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Apesar de seguirem a mesma metodologia diversos autores conceituam a modelagem e a interpretam de maneiras diferentes252. Segundo John Bates (BATES, 2000), os fundamentos da modelagem de transportes foram desenvolvidos nos Estados Unidos da América durante os anos 50, em um contexto pioneiro originado nas cidades de Detroit e Chicago, em seus respectivos departamentos de estudos de transportes (DOT253). Para Bates, em termos de crescimento e alternativas na modelagem, as técnicas mais evoluíram do que revolucionaram as metodologias, embora tenham surgido mudanças importantes.

Nestas mudanças observa-se de um lado, a evolução de modelos baseados na teoria econômica e de outro a evolução computacional no processamento de modelos em si. Segundo Bates, em termos práticos, o modelo quatro etapas (4E) estabelece as bases teóricas de modelagem na economia e no conceito de equilíbrio do sistema de transportes254. Outros autores como Macnally, Hensher e Button (ver HENSHER & BUTTON, 2000), ratificam estes mesmos conceitos e formas de evolução.

Entretanto, uma variante metodológica, a de Peter O. Muller (MULLER, 1995), apresentou novos conceitos sobre a forte relação entre os transportes intra-urbanos e a forma espacial das metrópoles americanas. Pesquisador da Universidade de Miami, Muller defende que exista uma forte correlação entre os padrões geográficos urbanos como produtos de valores do uso do solo, recursos naturais, disponibilidade de investimento de capitais, ações de mercados privados e outras tecnologias infra- estruturais. Com esta variante, Muller retoma conceitos de inclusão de outras variáveis que influenciam os movimentos, não se detendo somente nas questões macroeconômicas255.

Muller chegou a classificar a evolução do crescimento intrametropolitano americano e seu desenvolvimento de transportes em quatro grupos: (1) Era dos pedestres e tração

252 _{Para maiores detalhes de outros conceitos, recomenda-se a leitura de Órtuzar e Willumsen, Norbert Oppenheim,}

Susan Hanson, Petter O. Muller, Hensher & Button, John Bates e Michel MacNally.

253

Do inglês, Departament of Transportation.

254

Conceito de demanda versus a oferta explanado no item anterior. 255

Ao analisar duzentos anos de evolução de metrópoles americanas, Muller percebeu que a cultura influencia a

experiência urbana. Para Muller, as bases da formação cultural urbana dos americanos têm raízes entre a guerra civil e

animal (1800 a 1890); (2) Era dos carros de tração elétrica (1890 a 1920); (3) Era automobilística recreacional (1920 a 1945), e;(4) Era das freeways (1945 até hoje). Segundo Muller a evolução espacial das cidades americanas é completamente contrastante com os valores e configurações de cidades européias (figura 41).

Figura 41. Gradientes de densidade versus tempo nas metrópoles norte americanas e européias. Fonte. Adaptado de Muller (1995).

Nota-se pelo gráfico da figura 41 que as cidades européias mantêm o centro antigo na medida em que se expande em períodos de tempo, ao contrário das cidades americanas, cuja densidade populacional se dilui na medida em que as distâncias aumentam256. A observação do autor revela a percepção de que o espaço influencia na distribuição dos movimentos e vice-versa. Apesar disto, esta vertente de Muller ficou esquecida ao longo dos anos e, para a América latina e especificamente no Brasil, a cultura técnica ainda utiliza a vertente macroeconômica com esteio de previsão de fluxos.

Como rebatimento as cidades brasileiras também sofrem os efeitos desta escolha, onde suas cidades são em grande parte, fruto de uma mescla de colonizações européias (portugueses, holandeses, franceses), mas atualmente sob controle de congestionamentos por modelagens advindas da América do Norte, com aspectos daquela realidade, inadequadas ao Brasil. Este contexto contribui para a situação confusa em que se encontra a gestão de tráfego em nosso país, pois o desenho das cidades é de influência européia, mas o controle de tráfego é americano, e a ocupação é pouco fiscalizada. Algo precisa ser feito e este trabalho contribui para exame da configuração das cidades com a modelagem de fluxos, de forma complementar.

256

Ao contrário dos americanos, os códigos de planejamento e o zoneamento, bem como de desenvolvimento de utilidades (atividades, infra-estruturas) nas cidades européias são determinadas por fortes políticas governamentais. O forte controle do estado sobre alugueis e também a escassez de terra para viver obriga os habitantes europeus a permanecerem mais coesos em termos de usos do solo, principalmente no aspecto moradia.

3.4 Modelagem

Inicialmente, antes de caracterizar como é feita a modelagem de tráfego em Fortaleza, suas limitações e propostas de superação, parte-se para explanação de conceitos mais amplos de modelagem no intuito de preparar o leitor para uma melhor compreensão da revisão.

A definição de modelagem e modelo varia entre os autores clássicos. Destacam-se as definições de Owen et al257 (1996), apud. BARROS (2006, capítulo 3, p.1) e Norbert Oppenheim (OPPENHEIM, 1995). No primeiro, em aspecto geral, modelagem consiste em: “uma representação e aproximação dos atributos de uma situação real, de modo a simular situações atuais e futuras com o objetivo de entender e predizer o comportamento de sistemas reais”. No segundo, específico para a área de transportes, a modelagem é: “o desenvolvimento de formulações matemáticas que representam padrões de viagens observadas por modos de transporte, seu volume, velocidades e nível de congestionamento nos links de uma rede pré-estabelecida”. Portanto, em um conceito mais específico, modelagem refere-se a qualquer representação de uma dada situação real, que possibilitem a identificação de padrões,

no caso viagens ou movimentos, por meio de indicadores258 ou variáveis

representativas destes padrões.

O conceito da modelagem de fluxos veiculares torna-se mais compreensível ao entendermos o principal indicador de qualificação destes fluxos: o Nível de Serviço (NS). Como visto anteriormente, o NS diz respeito à qualidade do tráfego, considerando uma determinada variável de desempenho da fluidez viária259. A classificação do NS varia em função de uma gradação conceitual, de “A” a “F”, sendo o primeiro o sistema ‘equilibrado’ e de melhor qualidade e fluidez e o último o de pior qualidade ou de pior fluidez260.

Um sistema é dito ‘equilibrado’, ou de NS = “A”, quando todos os fluxos veiculares estejam ocorrendo em perfeita fluidez, quando exista perfeito equilíbrio entre a oferta de espaços de circulação e a demanda de veículos circulando na malha. Ou seja,

257

Owen, B.; Brock, G.; Masterbrook, P.; Pavlik, R.; Rao, S.; Stallard, C.; Sunkari, Z.; Zhang, Y. (1996). A compendium of Traffic Model Validation Documentation and Recommendations: Phase I, Tasks A-H. USA: Department of Transportation, 1996.

258 _{Para os transportes, estes indicadores são: volume de veículos, velocidades ou nível de congestionamento. Para a}

morfologia, por meio das ferramentas da Sintaxe Espacial, as variáveis: integração, escolha (choice), conectividade,

profundidade, etc.

259

a taxa de saturação V/C (Volume/capacidade por trecho viário), velocidade média de percurso (VMP), volume de veículos na hora pico (VHP), tempo de congestionamento (delay), custo de deslocamento por quilômetro (R$/km), etc.

260

dentre as variáveis de desempenho para medir o NS, tem-se a capacidade de espaço oferecido dividida pelo volume de veículos para circularem neste espaço. Ao ocorrer um desequilíbrio nesta equação, o NS passa a qualificar negativamente a fluidez, de maneira gradual até o NS = “F”.

Esta pesquisa se propõe a contribuir na análise do NS pelo viés da configuração da cidade e com isso, compreender a qualidade dos fluxos do sistema de maneira macro e/ou micro, local e/ou global. A literatura tradicional em transportes sempre interpretou o NS por uma ótica particular, fundamentada na economia dos transportes, no simples equilíbrio do sistema. Segundo Manheim (1989), conforme explicado na figura 40, o Volume de veículos V e o Nível de Serviço L são variáveis inversamente proporcionais.

Contudo, as especificações para o equilíbrio simples do sistema, (T.A) = f(V,L), requerem o conhecimento de T e A, respectivamente; as características físicas e operacionais do sistema (a malha, os tipos de transportes, os custos, etc) e as diversas atividades (tipo e localização de usos do solo). O conhecimento destas características implica em diversas funções de oferta (S) e de demanda (D) (equações 8 e 9).

Por sua vez, estas funções implicam em um padrão de fluxos de equilíbrio F0, que

compreende um volume V0, e um custo de viagem ou nível de serviço L0, todos

descritos na figura 42.

Figura 42. Esquema do melhoramento do sistema (F) entre as funções de oferta (S) e a demanda (D) para a relação Nível de serviço (L) versus Volume veicular (V).

Dada uma função de oferta S0 de um sistema anterior, com um padrão de fluxos de

equilíbrio correspondente; F0 = ( V0, L0 ), adiciona-se um novo sistema melhorado S1

com mudanças na geometria, topologia e operações (novas vias, novas opções de acessibilidade, sinalizações, conversões, etc261). Ao assumir que o volume de viagens existente V0 também ocorrerá no sistema melhorado, tem-se um melhor nível de

serviço LE, ou seja, conseqüentemente, um menor tempo de viagem para V0 na curva

S1.

Traduzindo, no melhoramento do sistema, mais vias são construídas para os movimentos, e com elas mais opções de acesso a novas centralidades (um novo bairro, loteamento, shopping, etc) originando um atualização operacional do tráfego, como novas sinalizações (semáforos, lombadas, etc) que juntos contribuem na agilidade e na fluidez dos veículos que usam o sistema. Entretanto, na prática, é errôneo assumir que o volume de tráfego será constante, pois se espera que este aumente com o nível de serviço, ou diminuição do tempo de viagem.

Na realidade, com o crescimento da cidade, a demanda D é acrescida de novas demandas D1, D2,... Dn. Este aumento traduz-se em elevação do número de veículos

circulando no sistema262. Várias são as causas do incremento de D, por exemplo: como o sistema de transporte público em Fortaleza é deficiente e existem facilidades de juros menores, o antes usuário deste sistema adquire seu veículo e com isto aumenta a demanda. Outra explicação é que esta demanda também pode ser provocada por conta de novas intervenções urbanísticas no sistema, como o aumento da densidade de construção por condomínios residenciais e comerciais, como os centros comerciais atratores de viagens, (micro e macro Pólos Geradores de Viagens) ao longo das vias mais acessadas do sistema. Com estes eventos as viagens, antes a pé e por transporte coletivo público, passam a ser veiculares, mas foram causadas, segundo Manheim, originalmente por ações exógenas263.

São típicas da cidade de Fortaleza, periodicamente, ações de melhoramentos da oferta de espaços de circulação para atender ao aumento da demanda veicular da cidade que cresce a taxas elevadas. Como em qualquer cidade brasileira, nota-se que existe vertiginoso aumento da frota de veículos. Contudo, nota-se que o controle

261

Em tese, ações do efeito quaternário (figura 4). 262

A cada ano, por conta da diminuição de juros no financiamento de veículos, pelo aumento da capacidade de consumo e da estabilidade da economia, a frota veicular tem aumentado consideravelmente.

263

Estas intervenções, classificadas por Manheim como ações exógenas, são, na realidade de responsabilidade dos

gestores do espaço de convivência, intra-quadras, nos lotes, região espacial tradicionalmente de domínio dos planejadores urbanos, urbanistas e arquitetos. Estas ações exógenas não são, portanto, de responsabilidade dos planejadores de transportes e de tráfego.

urbano da malha (oferta de espaços para circular) não acompanha este aumento da frota, fazendo com que sempre a demanda veicular (D) seja maior que a oferta de espaços de circulação (S). No Brasil, a situação do aumento da demanda da frota está intimamente ligada à cultura do transporte individual.

Dados da Associação Nacional de Transportes Públicos, a ANTP, disponíveis no relatório geral de mobilidade urbana do ano de 2005264 apontam que a frota brasileira era composta intensamente por automóveis (16,2 milhões - auto) seguidos por motos (3,5 milhões – moto) e por fim os transportes coletivos (300 mil - ônibus). O mesmo trabalho revela que a composição e quantidade da frota total de veículos em circulação no Brasil, em milhões de veículos, uma frota de até 8,3 milhões de veículos (entre autos, motos e ônibus) nas cidades com mais de um milhão de habitantes, como em Fortaleza. Esta aproximação pode ser mais bem identificada por dados da evolução da frota do estado do Ceará e de Fortaleza (figura 43). Nota-se que nos anos 80, tinha-se 66,95% de veículos no estado contra 33,05% na capital, evoluindo em 2007265 em 46,38% para Fortaleza e 53,64% no Ceará. Apesar do aumento de veículos e da necessidade de estudos futuros de comparação, acredita-se que a malha viária da capital não aumentou na mesma proporção em relação ao incremento de 13,33% da frota.

Figura 43. Gráfico da evolução da frota veicular: Estado do Ceará em relação a capital Fortaleza. Fonte: Adaptado de DETRAN-CE.

264

Obtidos no site: http://www.antp.org.br/SI/rlt_2005/it7_2005.aspx. Último acesso em 27/07/2007. 265

A partir desta explanação torna-se obvio que este problema está distante de uma solução fácil. Contudo, faz-se necessário atenuar seus impactos, acompanhando o crescimento da frota e, ao mesmo tempo, utilizando metodologias compostas na previsão de movimentos veiculares. Ou seja, as curvas de aumento da demanda deveriam ser previstas com maior precisão e os aspectos operacionais de controle do tráfego poderiam também estar associados a outros, como, por exemplo, a configuração da malha.