terça-feira, 27 de agosto de 2013

Os custos do autocarro

Eu avancei com uns números.
Quando comparei os comboios com os autocarros, avancei que o consumo de um autocarro a 100km/h andaria nos 60 litros aos 100 km. No entanto, um engenheiro da Caetano BUS contactou-me dizendo que os meus números estavam exagerados.
Segundo estudo da Barraqueiro, a frota da Caetano BUS com chassi Scania e 55 passageiros tem um consumo médio em autoestrada de 26 litros aos 100 km o que, numa viagem Porto-Lisboa,  corresponde a 4kg/passageiro de C02 que compara com os 13 kg/passageiro do Alfa (esse valor está no site da CP).
Um autocarro tem emissões que são 1/3 das emissões do comboio. Por isso, não existe qualquer lógica ecológica para o Estado subsidiar os comboios directamente e indirectamente com electricidade abaixo do preço de custo e penalizar (com imposto sobre o gasóleo) os autocarros.

Fig. 1 - A mudança é um processo onde as grandes transformações são a soma de muitos pequenos passos

Vamos agora aos custos.
Uma viagem Porto-Lisboa gasta:
1) Combustível -> 320 x 26 / 100 -> 83 litros x 1.30€/l = 110€/viagem.
2) Portagem classe II -> 50€/viagem.
3) Motorista -> 4 horas x 12.50€/h = 50€/viagem
4) Autocarro -> 50€/viagem.  
O engenheiro disse-me que esses autocarros custam 190mil€+IVA e que, andando sempre em auto-estrada, aguentam 2 milhões de km.
Sendo assim, num contracto de aluguer de longa duração a 10 anos, é possível um preço abaixo dos 2500€/mês, incluindo IVA e seguro de danos próprios no autocarro (t.j real de 4% e 140€/mês de seguro).
Dividindo os 2 milhões de km por 10 anos, dá 52 viagens por mês (6 viagens por semana de ida e volta). Então, o custo do autocarro é cerca de 50€/viagem Porto-Lisboa. 
5) Manutenção -> 15% de 1) + 4) -> 25€/viagem. Corresponde a 1500€ cada 20 mil km.
6) Seguros dos passageiros -> cerca de 5000€/ano -> 16.5€/viagem (0.30€/passageiro).

Custo total -> 300€/viagem -> 5.50€/passageiro.
Sob condição de o autocarro estar lotado (com 55 passageiros), transportar um passageiro tem um custo de cerca de 1.70€/100km.
Neste custo, estão incluídos 70€ de impostos por viagem (40€ de IVA do veículo e do combustível e 30€ do ISP). Então, o custo sem impostos (o custo social) é de apenas 4.20€/passageiro .

Já posso propor preços.
Assumindo ocupação de 70% e uma margem de lucro de 20% (já pago o autocarro),  a 100km/h o preço do bilhete fica nos 9.40€/viagem, 3.00€/100km. A 130km/h, o preço fica nos 10.40€/viagem, 3.25€/100km. Estes preços comparam com os 30.40€ do Alfa (e que dá prejuízo ao Estado)
O preço de uma viagem Braga-Faro (305km) fica nos 18€/passageiro que compara com os 70.30€/passageiro do comboio.

Fig. 2 - Um preço baixo indica eficiência na produção

Mas o Passos tem que fazer algumas alterações legislativas.
Para aumentar a eficiência dos transportes públicos rodoviários inter-urbanos é preciso fazer duas alterações ao código da estrada (limites de velocidade e comprimento), rever a lei das concessões dos transportes públicos e permitir o aparecimento de terminais rodoviários nas autoestradas.
1 - Aumentar o limite de velocidade para os 130km/h.
O Alfa faz Porto-Lisboa em 2h45, uma média de 115km/h. O autocarro também poderia fazer esta média se o limite de velocidade máxima aumentar para os 130km/h.
O limite de velocidade dos autocarros nos 100km/h já vem de há muitos anos pelo que está ultrapassado pelo avança tecnológico. Hoje os autocarros têm motores muito potentes e travões ABS pelo que nas auto-estradas e com piso seco o limite de velocidade deveria aumentar  para os 130km/h.
Há uns 20 anos eu andava bastante de autocarro e era normal viajar a 130km/h (e mais) sem haver qualquer problema de segurança. Por exemplo, na Alemanha metade das auto-estradas não têm limite de velocidade e não têm mais acidentes que nas autoestradas dos outros países.
Com piso molhado, a velocidade máxima mantinha-se nos 100km/h.
A 130km/h o consumo de combustível aumenta 30% o que tem um impacto no custo  total de 10% (-> 6.15€/passageiro) mas o tempo de viagem reduz de 3h30m para 2h45m (velocidade média de 90% da velocidade máxima).

2 - Aumentar o comprimento máximo dos autocarros para os 18.6m.
Se os autocarros fossem aerodinâmicos e mais compridos haveria uma redução nos custos por passageiro em mais de 30% (redução do consumo de combustível e aumento do número de passageiros transportados).
O actual comprimento máximo dos autocarros de 13.7 m tem em mente que este veículo circula nas estradas dos anos 1960. Mas nas autoestradas, os autocarros podem ter os 18.6m dos camiões TIR articulados sem qualquer problema de curvar desde que circulem apenas em auto-estradas e IPs.
Interessante que no Brasil (alegadamente mais atrasado do que nós), os veículos rodoviários (articulados) já podem atingir um máximo de 30m (ver) o que permite transportar 4 TEU (contentor de 20 pés).
Um autocarro de 18.60m (com 1.3m perdidos numa frente aerodinâmica) teria a capacidade aumentada em 40% (77 passageiros sentados num piso e 121 passageiros em 2 pisos).

3 - Acabar com o condicionamento (monopólio) dos transportes públicos.
No tempo do Salazar, acreditava-se que os monopólios eram a melhor forma de desenvolver o país (era o condicionamento industrial). Hoje sabemos que isso está errado mas as concessões dos transportes dos anos 1930 ainda hoje se mantêm válidas.
Para agudizar o problema, as estradas para onde as concessões foram atribuídas estão completamente ultrapassadas pelas novas estradas e autoestradas construídas nos últimos 40 anos.
Mantendo-se a Lei dos Alvarás, não é possível haver autocarros nas autoestradas porque competem com os autocarros das estradas nacionais (e com os comboios).
A Lei dos Alvarás dos transportes públicos tem que ser radicalmente revista. Diria mesmo que a lei deveria ser extinta, finito, como fizeram na Lei das Rendas.

4 - Liberalizar o aparecimento de estações rodoviárias.
É preciso permitir o aparecimento de estações rodoviárias nas autoestradas com lugares de estacionamento para centenas de carros (1000 carros precisam de 200 x 75 m2).
Também é preciso que os automóveis dos passageiros possam entrar a partir de estradas secundárias e possam fazer inversão de marcha na auto-estrada.
Também nas cidades, deveria haver ligações entre os sistemas de transportes urbanos (Metro e autocarros urbanos) e os autocarros inter-urbanos.

E como vão as pessoas parar às estações?
As estações vão ficar nas autoestradas onde as pessoas podem chegar de automóvel ou usando outros transportes públicos de ligação. Por isso é que é importante a entrada de automóveis a partir das estradas locais e a possibilidade de inversão de marcha.
Mas, por uma questão de eficiência, deveria ser criado um serviço de partilha do automóvel.

Os custos de um automóvel.
Quem tem um automóvel, quando faz uma viagem apenas faz contas principalmente ao combustivel. Desta forma, o custo padrão para a partilha do automóvel pode ser fixado  nos 0.20€/km, para 3 passageiros, 0.07€/km.

A partilha da ligação.
Nos dias de hoje, com SMS e Internet, os passageiros teriam que fazer marcação prévia dos lugar, dizendo que se disponibilizavam a apanhar outros passageiros ou se precisavam de ser recolhidos.
Quem disponibilizar o seu carro tem estacionamento grátis e recebe 0.20€/km percorrido (a que abate os 0.07€/km do percurso mais próximo entre a sua casa e a estação).
Por exemplo, se de sua casa à estação são 10 km mas acabou por percorrer 15km, vai receber 2.30€.
Um sistema de optimização desenha o percurso dos automóveis disponíveis.
Cada um dos passageiros transportados paga, além do bilhete do autocarro, os 0.07€/km da viagem de carro (considerando a distancia mais curta).
Uma pessoa que faz a viagem Braga-Lisboa (370km) mas que vive a 30km da estação precisando de boleia, pagaria 370 x 0.03 + 30 x 0.07 = 13.20€
O sistema de partilha poderia transferir o lucro de quando há mais de 3 passageiros com os prejuízos de quando há menos que 3 ou o custo da boleia poderia ser variável. Em termos económicos seria melhor o preço variável mas é aceitável um preço igual para todos.

Fig. 3 - Com o desenvolvimento da Internet, a partilha vai ter cada vez mais importancia nas nossas vidas.

Somos culturalmente contra a mudança.
Melhorar o Mundo implica um avaliação continua da forma como fazemos as coisas e a procura incessante de novas formas de as fazer e de novas coisas.
É preciso tentar, experimentar, errar e acertar, corrigir, melhorar e continuar para a frete. Quando outro experimentar e falhar, também temos que compreender que isso faz parte do processo para melhorar o Mundo.
Foi este principio que nos retirou das cavernas que, à data de então, muitos disseram não ser possível arranjar algo mais seguros e confortável para viver.
Este principio deve-se aplicar aos transportes públicos mas também a todas as coisas da nossa vida. Em particular, como sei da confusão que os meus alunos fazem entre o sistema monetário e o mercado de crédito, escrevi um pequeno texto como leitura complementar das crianças.
Mandei isso aos meus colegas que vieram logo com a argumentação clássica portuguesa.
-Ai, nunca se deu nada disso, isso eles vão dar noutra cadeira, desvia-se um pouco do objectivo, ´já dou disto há não sei quantos anos e nunca se falou em nada disto, blá, blá, blá, blá.
Eu vou por o texto online (Fundamentos do Sistema Monetário) para darem uma vista de olhos nestes últimos dias de férias. Requer concentração mas penso ter algum interesse.

Fig. 4 - Se nos esforçarmos, até as pedras acabam por rolar 

Uma homenagem final ao António borges.
Não pelo que ele fez durante a sua vida mas por, já depois de saber que tinha cancro do pâncreas que lhe dava pouco tempo de vida, continuou a trabalhar com a mesma energia de sempre.
Tantas pessoas, como eu, que não fazemos nada por isto e por aquilo,  coisas sem importancia nenhuma, temos que dar todo o mérito às pessoas que, na mais grave da adversidade, esforçam-me mesmo para além das suas energias.
Isto aplica-se também às pessoas que na Síria perdem a vida a lutar por uma sociedade livre e justa.

Pedro Cosme Vieira

domingo, 25 de agosto de 2013

A floresta e a cultura do eucalípto

Eucaliptos e pinheiros não fazem uma floresta.
Portugal tem bom clima para a criação do eucalipto mas, apesar de serem árvores e serem a principal árvore da floresta australiana, é um erro dizer em Portugal que um terreno lavrado, esterilizado o seu solo e plantado com eucaliptos é uma floresta.
Uma verdadeira floresta é um ecossistema complexo, com dezenas de espécies vegetais que, no caso português, as mais importantes têm que ser as diversas espécies de sobreiros, o castanheiro e, assessoriamente,  o loureiro e o medronheiro e outras recordações da floresta laurissilva que vigorava antes da última glaciação (há 10 mil anos).  Deve ainda ter clareiras e espaços entre as árvores onde possa crescer vegetação rasteira.

Fig. 1 - Para ser floresta tem que ter estas espécies como base (fonte)

Quando vemos os incêndios.
O que vemos arder são pinheiros e eucaliptos que, para termos uma floresta saudável e rica, deveriam desaparecer para todo o sempre juntamente com as acácias que estão a invadir vastas zonas do nosso país.
Se os pinheiros e eucalíptos que ocupam 20% do nosso território contribuem com 0.3%, do nosso PIB, enquanto comunidade devemos defender o fim desta pratica silvícola porque estes terrenos deveriam ser ocupados com floresta diversificada.
Os eucalíptos e pinheiros têm uma produtividade tão pequena e causam um impacto negativo tão grande em termos ecológicos e de uso (porque motivam a destruição da verdadeira floresta) que os bombeiros, em vez de andarem a apagar os fogos nestes terrenos, deveriam usar gasolina para acabar com essas pragas florestais.
Estes terrenos deveriam ser destinados à verdadeira floresta, a quercínea, onde coabitam mais de 7000 plantas diferentes (ver). 

E tem os matagais.
Os meus avós referiam que, no tempo deles, no monte quase não havia árvores. 
A arborização que vemos hoje, em 75% dos casos,  apenas apareceu no Sec. XX (fonte). Até então, havia uma vastidão de terrenos de pastoreio principalmente de ovelhas.
Quando as ovelhas pastam num terreno, nenhuma árvore consegue crescer pois a ovelha come os rebentos. No caso das cabras, o animal embirra com a casca das árvores e marra com os cornos até destruir tudo. Passados uns anos de pastoreio, a floresta fica sem árvores e dá origem a um campo aberto. Depois da Idade do Ferro, a floresta portuguesa apenas resistiu nos terrenos mais acidentados e onde havia o risco de ataque de lobos.
Como as ovelhas não comem a giesta nem as acácias, se o pastor não incendiar regularmente o terreno, estes arbustos tomam conta do terreno e formam um matagal (o maquis degradado).  Por isso, o nosso território evoluiu nos últimos milhares de anos juntamente com o fogo estando o ecossistema florestal preparado para isso. Até há plantas que apenas nascem depois de um incêndio e outras renascem e florescem dias depois do incêndio.

Fig. 2 -  Limpa-se uma faixa de terreno e, depois, num dia frio e sem vento, fogo na coisa.

No SEC. XIX, com a industrialização e emigração, o pastoreio recuou e no SEc XX, com apoio do Estado Novo, avançou a instalação do pinheiro e, a partir dos anos 1960 (com a deslocalização das fábricas de pasta papel dos países mais desenvolvidos para cá), do eucalipto.

Agora, está na hora de entregar a floresta à Natureza.
Respondendo claramente ao jfdr, a floresta deve ser abandonada ao seu destino natural.
Se arder, arde, se não arder, não arde.
Aqui e alí pode haver um contra-fogo, uma queimada preventiva mas a regra deve ser o deixa arder e não o tentar apagar a todo o custo.
Os proprietários florestais devem ter a consciência de que o Estado não pode apagar os fogos florestais. É o risco normal das actividades agrícolas. Tal como pode vir um granizo que destroi as uvas ou um vendaval que destroi as estufas, vem um incêndio que destroi as árvores. Cada um tem que viver com esse risco.
Quanto às ocupação urbana, deve prevalecer face às árvores. Quando uma pessoa achar que os terrenos vizinhos põem em risco as suas propriedades, sem necessidade de fazer prova, deveria ser livre de desmatar o terreno pagando o valor económico do mesmo (0.024€ por ano por m2).
Eu defendo, e os da Quercus têm andado calados, que a floresta industrial de pinheiros e eucalíptos deveria ser destruída. 

Fig. 3 - A limpeza das matas acabou com o pica-pau das nossas florestas

Os incêndios não causam qualquer prejuizo social.
Um incêndio causa prejuízo ao proprietário do terreno mas não existe qualquer prova de que cause prejuízo para o meio ambiente ou para a sociedade.
Se usarmos aquela simulação que eu fiz, o incêndio florestal causa a perda, em média,  da produção de 7.5 anos que corresponde a 0.160€/m2 (o terreno desvaloriza de 2.25€/m2 para 1.09€/m2). Uma pessoa que tenha 5000m2 de árvores tem um prejuízo de 800€. Isto é menos que limpar o terreno um  ano e só arde de longe a longe.
É certo que os incêndios apenas existem porque passam de uns terrenos para os outros. Apesar de parecer uma esternalidade negativa, é uma coisa que faz parte do risco da vida do silvicultor. Hoje passa dali para aqui mas amanhã pode passar daqui para ali. Ninguém acusa ninguém disso, faz parte da exploração silvícola.
E isso de que as árvores fazem oxigénio e absorvem CO2 é um mito pois, para isso, as árvores não podem ser cortadas.
Assim que se cortam (e se destroem), absorvem de novo o oxigénio e libertam o CO2.
Por isso tudo, deixem o fogo andar à vontade.

Fig. 4 - Meninas, baixem as cabecinhas que vêm aí os pica-miolos.

Pedro Cosme Vieira

quinta-feira, 22 de agosto de 2013

Os subsídios dos transportes públicos

Os transportes públicos.
O jfdr colocou questões muito importantes relativamente aos transportes públicos.

A densidade populacional e o tipo de transporte.
Países com alta densidade populacional e cidades compactas como o Japão ou a Holanda têm uma extensa rede de transporte ferroviário interurbano (comboio) associada a transporte ferroviário urbano (metro/eléctrico).

Mas eu contraponho países com muito maior densidade populacional e com cidades muito mais compactas como a Índia e  o Bangladesh que praticamente não têm comboios.
A variável importante é a disponibilidade das pessoas para pagar meios de transporte caros. O comboio como o conhecemos na Europa é muito caro.
E, apesar de parecer que o comboio é um meio de transporte de grande capacidade porque pode transporta 150 pessoas de cada vez, de facto não o é. Se pudesse haver uns comboios atrás dos outros como andam os autocarros nas estradas, seria verdade. mas, porque o comboio não consegue fazer ultrapassagens, mudar de direcção rapidamente e o seu percurso tem que ser controlado remotamente (as agulhas), uma estrada tem muito mais capacidade de tráfego que uma linha de comboio.

Comparemos comboios com autocarros.
Um autocarro de 13 m inter-urbano (pode atingir 130km/h) de 2 pisos tem capacidade para 80 passageiros. Em transporte urbano (pode atingir 60km/h) tem capacidade para transportar 150 pessoas de pé.
Se dedicarmos uma via de uma estrada sem cruzamentos para autocarros, podem passar 25 autocarros por minuto (a 100km/h, um afastamento entre autocarros de 50m), 1500 autocarros por hora  que transportam 120 mil passageiros por hora. Nos transportes urbanos, podem passar 20 autocarros (a 40km/h,  um afastamento de 20 m) que transportam 180 mil pessoa por hora.
Nas mesmas condições, o máximo que uma linha de comboio consegue transportar são 20 comboios com 1500 passageiros cada um, 30000 pessoas por hora.
E a estrada pode ter subidas e descidas até 6% e ter curvas apertadas enquanto a linha de comboios tem que usar túneis e pontes porque não pode ter subidas nem descidas.
Um buraco na estrada resolve-se com uma redução de velocidade do autocarro mas uma falha na linha férrea causa o descarrilamento.
Além disso, a estrada, fora das horas de ponta, pode ter outros fins (circulação de pessoas e carros).
Acrescentar uma pista dedicada a BUS numa autoestrada é muito, muito mais barato que fazer uma linha de caminho de ferro. Muito mais barato.

O autocarro é o meio de transporte mais denso que existe.
Uma autoestrada de 3 pistas consegue trasnportar mais de 300 mil pessoas por hora.

Fig. 1 - Na Índia investem em pistas e estações para autocarros

E o autocarro gasta menos energia.
Um autocarro de 80 passageiros gasta 50 litros aos 100km o que dá 0.8 litros por passageiro, 2.30kg de CO2 por 100km. Numa viagem Porto Lisboa dá 7.0kg.
CP diz no seu site que uma viagem de Alfa cheio (301 passageiros) emite 13.0kg/passageiro. É quase o dobro das emissões de um autocarro.
Mesmo um automóvel emite menos. Com 5 passageiros gasta 7 litros aos 100km, 12.0kg/passageiro na viagem Porto-Lisboa.
E depois, a CP refere que os aviões emitem 4x mais CO2 sem referir que é a uma velocidade 6x superior e que, para esta relação de velocidades, a bicicleta emite 50x menos CO2 que o Alfa e que se construíssem uma pista Porto - Lisboa dedicada a bicicletas como existe uma linha para comboios, conseguia-se sem esforço andar a 25km/h.

Não há ninguém que consiga encontrar seja o que for palpável que permita afirmar que o comboio, seja em que condições for, é um meio de transporte superior ao transporte rodoviário.


Fig. 2  - O Youngman JNP6250G é um autocarro urbano chinês de 300 passageiros
Os comboios são como a economia planificada.
A teoria demorou muitos anos a descobrir porque a economia planificada era menos eficiente que a economia de mercado, caótica.
Ainda hoje a generalidade das pessoas pensa que o comunismo, em que as pessoas partilham tudo o que têm, é muito mais eficiente que o capitalismo em que cada um quer o máximo possível para si.
Os comboios são iguais no sentido que são planificados e controlados por oposição ao transito caótico.
Mas, como um país capitalista é muito mais eficiente que um país comunista, o transporte rodoviário aparentemente caótico é muito mais eficiente que o transporte por comboio aparentemente optimizado.
A questão é que o planeador apenas consegue optimizar se se conhecer as funções objectivo das pessoas, e não se conhece.
Cai em lugares comuns como dizer que "os autocarros são menos confortáveis que os comboios" quando não se sabe o que as pessoas pensam.

O comboios deveriam acabar.
Não tenho qualquer dúvida que os comboios deveriam acabar. Desde o Metro aos comboios internacionais, de passageiros e de carga, deveria ir tudo para o inferno. Finito.
Portugal precisa transformar-se no primeiro país do mundo a acabar com os comboios. Ser progressista também é acabar com as tecnologias que se tornaram obsoletas.
Portugal deveria era construir pistas de bicicleta mas não daqueles que se resumem a uma pintura na estrada e salve-se quem puder.
Era construir de raiz pistas com viadutos, pontes e túneis optimizadas para a bicicleta que devem ser semelhantes às linhas de comboio (sem subidas). O estado deveria aplicar em cada ciclista o esforço que aplica num passageiro de uma empresa de transportes públicos.
Então, as actuais linhas de comboios seriam integradas nestas pistas.


Fig. 3 - Uma pista para bicicletas separada dos automóveis

O tempo de chek-in do avião.
O check-in do avião demora pelo menos 30 minutos e, mais a subida e a descida, vai-se uma hora. Mas não há razão operacional para que isso aconteça pois é apenas devido à ineficiencia do sistema. A Virgen tinha check-in num minuto e à porta do avião e foi proibida (porque era concorrencia).
As "questões de segurança", que não são acauteladas nos outros meios de transporte, são apenas uma desculpa. Os comboios têm sido mais vitimas de atentados que os aviões.
E, em termos tecnológicos,  já existem sistemas de check-in por reconhecimento automático da íris, da face e das impressões digitais totalmente seguros e que demoram meio minuto. 

Estarão as pessoas disponíveis a pagar o preço?
A melhor medida da pertinência de um investimento é saber a relação entre o que as pessoas estão disponíveis a pagar pelo produto e o custo de produção.
Todos os transportes públicos onde o Estado meteu a mão dão prejuízo, são altamente subsidiados e, mesmo assim, são monopólios. Isto quer dizer que, numa análise custo/benefício, as pessoas não estão disponíveis para pagar o preço de custo e que as empresas privadas podem fornecer produtos muito mais apelativos em termos de relação custo/benefício.
Se as cidades do Porto e Lisboa cobrassem o custo dos transportes e os liberalizassem, os actuais transportes públicos ficariam sem um única passageiro.
Se o TGV de qualquer parte do mundo, do Japão, à França passando pela China tivessem que pagar o custo, não tinham nem um passageiro.
Nem o maquinista lá andaria.
Zero, niente. 
E esta é que é a verdadeira medida da pertinência do TGV, dos comboios, da RTP e dos Estaleiros Navais de Viana do Castelo.
A SIC e a TVI são muito superiores à RTP e não recebem aquelas centenas de milhões por ano que a gente paga na electricidade e em impostos.
Só existem porque são altamente subsidiadas.

O ordenamento do território.
Quando os transportes são caros relativamente ao custo de vida, as cidades são grandes e compactas. Por exemplo, Luanda que em 1974 tinha cerca de 300 habitantes, concentra hoje mais de 6 milhões de pessoas. Os transportes são caros porque não há estradas nem segurança.
Nos últimos 30 anos, em Portugal aconteceu o fenómeno contrário. Porque as novas estradas, a subsidiação dos transportes e a inovação tecnológica fizeram com que o preço dos transportes descesse relativamente ao rendimento, as cidades esvaziaram-se.

Acabar com a desertificação das nossas cidade é acabar com o subsídio aos transportes sub-urbanos.
Não é preciso proibir as pessoas de viver nos subúrbios mas fazer com que essas pessoas paguem os custos dessa decisão. Eu vivo a 50km do meu trabalho e há 30 anos tive que arrendar um quarto para poder estudar a essa mesma distância porque não havia SCUTS, Autoestradas ou VCI (e eu era um falido).


É terrível.
Os transportes públicos são uma das áreas mais ineficientes que existem em Portugal.
Quando eu leio os "especialistas" da minha Faculdade de Engenharia, até me doem os dentes com tamanha incompetência. Vive tudo de ter sido qualquer coisa numa empresa pública de transportes.
Porque não há terminais rodoviários em lado nenhum mas há luxuosas estações de metropolitano e de comboios?
Porque não podem as empresas privadas, mesmo sem receber subsídios, fazer transportes nas cidades?
Porque não podem os autocarros aceitar e descarregar passageiros nas estações de serviço das autoestradas?

Eu queria imaginar.
Como seria Portugal se não tivesse havido subsídios às empresas públicas de transportes.
Concerteza que teriamos um país mais concentrado nos centros das cidades antigas, mais rico, com menos impostos  e onde as pessoas teriam melhor qualidade de vida.


Fig. 4 - Eu sei que poderia estar melhor mas, quando chegar oa pipizinho, ainda vai piorar.

Pedro Cosme Costa Vieira 

quarta-feira, 21 de agosto de 2013

A Economia dos Transportes

O TGV é um flop tipo Concorde.
Se precisamos de transportes económicos temos que aceitar baixas velocidades, abaixo dos 24km/h no mar e dos 90km / h em estrada.
Se precisamos de transportes rápidos, temos o avião que viaja a 900km/h.
O comboio, por precisar de uma linha dedicada que é muito cara e de uso inflexível, as carruagens serem muito pesadas para não haver descarrilamentos e o ar a baixa altitude causar elevadas perdas por ser muito denso, não é economicamente competitivo com os transportes rodoviários (a baixa velocidade) e muito menos com o avião (a alta velocidade).
Os franceses gostam muito de coisas tecnologicamente avançadas para dizerem que são os maiores do mundo mas não olham às variáveis económicas.
Qualquer pessoa que apresente um transporte de elevada velocidade que não seja um avião, é um louco.

Os transportes são muito importantes.
A movimentação dos factores de produção, bens e pessoas permitem que as diversas regiões do Mundo se especializem nas actividades em que têm vantagens comparativas. Por exemplo, como a Argentina e o Brasil têm grandes extensões de terrenos, produzem alimentos a preço muito competitivo que nós importamos (principalmente cereais e soja) e, em troca, especializamo-nos na produção de bens industriais e serviços que exportamos. Se fossemos obrigados a produzir todos os alimentos que consumimos, voltaríamos ao nível de vida dos anos 1940.

fig. 1 - Os transportes permitem que regiões remotas com boas praias se especializem no turismo

Para que serviria o Brasil em 1500?
No Sec XV ninguém se interessava pelos descobrimentos porque os transportes eram muito caros.
Na época dos descobrimentos, um barco viajava a menos de 4km/h. Por exemplo, no Sec XVIII a viagem de Lisboa a São Salvador da Bahia (6500km em linha recta) demorava 73 dias (ver referencia).

A história do Pedro Alvares Cabral está mal contada.
É que, alegadamente, o Cabral saiu de Lisboa no dia 9 de Março de 1500 e avistou o monte Pascoal no dia 22 de Abril de 1500 (ver). Se no Sec XVIII, usando mapas e instrumentos de navegação,  demorava 73 dias a fazer a viagem como foi possível o Cabral fazer a viagem em 44 dias?

O preço do transporte em 1500.
O barco usado nesses tempos, a caravela, precisava de 20 tripulantes e transportava 50 t de carga. Então, pensando que não era preciso pagar a mercadoria (seria roubar e transportar num só sentido) o transporte de uma tonelada de carga do Brasil para Portugal custaria 58.4 dias de trabalho-homem que, ao preço actual de 60€/dia, representava um custo de 3.50€/kg. Se imaginarmos que a caravela custava outro tanto, trazer bens do Brasil para Lisboa custava 6.50€/kg.
Agora temos que imaginar que mercadoria existia em 1500 no Brasil que aguentasse 73 dias de viagem e que, descarregada em Lisboa, valesse muito mais de 6.50€/kg. O que mais falta nos fazia, os cereais, concerteza que não.
Não havia nenhum bem que fosse económico ser transportado para cá.

A tecnologia dos transportes.
Em termos físicos, um veículo de transporte usa rodas, um meio fluido (ar, água ou óleo) ou um misto dos dois. No caso do transporte terrestre gasta-se energia na roda (no contacto com o chão  e no rolamento) e por atrito com o ar.

A descoberta da roda e do eixo.
A roda foi uma grande descoberta mas, como era algo que já existia na natureza (os toros) não representa uma grande descoberta.  A eficiência da roda resulta de não haver movimento relativo entre o piso da roda que se move e o chão (imóvel). Mas para isso, a velocidade do piso superior da roda é o dobro da velocidade da roda. Então, também não pode haver movimento entre a roda e a carga o que obriga a que as rodas fiquem para trás e tenham que ser continuamente transportadas para a frente do veículo (Fig. 2).
Se o veículo (e o piso superior da roda) se movimentar a 5km/h, as rodas só se movimentam a 2.5km/h (o piso inferior da roda está parado). Para percorrer 5km seria preciso movimentar cerca de 2000 vezes uma roda de trás para a frente do veículo.


Fig. 2 - As rodas têm que ser continuamente transportadas para a frente do veículo.

A invenção do eixo foi mais importante que a da roda.
Apesar de o eixo não fazer sentido sem a roda, a sua invenção obrigou a um grau muito grande de abstracção porque não existe na Natureza.
Uma roda de um carro de bois com 110cm de diâmetro tem um eixo com 7cm de diâmetro. Agora, se a carga apoiar sobre o eixo, para uma velocidade da carga de 5km/h, a velocidade entre a carga e o piso superior do eixo é de apenas 0.32km/h. Com o eixo a menor velocidade, a baixa velocidade do eixo já permite manter a roda fixa relativamente à carga.

As perdas de energia nas rodas. 
Se, em teoria, fosse possível ter uma roda e um piso que fossem perfeitamente rígidos, não haveria qualquer perda de energia na roda porque não há movimento entre o piso da rosa e o chão. Mas como o pneu e o piso deformam, a perda de energia resulta de ser continuamente preciso "subir" essa deformação.
É muito difícil andar de bicicleta em areia seca porque o piso deforma-se muito.

Fig. 3 - A deformação da roda e do piso consome energia

As perdas são proporcionais ao peso sobre a roda. 
Para cada tipo de roda e de piso, as perdas na ligação entre roda são uma percentagem do peso transportado sobre a roda (o coeficiente de resistência de rolamento, fr). Um automóvel numa auto-estrada tem perdas de 1.2%, um camião (pneu de alta pressão) tem perdas de 0.7% e um comboio numa linha como a Porto-Lisboa tem perdas de 0.2% (ver, wiki). 
Um Peugeot 106 (790kg de tara) com 5 pessoas (350 kg), alguma carga (110 kg), a 120km/h e com um fr de 1.2%, para um rendimento de transmissão de 85% gasta uma potência de
     P = 1.2% * 1250 * 9.81*120/3.6 / 735 /0.85 =  8 Hp.
Um camião com 45t de peso bruto a 100km/h gasta
     P = 0.7% * 45000 * 9.81*100/3.6 / 735 /0.85 =  140 Hp.

As perdas no fluido.
O nosso carro gasta muito mais que 8HP pelo que as perdas por atrito com o ar são muito superiores às perdas nas rodas.
As perdas no fluido são proporcionais à viscosidade e densidade do fluido e à velocidade relativa entre o fluído e o veículo.
É proporcional à àrea da frente do veículo (o deslocamento do fluido que o veículo vai ocupar -> mais importante a densidade do fluido) e à superfície dos lados (o atrito -> mais importante a viscosidade do fluido).
A expressão é complexa mas o Peugeot 106 (área = 2.15 m2, a 120km/h) gasta uma potencia de 28 HP e o camião (área de 10m2, 100km/h) gasta 110 HP.

fig. 4 - Há perdas por deslocação do fluido e atrito

Comparemos.
Em autoestrada a 120km/h, o automóvel precisa de 36 HP em que 80% se perde por causa do ar. A caixa de velocidade é feita para que esta velocidade corresponda a esta potência (4000 rpm num motor de 61 HP às 6200 rpm)
Em auto-estrada a 100km/h o camião precisa de 250 HP dos quais 45% se perdem por atrito com o ar. Por esta proporção ser menos que nos automóveis se compreende que o aerodinamismo dos camiões seja pouco optimizado.

Agora vamos ao TGV.
As pequenas oscilações do piso fazem com que as rodas oscilem. Estas oscilações são crescentes com a velocidade (e a irregularidade do piso). Por isso é que os nosso veículos têm molas e amortecedores e, mesmo assim, se passarmos por cima de uma lomba, a roda bate num apoio de borracha que existe na carroceria (e pode partir o pára-brisas).
O problema de um comboio é que a tremideira causa o  descarrilamento. Então, o comboio tem que ter muito peso e a linha muito lisa.
O TGV tem 383 t de tara para transportar um máximo de 508 passageiros (o duplex) o que dá um total de 850kg/passageiro que compara com os 250kg/passageiro do Peugeout 106.
Apesar de o coeficiente das rodas do TGV serem bastante inferior às perdas nas rodas do Peugeot 106, sendo o TGV 3.5 mais pesado, a economia é de apenas 30%. Como a 120km/h as rodas perdem apenas 20% da energia total, o uso de carris só permite poupar 6% da energia total.
E o comboio não tem vantagem significativa nas perdas por atrito com o ar.
Então, o comboio não tem vantagem relativamente ao transporte pela estrada.

A linha de comboio é muito cara e pouco flexível.
O comboio está ultrapassado pelos transportes rodoviários porque a linha de comboio não pode ter subidas nem descidas e, a elevada velocidade, não pode ter curvas. Isto obriga a que sejam feitos muitos túneis e pontes, que ficam muito caros.  Além disso, as linhas têm pouco capacidade de tráfego porque o controlo dos comboios é difícil (não podem travar rapidamente) e não são possíveis as ultrapassagens.
Por exemplo, quando viajamos na auto-estrada a 120km/h, podemos ter menos de 25 m ao carro da frente (precisamos de 21m para travar de 120km/h para 90km/h). A essa velocidade, nos comboios pratica-se uma distancia de segurança de 6000m, 3 minutos.
Depois, o transporte misto (carga+passageiros) congestiona a linha porque apenas é económico transportar carga a baixa velocidade (porque a energia gasta é proporcional à velocidade).
concluindo, apesar de um comboio levar muitas pessoas, no global a sua capacidade é pequena. Se imaginarmos que passa um TGV com 500 passageiros a cada 5 minutos, nas duas horas de ponta só se movimentam 12 mil pessoas, equivalente a 150 autocarros por hora que precisam de apenas 5% de uma autoestrada.

Fig. 5 - Espero que o TGV tenha descarrilado para sempre

E o avião?
A ideia do TGV é circular a grande velocidade, limitada fisicamente aos 300 km/h pelo tremor das rodas (risco de descarrilamento) e pelas perdas de energia por atrito com o ar.
Porque os aviões não descarrilam e têm um aerodinamismo optimizado, podem viajar a 900 km/h. Além disso, viajam a 45 mil pés de altitude (13700 m) onde a densidade do ar é de apenas 22% da densidade ao nível do mar. Desta forma, para a mesma velocidade, o Avião ao triplo da velocidade gasta a mesma energia por passageiro do TGV.
A única diferença é que o avião gasta um combustível liquido e o TGV gasta electricidade.

Como funciona a economia dos transportes?
Por um lado, temos o custo que resulta do tempo de transporte. Este custo está relacionado com o rendimento da pessoa. Por exemplo, se o salário de um médico é 25€/h e a de uma empregada doméstica é de 5€/h, o médico vai estar disponível para pagar mais por um transporte rápido. Num país pobre como a Índia as pessoas optam por transportes com velocidades na ordem dos 20km/h e nas Filipinas barcos a menos de 10km/h mas baratos.
As cargas de baixo valor específico, por exemplo, cimento ou carvão, usam transportes marítimos muito lentos, na ordem dos 12km/h.
Por outro lado, temos o preço do transporte que é crescente com a velocidade porque é preciso construir melhores estradas e o transporte gasta mais energia e tem que ser tecnologicamente mais sofisticado.

Ainda bem que arrumaram com o TGV.
Por além de ser um flop tecnológico, tem problemas de segurança e não temos rendimento para querermos pagar o bilhete.
Buracos como o Metro do Porto que deve 2300 milhões para uma facturação de 55 milhões € por ano, já chegam.
Para amortizar o capital em divida do Metro do Porto em 25 anos e a uma taxa de juro de 3%/ano, seria preciso cobrar 2.5€ por cada viagem a que seria preciso acrescentar os custos operacionais que estão nos 1.50€/viagem. E a esse preço não haveria um único passageiro.
O Metro do Porto e muitas outras obras de regime não tem a mínima racionaldade.
O TGV seria outra destas obras.

Mas o povo grita por comboio em Coimbra e na Trofa.
Porque toda a gente pensa que o sistema vai ser altamente subsidiado.
Se disserem às pessoas que vão ter que pagar o custo do transporte, ninguém mais quererá tais relíquias tecnológicas do Sec XIX.

Fig. 6 - Queremos comboios

Pedro Cosme Costa Vieira

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