOU, 1967.

EVOLUÇÃO DO IRI DESDE A PARALIZAÇÃO DA PRAÇA DE

FARROUPILHA EM JUN/2001 E AGO/2002

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 100

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8DISTRIBUIÇÃO PROB. IRI EM 2001 E 2002

(m/km)

prob

.de

ocor

rênc

ia

0.649

0

fr01 IRI( )

fr02 IRI( )

100 IRI

JUN/2001

AGO/2002

EXIGIDOPELO

PODERCONCEDENTE


142

Como o raio de rolamento da roda dos veículos pesados é quase o dobro do raio de rolamento da roda dos veículos leves, resulta em resistência unitária ao rolamento menor para os veículos pesados.

Ilustra-se aqui essa afirmação a partir das expressões que relacionam o coeficiente de rolamento a partir das equações constantes no HDM III38, transformadas em função do valor do IRI para veículos leves e pesados.

Assim, a importância da limitação do valor do IRI pelo Poder Concedente é o de proporcionar redução de custo de operação do veículo principalmente para os veículos leves, portando despesa menor para o usuário e ampliação por conseqüência dos benefícios econômicos para esses usuários e por decorrência limitador do valor da tarifa básica de pedágio.

38 WATANADA, THAWAT, HDM-III, HIGHWAY DESIGN AND MAINTENANCE STANDARDS STUDY, WORLD BANK, 1984.

VARIAÇÃO DO COEFICIENTE DE ROLAMENTO (kgf/tf) EM FUNÇÃO DO IRI ÍNDICE DE

RUGOSIDADE INTERNACIONAL (m/km)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1510

12

14

16

18

20

22

24

26

28

30

32COEF. DE RESIST. AO ROLAMENTO (kgf/tf)

IRI (m/km)

coef

. res

ist.a

o ro

lam

ento

: mes

ma

velo

c.

32

13.9

CRRvl IRI( )

CRRvp IRI( )

150 IRI

VEÍCULO PESADO

CRRvp IRI( ) 13.9 0.257 IRI( )

VEÍCULO LEVE

CRRvl IRI( ) 21.8 0.607 IRI( )


143

11.3.1 ANÁLISE DOS IMPACTOS QUANDO O GOVERNO RESPONDE PELA CONSERVAÇÃO DA RODOVIA

A conservação da rodovia a cargo do Governo, a evolução dos resultados são bem diferentes em relação àqueles obtidos, quando a rodovia é concedida à iniciativa privada, em face dos rígidos critérios de qualidade estabelecidos acertadamente pelo Poder Concedente que terão que ser cumpridos durante todo o período da concessão, no sentido de garantir os benefícios aos usuários.

A evolução da qualidade do pavimento, quando a mesma se encontra sob a responsabilidade do Governo pode ser apreciada, por exemplo, na própria BR-116, RODOVIA REGIS BITENCOURT, no trecho entre a Divisa SP/PR e Atuba (Curitiba) aonde foram realizados levantamentos em 1990 pelo DNER e em 1995 através do Convênio DNER/IME39.

Esses dados coletados no campo permitiram o Autor quantificar a evolução da deterioração do pavimento, a cargo do Governo que será aqui apresentado resumidamente, através das distribuições de probabilidade em relação à extensão do trecho segundo os diferentes parâmetros de qualificação do pavimento.

Inicialmente, o nível de trincamento identificado em 1990, comparativamente ao de 1995, é mostrada a sua evolução no período onde se pode observar o crescimento da extensão da rodovia com nível de trincamento classes 2 e 3 acima de 24%, passou de 26% em 1990 para 82% de sua extensão em 1995, como mostreadop na próxima figura.

39 IGUATEMI, CONSULTORIA E SERVIÇOS DE ENGENHARIA LTDA, CADASTRO RODOVIÁRIO, LEVANTAMENTOS DEFLECTOMÉTRICOS E INVENTÁRIO RELATIVO AO TRINCAMENTO TRECHO SÃO PAULO/CURITIBA/FLORIANÓPOLIS (BR-116/SP/PR, BR-376/PR E BR-101/SC, MT/MEx/CONVÊNIO DNER/IME, FEV/1995.


144

Por outro lado, a extensão de trecho que apresentava necessidade de reforço do pavimento em 1990 era de 21%, evoluindo para 84% em 1995.

A figura abaixo ilustra a mencionada evolução dos produtos da deflexão ocorrida no ponto zero de aplicação da carga (Do) pelo raio de curvatura da bacia de deflexão, representada pelas distribuições de probabilidade do tipo Erlang.

Observa-se a alta taxa média anual de crescimento (32% ao ano) da extensão a ser reforçado o pavimento durante este período de 5 anos.

2000 4000 6000 8000 1 104

0

20

40

60

80

100EVOLUÇÃO REFORÇO 1990/1995 BR-116

PRODUTO (Do x Raio Curvatura da Bacia)

% E

XT

EN

SÃO

DO

PA

VIM

EN

TO

A S

ER

RE

FOR

ÇA

DO 99.667

1.753 1013 0

F95 pr( )

F90 pr( )

1 1041000 pr

A EVOLUÇÃO DA NECESSIDADE DE REFORÇO DO PAVIMENTO EM 1990 (DNER) E 1995 (CONVÊNIO

DNER/IME) NA BR-116 TRECHO DIVISA SP/PR e ATUBA (CURITIBA)

84%

21%

A necessidadeDe reforço do Pavimento passouDe 21% em 1990Para 84% em 1995da Extensão Do Trecho em Tela

1995

1990

0 20 40 60 80 1000

20

40

60

80

100EVOLUÇÃO DA TRINCA 1990/1995 BR-116

TRINCA (%)

% E

XT

EN

SÃ

O C

/ TR

INC

A M

AIO

R Q

UE

IN

DIC

AD

A 100

2.276 1010 0

F95 TR( )

F90 TR( )

1000 TR

1990

1995

A EVOLUÇÃO DAS TRINCAS DO PAVIMENTO SEGUNDO OS LEVANTAMENTOS EM 1990 (DNER) E 1995

(CONVÊNIO DNER/IME) NA BR-116 TRECHO DIVISA SP/PR e ATUBA (CURITIBA)

SITUAÇÃO EM1990: 20%

SITUAÇÃO EM1995: 44%

EVOLUÇÃO DADETERIORAÇÃO:

14,9% ao ano


145

Já no que tange a evolução do PSI (Present Serviceability Index) o trecho em tela já apresentava em 1990, 68% de sua extensão valor de PSI igual ou inferior a 2,0, valor este, inadmissível para a rodovia da importância da BR-116 (trecho da São Paulo e Curitiba).

Pois bem, 5 anos mais tarde passou de 68% para 93% de sua extensão com valor de PSI igual ou inferior a 2,0.

A próxima figura ilustra as respectivas distribuições de probabilidade obtidas pelo Autor no que tange a evolução do PSI.

Por outro lado, as Pesquisas de O/D realizadas em 1995 através do Convênio DNER/IME pela Empresa VEGA foi incluída a opinião do usuário neste trecho para qualificar especificamente o estado do pavimento, que resultou no ÍNDICE DE IMAGEM de “–53,5%” (cinqüenta e três virgula cinco pontos percentuais negativos)

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 50

20

40

60

80

100EVOLUÇÃO DO PSI 1990/1995 BR-116

PRESENT SERVICEABILITY INDEX

% E

XT

EN

SÃ

O C

/ PS

I M

EN

OR

QU

E I

ND

ICA

DO

100

00

F95 PSI( )

F90 PSI( )

50 PSI

A EVOLUÇÃO DO PSI (PRESENT SERVICEABILITY INDEX) DO PAVIMENTO EM 1990 (DNER) E 1995

(CONVÊNIO DNER/IME) NA BR-116 TRECHO DIVISA SP/PR e ATUBA (CURITIBA)

1995

1990

EM 199068% ABAIXO

DE 2,0

EM 199593% ABAIXO

DE 2,0


146

segundo os usuários de automóveis e de “–71,4%” na opinião dos motoristas de caminhões.

A conseqüência dos baixos níveis explica os baixos valores do PSI na BR-116, que são evidenciados através das distribuições de probabilidade dos valores do IRI nos anos de 1990 e 1995, como podem ser observadas na figura abaixo.

Observa-se que em 1990, 99% do trecho já apresentava IRI acima de 2,7 m/km, ou seja, este valor é o limite exigido da Concessionária pelo Poder Concedente à futura Concessionária dessa rodovia.

A taxa média de crescimento dos valores do IRI entre 1990 e 1995 foi de 8,9% ao ano, que resultou em aumento de custo operacional do veiculo leve à taxa média geométrica de 5,3% ao ano nesse período, enquanto para o veículo pesado do tipo semi-reboque de 5 eixos a taxa foi de 11,4% ao ano apesar do pequeno valor absoluto em relação ao veículo leve.

Cabe ressaltar, que o custo operacional do veículo leve em 1990 já apresentava acréscimo de custo de 9,6% em relação à manutenção do IRI em 2,7 m/km, que é o exigido para a Concessionária privada.

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5 8 8.5 9 9.5 10 10.5 110

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100EVOLUÇÃO DO IRI 1990/1995 BR-116

IRI (m/km)

% E

XT

EN

SÃ

O C

/ IR

I M

AIO

R Q

UE

O I

ND

ICA

DO

100

00

F95 IRI( )

F90 IRI( )

110 IRI

1995

1990

A EVOLUÇÃO DO IRI (INTERNATIONAL ROUGHNESS INDEX) EM 1990 (DNER) E 1995 (CONVÊNIO DNER/IME) NA BR-116 TRECHO DIVISA SP/PR e ATUBA (CURITIBA)

IRI = 2,7 m/kmÉ 0 ÌNDICE QUE A CONCESSIONÁRIA

DEVE MANTERDURANTE TODO

PERÍODO DA CONCESSÃO2,7


147

Entretanto, este custo em 1995 foi ampliado para 12,6%, resultando, portanto em acréscimo de custo de 29% nas viagens dos usuários de carro de passeio nesse período, quando coube ao Governo a responsabilidade de manter a rodovia.

Para os semi-reboques de 5 eixos, apesar de seu custo operacional ser menos sensível ao IRI comparativamente ao veículo leve, cresce, entretanto, mais rapidamente para a mesma variação do valor do IRI.

Em outras palavras, em 1990 o semi-reboque já apresentava 2,32% de acréscimo de custo operacional, em relação ao IRI de 2,7 m/km, atingindo em 1995 a 3,97%, que resultou em acréscimo no período de 71%.

As figuras fornecidas a seguir, respectivamente para veículo leve e semi-reboque de 5 eixos, mostram as funções de acréscimos de custo de operação em relação à variação do IRI e as respectivas distribuições de probabilidade resultante dessa variação ocorrida entre os anos de 1990 e 1995.

VEÍCULO LEVE:

ENTRE 1990 E 1995:

• AUMENTO DE 29% NO CUSTO OPERACIONAL DO VEÍCULO LEVE OU SEJA PASSA DE 9,6% EM 1990 PARA 12,5% EM 1995.

• AUMENTO ANUAL REAL DE CUSTO OPERACIONAL DE 5,3% PAGO PELO USUÁRIO AO ANO NESTE PERÍODO

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 110

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7DITRIBUIÇÃO PROB. DOS VALORES DE IRI

IRI (m/km)

freq

uênc

ia

0.7

0

fr95 IRI1( )

fr90 IRI1( )

110 IRI1 IRI1

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 201

1.011.021.031.051.061.071.081.091.111.121.131.141.151.161.181.191.2

1.211.221.231.251.261.271.28

FATOR DE AUMENTO DE CUSTO OPERACIONAL

FA

TO

R D

E C

OP

EM

RE

LA

ÇÃ

O (

IRI=

0)

1.28

1

F IRI( )

vy

200 IRI vx

AUMENTO DO CUSTO OPERACIONAL ENTRE 1990 E 1995

Prejuízo para o usuário de VEÍCULO LEVE somenteno que se refere ao custo operacional do veículodevido a evolução do IRI, 1995

1990


148

VEÍCULO PESADO:

Outro exemplo importante é a avaliação do usuário em rodovia recém recuperada e duplicada pelo Governo Federal, a BR-101 no trecho entre a DIVISA PR/SC e ITAJAÍ/SC em JUN/2000, onde se destaca a qualidade do pavimento seco e o baixo ÍNDICE DE IMAGEM, quando molhado segundo seus próprios usuários.

ENTRE 1990 E 1995:

• AUMENTO DE 71,2% NO CUSTO OPERACIONAL DO VEÍCULO PESADO OU SEJA PASSA DE 2,32% EM 1990 PARA 3,97% EM 1995.

• AUMENTO ANUAL REAL DE CUSTO OPERACIONAL DE

11,4% PAGO PELO USUÁRIO AO ANO NESTE PERÍODO

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 110

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7DITRIBUIÇÃO PROB. DOS VALORES DE IRI

IRI (m/km)

freq

uênc

ia

0.7

0

fr95 IRI1( )

fr90 IRI1( )

110 IRI1 IRI1

AUMENTO DO CUSTO OPERACIONAL ENTRE 1990 E 1995

Prejuízo para o usuáriodo SEMI - REBOQUE DE 5 EIXOSsomente no que se refere aocusto operacional do veículodevido a evolução do IRI, 1995

1990

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 201

1.02

1.04

1.06

1.08

1.1

1.12

1.14

1.16

1.18

1.2FATOR DE AUMENTO DE CUSTO OPERACIONAL

FA

TO

R D

E C

OP

EM

RE

LA

ÇÃ

O (

IRI=

0)

1.2

1

F IRI( )

vy

200 IRI vx

km LEVE PESADO ÔNIBUSSECO 84,90% 77,50% 63,50% 80,65%

MOLHADO -12,10% 35,00% 4,90% 9,00%BASEADO EM PESQUISA REALIZADA EM JUN/2000, MINISTÉRIO PÚBLICO FEDERAL,

ASSOCIAÇÃO COMERCIAL E INDUSTRIAL DE JOINVILLE E CREA/SC

111

ÍNDICE E IMAGEM (AVALIAÇÃO DO USUÁRIO)

BR-101: DIVISA PR/SC - ITAJAÍ/SC

PAVIMENTOEXTENSÃO

ÍNDICE DE IMAGEMVEÍCULO

GERAL

RESTAURAÇÃO E DUPLICAÇÃO NOVAS


149

A seguir o mapa de localização, bem como a indicação das alturas de chuva (mm/ano) na região do trecho em pauta.

PRECIPITAÇÃO TOTAL ANUAL (mm)

FONTE: SECPLAN/SC – ÁTLAS DE SANTA CATARINA 1986

Dos estudos constantes do PARECER TÉCNICO CONCLUSIVO40 no capítulo destinado à análise dos acidentes registrados como devido a aquaplanagem pela primeira vez no País, observa-se no gráfico da próxima figura a relação entre os índices pluviométricos e os índices de acidentes (IA) entre SET/99 e FEV/2000, na BR-101 no trecho Divisa PR/SC – ITAJAÍ/SC.

40 MAC DOWELL, FERNANDO, AVALIAÇÃO TÉCNICA SISTÊMICA DA BR-101/SC, SOB A ÓTICA INTEGRADA: USUÁRIO, VEÍCULO E A RODOVIA- PARECER TÉCNICO, PROCURADORIA DA REPÚBLICA DO MUNICÍPIO DE JOINVILLE, ÓRGÃO DO MINISTÉRIO PÚBLICO E ASSOCIAÇÃO COMERCIAL INDUSTRIAL DE JOINVILLE, VOLUME I, DEZ/2000.

2200

1800

2000

1600


150

ÍNDICE DE ACIDENTE APENAS POR AQUAPLANAGEM (BR-101 km 0 ao km 104)

100

120

140

160

180

200

PR

EC

IPIT

AÇ

ÃO

MÉ

DIA

(m

m/m

ês

)

10

20

30

40

50

60

70

80

90

ÍND

ICE

DE

AC

IDE

NT

E:

AQ

UA

PL

AN

AG

EM

SET OUT NOV DEZ JAN FEV

PRECIPITAÇÃO

ÍNDICE ACIDENTES (/10^8 veic-km)

ACIDENTES: AQUAPLANAGEM

PRECIPITAÇÃO MÉDIA MENSAL

Trilha de roda > 5 mm e V>80 km/h

ANO DE 2000


151

11.3.2 MONITORAMENTO TÉCNICO NA VIA

A situação de durabilidade dos pavimentos flexíveis (asfalto) no que concerne à manutenção em nível adequado às exigências de qualidade permanente e os investimentos decorrentes ao longo do período de concessão, quanto aos reforços estruturais, vem agravando o resultado dos Modelos de Engenharia Financeira das concessionárias (sua responsabilidade), antevendo-se assim dificuldades ao longo do período concedido, no qual a previsão de investimentos em reforço vem sendo sistematicamente antecipada, isto sem contar com a ampliação dos custos de conservação de rotina por conseqüência.

Portanto, um dos maiores, se não o maior problema, que as concessionárias vem experimentando trata-se do pavimento flexível de concreto asfáltico.

Até porque, todos os pavimentos construídos ou restaurados no Brasil não foram monitorados como deveriam e muito menos tiveram por parte dos governos uma política adequada de recursos para permanente conservação de rotina em nível adequado e intervenção nas épocas corretas para execução de reforço, como ocorre hoje com as rodovias concedidas.

Os constantes adiamentos no tocante as intervenções necessárias na malha rodoviária nacional pela falta histórica de recursos, não permitiu identificar com clareza aos que tem o poder da decisão política, entender e quantificar as conseqüências sociais, ambientais, econômicas e financeiras decorrentes.

No próximo gráfico, ilustra-se o resultado da aplicação do Modelo desenvolvido para duas situações de um pavimento novo com e sem conservação de rotina do pavimento em concreto asfáltico que necessariamente deve apresentar PSI –Present Serviceability Index (Índice de Serventia da Pavimento) inicial no entorno de 4.5 segundo os critérios de qualidade envolvendo o usuário e o técnico estabelecido pela AASHTO.

CONSERVAÇÃO DO PAVIMENTO: PSI (PRESENT SERVICEABILITY INDEX)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 150

1

2

3

4

5ÍNDICE DE SERVENTIA DO PAVIMENTO

ANOS (com e sem conservação rotina)

PS

I (P

res

en

t S

erv

ice

ab

ilit

y I

nd

ex

)

5

0

PSIj

PSIsj

xj

151 j

COM CONSERVAÇÃO DE ROTINA

SEM CONSERVAÇÃO

DE ROTINA

RECAPEAR

RESTAURAR


152

A OECD (ORGANIZATION FOR ECONOMIC CO-OPERATION AND DEVELOPMENT, PARIS) e o BANCO MUNDIAL41 estabeleceram por sua vez, o critério de classificação qualitativa do IRI e a velocidade típica correspondente, no que tange ao nível de conforto, esse por sua vez em função do nível de vibração.

Os dados permitiram estabelecer a equação matemática que correlaciona a Velocidade de Conforto com o IRI com grau de correlação maior que 0,996:

A seguir mostra-se a variação da velocidade máxima adequada ao IRI disponibilizado na via vinculada ao nível de conforto da rodagem do veículo leve, definido por sua vez, pelo nível de vibração que acarreta ao veículo.

Já os custos operacionais ampliam com o aumento do valor do IRI como pode ser apreciado a seguir:

41 ROAD TRANSPORT RESEARCH, WORLD BANK & OECD, ROAD MONITORING FOR MAINTENANCE MANAGEMENT, MANUAL FOR DEVELOPING COUNTRIES, VOLUME 1, 1990

VELOCIDADE DE CONFORTO FUNÇÃO DO IRI (CRITÉRIO BIRD & OECD) E MODELO MATEMÁTICO

MAC DOWELL

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1140

50

60

70

80

90

100

110

120

130VELOCIDADE DE CONFORTO x IRI

ÍNDICE RUGOSIDADE INTERNACIONAL (m/km)

VE

LO

CID

AD

E (

km/h

)

130

40

V IRI( )

111 IRI

ótimobom

regularruim

péssimo

V IRI( ) C1 C sin

2IRI

D

a

C1 121.109

C 74.56

a 4.63


153

VEÍCULO LEVE

VEÍCULO PESADO

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 201

1.011.021.031.051.061.071.081.091.111.121.131.141.151.161.181.19

1.21.211.221.231.251.261.271.28

FATOR DE AUMENTO DE CUSTO OPERACIONAL

FA

TO

R D

E C

OP

EM

RE

LA

ÇÃ

O (

IRI=

0)

1.28

1

F IRI( )

vy

200 IRI vx

FATOR AUMENTO DE CUSTO OPERACIONAL DO CARRO DE PASSEIO CARGA PLENA, QUANTO MAIOR FOR O

VALOR DO IRI

F IRI( ) aa IRIbb

cc

ótimobom

reg.ruim

péssimo

aa 0.039

bb 0.641

cc 1.004

MAC DOWELL

FATOR DE AUMENTO DE CUSTO OPERACIONAL DO SEMI-REBOQUE DE 5 EIXOS COM CARGA PLENA

QUANTO MAIOR FOR O VALOR DO IRI

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 201

1.02

1.04

1.06

1.08

1.1

1.12

1.14

1.16

1.18

1.2FATOR DE AUMENTO DE CUSTO OPERACIONAL

FA

TO

R D

E C

OP

EM

RE

LA

ÇÃ

O (

IRI=

0)

1.2

1

F IRI( )

vy

200 IRI vx

F IRI( ) aa IRIbb

cc

aa 3.828 103

bb 1.299

cc 1.001

ótimobom

reg.ruim

péssimo

MAC DOWELL


154

Observe, por exemplo, que para o IRI de 4 m/km em relação ao IRI de valor zero (referencial), ou seja, a superfície perfeita, o custo operacional do veículo leve é de 8% maior, enquanto para o veículo pesado é cerca de 2%.

Portanto, quanto menor for o valor do IRI fixado pelo Poder Concedente, o tipo de veículo mais beneficiado é o veículo leve.

Este Modelo deixa claro, que cada rodovia apresenta peculiaridades próprias e que o critério de fixação de tarifa sem levar em consideração os aspectos sociais integrados a financiabilidade do Programa torna-o socialmente injusto acarretando inclusive desequilíbrio financeiro nos contratos sem qualquer participação do Governo.

Em projetos concedidos à iniciativa privada, risco de tráfego e, portanto da receita são de exclusiva responsabilidade da concessionária, pois cabe a mesma realizar seus próprios estudos suas análises técnico-financeiras probabilísticas no sentido de avaliar os seus riscos quanto ao negócio e tomar sua decisão consciente quanto a participar ou não da concorrência.


155

11.3.3 ALTERAÇÃO OFICIAL DE TOLERÂNCIA E A OCORRÊNCIA DE EXCESSO DE PESO ACIMA DA NOVA TOLERÂNCIA

A Resolução No 104/99 do Conselho Nacional de Trânsito –CONTRAN alterou os limites e as formas de punição por excesso de peso.

Mas o mais importante da Resolução No 104/99 está no início de seu Artigo 1o cujo acordo firmado seria a sua permanência durante 1 ano, tempo para a elaboração dos estudos e pesquisas que foram acordados para serem feitos pelo IPR e a COPPE, em face ao PARECER do AUTOR apresentado no IPR atendendo solicitação desse Órgão em reunião com o Sindicato dos Caminhoneiros, NTC, Ministério dos Transportes, DENATRAN, CONTRAN, COPPE, Projetistas etc., etc, quando foram apresentados e quantificados os reflexos que tal medida causaria as rodovias e as implicações de aumento tarifário nas rodovias concedidas.

Eis o Artigo 1o aqui reproduzido da mencionada Resolução No 104/99.

“Art. 1o Enquanto não estiverem concluídos os estudos e pesquisas que orientaram a atualização dos limites de peso por eixo, bem como não for fixada a metodologia de aferição de peso de veículos, serão adotados os critérios de Peso Bruto Total - PBT e Peso Bruto Total Combinado – PBTC para aferição do peso para aplicação de multa isentando-se de multa os excessos de peso verificados nos eixos isolados ou conjuntos de eixos” grifos meu.

Lamentavelmente depois de 7 anos na prática nada foi feito, apenas ampliou as taxas de deterioração dos pavimentos - Patrimônio Público.

Assim, vem prevalecendo o Artigo 3o da mesma Resolução, e aqui reproduzido:

“Art 3o O percentual de tolerância de 7,5% no peso por eixo permanecerá como estabelecido na Resolução n o 102/99 – CONTRAN e o percentual de tolerância de 5% para o PBT e PBTC permanece como estabelecido na Lei no 7.408/85”.

Durante o período compreendido entre abril de 1999 a maio de 2004 as concessionárias CONVIAS, SULVIAS E METROVIAS realizaram aproximadamente


156

80.000 pesagens onde se observou uma incidência média de 22,45% dos veículos pesados trafegavam com excesso de peso, como mostra o próximo Quadro.

Pesagens Realizadas x Excesso de Peso

RESULTADOS DAS PESAGENS Período 1999 - 2004

Número de PesagensTotal Excesso

1999 6.826 1568 22,97%2000 11.053 1513 13,69%2001 22.117 2228 10,07%2002 10.269 3.044 29,64%2003 10.289 3.609 35,08%2004 19.421 5.994 30,86%Total 79.975 17.956 22,45%

% com excessoAno

Fonte: AGCR, AGO/05.

A situação de durabilidade dos pavimentos flexíveis (asfalto) no que concerne à manutenção em nível adequado às exigências de qualidade permanente e os investimentos decorrentes ao longo do período de concessão, quanto aos reforços estruturais, vem agravando o resultado dos Modelos de Engenharia Financeira das concessionárias, no qual a previsão de investimentos em reforço vem sendo sistematicamente antecipada, em função não apenas do excesso de peso por eixo, mas acima da tolerância oficial estabelecida depois que as rodovias foram concedidas no País, da mesma forma a suspensão de eixos com o veículo carregado principalmente durante a passagem pelas praças de pedágio, isto sem contar com a ampliação dos custos de conservação de rotina do pavimento por conseqüência.

O impacto desses excessos que ainda conta com o aumento de pressão de inflação dos pneus acima de 5,6 kgf/cm2, implica em antecipação de investimentos no que tange aos reforços estruturais no período da concessão.

A solução é minimizar a aplicação desses investimentos prospectivos através do processo de “mini etapas” vinculado aos os custos de conservação de rotina do pavimento tudo a valor presente segundo a TIR de Projeto de 18% ao ano, visando reduzir o impacto no valor final l da tarifa de pedágio.


157

11.4 MODELAGEM VISANDO A MINIMIZAÇÃO DOS INVESTIMENTOS PROSPECTIVOS EM REFORÇOS DO PAVIMENTO FLEXÍVEL DA VIA INTERPRAIAS

Para análise e determinação dos reforços, e épocas correspondentes, como já foi dito desenvolveu-se o Modelo MACPAV VIA INTERVIAS VIAM 2006.XMCD utilizando para tal o software MATHCAD 12 VERSÃO 2005, no sentido de permitir a minimização dos investimentos ao longo do período da concessão sujeitas ao modelo físico e ao valor do IRI de 3,1 m/km.

A idéia não é em hipótese nenhuma de substituição do ELSYM5 ou TECNAPAV,

mas de permitir a vinculação aos cálculos dos reforços ao longo do período da concessão com custos totais minimizados, bem como a determinação dos custos de conservação envolvidos, por serem estes custos altos e que influenciam sobremaneira no montante de investimentos que a concessionária poderá aplicar.

Este modelo computacional permite a determinação das espessuras adicionais ao pavimento para o reforço no tempo como resultado da minimização de seus custos, no sentido de garantir não apenas a qualidade da rodovia para seus usuários, mas o faça com o menor custo como input do MODELO de Engenharia Financeira da Concessão e ainda permite estabelecer a sobrevida de 6 anos após a entrega da rodovia ao Poder Concedente, limitado ao PSI = 2,0.

O princípio se alicerça na teoria do espaço elástico que permite a obtenção das tensões de compressão do solo, a uma profundidade qualquer e a teoria das camadas múltiplas que oferece valores mais exatos considerando a capacidade diferente de carga na superfície da capa do revestimento em relação ao solo.

Imagine que sobre o solo repousam duas vigas de materiais distintos, mas de mesma largura.

É evidente que a distribuição de tensões no solo sob as vigas serão iguais somente no caso em que suas deflexões sejam iguais sob a ação de cargas iguais.

Para que isto ocorra, as rigidezes das vigas terão que ser iguais.

A figura fornecida a seguir ilustra o princípio.


158

Assim, através da conversão da camada relativa ao revestimento nobre para um valor equivalente ao módulo Es do subleito, poder-se-á considerar de forma simplificada a capacidade diferente de carga pelo sistema Odemark.

hpeq hp Mr Eb( ) 0.9 hp3

Mr

Eb

Portanto, o cálculo da tensão de compressão (z), não será efetuado numa profundidade (hp), mas (hpeq) baseado na teoria de espaço-elástico.

Assim, a tensão z, é dada, por exemplo, sobre a base:

zb hp Mr Eb( ) p 1hpeq hp Mr Eb( )

3

hpeq hp Mr Eb( )2

R2

1.5

p

REVESTIMENTO

BASE

SUB-BASE

SUBLEITO

O PRINCÍPIO DE CAMADAS MULTIPLAS DE ODEMARK

hphp1 .9 hp

3Mr

Eb

b

h

Para mesma largura b e mesma deflexão para duas vigas de diferentesmateriais as rigidezes das vigas terão que ser iguais o que resulta:

E1x I1 = E2 x I2

E1b h1

3

12 E2

b h23

12

logo

h1 h23

E2

E1

z


159

Onde (R) é o raio da área de contato e (p) a pressão na superfície.

Já sobre a sub-base, a espessura equivalente é:

hbeq hb Eb Esb( ) 0.9 hb3

Eb

Esb

E a tensão vertical correspondente:

zsb hp hb Mr Eb Esb( ) zb hp Mr Eb( ) 1hbeq hb Eb Esb( )

3

hbeq hb Eb Esb( )2

R2

1.5

E assim sucessivamente.

Por outro lado, a nota técnica da CEBTP 10-342 e do Prof. SCHNEIDER43 Dr. Ing. propõem considerar a tensão admissível ao nível superior da plataforma a expressão semi-empírica de Kerkhoven e Dormon (1953), em função da repetição da carga N13 (número de eixos de 13 t) e o CBR do subleito segundo a expressão:

adm ...3 CBRs2

1 ..7 log ( )N13

ou

zadm ..006Es

1 ..7 log ( )N13

Para transformar de forme aproximada o número NAASHTO (número de eixos equivalentes de 80 kN), em eixos equivalentes de 13 t, utilizou-se à expressão do Prof. Mac Dowell com base no CEBTP:

N13 0.0787 NAASHTO 1.0449

R

20.9966

42 CEBTP – CENTRE EXPÉRIMENTAL DE RECHERCHES ET D´´ETUDES DU BÂTIMENT ET DES TRAVAUX PUBLICS, GUIDE PRATIQUE DE DINENSIONAMENT DES CHAUSSÉES POUR LES PAYS TROPICAUX, FRANÇA, 1984.

43 SCHNEIDER, ECKART, TENSÕES E FORÇAS NA VIA E DIMENSIONAMENTO DA VIA PERMANENTE, UNIVERSIDADE DE MUNIQUE, METRÔ-RIO, 1977.


160

Na próxima figura é mostrada a relação acima, para uso da expressão de Kerkhoven e Dormon e que Heukelom e Klomp (1962) pesquisadores da Shell de

Amsterdã44 confirmaram o princípio, mas que no Brasil, não vem sendo utilizada da forma como fora concebida, pois utilizam no denominador o número NUSACE

ao invés do N13.

Foi condicionado que esta tensão admissível não deve ser ultrapassada, considerando que a camada do revestimento seja CBUQBORRACHA valores de módulos de resiliência para cada uma delas, sem uma referência clara de especificação ou de caracterização para que no campo, ou seja, na rodovia estes módulos ocorram de fato.

O cálculo das deformações relativas horizontais45 nas interfaces das camadas tem-se:

Onde σt, a tensão de tração no revestimento é dada por:

tp hp Mr Eb( )p R

2

2 1 2 1

R2

hpeq hp Mr Eb( )

R2

hpeq hp Mr Eb( )2

R2

.5

3 R2

hpeq hp Mr Eb( )

hpeq hp Mr Eb( )2

R2

2.5

E a deformação por:

44 MEDINA, JACQUES, MECÂNICA DOS PAVIMENTOS, UFRJ, 1997.

45 YODER, E., J. & WITZACK, M. W., PRINCIPLES OF PAVEMENT DESIGN, 1975.

hp Mr Eb( )1

Mrtp hp Mr Eb( ) tp hp Mr Eb( ) zb hp Mr Eb( )


161

p1 hp Mr Eb( )p R

Mr1

hpeq hp Mr Eb( )2

R2

.5

2( ) 1 2

1 2 2

hpeq hp Mr Eb( )

R

1hpeq hp Mr Eb( )

2

R2

.5

1

hpeq hp Mr Eb( )

R

2

1hpeq hp Mr Eb( )

2

R2

1000

E assim por diante para as demais camadas (base, sub-base, reforço do subleito), obtendo-se a deformação total máxima.

hp hb hsb hrsl Mr Eb Esb Ersl Es( ) p1 hp Mr Eb( ) b1 hp hb Mr Eb Esb( ) sb1 hp hb hsb Mr Eb Esb Ersl( ) rsl1 hp hb hsb hrsl Mr Eb Esb Ersl Es( ) s hp hb hsb hrsl Mr Eb Esb Ersl Es( )

A deflexão em qualquer ponto da bacia é dada por:

Def hp hb hsb hrsl Mr Eb Esb Ersl Es x( ) hp hb hsb hrsl Mr Eb Esb Ersl Es( ) hp Mr Eb x( )

Onde:

hp Mr Eb x( )

sinx

L hp Mr Eb( )

cosx

L hp Mr Eb( )

e

x

L hp Mr Eb( )

E (L) é dado por:

L hp Mr Eb( )

4Mr hpeq hp Mr Eb( )

3

12 1 Kr Eb( )

Área da curva de deflexão da função de Peck para comparação

Adf hp hb hsb hrsl Mr Eb Esb Ersl Es x( )0

x

xDef hp hb hsb hrsl Mr Eb Esb Ersl Es x( )

d


162

Ordenada da inflexão da bacia

i hp hb hsb hrsl Mr Eb Esb Ersl Es( )

2

2.5

Def hp hb hsb hrsl Mr Eb Esb Ersl Es 0( )Adf hp hb hsb hrsl Mr Eb Esb Ersl Es 120( )

Representação gráfica das deflexôes

y hp hb hsb hrsl Mr Eb Esb Ersl Es x( ) Def hp hb hsb hrsl Mr Eb Esb Ersl Es 0( ) e

x2

2 i hp hb hsb hrsl Mr Eb Esb Ersl Es( )2

Exemplo com dados reais da bacia de deflexão.

Representação gráfica pelos dois processos, da bacia de deflexão

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 12020191817161514131211109876543210

Def hp hb hsb hrsl Mr Eb Esb Ersl Es x1( )

y hp hb hsb hrsl Mr Eb Esb Ersl Es x1( )

x1

Antes, é importante registrar que o levantamento deflectométrico46 (FWD) realizado em 2000 no pavimento da BR-277/PR entre São Luís do Purunã e Curitiba sob a responsabilidade da Concessionária RODONORTE47 em OUT/2000 correspondentes aos marcos quilométricos 94,2 e 99,6 construído em 1977, não apresenta necessidade imediata para reforço, após 23 anos de serviço referenciado ao ano de 2000, ano quando foi constatado através de levantamento deflectométrico o bom estado da estrutura deste pavimento.

46 ENGEFOTO, PROJETO BÁSICO DE RESTAURAÇÃO, RODONORTE, OUT/2000.

47 MAC DOWELL, FERNANDO, ANEL DE INTEGRAÇÃO DO PARANÁ, PARECER TÉCNICO SOBRE AS CONSEQUÊNICIAS RELATIVAS AO ADIAMENTO DAS INTERVENÇÕES NO PAVIMENTO, CONCESSIONÁRIA RODONORTE, AGO/2001.


163

As bacias de deflexão determinadas no campo pelo FWD para o trecho que apresenta o maior e o menor produto (raio da bacia de deflexão pela deflexão Do), ambos acima de 5500, ou seja, não apresentam necessidade de reforço podem ser apreciadas na próxima figura.


164

Considerando, que o pavimento novo deve inicialmente, apresentar características semelhantes da bacia de deflexão observada no trecho que apresentou em 23 anos apenas 5% de trincas de classes 2 e 3.

0 20 40 60 80 100 120 140 16025242322212019181716151413121110

9876543210

BACIA DE DEFLEXÃO: A MELHOR E A PIOR

DISTÃNCIA DO PONTO DE APLICAÇÃO DA CARGA

DE

FLE

XÃ

O (

0,01

mm

)

3.005

22.644

Zb t( )

Zr t( )

pg

1600 t t K

BR-277, PISTA SUL km 94,2 ao 99,6, PISTA DIREITA CONSTRUIDA EM 1977

SEM NECESSIDADE DE REFORÇO

Ano de 2000

O melhor

O de menor

produto

Com 16,75% de trinca2 e 3

Com 5,5% de trinca2 e 3


165

11.5 RESULTADOS DOS INVESTIMENTOS PROSPECTIVOS E ÉPOCAS DE APLIACAÇÃO.

REFORÇOS ESTRUTURAIS OTIMIZADOS NO TEMPO

Épocas de aloicação de recursos no que concerne a Manutenção Periódica considerando os reforços estruturais do pavimento otimizados.

0 5 10 15 20 25 30 351

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5ÍNDICE DE SERVENTIA DO PAVIMENTO

ANOS

PSI

(P

rese

nt S

ervi

ceab

ility

Ind

ex)

4.5

1

PSI22 z1 Hr1 hpp hp( ) Mrr1 Mr22 z1 hp1 hp Mr1 Mr( ) tx PSIo( )

PSI22 z2 Hr2 hpp hp( ) Mr1 Mr22 z2 hp1 hp Mr1 Mr( ) tx PSIo( )




x j( )

LIMFINAL j( )

350 z1 z2 z3 z4 z5 j j

EVOLUÇÃO DOS REFORÇOS DO PAVIMENTO FLEXÍVEL NO PERÍODO DE 25 ANOS COMO RESULTASDO DA MINIMIZAÇÃO A VALOR PRESENTE DOS

INVESTIMENTOS PROSPECTIVOS DECORRENTES CONSIDERANDO SOBREVIDA DE 6 ANOS APÓS O TÉRMINO DA CONCESSÃO

(A PARTIR DO DIMENSIONAMENTO APRESENTADO PELA PROSUL)SC-100 INTERPRAIAS

MAC DOWELL/08


166

CUSTODE CONSERVAÇÃO DE ROTINA DO PAVIMENTO

A evolução do custo de conservação de rotina vinculado por sua vez a otimização dos investimentos em reforço estrututral do pavimento da SC-100, parte integrante do MODELO SISTÊMICO DE ENGENHARIA FINANCEIRA.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 315000

1 104

1.5 104

2 104

CUSTO DE CONSERVAÇÃO DE ROTINA

ANOS

R$/

km/a

no

1.8 104

5000

Cr b1 m1 n( )

Cr b2 m2 n1( )

Cr b3 m3 n2( )

Cr b4 m4 n3( )

Cr b5 m5 n4( )

311 n n1 n2 n3 n4

MAC DOWELL/08

EVOLUÇÃO DOS DOS CUSTOS DE CONSERVAÇAO DE ROTINA DEVIDAMENTE VINCULADOS AOS REFORÇOS DO PAVIMENTO NO PERÍODO DE 25 ANOS COMO

RESULTASDO DA MINIMIZAÇÃO A VALOR PRESENTE DOS INVESTIMENTOS PROSPECTIVOS DECORRENTES CONSIDERANDO SOBREVIDA

DE 6 ANOS APÓS O TÉRMINO DA CONCESSÃO (SC-100) (A PARTIR DO DIMENSIONAMENTO APRESENTADO PELA PROSUL)


167

11.6 DEMONSTRAÇÃO PARA OS TÉCNICOS DO SETOR

INCÓGNITAS (GUESS)

ANOS DE INVESTIMENTO ESPESSURAS NECESSÁRIAS DE REFORÇO (cm)

hp1 3 <-- REFORÇO IMEDIATO

J 5 <-- ANO QUE DEVE OCORRER O SEGUNDO REFORÇO hppcoR1 3 <-- SEGUNDO REFORÇO

s1 10 <-- ANO QUE DEVE OCORRER O TERCEIRO REFORÇO hppcoR2 4 <-- TERCEIRO REFORÇO

s2 15 <-- ANO QUE DEVE OCORRER O QUARTO REFORÇO hppcoR3 5 <-- QUARTO REFORÇO

s3 20 <-- ANO QUE DEVE OCORRER O QUINTO REFORÇO hppcoR4 6 <-- QUINTO REFORÇO

s4 25 <--- ANO QUE DEVE OCORRER O SEXTO REFORÇO hppcoR5 7 <-- SEXTO REFORÇO

s5 31 <--- ANO QUE APÓS O PERÍODO DA CONCESSÃO AINDA OCORRERÁ UMASOBREVIDA DE 6 ANOS ATÉ ATIGIR PSI = 2

DADOS COMPLEMENTARES

r .18 <-- TAXA INTERNA DE RETORNO

FUNÇÃO OBJETIVA

Minimizar os investimentos no período da concessão, mantendo os níveis de qualidade

Az hp1 hppcoR1 hppcoR2 hppcoR3 hppcoR4 hppcoR5 J s1 s2 s3 s4 r( ) hp1hppcoR1

er J( )

hppcoR2

er s1( )

hppcoR3

er s2

hppcoR4

er s3

hppcoR5

er s4

Para que o pavimento chegue ao ano ANO 25 com PSI igual a 2.2 e no ano 31 aoPSI = 2 quais deverão ser os reforços com custos minimizados?

PSIF IRI( ) 5 0.2937log 1 2.2704IRI2

4

1.1771log 1 2.2704IRI2 3

1.4045log 1 2.2704IRI2

2

1.5803log 1 2.2704IRI2

1

PSIF 3.1( ) 2.212 <-- O PSI DEVE SOFRER REFORÇO QUANDO O PSI ATINGIR2,212


168

SISTEMA DE EQUAÇÕES: MULTIPLAS CAMADAS

Given

CONDICIONANTES:

Taxa Interna de Retorno Alavancada

r .18

Deformação Relativa de Tração Máxima na Fibra inferior do CBUQ (CBTP)

1 J( ) 1.28 104

Produto do Raio de Curvatura da Bacia de Deflexão pelaDeformação Máxima

rr hpp1 hp1( ) hpp hp( ) hb hsb hrsl Mr1 Mr22 J hp1 hp Mr1 Mr( ) Eb Esb Ersl Es xo x20( ) 5500

Tensão Vertical Admissível no Subleito em Função da Repetição de Carga do EixoPadrão (kgf/cm2)

rs hpp1 hp1( ) hpp hp( ) hb hsb hrsl Mr1 Mr22 J hp1 hp Mr1 Mr( ) Eb Esb Ersl Es( ) zadm J Es( )

Equações do PSI para os Reforços do Pavimento no Períododa Concessão

PSI22 J hpp1 hp1( ) hpp hp( ) Mr1 Mr22 J hp1 hp Mr1 Mr( ) tx PSIo( ) PSIF IRI( )

INICIAL

PSI22 s1 hppcoR1 hpp1 hp1( ) hpp hp( ) Mr1 Mr22 s1 hp1 hp Mr1 Mr( ) tx PSIo( ) PSIF IRI( )

E A SEQUÊNCIA DOS DEMAIS ANOS

PSI22 s2 hppcoR2 hppcoR1 hpp1 hp1( ) hpp hp( ) Mr1 Mr22 s2 hp1 hp Mr1 Mr( ) tx PSIo( ) PSIF IRI( )

PSI22 s3 hppcoR3 hppcoR2 hppcoR1 hpp1 hp1( ) hpp hp( ) Mr1 Mr22 s3 hp1 hp Mr1 Mr( ) tx PSIo( ) PSIF IRI( )

PSI22 s4 hppcoR4 hppcoR3 hppcoR2 hppcoR1 hpp1 hp1( ) hpp hp( ) Mr1 Mr22 s4 hp1 hp Mr1 Mr( ) tx PSIo( ) PSIF IRI( )

PSI22 s4 hppcoR5 hppcoR4 hppcoR3 hppcoR2 hppcoR1 hpp1 hp1( ) hpp hp( ) Mr1 Mr22 s4 hp1 hp Mr1 Mr( ) tx PSIo( ) PSIF IRI( )

A Condicionante de Sobrevida de 6 anos após a Entrega da Rodovia aoPoder Concedente

PSI22 s5 hppcoR5 hppcoR4 hppcoR3 hppcoR2 hppcoR1 hpp1 hp1( ) hpp hp( ) Mr1 Mr22 s5 hp1 hp Mr1 Mr( ) tx PSIo( ) 2

Condicionantes Quanto as Espessuras necessárias de Reforço

hp1 0

hppcoR1 0hppcoR3 0

hppcoR2 0hppcoR4 0 hppcoR5 0

s1 Js2 s1

s3 s2s4 s3

s5 s4

s5 31

FUNÇÃO OBJETIVO: MINIMIZAÇÃO DO CUSTO TOTAL A VALOR PRESENTEEM REFORÇOS E SOBREVIDA DE 6 ANOS APÓS A ENTREGA DACONCESSÃO AO PODER CONCEDENTE

BB Minimize Az hp1 hppcoR1 hppcoR2 hppcoR3 hppcoR4 hppcoR5 J s1 s2 s3 s4 r( )


169

Resultado da Minimização dos Investimentos Prospectivos

OS REFORÇOS ESTRUTURAIS(cm) de acordo com a época indicada para tal

hp1

hppcoR1

hppcoR2

hppcoR3

hppcoR4

hppcoR5

J

s1

s2

s3

s4

2.3

3.2

4.3

7.3

10.7

0

4.5

7.3

11.7

20.2

31

ÉPOCA DO REFORÇO (TEMPO em ANO)


170

12 EQUILÍBRIO FINANCEIRO E O MODELO SISTÊMICO DE ENGENHARIA FINANCEIRA

12.1 A TAXA INTERNA DE RETORNO (TIR DE PROJETO) E A EXEQUIBILIDADE FINANCEIRA DO EMPREENDIMENTO

JUSTIFICATIVA DA TIR DE PROJETO ADOTADA

A TIR DE PROJETO de uma concessão rodoviária não deve ultrapassar 18%48 ao ano.

Cabe ressaltar, que essa TIR DE PROJETO de 18%, não é cabalística, mas corresponde ao valor médio do mercado (18,82% e desvio padrão de 1,61%) de todas as Concessionárias do País, ou seja, englobando as federais e as estaduais que utilizaram capital de terceiros como do BNDES, BID, DRESDNER, BANRISUL, SANTANDER entre outros - isto é fato; isto é mercado.

Até mesmo a única Concessionária no País responsável pelo Pólo de Santa Cruz no Estado do Rio de Grande do Sul que não lançou mão de capital de terceiros (Agente Financeiro), portanto 100% dos investimentos realizados foram e são aplicados com capital próprio e a TIR DE PROJETO (igual a TIR do Acionista) formalizada no seu contrato é de 18,3%ao ano.

A própria Taxa Interna de Retorno mínima obtida pela CEF no que concerne ao financiamento ao mutuário para aquisição de um bem imobiliário é de 18,282%, quando considera a aplicação do sistema de Tabela Price à taxa de juros de 12% ao ano e saldo devedor corrigido com a aplicação de taxa da caderneta de poupança de 6% a.a. em termos reais no período de 15 anos.

48 MAC DOWELL, FERNANDO, UMA CONTRIBUIÇÃO TÉCNICA EM DECORRÊNCIA DA AUDIÊNCIA PÚBLICA REALIZADA NO RIO DE JANIEOR EM 08/03/2006 – 2o PROGRMA FEDERAL DE CONCESSÃO RODOVIÁRIA, ANTT-AGÊNCIA NACIONAL DE TRASNPORTES TERRESTRES, ABRI/2006.


171

A alavancagem financeira da concessão através do uso de capital de terceiros no mercado, contrariamente ao utilizado na justificativa da TIR de PROJETO de 15,08%, pelo TCU na discussão com a ANTT para o 2o PROGRAMA FEDERAL DE CONCESSÃO RODOVIÁRIA, quando foi considerada a participação de 67% de capital de terceiros e 33% de capital próprio com base na empresa CCR, que é uma HOLDING, que controla diversas companhias concessionárias e a única com ações negociadas na BOLSA, não representa a realidade do setor, pois todas as demais Concessionárias no País, a participação do capital de terceiros é quase o inverso utilizado na justificativa da ANTT e mantida pelo TCU, varia entre 35 e 45%, excetuando a Concessionária do Pólo de Santa Cruz que é zero por opção de seus acionistas.

Qual é o significado prático quando se fixa a TIR de 15,08%, com 67% de participação de capital de terceiros com taxa de juros de 10% relativa ao financiamento (na prática é 13%), mantendo todas as demais variáveis (investimentos, custos de operação, tráfego, projeção, etc) exatamente como apresentadas pela ANTT?

Para facilitar o entendimento, exemplifica-se a rodovia REGIS BITENCOURT, LOTE 6 do 2o PROGRAMA FEDERAL DE CONCESSÃO RODOVIÁRIA

A aplicação do MODELO SISTÊMICO DE ENGENHARIA FINANCEIRA à Concessão do LOTE 6 resulta numa TIR de Acionista de 22% e índice de cobertura de apenas 0,84, portanto inferior ao adotado pelos Agentes Financeiros que é de 1,4 QUE ALIÁS ENCONTRA-SE FIXADO NO PAC, logo dificilmente será financiado, pois até onde se sabe, os Agentes Financeiros ainda não abriram mão dos riscos de receita projetada pelas Concessionárias desse setor e nem tão pouco do Setor Elétrico por exemplo.

Os resultados podem ser apreçados a seguir:

Tir Projeto 15,08% ao ano

Pay Back 10

CORRENTE R$ 8.186.182,98 R$ 0,00 R$ 1.435.981,50 R$ 2.003.730,97 Tir Acionista 21,92% ao ano

0% 38% 30% ÍNDICE COB 0,84 < 1,4

PRESENTE R$ 2.088.433,66 R$ 0,00 R$ 785.317,65 R$ 625.100,38 V. PRESENTE

EQUILÍBRIO FINANCEIRO

<<<< Proposta original

Total da Receita

Projeto para 25 anos

Total Invest.Total Custos Operacionais

OUTORGA

TARIFA BÁSICA 2,87R$

2 EIXOS 5,74R$

Financiamento tipo BID/BNDES

Participação 67,00%

Prazo Amort. 8 anos

Taxa de juros 10,00%


172

Observe que enquanto a preocupação tanto da ANTT, quanto à do TCU em justificar de forma imprópria a TIR de PROJETO, ambos estão ampliando a TIR do Acionista para 22%, portanto bem superior ao que discutiram estreitamente no ACORDÃO, e mesmo assim os Agentes Financeiros do quilate do BNDES e ou do BID dificilmente aceitarão como PROJECT FINANCE dessa solução que resulta no Índice de Cobertura menor que 1 (0,84), portanto a considerariam como projeto “não financiável”.

Entretanto para essas mesmas condicionantes, mas com o Índice de Cobertura de 1,4 requerido pelos Agentes Financeiros, chega-se aos resultados abaixo:

Como se pode depreender, a participação de terceiros cai de 67% para 38,7%, portanto o cálculo feito pela ANTT utilizando o WACC passa para 18,3% e não 15,08%.

É interessante quando o TCU se refere à participação do capital de terceiros de 67% adotada pela ANTT, mas a mantém nos seus cálculos para chegar a TIR de PROJETO desse 2o Programa, se expressa da seguinte maneira no ACORDÃO:

259. “Assim, em que pese à imprecisão de se adotar o custo do capital de terceiros de apenas uma empresa (CCR), tentou-se limitar a influência de informações

WACC re rd T E D( ) 18.263%

Tir Projeto 15,08% ao ano

Pay Back 10


0% 38% 30% ÍNDICE COB 1,40 < 1,4




Total da Receita



OUTORGA


2 EIXOS 5,74R$



Prazo Amort. 8 anos



173

errôneas. Um argumento trazido para validar o percentual adotado pela ANTT foi à proximidade da Taxa e Juros de Longo Prazo – TJLP praticada pelo BNDES (9,75% a.a.). Essa taxa, que representa o custo básico de longo prazo dos financiamentos concedidos, está próxima do estabelecido no presente estudo”.

Observe a seguir, que quando se considera o Índice de Cobertura pelo menos igual a 1,4 e a taxa de juros do financiamento de 13%, que é a praticada, o equilíbrio financeiro da concessão da rodovia em pauta ocorre com a TIR de Projeto igual a 18,05% e a alavancagem pode ser ampliada para até 44,5% porem jamais 67%, portanto apresentando exeqüibilidade financeira, logo empreendimento é considerado “financiável”.

Verifique os resultados:

Cabe ressaltar, que a tarifa máxima teria que ser de R$3,18, 10,8% a mais que a previamente fixada

A seguir a relação das TIR praticadas nos principais programas de concessão no Brasil.

Tir Projeto 18,05% ao ano 18,00%

Pay Back 9


0% 34% 27% ÍNDICE COB 1,40 OK




Total da Receita



OUTORGA



Prazo Amort. 8 anos



2 EIXOS 6,36R$


174

TIR DE PROJETO DAS PRINCIPAIS CONCESSIONÁRIAS NO BRASIL.l


175

12.2 MODELAGEM SISTÊMICA DA CONCESSÃO

A ANÁLISE DOS RESULTADOS no que tange a modalidade de Concessão à iniciativa privada para a implantação da VIA INTERPRAIAS, exceto a responsabilidade do investimento em desapropriação que deve ser a cargo do Poder Público, conclui-se que o valor da tarifa básica por veículo leve resultante do equilíbrio financeiro da Concessão é de R$ 14,22 por praça de pedágio, nas condições econômicas de JAN/2008, valor este não adequado aos a cada 56 km da SC-100 nos seus 131,7 km de extensão pois a queda do tráfego pode atingir até 53% e acaba por não equilibrar na prática a própria concessão por receita resultante inferior.

CONCLUI-SE, que não se pode viabilizar a implantação da VIA INTERPRAIAS exclusivamente na modalidade de concessão.

Observe na próxima figura na PLANILHA RESUMO DOS RESULTADOS do MODELO SISTÊMICO DE ENGENHARIA FINANCEIRA que o equilíbrio financeiro se dá para o valor de tarifa básica de R$ 14,22, não sendo coerente com os benefícios

ofertados aos usuários da VIA INTERPRAIAS.


176

APENAS CONCESSÃO: PLANILHA RESUMO DOS RESULTADOS do MODELO SISTÊMICO DE ENGENHARIA FINANCEIRA


177

12.3 MODELAGEM SISTÊMICA DA PPP COM CONCESSÃO

Para que o valor da tarifa básica satisfaça aos três grandes grupos de Equilíbrio não deve ser superior a R$ 5,50 referido às condições econômicas de JAN/2008.

Para tanto, a participação do Poder Público para que mantenha o equilíbrio financeiro da Concessão, alem do investimento quanto às desapropriações exclusivamente para a IMPLANTAÇÃO DA RODOVIA, que lhe é afeto, terá ainda que assumir 78% dos investimentos durante os dois anos previstos para a construção da SC-100 VIA INTERPRAIAS EM VIA SINGELA E QUANDO FOR DUPLICADA, ficando a cargo da Concessionária 22% desses investimentos, e 100% de todos os demais prospectivos que envolvem os reforços do pavimento e ampliação de capacidade de escoamento através da duplicação.

E mais, os custos de operação relativos aos atendimentos aos usuários na via 24 horas por dia, da mesma forma, aos acidentes e acidentados com equipes de resgate e equipamentos especializados, bem como os custos de conservação, de rotina do pavimento e monitoramento contínuo de suas condições em estreita observância aos índices de qualidade pré-estabelecidos, e assim por diante tais como ocorrem nas rodovias concedidas no PAÍS.

CONCLUI-SE que essa modalidade sozinha também não resolve o problema, pois se por um lado adéqua-se o valor da tarifa básica de pedágio, por outro descapitaliza significativamente a SC-Parceiras, sem retorno do capital investido de R$ 287 milhões em dois anos.

A redução do valor da tarifa de pedágio implica para os primeiros dois anos as seguintes participações e respectivos investimentos para a implantação da SC-100, VIA INTERPRAIAS ressaltando aqueles de responsabilidade da SC PARCERIAS.


178

PPP COM CONCESSÃO Á INICIATIVA PRIVADA PARA QUE A TARIFA FIQUE ACESSÍVEL NAS PRAÇAS DE PEDÁGIO QUE SÓ SERÁ EQUILIBRADA A SOLUÇÃO COM AS ÁREAS


179

13 SOLUÇÃO DA MODELAGEM PROPOSTA

13.1 MODELO MATEMÁTICO FINANCEIRO DAS ÁREAS

O novo conceito a ser aplicado pioneiramente no Estado de Santa Catarina, para a implantação da VIA INTERPRAIAS envolve ainda o desenvolvimento econômico e social nas áreas adjacentes à VIA INTERPRAIAS a ser escolhido ao longo do traçado da SC-100 em trecho de 131,7 km.

Como foi visto no ÍTEM EQUILÍBRIO AMBIENTAL, foram definidas as demarcações das áreas em função das concentrações de poluentes de origem veicular produzidos pelo tráfego que se deslocará na VIA INTERPRAIAS, para evitar uma prática comum no País e claramente evidenciada no trecho norte da duplicação da BR-101, no próprio Estado de Santa Catarina.

Esse nível de tráfego mais crítico correspondente às 200 horas em nível D ou pior, quando nessa ocasião, novos investimentos deverão ser realizados para o aumento de capacidade de escoamento para que possam ser mantidos os equilíbrios econômicos e sociais, e particularmente no tocante ao equilíbrio ambiental da nova ocupação do solo nessas áreas adjacentes à VIA INTERPRAIAS.

O Modelo desenvolvido pelo Autor e mostrado mais adiante envolve 12 variáveis importantes, que definem a área necessária para a viabilização financeira da implantação da VIA INTERPRAIAS.

É interessante observar na próxima figura, onde se encontram relacionadas 10 das 12 variáveis, em que o aumento do valor de cada variável de per si nesse Modelo, porem mantendo as demais constantes, são indicadas às respectivas correspondências quanto ao sentido de aumento, ou de diminuição da área a ser desapropriada para o desenvolvimento econômico e social do entorno da VIA INTERPRAIAS.


180

NO SENTIDO DO AUMENTO DO VALOR DE CADA VARIÁVEL E O SENTIDO CORRESPONDENTE DE AUMENTO OU DIMINUIÇÃO DA ÁREA NECESSÁRIA

Dois desenhos financeiros foram analisados.

O primeiro, não leva em consideração a modalidade de concessão da SC-100 à iniciativa privada;

O segundo, inclui a modalidade de concessão da SC-100 à iniciativa privada.

O INVESTIMENTO (INV) da VIA EXPRESSA

ÁREANECESSÁRIA

O PREÇO UNITÁRIO (pr) da DESAPROPRIAÇÃO

A TAXA ANUAL (g) de VALORIZAÇÃO REAL do (pr) da DESAPROPRIAÇÃO

A PARCELA do VALOR à VISTA da

DESAPROPRIAÇÃO (β)

A PARCELA de EMPRÉSTIMOpara a IMPLANTAÇÃO (θ)

DA VIA EXPRESSA

A TIR-TAXA INTERNA DE RETORNO

(r)

AS VARIÁVEIS.QUANTO MAIOR FOR:

ÁREANECESSÁRIA

A TAXA DE JUROSDOS EMPRÉSTIMOS (ra)

O PRAZO (ca) DE CARÊNCIA

O PRAZO (n) DE FINANCIAM,ENTO

O PERÍODO (N) DE VIGÊNCIA

A INFLUÊNCIA DAS VARIÁVEIS NO TAMANHO DAS ÁREAS

A DESAPROPRIAR

MAC DOWELL/06

AS VARIÁVEIS.QUANTO MAIOR FOR:


181

SEM CONSIDERAR A CONCESSÃO DA SC-100

O PRIMEIRO DESENHO FINANCEIRO, considera que a SC PARCERAS vai bancar toda a implantação da VIA INTERPRAIAS e através do sistema de equações matemáticas do mencionado MODELO FINANCEIRO DAS ÁREAS mostrada na próxima figura, resolve-se através da utilização do software MATHCAD 12 VERSÃO 2005, obtendo-se a área necessária à desapropriar (AT1) com vistas a viabilização do empreendimento através da valorização dessas áreas devido a implantação da SC-100.

O resultado, é que o tamanho da área que viabiliza a implantação da VIA INTERPRAIAS corresponde a área adicional de 24,3 milhões de m2, que implica em desembolso adicional da SC PARCERIAS de R$ 45 milhões (AGO/2006) em dois anos e ainda terá que desembolsar a valor presente os custos anuais de conservação de rotina e os investimentos prospectivos a valor presente relativos aos reforços do

AT1

t

N

tTar pr g t( )

er t

d

ca

n

tPrest INV ra n

er n

d

ca

n

tPrest DES pr AT1 ra n

er n

d

AT1 1

t 1

N

tTar pr g t( )

er t

d 1 INV1

er t 1( )

1

er t 2( )

pr AT1

er t

RECEITADA

VALORIZAÇÃODAS

DESAPROPRIAÇÕES

SERVIÇODA

DÍVIDADOS

EMPRÉSTIMOSPARA A

CONSTRUÇÃODA

INTERPRAIAS

SERVIÇODOS

EMPRÉSTIMOSPARA

DESAPROPRIAÇÃOA VISTA

PAGAMENTODO

COMPLEMENTOAO DESAPROPRIADO

EM FUNÇÃODA

VALORIZAÇÃODA

TERRA

PARCELA DEPAGAMENTO

A VISTAAO

DESAPROPRIADO

PARCELADE

PAGAMENTOA VISTA

DO INVESTIMENTONA

INTERPRAIAS

MAC DOWELL/08

SEM CONCESSÃO e 100% SC PARCERIAS (? =1)


182

pavimento (11a variável), referenciado a TIR de 18% obtido no MODELO SISTÊMICO DE ENGENHARIA FINANCEIRA ENCONTRA-SE DEMONSTRADO MAIS ADIANTE.

As premissas iniciais admitidas no modelo para a determinação da área necessária ao desenho financeiro podem ser apreciadas a seguir..

Nessa hipótese a área que viabilisa a implantação da SC-100 é de 24,3 milhões de m2 cujo investimento é da ordem de R$ 45 milhões, envolve a implantação em via singelaR$ 306,3 milhões, onze anos mais tarde a duplicação correspondentdendo imvestimento adicional de 263,7 milhões e os investimentos em reforços do pavimento que atingem R$ 192,4 milhões.como pode ser visto na abordagem demonstrativa do Modelo.

1. Preço unitário médio da área desapropriada (pr) de R$ 3,10/m2.

2. Parcela paga à vista ao desapropriado de 60%, (β=60%), pela SC PARCERIAS.

3. Parcela complementar da desapropriação (100-β=40%) garantida pela SC-PARCERIAS nos resultados do empreendimento em face da valorização da terra no período de 24 anos, ou seja, a partir do ano 1 da construção até o ano 25 da concessão).

4. Valorização média real de 6,4% ao ano (g=6,4%), (na Barra da Tijuca no Rio de Janeiro a taxa média real de valorização é 7,0% ao ano).

5. Parcela (η = 100% ) relativa ´100% do investimento para implantação da VIA INTERPRAIAS a cargo da SC PARCERIAS.

6. Parcela de financiamento (θ=67%) do tipo BNDES à SC PARCERIAS relativa ao montante de investimento (desapropriação mais a parcela que cabe a SC PARCERIAS no investimento da implantação da VIA INTERPRAIAS).

7. Taxa real de juros do empréstimo tipo BNDES a SC PARCERIAS (ra=13% a.a.).

8. Prazo de carência (ca = 3 anos) do empréstimo tipo BNDES a SC PARCERIAS.

9. Prazo de amortização do empréstimo tipo BNDES a SC PARCERIAS (n= 8 anos).

10. Taxa interna de retorno considerada, 18% ao ano, (r = 18% a.a.)


183

Demonstração

A seguir a solução matemática.

DETERMINAÇÃO DA ÁREA ADICIONAL A ÁREA A SER DESAPROPRIADA PARA A IMPLANTAÇÃO DA SC-100

Sendo:

SEM CONCESSÃO

pr 3.1 <--- Preço médio de terreno R$/m2 (PROSUL)

g 5.9% <--- Taxa anual de crescimento da valorizção do terreno

r 18% <--- TIR - Taxa Interna de Retorno considerada (média anual)

100% <--- Participação da SC PARCERIA nos investimentos da SC-100

60% <--- Participação da SC PARCERIA no pagamento A VISTA ao desapropriado

1 40% <--- Participação do Montante desapropriado que renderá com a valorização das terras com a implantação da SC-100 (VIA INTERPRIAS)

INV 306293000 <--- Investimento necesssário a implantação da SC-100 EM VIA SINGELA (OPERAÇÃO EM 2011)

INV1 263707000 <--- Investimento necesssário a implantação da SC-100 EM VIA DUPLICA (EM OPERAÇÃO EM 2021)


184

E mais:

CUSTO DE CONSERVAÇÃO DE ROTINA DO PAVIMENTO

CR r( )

y

Cr1y

1000

er y

CR r( ) 32143293 <-- EM R$ a valor presente relativo a TIR

CR 0( ) 217119000 <-- EM R$ A VALOR CORRENTE


185

Total a valor corente:


186

SOLUÇÃO RECOMENDADA INCLUI A CONCESSÃO DA SC-100

O SEGUNDO DESENHO FINANCEIRO, mais realista é através da combinação da modalidade PPP-PARCERIA PÚBLICO PRIVADA, com a Concessionária contratada para investir 22% dos investimentos iniciais previstos e na segunda fase (duplicação), portanto para os dois primeiros anos da implantação da VIA INTERPRAIAS como resultado do Modelo Sistêmico de Engenharia Financeira mostrado na seqüência, onde se encontram considerados todos os demais investimentos prospectivos, bem como os custos que mantém a manutenção do patrimônio de acordo com os índices de qualidade exigidos para manter os benefícios socioeconômicos já demonstrados neste relatório, bem como todos os custos referentes aos serviços de atendimento na via aos veículos, aos acidentes e acidentados a cargo da iniciativa privada, com valor de pedágio de R$ 5,50 por sentido e por praça, e de R$11,10 para todos os veículos pesados, sem interferência do número de eixos o que resulta na área 18,1 milhõeS de m2.

A figura a baixo mostra o sistema matemático do Modelo, onde aparece a 12a variável (η), que corresponde a 79% dos investimentos iniciais para implantação em via singela da SC-100 (INTERPRAIAS) a cargo da SC PARCERIAS.

HI

AT1

t

N

tTar pr g t( )

er t

d

ca

n

tPrest INV ra n

er n

d

ca

n

tPrest DES pr AT1 ra n

er n

d

AT1 1

t 1

N

tTar pr g t( )

er t

d 1 INV1

er t 1( )

1

er t 2( )

pr AT1

er t

RECEITADA

VALORIZAÇÃODAS

DESAPROPRIAÇÕES

SERVIÇODA

DÍVIDADOS

EMPRÉSTIMOSPARA A

CONSTRUÇÃODA

INTERPRAIAS

SERVIÇODOS

EMPRÉSTIMOSPARA

DESAPROPRIAÇÃOA VISTA

PAGAMENTODO

COMPLEMENTOAO DESAPROPRIADO

EM FUNÇÃODA

VALORIZAÇÃODA

TERRA

PARCELA DEPAGAMENTO

A VISTAAO

DESAPROPRIADO

PARCELADE

PAGAMENTOA VISTA

DO INVESTIMENTONA

INTERPRAIAS

MAC DOWELL/08

COMBINADAS AS MODALIDADES: PPP, ÁREA, e CONCESSÃO: SC PARCERIAS (? = 51%)


187

Admitindo que a valorização comece imediatamente após a aquisição das terras a serem desapropriadas.

COM CONCESSÃO

.22 <-- participação nos investimentos para a implantação da SC-100 EM VIA SINGELA,quando for DUPLICADA 11 anos depois.

pr 3.1 <--- Preço médio de terreno R$/m2 (PROSUL)

g 6% <--- Taxa anual de crescimento da valorização do terreno

r 18% <--- TIR - Taxa Interna de Retorno considerada (média anual)

82% <--- Participação da SC PARCERIA nos investimentos da SC-100

60% <--- Participação da SC PARCERIA no pagamento A VISTA ao desapropriado

1 40% <--- Participação do Montante desapropriado que renderá com a valorização das terras com a implantação da SC-280 (VIA EXPRESSA PORTUÁRIA)

INV 306293000 <--- Investimento necessário à implantação da SC-100 em via singela

INV1 263707000 <--- Investimento necessário à implantação da DUPLICAÇÃO da SC-100

t 0 <-- ano zero de referência inicial

t1 11 <-- ano previsto para a duplicação


188

COM CONCESSÃO DA SC-100 Á INICIATIVA PRIVADA


189

FLUXO DE CAIXA ALAVANCADO (ACIONISTA) DA CONCESSÃO


190

INVESTIMENTOS A CARGO DA CONCESSIONÁRIA


191

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REPÚBLICA FEDERATIVA DO BRASIL ESTADO DE SANTA …mobilizacao.fecam.org.br/arquivos/obj2/estudo_viabilidade.pdf · eng. fernando mac dowell, prof., dr 4 12 equilÍbrio financeiro